쿠와야마: 발표 직후엔 정말로 오타 아니냐는 문의가 많이 있었습니다(웃음). APO 150-500mm F5-6.3 DG OS HSM이라는 초망원 줌을 출시했고 그 후속작에서 필요한 스펙을 검토했습니다.

망원단의 초점 거리를 600mm로 늘린다는 걸 전제로 두고 기존보다 뛰어난 성능, 견고함, 기동성, 신뢰성, 경량화 등 다양한 요소를 담으려고 했는데 이걸 하나의 제품에 넣기가 어렵다는 결론이 나왔습니다.

시그마는 Art, Sports, Contemporary라는 3개의 제품 라인이 있는데, 신뢰성이나 견고함 등 작은 것까지 놓치지 않은 Sports 라인과 휴대성과 기동성을 중시하며 다양한 요소와 균형을 이룬 Contemporary 라인의 2가지 컨셉으로 나눠, 각각의 요소에서 타협 없는 제품을 만들기 위해 같은 스펙을 지닌 초망원 줌렌즈를 2개 병행 개발하게 됐습니다.

― ― Sports와 Contemporary의 개발, 설계에서 제각각 어떤 접근을 시도했나요?

사카: APO 150-500mm F5-6.3 DG OS HSM의 구성을 바탕으로 망원단의 초점 거리를 600mm까지 늘리면 당연히 기존보다 크고 무거워지게 됩니다. 다만 지금까지 쌓아온 기술이 있으니 신뢰성은 높겠지요.

그래서 신뢰성이나 견고함을 중시한 Sports 라인은 기존의 광학계를 바탕으로 렌즈 성능을 높이는 것과 동시에, 메탈 피스를 여럿 사용해 강성이 뛰어난 경통을 채용하고 방진 방적을 도입, 모래가 휘날리는 필드에서 사용도 가능한 신뢰성과 견고함을 확보했습니다.

한편으로 Contemporary는 기동성과 휴대성을 중시한 것이기에 가급적이면 소형, 경량화를 도모할 필요가 있는데 기존 APO 150-500mm F5-6.3 DG OS HSM의 광학계를 바탕으로 경통을 엔지니어링 플라스틱으로 바꾼 것만으론 크기를 줄일 수가 없습니다. 왜냐하면 엔지니어링 플라스틱은 금속보다 강성이 낮아 경통을 더 두껍게 만들 필요가 있기 때문입니다.

그래서 엔지니어링 플라스틱을 사용해 경량화를 실현하기 위해선 광학계에서 근본적인 재검토가 필요했습니다. 그래서 Contemporary가 나오기까지 다소 시간이 걸렸습니다.

― ― Sports와 Contemporary의 광학계는 어떻게 다릅니까?

오가사와라: Sports 라인은 APO 150-500mm F5-6.3 DG OS HSM의 광학계와 같은 제2군에 OS 유닛을 배치하고 있어 OS 유닛의 외부 구경에 따라 캠 통의 외경도 결정됩니다. 이게 곧 줌 링의 두께지요. 광학계통의 가장 뒤쪽에 AF 유닛이 배치돼 여기에도 어느 정도의 공간이 필요합니다.

또 조리개는 레버를 통해 구동되기에 마운트 부분에서 먼 곳에 배치하면 굴곡이 커지고 조리개 제어 정밀도가 떨어집니다. 따라서 조리개를 전방에 배치할수 없다는 제약으로 인해 AF 유닛 내부에 조리개를 배치하게 됐습니다.

그래서 OS 유닛에 굴절률이 강한 오목 렌즈 군을 넣어 빛을 일단 펼치고 다시 볼록 렌즈로 빛을 조여 조리개로 이끌어내는 구성을 쓰게 됐습니다.

― ― OS 유닛의 오목 렌즈를 빛을 퍼트라고 닷시 볼록 렌즈로 모아, AF 유닛 내부에 조리개를 넣어도 문제가 없다는 거군요.

사카: 전자 조리개를 사용할 수 있다면 설계의 자유도도 높아지지만...

― ― 조리개 레버로 조리개를 기계적으로 연동시키지 않고, 조리개 레버의 움직임을 인코더로 읽어 전자 조리개를 구동하면 안되나요? 응답 속도 때문에 힘들까요? 

