망원렌즈의 원리가 궁금합니다. 알려주세요.

Question

요즘은 휴대전화 카메라에도 망원렌즈가 종종 들어갑니다.어떤 기종은 100배까지도 줌을 하던데요.이 망원렌즈의 원리가 궁금합니다.현존하는 최대 배율의 망원렌즈는 어떤 모델인가요?

탈퇴한 사용자 · Accepted Answer

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.망원렌즈는 광학적인 원리를 사용하여 먼 거리의 대상을 가까이 보이도록 하는 광학 장치입니다. 망원렌즈는 주로 망원경, 카메라 렌즈 등에 사용됩니다.망원렌즈의 작동 원리는 주로 두 가지 광학 원리에 기반합니다. 첫 번째는 회절(diffration)과 간섭(interference)의 현상을 이용한 원리이고, 두 번째는 직접 굴절(refraction)을 이용한 원리입니다.회절과 간섭은 빛이 특정 구조물(예: 조각된 유리나 섬유 등)을 통과할 때 일어나는 현상으로, 파동의 성질에 의해 발생합니다. 망원렌즈에서는 이러한 회절과 간섭을 이용하여 파장이 길어진다고 인식되도록 설계되어 있습니다. 즉, 망원렌즈를 통과하는 빛은 파장이 변하지 않지만, 시야에서 관찰되는 대상은 확대된 것처럼 보입니다.두 번째로, 직접 굴절을 이용하는 방법은 망원렌즈 내부에서 빛이 다른 밀도를 가진 재질(예: 유리) 사이를 지나갈 때 굴절되는 현상입니다. 망원렌즈의 곡면 모양과 그 안쪽으로 들어오거나 나가게 되면서 발생하는 굴절은 이미지를 확대하거나 축소하는 역할을 합니다.따라서 망원렌즈에서 사용되는 여러 개의 볼록(convex) 및 오목(concave)한 곡면들은 위의 원리들을 조합하여 대상 이미지를 확대하고 정확하게 전달하기 위해 설계됩니다.

고혹적인가마우지34 · Answer

망원렌즈는 먼 대상을 가까이서 보게 해주는 광학 장치입니다. 이 원리를 이해하려면 망원렌즈의 주요 구성 요소와 작동 원리를 살펴볼 필요가 있습니다.

망원렌즈의 구성 요소:

목마 (Objective Lens): 목마는 빛을 수집하는 역할을 합니다. 큰 직경과 고질량 렌즈로 이루어져 있으며, 이 렌즈의 크기와 굴절력이 망원렌즈의 성능에 영향을 미칩니다.
눈꽃 (Eyepiece): 눈꽃은 목마에서 집중된 빛을 눈에 표시하는 역할을 합니다. 이 렌즈는 눈으로 집중된 빛을 보기 쉬운 이미지로 만듭니다.
조리개 (Aperture): 조리개는 빛의 양을 조절하는 역할을 합니다. 큰 조리개는 더 많은 빛을 허용하고, 작은 조리개는 더 적은 빛을 통과시킵니다.

망원렌즈의 작동 원리:

먼 대상에서 오는 빛은 목마로 들어가게 됩니다. 목마는 빛을 수집하고 집중시킵니다.
집중된 빛은 눈꽃을 통해 눈에 도달합니다. 눈꽃은 집중된 빛을 눈에 가까운 거리에서 나타나는 이미지로 변환합니다.
렌즈와 조리개를 조절하여 이미지의 밝기와 초점을 조절할 수 있습니다.
결과적으로, 먼 대상이 가까이 있는 것처럼 크게 보이는 이미지를 눈으로 볼 수 있습니다.

망원렌즈의 배율은 목마와 눈꽃의 조합에 의해 결정됩니다. 일반적으로 목마의 크기와 눈꽃의 크기가 망원렌즈의 배율을 결정합니다. 현대적인 휴대전화 카메라와 망원렌즈 조합은 높은 배율을 가질 수 있으며, 100배 이상의 배율도 가능합니다.

