올림푸스가 11월 29일에 출시하는 망원 줌 렌즈인 M.ZUIKO DIGITAL ED 40-150mm F2.8 PRO는 35mm 환산으로 80-300mm의 큰 배율에 줌 전역에서 F2.8의 고정 조리개를 달성한 모델입니다. 풀프레임 카메라에 물려 쓰는 소위 백통과 비교하면 작고 가볍다는 것도 특징입니다. 여기에선 이 렌즈에 들어간 여러 기술에 대해 올림푸스와 인터뷰했습니다.

― ― 포서드 렌즈 중 SUPER HIGH GRADE 시리즈는 줌 렌즈면서도 F2.0이거나 300mm이라 해도 F2.8로 조리개가 밝은 게 많았지만, M.ZUIKO PRO시리즈는 줌 렌즈가 F2.8이고 개발을 발표한 300mm은 F4네요. 이것은 왜인가요?

후쿠다: 기본적으로 마이크로 포서드 시스템에선 소형화가 가장 중요하기에 크기와 무게, 화질의 균형을 생각해서 이번에는 F2.8 고정 조리개 줌렌즈로 PRO 시리즈를 시작했습니다.

개발을 발표한 M.ZUIKO DIGITAL ED 300mm F4 PRO. 출시는 2015년 이후.

― ― F2.0이 되면 많이 커지나 보군요?

후쿠다: 그렇습니다. 무게는 1kg을 넘지만 포서드 F2.0 줌렌즈보다는 작을 것 같습니다.

수요가 많았던 이너 줌을 달성

― ― 그럼 이제 M.ZUIKO ED 40-150mm F2.8 PRO의 컨셉을 알려주세요.

― ― 포커스 렌즈는 비구면 렌즈와 HD 렌즈를 붙인 것(4군)에 오목 렌즈(5군)을 조합한 2군 구성인가요?

야마다: 네. 근거리 화질을 높이면서도 최단 촬영 거리를 짧게 만들기 위해서 플로팅 구조(근거리 수차 보정)을 사용했습니다. 즉 하나의 포커스 렌즈군만으로는 근거리 촬영시 수차가 보정되지 않는 부분도 있으니, 포커스 렌즈군을 2개로 구성해 줌 전역에서 최단 촬영 거리 70cm를 실현, 매크로 촬영도 가능한 대구경 망원 줌렌즈를 만들었습니다.

초점을 맞출 때엔 2개의 렌즈군이 움직임

― ― 플로팅 구조는 어떤 것인가요?

후쿠다: 이 렌즈의 경우는 4군이 주 포커스 렌즈이며 5군이 근거리 촬영을 위해 움직이고 수차를 보정하는 구조를 사용합니다. 하나의 포커스 렌즈만으로 무한대부터 근거리까지 균등한 화질을 얻으면 좋겠지만, 아무래도 거리가 가까워질수록 수차 균형이 깨지기에 그것을 5군 렌즈로 보정하고 무한대부터 근거리까지 거의 일정한 묘사를 낼 수 있도록 고안했습니다.

― ― ED 렌즈(Extra-low Dispersion:특수 저분산 렌즈)와 슈퍼 ED 렌즈의 차이점은 무엇인가요?

야마다: 슈퍼 ED 렌즈는 일반 ED 렌즈보다 색수차 보정 능력이 월등히 높지만, 비싼 재료이기에 보다 부드럽고 수준 높은 가공 기술이 필요합니다. 색수차 보정에 효과적인 1군의 대구경 렌즈에 쓸수 있도록 저희의 생산 기술력을 동원하여 색수차를 철저히 억제했습니다.

슈퍼 ED 렌즈

― ― EDA 렌즈(Extra-low Dispersion Aspheric:특수 저분산 비구면 렌즈)의 기능을 가르쳐 주세요.

야마다: ED 렌즈는 색수차 보정 능력이 높으나 굴절률이 떨어지므로 구면 수차의 보정 능력이 다른 렌즈에 비해 떨어집니다. 이를 보완하기 위해 표면을 비구면으로 만들어 색수차와 구면 수차를 보정하도록 만들었습니다. 일반적으로 ED 렌즈와 비구면 렌즈를 한장씩 같이 써야 하는 곳에서, 한장의 렌즈만으로도 같은 기능을 실현하기 위해 사용합니다.

EDA 렌즈

― ― HD 렌즈(High refractive index&Dispersion:고굴절&고분산 렌즈)의 기능을 가르쳐 주세요.

