올림푸스 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO: 2016년 2월 26일에 32만엔으로 출시 예정.

 

렌즈 구성 : 10 군 17 매 (슈퍼 ED 렌즈 3 매, HR 렌즈 3 매, E-HR 렌즈 1 매)

화각 : 4.1도

조리개 : F4~22, 9장 원형 조리개

최단 촬영 거리 : 1.4m

최대 촬영 배율 : 0.24 배

손떨림 보정 성능 : 5 축 싱크로 손떨림 보정시 6 스탑, 렌즈 손떨림 보정시 4 스탑

필터 구경 : 77mm

크기 : 약 92.5 × 227mm

무게 : 약 1,475g

 

35mm 풀프레임 환산으로 600mm에 해당되는 초망원 렌즈로서 M.ZUIKO DIGITAL 렌즈 중에선 처음으로 손떨림 보정 모듈을 넣었습니다. OM-D E-M1/E-M5 Mark II 등의 5축 싱크로 손떨림 보정을 지원하는 바디와 조합하면 바디 IS와 렌즈 IS를 합쳐 6스탑이란 세계 최강의 보정이 가능한 점이 특징입니다.

 

또 슈퍼 ED 렌즈 등의 특수 재료를 사용한 광학 설계로 올림푸스 역사상 최고 화질 성능을 실현해, 최대 개방에서 최고의 해상력을 얻는 건 물론이고 주변부 광량 저하도 거의 없습니다. 최단 촬영 거리는 1.4m로 짧고 텔레마크로 촬영도 지원합니다. 전용 설계인 1.4배 텔레컴과 조합해 840mm상당의 초망원 촬영이 가능합니다. 또 PRO 렌즈 특유의 방진 방적, 저온 저항 설계가 들어갑니다.

 

 

작은 크기를 유지하기 위해 렌즈 손떨림 보정 모듈을 새로 개발

 

 

사진 왼쪽부터

 

요시이 마나부. 올림푸스 주식회사 기술 개발 부문 광학 시스템 개발 본부 광학 시스템 개발 3부 2그룹 과장

하라 켄지. 올림푸스 주식회사 기술 개발 부문 광학 시스템 개발 본부 광학 시스템 개발 3부 1그룹 과장 대리

오노 켄지. 올림푸스 주식회사 영상 사업 유닛 영상 상품 기획 본부 영상 상품 전략부 상품 기획 그룹 과장 대리

스에오카 요시아키. 올림푸스 주식회사 기술 개발 부문 영상 시스템 개발 본부 메카 제어 기술부 개발 2그룹 팀 리더 대리

 

― ― 그동안 올림푸스는 바디 내 손떨림 보정을 썼는데 이번 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO는 M.ZUIKO 렌즈 최초로 렌즈 내 손떨림 보정을 탑재한 것이 특징입니다. 바디 내 손떨림 보정으로 5스탑 보정 효과를 내고 뷰파인더의 정확성도 보정할 수 있다면 바디 내 손떨림 보정만으로 충분하지 않을까 생각합니다만, 왜 이 렌즈는 렌즈 내 손떨림 보정을 넣은건가요?

 

오노: 35mm 환산 600mm 상당의 초망원 렌즈를 손에 들고 촬영하자. 이런 새로운 가치를 열겠다는 게 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO의 컨셉입니다.

 

이미 OM-D E-M5에서 5축 바디 내 손떨림 보정을 실현하고 손떨림 보정이 매우 유용하다는 것을 실감했기에, 초망원 렌즈를 내면서 지금 이상으로 손떨림 보정을 강화해 여태껏 찍을 수 없던 장면을 찍자는 게 우리의 임무였습니다.

 

스에오카: 그동안 내놓았던 바디 내 손떨림 보정 효과가 결코 부족했다는 것이 아닙니다. 다만 바디 내 손떨림 보정과 렌즈 내 손떨림 보정을 동시에 작동시킬 수 있다면 보다 높은 손떨림 보정 효과를 얻을 수 있을 거라고 생각했습니다.

 

2개의 IS(손떨림 보정)을 동시에 제어하는 것은 매우 어려운 기술이지만, 이 난제를 해결하고 새로운 가치를 창출해 내겠다는 기술자로서의 도전 정신에 불이 붙었습니다. 단순히 바디 내 손떨림 보정의 능력을 높이는 방법도 있으나, 렌즈에도 IS를 탑재하고 바디 IS와 렌즈 IS를 동시에 움직이면 훨씬 높은 손떨림 보정 효과를 얻을 수 있다고 확신이 섰습니다.

