구면수차(Spherical aberration 球面收差)

렌즈 주변부에 입사되는 광선은 근축광선에 비하여 강하게 굴절되어 동일한 점에 상을 맺지 못하므로 망막상이 선명하지 못하다. 사람의 각막 및 수정체에도 이러한 수차가 있어 홍채에 의해서 차단되지만 산동할 때에는 구면수차 현상이 나타난다. 기계근시가 대표적인 예다.

코마수차(Coma aberration)

구면수차가 교정된 렌즈의 광축에서 떨어진 점으로 오는 광선중 렌즈 주변부를 통과하는 부분은 초면(焦面)에서 중심부 광선과 다른 점에 초점을 맺어 혜성꼬리와 같은 상(像)이 생긴다.

비점수차(Astigmatism 非點收差)

구면수차 · 코마수차를 수정한 렌즈에 비스듬히 입사되는 광선이 경선에 따라 굴절력이 달라져 난시상태가 되는 것이며, 구면렌즈의 상단을 전방(前方)으로 비스듬히 뉘이면 180°축의 원주렌즈 효과를 내며 동시에 구면렌즈의 굴절력이 증가한다. 4.0D구면렌즈를 20° 기울이면 0.5D의 원주렌즈 효과가 나타나는데 이를 사광속 난시라고 한다.

상면만곡수차(Curvature of field 像面彎曲收差)

평면내에 있는 물체가 만곡되어 결상하는 현상이다. 볼록렌즈인 경우 중심부는 평면이나 주변부는 자기 앞에 있는 것처럼 보인다. 상이 만곡(휘어짐)되었기 때문이다. 비점수차와 동반되어 일어난다.

안광학계의 경우 망막은 구면에 가까워서 상은 평면이 아니라 만곡면이며, 시중추에 의해서 이런 장애가 해소되므로 상면만곡수차는 크게 문제되지 않는다.

상의 왜곡(image distortion 像歪曲)

상의 왜곡은 특히 강도의 볼록렌즈 및 오목렌즈에서 나타나는 현상이고, 렌즈 주변부를 통과하는 광선의 초점 위치가 근축광선과 틀리므로 상이 평면으로 생기지 않고 곡면으로 생기기 때문이다. 따라서 직선이 곡선으로 나타나 정방형의 물체가 오목렌즈로는 술통모양으로 왜곡(barrel distortion)되고, 볼록렌즈로는 실패모양(pin-cushion distortion)으로 왜곡된다.

색수차(Chromatic aberration 色收差)

렌즈에서의 굴절률이 광선(가시광선)의 파장에 따라 다르기 때무에 색수차가 생긴다. 즉 가시광선 중 파장이 긴 적색광은 굴절이 적게 일어나고, 단파장인 청색광은 굴절이 크게 일어난다. 볼록렌즈의 주변부로 입사된 광선중 장파장부는 단파장 쪽보다 렌즈의 뒤쪽에 초점을 맺는다. 눈에서도 이러한 색수차 현상이 일어나며, 이를 굴절이상안의 교정에 이용한다. Abbe수가 작은 고분산렌즈는 색분산을 일으켜 상면(像面)의 선명도 또는 시력을 저하시킨다.