카메라 렌즈의 종류

DSLR 렌즈

렌즈의 구성과 원리

(1) 광학적 원리
빛은 투명한 유리나 물과 같은 것을 통과할 때 굴절을 하게 된다.
볼록 렌즈에 입사한 빛은 광축으로 꺾이고, 오목 렌즈의 경우 빛을 분산시키는 역할을 한다.
이러한 상반된 기능을 하는 렌즈들을 조합하여 하나의 카메라 렌즈를 만들어 낸다.

(2) 렌즈의 기본 설계
1550년 이탈리아에서 처음 만들어진 렌즈는 양쪽이 볼록하고 모양이 갈색콩과 비슷하다 하여,

콩이란 의미의 라틴어 '렌틸(lentil)'에서 유래를 하여, 오늘날 '렌즈(lens)'라는 단어를 만들어 냈다.
빛을 모으는 볼록 렌즈 한 개로도 사진 촬영이 가능하지만 화질은 떨어진다.

왜냐하면 주변부의 선예도가 중심부에 비해 떨어지며 수차(收差)가 발생하기 때문이다.
따라서 볼록 렌즈를 다른 오목 렌즈 그리고 매니스커스 렌즈와 결합을 하면 이러한 수차를 보정할 수 있다.

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(3) 렌즈의 구성
오늘날 카메라의 렌즈는 여러 개의 단 렌즈로 구성되어 있다.
렌즈 한 장 한 장 마다 컴퓨터에 의해 연마 코팅되어 있다.
가공 처리된 렌즈는 정확한 간격으로 경동(鏡胴)에 고착 조립된다.
이때 렌즈 구성의 특징에 따라 트리플릿 타입, 테사 타입, 헬리어 타입, 조나 타입, 가우스 타입,

레트로포커스 타입, 텔레포토 타입등이 있다.

* 트리플릿 타입 : 1894년 홉슨사의 테일러가 설계한 볼록, 오목, 볼록 렌즈의 순으로 배치한 3군 3매로 된 렌즈이다.
이듬해 발전시켜 쿠크 트리플릿 렌즈를 완성시켰다.

* 텔레포토 타입 : 장초점 렌즈에서 렌즈의 구성을 바꾸어 초점 거리의 비율보다 렌즈 배열을 짧게 한 것을 말한다.
보통 망원 렌즈라고 한다.

* 테사 타입 : 자잇 루돌프가 1902년 발표한 렌즈인데 3군 4매 구성이지만 성능이 우수해

그 후 F:3.5 클라스에서 기본 타입이 되었다.
별로 밝지는 않지만 샤프한 해상력으로 유명하다.

* 가우스 타입 : 구면 수차와 색 수차가 잘 보정된 가우스 망원경의 대물 렌즈에서 발전한 렌즈계 이다.
현재 일안 리플렉스의 표준 렌즈와 대구경 장초점 렌즈가 모두 이 타입이다.

(4) 렌즈의 밝기
렌즈의 밝기는 렌즈의 조리개를 개방했을 때의 화상의 밝기를 말한다.
렌즈에서 필름까지의 거리와도 관계가 있다.
즉 렌즈의 구경이 같을 경우 초점거리가 길면 어둡게 된다.
일반적으로 실제구경과 유효구경으로 표시하는데, 실제구경은 렌즈의 실제 지름이고, 유효구경은

경동에 렌즈를 고정시킨 곳에서 실제 광선이 통과할 수 있는 렌즈의 최대 유효지름을 말한다.
그래서 렌즈의 밝기를 표시하기 위해서 유효지름(구경)과 필름 면까지의 거리, 즉 초점거리와의 비를 말한다.

표준렌즈인 1:1.4는 유효구경을 1로 나타냈을 때 초점거리의 비율이 1.4가 된다는 말이다.
따라서 F 값의 숫자가 작을수록 초점거리에 대한 유효구경의 비가 크기 때문에 많은 빛을

통과시킬 수 있으므로 화상이 밝게 보인다.

(5) 초점거리
초점거리란 렌즈의 제2주점(主點 : 대개는 조리개 부근에 위치)에서 초점면(필름면)까지의

직선거리이며 이때 거리계는 무한대에 있어야 한다.
초점거리가 길다는 것은 망원레즈를 말하며 짧은 것이 화면을 넓게 찍을 수 있는 광각 렌즈를 말한다.

