안녕하세요, 스타일지기입니다.


일반적으로 광각 렌즈로는 인물 사진이나 보케가 아름답게 표현된 사진을 촬영하기 힘들다는 인식이 있지만 SEL1635GM과 함께라면 높은 해상력과 부드러운 배경 흐림이 공존하는 아름다운 결과물을 얻을 수 있습니다.


SEL1635GM은 F2.8 고정 조리개로 16mm 광각부터 35mm 표준영역까지 전천후로 사용할 수 있는 최고급 GM 광각 줌 렌즈입니다. SEL1635GM을 개발한 소니 개발자들과의 인터뷰를 통해 어떻게 이러한 렌즈가 탄생되었는지, 재미있는 뒷이야기를 만나보도록 하겠습니다.





#CONCEPT


“F2.8의 대구경 줌 렌즈 시리즈 중에서도 뛰어난 광학 성능을 목표로”


광학 설계 / 카토 코지


카토

교환식 렌즈에는 고정 조리개 F2.8의 대구경 줌렌즈 시리즈가 있는데, 소니의 E마운트 시스템에서는 “G Master” 브랜드로 F2.8의 표준 줌 렌즈 SEL2470GM과 망원 줌 렌즈 SEL70200GM을 앞서 출시했습니다. SEL1635GM(FE 16-35mm F2.8 GM)은 이 F2.8의 대구경 줌 렌즈 시리즈 중 광각에서 망원까지의 트리니티(Trinity)를 완성시키는 제품입니다. 먼저 출시된 표준 줌 렌즈 SEL2470GM과 망원 줌 렌즈 SEL70200GM 모두 높은 평가를 받고 있으며, 많은 분들이 "빨리 F2.8의 광각 줌 렌즈를 출시해 달라"며 강하게 요청하셨습니다. 그래서 우리도 FE 16-35mm F2.8 GM이라는 광각 줌 렌즈를 최대한 빨리, 높은 기대에 맞는 성능으로 선보이겠다는 마음으로 개발을 진행했습니다. 

“G Master” 브랜드 렌즈는 높은 해상력과 아름다운 보케의 고차원적 양립이 필수적입니다. 광각 렌즈로 높은 해상력을 유지하면서 아름다운 보케를 표현하는 것은 기술적으로 매우 어려운 일이었지만 ‘이상적이고 아름다운 보케를 어떻게 가능하게 할까’만 생각하며 일절 타협하지 않고 개발해나갔습니다.

특히, 염두에 둔 것은 앞서 출시된 표준, 망원 줌 렌즈와 마찬가지로 전례 없이 높은 수준의 광학 성능을 달성하겠다는 것입니다. “G Master” 최대의 컨셉인 ‘본래 양립할 수 없는 높은 해상력과 아름다운 보케의 고차원적인 융합’을 실현하는 것 이외에 소형화, 빠르고 정확한 AF 등 모든 면에서 최고의 렌즈를 만드는 것에 집착했습니다.


화면의 구석 구석까지 높은 해상도 성능을 실현


16-35mm라는 초점 영역의 렌즈는 Vario-Tessar T* FE 16-35mm F4 ZA OSS라는 자이스 렌즈가 있는데, 이 렌즈는 F4 조리개에 소형, 경량을 컨셉으로 내세우면서도 높은 해상력을 갖춘 렌즈로 매우 좋은 평가를 받고 있습니다. 이번 FE 16-35mm F2.8 GM은 개방 F값 2.8 시리즈의 대구경 줌 렌즈로, “G Master”의 이름을 사용하게 되므로 “G Master”가 목표로 하는, 주변부까지 압도적인 해상력과 아름다운 보케라는 컨셉을 유지하며 개발했습니다.


#광학 디자인

“소니 최초로 2장의 XA 렌즈를 사용하였고, 앞 면은 소니 비구면 렌즈 사상 최대 지름으로 제작”

카토
이 렌즈는 소니의 렌즈로는 최초로 초고도 비구면 XA(Extreme Aspherical) 렌즈를 2장 사용하고 있습니다. 처음에는 XA 렌즈 1장으로 개발을 진행하고 있었지만, XA 렌즈 하나만으로는 높은 해상력과 아름다운 보케의 양립을 우리가 목표했던 수준까지 끌어올릴 수가 없었습니다. 시행착오 끝에 최종적으로 XA 렌즈를 2장 사용해야 한다고 판단했고, 1장은 가장 전면에 다른 하나는 조리개 근방에 배치하는 광학 레이아웃을 채용했습니다. XA 렌즈는 표면의 오차를 극도로 줄이기 위해, 렌즈의 표면을 매우 높은 정밀도로 제작하고 있습니다. 그것이 결과적으로는 아름다운 보케 표현으로 이어지는 것입니다. 특히, 앞쪽의 최대 직경을 지닌 렌즈는 중심에서부터 주변부까지 폭넓은 영역에서 수차를 균일하게 보정하는, 이를테면 화면 전역에서 높은 광학 성능을 실현하기 위한 중요한 역할을 담당하고 있습니다. “G Master”라는 이름에 걸맞은 수준으로 광학 성능을 높이기 위해 가장 전면에 비구면 렌즈 중에서도 극단적인 정밀도를 자랑하는 XA 렌즈를 꼭 사용하고 싶다는 생각이 들었습니다.


