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1 개요
Lens. 렌즈는 빛을 굴절시켜 모으거나 퍼뜨리는 도구로, 렌즈콩(렌틸)과 모양이 비슷하여 그 이름을 렌즈로 붙이게 되었다. 렌즈의 재질은 대체로 유리로 만들어진다고 주로 알려져 있으나 정작 카메라 렌즈를 빼면 생활에서 접하는 렌즈 중 유리로만 된 것은 그리 많지 않다. 카메라에서도 일부 렌즈는 합성수지로 만들어진다.
같은 위치의 오목/볼록거울들보다 빛을 잘 모으나 크기를 쉽게 늘리기 힘들다는 단점이 큰지라 대물이 필요한경우에는 사장되는 경우가 많다. [1][2]
빛(그러니까, 가시광선)을 제외한 전자기파를 굴절시키는 것도 렌즈라고 부르는 경우가 있다. 중력렌즈라는 것도 있는데, 중력렌즈란 우주에서 거대한 질량을 가진 별들의 중력[3] 때문에 천체가 왜곡되어 보였기 때문에 붙여진 이름. 한때 퀘이사나 은하를 능가하는 상식을 초월하는 크기의 거대 아크(ARC)가 발견되어서 천문학계가 몹시 흥분한 적이 있었다. 그런데 후에 그 정체가 별들이 만들어내는 중력이 흡사 렌즈처럼 작용해서 만들어진 허상이었다는 게 밝혀졌다.
2 렌즈의 원리
물리Ⅰ에서 배우는 빛의 굴절 파트를 '읽으면' 이해가 된다.
물질에 따른 파동의 전파속도차이로 발생. 다만 렌즈의 표면을 곡선으로 만들어 위치별로 굴절되는 정도를 달리하여 원하는 상을 만들어내는 것이다.
이런 방식의 렌즈중에서 가운데가 볼록하고 끝으로 갈수록 얇아지는 빛을 모아주는 렌즈는 볼록렌즈라고 하고 가운데가 얇고 끝으로 갈수록 두꺼워지는 빛을 발산해주는 렌즈는 오목렌즈라고 한다. 반면에 곡률을 가진 거울에 빛의 반사율이 좋아지는 코팅을 하여 같은 렌즈와 같이 빛을 수렴해주거나 발산해주는 역할을 하는 거울이 있는데 볼록렌즈처럼 빛을 모아주는 거울을 오목거울이라고 하고 오목렌즈처럼 빛을 발산해주는 거울을 볼록거울이라고 한다.
2.1 볼록 렌즈
흔히 빛을 모으는 렌즈로 알고 있으나 시점보다 가까운곳에 물체를 두면 상이 뒤집어지며 푸른하늘저멀리(...) 가져가도 상이 뒤집어지는 잉여스러운 모습을 보여준다.
여러모로 많이 쓰인다. 레이저포(...)에도 쓰이며, 각종 망원경, 카메라용 렌즈, 현미경 등지에서 사용되며, 어르신들의 원시 교정용 렌즈에도 쓰이며... 뭐 많이 쓰인다.
2.1.1 파생 도구
2.2 오목 렌즈
흔히 빛을 퍼트리는 렌즈로 알고 있으며 그게 맞다. 하지만 볼록렌즈도 빛을 퍼뜨리던걸?[4][5] 잘 안쓰는걸로 알고 있으나 현재 안경 렌즈의 85%이상은 전부 이 렌즈를 이용한다.
하지만 볼록거울과 마찬가지로 그 외엔 듣보신세.
카메라의 경우, 단일 볼록 렌즈를 사용할 경우 심각한 분산 및 수차(광학)가 발생하기 때문에 복수의 볼록 렌즈와 오목 렌즈를 조합하여 사용한다. 굴절망원경도 마찬가지(비교적 비싼 제품에 한정).
2.3 파생 도구
- 근시 교정 안경용 렌즈
- 망원경
- 졸보기
3 렌즈의 이용
일상 생활에서 렌즈라고 하면 거의 콘택트 렌즈를 지칭하는 표현으로 이해되며, 사진 분야에서는 당연히 사진용 렌즈를 가리킨다.
