개념 한 쪽
렌즈는 초점거리에 따라 광각·표준·망원 등으로 분류되며, 각 종류는 화각과 원근감에 영향을 준다. 줌렌즈는 초점거리를 가변하여 여러 화각을 하나의 렌즈로 구현하는 광학장치로 분류상 '초점 거리 조절용' 렌즈에 해당한다.
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출제기준 단원 「줌렌즈」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 렌즈 초점거리와 화각 구분 | 1 | 초점거리로 광각·표준·망원 구분을 묻는다 |
| 파동·광학 현상 용어 판별 | 1 | 간섭이나 수차 같은 광학 현상 정의를 묻는다 |
| 렌즈 선택 및 보정 요소 판단 | 1 | 색수차·확대·해상력 등 렌즈 선택 원리를 묻는다 |
렌즈의 화각은 초점거리와 반비례 관계이며, 초점거리가 짧을수록 화각이 넓어지는 특성이라 한다. 따라서 35mm 판형에서 50mm보다 짧은 렌즈는 광각렌즈로 넓은 면적을 촬영하고 근거리에서 원근감 과장 효과를 낼 수 있다고 설명한다. 초점거리의 상대적 크기로 표준과 망원을 구분한다는 분류 원리는 줌렌즈에도 그대로 적용한다.
줌렌즈는 여러 초점거리를 하나의 광학계로 제공하여 사용자가 화각을 바꿔가며 촬영할 수 있도록 하는 렌즈군으로 이해한다. 재료에서는 줌렌즈를 '초점 거리 조절용'으로 언급하므로, 고정 초점 렌즈와 구별되는 기능적 분류로 보면 적절하다고 판단한다. 줌 렌즈를 선택할 때는 사용 목적에 따른 화각 범위를 고려해야 한다는 점을 유념한다.
렌즈 광학 성능은 다양한 요소가 결합되어 결정된다. 색수차 보정에는 초저분산 유리(ED)가 사용되며, 중심부와 주변부 빛의 초점 불일치로 발생하는 구면수차 등 여러 수차 특성을 관리해야 렌즈 성능을 확보할 수 있다고 판단한다. 줌렌즈도 이러한 광학 보정 요소를 포함하여 설계된다는 점을 기억한다.
렌즈와 촬영 재료의 상호작용도 결과에 영향을 준다. 예컨대 확대기용 렌즈는 필름 대각선과 유사한 초점거리를 선택해 왜곡을 줄이는 것이 권장된다는 원리가 있으며, 렌즈와 필름의 해상력은 역수의 합의 역수 공식으로 최종 해상력을 계산한다는 점을 적용한다.
실무적으로는 촬영 기법에 따라 전용 렌즈나 보조 장비를 병용한다. 접사 촬영은 매크로 렌즈와 벨로우즈·접사링 같은 연장 장치를 사용해 최소 초점거리를 확보하는 방식이며, 이는 줌렌즈의 가변 초점 거리와는 다른 접근임을 구분한다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 35mm 판형에서 초점거리가 50mm보다 짧고 넓은 면적 촬영과 원근감 과장을 요구하는 설명이 나오면 광각렌즈로 분류하는 판단을 한다. 확대기용 렌즈 선택 문제에서는 필름 대각선(약 43mm)과 유사한 50mm를 표준으로 선택해 왜곡을 최소화하는 이유를 적용한다. 광학 성능 관련 문제에서는 렌즈와 필름 해상력의 결합을 R = 1 / (1/R1 + 1/R2) 공식으로 계산해 최종 해상력을 구하는 대표 계산을 제시한다.
데이라이트 타입(daylight type)으로 필터를 사용하지 않고 촬영하고자 할 때에 사용하여도 좋은 조명기구는?
정답 ④ · 데이라이트 타입 필름은 주광(약 5500K)에서 적정 색을 내도록 설계되었습니다. 스트로보(전자 플래시)의 광원 색온도는 약 5500~6000K로 주광과 유사하여 필터 없이 사용해도 색 바램이 거의 없습니다.
데이라이트 필름은 주광(약 5500K) 기준이므로, 색온도가 유사한 스트로보는 필터 없이 사용 가능하다.
두개 이상의 파가 한점에서 만날 때 성분파의 위상관계에 의해 합성파의 진폭이 변화함으로써 이 부분의 빛이 밝게 또는 어둡게 되는 현상은?
정답 ④ · 간섭(Interference)은 두 개 이상의 파동(빛)이 한 공간에서 만났을 때, 위상이 같으면 서로 보강하여 밝아지고(보강 간섭), 위상이 반대이면 상쇄하여 어두워지는(상쇄 간섭) 현상을 말합니다. 이러한 현상은 빛의 파동성을 증명하는 대표적인 사례이며, 비누방울의 무지개색이나 렌즈 코팅의 반사 방지 원리 등으로 응용됩니다.
두 파가 만나 위상관계에 따라 진폭이 변화해 밝아지거나 어두워지는 현상을 간섭이라고 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.
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