인간의 눈과 닮은 카메라의 구조

카메라의 구조

 

카메라의 구조

 근본적으로 모든 카메라는 같습니다. 한쪽 끝에는 필름이 있고, 다른 끝에는 구멍이 있는 상자가 있습니다. 이 구멍은 빛이 상자 안에 들어와서 빛에 민감한 필름 표면에 비추게 되고, 사진을 찍을 수 있게 됩니다. 가장 예전부터 가장 복잡한 것까지 모든 카메라는 이러한 방식을 갖고 있습니다. 이미지를 만들기 위해 필름 위에 빛이 비치는 게 어떻게 얼마나 잘 되는지에 따라 차이가 있습니다.

 파인더는 카메라의 사용자가 필름에 담길 내용을 미리 보면서 구도 등을 미리 보고 조절할 수 있도록 하는 장치입니다. 그리고 카메라에 빛이 들어오는 구멍인 렌즈 구경은 빛의 양을 조절하는 조리개에 의해 결정됩니다. 렌즈는 빛을 모아 필름 위에 이미지를 만듭니다. 셔터는 사진을 촬영하지 않을 때는 필름이 빛에 닿지 못하게 합니다. 그리고 셔터 버튼을 누르면 본인이 정해진 설정 시간 값에 따라 빛이 들어옵니다. 그리고 노출된 필름을 회수하고 노출되지 않은 필름으로 교환하는 장치가 있습니다. 마지막으로 초점을 맞추는 장치는 거리에 따라서 물체의 선명도를 조절할 수 있도록 렌즈를 앞뒤로 움직이게 합니다. 일반적으로 카메라들은 이러한 형태를 갖고 있습니다. 다양한 카메라 종류가 있는 이유는 광범위하게 특수하고 다양한 조건 아래에서 수많은 피사체을 촬영하도록 하기 때문입니다. 부피가 큰 뷰카메라는 건축물을 촬영할 때 유리하지만 인파가 많은 거리에서 움직이는 사람들의 모습을 촬영할 때는 소형 카메라가 훨씬 적합합니다. 카메라는 초점 방식에 따라 레인지 파인더(Range finder), 일안 반사식(Single-lens reflex), 이안 반사식(Twin-lens reflex), 뷰카메라(View camera)가 있습니다.

 

인간의 눈과 카메라

 인간의 눈은 수정체가 볼록 렌즈 역할을 하며 망막에 상이 맺혀 물체를 볼 수 있게 됩니다. 이때 모양근이 이완 작용에 의해 수정체의 곡률이 변하며 물체의 원근과 관계없이 항상 선명한 상이 망막에 생깁니다. 또 눈의 피로를 느끼지 않고 물체를 볼 수 있는 거리를 명시 거리라고 하는데, 건강한 눈의 명시 거리는 약 25cm입니다.

 근시인 사람의 눈은 안구가 길거나 수정체가 두꺼워 망막 앞쪽에 상이 맺힙니다. 그렇기 때문에 근시인 사람은 가까운 물체는 잘 볼 수 있지만, 먼 곳의 물체는 흐리게 보여 오목 렌즈를 사용해 망막 위에 상이 오도록 보정해 안경이나 콘택트렌즈를 써야 합니다. 원시인 사람은 안구가 짧거나 수정체가 얇아서 망막 뒤쪽에 상이 맺힙니다. 원시인 사람은 반대로 먼 곳의 물체는 잘 보이나 가까운 물체는 보는 것이 어려워 볼록 렌즈로 보정해야 합니다.

 카메라의 원리는 인간의 눈과 상당히 비슷한 점이 많습니다. 볼록 렌즈를 사용해 피사체가 필름에 맺히도록 하고, 눈의 수정체와 같이 두께 조절이 불가능하므로 렌즈와 필름 사이의 거리를 조절하면서 선명한 상을 보이게 합니다. 멀리 있는 물체를 찍을 때는 상거리가 짧기 때문에 렌즈가 필름에 가까워지도록 해야 합니다.

 

초점 조절 장치의 스크린

 모든 카메라는 피사체의 초점 상태를 확인 가능한 파인더와 이것을 조절하는 조절 장치가 있습니다. 초점유리는 카메라의 렌즈를 통과한 빛이 맺히게 하는 장치입니다. 반투명하게 에칭되어 있는 창유리로 만들어졌습니다. 초점 유리는 이미지를 보고 초점을 맞출 수 있도록 도와주는 장치입니다.

 초점유리에 생긴 이미지는 레인지 파인더에 생긴 것만큼 밝지 않습니다. 약한 빛으로는 이미지의 선명도를 확인할 수가 없습니다. 한 쌍의 레인지 파인더는 이중으로 된 이미지나 두 부분으로 갈라진 이미지를 한 줄로 고치면 되므로 약한 빛에서도 사용이 가능합니다. 렌즈의 초점 장치는 피사체와의 거리에 따라 초점을 맞출 수 있도록 레인지 파인더와 연결되어 있습니다.

 

스크린의 종류

 스플릿 이미지 스크린은 어긋난 선을 합치시키는 방식이므로 초점 조절의 정밀도는 가장 높고 피사계 심도가 깊은 광각 렌즈에 유리합니다. 그러나 조리개를 죄고 심도를 확인해야 할 떄나 어두운 렌즈에서는 스플릿 부분이 부분적으로 검에 지는 단점도 있습니다.

 마이크로 프리즘 식 스크린은 초점이 맞지 않으면 프리즘이 올록볼록해서 상이 흐려지고, 초점이 맞으면 선명하게 보입니다. 조리개를 조였을 때는 어두워지지만 스플릿 이미지처럼 눈에 거슬리지는 않습니다. 따라서 마이크로 프리즘 식이 편리하고 초광각 렌즈를 사용할 때는 스플릿 이미지 식이 편리하다고 볼 수 있습니다.

 전면 매트 스크린은 피사계 심도가 얕은 망원 렌즈와 접사할 때 이외에는 초점 맞추는 데 오차가 생기기 쉽습니다. 자동 초점 렌즈에 주로 사용하는 특수 스크린입니다.

 유니버설 프리즘 스크린은 위 3가지 형태 스크린을 조합한 것입니다. 스크린의 중간에 스플릿 이미지를 만들고, 스플릿 이미지의 밖으로 마이크로 프리즘 식 스크린을 만들고 나머지 전체의 공간은 전면 매트의 형태로 돼있습니다. 레인지 파인더의 기능과 뷰파인더의 기능을 혼동하면 안 됩니다. 뷰파인더는 카메라가 촬영하는 광경을 나타내고, 레인지 파인더는 물체의 범위나 거리를 계산해 정확하게 초점이 맞춰지도록 하는 것입니다.

 

디지털카메라

 아날로그 카메라와 거의 유사하나 필름 대신에 이미지를 저장할 수 있는 메모리 카드가 있습니다. 예전에 비해 저장 용량이 상당히 커지고 있기 때문에 편의성이 더 좋아지고 있습니다. 그리고 렌즈를 통해 들어온 빛을 전기적 신호로 바꾸는 이미지 센서가 부착돼 있습니다.