오각프리즘
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1. 개요
오각프리즘은 빛의 경로를 90도로 꺾는 데 사용되는 프리즘의 한 종류이다. 특히, 루프 펜타프리즘은 일안 반사식 카메라의 뷰파인더에 사용되며, 좌우 반전된 이미지를 정상으로 되돌리는 역할을 한다. 오각프리즘은 오각 미러에 비해 광학 성능이 뛰어나지만, 무게가 더 많이 나간다. 측량 분야에서는 이중 오각 프리즘과 추를 사용하여 직각을 설정하는 데 활용된다.
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| 오각프리즘 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 프리즘 |
| 면의 수 | 5 |
| 상세 정보 | |
| 굴절 | 없음 (반사) |
| 이미지 | 손상 없음 (똑바른) |
| 반사 횟수 | 5 |
| 각도 | 90° |
| 사용 재료 | 유리 |
| 특징 | |
| 작동 방식 | 오각 프리즘은 5개의 면을 가진 프리즘으로, 빛을 90° 각도로 굴절시키는 데 사용되며, 이미지를 반전시키거나 뒤집지 않는다. |
| 거울 코팅 | 프리즘 내부의 빛을 90° 각도로 꺾기 위해 두 개의 면이 반사면으로 사용된다. 이 면들은 금속성 또는 유전체 코팅이 되어 있을 수 있다. |
| 편광 효과 | 빛이 반사될 때 편광 효과가 발생할 수 있다. 금속 코팅을 사용한 오각 프리즘은 편광에 민감하다. 유전체 코팅을 사용한 오각 프리즘은 편광 효과를 최소화할 수 있다. |
| 빔 스플리터 | 오각 프리즘은 빔 스플리터 큐브와 결합하여 카메라의 뷰파인더와 자동 초점 시스템에서 이미지를 분할하는 데 사용될 수 있다. |
| 응용 분야 | 측량 장비 카메라 망원경 군사 장비 |
| 추가 정보 | |
| 주의 사항 | 오각 프리즘은 정밀 광학 부품이므로 취급 시 주의해야 한다. 표면에 흠집이나 오염이 생기면 성능이 저하될 수 있다. |
| 관련 용어 | 지붕 프리즘 도브 프리즘 반사 프리즘 |
2. 카메라에서의 활용
오각프리즘은 특히 일안 반사식 카메라(SLR)의 뷰파인더 시스템에서 중요한 역할을 한다. 카메라 렌즈를 통해 들어온 빛은 상하좌우가 뒤집힌 상을 맺고, 카메라 내부의 반사 거울이 이를 다시 반사하여 좌우만 뒤집힌 상을 초점 스크린에 형성한다.
뷰파인더를 통해 보는 최종 이미지는 정상적인 모습이어야 하므로, 이 좌우 반전 문제를 해결해야 한다. 이를 위해 오각프리즘의 변형인 '''루프 펜타프리즘'''이 주로 사용된다.[1][2] 루프 펜타프리즘은 초점 스크린의 상을 뷰파인더로 전달하면서 동시에 좌우를 다시 뒤집어 올바른 상을 보여주는 기능을 한다.
한편, 오각프리즘과 동일한 광학 경로를 거울 세 개로 구현한 '''오각 미러'''(펜타미러)도 사용된다.[3] 오각 미러는 프리즘보다 가볍고 저렴하게 만들 수 있어 주로 보급형 SLR 카메라에 탑재되지만, 빛의 손실이 더 크고 정렬이 틀어질 수 있다는 단점이 있다. 반면 루프 펜타프리즘은 무겁고 비싸지만 광학 성능이 우수하여 고급 기종에 주로 사용된다.