사카: 지금까지 사용한 적이 없는 구성이나 기술을 쓰기 위해선 새로 기술을 개발해야 하고, 그만큼 테스트에 시간이 걸립니다. Sports 라인은 채용 실적이 있는 기술을 채택해 신뢰성을 높이는 방향으로 개발을 진행했습니다.

― ― 그럼 Contemporary 라인은 어떤 광학계를 채택했나요?

오가사와라: Contemporary 라인의 광학계에서 가장 큰 특징은 조리개가 Sports 라인보다 앞에 배치됐다는 점입니다. 또 AF 유닛의 길이도 Sports 라인보다 짧아집니다. 조리개를 AF유닛의 안쪽에 배치할 필요가 없어지니 빛을 무리하게 조절할 필요가 없어졌으며, 덕분에 성능을 유지한 채 길이를 단축할 수 있게 되었습니다.

― ― 조리개를 앞에 배치하면 제어 정확도가 떨어지진 않나요?

사카: 조리개의 연동 방법이 Sports 라인과 다릅니다. 조리개 레버로 직접 조리개를 구동하는 것이 아니라 그 사이에 시소같은 기구를 넣어 연동시켰습니다.

이러한 구조는 예전부터 도입한 것이긴 하지만 AF 유닛 내부를 관통하는 형태인지라 최근의 렌즈에선 사용하지 않았습니다. 매커니즘 설계의 노력으로 내부 공간을 확보하면서 이러한 조리개를 넣을 수 있었습니다.

― ― 왜 Sports 라인은 이런 구조를 쓰지 않았나요? 신뢰성의 문제인가요? 

사자카: 신뢰성 보다는 Sports의 광학계에 이런 시스템을 넣을만한 공간을 확보하지 못 했습니다. Contemporary에선 부품을 줄여 이걸 넣을 공간을 확보했습니다. 

Sports는 가장 뒷부분이 포커스 렌즈인데 Contemporary는 뒤에서 두번째(4군)이 포커스 렌즈입니다. 이것도 이런 구성으로 만들면 부품을 줄일 수 있기에 광학 설계 쪽에 부탁해서 설계를 받은 것입니다. 

― ― 포커스 렌즈의 위치를 바꾸면서 Sports 렌즈보다 뒤떨어지는 부분이 있나요?

오가사와라: 최종적으로는 큰 문제가 되지 않았지만 포커스 렌즈를 광학계의 내부로 끌어오면서 줌 전역에서 AF 유닛이 움직이는 공간을 항상 확보하도록 설계할 필요가 있었습니다.

Sports처럼 가장 뒤의 렌즈를 움직이는 리어 포커스라면 포커스 렌즈가 망원단 끝부분에 부딛히지만 않으면 움직임이 자유롭습니다. 반면 마Contemporary의 경우 무한대에서 최단 거리가 되면서 초점 렌즈가 앞으로 나옵니다. 망원단에서 근거리로 초점을 맞출 때 이동량도 늘어납니다. 그런 상황이 될 때 제3군 렌즈에 부딪히지 않는 공간을 확보해야 한다는 설계의 제약이 있습니다.

사카: 아까 말씀하신대로 렌즈를 경량화하기 위해 엔지니어링 플라스틱을 채용하면 금속 부품과 같은 강성을 유지하기 위해 부품이 두꺼워질 수밖에 없습니다. 그럼 경량화해도 크기가 커지죠. 그래서 Contemporary는 광학과 기계 설계를 모두 처음부터 재검토해, 광학 성능을 희생하지 않고 작고 가볍게 바꿀 수 있는 방법을 추구했습니다. 

금속과 플라스틱의 사용

― ― 두께를 늘리지 않아도 엔지니어링 플라스틱으로 지탱할 수 있도록 가급적 구성 렌즈를 가볍게 했단 말인가요?

자카: 렌즈를 깎아 경통의 두께를 잡은 것이 아니라, 렌즈의 수나 부품을 줄여 소형, 경량화를 도모했습니다. 아래 그림에서 짙은 회색 부분이 엔지니어링 플라스틱, 곁은 회색이 금속을 쓴 곳입니다. 

