离焦是实际接收像面或评价像面相对于规定参考像面发生轴向偏离的状态，相应位移称为离焦量。它不是“选择最佳像面”这一操作本身。参考像面可以是高斯像面，也可以是按指定 MTF、像斑或波前判据求得的最佳像面，使用时须明确。
令 Δz 为评价像面坐标减去参考像面坐标，Δz > 0 表示沿 +z 方向后移。近轴纯离焦去除活塞项后，波像差随瞳半径呈二次变化。提示：其系数符号还取决于光程差与参考球面的约定。
图 2-3 可同时用于理解离焦量与焦深：离焦量描述某一个像面的偏离，焦深描述在给定判据下可接受的一组偏离。实际系统的最佳像面应综合工作视场、波长和评价准则确定。
式 5-1
式中
- Wd(ρ)
- 波像差 W 的纯离焦分量，即实际波面相对所选理想参考球面的光程差中由离焦产生的部分；d 表示离焦单位：光程长度，常用 μm
- A₂₀
- 本式中 ρ² 项的系数；瞳中心的常数项已扣除，因此 Wd(1) = A₂₀，表示瞳边缘相对瞳中心的离焦光程差单位：光程长度，与 W_d 相同
- ρ
- 归一化瞳半径：瞳内径向坐标除以瞳半径，瞳中心为 0、边缘为 1单位：无量纲，0～1
- NA′
- 像方数值孔径，NA′ = n′ sin U′；U′ 为像方孔径半角单位：无量纲
- n′
- 像方介质折射率单位：无量纲
- Δz
- 评价像面相对参考像面的轴向位移，Δz 等于评价像面的 z 坐标减去参考像面的 z 坐标，沿 +z 为正单位：长度
适用条件：近轴纯离焦、均匀像方介质，已去掉与瞳位置无关的常数项。第二式仅给幅值；正负号取决于参考球面及光程差约定。A₂₀ 是本式的系数记号，软件的 Zernike 项号与归一化方式须另行核对。以“波长数”表示波像差时，用 Wd/λ，其中 λ 为真空波长。
ρ 为归一化瞳半径；W 与 使用光程长度单位。本式给出近轴纯离焦的幅值关系，未规定软件专用的波像差正负号。