현존하는 최대 배율의 망원렌즈 모델은 계속 발전하고 있으므로, 최대 배율은 지속적으로 늘어나고 있습니다. 따라서 현재 시점에서의 최대 배율을 정확히 말하기 어렵습니다. 다양한 제조업체와 모델에 따라 다양한 최대 배율을 가진 망원렌즈가 시장에 출시되고 있습니다.망원렌즈는 먼 대상을 가까이서 보게 해주는 광학 장치입니다. 이 원리를 이해하려면 망원렌즈의 주요 구성 요소와 작동 원리를 살펴볼 필요가 있습니다.

망원렌즈의 구성 요소:

목마 (Objective Lens): 목마는 빛을 수집하는 역할을 합니다. 큰 직경과 고질량 렌즈로 이루어져 있으며, 이 렌즈의 크기와 굴절력이 망원렌즈의 성능에 영향을 미칩니다.
눈꽃 (Eyepiece): 눈꽃은 목마에서 집중된 빛을 눈에 표시하는 역할을 합니다. 이 렌즈는 눈으로 집중된 빛을 보기 쉬운 이미지로 만듭니다.
조리개 (Aperture): 조리개는 빛의 양을 조절하는 역할을 합니다. 큰 조리개는 더 많은 빛을 허용하고, 작은 조리개는 더 적은 빛을 통과시킵니다.

망원렌즈의 작동 원리:

먼 대상에서 오는 빛은 목마로 들어가게 됩니다. 목마는 빛을 수집하고 집중시킵니다.
집중된 빛은 눈꽃을 통해 눈에 도달합니다. 눈꽃은 집중된 빛을 눈에 가까운 거리에서 나타나는 이미지로 변환합니다.
렌즈와 조리개를 조절하여 이미지의 밝기와 초점을 조절할 수 있습니다.
결과적으로, 먼 대상이 가까이 있는 것처럼 크게 보이는 이미지를 눈으로 볼 수 있습니다.

망원렌즈의 배율은 목마와 눈꽃의 조합에 의해 결정됩니다. 일반적으로 목마의 크기와 눈꽃의 크기가 망원렌즈의 배율을 결정합니다. 현대적인 휴대전화 카메라와 망원렌즈 조합은 높은 배율을 가질 수 있으며, 100배 이상의 배율도 가능합니다.

현존하는 최대 배율의 망원렌즈 모델은 계속 발전하고 있으므로, 최대 배율은 지속적으로 늘어나고 있습니다. 따라서 현재 시점에서의 최대 배율을 정확히 말하기 어렵습니다. 다양한 제조업체와 모델에 따라 다양한 최대 배율을 가진 망원렌즈가 시장에 출시되고 있습니다.

하이만 · Answer

안녕하세요. 이태영 과학전문가입니다.망원경의 원리는 렌즈 또는 거울을 이용하여 빛을 모으고 확대하는 것입니다. 렌즈 망원경은 대물렌즈가 먼 곳에서 오는 빛을 모으고, 접안렌즈가 모인 빛을 확대하여 눈에 보여줍니다. 접안렌즈의 초점 거리가 짧을수록 배율이 높아지고, 멀리 있는 물체를 더 크게 볼 수 있습니다.현존 최대 배율은 2023년 기준으로 약 1000배입니다. 이는 구경이 1000mm인 망원경을 사용하여 얻을 수 있는 배율입니다.

