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촬영장비

[2020년 10월 27일] Takahashi 645 Reducer QE0.72X의 Backfocus

by 두루별 2020. 10. 27.

[2021년 6월 22일 수정]
아래의 내용은 645RD의 백 포커스에 대해 다카하시 본사의 답변을 받기 이전에 작성한 내용으로 잘못된 결론을 내리고 있습니다. 제가 나름의 결론에 도달하는 과정이 혹시 도움이 될 수 있을까 하여 내용은 수정하지 않았습니다. 이점 참고 바랍니다.

645RD의 백 포커스에 대한 다카하시 본사의 답변은 아래의 글을 참고해 주세요.

 

[2021년 6월 22일] 645RD 백 포커스에 대한 다카하시 본사의 답변

645 Reducer QE 0.72X(이하 645RD)의 백 포커스(Back focus or Metal back distance)에 대해 일본 다카하시 본사에 메일로 문의를 보냈었습니다. 백 포커스를 맞춰야 하는지 아니면 맞추지 않아도 되는지에 대한..

sbrngm.tistory.com


머리가 나쁘면 몸이 고생하고 돈이 많이 든다더니 딱 저를 두고 하는 말이었습니다. 

주먹보다 큰 645RD

거의 망원경 하나 가격인 다카하시 645 Reducer QE 0.72X(이하 645RD)를 고민 끝에 구입한 이유는 단 하나였습니다. 
넓은 이미지 서클도 있지만 백 포커스(Backfocus 또는 Metal back distance)를 고려하지 않아도 된다라는 것이 주된 이유였습니다.

이 645RD에 대한 소개는 저의 이전 글을 참고해 보세요.
2020/09/02 - [촬영장비] - [2020년 9월 2일] Takahashi 645 Reducer QE 0.72X

이게 별거 아닌 거 같아도 카메라, 필터마다 어댑터가 필요하거나 심한 경우 사용할 수 없는 경우도 발생하기 때문에 백 포커스를 고려하지 않아도 된다는 것은 엄청난 이득입니다!! 개이득

그렇게 꿈과 환상에 사로잡혀서 구입한 어마 무시한 가격의 645RD는 처음부터 지금까지 퍼져버린 별상만을 안겨주었습니다. 중심부를 제외하고는 별이 동그랗기는커녕 대부분 길쭉한 길쭉이 거나 부채꼴 모양이거나 하여간 주변부는 제대로 된 별이 없었고, 엄청나게 넓은 60mm라는 이미지 서클은 개뿔 비네팅(Vignetting)이 어찌나 심한지 주변 광량이 형편없었습니다... 사실 이게 더 맘 상함

이건 심해도 너무 심하다는 생각이 들었습니다.
아무리 그래도 세계적인 명성을 가지고 있는 회사의 제품이 겨우 이 정도일까요?
내가 모르는 무언가 다른 원인이 있을 거라는 생각에 마음을 비우고 처음부터 하나씩 다시 검토해 보기로 했습니다. 

먼저 FSQ-106ED와 645RD를 결합한 Spot Diagram을 살펴봤습니다.

빛의 주요 파장별로 초점면에 맺히는 상태를 표시하는 다이아그램 (사각형의 길이는 0.1mm)

제가 전문가는 아니지만 다른 망원경의 Spot diagram과 비교해도 굉장히 좋습니다. 이 다이어그램을 보면 중앙에서 22mm까지의 별상이 대충 2배 정도 커지는 것을 알 수 있습니다만, f/3.6인 엄청난 단초점 경통에서 이 정도면 정말 잘 보정되고 있는 거라고 생각합니다. 그러니 높은 가격에도 최소 6개월을 기다려야 살 수 있는 거겠죠.

이렇게 성능이 좋은 경통과 감속기가 왜 실제로는 Spot Diagram 근처도 못 가는 성능인 건지... 
센서 기울기 조절 어댑터를 사용해서 아무리 조정해도 네 귀퉁이 모두 길쭉한 부채꼴 모양으로 만드는 것이 한계이고...