― ― 그 외에 Sports와 Contemporary의 설계에서 특징 차이가 있나요?

후지타: OS 매커니즘의 소형화를 위해 Contemporary는 Sports의 2군 구성을 바꿨습니다. 손떨림 보정 효과를 감안하면 OS 유닛은 제2군에 배치하는 것이 일반적입니다. 그러나 제1군 이외에 빛을 모아줄 광학계가 없으니 기본적으로는 제1군의 힘을 최대한 강화하고 제2군의 OS 유닛을 최대한 뒤로 배치해 OS 유닛의 지름을 억제하는 방법 밖에 없습니다.

Sports는 그런 고전적인 방법으로 설계했습니다. 반면 Contemporary의 OS 유닛은 소형화를 위해 설계 초기부터 더욱 조리개에 가까운 위치에 배치하는 걸 검토했습니다. 그게 빛을 모아주고 OS 유닛의 구경도 줄일 수 있으나 OS 유닛을 조리개 근처에 배치하면 손떨림 보정 효과가 떨어집니다. 

이 렌즈의 용도를 생각하면 손떨림 보정 기능이 나빠선 안될 것입니다. 손떨림 보정 효과를 충분히 발휘하려면 역시 OS 유닛을 제2군에 배치하는 게 유리하겠지요. 다만 그렇게만 하면 OS 유닛의 구경이 커지면서 어떻게 해야 할 것인지를 생각해야 했습니다. 

그래서 볼록 렌즈를 포함한 2a군을 더해 빛을 좁혀 OS 유닛의 구경을 줄였습니다. 게다가 이 2a군을 더한 덕분에 망원측 배율 색수차를 억제할 수도 있었습니다. 

다카하시: 추적 성능이나 빠른 반응속도를 내려면 OS 유닛에서 움직이는 보정 렌즈나 부품을 최대한 가볍게 하는 게 유리합니다. 또 OS 유닛의 액추에이터에도 충분한 힘이 요구됩니다. 보정 렌즈를 작고 가볍게 만들 수 있다면 그걸 움직이는 힘도 그리 많이 필요하지 않으니 액추에이터를 작게 만들 수 있습니다.

자카: OS 그룹의 구성도 Sports와 Contemporary가 서로 다릅니다. Sports의 OS 유닛은 보정 렌즈 부분에서 자석 바깥쪽에 전자 코일을 배치하는, 지금까지 시그마 OS 유닛에서 썼던 방식을 사용했습니다.

한편 Contemporary는 조금이라도 OS 유닛의 소형화를 위해 보정 렌즈에는 구동 코일, 바깥쪽에 자석을 배치했습니다. 무거운 자석을 고정된 바깥 부분에 배치해, 구동되는 보정 렌즈의 무게를 줄이고 기존보다 작은 힘으로도 구동할 수 있게 됐습니다. 액추에이터가 작아졌으니 OS 유닛도 기존보다 작고 가벼워졌습니다.

― ― 원래 기존의 보정 렌즈 쪽에 자석을 배치했던 이유는 무엇입니까?

사카: 손떨림 보정 유닛에서 자력을 발생시키기 위해 전류가 통할 필요가 있는데, 움직이는 보정 렌즈에 구동 코일을 배치할 경우 보정 렌즈에 플렉시블 케이블을 연결해야 합니다. 이 케이르이 움직이는데 방해를 줄 수 있지요.

특히 고배율 줌 렌즈에서 보정 렌즈를 작고 가볍게 만들기 위해 케이블로 연결하면 보정 렌즈의 움직임에 악영향을 줍니다. 그래서 보정 렌즈에 자석을 배치하는 게 유리하다고 판단해서 기존의 OS 유닛을 개발했습니다.

다만 이번의 150-600mm F5-6.3 DG OS HSM 같은 초망원 줌렌즈는 고배율 줌렌즈에 비해 보정 렌즈가 무겁다보니 케이블에 의한 요인이 상대적으로 극히 적어집니다. 

그래서 조금이라도 소형화를 추구하는 Contemporary에선 보정 렌즈에 구동 코일을 배치하는 방식의 OS 유닛을 개발하고 탑재하기로 했습니다. 기존의 OS 유닛도 크게 크기가 늘어나진 않았지만 Contemporary에선 조금이라도 작고 가볍게 만들기 위해 새 방식을 도입하고, Sports에는 사용 실적이 있는 기존 방식의 OS 유닛을 사용했습니다.

