위키득계정 ↗
과학

색수차

색수차과학
영문명
Chromatic aberration
주요 원인
굴절률의 파장 의존성
대표 현상
색별 초점 차이와 색 테두리
보정 방식
분산 특성이 다른 렌즈의 조합
색수차는 광학계가 서로 다른 파장의 빛을 같은 위치나 같은 크기의 영상으로 맺지 못해 생기는 수차이다. 유리의 굴절률이 파장에 따라 달라지는 분산이 주요 원인이며, 물체 가장자리의 색 테두리나 색별 초점 차이로 나타날 수 있다.

같은 렌즈를 지나는 다른 파장

백색광에는 여러 파장이 섞여 있다. 보통의 광학 유리에서 서로 다른 파장은 다른 정도로 굴절하므로 단순한 렌즈 하나가 모든 색을 같은 곳에 모으기 어렵다. 한 색에 초점을 맞추어도 다른 색은 약간 흐리게 남을 수 있다.

초점을 옮겨도 남는 문제

사진 전체에 초점이 맞지 않는 경우에는 초점 조절로 개선할 수 있다. 하지만 색수차에서는 파장마다 적절한 초점 위치가 다르다. 따라서 초점 조절 한 번으로 모든 색이 동시에 가장 선명해진다고 보장할 수 없으며, 영상의 색 테두리가 실제 물체의 무늬인지도 구분해야 한다.

두 종류의 유리를 결합하기

서로 다른 분산 특성을 가진 유리로 렌즈들을 조합하면 여러 파장의 초점을 가깝게 만들 수 있다. 대표적인 아크로매틱 렌즈는 두 파장에 대한 색수차를 보정한다. 보정된 두 파장이 일치한다고 그 사이와 바깥의 모든 파장에 잔여 오차가 없다는 뜻은 아니다.

조건에 맞는 광학계

색수차 보정은 어느 파장 범위를 사용할지와 관련된다. 한 색 또는 좁은 파장 범위에서 얻은 영상이 좋다는 사실만으로 넓은 파장 범위에서도 같은 성능이라고 판단할 수 없다. 여러 색의 영상을 비교할 때는 색별로 생길 수 있는 초점과 영상 크기의 차이를 살펴야 한다.

관련 문서

굴절률 / 굴절 / 분산 (광학) / 파장 / 렌즈 / 초점 / 형광 현미경 / 구면수차