可補償多種像差的非球面鏡片
通過設計球面鏡片的排列方式和鏡片間的距離，鏡頭可以在一定程度上補償像差。可是由於球面鏡片本身能力有限，要徹底抑制像差很困難。非球面鏡片是為補償多種像差而設計製造的特殊鏡片，通過調節鏡片表面的曲率從而控制入射光線的方向將像差抑制在較低水平。因此可以提高大光圈鏡頭的性能，還能讓廣角變焦鏡頭設計得更廣。同時在令變焦鏡頭輕型化方面，非球面鏡片起了很大作用。
非球面鏡片的生產技術
玻璃鑄模非球面鏡片 (GMo) 所使用的模具
佳能非球面鏡片根據其生產的方法分為4類，當中精度最高的是使用研磨的方式生產的「高精度研磨非球面鏡片 」(Ground and Polished Glass Asperical Lens) 。而針對量產開發的非球面鏡片包括「高精度玻璃鑄模非球面鏡片」(Ultra-Precision Glass Molded Aspherical Lens, GMo) 和「塑膠成型非球面鏡片 」(Plastic Molded Aspherical Lens, PMo)，兩者皆是通過將鏡片材料注入專用的模具中再施以高壓製作非球面鏡片。而「複製非球面鏡片」(Replica Aspherical Lens)是在一般鏡片上加上紫外線硬化樹脂使鏡頭表面非球面化。使用何種非球面鏡片都是根據鏡頭特徵來考慮，對球面像差、彗星像差、變形等多種像差校正都有幫助。
使用非球面鏡片提高補償效果、減少鏡片數量
下圖為使用非球面鏡片對球面像差進行補償的示意圖。球面像差是指當光線通過球面鏡片時，由於光線通過鏡片的位置不同，產生的折射率差異造成光線無法成像於一點，最終導致成像面為曲面的現象。球面像差較大時會顯著降低拍攝圖像的銳度。如圖所示，使用非球面鏡片，可使焦點一致，能夠使多角度入射的光線理想地集中至一點。在非球面鏡片出現以前，通常採用將凸透鏡與凹透鏡精密組合的二合鏡片（doublet）來減少像差。而非球面鏡片可以用一片鏡片來實現原來需要兩片鏡片才能實現的功能，並且可以得到更佳的效果。
▲非球面鏡片令焦點對準
▲球面鏡片的球面像差
採用非球面鏡片所拍攝的樣本
