[KOR] [공학,광학] 수차(aberration)에 대해....

 

최근 나는 오래된 카메라를 꺼내어 사진을 찍기로 했다.

이 카메라는 어릴 적부터 사용해온 것으로, 많은 추억을 담고 있었다.

하지만 최근 들어 사진의 선명도가 떨어지고, 이미지가 왜곡되는 현상이 자주 발생했다.

이 문제를 해결하기 위해 나는 광학에서의 수차에 대해 알아보기로 했다.

 

수차(aberration)는 빛이 렌즈를 통과할 때 발생하는 여러 가지 이상 현상을 의미한다.

이는 빛이 한 점에서 나와 렌즈를 통과한 후, 한 점에 모이지 않고 이미지가 일그러지거나 색상이 번지는 현상을 말한다.

 

수차는 크게 단색수차와 색수차로 나눌 수 있다.

 

단색수차는 빛의 파장에 관계없이 발생하는 현상으로, 구면수차, 코마수차, 비점수차, 상면만곡, 왜곡수차 등이 있다.

색수차는 빛의 파장에 따라 굴절률이 달라져 발생하는 현상으로, 주로 렌즈의 재질과 형태에 따라 다르게 나타난다.

 

나는 광학에서의 수차가 얼마나 중요한지 깨닫게 되었다.

수차는 단순히 이론적인 개념이 아니라, 일상에서도 큰 영향을 미치는 현상이었습니다. 

 

아래에는 각 수차의 개념과 대표 이미지를 업데이트 하였습니다. 

 

 

 

 

 

 

 

1. 구면수차 (Spherical Aberration)

구면수차는 렌즈의 둥근 형태로 인해 발생하는 현상입니다. 렌즈의 중심을 통과하는 빛과 가장자리를 통과하는 빛이 서로 다른 초점에 도달하게 되어 이미지의 선명도가 저하됩니다. 이는 조리개를 조절하거나 여러 장의 렌즈를 겹쳐 사용하는 방법으로 보정할 수 있습니다.

2. 코마수차 (Coma Aberration)

코마수차는 렌즈의 특정 부분을 통과하는 빛이 왜곡되어 꼬리 모양의 이미지를 형성하는 현상입니다. 이는 주로 광축에서 벗어난 점 광원이 렌즈를 통과할 때 발생하며, 이미지의 콘트라스트를 저하시킬 수 있습니다.

 

 

 

 

 

3. 비점수차 (Astigmatism)

비점수차는 렌즈의 곡률이 서로 다른 방향에서 빛을 다르게 굴절시켜 생기는 현상으로, 수직선과 수평선 중 어느 한쪽만 초점이 맞는 경우를 말합니다. 이는 조리개를 조절하여 감소시킬 수 있습니다.

 

 

 

4. 상면만곡 (Field Curvature)

상면만곡은 평면의 상이 평면으로 되지 않고 곡면으로 되는 현상으로, 조리개를 조절하여 감소시킬 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 왜곡수차 (Distortion)

왜곡수차는 피사체에서 직선 부분의 결상 위치가 광축과 가까워지거나 멀어지는 현상으로, 이미지가 비틀어지는 결과를 초래합니다. 이는 주로 광각 렌즈에서 많이 발생하며, 비구면 렌즈를 사용하여 보정할 수 있습니다.

 

 

 

 

6. 색수차 (Chromatic Aberration)

색수차는 빛의 파장에 따라 렌즈를 통과하는 빛이 서로 다른 초점에 도달하게 되어 이미지의 색상이 번져 보이는 현상입니다. 이를 보정하기 위해 렌즈 코팅이나 저분산 렌즈를 사용할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

광학용어는 렌즈와 빛의 상호작용을 이해하는 데 필수적입니다.

특히 수차에 대한 이해가 필수적입니다.

구면수차, 코마수차, 비점수차, 상면만곡, 왜곡수차, 색수차 등 다양한 현상들은 이미지의 품질에 영향을 미치며, 해상력을 저하시킵니다. 이러한 지식을 바탕으로, 렌즈 선택과 사용 방법에 대한 지식을 넓힐 수 있습니다.