一片光学镜片或者与一个复合镜头相结合的镜片，至少一个表面上不同部位的点没有共同的球心，这就是非球面镜片，至少含有一片这种镜片的复合镜头称为非球面镜头（Aspherical Lens）。
大多数透镜都是球面的，所以在一特定表面上的各点和球心（半径或中心点）的距离都是相等的，一个透镜的前表面和后表面差不多总是不同半径的球面。这一设计原理的最大缺陷就是无法避免地产生球面像差，只有通过通过非球面镜片来加以校正。
球面像差（spherical aberration），是由于透镜球面表面是球面而引起的。由光轴上同一物点发出的光线，通过镜头后在像场空间上不同的点会聚，从而发生了结像位置的偏移。
非球面镜片不像普通的凹凸透镜那样表面为简单的圆球面，非球面镜在镜头边缘的厚度较大，镜面为非球面状。非球面镜片的作用就是通过修改镜片表面的曲率，让近轴光线与远轴光线所形成的焦点位置重合。当近轴光线与远轴光线都落在同一个焦平面上后，光斑将会消失，成像锐度将会提高。
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