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Stories about photography and cameras/Optical Lens Design

<렌즈의 광학구성 Optical design 25> 줌 렌즈의 작동 방식과 파포컬 줌 렌즈의 광학 설계 (기계적 보정/보상) (feat; 'Schneiderkreuznach')

Notice 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.

 

아래 자료는 슈나이더 사의 자료를 구글 번역기로 돌린 것(일부 어색한 문장 몇몇은 조금 손을 봤다)에 불과하지만, 줌 렌즈의 작동 원리와 파포컬 줌 렌즈를 위한 '기계적 보정(mechanical compensation)'과 '광학적 보정(optical compensation)'에 대해 꽤 자세하고 명쾌하게 설명하고 있어서 도움이 되지 싶어 소개하고 싶었다. 그리고, 개인적인 해석이나 감상은 득보다는 실이 많을 듯하고, 정확한 이해에 방해가 될까 염려되어서 따로 첨언하지 않았다.

 

출처인 원문에는 그 외에도 흥미로운 이야기들(실제 내용은 슈나이더 과거 기술력에 대한 자랑?)이 있으므로 아래 링크의 자료를 직접 읽어 보는 것도 좋겠다.

 

schneiderkreuznach.com/application/files/6115/0781/8896/variogon-zoom-lenses.pdf

 

줌 렌즈의 작동 방식

Variogon, 즉 다양한 렌즈 또는 줌 렌즈의 비밀은 여러 가지 기본 광학 법칙을 영리하게 활용하고 그와 관련하여 발생하는 수차를 적절하게 수정하여 우수한 이미지 품질을 얻을 수 있다는 것입니다. 이를 위해 세 가지 필수 전제 조건이 있습니다. 적절한 컴퓨터 프로그램, 고성능 컴퓨터, 그리고 무엇보다도 광학-물리적 노하우입니다. 오늘날의 줌 렌즈는 구조와 작동 모드에서 매우 복잡합니다. 따라서 기존의 Variogon 렌즈를 더 잘 이해하기 위해 주요 작동 원리가 아래에 설명되어 있습니다. 그러나 모든 줌 렌즈는 초점 거리가 변경되는 동안 필름의 표면이든 이미지 센서의 평면이든 고정된 로컬 이미징 평면에 정확하게 묘사할 이미지를 투영하는 특성을 가지고 있습니다.

전통적인 건축 유형의 Variogon 설계 원리는 이해하기 쉽습니다. 필수적인 요소는 이미지가 필름에 직접 투영되지 않고 여러 중간 가상 이미지가 생성된 후에야 도착한다는 것입니다. 첫 번째 렌즈 그룹은 다른 렌즈와 마찬가지로 피사체의 이미지를 만듭니다. 광학 시스템의 이 부분만 일반적으로 일반적으로 전체 렌즈가 아닌 피사체와의 거리에 맞게 조정됩니다. 이 첫 번째 이미지에서 두 번째 렌즈 요소 그룹이 두 번째 이미지를 생성합니다. 최종 이미지를 생성하는 것은 렌즈 요소의 세 번째 그룹 일뿐입니다.

두 번째 그룹이 이동하기 때문에 첫 번째 중간 이미지에서 두 번째 중간 이미지로의 이미지 비율이 변경되며, 이에 따라 최종적으로 민감한 매체에 나타나는 피사체의 크기도 변경됩니다 (그림 1). 그러나 동시에 이것은 전체 시스템의 초점 거리가 변경되었음을 의미합니다. 그러나 축 방향 이동으로 인해 두 번째 및 세 번째 실현 이미지의 위치가 변경되었습니다.

초점 거리가 변경 될 때마다 사용자가 다시 초점을 맞출 필요가 없도록 하기 위해 다른 렌즈 그룹이 작동합니다. 그 기능은 초점 거리의 변화와 동시에 선명도를 복원하는 것입니다. 초점 거리의 변화는 기본적으로 두 가지 방법으로 실현할 수 있습니다. 어떤 경우에는 두 렌즈 그룹이 기계적으로 제어되어 둘 다 구체적이지만 다른 움직임 (기계적 보정)을 수행하고 다른 경우에는 두 렌즈 그룹이 함께 이동합니다. 그런 다음 두 구성 요소의 광학 값을 현명하게 선택하여 이미지의 위치를 ​​일정하게 유지할 수 있습니다. 확실히, 이 두 번째 경우에는 이론적으로 완전히 엄격하지는 않지만 실제로는 충분한 정밀도(광학 보정)를 가지고 있습니다.

그림 2는 기존의 모든 Variogon 렌즈에 사용되는 기계적 보정 원리를 개략적으로 보여줍니다. 여기에서 렌즈 그룹 (여기서는 하나 또는 두 개의 렌즈로 표시됨)은 로마 umerals l, II 및 III로 표시되고 이미지는 아라비아 숫자 1, 2 및 3으로 표시됩니다. 다이어그램에 그려진 곡선은 초점 거리가 다른 렌즈의 위치를 ​​나타냅니다. 위는 가장 짧은 렌즈, 아래에는 가장 긴 렌즈가 있습니다. 그림 2의 상단에서 렌즈 II의 움직임은 초점 거리를 변경하고 렌즈 I의 움직임은 이미지 2와 3의 위치를 ​​일정하게 유지합니다. 그림 2의 하단에서 렌즈 그룹 II는 분할되어 있습니다 (IIa 및 IIb). 여기서 두 렌즈의 거리 변화는 이미지를 유지하는 역할을 합니다.

그림 2에 예시된 원리의 실제 예로서 Variogon 1 : 2.8 / 10-40이 단면으로 표시됩니다. 개별 요소는 로마 숫자로 표시됩니다. 어떤 경우에, 렌즈 요소의 세 번째 그룹은 그들 사이의 광선이 평행 한 방식으로 분할됩니다 (그림 3의 11a 및 IIIb). 그러면 이 위치에 있는 전체 렌즈가 초점 거리가 없는 보조 렌즈와 메인 렌즈로 분리되어 있다고 상상할 수 있습니다. 초점 거리가없는 렌즈는 갈릴레오의 망원경처럼 어느 정도 기능을 하며, 어느 쪽을 바라보는가에 따라 이미지를 더 크게 또는 더 작게 만듭니다. 보조 렌즈가 확대되면 조합의 초점 거리가 늘어나고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 줌 렌즈가 작동하는 방식의 보조 부분 인 Jos. Schneider the Variogon은 지속적으로 확대 특성을 변경할 수 있으므로 렌즈의 초점 거리를 원하는 대로 조정할 수 있습니다.

초창기인 30년대에 독일에서 이런 종류의 렌즈가 시장에 출시되어 많은 관심을 받았습니다. 전쟁 후 "Optical Works Jos. Schneider & Co." 8mm 협폭 시네 카메라 용 렌즈를 만든 최초의 독일 회사입니다. 
이하_ 생략...

 


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