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새로 만드는 렌즈 마운트는 조금이라도 구경을 크게 하는 경향이 있습니다. 소니 넥스 시리즈처럼 바디보다 더 큰 경우도 있습니다.

 

 

플렌지백이란?

 

렌즈 마운트의 특성을 나태나는 2개의 숫자를 설명해 봅시다. 바로 플렌지백과 구경입니다.

 

플렌지백은 이미 잘 알려진대로, 렌즈 마운트의 기준면, 즉 교환 렌즈의 뒷부분, 바디 마운트에 해당되는 부분에서 촬상면-필름이나 센서-까지의 거리입니다. 촬성면의 위치는 좀 복잡합니다. 디지털 카메라의 경우 센서 보호 유리, 광학 로우패스 필터 때문에 실제로 빛이 들어오는 포토 다이오드-발광소자-센서 위치와는 약간 달라지며, 필름은 필름 게이트의 어느 위치부터 측정하느냐에 따라 달라지지만, 그런 건 여기서 일단 접어 둡시다.

 

최근 렌즈 교환식 디지털 카메라, DSLR은 촬상면을 표시하는 마크가 있는 것이 많으니 이를 기준으로 측정해 봅시다.

 

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미러리스 카메라도 촬상면 마크를 넣는 경우가 있습니다. 사진은 니콘 1 V1

 

 

플렌지백은 무엇으로 정해지는가

 

35mm 판형 레인지파인더 카메라에서 플렌지백은 바디의 두께에 따라 정해져 있었습니다. 35mm 필름 부품의 구경에 카메라 특유의 크기를 더한 것으로, 라이카 L 마운트는 28.8mm, 라이카 M 마운트는 27.8mm, 구형 콘탁스 마운트는 32mm인 것처럼 30mm 안팏이 많습니다.

 

그러나 DSLR의 경우 그렇지 않습니다. 그림 1은 일안 리플렉스의 구조를 나타낸 것인데, 촬상면과 렌즈 사이에는 위아래로 움직이는 거울이 있으며, 이것이 사진 촬영 시 위쪽으로 피하는 것처럼 움직입니다. 이 거울의 움직임을 방해하지 않기 위해서, 촬영 렌즈의 뒷부분은 거울 끝의 궤적보다 앞에 위치해야 합니다. 그래서 플렌지백도 촬상면부터 거울 궤적까지의 거리보다 길게 만들지 않으면 안됩니다. 35mm 판형 일안 리플렉스에선 대체로 40~50mm 정도가 플렌지백이 됩니다.

 

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그림1. 일안 리플렉스에서 메인 거울은 앞-위쪽으로 움직이며, 이보다 뒤쪽에 렌즈를 배치할 수 없습니다. 그래서 플렌지백은 거울이 움직이는 거리보다 더 길어집니다.

 

렌즈를 자유롭게 설계하기 위해서라면 플렌지백은 짧을수록 좋지만, 일안리플렉스에서 플렌지백을 짧게 하려면 거울 크기를 작게 만들어야 합니다. 그런데 거울을 작게 만들면 뷰파인더의 일부분이 제대로 보이지 않게 됩니다.

 

초기의 일안리플렉스에서는 이 증상이 가끔 문제가 됐습니다. 표준 렌즈에 해당하는 초점거리에, 조리개 값이 밝은-빠른-렌즈를 장착했을 경우에는 영향을 받지 않지만, 초망원 렌즈에 조리개값이 느린-어두운-렌즈라면 이 증상이 두드러지게 눈에 띕니다. 또 같은 조건에서도 뷰파인더 시야율이 낮으면 이런 증상은 보이지 않습니다.

 

그러나 짧은 플렌지백을 만들기 위해서 무조건 작은 거울을 사용해야 하냐면 꼭 그런것도 아닙니다. 큰 거울을 쓰면서 가능한 플렌지백을 짧게 만들기 위해 다양한 시도가 있었습니다. 가장 큰 효과를 본 것은 거울이 움직이는 궤적을 조절하는 것인데, 많은 일안 리플렉스 카메라가 거울의 끝부분이 뒤로 빠지는 형태로 올라가도록 설계해 이 문제를 해결했습니다.

