peut s'écrire en appelant F' le foyer image du dioptre:

on en déduit la relation donnant la position du foyer F' par rapport au sommet S:

Cette quantité notée f' est appelée distance focale image du dioptre sphérique.

Dans le cas du dioptre concave :

- si n₁ < n₂, F' est virtuel

- si n₁ > n₂, F' est réel

Il résulte de cette définition que tout rayon incident parallèle à l'axe optique se réfracte en passant par le foyer image F'.