경통의 광축이 틀어졌나 생각했지만 645RD를 사용하기 전의 촬영 결과를 보면 모두 주변의 별이 동글동글...
그럼 645RD의 광축이?? 얘 광축이 틀어진 거면 방법이 없는데...
표준 어댑터를 이용해서 EOS Ra를 연결하여 촬영하면 주변의 별이 동글동글... 광축 문제도 아님... 어후.. 천만다행...
그렇다면 ZWO에서 만든 ASI6200MM Pro가 문제?
645RD 말고 QE0.73x 감속기 연결 세트로 변경해서 촬영하면 또 주변 별상이 동글동글....

결과적으로 645RD만 연결하면 문제가 생기는 건데...
별이 전체가 길쭉한 것도 아니고 중앙 부분은 아주 동글동글 한데 주변으로 갈수록 초점이 맞지 않고 늘어지는 현상입니다. 
정확하게 말하면 중앙 부분을 축으로 별상이 점점 길쭉하게 외곽으로 퍼져 나가는 모양인데, 감속기의 백 포커스 거리가 맞지 않을 때와 동일한 현상.

아래 이미지를 한 번 보시죠. (안타깝게도 출처를 몰라요... 예전에 인터넷에서 주어왔습니다)

보정 렌즈를 사용했을 때의 별의 패턴이라고 하는데, 위쪽은 백 포커스가 길 때 생기는 패턴이고 아래는 반대로 짧을 때 생기는 패턴이라고 합니다.

그런데 어디선가 많이 본 익숙한 느낌... 
아래쪽 패턴이 제가 촬영한 이미지에서 보여주는 별의 패턴과 완전히 일치합니다. 두둥...
결국 백 포커스가 맞지 않아서 생긴 현상이었던 것입니다... 

문제의 원인이 백 포커스의 길이가 짧아서 생긴 것으로 판단되어 관련된 자료 조사를 좀 했습니다. 

아래 테이블은 Takahashi America에서 작성한 "카메라 시스템과 백 포커스"라는 글에 포함되어 있는 자료 중 다카하시 망원경들의 상세 사양을 정리한 테이블의 일부입니다. 

테이블에서 붉은색 사각형 안의 정보가 제 망원경과 동일한 기종의 정보입니다.
여기서 두 번째 줄에 있는 645 RD QE0.72X가 지금 얘기하고 있는 645RD 감속기이며, 이 테이블의 우측 첫 번째 항목을 보면 Metal Back Distance 즉, 백 포커스를 표시하고 있는데 645RD는 73.5mm라고 명시되어 있습니다.

다카하시는 왜 굳이 사용하지도 않는 백 포커스를 표시하고 있을까요?
백 포커스를 신경 쓸 필요가 없다면 이런 모든 작업들은 불필요할 텐데 말이죠.

답은 위에서 소개한 "카메라 시스템과 백 포커스"라는 글에 나와 있습니다. 

"망원경과 카메라 조합의 핵심은 먼저 광학 시스템에 필요한 백 포커스를 결정한 다음 카메라 센서를 해당 초점에 배치할 수 있도록 어댑터를 구성하는 것입니다."

망원경에 카메라를 연결하는 방법은 망원경에 직접 연결하는 방법과 보정 렌즈를 사용하여 연결하는 방법이 있습니다. 이 두 가지 방법은 각각 다른 백 포커스를 사용해야 하는데, 망원경에 직접 연결하는 경우에는 망원경의 백 포커스를, 보정 렌즈를 사용하는 경우에는 망원경이 아닌 보정 렌즈의 백 포커스를 사용해서 구성해야 한다고 설명하고 있습니다.

내용 어디에도 보정 렌즈가 망원경 본체에 연결되는 경우 백 포커스를 고려하지 않아도 된다라는 얘기는 없습니다. 결국 보정 렌즈가 망원경의 대물렌즈 앞에 연결되든, 본체에 연결되든 포커서 끝이든 관계없이 보정 렌즈를 사용했다면 무조건 보정 렌즈의 백 포커스 길이를 사용하여 연결을 구성해야 하며, 카메라의 플랜지 백(Flange back), 연결 어댑터의 길이, 필터 휠 or 필터 서랍의 길이 등을 확인해서 백 포커스 길이에 맞도록 구성하면 되는 것입니다.