 

그래서 렌즈 쪽에도 손떨림 보정을 탑재해 바디 내 손떨림 보정과 함께 작동시키는 5축 싱크로 손떨림 보정(싱크로 IS) 방식을 쓰게 됐습니다.

 

 

5축 싱크로 손떨림 보정의 구조 렌즈 IS에서 Pitch와 Yaw의 2축, 바디 IS에서 Pitch와 Yaw, roll, X와 Y 축을 보정합니다. 렌즈 IS와 바디 IS가 각각 절반씩 움직이도록 해 최대한의 손떨림 보정 효과를 이끌어 냅니다.

 

― ― 이 렌즈의 개발을 시작했을 때부터 렌즈 내 손떨림 보정을 쓰기로 정했겠지요?

 

스에오카: 개발을 시작했을 때 렌즈 내 IS를 탑재할 것인지는 정식으로 정하진 않았습니다. 다만 IS의 개발 팀 중에는 렌즈 IS과 바디 IS를 조합해 보정 스탑을 더 높일 수 있지 않느냐는 의견이 항상 있었습니다.

 

그러나 싱크로 IS라는 아이디어는 있었어도 이를 실제로 증명하지 않으면 제품에 탑재할 수 없었지요. 그동안 우리는 바디 IS를 선택했고 IS를 탑재한 렌즈의 개발은 이것이 처음입니다.

 

그래서 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO를 개발하기 전에 렌즈 IS의 핵심 기술부터 개발할 필요가 있었습니다. 기존의 번들 렌즈를 개조해 렌즈 IS를 넣고, 바디 내 IS와 함께 동작시키면서 하나하나 테스트해 문제를 해결했습니다.

 

이렇게 해서 싱크로 IS로 6스탑 정도의 보정 효과를 얻을 수 있다는 게 증명되자, M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO에 렌즈 IS를 탑재하는 것이 정식으로 결정됐습니다.

 

― ― 2014년 CP+에 300mm F4의 실물 모형을 전시했는데 그 당시엔 아직 렌즈 내 손떨림 보정의 채용이 결정되진 않았던 건가요?

 

오노: 렌즈에 IS를 넣어 바디의 IS와 함께 동작하면 효과가 있다는 것은 알고 있었지만, 2014년 CP+ 시점에는 어떻게 렌즈 IS를 넣으면 되는지를 연구하던 수준이었습니다. 

 

― ― 300mm F4에 렌즈 내 손떨림 보정이 탑재된다는 이야기를 듣고, 바디 내 손떨림 보정으론 초망원 렌즈의 정확성을 보정할 수 없는지 궁금해졌습니다. 실제로 올림푸스의 바디 내 손떨림 보정은 35mm 환산 600mm인데 300mm의 초망원에서도 5스탑 분의 보정 효과를 볼 수 있을까요?

 

스에오카: 초점 거리가 길어질수록 보정은 어려워집니다.

 

오노: 처음부터 초망원 렌즈의 개발과 손떨림 보정의 핵심 기술은 따로 개발하고 있었습니다. 초점 거리가 길어질수록 바디 내 손떨림 보정 효과가 나빠지기에 바디에서 뭘 할 수 있는지를 검토했는데, 바디 내 손떨림 보정의 정밀도를 높이려면 보정 장치나 센서가 더 큰 흔들림을 지원해야 하기에 크기가 커집니다.

 

마이크로 포서드는 작고 가볍다는 것이 장점이며 이는 우리가 제공하고 싶은 가치 중 하나입니다. 다양한 검토를 반복한 결과 바디 IS와 렌즈 IS를 함께 동작시켜 싱크로 IS에서 올림푸스만의 최적값을 찾았습니다.

 

 

300mm F4.0 IS PRO 렌즈를 자른 사진 하얗게 빛나는 부분이 알루미늄이며 검은색은 엔지니어링 플라스틱입니다. 소형 경량화를 신경쓰면서도 600mm 급의 PRO 렌즈로서 정확성과 견고함을 유지하기 위해 필요한 곳에 두꺼운 알루미늄을 사용했습니다.

 

― ― 만약 싱크로 IS 기술이 없었어도 300mm F4에 손떨림 보정을 탑재했겠지요?

 

스에오카: 렌즈 IS만 쓰진 않았을 겁니다. 어디까지나 싱크로 IS에 의해 바디 IS와 함께 쓰는 것을 전제로 렌즈 IS를 탑재한 것입니다. 렌즈 IS는 보정 렌즈의 이동량이 커질수록 높은 손떨림 보정 효과를 얻을 수 있기에, 광학과 메커니즘 담당자에겐 무리를 해서라도 IS 유닛의 스트로크를 크게 잡도록 요청했습니다.

