球面像差

[spherical aberration]

以鏡頭是球面構(gòu)成的觀點而言，這是一種無可避免的像差。當平行的光線由鏡片的邊緣通過時，它的焦點位置比較靠近鏡片，而由鏡片的中央通過的光線，它的焦點位置則較遠離鏡片（這種沿著光軸的焦點錯開的量，稱為縱向球面像差）?？趶接蟮溺R頭，這種傾向愈明顯。受到球面像差影響的點像（point image），近軸光線的影像，其邊緣彷佛被周圍來的光斑（flare，又稱為halo光暈，它的半徑稱為橫向球面像差）所包圍。因此由畫面中央到周圍都受到影響，整體好象蒙上一層紗似的，變成缺少鮮銳度的灰蒙影像。對于球面鏡片的球面像差進行矯正，是件非常困難的工程。通常是以某一個入射距（從光軸起算的距離）的光線為基準，然后使用凸、凹兩枚鏡片予以適當?shù)慕M合來完成，可是，只要是使用球面鏡片，某種程度的球面像差就無法獲得很大的改善。不過，徹底消除大口徑鏡頭全開狀態(tài)的球面像差，除了采用非球面鏡片之外別無他法。

彗星像差

[coma/comatic aberration]

球面像差矯正過的鏡頭，在它的畫面周邊最常見的象。當光軸外的光線斜向射入鏡頭后，在面上無法聚集成一點，向畫面中心或相反方向形成拖著尾巴的一種像差。拖著尾巴的樣好象慧星（掃把星），所以叫做慧星像差，，這種松蒙現(xiàn)象稱為慧星光斑（comatic flare）。即使是可以在光軸上，將點成像成點的鏡頭，從離軸的點過來，通過鏡頭邊緣的光線，和通過鏡頭中心的主光線相比，有著不一樣的折射時，也容易產(chǎn)生這種像差。主光線的傾斜度愈大，慧星像差愈明顯，周邊的反差也愈降低，不過，縮小光圈仍然可以獲得某種程度的改善。受到這種像差影響的松蒙影像，呈現(xiàn)滲開的污染狀，令人感到不快。針對某一種特定距離的被攝體，同時消除球面像差和慧星像差的叫做消球差（aplanatism），而可矯正此二像差的鏡頭叫做消球差鏡頭（aplanat）。

像散現(xiàn)象

[astigmatism]

經(jīng)過球面像差和慧星像差矯正的鏡頭，在光軸上亦即畫面中心，可以將點成像成點畫像，可是，離軸區(qū)的點卻不成點，而變成橢圓形或線狀。這種像差即為像散現(xiàn)象。為了能詳細地在周邊部觀察這種現(xiàn)象，將焦點慢慢錯開，放射狀延長的線一直到焦點的第一位置，和同心圓的線一直到清晰的焦點的第二位置（這兩個焦點位置的距離，稱為像散差距）都可以確認出來。換言之，子午（meridonal）像面的光線和弧矢（sagittal）像面的光束并無等價條件，所以兩者的光線不能同時成為一點。子午像面的焦點在最佳位置時，弧矢像面的光線就結(jié)成線狀（同心圓方向/子午焦線），反之，弧矢像面的焦點在最佳置時，子午線面的光線也結(jié)成線狀（放射狀方向/弧矢焦線）。

畸變

[distortion]

畸變指物體通過鏡頭成像時，實際像面與理想像面見產(chǎn)生的形變?；蛘哒f物體成像后，物體的像并非實際物體的等比縮放，由于局部放大率不等而是物體的像產(chǎn)生變形。

對角線向外延長的變形（正）叫做枕形（pincushion）畸變，向內(nèi)縮短的變形（負）叫做桶形（barrel）畸變。雖然罕見，也有兩者同時存在的復合形畸變，出現(xiàn)在超廣角鏡頭上。鏡頭組合構(gòu)成上，鏡片對稱的分置光圈兩側(cè)，畸變比較少；非對稱構(gòu)成的鏡片，則經(jīng)常發(fā)生。另外，變焦鏡頭的畸變在廣角區(qū)為桶形，望遠區(qū)為枕形（因變焦的不同，歪曲像差的特性稍微不同）。采用非球面鏡片的變焦鏡頭，由于非球面鏡片有消除歪曲像差的功能，矯正效果相當良好。再者畸變是通過鏡頭中心的主光線異常折射所引起的，因此不論如何縮小光圈，都不能獲得改善。

像面彎曲

[curvature of field]

焦點對在平面物體時，像面并沒有結(jié)成平面，像碗狀一樣形成內(nèi)凹的一種現(xiàn)象。因此，當焦點對在畫面中心時，四周趨清晰，反之，焦點對在四周時中心就變模糊。像面彎曲主要隨著像散現(xiàn)象的矯正方法而改變，由于像面會出現(xiàn)在子午像面和孤矢像面之間，因此，像散現(xiàn)象矯正得愈好，像面彎曲現(xiàn)象就愈少。由于縮小光圈無法矯正像面彎曲，因此設計上，一般都是改變各種單鏡片的開頭或者選擇光圈的位置上下功夫。像散現(xiàn)象和像面彎曲需要同時矯正時，不可少的條件之一的就是匹茲萬條件（Petzval’s condition/1843年）。這個條件就是，將鏡頭使用的單鏡片數(shù)，加在各單鏡片的折射率乘以焦點距離的積的倒數(shù)上，它的和最好等于零，這個和叫做[匹茲萬和數(shù)]（Petzval’s Sum）