가장 앞쪽에 있는 XA 렌즈는 지름이 약 60mm이고 소니의 렌즈에 사용되는 비구면 렌즈 중에서도 가장 큰 렌즈입니다. XA 렌즈는 애초에 제조하기가 상당히 어려운데, 지금까지 없던 크기의 XA 렌즈이다 보니 제조 측면에서 많은 어려움이 있었습니다. 그러나, 우리의 목표인 높은 광학 성능을 실현하기 위해서는 이 XA 렌즈가 필수적이었기에 아이치 현의 “코다 사이트”의 기술자와 함께 오랜 시간에 걸쳐 기술을 검토하고 가공 과정 등에서 시행착오를 겪으며, 사상 최대 지름의 XA 렌즈를 만들어냈습니다. 비구면 표면 형상의 정확성에 심혈을 기울이고, 다시 그 표면의 미세한 오차도 없도록 정밀도를 극한까지 끌어올린 덕분에 아름다운 보케와 더불어 화면 중심에서 주변부까지 이어지는 높은 해상력을 실현하고 있습니다.

“근접 거리 성능과 보케에 도움이 되는 플로팅 포커스 구조 채용”

카토
이 렌즈는 초고도 비구면 XA 렌즈 2장 외에도 비구면 렌즈 3장, ED 렌즈 2장을 채용하고 있습니다. 결과적으로 총 5장의 비구면 렌즈를 사용하고, E 마운트 바디 특유의 짧은 플렌지백을 최대한 살린 콤팩트함을 유지하면서도 일반 촬영 거리부터 무한대까지 “G Master”에 적합한 높은 해상력과 아름다운 보케를 실현하고 있습니다. 뒤쪽에 배치하고 있는 ED 렌즈는 광각 렌즈에서 발생하기 쉬운 색수차를 극한까지 보정하기 위해 2장 채용하고 있습니다. 이러한 내용을 바탕으로 광학 성능을 높이기 위해 채용한 것이 촬영 거리에 따라 여러 렌즈 군을 움직이는 것으로 수차를 보정한 플로팅 포커스 구조입니다. 

소니가 사용하는 완전 독립 동력에 의한 플로팅 구조는 2개의 포커스 그룹을 개별적으로 움직일 수 있을 뿐만 아니라 포커스 그룹의 배치 제약이 없기 때문에 광학 설계적으로 매우 자유도가 높아져 이상적인 광학 설계를 가능하게 합니다. 또한, 렌즈군을 1개가 아닌 2개로 나눔으로써 각각의 무게를 경량화 할 수 있기 때문에 빠른 AF 구동과 정밀한 AF 실현에도 도움이 됩니다.


플로팅 구조는 일반적으로 매크로 렌즈 등 근접 거리 촬영에서 사용되는 렌즈에 많이 채용되고 있으며, 광각 렌즈에서 사용되는 경우는 그다지 많지 않습니다. 그러나 이번 16-35mm는 독자적인 플로팅 기구를 채용하는 것으로 광각 렌즈에서 간과하기 쉬운 근접 거리 영역에서도 매우 높은 광학 성능을 보여주고 있습니다. 

일반적인 16-35mm 렌즈를 사용하는 분들로부터 ‘좀 더 근접거리 성능도 중시해달라’는 요청이 있기도 했죠. 이 요청을 진지하게 받아들여 근접에서의 광학 성능도 타협하지 않고 추구했습니다. 또한, 보케에 관해서도 광학의 플로팅 기구는 큰 장점이 있습니다. 예를 들면, 근접으로 꽃을 촬영하고 배경을 흐리게 할 경우 수차가 남아서 아름다운 보케는 재현할 수 없습니다. 그 수차를 플로팅 포커스를 통해 없애는 동시에 모든 초점 거리의 모든 피사체 거리에서 높은 광학 성능을 내고 싶다는 생각으로 이 광학 레이아웃을 적용했습니다.