(6) 수차
렌즈가 결상하는 데 있어서 화상의 주변부가 약간 흐려지거나 왜곡이 되는 경우가 있는데

이런 렌즈의 결함을 '수차(收差)'라 한다.
주변부에서 입사된 빛과 중심부를 통해 입사된 빛이 한 곳에 모이지 않게 되는 현상을 구면수차라 한다.
그리고 색깔마다 굴절율이 다르기 때문에 각기 다른 곳에 초점이 맺히게 되는데 이를 색수차라 한다.

이전에는 렌즈의 매수를 많게 해서 이를 보정했지만, 최근에는 광학유리의 질적 향상으로

구성매수를 늘이지 않고도 우수한 렌즈를 만들어 내고 있다.
보통은 조리개를 조이게 되면 수차를 줄일 수 있으나, 최근에는 F/4 나 5.6 정도에서도 선명한 상을 얻을 수 있다.

2) 렌즈의 종류

표준렌즈

(1) 표준 렌즈
화각이 40 - 60°정도가 되고, 초점 길이가 50mm내외, 화면의 대각선 길이와 비슷한

초점거리를 가지고 있는 렌즈를 말한다.
그리고 느낌은 사람의 시각과 가장 비슷하게 느낄 수 있게 하는 것이 표준렌즈이다.
20세기 가장 위대한 사진가 중의 한 사람인 앙리 까르띠에 브레송은 줄곧 표준 렌즈로만 촬영을 했다.

왜냐하면 카메라를 자신의 눈의 확장이라고 생각했기 때문이다.
대상을 비교적 자연스럽게 묘사하는데 적합하며(사람의 시각과 비슷하기 때문), 망원 렌즈와

광각 렌즈가 갖는 초점 효과를 동시에 가질 수 있다.
그리고 다른 렌즈에 비해 렌즈의 밝기가 좋아 광량이 부족한 곳에서도 초점을 맞추기가 수월하다.

광각렌즈

(2) 광각 렌즈 (단초점 렌즈)
화각이 60 - 80°정도가 되고, 초점 거리가 35mm이하 15mm까지의 렌즈를 말한다.
광각 렌즈의 특성을 살펴보면,

1, 넓게 찍을 수 있다.
그래서 좁은 공간에서 많은 것을 화면속에 포함시키고자 할 때 적합하다.

2, 원근감을 살려준다.
렌즈로부터 가까이 있는 것은 더 크게 멀리 있는 것은 더 작게 하여 원근 감을 살릴 수 있다.

3, 피사계 심도가 깊다.
2-3mm의 거리에 있는 피사체를 찍을 때 F/8 정도만 주면 주변의 초점이 거의 다 맞아떨어진다.
그래서 빠른 움직임의 피사체를 촬영할 때 일일이 초점을 맞출 시간적 여유가 없으니

대충 목측으로 거리를 정하고 찍으면 거의 초점이 맞는다.
스냅셧에 유리한 렌즈이다.
체형이나 얼굴이 퉁퉁한 스타일이면 35mm 정도의 광각을 사용하면 약간 날씬하게 나온다.

(3) 망원 렌즈 (장초점 렌즈)
화각이 40°이하가 되고, 초점 거리는 85mm 이상 3,000mm 까지 있다.
망원 렌즈의 기본 특성은 광곽 렌즈와 반대되는 특성을 가지고 있다.
그 특성을 살펴보면

1, 멀리 있는 대상을 가깝게 찍을 수 있다.
예를 들어 사진기자가 상대의 눈치를 채지 않은 상태에서 몰래 사진을 찍을 경우 필요하다.

2, 원근감을 압축시켜 준다.
거리감을 압축시켜 줌으로써 양감(量感)을 풍부하게 하며, 박력있는 화면을 만들어 준다.

2, 피사계 심도가 얕기 때문에 주제 부분의 강조가 분명해진다.
보통 인물 사진에서 85 - 105mm의 렌즈가 많이 사용된다.
체형이나 얼굴이 갸름한 스타일이면 105mm - 200mm 정도의 망원을 사용하면 얼굴이 통통하게 나온다.

