개념 한 쪽
렌즈는 빛을 모아 상을 만들지만 이상적인 상이 항상 맺히지 않을 수 있다. 렌즈의 형상과 입사 조건에 따라 여러 종류의 수차가 발생하고, 렌즈가 만드는 상의 범위나 강한 빛의 내부 반사도 화상 품질에 영향을 준다. 초점거리와 이미지 서클 개념을 정확히 이해하면 초점과 화상 범위를 판별하는 데 유리하다.
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출제기준 단원 「수동초점조절과 자동초점조절」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수차 원인 판별 | 1 | 주어진 현상에 해당하는 수차 종류를 가리기 |
| 강광에 의한 화상 손상 | 1 | 렌즈 내부 반사로 인한 현상 명칭을 고르기 |
| 광학 용어 정의 | 1 | 이미지 서클·초점거리 등 기본 용어 정의를 확인하기 |
수차는 렌즈가 빛을 완벽하게 한 점에 모으지 못해 상이 흐려지거나 형태가 변형되는 현상을 통칭한다. 렌즈 표면의 형상, 입사각, 파장 등에 따라 구면수차·비점수차·상면만곡·코마수차·색수차 등으로 구분된다. 각각의 수차는 발생 원인과 나타나는 상의 특징이 다르므로 원인-현상 대응이 중요하다.
구면수차는 렌즈 표면이 구형이기 때문에 발생한다. 렌즈 중심부를 통과한 빛과 주변부를 통과한 빛이 굴절 정도가 달라 서로 다른 위치에 초점을 맺음으로써 상이 흐려지는 현상이다. 중심과 가장자리의 초점 차이를 키워드로 기억하면 구면수차를 판별하기 쉽다.
상면만곡(필드 커버쳐 관련 기술어로 제시된 경우)은 평면 피사체가 렌즈를 통과한 뒤 곡면 상으로 맺히는 현상이다. 확실한 특징은 화면 중앙은 비교적 선명하나 가장자리가 흐려지는 형태가 된다는 점이다. 비점 수차는 방향별 초점 차이가 생겨이미지가 찌그러져 보이는 현상으로 상면만곡과 구분해야 한다.
이미지 서클은 렌즈가 형성하는 둥근 초점 면의 지름을 의미한다. 이미지 서클의 지름이 센서나 필름의 대각선보다 작으면 모서리 어두워짐(비네팅)이 발생할 수 있다. 초점거리는 무한원 피사체 초점 시 렌즈의 후측 주점에서 센서면까지의 직선 거리로 정의되며 렌즈의 물리적 길이와 구분해야 한다.
강한 빛이 렌즈에 닿아 렌즈 표면이나 내부에서 다중 반사하면 이미지에 원형 광채나 조리개 무늬가 생기는 플레어 현상이 발생한다. 또한 빛의 반사는 표면 상태에 따라 정반사와 난반사로 구분되며, 매끄러운 표면은 입사각과 반사각이 같아 빛이 한 방향으로 집중되고 거친 표면은 빛이 여러 방향으로 흩어진다.
문제에서 '렌즈 중심과 가장자리의 초점 위치가 다르다'는 서술이 나오면 정답은 구면수차로 연결한다. '평면 피사체가 곡면 상으로 맺힌다'는 표현은 상면만곡을 가리키며, '비스듬히 입사한 광선의 접선 방향과 방사 방향 초점이 다르다'는 기술은 비점 수차를 가리킨다. 이미지 서클을 묻는 문항에서는 렌즈가 만드는 상의 원형 범위를 떠올리고 센서 크기와의 관계를 검토한다. 강한 광원 관련 문항에서는 내부 다중 반사로 인한 플레어가 키워드가 된다.
강한 빛이 렌즈에 닿으면 여러 렌즈에서 서로 반사하여 필름에 점 또는 조리개 무늬를 만들기도 하여 화상을 이 중으로 해친다. 이를 무엇이라 하는가?
정답 ③ · 강한 빛이 렌즈 표면이나 렌즈 내부에서 여러 차례 반사되어 필름면에 닿으면, 화상에 흐릿한 원형의 광채나 조리개 모양의 무늬를 만들어 화질을 떨어뜨리게 됩니다. 이러한 현상을 플레어(Flare)라고 합니다.
강한 빛이 렌즈 내부에서 반사되어 화상을 해치는 현상을 플레어(Flare)라고 한다.
렌즈의 중심부로 입사된 빛과 주변으로 입사된 빛이 한곳에 모이지 않는 현상 때문에 생기는 수차는?
정답 ② · 렌즈의 수차 중 구면수차(Spherical Aberration)는 렌즈의 표면이 구형인 때문에 발생합니다. 렌즈의 중심부를 통과하는 빛과 주변부(가장자리)를 통과하는 빛이 굴절률의 차이로 인해 초점면 정확히 한 점에 모이지 못하고 초점이 흐려지는 현상입니다.
렌즈 중심부와 주변부 빛의 초점 불일치로 인한 수차는 구면수차이다.
빛의 반사(Reflection)에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ① · 빛의 반사는 표면의 상태에 따라 달라집니다. 정반사(집중반사)는 표면이 매끄럽고 잘 닦여진 물체에서 일어나며, 입사각과 반사각이 같고 빛이 한 방향으로 집중되어 반사됩니다.
빛의 반사는 표면의 매끄러움에 따라 정반사와 난반사로 나뉘며, 매끄러운 표면은 입사각과 반사각이 같아 빛을 한 방향으로 집중시킨다.
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