접안렌즈

4. 접안렌즈(Eyepiece)

(1) 접안렌즈의 원리

망원경의 기능은 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 하나는 많은 빛을 모아주는 것이고, 다른 하나는 작은 상을 크게 해주는 것이다. 전자는 대물렌즈의 기능으로 집광력이라는 말로 표현되고, 후자는 접안렌즈의 기능으로 배율이라는 말로 표현된다.

  접안렌즈(eyepiece)란 기본적으로 확대경의 역할을 하고 있는 광학 장치를 말한다. 망원경의 렌즈(또는 반사경)들에 의해 빛이 모여 초점 면에 실상을 만들면 접안렌즈는 이 실상을 확대해서 보여 주는 것이다.
  갈릴레이가 접안렌즈로 오목렌즈 하나만을 사용하였듯이 접안렌즈는 렌즈 하나만으로도 만들 수 있지만 이렇게 렌즈 하나만으로는 좋은 상을 만들 수 없다. 따라서 현재 판매되고 있는 접안렌즈들은 최소한 렌즈가 두 장 이상으로 만들어진 것들이다. 예를 들면 람스덴 형식은 2군 2매 형식이라 하는데, 2군이란 렌즈가 두 군데 무리 지어 있다는 것이고, 2매란 접안렌즈를 구성하는 총 렌즈 수가 2개란 뜻이다. 고급형 중에는 4군 7매, 5군 8매와 같이 렌즈 수가 매운 많은 것들도 있다. 이렇게 렌즈를 많이 사용하는 이유는 가능한 수차를 최소화하고 접안렌즈의 겉보기 시야를 크게 하기 위해서 이다.
  겉보기 시야는 케르너식이 50도 정도이고, 오르도스코픽식은 45도, 람스덴식은 40도 정도로 렌즈의 구성 형식에 따라 그 한계치가 대략 정해지게 된다. 이들 수치를 배율로 나누면 실제 하늘을 보는 시야가 되는 것이다. 예를 들면 케르너식 접안렌즈를 가지고 50배의 배율로 하늘을 본다면 약 1도에 해당하는 하늘이 시야에 들어 온다는 이야기이다.

(2) 접안렌즈의 시야

망원경에서 시야라는 말을 할 때는 두 가지 경우가 있다. 즉, 실제로 우리가 보고 있는 범위, 전체 하늘 중에서 우리가 보고 있는 부분이 얼마나 되는가를 나타내는 실시야, 그리고 우리가 접안렌즈를 통해서 볼 때 얼마나 넓은 각도로 상을 볼 수 있는가 하는 정도를 나타내는 겉보기 시야이다. 실시야는 망원경의 배율에 의해 결정되며, 겉보기 시야는 접안렌즈의 성능에 달려있다.

한 장 짜리 렌즈의 시야가 좁은 것은 비네팅(상의 모서리에서의 빛의 손실) 때문이며, 접안렌즈를 이루고 있는 여러 렌즈 중에서 가장 앞쪽에 있는 렌즈(시야 렌즈)가 이러한 비네팅을 보정해 줌으로써 시야를 넓혀 준다.

(3) 접안렌즈의 종류

접안렌즈는 시야의 확대와 수차의 보정을 목적으로 계속 개량되어 왔다. 요즘 많이 쓰이는 접안렌즈는 다음과 같다.

① 호이겐스식 (The Huygens eyepiece)

역사가 가장 오래되고 간단한 접안렌즈이다. 두 장의 평볼록렌즈를 사용하며, 두 장 모두 볼록한 면이 앞쪽으로 가게 된다. 초점이 필드렌즈와 아이렌즈 사이에 맺히는 것이 특징이다.

<그림 12> 호이겐스식 접안렌즈의 구조

② 람스덴식 (The Ramsden eyepiece)

두 장의 평볼록렌즈를 사용하며 볼록한 면이 서로 마주보고 있다. 호이겐스식과는 달리 초점이 필드 렌즈 바깥에 맺힌다. 호이겐스식에 비해 십자선을 넣을 수 있다는 장점이 있다. 호이겐스식과 람스덴식 모두 수차도 많고 시야도 좁지만 가격이 싸고 구조가 간단하므로 자작하여 사용하는 경우도 많다.