Ih, esse assunto vai longe.
Basicamente, o problema principal é que o plano focal de uma lente não é plano, e sim uma casca esférica. Isso quer dizer que quanto mais longe do centro do eixo ótico mais problemas serão visíveis, sendo os principais a aberração cromática, o coma e o astigmatismo.
A aberração cromática é corrigida com projetos apocromáticos, e coma e astigmatismo, pelo achatamento dessa casca esférica onde ocorre o foco. Isso é feito de duas maneiras, sendo que a mais eficiente é usando um ou mais elementos asféricos.
Coma é um tipo de aberração ótica que transforma um círculo em algo como um "cometa", algo semelhante ao formato de uma gota. Astigmatismo é uma aberração ótica que transforma círculos em elipses, aliás é o que causa o famoso "swirling bokeh".
Aberração cromática é causada pela dificuldade de focalizar raios de luz de diferentes comprimentos de onda em um mesmo ponto. Isso deve-se porque o indice de refração do meio varia com o comprimento de onda.
A abertura é fator determinante para aumentar ou diminuir a visibilidade desses problemas. Quanto maior, mais evidentes e mais difícil é a correção.
Some os três problemas e dá para ter uma idéia da m... que é corrigir tudo.
Correção total é fisicamente impossível. mas pode ser minimizada. Por exemplo, se o "fringe" projetado no sensor for menor do que as dimensões de 1 pixel ele não deve incomodar muito. Mas isso depende da resolução do sensor.
Por isso que lentes projetadas para sensores com menor densidade ótica e maior tamanho de pixel muitas vezes dão mau resultado em sensores de maior resolução.
Outra coisa que pega é o contraste, que é complicado para ser corrigido oticamente mas pelo menos pode ser compensado parcialmente por software.
Some a isso ainda o problema do flare que é multiplicado pelo número de elementos que a lente tem e que necessita de coatings as vezes bem sofisticados para minimiza-los. Aliás o coating também influi no contraste, assim como o número de elementos.
O projeto de uma lente é um exercicio pesado de matemática, de paciência e de viabilidade econômica.