아테나 · Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.렌즈는 여러면의 유리렌즈가 합쳐져서 만들어집니다.볼록렌즈와, 오목렌즈등으로 이루어지지요...쉽게 설명을 해드리면...어렸을떄 두개의 볼록렌즈로 장난을 치신적이 있을겁니다.그것이 망원경의 원리이지요...이 망원경이 영화렌즈에 그대로 쓰인다고 보셔도 됩니다.두개의 볼록렌즈의 거리를 조절하면 사물의 크기가 변화합니다.그리고 보이는 화각도 조절되지요...원리는 단순히 이것 뿐입니다.렌즈로 보는 풍경은 사람이 보는 것과는 다른 풍경들입니다.왜곡된 화면이지요...그것은 수학적으로 계산된 현상이고요.그러한 현상을 촬영에 이용하기 위해. 규격을 정해 렌즈를 만드는 것입니다.광각렌즈는 화각이 넓고, 심도가 깊습니다.망원렌즈는 화각이 좁고 심도가 얕고요...이것은 사실 눈의 착각입니다.심도란것은 눈에 촛점이 맞아보이는 범위이지요...사실 망원이던, 광각이던 촛점이 맞는것은 어느 한 면입니다.하지만 그 앞뒤로 촛점이 맞아보이는 것은"착란원"이라고 불리우는 사람눈의 착시현상중 하나떄문에 벌어지는 현상입니다.그 착란원이 클수록 촛점이 많이 안맞아보이고.작을수록 심도가 깊어보이지요...이부분은 나중에 다시 공부해보시거나,착란원으로 검색하시면 아마 제가 예전에 작성한 답변이 있을테니 참고하시고요화각의 차이는 촛점거리를 공부해 보시면 쉽게 알수 있습니다.빛의 굴절과 관계된것인데...사실 중학교 과학시간에 다 배운 이야기입니다.그림을 당장 찾을수가 없어서 일단 이 설명도 다음으로 미루지요...촛점거리에 대해 검색해보시면 아마 그림이 나올겁니다...

활달한파리매77 · Answer

안녕하세요. 조사를 해본 결과 망원렌즈의 원리는 렌즈의 초점거리를 길게 하여 멀리 있는 피사체를 확대하여 찍는 것입니다. 망원렌즈의 초점거리는 85mm 이상으로, 광각렌즈의 초점거리(35mm 이하)보다 길게 됩니다.

망원렌즈는 초점거리가 길어질수록 다음과 같은 특징을 갖습니다.

시야각이 좁아집니다. 광각렌즈는 시야각이 넓어 넓은 범위를 한 번에 담을 수 있지만, 망원렌즈는 시야각이 좁아 멀리 있는 피사체만을 확대하여 찍을 수 있습니다.

배경 압축 효과가 있습니다. 광각렌즈는 피사체와 배경 사이의 거리가 실제보다 멀어 보이는 배경 분리 효과가 있지만, 망원렌즈는 피사체와 배경 사이의 거리가 실제보다 가까워 보이는 배경 압축 효과가 있습니다.

심도가 얕아집니다. 심도는 피사체와 배경의 초점이 맞는 범위를 말합니다. 망원렌즈는 광각렌즈보다 심도가 얕아 피사체만을 강조하여 찍을 수 있습니다.

망원렌즈는 스포츠 경기, 야생 동물 촬영, 공연 촬영, 인물 촬영 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 도움이 되셨다면 좋아요 & 추천 부탁드려요 ~좋은 하루 되세요 ^^

건조한낙타 245 · Answer

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.두개의 렌즈로 빛을 모아서 확대하는것이 망원렌즈의 기본적은 원리 입니다. 대물렌즈가 빛을 모아 접안렌즈가 빝을 확대하여 보여줍니다.

김재훈 전문가 · Answer

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.망원렌즈의 원리는 렌즈의 초점거리를 길게 하여 피사체를 확대하는 것입니다. 초점거리는 렌즈의 중심에서 상을 맺히게 하는 거리를 말합니다. 초점거리가 길수록 피사체를 더 가까이 당겨서 볼 수 있습니다. 휴대전화 카메라의 망원렌즈는 주로 광학 줌과 디지털 줌을 사용하여 배율을 높이는 방식을 사용합니다. 광학 줌은 렌즈의 구조를 변경하여 초점거리를 조절하는 방식입니다. 디지털 줌은 이미지센서에 도달하는 빛의 양을 줄여서 화각을 좁히는 방식입니다. 광학 줌은 이미지의 화질이 선명하고 왜곡이 적다는 장점이 있지만, 배율을 높이면 렌즈의 크기와 무게가 증가하고, 가격도 비싸집니다. 디지털 줌은 배율을 자유롭게 조절할 수 있다는 장점이 있지만, 이미지의 화질이 떨어지고 왜곡이 발생할 수 있습니다.