GN⁺: 플루오라이트 렌즈: 일반 광학 유리를 뛰어넘는 교정 능력

특별 전시회: 플루오르 렌즈

• 캐논 렌즈의 높은 화질을 지원하는 중요한 재료 중 하나는 플루오르라고 불리는 결정화된 불화칼슘임.
• 플루오르 렌즈를 유리 렌즈와 함께 사용하면 색수차를 극도로 낮출 수 있음이 잘 알려져 있음.
• 캐논은 이미징 기능의 발전을 추구하며, 플루오르 광석을 원료로 사용하여 대형 고순도 인공 플루오르 결정을 형성하는 자체 기술 개발에 착수함.

플루오르 렌즈 요소가 색수차를 교정하는 방법

• 색수차는 빛이 유리 표면을 통과할 때 다른 색상의 파장(빨강, 초록, 파랑 등)이 다른 각도로 굴절되어 각 색상이 다른 초점에서 수렴하기 때문에 발생함.
• 일반적으로 오목렌즈와 볼록렌즈의 조합을 사용하여 교정하지만, 모든 파장의 색수차를 일반 유리로 교정하는 것은 불가능함.
• 플루오르는 전통적인 광학 유리와는 근본적으로 다른 재료로, 유리와 결합하여 색수차를 더 효과적으로 교정하는 데 사용됨.

플루오르 렌즈의 출현과 망원 렌즈의 화질 개선

• 플루오르 렌즈는 전통적인 한계를 뛰어넘어 색수차를 극도로 낮추며, 1966년 8월에 시작된 캐논 F 프로젝트에서 기원함.
• 인공 플루오르 결정을 카메라 렌즈에 사용하기 위한 기술을 확립하는 것이 개발자들의 목표였음.
• 인공 플루오르 결정을 대형 카메라 렌즈에 사용할 수 있을 만큼 크게 형성하는 데 성공한 것은 1968년의 일임.

플루오르 렌즈 생산 과정

• 플루오르 렌즈 생산 과정의 각 단계는 천천히, 세심한 주의를 요함.
• 원료는 자연 발생하는 플루오르 광석이며, 이를 분쇄하고 정제하여 불순물을 제거함.
• 결정화는 1,400℃로 가열된 후 점차적으로 식혀 결정을 형성함.
• 열처리(annealing) 과정은 결정 내부의 긴장을 제거하여 균열을 방지함.
• 결정의 불필요한 부분을 제거하고, 필요한 크기로 거친 가공을 함.
• 결정의 상하면을 구형으로 연마하고, 특수 연마 기술로 세밀하게 폴리싱함.
• 증착 과정을 통해 연마된 렌즈에 얇은 필름을 형성함.
• 숙련된 기술자가 간섭계를 사용하여 순도를 검사하고, 검사를 통과한 렌즈 요소만이 렌즈 조립으로 보내짐.

플루오르 렌즈 요소를 사용하는 렌즈들

• FL-F300mm부터 시작하여 캐논은 플루오르 렌즈 요소를 사용하는 39개 이상의 렌즈를 생산함.
• 플루오르 렌즈 요소는 색수차 교정뿐만 아니라 제품의 크기와 무게를 줄이는 데에도 기여함.
• 많은 사진작가들, 특히 전문 스포츠 사진작가, 포토저널리스트, 야생 조류, 기차, 항공기 등을 촬영하는 애호가들에게 사랑받음.

GN⁺의 의견:

• 이 기사는 캐논의 플루오르 렌즈 기술에 대한 깊이 있는 설명을 제공하며, 이 기술이 사진 산업에서 어떻게 중요한 역할을 하는지 보여줌.
• 플루오르 렌즈가 색수차를 줄이고 이미지 품질을 향상시키는 방법에 대한 설명은 사진과 광학에 관심 있는 초급 소프트웨어 엔지니어들에게 유익한 정보를 제공함.
• 캐논의 기술 혁신과 끊임없는 개선 노력은 다른 기술 분야의 전문가들에게도 영감을 줄 수 있으며, 특히 재료 과학과 공정 기술의 중요성을 강조함.