그러나 단점으로 렌즈가 길수록 색수차가 크게 나타난다.
최근에 와서 색수차가 적은 콤팩트한 망원 렌즈를 만들기 위해 등장한 특수저분산의

ED(Extra-low-dispersion) 유리라든가 형석과 같은 신소재를 망원 렌즈의 전군 안에 넣어 설계하고 있다.
ED 렌즈의 경우 수차가 한결 적고 깨끗한 화상을 얻을 수 있다.
가격이 비싼 것도 하나의 단점이다.
그리고 피사계 심도가 얕기 때문에 초점을 잘 맞추어야 하며, 흔들림이 일어나기 쉽다.

(4) 줌 렌즈
촬영 위치를 움직이지 않고 초점 거리를 자유롭게 움직일 수 있는 것이 줌 렌즈이다.

원래 영화에서 줌잉 셧(zooming shot)을 하기 위해 개발된 렌즈인데, 오늘날 카메라에 도입되어

35mm를 비롯 중형 카메라(핫셀, 젠자 브로니카, 마미야 등)에도 활용되고 있다.

초점 거리에 따라 광각계(,18∼35mm, 20∼35mm, 24∼50mm), 표준계(35-70mm), 망원계(70-210mm, 80-200mm)로

나누고 있으며, 고배율 줌의 경우 28∼200mm, 28∼300mm 등도 있다.
일부 줌 렌즈는 매크로 기능을 내장시켜 편리하게 접사 촬영도 할 수 있다.
과거에는 줌 렌즈가 단 렌즈에 비해 화질이 다소 떨어졌지만, 최근에는 비구면 렌즈의 개발로

이러한 단점이 많이 해소되었고, 경제적인 부담을 줄일 수 있어 많이 사용하고 있다.

(5) 기타 특수 렌즈

① 매크로렌즈 (macro lens : 50, 105, 200mm)
아주 가까운 거리에 있는 피사체를 찍을 때 많이 사용하는 렌즈이다.
예를 들면 꽃 사진의 경우나 생태계의 아주 미세한 부분을 찍을 때는 꼭 필요한 렌즈라 하겠다.
때로는 마이크로 렌즈라 하기도 하는데 단어가 가지고 있는 원래의 뜻은 정 반대(macro : 매우 크다. 확대, micro : 미세한, 초소형) 이나 제조업체에 따라 거의 같은 개념으로 사용되고 있다.
렌즈 없을 때에는 접사용 링이나 컨버젼 렌즈를 사용하는 경우도 있다.

② 소프트 포커스 렌즈 (soft-focus lens)
연초점 렌즈라고도 하는데 원리는 해상력을 높이는 일반 렌즈와는 달리 구면 수차나 색 수차를

일부러 남겨서 하이라이트를 번지게 하여 환상적이고 부드러운 묘사가 가능하도록 설계되어 있다.

③ 반사 망원 렌즈(mirror lens : 500, 1000, 2000)
일안 반사식 카메라에 사용되는 초망원계 렌즈에 주로 사용되는 방식으로, 오목 거울의

집광선을 이용한 반사 광각계 렌즈와 일반 렌즈를 결합하여 만든 렌즈를 말한다.
빛이 반사되어 반복되기 때문에 초점거리가 길어도 실제 렌즈의 길이보다 짧으므로 휴대하기 편하다.
그러나 오목 거울이 들어있고 경동이 굵어서 조리개가 고정되어 있기 때문에 렌즈가 어두워

초점 맞추기가 매우 불편하다.
렌즈 내부의 작은 오목 거울로 인해 아웃 포커스된 부분 중에서 밝은 부분은 도넛 모양의

링 형태로 흐려 보이는 효과가 나타난다.

④ 시프트 렌즈 (shift lens)
좌우 수평이 맞지 않는 피사체를 인위적으로 조절하여 수평 수직을 맞게하는 렌즈를 말한다.
일안 반사식 카메라에 사용하는 시프트 렌즈는 좌우평행 이동 장치가 내장된 특수 렌즈이다.
이 렌즈는 경동이 움직이므로 라이즈(rise)와 폴(fall) 등 상하 이동식으로 변화시켜 쓸 수 있고, 또한 어떤 종류의 렌즈는 틸트(tilt : 렌즈의 가로 세로를 중심으로 하여 앞뒤로 젖히는 것)도 할 수 있어 시각적으로 제한된 상황에서도 카메라의 화면 조정을 자유롭게 할 수 있다.