 

다만 이렇게 렌즈 일부를 움직인다는 건 광학 설계 뿐만 아니라 제조 담당에서도 부품이 커지니 설계 난이도가 올라갈 수밖에 없습니다. 그래도 싱크로 IS에서 6스탑 보정 효과를 달성하기 위해 여러 차례 시행 착오를 거듭한 끝에 IS 유닛을 이 크기 안에 넣을 수 있었습니다.

 

― ― 바디 내 손떨림 보정으로 5스탑, 렌즈 내 손떨림 보정으로 4스탑 보정 효과를 얻을 수 있다면, 이걸 최대한으로 활용해서 6스탑 이상의 강력한 손떨림 보정 효과를 기대할 수 있을 것 같은데요. 

 

스에오카: 바디 IS의 5스탑, 렌즈 IS의 4스탑을 더해 9스탑 손떨림 보정이 안 되냐는 말이군요(웃음). 단순히 보정 스탑 수를 더해서 되는 게 아니고, 실제 손떨림 보정 효과를 1스탑 향상시키기 위해선 손떨림 보정 유닛의 구동 성능이나 흔들림의 검출 정밀도 등, 모든 성능을 2배 이상으로 끌어올릴 필요가 있습니다.

 

현재 사용하는 디바이스의 한계 등을 감안하면 6스탑 분량의 보정 효과는 시스템이 최대한의 성능을 낸 것이라 생각하는데, 앞으론 디바이스나 제어 기술의 진화에 의해 더 높은 보정이 가능하도록 계속 IS기술을 개선할 것입니다.

 

― ― 뷰파인더의 라이브뷰 표시와 싱크로 IS의 조합은 어떤가요?

 

스에오카: 엄밀히 말하면 라이브뷰 표시와 노출할 때엔 싱크로 IS의 손떨림 제어를 바꿉니다. 라이브뷰를 표시할 땐 프레이밍하기 쉽도록 뷰파인더의 진동을 억제하면서 화면 중심에서 광축이 가급적 빗나가지 않도록 제어합니다.

 

― ― 현 시점에서 렌즈 내 손떨림 보정을 탑재한 M.ZUIKO 렌즈는 이 300mm F4 뿐인데, 이 렌즈 하나 때문에 싱크로 IS라는 기술을 개발한 건 아닌가요? 싱크로 IS가 유효한 건 초망원 렌즈 뿐인가요? 더 넓은 화각의 렌즈에서도 싱크로 IS는 쓸 수 있나요?

 

오노: 300mm F4를 내놓으면서 망원 쪽이 싱크로 IS의 효과가 높다는 걸 실제로 즘여할 수 있었습니다만, 이 기술을 초망원에만 쓰기란 아깝다는 생각도 듭니다. 새로 내놓을 초망원이나 광각 렌즈에도 렌즈 내 IS를 탑재해, 더 많은 렌즈에서 싱크로 IS의 효과를 효과적으로 이끌어 내도록 개발팀과 검토하고 있습니다.

 

― ― 파나소닉 LUMIX GX8에 탑재된 Dual IS도 바디 내 IS와 렌즈 내 IS를 함께 사용해 보정 효과를 높이는 기술인데, 올림푸스의 싱크로 IS와 파나소닉의 Dual IS는 기술적으로 어디가 다른가요? 회전 흔들림을 보정할 수 없다는 걸 빼면 제 눈에는 같은 기술처럼 보입니다만...

 

스에오카: 올림푸스의 싱크로 IS는 렌즈 IS과 바디 IS를 항상 함께 동작시키는 것이며, 어느 한쪽 위주로 손떨림 보정을 하는 게 아닙니다. 예를 들어 10의 흔들림을 보정한다면 렌즈 IS가 5, 바디 IS가 5의 흔들림을 보정합니다.

 

렌즈 IS과 바디 IS를 각각 어떻게 움직여야 최대의 보정 효과를 낼 수 있을지를 개발/검토한 결과, 렌즈 IS와 바디 IS가 똑같이 나눠 보정하는 방식이 최선이라는 결론에 도달했습니다.

 

Dual I.S.:바디 IS와 렌즈 IS가 함께 동작하는 손떨림 보정 기술로 파나소닉 LUMIX GX8에 탑재. 바디 IS가 보조함으로서 렌즈 IS만으로 대응할 수 없는 큰 흔들림까지 보정합니다. 

