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  iWiz(2004-07-31 01:39:05, Hit : 12219, Vote : 3
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디지털카메라의 초점거리를 밝힌다


디지털카메라의 초점거리를 밝힌다!

[35mm SLR카메라 50mm표준렌즈]

[디지털 카메라 광학 5배줌 렌즈(7~21mm)]
디지털 카메라를 보면 렌즈 경통 앞부분에 초점 거리가 표시 되어 있다.
예를 들어 삼성 Digimax 350SE를 살펴보면 f 7~21mm라는 숫자로 초점거리를 표시하고 있다. 일반 35mm필름을 사용하는 카메라의 50mm렌즈를 표준렌즈라 부른다. 이보다 초점거리가 짧은 렌즈들을 광각렌즈라 부른다. 그럼 7~21mm 이라는 초점거리를 가지고 있는 Digimax 350SE는 광각 줌렌즈를 사용하는 카메라라는 말인가?

하지만 LCD파인더를 통해 프레임을 살펴보면 전혀 7~21mm의 광각효과를 주는 렌즈는 아니다. 오히려 줌 기능을 통해 망원렌즈의 효과까지 보여준다. 그럼 21mm망원렌즈?? 이런 망원렌즈가 존재한다니... 디지털 카메라의 초점거리 표시는 왜 이렇게 혼란스럽게 표시가 되있는 것일까? 그 의문의 실타래를 풀어보기로 했다.

보통 필름 카메라 초점 거리는 50mm 표준 렌즈, 100mm 망원 렌즈 등 디지털 카메라 렌즈 초점 거리 보다 상당히 크다. 디지털 카메라의 사양표를 보면 초점 거리 옆에 35mm 필름 카메라 환산 시 ( 35~102mm ) 값이 표시된 것을 볼 수 있다 . 여기서 간단하게 초점 거리란 무엇인지, 그리고 왜 디지털 카메라 초점 거리의 표시는 필름카메라와 다르게 하는지에 대해 알아보자


[표준렌즈의 초점 거리]
초점거리란?
초점 거리는 렌즈의 중심에서 필름에 영상이 선명하게 맺히는 사이의 거리이다.

렌즈를 통해서 들어온 빛이 그림처럼 일정한 거리에 있는 필름에 뚜렷한 상을 맺히게 되는데 바로 이때의 렌즈와 필름 사이 거리를 초점 거리라고 한다.

사람의 눈과 비슷한 45˚ 정도의 화각을 가진 렌즈를 표준렌즈라 하며 초점거리가 정해져 있는 고정초점렌즈와 초점거리가 변하는 줌렌즈 등이 존재한다.

광각 렌즈
광각 렌즈(단초점 렌즈)는 초점 거리가 표준 렌즈보다 짧아지게 된다. 디지털 카메라 초점 거리 f 7~21mm에서 7mm쪽 에 해당하는 렌즈라고 볼 수 있다. 그림에서 보는 바와 같이 각도(화각)가 넓어져, 촬영되는 범위도 넓어지게 된다.

망원 렌즈
망원 렌즈는 초점 거리가 표준 렌즈보다 길어지게 된다. 디지털 카메라 초점 거리 f 7~21mm에서 21mm쪽에 해당하는 렌즈라고 볼 수 있다.

그림에서 보는 바와 같이 각도(화각)가 좁아져서, 촬영범위는 좁아지지만 초점이 먼 곳에 잡히게 되기 때문에 먼 거리에 위치한 물체가 선명하게 보인다.


[광각렌즈의 초점거리]

[망원렌즈의 초점거리]
초점 거리를 어느 정도 이해했다고 한다면 왜 디지털 카메라 초점 거리는 일반 필름 카메라와는 달리f7mm 같은 수치를 사용하는 것인가? 여기에 대한 해답은 CCD에 있다. 좀더 구체적으로 말하자면 바로 그 크기가 초점거리를 결정하는 역할을 하는 것이다.

이제 필름을 사용하는 필름 카메라와 CCD를 사용하는 디지털 카메라의 초점 거리 차이에 대해서 알아 보기로 하자.


