最简单的镜头就是单独一个凸透镜，两侧的面都是球面的一部分，但是根据镜头成像的知识，这样的镜头成像质量比较低，为了设计出合适的照相机镜头，工程人员经常使用计算机来帮助设计。

　　首先让我们来看一些镜头设计的基本原理。

　　照相机镜头的指标包括镜片的数量、玻璃的种类、镜片的曲面半径、镜片的厚度、镜片与镜片之间的距离、以及每个镜片的直径等等，这些指标统称为“镜头描述”。如果镜头设计者能知道光线射入镜头前镜片时的确切入射位置以及入射角度，他就可以通过光线理论系统精确地追踪光路。但是由于计算量非常大而且复杂，实际上是无法完全做到的。一组6个镜片的设计，每一个镜片表面都要计算200道光线的轨迹折射，整组镜头要3000道运算，这需要足足计算三个月的时间。

　　设计镜头主要的课题之一就是消除“像差”，由于镜头是通过光线的折射成像的，无法成理想的实像，总是出现一些偏离理想像的情况，这些问题叫做“像差”。按照像差的严重程度依次是三次像差、五次像差、七次像差等等。越往后影响越小但计算起来也越复杂，像差的种类越多。永远无法彻底消除所有像差，只能控制、减小某些像差，但有时我们减小了某一种像差却增大了另外的像差。