렌즈의 종류와 구분

렌즈의 종류와 구분

렌즈의 원리에 대해 알아보았다면, 이번에는 렌즈의 종류와 구분에 대해서 알아보도록 하겠습니다.큰 틀을 보면 미러러스, DSLR 카메라 이겠지만, 세세한 속내부를 들여다보면 더욱 세밀하게 알 수 있습니다.어떠한 상황에서 어떠한 렌즈를 써야 하는지 알면 아마도 전문가의 길에 앞장설 수 있을 듯합니다.

렌즈의 종류

1.볼록렌즈

우선 볼록렌즈의 경우 물체의 위치(s)에 따라 생기는 상의 종류와 크기가 달라지게 됩니다.

물체가 렌즈를 통해 어떻게 보이는지 알기 위해 물체의 어느 한 지점에서 나오는 빛이 렌즈를 통과했을 때 어느 지점에 상이 맺히는지 알아보면 됩니다. 얇은 렌즈의 경우 렌즈 안에서 빛이 굴절되는 것은 무시할 수 있으며, 따라서 간단한 식으로 상의 위치를 결정할 수 있고 상이 맺히는 위치를 광선추적으로도 쉽게 찾을 수 있습니다. 물체의 모든 지점에서 모든 방향으로 빛이 반사되지만 렌즈에 의해 생기는 상을 알아보기 위해선 물체(화살표)의 가장 끝점에서 나오는 세 가지의 빛에 대해서만 광선 추적하여 맺히는 상의 위치와 종류를 결정하게 됩니다.

예를 들면, 물체에서 나온 빛이 렌즈의 광축에 평행하게 입사하면 렌즈의 초점(f')을 지나도록 굴절되며, 렌즈의 초점(f)을 지나는 빛은 렌즈의 광축에 평행하게 굴절됩니다. 또한 렌즈의 중심을 지나는 빛은 렌즈 면에 수직 하게 입사하므로 굴절되지 않으며, 그냥 직진하게 됩니다.

2.오목렌즈

오목렌즈도 기본적인 공식이나 원리는 볼록렌즈와 같습니다. 빛은 렌즈가 두꺼운 쪽으로 굴절되기 때문에 오목렌즈는 볼록렌즈와 달리 물체에서 나오는 빛을 모으지 않고 분산시키는 효과가 발생하게 됩니다.

물체에서 나온 빛이 렌즈의 광축에 평행하게 입사하면 렌즈의 초점(f)을 지나는 것처럼 굴절되며, 렌즈의 초점(f')을 지나도록 입사한 빛은 렌즈의 광축에 평행하게 굴절됩니다. 렌즈의 중심을 지나는 빛은 렌즈 면에 수직 하게 입사하므로 굴절되지 않으며, 그냥 직진하게 됩니다.

따라서, 오목렌즈는 물체의 위치에 관계없이 항상 축소된 정립 허상이 생기는 것입니다.

3.구면렌즈

렌즈가 구처럼 이루어진 렌즈 유리구슬. 볼록 렌즈의 극단적인 예시로 볼 수도 있지만 사실 그렇지 않으며 타원 등이 아닌 완전한 구면 렌즈는 빛을 잘 모으지 못합니다. 그 이유는 구면수차 때문. 간단하게 설명하자면 광원에서 나온 여러 빛이 렌즈에 입사할 때 입사 방향과 각도 차로 특정 갈래의 빛줄기들끼리 서로 다른 초점을 형성해 하나의 초점을 형성하지 못하는 현상이기 때문입니다. 그렇기 때문에 실생활에서는 주로 구면 렌즈가 아닌 오목, 볼록 렌즈와 같은 비구면 렌즈가 훨씬 더 흔하게 쓰입니다.

4.평면 렌즈

평면 렌즈는 현재 1mm 미만의 무늬로 비교적 정밀도가 낮게 제작된 합성수지제 평면 렌즈는 상용화되어 카드 사이즈의 간이 돋보기로 활용되는 중입니다.

평판 유리에 새긴 나노 규모의 무늬로 빛의 방향을 조절해 한 곳으로 모으는 방식의 렌즈. 기존의 오목/볼록 렌즈처럼 매끄럽게만 만들면 되는 것이 아니라서 규모가 커질수록 제작이 어려워진다. 인공지능을 활용하여 무늬를 설계하는 방식이 연구되고 있습니다.

상용화되면 기존 렌즈의 부피 때문에 성능 향상에 제한이 있던 스마트폰의 카메라 성능을 개선하고 카툭튀 문제를 해결할 수 있을 것으로 보입니다.

촬영용 렌즈의 구분

이외에도 대표적인 단렌즈 (Single Lens)와 ·줌렌즈 (Zoom Lens)로 구분이 지어집니다.

단렌즈는 초점거리 변경이 불가능한 렌즈. 일반적인 스마트폰 카메라를 생각하면 되고,·줌렌즈는 여러 개의 초점거리를 지닌 렌즈로 편리하지만 단렌즈에 비해 화질이 낮아지거나, 조리개가 어두워지는 한계를 지니게 되는 장단점을 가진 렌즈입니다.

흔히 일반적인 렌즈 외에  아나모픽 렌즈 (Anamorphic Lens)가 있는데, 상하 굴절률과 좌우 굴절률이 다른 렌즈. 시네마스코프 영화를 촬영하거나 상영할 때 쓰입니다. 일부 아나모픽 렌즈의 경우 방송에도 쓰였는데, 과거 일부 좌우 굴절률이 낮은 아나모픽 렌즈 어댑터는 SDTV에 최적화된 4:3 비율의 촬상소자를 가진 카메라를 HDTV 표준 화면비인 16:9 촬영에 사용할 수 있게끔 하는 용도로 쓰이기도 했으며, 영화 제작 시 좋은 결과물을 만들어 내기도 했습니다.

이렇게 수많은 렌즈의 종류와 구분에 앞서서, 어떤 렌즈를 더욱더 잘 사용할지 환경적 요인이나 직업 특성 그리고 취미 등을 고려해서 좋은 렌즈를 선택하는데 도움이 되시길 바랍니다.