Второй способ основан на использовании соотношения между фокусными расстояниями системы f₁ и f₂ и расстояниями от предмета и его изображения до соответствующих фокусов. Обозначим расстояние от переднего фокуса до предмета через х₁, а расстояние от заднего фокуса до изображения через х₂. Тогда

Это уравнение оптической системы записано в форме, приданной ему Ньютоном. Вывод этого соотношения имеется в указанной литературе и здесь не приводится. Это уравнение идеальной оптической системы также может быть использовано при экспериментальном определении положения кардинальных точек оптической системы. Подробнее об этом будет сказано дальше.