줌 렌즈

Zoom lens
이 기사는 카메라 렌즈에 관한 것입니다.미국 레코드 레이블은 줌 렌즈(레코드 레이블)를 참조하십시오.
Nikkor 28–200mm 줌 렌즈, 왼쪽 200mm까지 연장하고 오른쪽 28mm 초점 거리로 축소

줌 렌즈는 고정 초점 길이(FFL) 렌즈와 반대로 초점 거리(따라서 시야 각도)를 변경할 수 있는 렌즈 요소의 기계적 조립체입니다(주력 렌즈 참조).

파포커스 렌즈라고도 불리는 진정한 줌 렌즈는 초점 거리가 [1]바뀌어도 초점을 유지하는 렌즈이다.대부분의 소비자 줌 렌즈는 완벽한 초점을 유지하지는 못하지만 여전히 파포커스 디자인이다.광학 줌을 가지고 있다고 광고되는 대부분의 카메라 폰은 실제로 디지털 줌과 결합되어 다르지만 고정된 초점 거리를 가진 몇 개의 카메라를 사용합니다.

TV 카메라 및 86×배율 Canon DIGI SUPER 86 II 줌 렌즈

다양한 초점거리의 편리성은 복잡성의 희생을 수반합니다.또, 화질, 중량, 치수, 조리개, 오토 포커스 퍼포먼스, 코스트의 저하도 있습니다.예를 들어, 모든 줌 렌즈는 최대 조리개, 특히 초점 거리 범위의 극단에서 이미지 해상도가 최소한 약간(심각하지는 않더라도) 손실됩니다.이 효과는 큰 형식 또는 고해상도로 표시되는 경우 이미지 모서리에 뚜렷하게 나타납니다.줌 렌즈가 제공하는 초점 거리가 클수록 이러한 타협은 더욱 [2]과장되어야 합니다.

특성.

줌 렌즈로 촬영한 사진으로, 노광중에 초점거리가 변화한 것.

줌 렌즈는 종종 가장 긴 초점거리와 가장 짧은 초점거리의 비율로 설명됩니다.예를 들어 초점 거리가 100mm에서 400mm인 줌 렌즈는 4:1 또는 "4×" 줌으로 설명할 수 있습니다.슈퍼줌 또는 하이퍼줌이라는 용어는 초점 거리 요인이 매우 큰 사진 줌 렌즈(일반적으로 5배 이상)를 나타내며 SLR 카메라 렌즈에서는 최대 19배, 아마추어 디지털 카메라에서는 최대 22배)를 나타냅니다.이 비율은 프로용 텔레비전 카메라 [3]렌즈에서는 300배까지 높아집니다.2009년의 시점에서는, 약 3배 이상의 촬영 줌 렌즈는, 일반적으로, 프라임 렌즈와 같은 화질을 낼 수 없습니다.연속 고속 조리개 줌(일반적으로 f/2.8 또는 f/2.0)은 일반적으로 이 줌 범위로 제한됩니다.해상도가 낮은 동영상 촬영 시 화질 저하가 덜 느껴지기 때문에 프로페셔널 비디오와 TV 렌즈는 높은 줌비를 특징으로 한다.고줌비 TV 렌즈는 복잡하며, 많은 경우 무게가 25kg(55파운드)[4]을 초과합니다.디지털 사진술은 인카메라 프로세서와 포스트 프로덕션 소프트웨어 모두에서 광학 결함을 보완하는 알고리즘을 수용할 수도 있습니다.

어떤 사진 줌 렌즈는 일반 렌즈보다 초점 거리가 긴 장초점 렌즈이고, 어떤 렌즈는 광각 렌즈이고, 다른 렌즈는 광각에서 장초점까지를 커버합니다.때때로 "일반"[citation needed] 줌이라고 불리는 줌 렌즈 그룹의 렌즈는 많은 현대 카메라에서 인기 있는 원렌즈 선택으로 고정 초점 거리 렌즈를 대체했습니다.이 렌즈의 표시는 보통 W와 T로 "와이드"와 "텔레포토"를 나타냅니다.망원경은 음의 발산 렌즈가 공급하는 초점 거리가 전체 렌즈 어셈블리('망원 렌즈군'[5] 역할을 하는 음의 발산 렌즈)보다 길기 때문에 지정됩니다.