 

― ― 정확도를 검출하는 자이로 센서는 바디와 렌즈에 모두 탑재되는데, 자이로 센서의 위치가 다르면 검출되는 움직임도 미묘하게 다를 것이고, 두 IS를 함께 움직이도록 만들기가 더 어렵지 않겠습니까?

 

스에오카: 그게 제어를 담당한 기술을 보일 수 있는 부분이며 다양한 아이디어를 통해 해결했습니다. 브레이크의 검출은 렌즈와 바디에 달린 자이로 센서를 모두 써서, 렌즈 IS는 렌즈의 자이로 센서, 바디 IS는 바디 자이로 센서의 정보를 씁니다.

 

지적하신대로 2개의 자이로 센서에서 얻은 정보가 서로 다르다면 제대로 흔들림을 보정할 수 없습니다. 그래서 2개의 자이로 센서가 같은 정보를 검출하는지 정기적으로 확인합니다. 만약 차이가 있다면 각각의 자이로 센서 정보를 보정해 맞추는 구조가 들어가며, 이렇게 해서 두개의 자이로를 써도 문제 없이 떨림을 보정할 수 있도록 했습니다.

 

자이로 센서: 물체가 얼마나 빠르게 회전(원운동)하는지를 측정한 각속도 센서입니다. 카메라와 렌즈는 여러 자이로 센서를 넣어 흔들림의 방향과 그 양을 검출, 이 정보를 가지고 보정 렌즈나 센서를 움직여 흔들림을 보정합니다

 

― ― 올림푸스의 렌즈에는 손떨림 보정을 탑재한 제품이 하나밖에 없지만, 파나소닉은 O.I.S.를 탑재한 렌즈가 많습니다. 같은 마이크로 포서드 규격이니 싱크로 IS와 듀얼 IS를 모두 사용할 수 있도록 두 회사가 기술을 협력할 순 없는건가요? 이거야말로 사용자에게 좋은 상황이고, 마이크로 포서드라는 플랫폼을 보다 확대할 기회라고 생각합니다만.

 

오노: 현 시점에선 그정도까진 아니지만, 마이크로 포서드를 발전시키 위해서라도 최종 규격으로 실현하는 것이 이상적이라 생각하고 있습니다.

 

 

특수 재료를 아낌 없이 사용한 호화스러운 광학 설계

 

― ― 300mm F4가 나온다고 했을 때 크게 기대했는데, 실제 제품이 나오니 풀프레임용 300mm F4 보다 크고 무거운데다 가격도 생각보다 비싸 몹시 놀랐습니다. 

 

오노: 초점 거리나 개방 조리개 값을 갖고 추산한 크기와 무게, 가격보다 더 크다고 생각하실 수 있으나, 우리가 목표로 한 것은 역시 환산 600mm의 PRO 렌즈입닙니다. 초점 거리가 같은 300mm라 해도 기존의 M.ZUIKO DIGITAL ED 75-300mm F4.8-6.7 II와는 전혀 차원이 다른 성능을 목표로 했습니다.

 

환산 화각 600mm의 PRO 렌즈에 걸맞는 높은 화질과 성능을 실현하기 위해 슈퍼 ED 렌즈 3장, E-HR(특수 굴절) 렌즈 1장, HR(고굴절) 렌즈 3장 등, 특수 재료를 아깜없이 사용한 매우 호화스러운 광학 설계를 구축했습니다.

 

 

300mm F4 IS PRO의 렌즈 구성도 맨 앞엔 렌즈를 한장만 넣어 앞쪽이 지나치게 무겁지 않도록 균형을 잡았습니다. 2군에 슈퍼 ED 렌즈를 2장 써 색수차를 철저하게 억제하면서 광축이 가장 좁아지는 위치에 포커스 군을 배치하고, 포커스 그룹의 무게를 줄여 빠르게 움직일 수 있게 했습니다.

 

 

ED 렌즈 일반적인 광학 렌즈보다 빛에 파장에 따른 굴걸ㅈ률 변화가 적은 재료(특수 저분산 유리)를 사용한 렌즈로 색 번짐(축 색수차)를 줄이는 데 도움이 됩니다. ED 렌즈의 특성을 더욱 향상시킨 것으론 슈퍼 ED 렌즈가 있습니다.

 

축상 색수차와 배율 색수차 축상 색수차는 광축 방향의 색수차로서 색이 번지거나 빛망울의 색이 드러납니다. 배율 색수차는 빛의 파장에 따라 상의 크기가 달라지면서 생기는 색수차로, 화면 주변부일수록 색상의 차이가 커집니다.