[neo]

Hacker News 의견

• 물질의 굴절률에 대한 설명

  • 굴절률은 일반적으로 약 1.5이지만, 고정된 단일 숫자가 아니라 파장에 따라 달라짐.
  • 파장에 따른 굴절률 그래프는 자외선에서 적외선으로 갈수록 감소하는 곡선을 보임.
  • 이러한 특성 때문에 볼록 렌즈는 파란색에서 더 큰 배율을 가지며, 녹색에서는 더욱 증가하고, 빨간색에서는 적당하며, 나트륨 증기 노란색에서만 기술적으로 정확함.
  • 이를 보정하기 위해 서로 다른 화학 조성을 가진 볼록렌즈와 오목렌즈를 사용하여 파란색에서의 추가적인 배율을 상쇄시킴.
  • 불소화칼슘(CaF2) 결정은 이러한 파장에 따른 굴절률 그래프에서 완전히 평평한 곡선을 보이며, 이를 '비정상 분산'이라고 함.
  • 불소화칼슘은 자연스럽게 모든 색상을 같은 지점에 초점을 맞추어 많은 렌즈의 필요성을 줄임.
  • 캐논은 수십 년 동안 광학적으로 투명한 칼슘과 불소의 결정을 카메라 크기로 확대하는 것에 도전하고 있음.

• 분산이 중요한 이유에 대한 간단한 설명

  • 아포크로마틱 렌즈는 세 가지 다른 파장의 빛에 최적화된 렌즈임.
  • 과거에는 수작업으로 계산되었지만, 현재 컴퓨터를 사용하여 빠르게 최적화 가능.
  • 컴퓨터는 유리 제조업체가 제공하는 실제 굴절률과 분산 데이터를 기반으로 최적화를 수행함.
  • 불소는 코팅으로서도 특별한 성질을 가짐.

• 불소화칼슘 렌즈의 장점

  • 불소화칼슘 렌즈는 고배율이나 시스템의 속도 한계에 도달했을 때 중요한 이점을 보임.
  • VR 안정화 기능과 결합되었을 때 크로마틱 수차가 현저하게 감소함.
  • 현대의 사진 편집 소프트웨어는 렌즈의 효과(비네팅, 핀쿠션)와 크로마틱 수차를 보정함.

• 캐논의 불소화칼슘 렌즈 사용에 대한 새로운 정보

  • 캐논의 망원 렌즈에는 홀로그래픽 요소도 사용되며, 불소화칼슘을 통한 색상 보정에 대한 혁신적인 방법이 있음.

• 렌즈에 플라스틱 요소가 포함된다는 사실

  • 현대 렌즈에는 유리뿐만 아니라 특별히 설계된 플라스틱 요소도 포함됨.

• 크로마틱 수차 방지에 대한 설명 부족

  • 크로마틱 수차를 방지하는 데 도움이 되는 이유에 대한 설명이 부족함.
  • 굴절률이 유리와 거의 동일하므로, 그룹 속도 분산이 반대라는 점이 설명이 될 수 있음.

• Super UD 및 UD 렌즈의 중요성

  • Super UD 및 UD는 오랫동안 렌즈의 골드 스탠다드였으며, 불소화칼슘은 이에 큰 역할을 함.

• 소프트웨어를 통한 크로마틱 수차의 해결 가능성

  • 크로마틱 수차는 소프트웨어를 통해 해결할 수 있으며, 각 색상에 대해 별도의 사진을 찍어 크기를 맞추는 방법이 있음.

• 불소화칼슘 렌즈의 성능에 대한 개인적 경험

  • 1975년에 출시된 FD 300/2.8 S.S.C. 불소화칼슘 렌즈는 매우 뛰어난 성능을 보임.
  • 천체 사진에 적합하며, 중고 시장에서 가격이 상승했지만 여전히 현대의 자동 초점 렌즈에 비해 가치가 있음.