그럼 어떻게 백 포커스 길이에 맞도록 구성을 해야 할까요? 이 문제는 아주 간단합니다. 그냥 다카하시가 제공하는 "시스템 차트"대로 구성하면 되니까요.

파란색 테두리 안에 있는 구성이 645RD를 연결하기 위한 구성도입니다. 33번 Wide T-Mount를 캐논이나 니콘 중에서 본인에게 맞도록 준비하면 끝.

그래도 나는 어댑터를 깎아서 연결해야겠다는 용자가 있다면 필요한 길이(백 포커스)를 알면 되겠죠?
캐논으로 예를 들면 캐논 카메라의 플랜지 백이 44mm고 캐논용 Wide T-Mount의 길이가 12.2mm니까 합하면 56.2mm입니다. 그럼 니콘은?? 당연히 56.2mm입니다.  플랜지 백 길이가 다른 만큼 Wide T-Mount의 길이가 달라지니까요.

딱 기억하세요. 도면의 8A (CCA-250) 끝부터 카메라 센서까지의 거리를 56.2mm로 생각하고 어댑터를 가공하면 됩니다.

(자꾸 경우의 수를 생각하는 게 귀찮지만, 혹시... 정말 혹시 순정 어댑터가 아니고 전부 새로 가공해서 쓰겠다는 분이 계시면... 645RD의 끝에서 센서까지의 거리를 73.5mm로 맞추면 됩니다. 이제 정말 거리 얘기 끝.)

제가 지금까지 8A (CCA-250) 어댑터 뒤에 ASI6200MM 카메라를 연결하기 위해 사용하던 어댑터의 길이를 재어보니 53.9mm로 56.2mm보다 2.3mm가 부족하더군요. 그래서 백 포커스가 짧을 때의 패턴이 나타났던 거죠...

그럼 ZWO에서 제공하는 캐논 EOS 렌즈용 시스템 차트를 이용해서 시스템을 구성하고 산수를 좀 해 볼까요?

ZWO ASI6200MM 카메라의 플랜지 백(Flange back) : 12.5mm
ZWO 2" Filter Wheel (EFW) : 20mm
ZWO EOS Lens adapter for 2" Filter wheel (EOS-M54) : 11.5mm
Takahashi Widemount for Canon : 12.2mm

이렇게 구성하면 정확하게 원하는 길이인 56.2mm가 나옵니다. 고민 끝이죠.
대부분의 천체용 카메라 회사에서 DSLR의 렌즈 연결을 위해 어댑터를 제공하니까 카메라에 맞는 어댑터를 선택하면 저처럼 고생 안 하고 구성하실 수 있을 겁니다.

마치며...

지금까지 장황하게 설명한 내용은 어디까지나 저의 결론일 뿐입니다. 제조사의 설명이 가장 정확할 텐데 일본 다카하시에 메일로 문의를 해도 답변이 없더군요. 향후 문의에 대한 답변이 오면 답변 내용을 공개하도록 하겠습니다.

백 포커스를 맞춰야 하는지 아닌지 여부는 사실 중요한 문제가 아닙니다. 주변 별상이 중요한 거죠. 적어도 저는 이 문제를 백 포커스를 맞춰서 해결했고 지금은 주변 별상이 동글동글해져서 아주 행복합니다. 혹시 645RD와 풀 프레임(Full frame) 카메라를 사용하면서 주변 별상 때문에 스트레스를 받고 있는 분이 계시다면 백 포커스를 한 번 맞춰보세요.

 

주인장 추가:
1) 뭔가 빠졌다 싶더니 필터의 두께를 고려하지 않았습니다. 최종 백 포커스의 길이에 필터 두께의 1/3 만큼의 길이를 추가해야 합니다. (예: 필터 두께가 3mm면 1/3에 해당하는 1mm를 추가하면 됨)

2) 많은 분들이 문의를 해 주셔서 복잡하고 긴 내용과 논란이 될 만한 내용을 정리하였습니다.

(이 글을 읽으신 분들 중 글의 내용에서 잘못된 정보를 제공하고 있다면 혼자만 알고 계시지 말고 꼭 좀 공유해 주시기 바랍니다.)

