1. 개요
色收差
색수차(chromatic aberration)는 빛의 파장에 따른 굴절률의 차이에 의해 생기는 수차이다.
2. 원인
우리가 보는 빛은 여러 파장들의 집합체인데, 각 파장마다 매질을 통과할 때 발생하는 반사, 굴절률이 다르다. 그렇기 때문에 빛이 렌즈나 프리즘 등을 통과할 때 각 파장들이 서로 다른 방향으로 굴절을 하기 때문에 하나로 초점이 맺히지 않고, 분산되어 파란색, 빨간색, 초록색, 보라색 등의 특정 색이 물체의 가장자리에서 돋보이게 되면서 색수차가 발생한다.프리즘은 색상별로 굴절율이 다른 점을 이용해서 색을 분리하는데, 렌즈 자체가 프리즘 처럼 두께가 다르기 때문에 이것 자체가 색수차를 유발하는 원인이 된다.
유리의 굴절률은 일반 투명물질과 마찬가지로 빛의 파장이 길어짐에 따라 차차 작아지므로, 렌즈를 통해 물체의 상을 맺게 하면 물체의 색(빛의 파장)에 따라 상의 위치나 배율이 달라진다.
색수차를 가진 렌즈를 통해 백색광을 보면 빨강에 가까운 긴 파장의 빛일수록 초점이 렌즈에서 먼 곳에, 보라에 가까운 짧은 파장의 빛일수록 렌즈와 가까운 곳에 초점이 맺히므로 상이 아롱져 덜 선명해 보이게 된다.
일반적으로 단일렌즈는 모두 색수차가 있으므로, 광학기계에 사용되는 렌즈는 단일렌즈를 몇 개 결합하여 각각의 용도에 따라 색수차를 감소시키고 있다.
3. 해결
색수차를 없애거나, 줄이는 방법은 다음과 같다.첫 번째는 매질을 바꾸는 것이다. 즉, 렌즈와는 달리 빛을 굴절시키지 않는 소재를 사용하면 되는데, 예를 들면 거울이 있다. 하지만 반사 광학계는 색수차가 발생하지 않는 대신 다른 광학적 수차들이 발생한다. 대표적인 것이 코마 수차이다.[1]
두 번째는 렌즈의 소재를 바꾸거나, 매수를 늘리는 것이다. 보통 안경에는 한 장, 망원경에는 두 장 이상을 사용하는데 렌즈의 매수나, 렌즈의 소재가 달라지면 색수차는 크게 줄어든다. 망원경의 경우는 렌즈를 3장 이상을 사용하되, ED나 SD, 플로라이트 같은 렌즈를 섞어 색수차를 크게 줄인다.
세 번째는 광학적으로 색수차를 억제하는 것이 아닌, 포토샵, 라이트룸 등의 후반 작업 툴을 이용해 최종 이미지에서 색수차를 보정하는 것이다. 색수차로 인해 발생하는 색은 배경과 명확하게 구분되는 경우가 많기 때문에, 후반 작업으로 해당 색상을 제거하는 것이 어렵지 않다.