쿠크 트리플렛

쿠크 트리플렛(Cooke triplet)은 T. Cooke & Sons의 수석 엔지니어였던 데니스 테일러가 1893년에 설계하고 특허를 받은 사진 렌즈이다. 쿠크 트리플렛은 이미지의 외곽 가장자리에서 발생하는 광학 왜곡이나 수차들을 제거할 수 있게 해준 최초의 렌즈 시스템이었다.

쿠크 트리플렛은 5가지 자이델 수차를 교정할 수 있는 것으로 잘 알려져 있다. 이 복합 렌즈 설계는 공기 간격을 둔 세 개의 단일 렌즈 요소로 구성된다. 즉, 중간에 위치한 양오목(음의 굴절력) 렌즈를 두 개의 양볼록(양의 굴절력) 렌즈가 감싸고 있는 형태이다. 쿠크 트리플렛은 사진 역사상 가장 중요한 대물렌즈 설계 중 하나이다.

 설계 
섬네일|left|쿠크 트리플렛
테일러에 따르면, 이 렌즈 설계는 굴절력이 동일한 하나의 얇은 오목 요소와 하나의 얇은 볼록 요소로 구성된 접합 색지움 더블릿을 고려하여 유도되었다. 이러한 더블릿은 순 굴절력이 0이 되지만 초점 평면이 평평한 복합 렌즈가 된다. 그러나 요소들을 분리함으로써 발생하는 공기 간격이 추가적인 렌즈 요소 역할을 하게 되어, 평면 평야 특성을 유지하면서 시스템에 전체적으로 양의 굴절력을 부여하게 된다. 사수차를 교정하기 위해 테일러는 한 요소를 분할하여 나머지 요소의 양쪽에 배치할 것을 권장했다. 그는 오목 요소나 볼록 요소를 분할한 버전들을 모두 특허로 냈으나, 그가 선호한 실시형태에서는 볼록 요소를 분할했다.

쿠크 트리플렛은 중앙의 음의 플린트 유리 요소와 양쪽의 양의 크라운 유리 요소로 구성된다. 이 설계에서 페츠발 합은 0이므로 초점 평면은 평평하다. 즉, 디옵터로 측정할 때 오목 렌즈가 바깥쪽 두 렌즈를 합친 것만큼 강할 수 있지만, 광선이 광축에 가까운 중간 요소를 타격하기 때문에 렌즈는 빛을 수렴시킨다. 상면만곡은 디옵터의 합에 의해 결정되지만 초점 거리는 그렇지 않다.

 영향 및 생산 
당시 쿠크 트리플렛은 렌즈 설계에 있어 획기적인 발전이었다. 단일 파장에 대해 이 설계는 단 세 개의 요소만을 사용하여 구면수차, 혜성형 수차, 비점수차, 상면만곡, 상의 일그러짐을 교정할 수 있다. 그러나 킹슬레이크는 "설계자를 도와줄 대칭성이 없고 왜곡을 제어할 수 없다"고 언급하며, 이는 시행착오를 거치는 설계 과정으로 이어졌다고 지적했다. 이후 더블 가우스 설계를 포함한 고급 사진기의 후속 설계들에 의해 대체되었으나, 비구면 렌즈를 사용하는 변형을 포함하여 저가형 카메라, 특히 카메라폰 카메라에서는 여전히 널리 사용되고 있다.

T. Cooke & Sons는 아마도 강한 중앙 오목 요소를 연마하는 데 따르는 어려움 때문에 이 렌즈의 제조를 꺼렸고, 설계는 테일러, 테일러 앤 홉슨에 라이선스되어 쿠크 트리플렛이라는 제품명으로 명명되었다.

1900년대 초반부터 쿠크 트리플렛은 다른 주요 광학 렌즈 제조업체들에 의해 채택되어 수십 년 동안 생산되었다.

 아그파 Agnar, Apotar
 아거스 Cintar
 코필드 Lumar
 Enna Werk Ennagon
 ISCO Iscotar
 코닥 Anaston
 E.Ludwig Meritar, Victar
 메이어 옵틱 Domiplan, Trioplan
 Piesker Piconar
 Plaubel Anticomar (초기)
 로덴스톡 Eurygon, Trinar
 Schacht Travegar
 슈나이더 크로이츠나흐 Radionar
 C. A. Steinheil & Söhne Cassar, Cassarit
 보이그랜더 Vaskar, Voigtar
 자이스 Pantar, Novar-Anastigmat,

 추가 발전 

아서 콕스는 아나스티그마트 렌즈가 "거의 독점적으로 대칭형 렌즈와 H. D. 테일러의 쿠크 트리플렛이라는 두 가지 주요 유형의 논리적 발전 결과물"이라고 언급했다. 최초의 파생형 중 하나는 1900년 한스 하르팅이 원래의 쿠크 트리플렛을 대칭적으로 변형하여 개발한 보이그랜더 헬리어였다. 하르팅은 렌즈 개발을 계속하여 다이너(1903)를 만들어냈고, 이 설계는 제1차 세계 대전 이후 헬리어의 새로운 버전으로 채택되었다. 일화에 따르면 헬리어는 쇼와 천황의 공식 초상화를 촬영하는 데 사용되었다고 한다. 동시대의 자이스 테사(1902)가 쿠크 트리플렛의 발전형이라고도 불리지만, 정확하게는 Protar와 Unar를 포함하여 파울 루돌프의 초기 4요소 설계에서 파생된 병행 발전으로 간주된다.

렌즈 밝기를 높이기 위해, 1900년 에드워드 바우쉬와 1924년 H.W. 리가 Speedic에서 특허를 낸 것처럼 후면 요소를 두 개로 더 분할하거나, 루트비히 베르텔레의 Ernostar 및 조나 설계에서처럼 전면 공기 간격에 양의 메니스커스 요소를 삽입하기도 했다.

라이카 사진기에 사용된 초기 렌즈들 중 상당수는 엘마, 엘마리트, 헥토르, 탐바 등을 포함하여 세 요소 중 하나 이상을 접합 더블릿으로 분할함으로써 쿠크 트리플렛에서 파생되었다.

 응용 
쌍안경과 굴절 망원경에는 종종 트리플렛이 사용된다. 이는 35mm 슬라이드 영사기와 같은 많은 투사 렌즈에도 해당된다.

루돌프 킹슬레이크는 홀로곤이 오목 요소가 볼록 요소를 감싸도록 분할된 트리플렛의 일종이라고 언급했다.

쿠크 트리플렛은 5개의 렌즈 요소로 구성된 파생형을 포함하여 추가적인 설계의 기초를 제공했다.

 같이 보기 
 색지움 렌즈
 색수차
 트리플렛 렌즈

 내용주 

 각주 

 외부 링크 


 Fundamental Optical Design의 트리플렛 설명

분류:사진 렌즈 디자인