 

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그림 2. 거울이 위로 올라갈 때, 거울 끝부분이 뒤로 물러서는 식으로 움직입니다.

 

35mm 판형 일안 리플렉스 렌즈 마운트를 디지털 일안 리플렉스, DSLR에 그대로 쓰면서 센서 크기를 APS-C로 줄이면 거울 크기를 더욱 줄일 수 있게 되고 뷰파인더 시야율을 넓히는 부분에서도 유리합니다.

 

 

주요 렌즈 마운트의 플렌지 백

 

아래 표에 주요 렌즈 마운트의 플렌지백을 정리했습니다. 단위는 밀리미터. 플렌지백을 발표하지 않은 마운트도 있고, 측정 방법에 따라 차이가 나기도 하니 어디까지만 참고만 하세요.

 

주요 렌즈 마운트의 플렌지백(단위 mm)
레인지파인더
라이카 L 28.8
라이카 M 27.8
콘탁스 32
니콘 S 32
35mm 판형 일안 리플렉스
올림푸스 OM 46
캐논 EF 44
캐논F D 42
야시카 콘탁스 45.5
콘탁스 N 48
니콘 F 46.5
미놀타 MD 43.5
미놀타 α(소니 A) 44.5
M42 45.5
펜탁스 K 45.5
엑세타 44.7
라이카 R 47
코니카 AR 40.5
아르파 37.8
미러리스
소니 E 18
후지필름 X 17.7
니콘 1 17
마이크로 포서드 20

 

이 표를 작성하면서 깨달은 것이지먄, 35mm 판형 일안 리플렉스의 플렌지백은 시간이 지날수록 길어지는 경향입니다. 같은 제조사의 제품에서도 캐논이나 미놀타(소니), 야시카(쿄세라)처럼 마운트를 바꿀 때마다 플렌지백을 더 길게 만드는 것입니다.

 

이것은 일안 리플렉스의 렌즈 설계 기술 발전과 연관이 있습니다. 일안 리플렉스가 막 태어났을 때는 레트로 포커스 타입의 광각 렌즈 설계 기술이 아직 나오지 않아, 초점 거리가 짧은 렌즈를 설계하기 위해서는 될수 있는 대로 플렌지백을 짧게 만들 필요가 있었습니다. 그 때문에 아르파나 코니카처럼 40mm 전후의 플렌지백도 있었지만, 이후 설계 기술이 발달하면서 초망원 렌즈가 많이 쓰이자, 오히려 뷰파인더 시야가 중요해지면서 플렌지백을 길게 만든 것이 아닐까 추측됩니다.

 

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같은 35mm 판형 카메라에서도 레인지 파인더 카메라(왼쪽)보다 일안 리플렉스 카메라(오른쪽)의 플렌지백이 더 깁니다.

 

 

렌즈 마운트의 구경

 

렌즈 마운트의 특성을 나타내는 중요한 숫자 중에는 구경도 있습니다. 이것은 마운트의 직경으로, 바요넷 마운트의 경우 바디쪽 마운트의 최대 직경으로 표기하는 것이 보통입니다. 니콘 F 마운트처럼 마운트 안쪽의 지름으로 표기하는 곳도 있으니 비교할 때는 주의가 필요합니다. 스크류 마운트는 M42처럼 나사의 최대 지름으로 표시하는 것이 일반적이나, 여기서 42mm라는 건 엄밀히 말하면 숫나사의 나사산 부분을 가리키는 것이며, 실제로 빛이 통과하는 통로의 직경은 이보다 더 작아지게 됩니다.

 

렌즈 설계에서 이 구경은 클수록 좋지만, 구경이 크면 클수록 그만큼 바디나 렌즈가 커집니다. 카메라를 작게 만들기 위해서는 구경을 너무 늘릴 수도 없습니다. 그럼 렌즈 마운트의 구경은 얼마나 있으면 충분할까요? 이것은 장착하는 렌즈의 최소 조리개 값, 즉 얼마나 밝은 렌즈를 장착하는지와 플렌지백과 관련이 있습니다.

