eltérés, az optikai rendszerekben, mint például a lencsék és az ívelt tükrök, a fény sugarainak a lencséken keresztüli eltérése okozza a tárgyak képeinek elmosódását. Ideális rendszerben az objektum minden pontja a képen nulla méretű pontra összpontosít. Gyakorlatilag azonban minden képpont véges méretű és szimmetrikus alakú térfogatot foglal el, ami a teljes kép némi elmosódását okozza. A sík tükörtől eltérően, amely a képet nem rendezi a rendellenességektől, az objektív nem tökéletes képtermelő, és csak a sugárzás számára ideális sugárzáshoz válik idegen sugárzáshoz (az objektív felületére merőleges, a középponton áthaladó vonal). A gömbfelülettel rendelkező lencsék objektum-kép kapcsolatokra kifejlesztett egyenletei csak megközelítőek és csak a paraxiális sugarakkal foglalkoznak, azaz olyan sugarakkal, amelyek csak kis szöget zárnak be az optikai tengelygel. Ha csak egyetlen hullámhosszúság van jelen, öt aberrációt kell figyelembe venni, amelyeket gömb alakú aberrációnak, kómának, astigmatizmusnak, a mező görbületének és torzításnak hívnak. A lencsékben (de nem a tükrökben) található hatodik aberráció - nevezetesen a kromatikus aberráció - akkor következik be, ha a fény nem monokromatikus (nem egy hullámhosszú).
optika: Lencse aberrációk
Ha egy lencse tökéletes és az objektum a monokromatikus fény egyetlen pontja, akkor, mint fentebb megjegyeztük, a
Gömb alakú rendellenességnél a gömbfelülettel rendelkező lencse optikai tengelyének egy pontjától származó fénysugarak nem felelnek meg ugyanabban a képpontban. A lencsén a közepéhez közeli áthaladó sugarak messzebb vannak fókuszálva, mint a pereme közelében lévő kör alakú zónán áthaladó sugarak. A lencsével találkozó tengelyirányú tárgypont minden sugarainak egy olyan sugara van, amely egy képpontot alkot, és a kúp hossza a kör alakú zóna átmérőjétől függően eltérő. Bárhol, ahol az optikai tengelyhez merőleges síkot készítik, hogy keresztezzen egy kúpot, a sugarak kör alakú keresztmetszetet képeznek. A keresztmetszet területe az optikai tengely mentén lévő távolságtól függ, ez a legkisebb méret, amelyet a legkevésbé zavaró körnek neveznek. A gömb alakú aberrációtól leginkább mentes kép ebben a távolságban található.
Kóma, az úgynevezett ok, mert egy pontszerű kép elmosódik a üstökös formájává, akkor képződik, amikor a tengelytől eltérő tárgypontból származó sugarakat a lencse különböző zónái képezik. Gömb alakú rendellenességnél az egy tengelyes tárgypont képe, amely az optikai tengelyhez derékszögben síkban esik, kör alakú, változó méretű, és egy közös központ körül helyezkedik el; kómában a tengely nélküli tárgypont képei kör alakúak, méretük eltérő, de egymáshoz képest elmozdulnak. A mellékelt ábra két kép eltúlzott példáját mutatja, az egyik egy sugarak középső kúpjából, a másik pedig a peremén áthaladó kúpból származik. A kóma csökkentésének szokásos módja egy membrán alkalmazása a sugarak külső kúpjainak kiküszöbölésére.
Az asztigmatizmus, a gömb alakú rendellenességtől és a kómától eltérően, az lencse egyetlen zónájának az a hibája, hogy a lencse egyetlen zónája nem összpontosítja a tengely nélküli pont képét egyetlen ponton. Amint az a háromdimenziós vázlaton látható, az optikai tengelyen áthaladó két, egymással merőleges sík a meridián sík és a szagitális sík, a meridián sík pedig az a, amely a tengelytől eltérő tárgypontot tartalmazza. A ferde sugaraknak nevezhető, a meridián síkban lévő sugarak a lencsétől távolabb vannak koncentrálva, mint a síkban fekvők. A sugarak mindkét esetben nem pontpontban, hanem egymásra merőleges vonalakként találkoznak. A két helyzet között a képek ellipszis alakúak.
A mező görbülete és torzítása a képpontok egymáshoz viszonyított helyzetét jelöli. Annak ellenére, hogy a lencse tervezésében a korábbi három eltérést korrigálhatjuk, ez a két aberráció megmaradhat. A mező görbületében az optikai tengelyre merőleges sík tárgy képe a Petzval felületnek nevezett paraboloid felületen fekszik (Petzval József, magyar matematikus után). A síkképi mezők a fényképezés során kívánatosak, hogy megfeleljenek a film síkjának és a vetítésnek, amikor a nagyító papír vagy a vetítővászon egy sima felületen fekszik. A torzítás a kép deformációjára utal. Kétféle torzítás létezik, amelyek egyaránt előfordulhatnak a lencsében: hordó torzítás, amelyben a nagyítás a tengelytől való távolsághoz képest csökken, és a csaptelep torzítás, amelyben a nagyítás a tengelytől való távolság mellett növekszik.
Az utolsó aberráció, a kromatikus aberráció, ha a lencse nem fókuszálja az összes színt ugyanabban a síkban. Mivel a törésmutató a spektrum legkevésbé a vörös végén van, a lencse fókusztávolsága a levegőben nagyobb lesz a vörös és a zöld, mint a kék és az ibolya esetében. A nagyítást a kromatikus aberráció befolyásolja, mivel az optikai tengely mentén különbözik és merőle vannak rá. Az elsőt hosszanti kromatikus aberrációnak, a második oldalsó kromatikus aberrációnak nevezzük.