댓글8

  • 별자리곰 2020.10.29 14:09

    어쨌거나 축하드립니다 ㅎㅎ;
    초점문제로 몇 달을 고민하셨던 것 같은데 그래도 해결 되었으니까요!
    거참... 어쩌다보니 저도 56.2mm라는 수치가 뇌리에 박혀 버렸습니다 ㅎㅎ
    답글

    • 두루별 2020.10.29 14:16 신고

      제가 멍청해서 생긴일이라 어디다 하소연도 못하고 그렇습니다 ㅎㅎ
      이제 당분간은 어댑터 깍지 않고 순정으로만 살아 보려고요 ㅠㅠ

  • 토도 2021.01.07 14:27

    안녕하세요.. 별하늘지기 토도 라고 합니다. 백포커스 관련해서 다른 자료 찾아보다가 흘러들어왔습니다. ^^ 그런데 645RD 의 백포커스는 안맞춰도 된다라는것에 대해 오해를 하신거 같아서 해외유저가 올려놓은 글을 먼저 보면

    The 645RD QE0.72X reducer is screwed into the optics barrel, this means that after a right adapter to allow you focus the image in the focuser's range (30mm), once focused and at same time, will be in the perfect MBD -Metal Back Distance-. The F3 reducer, requires fixed placing by an adapter at the reducer's MTB and some users find this tricky to do with CCDs.

    위 내용과 같이 645RD 는 드로우 튜브 안쪽 G4 렌즈부에 직접 결합되기때문에 FSQ 의 포커서 조절범위인 30mm 안에 적절한 어뎁터를 사용해서 구성하는경우 포커싱 노브 조절을 통해서 포커스와 백포커스가 동시에 맞춰진다라고 되어있습니다.
    백포커스는 가장 마지막렌즈면으로부터 센서면까지의 거리로 이것은 렌즈의 고정된 스펙입니다. 따라서 무조건 맞추어주어야 하는데 645RD 와 같이 포커싱 과정에서 이거리가 변하는 구성이되면 포커스조작으로 인해 포커스와 백포커스가 같이 변한다는 개념입니다. 즉 30미리의 포커스 조절범위안에서 백포커스 거리를 맞춰줄수 있고 정초점을 맞추면 둘다 같이 맞춰지므로 백포커스를 신경쓸필요 없다는 결론으로 귀결되었던것이죠. 원래 겪으시던 상황은 제가 볼때 포커스 조절로는 백포커스 확보가 불가능한 어뎁터 구성이셨을꺼 같네요..혹시 내용이 잘못되었으면 덧글주세요..^^
    답글

    • 두루별 2021.01.07 18:08 신고

      안녕하세요~ 좋은 내용 공유해 주셔서 감사합니다~

      올려주신 내용은 저도 흐린밤 사이트에서 봤던 내용인데요. 이 글에서 언급하는 "올바른 어댑터를 사용했을때..." 이 부분이 함정입니다. ㅎㅎ

      저도 이런저런 길이의 어댑터를 사용해 봤지만 결국에는 다카하시에서 제시한 56.2mm 길이에 맞는 어댑터(올바른 어댑터)를 사용했을 때 백포커스 문제가 해결이 되더군요. 결국 645RD의 백포커스인 73.5mm를 정확히 맞춰야 했던 것이죠. 이후 포커스를 움직여 초점을 맞추면 초점과 백포커스가 맞게 되는 것이었습니다.

      제가 처음에 오해했던 부분은 토도님 말씀대로 아무 길이의 어댑터를 사용해도 30mm의 초점 범위(실제로는 645RD를 장착하면 초점 범위가 더 줄어듭니다) 안에서 초점만 맞으면 백포커스도 맞을 것이라고 생각했지만 잘못된 생각이었던 것이었고요. ^^;;

      결국 정확한 길이의 어댑터가 필요하기 때문에 백포커스 길이를 맞추는 것과 동일하니까 저는 백포커스를 맞출 필요가 없다는 것은 잘못된 정보라는 내용으로 이 글을 작성한 것이었습니다.

      라고 작성하면서도 토도님이 오해라고 하시니 또 제가 잘못한 게 있나 걱정스러워지고 있습니다 ㅎㅎ
      제가 잘못알고 있는 것이 있다면 꼭 좀 알려주세요!

  • 토도 2021.01.08 18:17

    안녕하세요.. 답변 감사합니다..

