수차(收差)란...

광축에 평행으로 입사된 빛이 렌즈를 투과할 때, 렌즈의 주변부를 통과한 빛 이 렌즈의 중심부를 통과한 빛보다 더 짧은 거리에초점을 맺는 현상으로서 렌즈의 표면이 구면의 형태이기 때문에 발생하는 결상시에 생기는 결함중 의 하나이다. 렌즈 중심부의 입사각과 가장자리의 입사각이서로 다르므로 렌즈의 중심부 를 지난 광선의 결상위치보다 렌즈의 가장자리를 지난 광선에 의한 결상이 렌즈로부터 더 가까운 곳에 위치하게 되는 현상이다. 그러므로 물체의 한 점에서 출발한 광선이 한 점에서 결상치 못해 이미지 는 흐려지게 되고 이 현상을`구면수차`라 하는 것이다. 렌즈 표면의 형태를 비구면으로 하면 이 문제를 해결할 수 있지만, 비구면 가공에는 기술적인 어려움과 많은 비용이 든다. 그래서 이 수차를 보정하기 위해서 렌즈 설계과정에서 볼록렌즈(+렌즈요소)와 오목렌즈(-렌즈요소)를 접합하는데 양쪽 요소가 서로의 구면수차를 상쇄하는 효과를 이용하는 것 이 일반적인 방법이다. 이런 방식의 렌즈의 접합은 색수차나 코마수차를 감소시키는 방법으로도 이용된다. 대구경 렌즈일 경우에는 비구면 렌즈 요소를 이용하여 구면수차 를 획기적으로 개선하거나 렌즈 구성매수의 감소를 유도하고 있다. 조리개를 조일수록 구면수차는 개선되므로 이것을 수차 발생이 이미지에 미치는 정도를 가변하는 장치로 이용하는 경우도 있다. 구면수차 보정에 따른 한가지 문제점이라면 초점의 이동을 생각할 수 있 으나 근래의 렌즈에는 소위 `플로팅 기구`라는 것으로 보정하기도 한다. 구면수차를 남겨서 이를 역이용하는 것으로 소프트포커스 렌즈(soft- focus lens)가 있다. 이 렌즈는 설계시 오히려 구면수차가 생기도록 하여,특수한 형태의조리개 (perforated diaphragm: 구멍이 뚫린 형태의 조리개)를 이용하여 수차의 정도를가변하는 방법으로 쓰인다.