“어려웠던 것은 광각 렌즈로 아름다운 보케를 표현하는 것”

카토
광각 렌즈라고 하면 대개 풍경 촬영에서 팬 포커스라는 인식이 있고, 망원이나 표준 렌즈와 비교하면 보케 표현을 잘 활용하지 않는 렌즈라고 말할 수 있습니다. 따라서 개발을 할 때 광각렌즈의 ‘아름다운 보케’를 구현하는 것부터 시작했습니다. 돌이켜보면 이 부분이 제일 어려웠을지도 모릅니다. 광각렌즈의 보케는 매우 작고, 이해하기 어려운 경우도 있지만, 많은 피사체가 화면에 찍히는 광각 렌즈에서 아름답고 부드러운 보케는 화면 전체의 묘사를 생각했을 때, 매우 중요한 표현 요소가 되기 때문에 그 보케의 묘사에 있어서 일체의 타협은 있을 수 없었습니다.
광학 설계 단계에서 시뮬레이션을 할 때에는, 과거에 아름다운 보케 표현으로 호평이었던 FE 85mm F1.4 GM(SEL85F14GM)의 보케 묘사를 참고하여 그것에 가까운 보케를 얻을 수 있도록 광학 설계를 진행했습니다. FE 85mm F1.4 GM뿐만 아니라 보케가 아름답다고 하는 다른 단렌즈의 보케도 참고했습니다. 광각 렌즈에서는 보통 보케에 이 정도까지 집착하지는 않지만, 이는 “G Master”의 컨셉이기 때문에 높은 해상력과 아름다운 보케의 고차원적 양립을 철저히 추구했습니다. 

아름다운 보케를 표현하기 위해서는 비구면 렌즈의 표면 정밀도를 높이는 것과 광학 설계로 수차를 억제하는 과정이 필요합니다. 따라서 설계 도구와 시뮬레이션 도구를 사용하여 시행착오를 거듭한 끝에 완성을 해냈죠. 또한, 아름다운 보케가 표현되도록 설계를 하더라도 설계대로 충실하게 제조하지 않으면 고객의 손에는 설계 그대로의 제품이 제공되지 않을 수 있습니다. 따라서 생산단계에서도 하나 하나 제대로 수차의 상태를 확인하고 품질관리를 제대로 하고 있습니다.

또한, 플레어나 고스트를 막을 대책도 마련했습니다. 보케를 시뮬레이션 할 때처럼 플레어, 고스트에 대해서도 설계 도구와 시뮬레이션 도구를 활용하여 여러 차례 시뮬레이션을 반복하여 높은 수준의 플레어와 고스트 억제력을 지닌 설계를 찾아냈습니다. 게다가 렌즈 표면에 나노 AR 코팅을 적용 하거나 경통 내부의 반사를 철저하게 억제하는 등의 기술도 활용하면서 플레어나 고스트가 발생하는 것을 철저하게 억제했습니다.


#Mechanical Design

“2 개의 다이렉트 드라이브 SSM을 채용하여 제어력을 높임”

메카 디자인 / 아베 마모루


아베
FE 16-35mm F2.8 GM은 2개의 포커스 그룹으로 구성되어 있기 때문에, 액추에이터를 2개 탑재하고 있습니다. 그 2개의 액추에이터 탑재가 소형화와 AF 성능 등에 가장 많은 영향을 미치고 있죠. 예를 들어 동일한 F2.8 시리즈의 망원 줌 렌즈인 FE 70-200mm F2.8 GM OSS도 플로팅 기구를 채용하고 액추에이터는 링 드라이브 SSM과 리니어 모터의 두 가지를 함께 사용하고 있습니다만, 이번 FE 16-35mm F2.8 GM은 2개의 포커스 렌즈 군의 양쪽에 다이렉트 드라이브 SSM을 채용하고 있습니다. 이번에 채용한 다이렉트 드라이브 SSM은 액추에이터 자체는 매우 소형 경량이면서 무거운 렌즈 군을 움직일 수 있는 힘을 가지고 있습니다. 또한, 플로팅 포커스의 경우 2개의 포커스 군의 상대 위치가 확실하게 정해지지 않으면 광학 성능을 최대한 발휘할 수 없게 되는데, 다이렉트 드라이브 SSM은 포커스 렌즈를 매우 정밀하게 멈출 수 있다는 특징을 갖고 있죠. 그래서 이번 대구경 광학 줌 설계에 최적의 액추에이터라고 판단하여 탑재하기로 결정했습니다.


