발로 렌즈

발로 렌즈(Barlow lens, 발로우 렌즈, 바로우 렌즈)는 영국의 물리학자이자 수학자인 피터 발로(1776~1862)의 이름을 따서 명명되었으며,^[1] 광학 시스템에서 다른 광학과 직렬로 사용될 때 시스템 내의 모든 구성 요소에서 인식되는 광학 시스템의 유효 초점거리를 증가시키는 발산 렌즈 요소를 가진 광학 튜브이다.^[2] 실제적인 결과는 발로 렌즈를 삽입하면 이미지가 확대된다는 것이다. 실제 발로 렌즈는 단일 유리 요소가 아닌데, 그 이유는 단일 유리 요소는 색수차를 발생시키고, 렌즈가 비구면이 아닌 경우 구면수차를 발생시키기 때문이다. 더 일반적인 구성은 색지움 또는 아포크로매틱 보정 및 더 높은 이미지 품질을 위해 세 개 이상의 요소를 사용한다.

색지움 렌즈이중선 대물렌즈 (A) 뒤의 빛 원뿔 (빨간색은 Barlow 렌즈 광학 요소 (B)가 없는 경우, 녹색은 있는 경우)

망원경 사용

지상에서 1,200mm 망원경과 2배 발로 렌즈를 사용하여 촬영한 11,000미터 상공의 보잉 747-400 항공기.

천문학적 사용에서 발로 렌즈는 접안렌즈 바로 앞에 놓여 발로 렌즈의 발산량만큼 접안렌즈의 초점거리를 효과적으로 감소시킬 수 있다.^[3] 망원경과 접안렌즈가 제공하는 배율은 망원경의 초점거리를 접안렌즈의 초점거리로 나눈 값과 같으므로, 이는 이미지의 배율을 증가시키는 효과가 있다.

발로 다이어그램

천문용 발로 렌즈는 유도하는 배율에 따라 등급이 매겨진다. 가장 일반적으로 발로 렌즈는 2배 또는 3배이지만, 조절 가능한 발로 렌즈도 있다. 조절 가능한 발로 렌즈의 배율은 발로 렌즈와 접안렌즈 사이에 연장 튜브를 추가하여 배율을 높이는 방식으로 변경된다.

배율은 발로 렌즈와 접안렌즈 사이의 거리가 발로 렌즈의 초점거리 단위로 측정될 때, 그 거리에 1을 더한 값이다. 표준 발로 렌즈는 발로 초점거리만큼 긴 튜브에 수납되어 있어, 튜브 끝에 삽입된 초점 렌즈는 다른 쪽 끝에 있는 발로 렌즈와 발로 초점거리만큼 떨어져 있게 되고, 따라서 접안렌즈 단독으로 생성했을 것보다 2배의 배율을 생성한다. 표준 2배 발로 렌즈 튜브의 길이가 두 배가 되면, 렌즈는 두 개의 발로 초점거리만큼 떨어져 있게 되어 3배 발로가 된다. 마찬가지로, 튜브 길이가 세 배가 되면 렌즈는 세 개의 발로 초점거리만큼 떨어져 있게 되어 4배 발로가 된다.

흔한 오해는 높은 배율이 항상 더 높은 품질의 이미지와 같다는 것이다. 그러나 이미지의 품질은 실제로는 일반적으로 광학 장치(렌즈)의 품질이나 대기 시야 조건에 의해 제한되며, 배율에 의해 제한되지 않는다.

발로 렌즈의 단점으로는 이미지 흐림, 비네팅, 색수차 도입 또는 악화와 같은 선명도 감소, 망원경의 무게 증가로 인한 안정성 저하, 시야 감소 등이 있다. 고품질 발로 렌즈는 이러한 문제 중 일부를 어느 정도 상쇄할 수 있다.^[4]

2010년경 사진 촬영에 사용되는 2배 및 3배 발로 렌즈

사진 사용

텔레컨버터는 사진용으로 개조된 발로 렌즈의 변형이다.^[5] 텔레컨버터는 부착된 사진 렌즈의 유효 초점거리를 증가시켜 망원 렌즈로 만든다. 진정한 망원 렌즈는 주어진 초점거리에 대해 더 짧은 튜브 길이를 얻기 위해 발로 렌즈와 유사한 구성을 사용한다.

현미경 사용

현미경에서 발로 렌즈는 작동 거리를 늘리고 배율을 줄이는 데 사용된다. 이 렌즈들은 현미경의 마지막 대물렌즈 요소 앞에 장착되는 "대물렌즈"이다. 현미경용 발로 렌즈는 0.3배에서 2배까지의 배율로 찾을 수 있다. 일부 표준 렌즈는 2배로, 작동 거리를 절반으로 줄이고 배율을 두 배로 늘리며, 0.75배(3/4배)는 작동 거리를 4/3배(1.33배) 늘리고 배율을 0.75배 줄이며, 0.5배 발로 렌즈는 작동 거리를 두 배로 늘리고 배율을 절반으로 줄인다.

같이 보기

• 보조 렌즈
• 텔레컨버터