야마다: 그건 포커스 렌즈군에 사용하고 있습니다. 방금 말씀드린대로 포커스 렌즈는 소형 경량화해야 하기에 렌즈의 지름을 줄이는 것과 동시에 렌즈의 체적을 작게 할 필요가 있습니다. 포커스 렌즈의 앞쪽엔 볼록 렌즈가 필요하지만 가급적이면 날씬한 렌즈를 만들기 위해서 굴절 렌즈를 사용했습니다. 또 망원 렌즈에서는 지근거리의 색수차가 나오기 쉬운데 고분산 볼록 렌즈와 저분산 오목 렌즈를 접착해 포커스에 따른 색수차 변동을 억제했습니다.

― ― 포커스 렌즈 자체가 색수차를 줄이는 역할을 하는 거군요.

야마다: 그렇습니다. 색수차 보정 렌즈는 볼록 렌즈나 오목 렌즈 중 한 쪽이 고분산되기에 다른 쪽을 저분산으로 할 필요가 있는데, 접합 부분의 볼록 렌즈 곡률 반경이 크면 오목 렌즈의 곡률 반경도 크게 잡아야 합니다. 그래서 볼록 렌즈에 고굴절 고분산 렌즈를 사용해 볼록 렌즈의 곡률 반경을 걱제하고 오목 렌즈도 얇고 가볍게 만들 수 있었습니다.

텔레컨버터를 장착한 절단면 모델

― ― 렌즈 구성 중 절반이 특수 재료라니 보기 힘들 정도로 호화스러운 구성이네요.

야마다: 특수 재료가 많아지면 제조 단가가 늘어나지만, 렌즈 구성이 줄어들면 단가도 줄어들고 만들기 쉬워지는 장점이 있어 되도록 렌즈 구성을 줄이는 방향으로 설계했습니다.

― ― 예전과 비교하면 특수 재료를 쓰기 쉬워졌나요? 

야마다: 예를 들어서 부드러운 ED 렌즈의 경우 전에는 가공 과정에서 상처가 나기 쉽다보니 제조 단가가 비싸 많이 만들 수가 없다는 문제가 있었습니다. 그러나 최근에는 올림푸스 자체 생산 기술의 향상으로 부드러운 렌즈의 문제를 해결해 많은 제품에서 쓸 수 있습니다.

― ― 비구면 렌즈의 제조 법은 글래스 몰드인가요?

야마다: 글래스 몰드 방식으로 직접 생산하고 있습니다. 최근에는 비구면 금형이 나노미터 수준의 정확도로 측정, 가공할 수 있게 되었고, 특히 EDA(ED 비구면)렌즈를 정확하게 양산할 수 있는 것이 저희 회사의 장점이라 생각합니다.

― ― 이 렌즈는 일본산이지요?

야마다: 아니오. 모두 중국 선전 공장에서 제조하고 있습니다.

― ― ZERO(Zuiko Extra low Reflection Optical) 코팅이란 어떤 코팅 기술입니까?

야마다: 고스트나 플레어의 원인이 되는 450~650nm 파장의 빛에서 반사율을 기존의 절반 수준으로 억제한 코팅 기술입니다.

― ― 코팅의 원리는 기존과 같습니까?

야마다: 네. 기존의 진공 증착에 의한 다층 박막 코팅을 개량한 코팅 기술입니다.

― ― 모든 렌즈에 ZERO 코팅을 합니까?

야마다: 시뮬레이션을 거친 결과 효과를 보는 것으로 나오는 모든 면에 코팅을 하고 있습니다.

부드러운 배경 흐림과 높은 MTF의 균형을 잡다

― ― 포커스 유닛을 보면 렌즈의 위 아래에 꽤 큰 코일과 자석이 보이네요. 그냥 DC 모터보다는 리니어 모터 같은 구조라고 해야 할까요.

후쿠다: VCM은 스피커 콘의 구동을 생각하시면 알기 쉽습니다. 자석 주위에 코일이 있어 전류를 주면 코일이 앞뒤로 움직입니다.

보이스 코일 모터에 연결된 렌즈는 2개

그러나 그것만으로는 제어를 할 수 없기에 각각 렌즈의 위치를 정확히 읽는 센서가 배치돼 있습니다. 어디까지 움직이라는 지시를 내리며 지금 어디 있는지를 참조하면서 제어하는 피드백 제어입니다.

― ― 센서는 무엇으로 위치를 검출하나요?

후쿠다: 각 렌즈 유닛에 아주 작은 자기 패턴을 전사해 경통의 자기 센서로 읽어 냅니다. 서브 미크론 오더의 미세한 단위로 렌즈 조절이 가능합니다.

자기 패턴을 읽어들이는 센서도 2개

안쪽에는 자기 패턴이 전사된 시트가 있습니다. 