 

마이크로 포서드 포맷에서 높은 성능을 얻기 위해선, 풀프레임 300mm F4와 비교해서 설계 주파수를 약 2배로 높게 잡을  필요가 있고 그만큼 제작 난이도적도 두배가 됩니다. 그런 성능을 내기 위해선 렌즈 구성이 풀프레임 600mm F4와 같아지기에, 여기에서 성능을 가급적 유지하고 크기를 줄인 것이 이번의 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO입니다.

 

풀프레임 용 300mm F4에 비해 초점 거리나 개방 조리개가 크고 무겁고 비싸다는 이야기가 나올지도 모르겠으나, 풀프레임의 600mm F4 렌즈와 비교하길 바라고 있습니다. 렌즈 성능이나 손떨림 보정 기능, 그리고 손에 들었을 때의 크기를 비교하면 우리가 어떤 렌즈를 제공하고 싶었는지 그 가치를 아실 겁니다.

 

― ― 포서드 렌즈인 ZUIKO DIGITAL ED 300mm F2.8을 1스탑 조여서 찍는 것보다 이번에 나온 300mm F4의 최대 개방 조리개가 해상력이 높다고 하는데, 기존의 300mm F2.8 렌즈도 SHG라 화질에 꽤 집착한 설계입니다. 그 300mm F2.8를 1스탑 조인 것보다 해상력이 더 높아진 건 어떤 기술적인 특징 덕분인가요?

 

하라: 기획 담당자가 풀프레임 600mm F4의 대형 초망원 렌즈(와 같은 묘사)를 손에 들고 촬영할 수 있길 바란다고 의견을 내고, 광학 설계 담당자가 그 요청을 어떻게 실현할 수 있는지를 검토합니다. 우선 600mm F4의 화질을 마이크로포서드 300mm F4에서 실현하려면 어떤 성능을 목표로 해야 하는지를 생각했습니다.

 

풀프레임 600mm 렌즈를 써서 어떤 피사체를 촬영하는지를 알아본 결과, 예상한대로 야생 조류를 촬영하는 분이 대부분이었습니다. 새 깃털의 세세한 부분까지 제대로 재현할 수 있는 화질을 요구하고 있음을 파악했습니다.

 

이를 실현하기 위해서 어느 부분의 성능을 향상시키면 좋을지를 열거하고 하나하나 과제를 해결해 나갔습니다. 그 중에서도 고집을 내세운 부분을 2개 들자면 하나는 일반적으로 잘 알려진 MTF입니다. 마이크로포서드에는 마이크로포서드에 적합한 설계 주파수가 있습니다.

 

풀프레임 렌즈에선 10개/mm와 30개/mm가 일반적인데 올림푸스의 마이크로포서드는 20개/mm와 60개/mm의 2배로 어려운 공간 주파수가 필요합니다. 게다가 PRO 시리즈 렌즈라면 세자리수의 고주파까지 확실하게 봐야 하니 광학 설계 난이도가 상당히 높습니다. 같은 300mm F4라 해도 마이크로포서드에 맞는 공간 주파수에서 설계를 수행함으로써, 보다 미세한 부분까지 높은 컨트라스트와 해상력을 낼 수 있도록 했습니다. 

 

공간 주파수: 피사체 재현의 세밀함을 가리킵니다. 사진에선 1mm당 몇 개의 라인이 들어가는지로 가늠하는데, 더 많은 선이 있을수록 수차의 영향을 받아 해상력과 컨트라스트가 떨어지기 쉽습니다. 이를 그래프로 만든 것이 MTF입니다.

 

다른 하나는 색 번짐입니다. 이건 MTF로 포현하기 어려우나 다른 PRO 렌즈처럼 색이 번지는 현상을 막는데 주력했습니다. 초점미 맞은 부분의 색 번짐을 보정하는 건 물론, 아웃 포커싱에서 흐려진 부분의 색 번짐도 철저하게 억제했습니다.

 

― ― 초점이 맞은 부분에선 제대로 축상 색수차가 보정됐어도, 아웃 포커싱된 부분에선 남아 있어 앞흐림엔 마젠타, 뒷흐림엔 녹색이 끼는 렌즈가 꽤 있는데, 아웃 포커싱까지 고려해서 색번짐을 줄인 건 대단하네요. 야생 조류 촬영에선 역광에 나뭇가지가 포함되는 경우도 많은데, 이때 퍼플 프린지가 생기진 않나요?

 

하라: 거의 나오지 않습니다. 눈으로 본 것과 촬영한 사진의 색이 다르면 안되겠지요. 그래서 아웃 포커싱된 부분까지 철저하게 색 번짐을 잡았습니다. 광학 설계자로서 자신있게 추천할 수 있습니다.

