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光学系统的像差
光学系统近轴区具有理想光学系统的性质，光学系统近轴区的成像（高斯象）被认为是理想象。实际光学系统所成的象和近轴区所成的象的差异即为像差。光学系统对单色光成像时产生单色像差，分为5类：球面像差（球差），慧形像差（彗差），像散差（像散），像面弯曲（场曲），畸变。对白光成像时，光学系统对白光中各单色光成分有单色像差外，还产生2种色差：轴向（位置）色差和垂轴（倍率）色差。
轴上点的球差
一、球差的定义及计算
在$2-1中，由实际光线的光路计算公式知：物距L为定值时，象距L`是U或h的函数。由轴上一点发出的光线，U不同，通过光学系统后有不同的象距L`。即由轴上点发出的同心光束，经光学系统各个折射面折射后，不同孔径角U的光线交光轴于不同点上，相对于理想像点的位置有不同的偏差，这就是球面像差，简称球差。其值可由轴上点发出的不同孔径角的光线经系统后象方截距和其近轴光象方截距之差表示，即：
δL` L`-l`
光学系统的入射光瞳一般为圆形，轴上点发出的充满入射光瞳的光束在通过光学系统前后均对称于光轴，所以子午面光轴以上的半个光束截面的球差，可以代表整个系统的球差。
以一个单透镜为例：
-150mm，孔径角sinUm
-0.24。在制图或列表时常用相对值sinU/ sinUm（或h/hm）表示不同孔径角（或入射高度）的光线。计算出5条远轴光线和一条近轴光线，得到有关数据如表9-1，绘制成图9-2。可以看出不同sinU值的光线通过系统后不会聚于理想像点A0` 处。屏沿光轴移动，所得的像为不同大小的衍射斑，在3处为最小，但任何位置都不能成为几何
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我们都知道,视场越大的透镜越难设计,这是为什么呢,因为视场的增大必然导致像差的增大.与视场大小成正比的像差有慧差、场曲、像散、畸变.用畸变举例,系统畸变的计算公式为：（某视场的实际垂轴放大率-系统的理想垂轴放大率）/系统的理想垂轴放大率.不同视场的垂轴放大率不同也就导致系统出现畸变.你可以观察一下你家的猫眼（门上那个）,猫眼是一个典型的大视场系统,通过猫眼中心成的像（可以当成是0度视场）与实物较为接近,猫眼边缘一圈（可以当成边缘视场,约60°）所成的像较为扭曲,这就说明了随着视场的增大出现了较大的像差.一般畸变为大视场系统中最为明显的像差.}