像散和像面彎曲

子午細光束像點在主光線上，弧矢細光束像點在主光線和輔軸的交點上，兩者之軸向距離為像散。當視場由小變大時，子午細光束像點和弧矢細光束像點會偏離高斯像面。如果把各視場的子午細光束像點或弧矢細光束像點連起來，將會得到彎曲的像面，這就是像面彎曲。 ^[1] 

它們屬於兩種像差。離光軸很近的物點以很小孔徑，即很細的光束成像時，球差和彗差的影響可以忽略，成像可認為是完善的。但是當物點離開光軸較遠，即視場增大時，即使以細光束成像，也不可能會聚於一點。此時，子午細光束的聚焦點和弧矢細光束的聚焦點位於主光線上的不同位置。

就整個細光束而言，在子午焦點處得到的是一垂直於子午平面的短線，稱為子午焦線；在弧矢交點處得到的是一垂直於子午焦線，且位於子午平面上的短線，稱為弧矢焦線；在其他位置上，光束截面為橢圓彌散斑；在二焦線的中間位置上為一圓形彌散斑，如圖1所示。這種結構的光束稱為像散光束；這種成像缺陷稱為像散。像散的數值以二焦點投影到光軸上的間距Δx表示，即

式中

是子午焦點到高斯像面（由高斯光學確定的理想像平面）的距離，

是弧矢焦點到高斯像面的距離。如果物平面不在無限遠處，和不能稱焦點，可改稱子午像點和弧矢像點，而問題的性質不變，公式也仍適用。

當光學系統存在較大的像散時，像面一般也很彎曲，只有當子午和弧矢像面處於高斯像面二側時，可勉強認為是平像面光學系統。但因像系由彌散圓形成，是模糊不清的。

當光學系統的像散校正得很好並且用細光束成像時，物平面上各點都有一個清晰的像點，但它們往往仍處於一個彎曲的像面上，在用平面來接收時仍不能同時清晰。通常把消像散時的清晰像面稱為珀茲伐曲面，其彎曲程度稱為珀茲伐彎曲。

所以，只有同時校正好像散和珀茲伐彎曲，才能使大的物平面用細光束成像時有一個平的清晰像面。若同時校正好寬光束的球差和彗差，則可獲得大孔徑大視場時的清晰像平面。

一般而論，透鏡的像散隨孔徑光闌位置而異，並隨透鏡形狀的不同而異,但當孔徑光闌與薄透鏡重合時,只要焦距不變，像散即為常值，與形狀無關。消像散系統一般由正、負透鏡適當組合而成。珀茲伐彎曲也只有用正、負光焦度分離的方法才能校正。

由位於主軸外的某一軸外物點，向光學系統發出的細單色圓錐形光束，經該光學系列折射後，不能結成一個清晰像點，而只能結成一彌散光斑。

即使在消除了球差和彗差的光學系統中，遠離光軸的物點發出的細光束，經摺射後仍不能成一個理想像點。單心光束經摺射後成為像散光束，在近軸光線成像的像平面上可接收到橢圓形光斑。當接收屏向光學系統逐漸移近時，像斑由長橢圓變為在子午面內的豎線，稱為弧矢焦線，而後變為圓斑，稱為明晰圓，進而變為扁橢圓，又變為垂直於子午面的橫線，稱為子午焦線。通常用弧矢焦線和子午焦線在主軸上的投影距離表示像散的大小。

用圖4來表示：

（1）如果光學鏡頭在加工和裝調時沒有偏心，又沒有傾斜放置的平板玻璃或稜鏡，那麼軸上點成像是不會有像散的。因此説，像散是軸外點的像差。當物點離外光軸逐漸遠時，那麼像散也將逐慚增加。

（2）像散為零時，子午細光束像點和弧矢細光束像點重合，但不與高斯像面重合，所以像面彎曲仍然存在，這種像面彎曲叫匹茲瓦爾彎曲。

當視場由小變大時，子午細光束像點和弧矢細光束像點會偏離高斯像面。如果把各視場的子午細光束像點或弧矢細光束像點連起來，將會得到彎曲的像面，這就是像面彎曲。

像散與場曲既有區別也有聯繫，有像散必然有場曲，但場曲存在時不一定有像散。像散值和像面彎曲值都是對某一視場而言的。