VLT 망원경[6] 건물의 특이한 트레일 줌 뷰

일부 디지털 카메라는 더 긴 초점 거리 줌 렌즈(더 좁은 시야 각도)의 효과를 에뮬레이트하기 위해 캡처한 이미지를 자르고 확대할 수 있습니다.이것은 일반적으로 디지털 줌이라고 불리며 광학 줌보다 낮은 광학 해상도의 이미지를 생성합니다.컴퓨터상의 디지털 화상 처리 소프트웨어를 사용해 디지털 화상을 잘라내, 잘라낸 영역을 확대하는 것으로, 정확하게 같은 효과를 얻을 수 있다.많은 디지털카메라는 두 가지 기능을 모두 갖추고 있으며, 먼저 광학식, 그 다음 디지털 줌을 사용하여 결합합니다.

줌과 슈퍼줌 렌즈는 일반적으로 스틸, 비디오, 동영상 카메라, 프로젝터, 일부 쌍안경, 현미경, 망원경, 망원경, 망원경, 그리고 다른 광학 기기와 함께 사용됩니다.또, 줌 렌즈의 후초점을 가변 배율의 망원경으로 이용할 수 있어, 조절 가능한 빔을 확대시킬 수 있다.예를 들어 레이저 빔의 크기를 변경하여 빔의 조사 강도를 변경할 수 있습니다.

역사

Voigtlénder 줌어, 36–82 mm f/2.8

줌 렌즈의 초기 형태는 광학 망원경에서 이미지의 배율의 지속적인 변화를 제공하기 위해 사용되었고, 이것은 1834년 왕립 협회에서 처음 보고되었습니다.망원렌즈의 초기 특허는 렌즈의 전체 초점 거리를 바꾸도록 조정할 수 있는 이동식 렌즈 요소도 포함되었습니다.이런 종류의 렌즈는 초점거리가 바뀌면 초점면의 위치도 이동하기 때문에 현재 하지초점렌즈라고 불린다.

렌즈 어셈블리의 유효 초점 거리가 변경되는 동안 거의 날카로운 초점을 유지한 최초의 진정한 줌 렌즈는 1902년 Clile C에 의해 특허를 받았습니다. 앨런(미국 특허 696,788).1927년 클라라 보우가 주연한 영화 "잇"의 오프닝 장면에서 영화 줌렌즈의 초기 사용을 볼 수 있다.최초의 산업 생산품은 1932년 도입된 35mm 무비 카메라용 벨과 하웰 쿡 "바로" 40~120mm 렌즈였다.가장 인상적인 초기 TV 줌 렌즈는 1953년 영국의 랭크 테일러 홉슨이 만든 VAROTAL III이다.1959년에 도입된 Kilfitt 36–82mm/2.8 Zoomar는 35mm 사진을 [7]위한 정규 생산 최초의 가변 초점 렌즈였습니다.최초의 현대 영화 줌 렌즈인 Pan-Cinor는 SOM-Berthiot에서 일하는 프랑스 엔지니어 Roger Cuvillier에 의해 1950년경에 디자인되었다.그것은 광학 보정 줌 시스템을 가지고 있었다.1956년 피에르 앙제뉴는 1958년 출시된 16mm용 17~68mm 렌즈에 줌 중에도 정확한 초점을 맞출 수 있는 기계적 보상 시스템을 도입했다.같은 해 35mm 버전의 Angénieux 4배 줌의 프로토타입인 35-140mm는 촬영기사 Roger Fellous에 의해 Julie La Rouse의 제작에 처음 사용되었습니다.Angénieux는 16mm 필름 카메라의 경우 12~120mm, 35mm 필름 카메라의 경우 25~250mm 등 10대 1 줌 렌즈 디자인으로 1964년 영화 아카데미로부터 기술상을 받았습니다.

그 후, 광학 설계, 특히 광선 트레이스용 컴퓨터의 사용은 줌 렌즈의 설계와 구축을 훨씬 용이하게 해, 현재는 프로와 아마추어 촬영에 폭넓게 사용되고 있습니다.

Fujinon XF100-400mm 줌 렌즈의 단면적
Canon AE-1, 줌 렌즈 포함 35mm 카메라.줌 렌즈의 장점은 유연성이지만, 단점은 광학 품질입니다.프라임 렌즈는 그에 비해 화질이 좋다.

