005. 구면수차(spherical Aberration)

005. 구면수차(spherical Aberration)

 

구면수차 (Spherical Aberration)는 렌즈의 광축상의 물리적 점을 지나면서 광축을 많이 벗어나 렌즈에 입사하는 일련의 광선들은 평행축(paraxial image plane)에 수직으로 놓여 있다면 점모양의 화상 대신에 작은 원판의 형태로 초점이 맺히는 현상입니다. 

 

구면수차는 광축에서 가까운 근축광선의 초점과 광축에서 먼 원축광선의 초점이 서로 다르기 때문에 나타납니다.

 

광축에서 멀수록 더 많이 꺽여 앞쪽에 맺히게 됩니다. 

광선이 광축과 교차하는 점과 근축광선의 초점사이의 거리를 종 구면수차 , longitudinal spherical aberration(LSA)라 하고, 

주변 광선이 스크린에 도달할 떄 축으로부터의 높이를 횡 구면 수차 transversal spherical aberration(TSA)라고 합니다. 

 

구면수차는 렌즈의 조리개를 닫으면(피사계 심도를 높이면) 크게 개선됩니다.

 

완전개방에서 2~3단계 조리개를 닫으면 거의 사라지며,  구경이 더 닫히게 되면 점차 회절현상이 일어나므로 렌즈의 구경이 너무 닫히면 이미 얻은 선명도를 다시 잃게 됩니다. 

 

반사망원경에서 포물면경을 사용하거나 렌즈면을 비구면 렌즈 (Aspherical Lens)로 연마하여 사용하는 이유가 바로 구면 수차를 없애기 위함이다.