3.1 시력보정용 렌즈
3.1.1 시력 유지용 렌즈
(일부는) MC렌즈라고도 부르며 특수 코팅 및 각종 미세장치 (...)를 통해 시력의 감소를 막아주는 렌즈이다. 단점이 있다면 가격과 렌즈 사이즈가 크고 아름답다.[6]
하지만 효과는 확실. 비싼건 역시 제값을 한다.
3.2 사물 확대/관찰용 렌즈
- 대물렌즈
절대 대물항목과는 관련없으며 물체와 마주한다는 의미의 대물(對物)이다.
흔히 카메라의 렌즈가 이쪽이며, 구경이 길어지면 길어질수록 배율이 늘어나는 특징이 있다.
- 접안렌즈
안구에 맞닿는(接眼) 렌즈. 대물과는 반대로 구경이 짧아지면 배율이 늘어난다.
3.3 기타 광학용 렌즈
- 단렌즈
초점거리 변경이 불가능한 렌즈.
- 줌렌즈
여러개의 초점거리를 지닌 렌즈로 편리하지만 단렌즈에 비해 화질이 낮아지거나, 조리개가 어두워지는 한계를 지니게 된다.
- 아나몰픽 렌즈
상하 굴절률과 좌우 굴절률이 다른 렌즈. 시네마스코프 영화를 상영할 때 쓴다.
4 렌즈 마운트
카메라의 그 렌즈를 자세히 서술한 렌즈 마운트 참조.
- ↑ 지름 1.2m짜리 천체망원경을 만든다고 생각해보자. 오목거울을 이용한 반사망원경이라면 한쪽면만 정밀하게 연마하면 그만이고 구조상 빛을 모아주는 주경역할을 하는 오목거울이 망원경의 하단부에 위치하는데다가 중간에 다른 거울, 렌즈를 조합해서 초점거리에 비해서 경통을 짧게 제작하기에 용이하지만, 렌즈를 사용한 굴절망원경이라면 주경이 되는 볼록렌즈가 망원경의 맨 앞에 위치하는데다가 그 큰 렌즈의 양면을 정밀히 연마해야되고 게다가 렌즈의 초점거리가 길어도 경통을 짧게 만드는 것이 힘든지라 대구경의 렌즈를 제작하기도 힘들고 망원경 자체를 만드는것도 쉽지 않은 일이다. 이렇기 때문에 같은 구경의 렌즈와 반사경을 비교해보면 렌즈의 제작이 더 힘들고 비용도 많이 들어간다. 현재 세계 최대의 굴절망원경은 1897년에 제작된 미국 여키스 천문대에 있는 1.01m 지름의 굴절망원경인데 그 이후로 이보다 큰 반사망원경이 많이 제작되었고 현재 제작중인 칠레 안데스 산맥에 위치한 라스 캄파나스 천문대의 거대마젤란망원경(GMT, Giant Magellan Telescope) 은 8.4m 지름의 반사경을 7개를 사용하여 구경이 25m에 이른다.
- ↑ 그리고 렌즈의 경우에는 빛의 파장에 따라서 굴절되는 정도가 차이가 있다. 프리즘이 백색광을 분해하는 원리가 그 굴절률 차이. 이 때문에 대형 렌즈를 사용하면 상의 외각 부분이 무지개색으로 보이는 문제가 생기며 이를 색수차라 부른다. 복수의 특수 소재를 사용한 오목/볼록 렌즈를 적절히 이용하여 색수차를 줄이는 것도 가능하지만 이 경우 위 각주에서 나왔듯이 가뜩이나 높은 제작비/유지비가 몇 배로 늘어나게 된다.
- ↑ 대표적으로 블랙홀
- ↑ 주변과 렌즈의 굴절률 차에 따라 다르다. 예를 들어, 물 속에서 볼록한 공기 렌즈는 빛을 퍼뜨린다.
- ↑ 그리고 일반적인 공기중에서도 초점거리를 벗어나면 빛을 퍼뜨린다. 빛이 모이는건 초점거리 안에서만 한정
- ↑ 가격은 다X치 멤버쉽 기준 15만원, 두께는 -8디옵터 기준 11mm(...).