다카하시: Sport의 개발이 끝난 단계에선 아직 Contemporary의 OS 유닛 배치와 새로운 유닛의 동작 검증도 끝나지 않았었습니다. 제어 소프트웨어를 만들 때도 처음으로 채용하는 방식이다보니, 이론적으로는 제어가 가능하다는 걸 알면서도 실제 제품이 완성되기 전까진 알 수 없는 부분도 많았습니다. 

사카: Contemporary의 설계 이념은 최신 기술을 투입하고 광학 성능과 유용한 기능을 보유하며, 소형, 경량화를 실현한다는 것이기에, 광학계와 OS 유닛에 새로운 기법을 의욕적으로 사용했습니다. 

오가사와라: Sports의 광학계는 설계 완료 시점에 이대로 제품 출시가 될 것이라는 자신감이 있었지만, Contemporary는 광학 설계가 끝난 단계에서 정말 이걸로 괜찮겠느냐며 끝까지 안심할 수 없었어요(웃음).

다카하시: 기술적으로도 욕심을 부렸기에 매우 도전적인 제품이었습니다.

― ― 발표는 동시에 이루어졌지만 Contemporary의 출시가 늦어진 건 다양한 새로운 시도를 채용하고, 그걸 개발하고 검증하는 데 시간이 걸렸기 때문이로군요. 결과적으로는 Sports와 성능 차이가 매우 적어진 것이고...

가장 신기한 것이 전면 대물 렌즈의 지름입니다. 최대 개방 조리개 값이 같은데 Sports의 구경은 105mm, Contemporary의 구경은 95mm로 상당히 크기가 다른데 이건 왜인가요?

오가사와라: 이 정도의 큰 차이를 낳은 요인은 조리개의 위치입니다. 방금 말씀 드린대로 Sports는 조리개의 위치가 Contemporary보다 뒤에 있습니다. 조리개가 뒤에 있는 만큼 주위 광선을 끌어오기 위해 대물 렌즈를 크게 만들 필요가 있습니다. 

― ― Sports는 먼지가 많거나 비가 내릴때도 안심하고 사용할 수 있는 방진 방적 성능을 갖췄다는 점이 매력적인데요. 후드를 플라스틱으로 하거나 삼각대 고정링을 빼는 등 무게를 좀 더 줄이는 방법을 도입했네요. 그런데 Contemporary의 후드는 끝부분에 슬릿이 있던데 이건 어떤 의도인가요? 

사카: 디자인적인 의미도 있지만 곧은 원통을 만들면 부분적으로 두께가 크게 달라지고 플라스틱 성형에서 깨끗하게 마무리가 되지 않는다는 문제가 있습니다.

그래서 처음에는 홈을 넣었지만 거기에 먼지가 쌓인다는 의견이 나와서 슬롯으로 바꿨습니다. 또 정면에서 바람을 맞았을 때 거기로 바람이 빠지도록 해 렌즈가 덜컹거리거나 흔들리지 않도록 만드려는 목적도 있습니다.

― ― 렌즈 끝을 잡고 직진 줌 렌즈처럼 쓸 수 있다는 걸 강조하는데, 그렇게 사용하면 경통의 흔들림이 커지진 않을까요? 

사카: Sports는 렌즈 앞부분을 잡고 직진 줌처럼 사용한다는 걸 전제로 두고 충분한 내구성을 확보했으나, Contemporary는 줌 연동 부품에 엔지니어링 플라스틱을 사용했기에 직진 줌렌즈처럼 사용하는 건 권장하지 않습니다.

쿠와야마: 발표나 카탈로그를 봐도 Contemporary에는 그런 설명이 나와 있지 않습니다. 앞부분을 잡고 직진 줌처럼 사용할 수 있는 건 Sports 뿐입니다.

커스텀 모드 스위치를 Contemporary에도 도입

― ― 그렇습니까!? 몰랐어요. 둘 다 똑같이 직진식 줌렌즈처럼 쓸 수 있는 줄 알았네요.