这两种像差都是由于物点离光轴较远，光束的倾斜度较大引起的。在轴外物点沿主光线的细光束锥中，子午面上的子午光束在主光线上的会聚点与弧矢面上的弧矢光束在主光线上的会聚点，各处于主光线上的不同位置，这种现象称为像散现象，与像散现象产生相应的成像缺陷，就是像散。像散使进入系统的球面波面变成像散面。像散现象是由于轴外物点发出对主光线旋转对称的细光束锥，投射到折射球面上，这个细光束锥的中心轴主光线的弧矢平面和子午平面上截得的球面曲率不同，经过球面折射以后在子午面上截得的光束锥的子午平面光束与弧矢面上截得的光束锥的弧矢平面光束在像方的会聚程度不同而产生的。几何学可以证明细光束锥投射在球面表面，其最大的曲率与最小的曲率是相互垂直的，它们分别和子午面、弧矢面相对应。这样使得出射的光束锥失旋转对称而产生了像散现象。这种细光束失旋转对称仅由视场增大而引起的，但是孔径光阑位置的改变会改变这种失对称的程度，因此，细光束像散是与视场和孔径光阑位置有关的。慧差是一种平面光束的失对称，如果是细光束成像没有球差平面光束不失对称就没有慧差。如图1－8位于主轴外面的物点Q发出的窄光束，经光学系统反射或折射后不能聚焦于一点，而会聚于两条远近不同并且互相垂直的焦线S′，S″；，和T′，T″，上。这两条焦线的距离往往用来表示像散的大小。

由于像散是与视场密切相关的，随着视场增大而变化的。不同视场的子午像点和弧矢像点的位置是不同的。这些由子午像点所组成的曲面称为子午像面；由弧矢像点组成的曲面称为弧矢像面。这两个曲面一定与高斯相面的中心相切，并且是对称于光轴的旋转曲面。子午像面对高斯像面的偏离称为子午场曲；弧矢像面对高斯像面的偏离称为弧矢场曲。如果没有像散，子午像面和弧矢像面是重合在一起的，但是像面还是弯曲的，即使物体是垂轴的平面也是如此。一个平面物体以无像散的细光束成像时（此时没有球差和慧差），只能得到一个曲面像，这个曲面称为匹兹伐像面（图1－9）。这是由球面本身固有特性而产生的。像散和场曲的关系当光学系统存在着场曲时，不可能得到一个整个像面都清晰的平面像，或视场中间清晰或视场边缘清晰或视场中心清晰。因此大视场系统需要校正像面弯曲使整个像面上得到清晰的平面像。