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物和像的位置可以相对于系统的主点来确定，用 l 表示物点 A 到物方主点 H 的距离，用 l' 表示像点 A' 到像方主点 H'的距离，其正负以主点为原点来决定。如果由 H 到 A 或由 H'到 A' 的方向与光线传播的方向一致，则为正，反之则为负。

焦距的定义同样也是以主点为原点，有正负之分，可参见下面关于焦距的描述。按图 3 所示情况，物距 l < 0，像距 l'> 0，物方焦距 f < 0，像方焦距 f'> 0 。其关系公式为

  这两个公式分别称为高斯公式和放大率公式。放大倍率为负表示系统所成的像为倒像。

  当物方和像方的介质相同时，有 f'= - f，则上面两个公式可写成

  摄影光学系统是指那些把空间物体成像于底片的光学系统。在摄影光学系统中，物距和物方焦距为负值，像距和像方焦距为正值，在底片上得到的像为倒像，即放大倍率为负值。因此，为了计算方便，通常以它们的来代替计算，即不考虑其方向性。则高斯公式和放大率公式又可以写

孔径光阑、入射光瞳、出射光瞳

  在一个光学系统的若干通光孔中，一定有一个光孔起着限制成像光束的作用，自物平面上一点发出的光束，只要能够通过该光孔，则一定能够通过整个光学系统，会聚于像平面，那么这个光孔被称为系统的孔径光阑。
  孔径光阑被其前面的镜组在物空间中所成的像称为光学系统的入射光瞳，其决定了物点成像光束的孔径，并且是物面上各点成像光束的公共入口；同样，孔径光阑被其后面的镜组在像空间中所成的像称为光学系统的出射光瞳，这是物面上各点的成像光束自系统出射时的公共出口，并且是入射光瞳经整个系统所成的像。
  在摄影镜头中，都设有专门的孔径光阑，它限制了通过系统的成像光束大小，即限制了镜头的通光量，决定像面的照度。并且为了使同一镜头能适应各种光照条件以控制像面

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