카메라 렌즈 (사진 렌즈 또는 사진 대물 렌즈라고도 함)는 사진 필름이나 화학적으로 이미지를 저장할 수있는 다른 매체에 물체의 이미지를 만들기 위해 카메라 본체 및 메커니즘과 함께 사용되는 광학 렌즈 또는 렌즈 어셈블리입니다. 전자적으로.

스틸 카메라, 비디오 카메라, 망원경, 현미경 또는 기타 장치에 사용되는 렌즈에는 원칙적으로 큰 차이가 없지만 자세한 디자인과 구성은 다릅니다. 렌즈는 카메라에 영구적으로 고정되거나 초점 거리, 조리개 및 기타 속성이 다른 렌즈와 호환 될 수 있습니다.

원칙적으로 간단한 볼록 렌즈로 충분하지만, 실제로는 많은 광학 렌즈 요소로 구성된 복합 렌즈가 발생하는 많은 광학 수차를 수정하기 위해 필요합니다. 일부 렌즈 시스템에는 일부 수차가 있습니다. 렌즈 디자이너의 임무는 이들의 균형을 잡고 사진 및 대량 생산에 적합한 디자인을 만드는 것입니다.

일반적인 직선 렌즈는 "개선 된"핀홀 "렌즈"로 생각할 수 있습니다. 도시 된 바와 같이, 핀홀 "렌즈"는 단순히 대부분의 광선을 차단하는 작은 개구로서, 이미지 센서상의 각 지점에 대해 물체에 대해 하나의 광선을 선택하는 것이 이상적이다. 핀홀 렌즈에는 몇 가지 심각한 제한이 있습니다.

각 픽셀은 기본적으로 조리개 정지의 그림자이므로 조리개가 큰 핀홀 카메라는 흐릿합니다. 따라서 그 크기는 조리개 크기 (세 번째 이미지)보다 작지 않습니다. 여기서 픽셀은 물체의 한 지점에서 빛에 노출되는 검출기 영역입니다.

핀홀을 작게 만들면 해상도가 향상되지만 (최대 한도까지) 캡처되는 빛의 양이 줄어 듭니다.

특정 지점에서 구멍을 축소해도 회절 한계로 인해 분해능이 향상되지 않습니다. 이 한계를 넘어서, 구멍을 작게 만들면 이미지가 흐려지고 어두워집니다.

실용적인 렌즈는 "핀홀 렌즈를 수정하여 더 많은 빛을 받아들이고 더 작은 스폿 크기를 줄 수있는 방법"이라는 질문에 대한 답으로 생각할 수 있습니다. 첫 번째 단계는 필름면과의 거리와 동일한 초점 거리를 가진 핀홀에 간단한 볼록 렌즈를 배치하는 것입니다 (카메라가 멀리있는 물체를 촬영한다고 가정). 이것은 얇은 볼록 렌즈가 렌즈 축과의 거리에 비례하여 광선을 구부리고 광선이 렌즈의 중심을 똑바로 통과하기 때문에 핀홀을 크게 열 수 있습니다. 형상은 간단한 핀홀 렌즈와 거의 동일하지만 단일 광선으로 조명되는 대신 각 이미지 포인트는 집중된 "연필"광선으로 조명됩니다.

카메라 렌즈는 Box Brownie의 메 니스 커스 렌즈와 같이보다 복잡한 줌에서 20 개 이상까지 다양한 요소로 구성 될 수 있습니다. 이들 요소 자체는 서로 합쳐진 렌즈 그룹을 포함 할 수있다.

전면 요소는 전체 어셈블리의 성능에 중요합니다. 모든 최신 렌즈에서 표면은 코팅되어 마모, 플레어 및 표면 반사율을 줄이고 색상 균형을 조정합니다. 수차를 최소화하기 위해, 곡률은 일반적으로 입사각과 굴절각이 동일하도록 설정된다. 프라임 렌즈에서는 이것이 쉽지만 줌에서는 항상 타협이 있습니다.

