aberratie in optische systemen, zoals lenzen en gebogen spiegels, de afwijking van lichtstralen door lenzen, waardoor beelden van objecten wazig worden. In een ideaal systeem zal elk punt op het object focussen op een punt van nul grootte op het beeld. Praktisch, echter, elk beeldpunt neemt een volume van eindige grootte en onsymmetrisch vorm, waardoor sommige vervaging van het hele beeld. In tegenstelling tot een vlakke spiegel, die beelden oplevert die vrij zijn van aberraties, is een lens een onvolmaakte beeldproducent, die alleen ideaal wordt voor stralen die door het centrum evenwijdig aan de optische as (een lijn door het centrum, loodrecht op de lensoppervlakken) gaan. De vergelijkingen ontwikkeld voor object-beeld relaties in een lens met sferische oppervlakken zijn slechts bij benadering en behandelen alleen paraxiale stralen-dat wil zeggen, stralen die slechts kleine hoeken met de optische as. Wanneer licht van slechts één enkele golflengte aanwezig is, zijn er vijf aberraties te overwegen, genoemd sferische aberratie, coma, astigmatisme, kromming van gebied, en vervorming. Een zesde aberratie in lenzen (maar geen spiegels)—namelijk chromatische aberratie-resulteert wanneer het licht niet monochromatisch is (niet van één golflengte).
bij sferische aberratie komen de lichtstralen van een punt op de optische as van een lens met sferische oppervlakken niet allemaal samen op hetzelfde beeldpunt. Stralen die door de lens in de buurt van het centrum worden gericht verder weg dan stralen die door een cirkelvormige zone in de buurt van de rand. Voor elke kegel van stralen van een axiaal objectpunt ontmoeten de lens, is er een kegel van stralen die convergeert om een beeldpunt te vormen, de kegel verschillend in lengte volgens de diameter van de cirkelvormige zone. Overal waar een vlak loodrecht op de optische as wordt gemaakt om een kegel te snijden, zullen de stralen een cirkelvormige dwarsdoorsnede vormen. De oppervlakte van de doorsnede varieert met de afstand langs de optische as, de kleinste grootte bekend als de cirkel van de minste verwarring. Het meest vrij van sferische aberratie is te vinden op deze afstand.
Coma, zo genoemd omdat een puntbeeld is wazig in een komeetvorm, wordt geproduceerd wanneer stralen van een off-axis objectpunt worden afgebeeld door verschillende zones van de lens. In sferische aberratie zijn de beelden van een op-as objectpunt dat op een vlak loodrecht op de optische as valt cirkelvormig van vorm, van verschillende grootte, en over een gemeenschappelijk centrum gelegd; in coma zijn de beelden van een off-as objectpunt cirkelvormig van vorm, van verschillende grootte, maar verplaatst ten opzichte van elkaar. Het begeleidende diagram toont een overdreven geval van twee beelden, een als gevolg van een centrale kegel van stralen en de andere van een kegel die door de rand. De gebruikelijke manier om coma te verminderen is om een diafragma te gebruiken om de buitenste kegels van stralen te elimineren.
astigmatisme, in tegenstelling tot sferische aberratie en coma, resulteert uit het falen van een enkele zone van een lens om het beeld van een off-as punt bij een enkel punt te concentreren. Zoals te zien is in het driedimensionale schema zijn de twee vlakken die loodrecht op elkaar staan en door de optische as lopen het meridiaanvlak en het sagittale vlak, waarbij het meridiaanvlak het vlak is dat het off-axis objectpunt bevat. Stralen niet in het meridiaanvlak, scheve stralen genoemd, zijn verder van de lens gericht dan die in het vlak liggen. In beide gevallen komen de stralen niet in een punt focus, maar als lijnen loodrecht op elkaar. Tussen deze twee posities zijn de afbeeldingen elliptisch van vorm.
kromming van veld en vervorming verwijst naar de locatie van beeldpunten ten opzichte van elkaar. Hoewel de vroegere drie aberraties in het ontwerp van een lens kunnen worden gecorrigeerd,kunnen deze twee aberraties blijven. In kromming van het veld zal het beeld van een vlakobject loodrecht op de optische as liggen op een paraboloïdaal oppervlak dat het Petzval-oppervlak wordt genoemd (naar József Petzval, een Hongaarse wiskundige). Vlakke beeldvelden zijn wenselijk in de fotografie om het filmvlak en de projectie aan te passen wanneer het vergrotende papier of projectiescherm op een vlakke ondergrond ligt. Vervorming verwijst naar vervorming van een afbeelding. Er zijn twee soorten vervorming, die beide aanwezig kunnen zijn in een lens: vatvervorming, waarbij de vergroting afneemt met de afstand tot de as, en speldenkussen vervorming, waarbij de vergroting toeneemt met de afstand tot de as.
de laatste aberratie, chromatische aberratie, is het falen van een lens om alle kleuren in hetzelfde vlak te scherpen. Omdat de brekingsindex ten minste aan het rode uiteinde van het spectrum ligt, zal de brandpuntsafstand van een lens in lucht groter zijn voor rood en groen dan voor blauw en violet. Vergroting wordt beïnvloed door chromatische aberratie, verschillend langs de optische as en loodrecht daarop. The first is called longitudinal chromatic aberration, and the second, lateral chromatic aberration.
