Draco의 f/3.8 반사굴절 광로는 알고 보니 6월의 그 특허였다

6월에 동호인들 사이에서 Little Photon의 콘셉트 이미지가 돌고 있는 것을 보았습니다. 그때는 CN121679866A의 청구항을 올리기만 하고, 독립 청구항이 다소 ‘작게’ 쓰였다고 느꼈습니다. 최근 DWARF Lab의 Draco가 판매를 시작했는데, 사양에 MC 90/340, f/3.8이라고 적혀 있습니다. 특허의 실시예 1(초점 거리 339.92mm, f/3.78, 광학 전장 145mm)과 대조해 보면 같은 설계로 보입니다(출원인 Little Photon(우한)이 DWARF Lab 뒤에 있는 회사입니다). 이번에는 명세서를 처음부터 끝까지 읽어 보았고, 참고가 되도록 정리해 두었습니다.

f/3.8 반사굴절 망원경이 드문 이유

맥수토프(마크) 망원경을 써 본 분이라면 MC와 f/3.8이 한 줄에 적혀 있는 것을 보고 잠시 멈칫하셨을 겁니다. 맥수토프나 SCT 같은 반사굴절 망원경은 주경과 부경으로 광로를 접어, 짧은 경통으로 긴 초점 거리를 얻는 대신 초점비가 대부분 f/10～f/15에 놓입니다. 행성과 달 표면을 찍기에는 매우 좋지만, 딥스카이를 찍으면 노출 시간이 많이 필요합니다. 대략 어림해 보면, 같은 대상을 같은 밝기로 찍는 데 f/10은 f/3.8의 약 7배에 해당하는 노출 시간이 필요합니다(그림 2).

명세서에 나타난 네 가지 설계

명세서를 보면 대략 다음과 같은 일을 하고 있습니다.

1. 앞쪽에는 전통적인 맥수토프의 두껍고 무거운 메니스커스 보정판 대신, 음 렌즈 한 장과 양 렌즈 한 장을 사용합니다. 가공하기도 쉽고 중심 맞추기도 쉽습니다. 그래서 엄밀히 말하면 Draco는 맥수토프라고 하기 어렵습니다.

2. 부경은 독립된 부품이 아니라, 두 번째 렌즈 뒷면 중앙에 직접 코팅한 반사막입니다. Questar가 아주 오래전부터 이렇게 해 왔으며, 조립·정렬해야 할 부품이 하나 줄어든다는 장점이 있습니다.

3. 후군 렌즈가 주경 중앙의 구멍에서 앞쪽으로 뻗어 두 거울 사이로 들어갑니다. 들어가는 깊이는 두 거울 간격의 40%～80%로 한정되어 있으며, 너무 적게 들어가면 경통이 짧아지지 않고 너무 많이 들어가면 빛을 가립니다. 광학 전장을 초점 거리의 0.43배까지 줄일 수 있는 것은 주로 이 구성 덕분입니다(그림 1, 그림 3).

4. 후군 맨 앞의 음 렌즈는 여러 역할을 겸합니다. 초점 거리를 늘리고(Barlow를 내장한 것과 같습니다), 상면 만곡을 보정하며, 시스템을 상측 텔레센트릭에 가깝게 만듭니다. 명세서에는 최대 화각에서의 상대 조도가 98%라고 적혀 있어 비네팅이 거의 없는데, 실제 제품도 이 수준이라면 플랫 처리가 훨씬 수월해질 것입니다.

특허의 관점에서

마지막으로 특허의 관점에서 짚어 보겠습니다. 엄밀히 말하면 이 건은 아직 심사 중인 출원이며, 등록된 특허가 아닙니다. 6월에 청구항을 보았을 때의 느낌과 마찬가지로, 구멍 뚫린 주경, 렌즈 뒷면에 코팅한 부경, 두 장 렌즈에 의한 보정은 각각 따로 보면 새로운 것이 아닙니다. 독립 청구항에서 실제로 한정 작용을 하는 것은 아마 L1/L2가 40%～80% 사이라는 부분뿐이며, 비가 이 범위 밖에 있는 설계는 반드시 포함된다고는 할 수 없습니다. 결국 어느 정도의 범위를 지켜 낼 수 있을지는 심사 의견이 나와 봐야 알 수 있습니다.

다만 시기는 꽤 흥미롭습니다. 2월에 출원, 3월에 조기 공개, 4월에 실체 심사 진입, 하반기에 제품 판매로, 출시를 겨냥하여 포석을 깔고 있음을 알 수 있습니다.

사양표에 적힌 다소 이상해 보이는 MC 90/340 f/3.8이라는 줄 뒤에는, 사실 새로 설계된 광로가 있습니다. 실제 별상과 플랫 성능이 어떨지는 동호인이 구입해서 촬영한 결과가 나와야 알 수 있습니다.

(첨부한 그림은 제가 특허 명세서를 바탕으로 다시 그린 간략한 도식이며, 특허의 원도면도 아니고 Draco의 실제 설계도 아닙니다.)