기본점(주요점) (Cardinal Points)
한 줄 정의: 근축 광학계를 대표하는 두 초점, 두 주점, 두 절점의 여섯 점입니다.
쉽게 풀면
여러 장의 렌즈로 이루어진 복잡한 광학계도 근축 영역에서는 몇 개의 점만 알면 하나의 렌즈처럼 다룰 수 있습니다. 앞뒤 초점, 앞뒤 주점, 앞뒤 절점의 여섯 점이 그것입니다. 이 점들만 알면 광선이 내부에서 어떻게 꺾이는지 몰라도 상의 위치와 크기를 구할 수 있습니다.
왜 중요한가
카메라 렌즈나 현미경 대물렌즈처럼 두꺼운 렌즈계의 초점거리·상 위치를 정의하고 비교하는 기준입니다. 설계 보고서와 논문에서 유효초점거리와 후초점거리를 구분할 때 이 점들이 기준이 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"설계된 대물렌즈계의 기본점을 광선전달행렬로 계산한 결과, 후주점이 마지막 렌즈면보다 12 mm 앞에 위치하였다."
주점 위치로 유효초점거리를 정의하는 서술입니다.
조금 더 깊게 보면
초점거리는 초점에서 해당 주점(주평면)까지 잰 거리로 정의됩니다. 절점은 이 점을 향해 들어온 광선이 같은 각도로 나가는 점으로, 앞뒤 매질이 같으면 주점과 일치합니다. 광선전달행렬(ABCD 행렬)의 성분으로 여섯 점의 위치를 모두 구할 수 있습니다.
주의할 점
기본점은 여섯 점으로 이루어진 체계이고, 주평면은 그중 주점을 지나는 면 하나를 가리킵니다. 두 항목을 같은 뜻으로 쓰지 않도록 주의하세요.