[디지털 카메라 CCD와 필름 카메라 필름의 초점 거리]

[CCD]
디지털 카메라의 사양표를 보면 CCD 크기 1/2'', 1/1.8'' 등으로 표시가 되어있다. 이 길이는 CCD의 가로나 세로의 길이가 아니라 대각선의 길이 이다. 즉 대각선의 길이가 1/2'', 1/1.8'' 라는 뜻 이다.

위 사각형은 실제 CCD (1/1.8'')의 크기이다. 가로 약 8mm, 세로 약 6mm의 직사각형 형태이다.

간단한 계산을 하면 대각선 길이는 약 10mm가 나오게 된다. ---- ⓐ
그럼 이제 inch(인치)를 우리에게 익숙한 mm 단위로 바꾸어 보자.
1 inch = 2.54 Cm 이지만 여기 CCD의 수치를 나타내는 인치 단위는 1 inch = 1.6074 Cm이다.

이것은 3D를 2D의 CCD에 옮겨 놓기 때문에 인치의 수치가 달라지게 되는 것이다.
따라서 1/1.8'' = 8.93mm 의 값이 나오게 된다. ---- ⓑ

ⓐ와 ⓑ의 값이 다른 이유는 디지털 카메라 사양표의 유효화소와 관련이 있다.


[렌즈 상과 유효 CCD 크기]
필름이나 CCD는 직사각형 형태이지만 렌즈는 원형이다.

왼쪽의 그림처럼 원형의 렌즈를 통해서 나온 실제 CCD 빛은 둥근형상의 이미지서클을 만든다.

그렇지만 필름이나 CCD가 직사각형이기 때문에 카메라는 렌즈 상의 일부분을 사용하게 된다.

그런데 이 경우 렌즈의 바깥부분으로 갈수록 상이 흐릿해지는 경향이 있기 때문에 좋은 카메라 일 수록 주변부의 상(像)은 사용하지 않는다.

또한 디지털 카메라에서는 사진의 이미지 뿐만 아니라 그 이미지의 정보( ISO값, 노출정보, 셔터스피드 등)도 CCD에 기록을 해야 하기 때문에 CCD 전체를 이미지 저장에 쓸 수 가 없다. 이 때문에 실제 이미지를 저장하는 CCD 부분을 말하는 '유효화소'가 나오게 된다.

CCD의 크기에 대해서 정리가 되었다면 이제는 디지털 카메라의 초점 거리를 필름 카메라와 비교해 보자.


[CCD와 필름의 크기 및 초점 거리]
위의 그림에서 보는 바와 같이 CCD와 필름 사이에는 간단한 비례식이 나온다.

CCD 크기(8.93mm) : 필름 크기(43.2mm) = DSC 초점 거리 f : 필름 카메라 초점거리(표준렌즈50mm)
==>> 8.93: 43.2 = f : 50 ==>> f = (8.93*50)/43.2 =10.34
따라서 디지털 카메라 (1/1.8'' CCD) 의 필름 카메라 표준 렌즈 50mm에 해당하는 초점 거리는
f=10.34mm 가 된다.
이 공식을 이용하면 필름 카메라 초점 거리를 디지털 카메라 초점 거리로 바꿀 수 있다.

그럼 이제는 디지털 카메라 초점 거리가 f 7~21mm라고 할 때 이 수치를 필름 카메라 수치로 바꾸어 보면 수식은 위와 동일 하다.
==>> 8.93: 43.2 = 7 : 필름 카메라 초점 거리
==>> 필름 카메라 초점 거리 = (43.2*7)/8.93 = 33.86mm 의 값이 나온다.
즉, 디지털 카메라 초점 거리 f 7mm 에 해당하는 필름 카메라 초점 거리는 약 35mm 의 광각 렌즈가
되는 것이다.

다시 한번..
==>> 8.93: 43.2 = 21 : 필름 카메라 초점 거리
==>> 필름 카메라 초점 거리 = (43.2*21)/8.93 = 101.59mm 의 값이 나온다.
즉, 디지털 카메라 초점 거리 f 21mm 에 해당하는 필름 카메라 초점 거리는 약 100mm 의 망원 렌즈
가 되는 것이다. 지금까지 살펴본 것과 같이 디지털 카메라의 초점거리 표시 방법이 다른 가장 이유는 CCD의 크기가 35mm필름과 다르기 때문이다.

글/민병하(I_agree@freechal.com)




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