다이렉트 드라이브 SSM은 AF의 고속화에 기여하는 동시에 플로팅의 포커스 렌즈의 상대 위치의 정밀도를 제대로 유지할 액추에이터입니다. 즉, 다이렉트 드라이브 SSM은 ‘빨리 움직이고 정확하게 멈추는 것’에 매우 적합합니다. 액추에이터를 2개 탑재하는 것만으로도 대단한 일이지만 그 상대 위치 관계를 마크론 단위로 제어할 정도의 정확도가 ‘G Master’에 요구되므로 제어 팀과 메카 팀 등 관계 멤버들과 매우 밀접하계 연계하며 개발을 진행했습니다. 또한 동영상 촬영을 고려했을 때 힘과 정확도뿐만 아니라 저소음이라는 특성도 다이렉트 드라이브 SSM을 선택한 이유의 하나가 되고 있습니다.

“조금이라도 더 가볍고 작게, 그런 생각으로 실현한 총 중량 680g”

아베
이 렌즈는 소형화에 주력하여 개발을 진행했습니다. 다이렉트 드라이브 SSM이 크기는 작지만 무거운 렌즈를 빠르고 정확하게 움직일 힘이 있습니다. 따라서 다이렉트 드라이브 SSM의 채용이 소형 경량화의 실현에 크게 공헌했다고 할 수 있죠. 또한, 내부의 구성 부품에 대해서도 하나 하나 부품의 무게를 그램 단위로 철저하게 고려하였습니다.
내부뿐만 아니라 외장 부품에 대해서도 강도 확보와 경량화를 양립할 수 있는 방안을 찾아야 했습니다. 이를 위해 시뮬레이션은 물론이고 다양한 소재로 프로토타입을 제작하여 철저하게 분석했습니다. 그 결과 프로와 아마추어 모두 안정적으로 사용할만한 강도를 확보하였고, 동시에 소형화와 경량화까지 성공했습니다. 

카토
광학이나 설계에 관련해서는 말다툼이 있었습니다(웃음). 성능과 직결되는 부분에 대해서는 재료 선정부터 긴밀하게 논의했죠.

아베
광학 • 메카 • 제어 개발에 관련된 모든 구성원이 한 팀이 되어 달성한 소형화라고 생각합니다. 물론 광학적으로 어떻게 할 수 없는 부분도 있습니다만, 액추에이터부터 협소한 공간 안에서 실현한 제어 방법 등 모든 것이 밀접하게 영향을 주고 받으며 소형화를 추구했습니다.
크기뿐 아니라 무게 균형에 대해서도 설계적으로 신경을 썼습니다. 광각 렌즈의 경우, 앞쪽이 무거워지는 경향이 있는데요. 바디에 마운트하여 손에 들었을 때, 무게중심이 앞으로 쏠리지 않도록 내부의 렌즈 배치부터 액추에이터의 배치까지 밸런스를 고려했습니다. 그 덕분인지 ‘보기보다 가볍다’, ‘카메라에 장착했을 때 균형이 좋다’ 등의 좋은 반응을 얻고 있습니다.


#개발자가 전하는 메시지


카토
높은 해상력과 아름다운 보케, 전체적인 형태, 카메라 본체와의 균형을 포함하여 어떠한 타협 없이 마무리 지었습니다. 풍경 촬영이 메인이 된다고 생각되지만 이 렌즈는 독립 플로팅 기구에 의해 근접 거리의 광학 성능도 뛰어나고, 아름다운 보케를 포함하여 다양한 상황에서 즐길 수 있다고 생각합니다. 초광각 영역에서의 풍경 촬영, 35mm 화각에서의 인물 촬영 등을 해보시기 바랍니다.

아베
이 렌즈의 완성으로 F2.8의 대구경 줌 렌즈가 광각에서 망원까지 “G Master” 시리즈로 갖춰졌습니다. 소니라는 이름에 부끄럽지 않은 렌즈입니다. 높은 광학 성능이 프로 포토그래퍼, 하이 아마추어의 작품 제작에 도움이 되기를 바랍니다. 휴대성도 뛰어나기 때문에 가벼운 촬영에서부터 힘든 상황에서의 촬영까지 다양한 분야에서 적극 활용해주시기 바랍니다.



지금까지 소니 E-mount 풀프레임 미러리스를 위한 최고급 광각 줌 렌즈 SEL1635GM의 개발자 인터뷰를 만나 보았습니다. 높은 해상력과 아름다운 보케의 양립을 위해 고군분투한 개발자들의 노력이 느껴지는 것 같습니다. 앞으로도 소니는 다양한 제품의 개발 비하인드 스토리를 전해드릴 예정이오니 여러분의 많은 관심과 기대 부탁 드립니다. 

이상, 스타일지기입니다.


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