설계.

심플한 줌 렌즈 시스템.후추계의 3개의 렌즈는 L, L, L23(왼쪽부터)입니다1.L과12 L은 좌우로 이동하여 시스템의 전체 초점 거리를 변경할 수 있습니다(아래 이미지 참조).

줌 렌즈에는 여러 가지 디자인이 있는데, 가장 복잡한 것은 30개 이상의 개별 렌즈 요소와 여러 개의 움직이는 부품을 가지고 있습니다.그러나 대부분은 동일한 기본 설계를 따릅니다.일반적으로 렌즈 본체를 따라 고정되거나 축 방향으로 미끄러지는 다수의 개별 렌즈로 구성됩니다.줌 렌즈의 배율은 변화하고 있습니다만, 초점면의 움직임을 보정해, 초점 화상을 선명하게 유지할 필요가 있습니다.이 보정은 기계적 방법(렌즈의 배율이 변경되는 동안 전체 렌즈 어셈블리를 이동) 또는 광학적인 방법(렌즈가 확대/축소되는 동안 초점 평면의 위치가 최대한 적게 변경되도록 배열)을 통해 수행할 수 있습니다.

줌 렌즈를 위한 간단한 스킴은 표준적인 고정 초점 길이 사진 렌즈와 유사한 포커스 렌즈와 초점 줌 시스템을 선행하는 포커스 렌즈, 빛의 포커스를 맞추지는 않지만 이를 통과하는 빛의 빔의 크기를 변경하는 고정 및 가동 렌즈 요소의 배치, 전체 마그니로 분할한다.렌즈 시스템의 결합

초점 줌 시스템에서의 렌즈 이동

광학적으로 보정된 간단한 줌 렌즈에서, 아포칼 시스템은, 포커스 거리가 같은 2개의 포지티브(집속) 렌즈(렌즈1 L, L3)로 구성되어2 있으며, 음(분산) 렌즈(L)를 사이에 두고, 절대 초점 거리는 포지티브 렌즈의 절반 미만이다.렌즈3 L은 고정되어 있지만 렌즈1 L, L은2 특정 비선형 관계로 축방향으로 이동할 수 있다.이 이동은 일반적으로 렌즈 하우징에 있는 기어와 캠의 복잡한 배열에 의해 수행되지만, 일부 최신 줌 렌즈는 이 포지셔닝에 컴퓨터로 제어되는 서보를 사용합니다.

네거티브2 렌즈 L은 렌즈의 전면에서 후면으로 이동하면서 렌즈1 L은 포물선 호를 그리며 전후로 이동한다.이 때, 시스템의 전체 각도 배율이 변화해, 줌 렌즈 전체의 유효 초점 거리가 변화한다.3개의 점 각각에서 3렌즈 시스템은 (빛을 발산하거나 수렴하지 않음) Afocal이며, 따라서 렌즈의 초점면의 위치를 변경하지 않습니다.이러한 지점들 사이에서 시스템은 정확히 초점이 맞춰져 있지는 않지만, 초점 평면 위치의 변화는 이미지의 선명도에 큰 변화를 주지 않을 만큼 충분히 작을 수 있습니다(잘 설계된 렌즈에서는 약 ±0.01 mm).

줌 렌즈 설계에서 중요한 문제는 렌즈의 전체 작동 범위에 걸친 광학 수차(색수차, 특히 필드 곡률 등)의 보정입니다. 이것은 한 초점 거리에 대한 수차를 보정하기만 하면 되는 고정 렌즈보다 줌 렌즈에서 상당히 어렵습니다.이 문제는 초기 디자인이 현대의 고정 렌즈에 비해 상당히 열악하고 좁은 범위의 f-number에서만 사용 가능하기 때문에 줌 렌즈의 느린 흡수의 주요 원인이었다.현대의 광학 설계 기법은 매우 다양한 초점 거리와 개구부에서 양호한 수차 보정으로 줌 렌즈를 구성할 수 있게 해 주었다.