 

이것을 단순화한 것이 아래 그림입니다. 지금 35mm 판형 풀프레임 일안리플렉스에서 렌즈 마운트의 플렌지백이 45mm라고 가정합시다. 여기에 50mm F1.0의 렌즈까지 장착할 수 있도록 하려면 마운트 구경이 얼마나 필요할지 계산해 봅시다. 그림처럼 렌즈부터 촬상면의 대각선 방향 구석으로 향하는 빛의 흐름이, 렌즈 마운트의 구경에 가리지 않도록 만들어야 하니까 렌즈의 유효 지름(50mm)와 화면의 대각선 길이(43.5mm) 사이의 값이면서, 렌즈의 초점거리(50mm)와 플렌지백(45mm)의 비율로 비례해서 나눈 것이 필요한 마운트 지름이 됩니다. 이대로 계산하면 49.3mm가 나오네요.

 

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렌즈 마운트의 필요 구경 알아보기. 가장 밝은 렌즈를 상정하고, 여기서 나온 빛이 가려지지 않도록 마운트 지름을 정합니다.

 

 

실제 렌즈 마운트의 구경

 

이 계산은 앞서 말한대로 단순화한 모델에 의한 것이며, 실제로는 이렇게 간단하게 정해지진 않습니다. 아래에서 설명하는 다양한 조건에 따라 이 값은 바뀌게 됩니다.

 

위 예시에선 촬상면에서 초점거리(50mm)정도 떨어진 곳에서 원추형의 빛이 들어오는 것으로 묘사했지만, 실제로는 렌즈의 사출 동공부터 빛이 나옵니다. 이 사출 동공은 초점거리의 기준 위치와 같은 위치에 있는 건 아닙니다. 특히 디지털 카메라의 경우 화면 주변부에서도 촬상면에 수직과 가까운 형태로 빛을 받기 위해, 사출 동공이 먼 곳에 있는 렌즈 설계를 합니다. 그 극단적인 예가 사출 동공이 무한대에 있는 텔레센트릭 광학계입니다.

 

사출 동공의 지름도 다릅니다. 50mm F1.0을 예로 들어, 렌즈의 F값은 초점거리를 입사 동공의 지름으로 나눈 값이지만 렌즈 구성의 의해 사출 동공과 입사 동공 지름의 비율은 여러가지로 변합니다. 그래서 같은 50mm F1.0의 렌즈에서도 입사 동공의 지름은 변하지 않지만 사출 동공의 지름은 바꾸빈디ㅏ. 이 사출 동공이 큰 렌즈일수록 마운트가 작아집니다.

 

일반적인 렌즈는 구경 주변 부분이 있으니까 화면 주변의 실효 사출 동공은 작아집니다. 따라서 렌즈 마운트에 들어오는 빛도 그만큼 작아집니다. 렌즈 마운트가 빛을 받기 전에 렌즈 내부에서 빛이 줄어드는 것입니다.

 

렌즈 마운트의 구경이 충분해도 바디 쪽의 다른 부분에서 빛이 줄어드는 경우가 있습니다. 일안 리플렉스의 경우 미러 박스의 벽이나 다른 부속이 꽤 안쪽까지 오는 일이 있으며 이게 방해를 하기도 합니다. 또 정보 전달을 위한 전기 접점이나 레버가 빛을 제한하는 경우도 있습니다.

 

그래서 렌즈 마운트의 구경이 바깥보다 작다고 해서 반드시 밝은 렌즈를 만들 수 있는 건 아니며, 구경이 충분해도 조건에 따라서는 빛이 줄어들 수 있습니다.

 

하지만 구경은 클수록 좋습니다. 그래서 새로 만드는 렌즈 마운트는 조금이라도 구경을 크게 만드는 경향이 있습니다.

 

출처: http://dc.watch.impress.co.jp/docs/review/lensmount/20130308_590713.html

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