이상제님의 댓글

이상제

03-07-24 15:50

사진의 퀄리티를 떨어뜨리는 광학 수차에는 몇가지 종류가 있는데,
그중 하나가 구면수차(spherical aberration)입니다. 이 현상은 렌즈의
바깥쪽이 렌즈 중심부보다 광학적으로 더 강할 때 생깁니다. 무슨 말인가
하면 렌즈 바깥쪽을 통과해서 들어오는 빛이 중심부 통과한 빛보다 더 짧게
초점이 맺혀버리는 것이죠. 스넬의 법칙에 따라 렌즈의 곡율이 클수록
빛의 굴절율도 커집니다. 실제로 렌즈의 각 부위를 통과한 빛들은 한 곳에
초점이 맞지 않고 각자 조금씩 다른 위치에 맺힙니다. 이 구면수차를 보정
하기 위해서 비구면으로 렌즈를 깎을 수는 있지만, 더 나쁜 문제에 직면
합니다. 다름아닌 색수차(chromatic aberration)라는 것이죠.

단렌즈는 백색 광선을 스펙트럼으로 분해합니다. 이를 '분광'이라고 하는
데, 플린트 유리는 분광율이 매우 높아서 프리즘을 만들기에 좋습니다.
광학용 크라운 유리는 분광율이 낮아서 렌즈를 만들기에 좋죠.

색수차는 파장이 짧은 파란색 빛이 파장이 긴 빨간색보다 훨씬 많이 굴절
되어서 생기는 현상입니다. 따라서 색수차가 있는 렌즈는 사진의 경계선
부위의 색상이 정확하게 일치하지 않고 번지게 됩니다.

아크로맷(색수차 보정) 렌즈를 만들기 위해서는 더블렛이라고 하는 방식으로
두개의 렌즈를 그룹으로 만들어야합니다. 크라운 유리로 볼록렌즈를 만들고
플린트 유리로 오목렌즈를 만들어 결합시킵니다. 볼록 렌즈는 초점을
컨트롤하고, 오목 렌즈는 색수차를 조정하게 됩니다.
이 더블렛 방식을 쓰면 레드와 블루를 조정하게 되는데, 여전히 녹색은 맞지
않고 남게 됩니다. 2차 스펙트럼이 생기는 것이죠. 이 녹색과 블루-레드의
초점 맞는 거리의 정도로 아크로맷의 퀄리티를 측정합니다.

구면수차도 색수차와 마찬가지로 색깔별로 보정이 필요합니다.
이 과정을 스페로크로마티즘(구면-색수차 동시보정)이라고 부르는데,
블루와 레드의 구면-색수차 보정을 하지 않고 놔두는 것은 사람의 눈이
녹색에 비해 파란 색과 붉은 색에 약하기 때문입니다.(특히 어두운 곳에서)
그러므로, 이 블루와 레드의 색수차는 거의 눈에 띄지 않습니다.

하지만 필름의 감광유제는 푸른색에 민감합니다. 따라서 아크로매틱 코팅을
할 때에는 이 푸른색의 색수차를 줄이기 위해 그린 계열을 씁니다.
(미놀타가 G-로커렌즈에 했던 '아크로매틱 코팅'이 녹색계열이었음)

광학엔지니어들의 광학수차에 대한 연구가 축적되면서 2차 스펙트럼을
최소화하는 것이 가능해졌는데, 렌즈의 재료를 형석(fluorite, 라이카 렌즈
는 이 형석을 최고 품질의 것을 사용함)으로 바꿈으로써 가능해졌습니다.

두개의 스펙트럼의 차이가 매우 근접할 경우, '세미-아크로맷'이라고 합니다.
그러나, 이 두 스펙트럼을 일치시키기 위해서는 세번째 렌즈가 필요합니다.
이 트리플렛이 바로 유명한 "아포크로맷"(APO)입니다.

이 APO방식렌즈는 현재 광학렌즈군의 정점입니다.
APO렌즈들은 RGB 세가지 색 모두에 대해 색수차 보정이 되어 있고,
레드와 블루에 대해 구면수차가 보정이 된 렌즈들입니다.

아크로맷 렌즈와는 달리 녹색의 구면수차가 조금 있지만 괜찮은 수준입니다.
Apochromat 렌즈는 조리개 전영역에서 보정이 되었다는 점에서 좋으며,
아베 방정식에 의해 이론적으로 예측될 수 있는 최고의 해상력을 얻어냅니다.

미니룩스의 Summarit 40mm/f2.4나, 녹티룩스 50mm f1.0 렌즈는 APO
(트리플렛) 방식이 아니라, 더블-가우스라는 고전적인 디자인입니다.
(가장 대표적인 렌즈 디자인 방식이 트리플렛(APO)와 더블-가우스입니다.
APO가 성능면에서 우위이지만 비구면 렌즈 채용하기 때문에 비용이 급등
하는 문제가 있습니다.)

더블-가우스 디자인의 약점이 최대 개방-특정 각도에서 녹색 계열에
대해 동심원형 수차가 나타나는 것인지는 확실치 않으나, 아마도
APO 방식이 아닌 고전적 렌즈 디자인의 특성이라고 생각됩니다.
칼 짜이스의 50미리/f1.4 렌즈도 더블-가우스를 채택하고 있죠.

라이카는 이 더블-가우스 디자인의 한계에 부딪혀 APO방식으로 선회했다
고 알려져 있습니다. 바로 저런 소용돌이 배경흐림현상 같은 단점 때문이겠죠?
미니룩스의 Summarit렌즈나 칼짜이스 50/f1.4는 더블-가우스 디자인의
한계내에서 최적화된 렌즈들입니다. 여기서 더 개선하려면 더욱 비싼 형석을
용융해야하는데, 아마도 비구면렌즈를 써서 APO를 만드는 것과 비교했을 때
그다지 경제성이 없다고 판단했으리라 추측됩니다...

홍명훈님의 댓글

홍명훈

03-07-24 20:54

아직 잘 모르지만 많은 도움이 되었습니다.

감사합니다.

렌즈에 대해서 특강 한번 하시죠.

최민호님의 댓글

최민호

03-07-25 14:46

아직 notilux를 사용해 보지는 않았지만 지금 첨부한 사진으로만 볼때는
정상적으로 사용하기 힘들다라는 생각이 듭니다.

왜냐면 아무리 개방치라 하더러도 어느정도 클로즈업이 됐을때 극히
이런 효과를 볼 수 있지만 거리가 첨부한 사진정도 떨어진 상태라면
이정도 까지는 상이 흩어지지 않을 것 같은데,
이것은 흡사 렌즈 앞에 특수한 필터를 사용해서 촬영한 것 같습니다.

혹 렌즈사이의 편차 중에서 특히 심한 렌즈가 "딱" 걸린 것은 아닌지
모르겠습니다.

이상제님의 댓글

이상제

03-07-25 16:25

촬영당시 렌즈 바로 앞에 두꺼운 유리창이 있었다고 합니다.

윤홍님의 댓글

윤홍

03-07-25 17:06

저는 렌즈에 대해 관심이 많았고 궁금한 점이 많았는데
이상제님의 글을 보고 전부는 아니지만 어느정도 이해가 됩니다.
감사합니다.

지금 저 랜즈의 경우는 랜즈 배열이 잘못된 랜즈라고 생각합니다.
처음 랜즈를 만드는 사람이 초보든지
아니면 고장난 랜즈를 수리하면서 알을 바꿔서 끼었거나.
또는 랜즈알을 빼먹고 조립하였든지....