판매되는 쌍안경을 보면 전통적인 두툼한 쌍안경과 슬림하고 세련된 쌍안경의 두 가지 유형이 있다는 것을 알 수 있습니다.
만화에서 볼 수 있는 크고 전통적인 쌍안경을 포로 프리즘 쌍안경이라고 합니다. 다른 슬림형은 Roof Prism 쌍안경 또는 독일어로 Dach Prism 쌍안경이라고 합니다.
루프 프리즘 쌍안경은 이름 그대로 지붕 모양의 부품이 특징입니다. 놀랍게도 루프 프리즘 디자인은 포로 프리즘 쌍안경이 발명된 지 불과 몇십 년 후인 19세기 후반에 이미 존재했습니다.
최근에는 포로 프리즘보다 세련된 디자인으로 인해 루프 프리즘 쌍안경이 더 인기를 끌고 있습니다. 이번 포스팅에서는 루프프리즘 쌍안경의 작동 원리를 사진과 함께 설명하겠습니다.
루프 프리즘 쌍안경 안에는 무엇이 들어있나요?
Abbe-Koenig 및 Schmidt-Pechan과 같은 몇 가지 유형의 Roof Prism 디자인이 있습니다. 각 디자인에는 장점이 있지만 쌍안경에는 Shmidt-Pechan 프리즘 디자인이 가장 일반적으로 사용됩니다.
Roof Prism 쌍안경(Schmidt-Pechan 디자인)의 광학 경로는 다음과 같습니다. 여기에서는 반사가 상당히 복잡하다는 점에 유의하세요.
대물렌즈 너머에는 프리즘이 설치되어 있습니다.
이 다이어그램(아래)에는 슈미트 프리즘에 명백히 세 개의 반사가 있지만 실제로는 네 개의 반사가 발생합니다.
슈미트 프리즘에는 이미지가 180도 회전되고 동시에 수평으로 뒤집히는 지붕이 있습니다. 이를 통해 제조업체는 쌍안경을 더욱 컴팩트하게 만들 수 있습니다.
이 프리즘은 이미지를 180도 회전시켜 수직 이미지를 얻는 중요한 역할을 합니다.
반사될 수 없는 빛이 지붕선으로 직접 전달되기 때문에 지붕선은 좁을수록 좋습니다. 또한 제조업체는 버를 완벽하게 다듬어야 하며, 이를 위해서는 극도의 정밀도가 필요합니다.
Roof Prism 제작의 어려움을 이해하는 데 도움이 되는 몇 가지 사진은 다음과 같습니다.
이 사진은 한쪽 거울을 바라보고 찍은 사진입니다. 이미지가 수평으로 뒤집혀 있습니다.
다음 사진은 지붕 프리즘처럼 결합된 두 개의 거울을 마주한 사진이다. 이미지가 180도 회전하고 수평으로 두 번 뒤집힙니다(다시 정상으로 돌아옴).
이러한 거울의 각도가 90도 미만이면 이미지의 중심이 손실됩니다.
반대로 각도가 90도를 넘으면 이미지가 분리됩니다.
보시다시피 지붕 부분의 각도는 정확히 90도여야 합니다. 각도는 0.0089도 이내로 정확해야 하므로 제조 비용이 상승합니다.
지붕 프리즘 디자인은 빛의 경로를 직선으로 유지하고 이미지를 올바른 방향으로 만드는 데 매우 유용하지만, 지붕 프리즘을 생산하려면 더 높은 비용과 더 전문적인 제조 기술이 필요합니다.
Roof Prism과 Porro Prism 중 어느 것이 더 좋나요?
포로 프리즘에서는 빛이 '전반사'에 의해 반사되는데, 이는 빛 투과율의 손실이 없음을 의미합니다. 그러나 Roof Prism 쌍안경에서는 빛의 각도가 입사각보다 작기 때문에 Shmidt 프리즘의 2차 반사에서는 전반사가 발생할 수 없습니다.
