008. 색수차(chromatic aberration)

008. 색수차(chromatic aberration)

우리가 보는 빛은 여러 파장들의 집합체 입니다. 각 파장마자 매질을 통과할 때 발생하는 반사, 굴절률이 다릅니다.

그렇기 때문에 빛이 렌즈나 프리즘 등을 통과할 때 각 파장들이 서로 다른 방향으로 굴절을 합니다.

그래서 하나로 초점이 맺히지 않고 분산되어 파란색, 빨간색, 초록색, 보라색 등의 특정색이 물체의 가장자리에서 돋보이게

되면서 색수차가 발생합니다.

 

유리의 굴절률은 빛의 파장이 길어짐에 따라 작아집니다.

렌즈를 통해 물체의 상을 맺게 하면 물체의 색에 따라 상의 위치나 배율이 달라집니다.

 

색수차를 가진 렌즈를 통해 백색광을 보면 빨강에 가까운 긴파장의 빛은 초점이 렌즈에서 먼 곳에, 보라에 가까운 짧은 파장의

빛은 렌즈와 가까운곳에 초점이 맺힙니다. 이로 인해서 상이 덜 선명해 보이게 됩니다.

 

단일 렌즈는 대부분 색수차가 있습니다. 그래서 광학기계에 사용되는 렌즈는 단일렌즈를 몇개 결합하여 각각의 용도에 따라 색

수차를 감소 시키고 있습니다.

 

색수차는 종색수차와 횡색수차로 나뉘어져 있습니다.

 

종색수차(longitudinal chromatic aberration)

광축 위의 한 점에서 나온 빛은 파장에 따라 다른 굴절률이 적용됩니다. 렌즈를 통과하여 광축 위의 다른 위치에 상이 

맺혀 있는 상황에서 최단 초점과 최장초점 사이의 거리를 종 색수차라고 합니다.

 

서로 다른 파장대역을 가진 광원이 서로 다른 크기를 가지고 상이 맺혀지는 경우에 나타납니다.

 

굴절률은 빨강색보다 파랑색이 높고, 단일렌즈는 색에 따라 다른 초점거리를 갖습니다.

 

광축 방향으로 파랑색 빛은 빨강색 빛보다 렌즈에 더 가깝게 초점이 맺힙니다.

 

 

횡색수차 (lateral chromatic aberration)

 

광축에서 벗어난 점에서 나온 빛은 파장에 따라 다른 높이에서 상을 맺게 됩니다. 이 상황에 최단 높이와 최장 높이의

거리가 횡 색수차 입니다.

 

광축을 벗어난 점은 파장에 따라  광축 위의 다른 높이에서 상을 맺습니다.

그리고 파장에 따라 초점거리가 변하게 되면 횡배율 또한 변하게 됩니다.

 

횡 방향인 광축에 수직인 이동으로 두 개의 양 끝단 파장의 상점 사이의 수직거리를 가로색수차 혹은

가로색이라고 합니다.

 

색수차 보정 방법

 

렌즈의 색수차 보정방법은 렌즈의 소재를 바꾸거나 매수를 늘이는 것입니다.

 

렌즈의 매수나, 렌즈의 소재가 달라지면 색수차는 크게 줄어듭니다. 망원경의 경우는 렌즈를 3장이상 사용하며

ED나, SD, 플로라이트 같은 렌즈를 섞어서 색수차를 줄입니다.

 

아니면 사진은 사진 편집 프로그램인 포토샵이나 라이트룸을 이용합니다.