 

― ― 슈퍼 ED렌즈는 것은 형석(플로 라이트)에 가까운 특성을 지닌 렌즈입니까?

 

하라: 형석 수준으로 색수차를 억제하는 효과가 있는 특수 저분산 렌즈입니다.

 

― ― 역시 비싸겠지요?

 

하라: 다른 렌즈에 비하면 비싸지만, 가격보다도 부드러운 재질 때문에 연마에서 상처가 나거나, 정밀도를 유지해서 마모시키기가 어려워, 가공에 시간이 많이 걸리는 렌즈입니다.

 

참고로 ZUIKO DIGITAL ED 300mm F2.8에는 아직 슈퍼 ED렌즈를 쓰지 않았습니다. 다만 가공 기술이 발전하면서 지금은 우리가 필요로 하는 수준으로 슈퍼 ED렌즈를 연마할 수 있게 되었습니다.

 

― ― 과거에는 가공이 어려워 많이 넣지 못했던 슈퍼 ED렌즈를 3장이나 넣을 수 있게 되면서, ZUIKO DIGITAL ED 300mm F2.8을 넘는 성능을 실현한 것이군요

 

하라: 다른 한가지는 HR 렌즈를 3장 써서 배율 색수차 등을 보정한 점입니다. 고굴절 재료는 누르스름한 색을 띄는 경우가 많아, 렌즈의 색조화에 악영향을 주곤 하는데 요새는 몰드 고굴절 재료가 나오면서 광학 설계에 사용할 수 있는 재료의 선택지가 늘었고, 이를 활용해 화질을 높이는 데 주력했습니다.

 

― ― 최대 해상력은 개방 조리개에서 나오나요?

 

하라: 최대 개방 조리개에서 안심하고 쓸 수 있는 성능을 내는 게 목적이며, 조리개를 조여도 해상력이 크게 변하진 않습니다. 주변부 광량 저하도 최대 개방에서 전혀 없는 수준을 목표로 했습니다.

 

야생 조류나 비행기를 찍을 때는 하늘을 배경으로 한 장면을 최대 개방으로 찍고 싶으나, 주변부 광량 저하 때문에 한스탑 조여서 찍는 경우가 있다는 피드백을 들었습니다. 이 렌즈는 최대 개방 조리개에서 주변부 광량 저하를 신경쓰지 않고 촬영할 수 있도록 설계했습니다.

 

― ― M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO의 광학 설계에서 특징적인 것이 있습니까?

 

하라: 초점 속도가 빠르고 동영상에도 대응할 수 있도록 낮은 소음에 상률 변동이 적고, 최단 촬영 거리 1.4m에 화질 성능을 유지할 수 있는 망원 렌즈라는 매우 어려운 과제를 요구했습니다.

 

그래서 조리개 뒤에 포커스 유닛을 배치했습니다. 이로써 그 전의 정규 렌즈에서 광속을 수습하고, 가장 광속이 가늘어진 곳에 포커스군을 두면서 초점 렌즈를 작고 가볍게 설계할 수 있었습니다. 또 포커스군의 재료도 매우 비중이 가벼운 것을 씁니다.

 

포커스군의 오목 렌즈의 경우 렌즈 중심이 매우 얇아졌습니다. 이를 얇은 유리 연마 렌즈라고 부르는데, 이렇게 얇게 가공하는 것이 매우 어려워 가공 담당자와 몇번이나 논의하고 부탁한 끝에 새로운 가공 기술을 개발했습니다. 이처럼 얇은 유리 연마 렌즈를 채용하면서, 이 정도로 초망원 렌즈라 보기 어려울 만큼 가벼운 포커스군으로 만들 수 있었으며, 조용하고 빠르게 AF 구동을 실현할 수 있었습니다.

 

― ― 포커스 렌즈의 액추에이터는 무엇을 썼나요?

 

요시: 리드 스크루 타입의 스테핑 모터입니다.

 

― ― 최근에는 직진 방향으로 움직이는 모터도 나오고 있는데 스테핑 모터가 신뢰성이 좋나요?

 

요시: 신뢰성도 있지만 가벼움이 큽니다. 조금이라도 렌즈를 가볍게 하려면 스테핑 모터가 적합합니다. 그리고 이번 렌즈가(300mm F4치고는) 무겁다고 하지만 렌즈의 성능, IS의 성능이라는 게 우리가 제공하고 싶었던 가치 그 이상이기에, 이런 성능을 확보하기 위해서 강성이 높은 재료를 많이 써야 했습니다.