초점 거리가 변경되는 동안 촬영 및 비디오 애플리케이션에서 사용되는 렌즈는 초점을 유지하는 데 필요한 반면, 스틸 사진 및 투영 렌즈로 사용되는 줌 렌즈에는 이러한 요구사항이 없습니다.같은 화질로 초점을 바꾸지 않는 렌즈를 제작하는 것이 어렵기 때문에, 후자의 경우 초점 거리가 바뀌면 초점 전환이 필요한 렌즈를 사용하는 경우가 많다(따라서 엄밀히 말하면 줌 렌즈가 아닌 가변 초점 렌즈).대부분의 최신 스틸 카메라는 자동 포커싱이기 때문에, 이것은 문제가 되지 않습니다.

확대/축소 비율이 큰 줌 렌즈 설계자는 종종 하나 이상의 수차를 이미지 선명도를 높이기 위해 교환합니다.예를 들어 초점비가 10배 이상인 광각에서 망원까지의 초점거리 범위에 걸쳐 있는 렌즈에서는 고정 초점거리 렌즈 또는 낮은 비율의 줌 렌즈에서 허용되는 것보다 더 큰 정도의 배럴 및 핀쿠션 왜곡이 허용된다.현대 설계 방법은 이 문제를 지속적으로 줄여 왔지만, 이 큰 비율의 렌즈에서는 1% 이상의 배럴 왜곡이 일반적입니다.또 다른 대가는 렌즈의 극단적인 망원 설정에서 렌즈가 더 가까운 물체에 초점을 맞추는 동안 유효 초점 거리가 크게 변화한다는 것입니다.렌즈가 무한대에서 중간 클로즈업으로 초점이 맞춰져 있는 동안 겉으로 보이는 초점 거리는 절반 이상 줄어들 수 있습니다.이 효과는 렌즈 전체가 아닌 내부 렌즈 요소를 움직여 배율의 변화를 주는 고정 초점 거리 렌즈에서도 나타난다.

하지정맥류 렌즈

소위 "줌" 렌즈라고 불리는 많은 렌즈들, 특히 고정 렌즈 카메라의 경우, 실제로 가변 초점 렌즈입니다. 이것은 렌즈 설계자에게 진정한 파포커스 줌보다 광학 디자인 트레이드오프(초점 길이 범위, 최대 조리개, 크기, 무게, 비용)에서 더 많은 유연성을 제공하며, 카메라 프로세서가 자동 초점 줌에 의해 실용적입니다.렌즈를 사용하여 확대("배율")를 변경하면서 초점면의 위치 변화를 보정하여 실제 파포커스 [citation needed]줌과 본질적으로 동일하게 작동한다.

「 」를 참조해 주세요.

Wikimedia Commons에는 줌 렌즈와 관련된 미디어가 있습니다.
초점거리별

레퍼런스

인용문

  1. ^ Cavanagh, Roger (2003-05-29). "Parfrocal Lenses". Archived from the original on 2007-10-07. Retrieved 2007-11-18.
  2. ^ "Tamron 18-270mm f/3.5-6.3 Di II VC LD Lens Review". Archived from the original on January 16, 2013. Retrieved March 20, 2013.
  3. ^ LetsGoDigital. "Panavision debuts the 300x Digital Zoom lens – LetsGoDigital". www.letsgodigital.org. Archived from the original on 5 September 2017. Retrieved 1 May 2018.
  4. ^ "Broadcast camera lenses at the Olympics can cost as much as a Lamborghini". Popular Science. Retrieved 2020-02-01.
  5. ^ Sheehan, John (12 June 2003). Business and Corporate Aviation Management : On Demand Air Travel: On Demand Air Travel. McGraw Hill Professional. ISBN 9780071412278. Retrieved 1 May 2018 – via Google Books.
  6. ^ "Funding Opportunities in Chile (Anuncio de Oportunidades)". ESO Announcements. Archived from the original on 2 May 2014. Retrieved 2 May 2014.
  7. ^ Deschin, Jacob (15 March 1959). "Zoom Lens for Stills". The New York Times. Retrieved September 12, 2017.

원천

  • 킹슬레이크, R.(1960), "줌렌즈의 개발"SMPTE 69, 534 저널
  • Clark, A.D.(1973년), 줌 렌즈, 7번 응용 광학에 관한 모노그래프. Adam Hildger(런던).
  • Malacara, Daniel and Malacara, Zacarias(1994), 렌즈 디자인 핸드북.마르셀 데커ISBN 0-8247-9225-4
  • '줌렌즈 안이 뭐예요?'Adaptall-2.com 를 참조해 주세요.2005.