1．设计原理 Tscherning像差仪是Tscherning像差镜的改良。根据Tscherning原理的像差检测特点是：波前像差的形式是由视网膜上成像的偏差来定义的，故又称为“视网膜成像法”，也称视网膜像型像差仪。1984年Tscherning在描述眼睛的色像差时首次提出了此方法。后来Seiler使用球面镜对该方法进行了改进，他将一个二维的网格投影到视网膜上，并将视网膜上的成像与理想光学系统所成的像之间的差异定义为眼球的波前像差。在该像差仪中，激光束经过校准平行后通过一个13×13的光点膜版，从而产生整齐排列的168个光点（遮蔽中心点），在视网膜上成像。在经过眼的屈光介质时，光点会由于介质的不规则而产生像差，这种扭曲的光点排列会通过一个同轴的相机主波记录下来，通过记录光点与无像差光点的位置偏差来准确计算波前像差。
2．传感器工作原理 在其设计中，Tscherning在透镜前放了一个均匀的栅格，受试者从这里固视一个星状物，并要求其画出变形的栅格，通过这种变形的栅格来检测眼的像差。这种像差仪的原理见图3-5，一个光点的图形屏用于排列校准的光源，投射细光束到视网膜上。眼的像差可以造成光线从瞳孔的不同部分落在视网膜上的不同位置，光点图形可以通过视网膜镜来反映出来，据此可以重建眼像差。
图3-5 Tscherning像差仪的原理图
一个平行光源通过规则孔径的掩膜（实线）在视网膜上形成图像。由于在进入的位形中存在着眼像差，因此这些光锥就会变形。会聚的透镜有助于产生变形的光斑，通过视网膜镜而获得
（引自：Guang-ming Dai: Wavefront Optics for Vision Correction）
3．与Hartmann-Shack像差仪的比较 与Hartmann-Shack像差仪检测类似的是，Tscherning像差仪也是通过确定图像在x和y方向上的图像位移来检测眼波前局部倾角的。然而，由于每个细光束穿过光点图形时只是简单地取样一小部分的瞳孔区域，因此图像的移位与检测点的波前倾角成正比，而Hartmann-Shack像差仪则是与平均倾角成正比。
另外，Tscherning像差仪也是对整个瞳孔区取样，也是在微米范围内检测眼的像差。但是，由于使用的是视网膜图像，因此整个瞳孔区中的眼像差大约会丢失1 mm。此外，该技术很容易受到散射的影响，对于参考光点图形，普通的眼模型可能会产生误差。
但在计算理想位置时，用于理想眼球模型（Gull-strand模型眼），这个理想模型的获得必须先对患者的屈光误差进行修正，这样才能得到准确的眼轴长度。实际上该像差仪就是根据人眼的屈光误差不断进行调节以达到理想的同轴状态，从而实现理想化。
根据Tscherning原理设计的波前像差仪的主要缺陷在于，在计算光束位置的偏离中，要用到一个理想化的人眼造型，而实际上这个模型是根据人眼屈光误差在不断调整而实现理想化的。
主要的代表设备有，Lumenis和Schwind公司的像差仪。
