주광선 (Chief Ray)
한 줄 정의: 광축에서 벗어난 물체점에서 출발해 조리개(입사동)의 중심을 지나는 광선입니다.
쉽게 풀면
사진을 찍을 때 화면 중앙에 있는 물체뿐 아니라 화면 가장자리에 있는 물체에서도 빛이 렌즈로 들어옵니다. 이렇게 광축에서 벗어난 물체에서 나온 빛 중에서, 조리개의 정확히 중심을 지나가는 광선을 주광선이라고 부릅니다. 주광선은 그 물체점이 상 평면의 어느 위치에 상을 맺을지를 대표하는 기준 광선 역할을 합니다.
왜 중요한가
주광선은 화면 가장자리 물체의 상의 위치와 밝기, 그리고 비네팅이나 왜곡 같은 시야 관련 수차를 분석하는 데 핵심적으로 사용됩니다. 광각렌즈나 넓은 시야를 가진 광학계를 설계할 때는 주광선이 조리개를 어떻게 통과하는지가 화면 전체의 화질 균일성에 큰 영향을 주기 때문에 반드시 고려해야 하는 요소입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"화각이 가장 큰 물체점의 주광선 경로를 추적하여 렌즈 가장자리에서의 비네팅 정도를 평가하였다."
화면 가장자리 물체의 밝기 저하를 주광선 추적을 통해 확인하는 대표적인 서술입니다.
"입사동 중심을 지나는 주광선의 상면 도달 위치를 이용해 왜곡수차를 계산하였다."
주광선이 실제로 도달하는 위치와 이론적 위치의 차이로 왜곡을 정량화하는 방법을 설명합니다.
조금 더 깊게 보면
주광선이 조리개를 지나는 경로는 입사동과 출사동의 위치 관계를 정의하는 데도 사용되며, 시야가 넓어질수록 주광선의 경로가 광축에서 더 크게 벗어나 비점수차나 코마 수차 같은 시야 관련 수차의 영향을 더 많이 받습니다.
주의할 점
주광선은 조리개 중심을 지나는 광선으로, 조리개 가장자리를 지나는 주변광선과는 서로 다른 역할을 하는 별개의 대표 광선이므로 구분해서 이해해야 합니다.