조리개 (Aperture Stop)

광공학
한 줄 정의: 광학계 내에서 통과할 수 있는 광선의 다발 크기를 제한하는 조리개 요소입니다.

쉽게 풀면

카메라 렌즈를 보면 가운데에 구멍 크기를 조절할 수 있는 부분이 있는데, 이 구멍의 크기를 결정하는 요소를 조리개라고 합니다. 조리개는 눈동자의 동공과 비슷한 역할을 해서, 구멍이 클수록 더 많은 빛이 들어오고 구멍이 작을수록 적은 빛이 들어옵니다. 조리개 크기는 사진의 밝기뿐 아니라 초점이 맞는 범위(피사계 심도)에도 영향을 줍니다. 그래서 사진작가들은 상황에 맞게 조리개를 조절해 원하는 느낌의 사진을 찍습니다.

왜 중요한가

조리개는 광학계로 들어오는 빛의 양과 상의 밝기, 해상력, 피사계 심도를 결정하는 핵심 요소로, 렌즈설계 과정에서 반드시 고려해야 하는 변수입니다. 조리개의 위치와 크기에 따라 수차의 정도나 화각과의 관계도 달라지기 때문에 광학설계에서 중요하게 다뤄집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"조리개의 위치를 조정함으로써 코마수차를 효과적으로 줄일 수 있었다."

구멍의 위치를 광학계 내에서 옮겨 이미지 가장자리의 흐림 현상을 줄였다는 의미입니다.

"조리개 크기를 좁힘에 따라 점퍼짐함수의 폭이 좁아지는 것을 확인하였다."

구멍을 작게 만들수록 초점이 맺히는 점이 더 선명해졌다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

광학계 내에서 실제로 광속을 제한하는 물리적 조리개를 조리개(aperture stop)라고 하며, 이를 물체 쪽에서 바라본 상을 입사동, 상 쪽에서 바라본 상을 출사동이라고 부릅니다. 조리개 크기는 흔히 F수(F-number)로 표현되며, F수가 작을수록 조리개가 더 많이 열려 있어 밝은 상을 얻을 수 있습니다. 조리개 크기와 위치는 렌즈설계 시 수차 보정과 화각 결정에 함께 영향을 줍니다.

주의할 점

조리개를 지나치게 좁게 조이면 회절 현상으로 오히려 해상력이 떨어질 수 있어, 무조건 조리개를 좁힌다고 화질이 좋아지는 것은 아닙니다. 밝기와 심도, 해상력 사이의 균형을 고려해야 합니다.

관련 용어