수차(收差;aberration)

빛이 렌즈를 통해서 지나가면서 발생하는 빛의 경로, 또는 파장의 굴절률에 따라 실제의 상이 이상적으로 확대 또는 축소되지 않고 왜곡되어 보이는 현상을 통칭합니다.
이때, 전자를 통칭 구면수차(球面收差)라고 부르고, 후자를 색수차(色收差)라고 부릅니다.

우선, 색수차에 대해 알아보도록하겠습니다.

먼저 사전적인 의미부터 알아보도록하지요.

_____색수차(色收差) [chromatic aberration]

_____광각렌즈에 부여지는 색채의 파장의 광학적인 편차.
_____렌즈가 불완전하고 화각이 클수록, 파장에 따라서는 굴절율의 차가 발생해,
_____물체의 윤곽에 미묘한 색차이로 나타난다.

용어사전에 나와있는 것을 좀더 풀어쓰겠습니다.
이제, 우리가 알아야할 사실은 다음과 같습니다.

1. 빛(가시광선)은 다양한 파장을 가진 단색광 들이 모인 복합광입니다.

2. 파장에 따라서 서로다른 매질의 경계면에서 굴절되는 정도가 차이납니다.

3. 파장이 짧으면 많이 휘고, 파장이 길면 적게 휩니다.

4. 빛은 파장이 짧은 보라색계열의 색부터 연속적으로 파장이 긴 붉은 색까지의 단색광들이 섞여있습니다.

5. 따라서, 각각의 색들은 다른 파장을 가지므로, 2에서 밝힌 것과 같이 서로다른 매질의 경계면에서 굴절되는 정도가 틀려져 복합광에서 단색광들로 나눠져 마치 무지개처럼 분리 될 수 있습니다.

6. 공기중을 지나가던 빛이 렌즈와 만나 입사각에 따라 굴절되기 시작합니다. 이때, 파장이 다른 색들이 분리될 수도 있습니다.

7. 이 때, 보라색 계열은 많이 휘기 시작하고, 적색 계열은 적게 휘기 시작합니다.

8. 따라서, 색상별로 초점이 맺히는 곳이 일치하지 않아 색이 번져 보입니다. -> 축상 색수차

그림에서, 적색광으로 맺히는 상의 크기와 청색광으로 맺히는 상의 크기가 다름을 알 수 있다.

10. 렌즈를 통과한 빛이 색마다 나뉘어 초점이 맺히는 것을 막기 위해서, 다른 성질의 렌즈를 붙입니다. 그렇게 해서 각각의 색이 지나는 경로를 조절하여 하나의 초점으로 모이게 만듭니다. -> 축상 색수차의 보정

붉은 원안은 축상 색수차가 보정되었음을 의미하지만,
푸른 원안을 보면 여전히 배율 색수차가 존재함을 알 수 있다.

처음 들어온 빛은 처음 렌즈에 의해서 분광되고,
두번째 렌즈와 세번째 렌즈를 통해 다시 처음에 들어온 빛으로 합쳐진다.

이렇게 간단하게나마 색수차에 대해서 알아보았습니다.
다음에는, 자이델의 5수차에 대해서 정리하겠습니다.

참고 자료

네이버 지식 검색 http://www.naver.co.kr
엠파스 백과 사전 http://www.empas.com
http://my.dreamwiz.com/rolirol/refer/lens2.htm
http://members.tripod.lycos.co.kr/fabula99/lens_04.html
http://opt.dongkang.ac.kr/kim/자료실/기하광학1/기하광학1.htm
http://www.win-us.com/4-lens.html
http://www.microscope.wo.to/
http://galaxy.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/cd-rom/scope/tscope/tscope+.htm
http://cweb.canon.jp/camera/ef/description/dictionary/a/index-j.html
CG制作獨習事典 2001년, 그래픽사

외…

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예전 사진관련 강의 들을 때 숙제했던 것.