収差は、レンズや曲面ミラーなどの光学系において、レンズを通る光線のずれにより、物体の画像がぼやけてしまう原因となります。 理想的なシステムでは、オブジェクト上のすべての点は、画像上のサイズがゼロの点に焦点を当てます。 しかし、実際には、各画像点は有限の大きさと非対称の形状の体積を占め、画像全体にいくらかのぼかしを引き起こす。 収差のない画像を生成する平面ミラーとは異なり、レンズは不完全な画像プロデューサーであり、光軸に平行な中心を通過する光線（中心を通る線、レンズ面に垂直）にのみ理想的になる。 球面を有するレンズにおける物体-画像関係のために開発された方程式は近似的であり，近軸線のみを扱う。 単一の波長のみの光が存在する場合、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差と呼ばれる五つの収差が考慮される。 レンズ（ミラーではない）に見られる第六の収差、すなわち色収差は、光が単色ではない（一つの波長ではない）ときに生じる。
球面収差では、球面を有するレンズの光軸上の点からの光線が同じ像点ですべて一致するわけではありません。 レンズの中心に近いレンズを通過する光線は、その縁の近くの円形ゾーンを通過する光線よりも遠くに焦点を当てています。 レンズを満たす軸方向の物体点からの光線のすべての円錐について、収束して像点を形成する光線の円錐があり、円錐は円形ゾーンの直径に応じて長 光軸に対して直角の平面が円錐と交差するように作られている場合はどこでも、光線は円形の断面を形成します。 断面の面積は、光軸に沿った距離によって変化し、最小の混乱の円として知られている最小のサイズです。 球面収差のない画像は、この距離で発見されます。
コマは、点像が彗星の形にぼやけているために呼ばれ、軸外の物体点からの光線がレンズの異なるゾーンによって撮像されるときに生成されます。 球面収差では、光軸に対して直角に平面上に落ちる軸上の物体点の画像は、様々なサイズの円形であり、共通の中心の周りに重畳され、コマ収差では、軸外の物体点の画像は、様々なサイズの円形であるが、互いに変位している。 添付の図は、二つの画像の誇張されたケースを示しています,一つは、光線の中央円錐から結果とリムを通過する円錐から他の. 昏睡状態を減らすための通常の方法は、光線の外側の円錐を排除するためにダイヤフラムを使用することです。
非点収差は、球面収差やコマ収差とは異なり、レンズの単一ゾーンが軸外点の画像を単一の点に集中させるのに失敗したことに起因する。 三次元模式図に示すように、光軸を通過する互いに直角の二つの平面は子午線面と矢状面であり、子午線面は軸外の物体点を含むものである。 子午線平面にない光線は、スキュー光線と呼ばれ、平面にある光線よりもレンズから遠くに焦点を当てています。 いずれの場合も、光線は点焦点ではなく、互いに垂直な線として満たされます。 これら二つの位置の間の中間は、画像の形状が楕円形である。
フィールドの曲率と歪みは、互いに関連する画像点の位置を参照してください。 レンズの設計では、前者の3つの収差を補正することができますが、これらの2つの収差は残る可能性があります。 フィールドの曲率では、光軸に垂直な平面オブジェクトの画像は、（ハンガリーの数学者であるJózsef Petzvalにちなんで）Petzval surfaceと呼ばれる放物面上にあります。 拡大する紙や投影スクリーンが平らな面にある場合、フィルム面と投影に一致するように、平らな画像フィールドが写真撮影において望ましい。 歪みとは、画像の変形を指します。 レンズ内に存在する歪みには、軸からの距離とともに倍率が減少するバレル歪みと、軸からの距離とともに倍率が増加するピンクシオン歪みの二種類がある。
最後の収差である色収差は、レンズがすべての色を同じ平面に集中させることができないことです。 屈折率はスペクトルの赤い端に少なくともあるので、空気のレンズの焦点距離は青およびすみれ色のためより赤および緑のために大きくなります。 倍率は色収差の影響を受け、光軸に沿って垂直に異なる。 The first is called longitudinal chromatic aberration, and the second, lateral chromatic aberration.
