천체망원경 이야기 - 7 : 수차 이야기 [비점수차]

  비점수차는 자이델의 5수차 중 가장 이해하기 난해한 수차이다. 이 글을 쓰는 나도 비점수차를 일으키는 원인에 대해서 어떠하다고는 알고는 있으나 '정말 그런가?'에 대해서는 아직 잘 모른다. 그만큼 말로만으로는 이해하기가 어렵고, 광학을 배운 사람이 수식적으로 풀어봐야 이해하기 수월하다. 하지만 그런 수식을 다루기 어려운 사람들은 어찌 되었건 말과 그림으로 이해해야 하는데, 쉽지 않은 일이다. 

  비점수차는 렌즈에 입사하는 두 수직방향의 빛이 서로 굴절률이 달라서 (= 초점이 달라서) 발생하는 수차로 알려져 있다. 이를 그림으로 나타내면 아래 그림과 같다.

  위 그림에서 렌즈에 노란색 평면으로 입사하는 빛과 붉은 색 평면으로 입사하는 빛이 서로 다른 굴절을 하게 될 경우 초점이 달라지게 된다. 당연히 렌즈에서는 렌즈의 주변부와 중심부의 굴절률이 다르게 되는데 (같을 경우 빛이 모이지 않는 평면 유리가 되므로), 이로 인하여 나타나는 수차라는 얘기다.

  비점수차는 주로 주변상에서 쉽게 관찰되지만, 중심상에서도 나타나는 경우가 있다. 이 경우 초점을 맞추다 보면 수차가 보이게 되는데, 초점이 안 맞았을 때 한 쪽 방향으로 별상이 길게 늘어져 있다가 초점을 맞추려고 하면 초점이 맞는 대신 원래 늘어져 있던 방향에 수직으로 다시 별상이 늘어져 버리는 경우이다.

Vivitar 24mm F2.8 렌즈의 주변부 비점수차

  비점수차는 대체로 주변상에서 코마수차와 함께 복합적인 형태로 관찰된다. 따라서, 만일 주변상에서 코마수차가 'I' 방향으로 생기고 비점수차가 '--' 방향으로 생길 경우 두 수차의 영향이 비슷하면 수차의 모양은 'ㅗ'와 같은 모양을 띄게 된다.