― ― 이렇게 말하는 게 좀 그렇지만 VCM은 상당히 조잡한 움직임의 모터라서 제어도 힘든 것 같군요.

후쿠다: VCM의 기계 구성 부분은 마찰 저항을 줄이기 위해서 정지 상태에서도 항상 +와 - 전압을 번갈아가며 정지시킬 필요가 있습니다. 그러나 위치를 센서로 정확히 탐지하면서 세심하게 피드백 제어하면 정밀도가 높고 바르게 동작시킬 수 있습니다.

AF 속도를 높이려면 강력한 모터를 사용해 순식간에 포커스 렌즈를 이동하도록 하면 좋겠지만 그러면 이번엔 렌즈를 멈추는 걸 정확하게 제어하기가 어려워집니다. 오히려 약한 모터는 정확하게 제어하기 편하나 AF에 시간이 걸리기에 이것의 균형을 잘 찾아 고정밀 고속 AF를 실현했습니다.

― ― 이러한 구조는 헬리코이드나 기어 제어 방식에 비해 렌즈가 흔들리지 않을까 걱정됩니다. 

후쿠다: 부품 가공이나 조립을 정확하게 해서 각종 테스트에서 검증했습니다. 광학적으로 문제가 되진 않으니 안심하세요.

― ― DUAL VCM 포커스 시스템의 장점은 무엇인가요?

후쿠다: 가장 큰 장점은 역시 매크로 촬영이 된다는 거죠. 70cm의 거리에서도 찍을 수 있어 망원단에서는 0.21배의 촬영 배율이 나옵니다. 또 AF의 고속화, 소형 경량화에도 공헌하고 있습니다.

― ― 초음파 모터나 스테핑 모터보다 유리한 점은 있습니까?

후쿠다: 초음파 모터는 토크가 크고 한방향으로 단번에 움직일 때 유리하지만 세밀한 왕복 운동에는 적합하지 않습니다.

또 스테핑 모터는 세밀한 왕복 운동에 적합하나 이번 렌즈에선 AF 속도에서 VCM이 더 유리하기에 VCM을 채용했습니다.

― ― 동영상 촬영에서도 뛰어나다고 하는데 그 이유는요?

후쿠다: 동영상 촬영에서는 앞에 말한대로 꾸준히 미세 초점 위치를 찾으며 완복 운동해야 하는데, 그런 움직임에선 VCM이나 스테핑 모터가 좋습니다. 그 중에서도 응답성이 좋고 보다 빠른 AF가 가능하다는 게 DUAL VCM 포커스 시스템의 장점입니다.

모드마다 다른 MF 클러치의 작동

― ― 렌즈 후드가 슬라이드 방식이라 매우 편리하군요.

 

후쿠다: 슬라이드 후드는 M.ZUIKO DIGITAL ED 60mm F2.8 Macro에서 이미 사용한 것이지만 잠금 기능이 들어간 건 이게 처음입니다. 또 쓰기도 편리하고 필터나 렌즈 캡을 뺄 때도 후드를 뺄 필요 없이 밀어두면 됩니다.

 

 

 

렌즈 후드의 슬라이드

 

― ― 1.4배 텔레 컨버터 M.ZUIKO DIGITAL 1.4x Teleconverter MC-14가 세트로 판매되는데 컨버터를 쓰면 화질이나 AF 속도가 떨어지지 않나요?

 

야마다: 40-150mm F2.8 PRO와 300mm F4 PRO에 최적화해서 설계한 물건이라 충분히 높은 화질을 유지합니다. 

후쿠다: AF 속도도 같은 수준의 성능을 내도록 설계했으니 속도가 줄진 않습니다.

M.ZUIKO DIGITAL 1.4x 텔레컨버터 MC-14

― ― 1.4배 텔레컨버터를 쓸 수 있는 렌즈가 한정되는 이유는요?

야마다: 텔레 컨버터의 렌즈 마운트 부분에 렌즈가 튀어나온 구조라서, 렌즈 뒷면의 마운트 부분에 공간이 있는 망원 렌즈가 아니라면 물리적으로 장착이 불가능하기에 그렇습니다. 수차 보정을 위해 렌즈를 앞으로 빼는 게 유리하다보니 이렇게 설계했습니다.

― ― 별도 표기한 렌즈가 아니라 하더라도 장착만 된다면 쓸 수 있습니까? 

야마다: 대응 렌즈 외에는 장착할 수 있다 해도 동작을 보증하진 않습니다. 포서드 어댑터를 달아 포서드 렌즈를 쓰는 상황도 지원하지 않습니다.

― ― 2배 텔레 컨버터의 계획은요?

야마다: 요청이 많다면 만들것입니다.

정말 써보고 싶은 렌즈의 등장