2. 1. 루프 펜타프리즘
오각프리즘의 변형으로 '''루프 펜타프리즘'''이 있으며, 이는 주로 일안 반사식 카메라의 뷰파인더에 사용된다.[1][2] 카메라 렌즈는 상하 및 좌우가 뒤집힌 이미지를 생성하며, 카메라 내부의 반사 거울은 이를 다시 반전시켜 좌우가 바뀐 이미지를 남긴다. 루프 펜타프리즘은 카메라의 초점 스크린에 형성된 이 좌우 반전 이미지를 뷰파인더로 전달하면서 동시에 좌우를 다시 뒤집어 정상적인 이미지로 보여주는 역할을 한다. 이러한 좌우 재반전은 일반 펜타프리즘의 반사면 중 하나를 '루프' 섹션(서로 90° 각도로 만나는 두 개의 추가 반사면)으로 대체하여 수행된다. 참고로, 웨이스트 레벨 파인더(위에서 내려다보는 방식)가 있는 반사식 카메라(많은 중형 카메라 포함)는 초점 스크린의 좌우 반전된 이미지를 그대로 보여준다.오각프리즘과 동일한 광학 경로는 오각 미러(pentamirror)라고 불리는 세 개의 거울 배열로 구현될 수도 있다. 오각 미러는 프리즘보다 실질적으로 더 가볍지만, 빛이 거울 유리를 여러 번 통과하고 반사되면서 매번 밝기가 손실되고 산란되는 단점이 있다. 반면, 루프 펜타프리즘은 일반적으로 훨씬 무겁지만, 빛이 들어오고 나가는 면이 각각 하나씩만 있어 광학 성능이 훨씬 뛰어나다. 또한 오각 미러는 정렬이 틀어질 수 있는 반면, 루프 펜타프리즘의 면들은 파손되기 전까지 완벽하게 정렬 상태를 유지한다.[3]
2. 2. 펜타미러와의 비교
오각 미러(pentamirror)는 오각프리즘과 동일한 광학 경로를 세 개의 거울 배열로 구현한 장치이다.[3] 펜타미러는 오각프리즘과 같은 원리에 기반하지만, 프리즘 대신 거울을 사용한다는 점에서 차이가 있다. 제조사에 따라 '''다하미러''', '''미러 펜타'''라고도 불린다.오각프리즘과 비교했을 때 펜타미러는 다음과 같은 특징과 장단점을 가진다.
- '''광학 성능 및 구조''': 오각프리즘은 빛이 통과하는 입구와 출구가 하나씩만 있어 광학 성능이 우수하다. 반면, 펜타미러는 빛이 거울 유리를 여러 번 통과하면서 매번 밝기가 손실되고 산란이 발생하여 파인더 상이 상대적으로 어둡고 작아지는 경향이 있다.[3]
- '''무게 및 내구성''': 펜타미러는 속이 빈 구조로 오각프리즘보다 가볍다는 장점이 있다.[3] 하지만 여러 개의 거울 부품으로 구성되기 때문에 시간이 지남에 따라 정렬이 틀어질(광축 이탈) 가능성이 있다. 반면, 오각프리즘은 통유리 구조로 파손되지 않는 한 면 정렬이 완벽하게 유지된다.[3]
- '''제조 및 비용''': 펜타미러는 오각프리즘에 비해 제조 요구 정밀도가 낮아 생산 비용을 절감할 수 있다.
이러한 특성 때문에 펜타미러는 파인더 상의 시인성이 매우 중요한 고급 기종이나 수동 초점 일안 반사식 카메라에는 잘 사용되지 않는다. 주로 비용 절감과 경량화가 중요한 보급형 자동 초점 일안 반사식 카메라 등에서 찾아볼 수 있다.
3. 측량에서의 활용
측량 분야에서 이중 오각 프리즘(두 개의 오각 프리즘을 서로 위에 쌓아 놓은 형태)과 추(plumb-bob)는 직각을 설정하는 데 사용된다. 예를 들어 건설 현장에서 이러한 방식으로 활용될 수 있다.
참조
[1]
서적
Camera Technology
https://books.google[...]
Academic Press
[2]
뉴스
Pentaprism: what is it and how does it work? - What Digital Camera
http://www.whatdigit[...]
2016-04-14
[3]
서적
Digital Photography All-in-One Desk Reference for Dummies
https://books.google[...]
2006
[4]
서적
カール・ツァイス
[5]
서적
中古カメラ大集合
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