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렌즈(Lens)이야기 1 05-08-08 11:10   
작성자 : 관리자 TEXT SIZE : + -


▲ 황선구/서울예술대학 사진과 교수, 디지털 이미지 컬럼니스트

렌즈(lens)의 어원(語源)

렌즈의 어원은 ‘렌즈콩(Lentil. 학명:Lens esculenta Moench)’으로 이 렌즈콩은 볼록렌즈와 같은 형태를 하고 있고, 유리를 이 렌즈콩 형태로 제작된 것으로부터 렌즈라고 불리게 되었다고 한다. 렌즈콩은 고대 이집트, 그리스시대로부터 중근동, 지중해지역을 기원으로 심어졌다고 한다. 이 렌즈콩을 사용한 수프(soup)가 있기도 하고 고영양식으로써 평가되기 때문에 종교상 육식이 금지되어 있는 시대에 고기 대용품으로 사용된 나라도 있다. 아마도 덜 익은 강낭콩 형태였으리라 생각된다.

천재가 만든 렌즈와 컴퓨터 설계

1900년 독일 베를린에서 태어난 Dr. Ludwig Bertele는 22세에 당시로서는 획기적인 F2밝기와 성능을 가진 ernoxta를 설계하였고 Zess사에서 Sonnar 시리즈 등을 설계하였다. 일본의 경우는 脇本善司가 니콘사에서 Nikkor렌즈 F1.4 50mm렌즈를 비롯한 Ultra Micro Nikkor 등의 독창적이고 경이적인 해상도와 밝기를 가진 렌즈를 설계하였다. 과거 독일 렌즈가 유명하게 된 이유 중 하나는 몇몇의 천재가 렌즈설계를 개선하여 당시로서는 혁명적인 밝기와 해상력을 가진 렌즈를 설계할 수 있었기 때문이다.

렌즈설계에서 중요한 것은 ‘광선추적계산(光線追跡計算)’ 이다. 그것은 어떤 광학계에 있는 빛이 렌즈의 어디에 어떻게 굴절하여 결상(結像)하는가를 계산하는 것으로, 엄청난 양의 숫자로 7자리 정도의 계산이 필요하다. 이 계산을 1960년대 까지는 인력으로 계산하였다. 계산력이 뛰어난 많은 여성들이 계산에 투입되었으며, 2인1조로 검산을 했다고 한다. 렌즈설계자는 그들에게 오전 중에 한 개, 오후에 한 개의 광선 추적 지시를 내렸고, 그 렌즈데이터를 어떻게 하면 성능이 향상되는가를 연구했다. 수작업과 끈기가 필요한 작업이었기 때문에 당시에는 일생에 걸쳐 몇 개의 렌즈를 설계하면 좋을 정도였다. 따라서 인간의 엄청난 노력에 의한 결과인 렌즈데이터가 광학메이커의 비밀 중에 비밀이 되고 렌즈가 고가인 이유였다.
컴퓨터계산 초기에는 워크스테이션 등을 이용하였으나 현재는 값싼 PC와 광학설계소프트웨어가 나와 컴퓨터를 이용하면, 과거 반나절에 1개를 계산하였던 일을 10억 개 이상의 광선추적이 가능하다. 옛날에 손 계산과 지금의 컴퓨터의 다른 계산 속도에 차이를 예를 들면 시속 4km로 걷는 인간이 초속 30만km의 빛에 속도를 가는 것과 같은 정도이다. 현재의 인간은 정보와 문화를 컴퓨터에 도움을 받지만, 인력과 비교해 10억 배의 효율을 얻은 업무는 렌즈 설계를 빼 놓을 수 없다. 이렇게 컴퓨터는 렌즈 설계라는 작업을 근본부터 바꾸어 놓았다.

현재의 렌즈 설계는 주로 컴퓨터에 최적화 기능을 사용하여 만든다. 최적화 기능이란 광선추적을 실행하면서 렌즈의 공률, 두께, 재질을 최고 적절한 수치를 얻어 내는 기능이다. 그러므로 렌즈 설계자는 요구 사양을 해석하여 렌즈구성 등을 입력하고 컴퓨터에 목표를 설정함으로써 설계가 진행된다. 과거에는 일부의 천재밖에 할 수 없었던 렌즈 설계가 현재에는 광학에 관한 일정의 지식만 있으면 비교적 쉽게 렌즈 설계를 할 수 있는 시대가 되었다.