 

이 렌즈의 컷 모델 단면에서 검게 보이는 것이 엔지니어링 플라스틱, 하얗게 보이는 것이 알루미늄입니다. PRO 렌즈에 요구하는 견고함과 정밀도, 내구성을 유지하는데 필요한 부분에 알루미늄을 썼습니다. 이 렌즈알과 알루미늄이 무게의 대부분을 차지합니다.

 

경통을 비롯해 각종 부분을 가볍게 줄이면 PRO 렌즈로서의 성능이나 신뢰성, 내구성이 유지되지 않습니다.

 

하라: 단순히 렌즈의 무게 뿐만 아니라 중심을 어디에 두고 사용하는지도 렌즈를 들었을 때의 감촉을 크게 좌우합니다. 렌즈 끝이 무거워지면 렌즈를 다룰 때 많이 부담이 됩니다.

 

광학 설계에서도 그런 부분을 배려해, 원래대로라면 가장 전면에 접합 렌즈를 배치하는 게 수차 보정에 유리하지만, 가장 지름이 큰 렌즈가 제일 앞에 여러장 있으면 무게가 앞쪽으로 크게 치우치게 됩니다.

 

그래서 이번에는 맨 앞에 렌즈를 1장만 넣었습니다. 접합 렌즈보다 가볍고 게다가 광속을 확보할 뿐더러, 뒤에 배치하는 렌즈와의 거리를 최적화해 뒤쪽 렌즈의 지름을 작게 줄일 수 있습니다.

 

이렇게 렌즈의 중심을 가급적 뒤로 가져가 광학 설계에 신경쓰면서 렌즈의 전체 무게를 줄이고, 손에 들었을 때의 무게가 균형을 이루도록 만들었습니다.

 

― ― 최단 촬영 거리가 1.4m로 짧은 것도 특징인데, 근접 촬영시의 화질 성능은 어느 정도의 수준에 도달했나요?

 

하라: 다른 광학 설계자가 이 렌즈의 근거리 MTF를 보면 '이게 정말 근거리 MTF인가?'라고 놀랄 만큼 성능이 높습니다. M.ZUIKO DIGITAL ED 40-150mm F2.8 PRO는 최단 촬영 거리가 70cm로 짧고 근접 촬영시의 화질도 높은데, 이 렌즈도 그 성능을 절대 떨어트리지 않는 걸 목표로 개발을 추진했습니다. 이번에는 단초점 렌즈라는 점도 있어 근접 촬영시 화질도 M.ZUIKO DIGITAL ED 40-150mm F2.8 PRO을 크게 넘어설 수 있었습니다.

 

 

신/구형 300mm 렌즈의 MTF 비교 포서드 렌즈인 ZUIKO DIGITAL ED 300mm F2.8을 한스탑 조인 것보다 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4.0 IS PRO의 개방 조리개 쪽이 60mm/책의 MTF가 높고 주변부 화질 저하도 적습니다. 그만큼 수차가 적고 주변까지 높은 해상력을 얻을 수 있습니다.

 

― ― 근접 촬영시에도 화질 저하가 줄어든 건 특수 재료를 풍부하게 사용했기 때문인가요?

 

하라: 그것도 있지만 포커스 군을 뒤로 배치한 광학 디자인에 영향을 받은 듯 합니다.

 

― ― 망원 렌즈에서는 보기 드문 배치인가요?

 

하라: 글쎄요, 일반적인 렌즈 타입과는 다릅니다. 이번엔 300mm F4 IS PRO를 위해 특별히 설계했습니다.

 

 

렌즈와 함께 개발해 최적화한 텔레컨버터의 성능

 

― ― 텔레컨버터 MC-14를 장착하면 화질, AF 속도에 어느 정도 영향이 있습니까?

 

하라: MC-14를 설계하면서 300mm F4 IS PRO도 함게 설계를 시작했습니다. 그래서 MC-14는 40-150mm F2.8 PRO와 300mm F4 IS PRO 모두와의 조합 균형을 보며 설계했으며, 300mm F4 IS PRO와 조합해도 매우 높은 광학 성능을 발휘할 수 있습니다.

 

MC-14를 장착했을 경우엔 바디에서 다른 렌즈로 인식하며 포커스의 제어 방법도 텔레컨버터 사용 조건에 맞춰 튜닝된 것을 읽어들여 최적화합니다. 기본적으로는 최근 나온 카메라를 사용하면 텔레컨버터를 써도 거의 바뀌지 않는 AF 속도를 체감할 수 있습니다. 

 

― ― MTF를 보면 MC-14를 장착했을 때 60개/mm의 특성이 80%에서 70%로 떨어지며 특히 메리지오날 방향의 저하가 현저합니다. 이 특성의 변화는 실제 사용에서 어느 정도 느껴지나요?