    궁굼해 하시는 내용은 별하늘지기에 이미 논의된 내용으로 81S Aux Ring 의 탈부착 이유에대해서도
    양평님이 분석해 놓으셨습니다.

    백포커스는 사실 모든 렌즈에 존재하는 개념입니다. 말그대로 빛을 모으는 렌즈의 뒤쪽 초점 위치라서 대물렌즈에도 존재합니다.
    즉, 패츠발이니까 백포커스가 없거나 대충 맞춰도 되는것은 아닙니다.
    명백하게 645RD 의 백포커스(렌즈면기준) 는 73.5mm 이고 전용어뎁터를 설치한이후 다카하시에서 쓰는 메탈백 디스턴스(어뎁터의 나사산끝 기준) 로는 56.2mm 입니다.
    다만 패츠발은 설계가 전체 대물렌즈군이 플랫필드를 형성하는 개념이고 645RD 는 결국 그 개념을 그대로 이어받는 다고 보시면됩니다. 포커서내에 설치됨으로 인해서 기계적으로 더 튼튼하게 되죠.
    어뎁터만으로 백포커스를 맞춰야만 하는지 포커서 드로우 거리를 포함해서 즉, 가변 어뎁터가 중간에 존재하는개념인건지의 차이라고 보시면 됩니다.

    https://cafe.naver.com/skyguide/215662

    별하늘지기 관련 글을 보시면 좀더 이해가 편하실거 같습니다.
    답글

    • 두루별 2021.01.08 19:19 신고

      답글 감사합니다!

      맞습니다. 말씀하신 대로 페츠발이라도 정확한 거리를 맞춰야 하는 것이죠. 제 글의 내용이 그걸 강조하는 것이고요.

      링크해주신 별하늘지기 글의 댓글 내용에도 있는 것처럼

      645RD는 보정 거리를 고려할 필요가 없다.
      645RD는 초점만 나오면 된다.

      라고 대부분 말씀들을 하십니다. 그중에 한 분은 필터 두께는 고려해야 한다고 하시네요. 초점이 안 나오면 모를까 초점이 나온다면 보정 거리를 고려할 필요가 없다면서 필터 두께는 왜 보정해야 할까요?... 이런 부분에서 저 같은 초보는 굉장히 혼란이 올 수밖에 없습니다.

      또, 링크의 글을 작성하신 분이 댓글도 작성하셨던데, 그 내용 중에 '어댑터에서 발생한 몇 mm 정도는 문제가 되지 않을 것이니...'라는 구절이 있습니다. 저도 이분과 같은 생각에 1~2mm 정도는 문제가 없겠거니 생각했지만, 풀프레임 카메라를 사용하는 경우 정확하게 56.2mm를 맞추지 않으면 주변 별 상이 엉망이 된다는 것을 알게 되었고, 이를 공유하기 위해서 이글을 작성한 것입니다.

      결국 보정 거리를 고려할 필요가 없다라고 하기 보다는

      "645RD는 '이종 어댑터(CCA-250)' 부터 센서면 까지 56.2mm를 맞춰야 한다."

      가 정확한 표현이고 오해의 소지도 없을 거라고 생각합니다.

  • 여우삼촌 2021.03.12 10:46

    좋은 글 감사합니다.. 우연찮게 구굴링하다 들어왔는데 좋은 글 도움이 많이 됩니다..
    저도 645는 backfocus계산이 필요없다해서 들였다가, 필드에서 사진이 모서리가 죄다 스타워즈 워프꼴나서 뭐가 잘못되었나 고민했는데, 원인을 찾는 글을 올려주셨군요 고맙습니다.. CCD와 바로 결합하다보니 짧아도 한참 짧았던 모양입니다. Spacer달아야할 고민을 해야겠습니다. 우라질...ㅠㅠ


    답글

    • 두루별 2021.03.12 16:41 신고

      방문해 주셔서 감사합니다 ^^
      저도 너무 오랜시간 고생을 해서 변변치 않은 내용이라도 도움이 될까 싶어 작성한 글인데 도움이 되셨다니 다행입니다.
      잘 해결하셔서 예쁜 별상으로 보상 받으시길 바라겠습니다!~