렌즈에 관한 신화(神話)

과거 천재들이 설계한 렌즈들에는 신화가 따라 붙었다. 당시로서는 너무도 고가였기 때문에 아무나 접할 수가 없었다. 밝고 탁월한 성능도 우수했지만 직접 써볼 수 없어 소문으로 만족해야 했고, 그 소문은 더욱 크게 과장되어 신화가 되었다. 일본의 렌즈 장인이 독일회사에 가서 기술을 배우기 위해 뜨겁고 시뻘건 유리에 손을 넣어 보았다는 일화가 생겨났다. 독일 렌즈는 흔들림을 막기 위해  지하 200m에서 렌즈를 깎는다. 독일의 장인(마에스터)들은 렌즈를 깎고 연마하면서 손으로 감을 잡는다. ‘엄청난 양의 유리에서 깎아내고 가장 좋은 일부만 사용한다’는 등의 근거없는 신화가 생겨났고 지금도 그러한 이야기를 맹신하는 사람들이 있다.
과거의 천재들이 만든 렌즈가 좋은지, 현재의 컴퓨터로 설계된 렌즈가 좋은가는 비교하기 어렵다. 과거의 렌즈들은 특정한 영역에서 우수한 성능을 발휘하는 단 렌즈가 대부분이었고 현재의 컴퓨터 설계 렌즈는 엄청난 줌 범위 안에서 우수한 성능을 보여주기 때문에 비교하기는 어렵다. 단 현재의 렌즈들이 엄청난 줌 범위에서도, 단 렌즈에 떨어지지 않는 성능을 보여주는 것은 컴퓨터를 이용한 설계이기 때문에 가능하고, 값 또한 비교적 비싸지 않은 이유이다.

과거 카메라와 렌즈기술은 초정밀 하이테크 산업이었다. 지금도 로우테크 산업은 아니지만 중저급의 카메라와 렌즈를 가장 많이 생산하는 나라는 이미 중국이 될 만큼 더 이상 하이테크 산업이 아니다. 독일 카메라, 콘탁스를 인수하여 칼 자이스 설계의 렌즈를 사용했던 일본 쿄세라 그룹은 카메라산업을 포기 했다. 마미야, 펜탁스 등의 중형 카메라와 렌즈를 생산했던 회사들은 ‘디지털 카메라를 만들겠다’고 발표했으나 제품 생산 시점이 늦어지고 있고 또한 과거의 필름카메라는 거의 생산을 중단한 상태이다. 한때 사진가들에게 ‘꿈의 카메라’였던 핫셀블라드는 파산까지 갔다가 디지털 백 회사인 이마콘과 합병하여 디지털카메라를 생산하고 있다. 또한 일본의 전통적인 수많은 카메라메이커 중 유일하게 캐논만이 승승장구 하고 있고, 니콘은 수년간의 적자에서 D70 SLR디지털카메라의 성공으로 겨우 적자를 벗어난 상태이고, 나머지 대부분의 카메라메이커는 적자에서 벗어나지 못하고 있고 미래 또한 불투명하다고 한다. 전통적인 독일 렌즈회사들 또한 수익성이 없는 카메라 렌즈를 만들기 보다는 폰카메라의 모듈렌즈를 생산하는데 주력하고 있다.

이제 카메라와 렌즈산업은 과거처럼 몇몇의 천재에 의해 명기를 만드는 시대와는 거리가 멀어졌다. 캐논이 앞서가는 이유는 디지털카메라의 핵심부품인 촬상소자를 스스로 만들고 화질과 오토포커스 등을 컨트롤 하는 엔진 ,즉 전자제품을 잘 만들기 때문이다. 컴퓨터를 이용하고 5천명이 넘는 연구진이 포진하고 있는 그룹에서 설계된 렌즈가 형석, UD글래스 등을 적절히 이용하고 레이저커팅, 연마, 새로운 코팅  등과 함께 USM 초음파 모터를 사용하는 등 과거와는 전혀 다른 기술과 시스템으로 카메라와 렌즈를 만들기 때문에 성능이 우수한 것이다.

삼성 휴대폰이 다양한 기능과 우수한 성능을 지니고 튼튼함으로 세계에서 가장 비싼 값에 팔리는 이유는 5천명이 넘는 연구진과 엄청난 투자를 하기 때문에 한해 수십 종의 새로운 명품 휴대폰을 만들고 있고 앞서가는 것이다.
현재, 생산되는 우수한 줌렌즈들이 과거에 만들어졌다면 분명 명기로 인정받았을 우수한 렌즈들이다. 다만 개인적인 설계와 만드는 장인의 기술이 그렇게 중요하지 않은 렌즈이기 때문에 신화를 만들 수 없고, ‘명기’라는 명칭을 붙이기 어려울 뿐이나 성능에서는 분명 명품임이 분명하다.


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