색 수차와 단색 광학 수차 광학 시스템의 완성 단계에서 이미지 생성 시 불완전한 광선이 휘어지는 현상에 의해 제품에 발생하는 빛의 굴곡. 모든 광학 시스템에서 수차는 필연적으로 존재한다. 가장 일반적인 수차의 종류로는 색수차, 구면수차, 비대칭수차(coma), 비점수차(astigmatism), 상면 만곡(field curvature) 및 왜곡이 있다. 광학 시스템을 설계하는 작업은 결코 만만한 일이 아니다. 즉 완벽한 디자인의 시스템이라도 광학 수차는 존재하기 마련이다. 최적의 시스템을 생성하기 위한 최고의 방법은 광학 수차를 제대로 이해하고 보정하는 것이다. 이를 위해서는 우선 광학 시스템에 존재하는 광학 수차의 유형을 검토해야 한다. 광학 수차는 완벽한 수학적 모델과의 편차를 의미한다. 이러한 편차는..

기하광학에서는 주어진 물체 점에서 나온 모든 광선이 대응되는 상점으로 정확하게 이동하는 완전광학계를 다루었다. 아래 그림에 있는 결상 광학 계를 보면 물체를 떠난 여러 광선들 중에서 일부의 광선들을 보여주는데 궁극적으로는 일부의 광선들만이 상에 도달하고 있음을 보여준다 실제 광학계는 다음의 세 가지 중요한 이유 때문에 완전하다고 할 수 없다. (i) 물체를 떠난 광선 중의 일부는 광학계에 결코 들어갈 수가 없다. 빛의 파동 적 성질에 의해 회절이 발생하게 되고 일부 광선들을 잃어버리게 되어 결 과적으로 상이 흐려지게(blurring)된다. (ii) 광학계에 들어간 광선들 중의 일부도 굴절과 난반사, 규칙반사, 흡수 등에 의해 손실 되어 상을 형성하는데 기여하지 못한다. (iii) 또한 물체 점을 출발하여..

하나의 렌즈로 구성된 매우 단순한 광학계를 눈으로 들여다 본다고 하자. 이 광학계를 구성하는 소자들인 눈과 렌즈는 stop역할을 한다. 하나는 구경 조리개(aperture stop)이고, 다른 하나는 시야조리개(field stop)이 된다. 구경조리개는 물체의 각점으로부터 나와서 상에 도달하는 빛의 양을 제어한다. 시야조리개는 결상되어지는 물체의 범위나 크기를 제어한다. 스톱들은 만질 수 있는 그런 소자들이다. 스톱들의 상은 광학계 내에 있는 다른 광학 적 소자들에 의하여 만들어진다. 동(pupils)은 구경조리개의 상이다. 입사 동(entrance pupil)은 구경조리개 앞쪽에 있는 모든 광학소자들에 의하여 만들어진 구경조리개의 상이다. 달리 말하면 이것은 물체의 위치에서 눈으로 볼 때 가장 작게 열..

초점은 초점면이라 불리는 횡 평면 위에 있다. 그림을 참고하면, F를 관통하는 제 1 또는 1차 초점면은 무한에서 공액상을 갖는다. 무한 물체 면은 F'에 있는 제 2 초점면에 대하여 공액이다. 무한히 먼 비축물체 S는 렌즈 쪽으로 시준된 광선(평행광선)을 보내게 된다. 제2초점면에서 상 S'의 높이 (또는 크기)를 결정하기 위하여 중심 A를 통과하는 광선1을 입사 시킨다. 이 광선은 S'에 있는 제2초점면과 교차된다. 광선1에 평행한 광선2는 제1초점면에 있는 P점과 교차된다. 광선 2는 물체 S에서 나왔으므로 이 광선은 또한 S를 통과하도록 굴절되게 된다. 상의 크기 y's = F'S'이다. 광선 기울기 = 0이다 삼각형 AF'S'에 의하여 \( \tan \theta_1 = \frac{F'S'}{AF..

초점 F와 F'를 물체와 상 공간 좌표계의 원점으로 취하면 렌즈에 대한 Newtonian 방정식을 쓸 수 있다. 물체거리와 상거리 u 와 u'를 x 와 x'로 교체한다. X = FM, 그리고 X' = F'M' Q'의 작도를 기초로 하여, 두 개의 닮은꼴 삼각형을 사용하여 측 배율에 대한 Newtonian 방정식을 직접적으로 구한다. \( Y = \frac{y'}{y} = \frac{f}{x} = \frac{f'}{f} \) 이 식으로부터 \( xx' = ff' \)를 구한다. 그러나 렌즈에서 \( f' = - f \) 이므로 \( xx' = - f^2 \)