따라서 지붕 부분을 거울처럼 코팅해야 하는데, 이로 인해 빛 투과율이 떨어지게 됩니다. 이것이 Roof Prism의 주요 단점입니다.
많은 좋은 쌍안경의 경우 반사율을 높이기 위해 은경 코팅이 적용되지만 빛 손실로 인해 비용이 많이 듭니다. 요즘 일부 광학 제조업체에서는 유전체 프리즘 코팅을 사용하는데, 이는 99% 이상의 놀라울 정도로 높은 반사율을 가능하게 합니다.
Roof Prism 설계의 두 번째 주요 문제는 여러 내부 반사 후에 발생하는 위상 변화입니다. 위상 변화로 인해 대비가 낮아지고 해상도가 낮아집니다.
오래된 지붕 프리즘 쌍안경(아래)을 통해 가로등을 보면 짜증나는 유령을 볼 수 있습니다.
이를 방지하고 대비를 높이기 위해 일부 잘 만들어진 쌍안경은 간섭이 발생하지 않도록 하는 위상 보정 코팅을 사용합니다. Porro Prism에서는 이러한 위상 변화가 발생하지 않습니다.
위에서 언급한 이유 때문에 좋은 루프 프리즘 쌍안경은 매우 비쌀 수 있습니다. 루프 프리즘 쌍안경의 가장 큰 장점은 슬림하고 컴팩트한 본체입니다.
그러나 제조 기술이 크게 향상됨에 따라 루프 프리즘 쌍안경의 가격은 점점 저렴해지고 있습니다. 더 큰 쌍안경의 경우 Porro Prism은 Roof Prism 쌍안경보다 무겁습니다.
제 생각엔 루프프리즘 쌍안경은 조리개가 커질수록 상대적으로 가볍다는 장점이 있는 것 같아요. 7×50 포로 프리즘 쌍(1kg 이상)을 들고 밤하늘을 올려다보면 팔이 꽤 빨리 피로해집니다.
왼쪽: 8×42 지붕 프리즘(Schmidt Pechan), 중간: 7×42 지붕 프리즘(Abe-Koenig), 오른쪽: 8.5×44 일반 Porro.
반대로 소형 쌍안경의 경우 Mini Porro Prism 디자인은 대부분의 측면에서 Roof Prism보다 유리합니다. 미니 포로 쌍안경은 이미 작고 가벼우며 루프 프리즘 디자인보다 가격이 훨씬 저렴합니다.
요약
쌍안경에는 포로 프리즘(Porro Prism)과 루프 프리즘(Roof Prism) 쌍안경의 두 가지 유형이 있습니다. Roof Prism 쌍안경은 독일어로 Dach Prism이라고도 합니다. Roof prism을 사용하면 광학 경로가 직선이 되어 본체가 슬림하고 컴팩트해집니다.
그러나 Roof Prism은 성능이 뛰어나기보다는 정밀 제작이 어렵기 때문에 Porro Prism보다 가격이 비쌉니다.
포로 프리즘은 '전반사'를 통해 모든 빛을 반사시키는 반면, 슈미트 프리즘 디자인은 지붕 부분에 반사점이 하나 있어 빛 투과율이 떨어집니다.
또한 내부 반사로 인해 간섭이 발생하여 이미지에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
포로 프리즘과 루프 프리즘 중에서 무엇을 사야 할지 잘 모르겠다면 조리개에 따라 달라질 수 있습니다. 대형 쌍안경의 경우 루프 프리즘 디자인의 가벼운 무게가 큰 장점입니다. 그러나 소형 쌍안경은 이미 충분히 가볍기 때문에 값비싼 지붕 프리즘이 필요하지 않습니다.
포로(Porro)와 지붕 프리즘(Roof prism) 디자인 모두 장점과 단점이 있습니다. 쌍안경을 구입하기 전에 차이점을 아는 것이 중요합니다.