렌즈는 일반적으로 렌즈 어셈블리에서 이미지 평면까지의 거리를 조정하거나 렌즈 어셈블리의 요소를 이동하여 초점을 맞 춥니 다. 성능을 향상시키기 위해 일부 렌즈에는 렌즈가 초점을 맞출 때 그룹 간 거리를 조정하는 캠 시스템이 있습니다. 제조업체는 이것을 다음과 같이 부릅니다. Nikon은이를 CRC (근거리 수정)라고 부릅니다. 캐논은 이것을 플로팅 시스템이라고 부릅니다. Hasselblad와 Mamiya는 이것을 FLE (플로팅 렌즈 요소)라고 부릅니다.

유리는 우수한 광학 특성과 긁힘에 대한 저항으로 인해 렌즈 요소를 만드는 데 가장 많이 사용되는 재료입니다. 석영 유리, 형석, 아크릴과 같은 플라스틱 (플렉시 유리), 심지어 게르마늄 및 유성 유리와 같은 다른 재료도 사용됩니다. 플라스틱은 유리로 제조하기 어렵거나 불가능한 렌즈 비구면 렌즈 요소의 제조를 가능하게하며 렌즈 제조 및 성능을 단순화 또는 개선합니다. 플라스틱은 쉽게 긁힐 수 있으므로 가장 저렴한 렌즈를 제외한 모든 렌즈의 가장 바깥 쪽 요소에는 사용되지 않습니다. 성형 플라스틱 렌즈는 수년 동안 가장 저렴한 일회용 카메라에 사용되어 왔으며 나쁜 평판을 얻었습니다. 품질 광학 제조업체는 "광학 수지"와 같은 완곡 성을 사용하는 경향이 있습니다. 그러나 유명한 제조업체의 최신 고성능 (및 가격이 높은) 렌즈에는 성형 또는 하이브리드 비구면 요소가 포함되어 있으므로 플라스틱 요소가있는 모든 렌즈의 사진 품질이 낮은 것은 사실이 아닙니다.

1951 USAF 해상도 테스트 차트는 렌즈의 분해능을 측정하는 한 가지 방법입니다. 재료, 코팅 및 빌드의 품질이 해상도에 영향을줍니다. 렌즈 해상도는 회절에 의해 궁극적으로 제한되며이 해상도에 접근하는 사진 렌즈는 거의 없습니다. 그렇게하는 것을 "회절 제한"이라고하며 대개 매우 비쌉니다.

오늘날 대부분의 렌즈는 렌즈 플레어 및 기타 원치 않는 효과를 최소화하기 위해 멀티 코팅되어 있습니다. 일부 렌즈에는 색상을 손상시킬 수있는 자외선을 차단하기 위해 UV 코팅이되어 있습니다. 유리 요소 접합을위한 대부분의 최신 광학 시멘트는 UV 광선을 차단하므로 UV 필터가 필요 없습니다. UV 사진가들은 시멘트 나 코팅이없는 렌즈를 찾기 위해 많은 노력을 기울여야합니다.

렌즈에는 통과하는 빛의 양을 조절하기 위해 조리개 조정 메커니즘 (일반적으로 조리개 조리개)이 있습니다. 초기 카메라 모델에서는 크기가 다른 구멍이있는 회전판 또는 슬라이더가 사용되었습니다. 이 워터 하우스 정류장은 현대적이고 특수한 렌즈에서 찾을 수 있습니다. 빛이 통과 할 수있는 시간을 조절하기위한 셔터가 렌즈 어셈블리 내에 (더 나은 품질의 이미지를 위해), 카메라 내에, 또는 거의 렌즈 앞에 통합 될 수있다. 렌즈에 리프 셔터가있는 일부 카메라는 조리개를 생략하고 셔터는 이중 의무를 수행합니다.