 

하라: MTF가 떨어진 이상 고주파를 보면 약간의 차이가 느껴질 수도 있으나, 840mm상당의 초망원 렌즈에선 안심하고 사용할 수 있는 화질 성능을 유지하고 있습니다.

 

 

텔레컨버터 장착시 MTF비교 1.4배 텔레컨버터를 장착해도 ZUIKO DIGITAL ED 300mm F2.8을 1스탑 조여 촬영하는 것과 같거나 그 이상의 해상력을 자랑합니다. 메리지오날(방사 방향)의 해상력 저하가 있지만 별 사진이 아닌 이상 실제 촬영에선 크게 영향을 주진 않습니다.

 

― ― Z Coating Nano는 어떠한 코팅인가요? 기존의 ZERO 코팅과 비교하면 어떤 경우에 강하나요?

 

하라: 중심에 공기층을 지닌 나노 크기의 입자를 렌즈 표면에 깔아 놓아, 경계면이 공기와 가까운 굴절률을 지니도록 하여 표면 반사를 줄여줍니다. 사선에서 들어오는 빛은 물론이고 다양한 각도에서 들어오는 빛의 반사를 억제하는 데 특화된 코팅입니다.

 

기존의 ZERO 코팅도 일반적인 멀티 코팅에 비해 반사율을 절반 이하로 줄이는 효과를 내지만, 이번 Z Coating Nano는 ZERO 코팅을 크게 웃도는 낮은 반사율을 실현하고, 태양 등의 강한 광원을 화면 안에 넣어도 고스트나 플레어가 잘 생기지 않습니다.

 

 

 

Z Coating Nano의 이미지 빛의 반사를 억제하려면 렌즈와 공기의 경계면 굴절률을 가능한 똑같이 맞추는 게 기본입니다. 그래서 공기층을 지닌 나노 크기의 입자를 렌즈 표면에 깔아두는 코팅 기술이 Z Coating Nano입니다.

 

― ― 어느 부분에 Z Coating Nano가 들어가나요?

 

하라: 죄송하지만 공개는 하지 않습니다.

 

― ― 큰 렌즈인가요, 작은 렌즈인가요?

 

하라: 효과가 있는 부분에 부분적으로 사용합니다.

 

― ― 역시 정반사가 잘 일어나는 부분에 넣는 거겠군요. 그럼 비교적 직선적인 부분인가요?

 

하라: 공격적이시군요(웃음). 설게를 할 때엔 시뮬레이션에서 고스트가 발생할 경우, 렌즈 곡면을 조금씩 바꿔 고스트를 피하는 조정을 조금씩 하는데, 그러면 또 다른 부분에 고스트가 나오거나 광학 성능에 영향을 줄 수도 있습니다.

 

그래서 여러 한계에 부딛히며 시행 착오 끝에 최적의 값을 찾는데, Z Coating Nano와 같은 기술을 쓸 수 있게 되면 이런 제약이 많이 줄어들어 설계의 자유도가 커지고, 그만큼 광학 성능을 높일 수 있게 됩니다.

 

― ― 후드를 내장식으로 바꾼 것은 왜인가요?

 

요시: 일반적인 착탈식 후드는 수납 시 후드를 반대 방향으로 장착해야 하며, 이 상태에서 사진을 바로 찍기 힘듭니다. 야생 조류 촬영에서 갑자기 셔터 찬스가 올 수 있으니 자동식 후드를 쓰기로 처음부터 생각했습니다. 

 

40-150mm F2.8 PRO 같은 방식도 검토했으나 지름을 되도록 작게 만들고 싶었습니다. 그렇게 하면 차광 효과도 높아지고 수납성도 향상됩니다. 그래서 잠금 장치가 달린 여닫이 내장 후드를 사용했습니다. 또 후드 안쪽도 반사 방지 도장을 하고, 홈을 판게 아니라 벨벳 같은 처리를 해서 후드 안족의 반사도 철저히 막았습니다.

 

― ― 삼각대 고정 장치에 홈을 새겨둔 것도 획기적이네요. 렌즈 플레이트를 쓰지 않아도 바로 헤드에 장착할 수 있다는 점에서 마음에 듭니다. 

 

요시: 가공하는데 많이 고생했습니다. 시제품에선 손에 들었을 때 느낌이 나빠졌기에, 좀 더 많이 가공해서 모서리를 둥글게 처리했습니다. 이걸 넣는 순간 분위기가 바뀌었다고 생각했네요.