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렌즈(Lens) 이야기 2 05-08-15 23:43   
작성자 : 관리자 TEXT SIZE : + -


▲ 황선구/서울예술대학 사진과 교수, 디지털 이미지 컬럼니스트

■  디지털렌즈 (Digital Lens)
디지털렌즈란, 디지털카메라에 더 우수한 성능을 발휘하거나 디지털카메라에서만 사용할 수 있는 렌즈를 말한다. 메이커에 따라 다르지만, DSLR 카메라에도 필름카메라에서 쓰던 구형렌즈를 대부분 사용할 수 있다. 그러나 디지털카메라에는 디지털렌즈를 사용하는 것이 좋은 색감과 해상감 등 더 좋은 결과를 얻을 수 있다. 필름카메라의 경우 필름은 약간의 두께를 갖고 있고, 그 필름은 카메라 내부에서 촬영 후 다음 컷으로 움직여야 하기 때문에 약간의 유격을 가지고 있다. 필름용 렌즈는 이러한 유격을 계산하여 설계를 했다. 디지털카메라는 고정되어 있는 CCD, CMOS가 완전히 평평하고 유격이 없어 디지털렌즈는 촬상소자의 감광부분에 상이 맺히도록 설계되어 있다.

촬상소자는 은염필름(Silver halide Film)과는 달리 광을 전기신호로 변환하는 수광부가 센서표면이 아닌 표면보다 깊숙한(메이커에 따라 조금씩 다름) 쪽에 위치한다. 따라서 광선이 거의 수직으로 입사하지 않으면 수광부에 도달하지 않는다. 이는 광량 부족이나 해상도 저하 등으로 이어질 수 있다. 필름카메라용 렌즈는 필름에 대해 입사하는 각도에 의해 감광에 영향을 주지는 않으므로 이 센서에 대한 광선의 입사각도는 전혀 고려되어 있지 않다. 이는 광각렌즈의 화면 주변부에서 보다 현저하게 나타난다. 디지털렌즈는 디지털 전용설계에 의해 촬상소자에 대해 광이 거의 곧바로 입사되도록 설계되어 있고, 백-포커스(Back Focus) 거리가 더 짧아 렌즈의 후면이 이미지 센서에 더 가깝게 설계돼 있다.

왜곡과 수차, 특히 배율 색수차를 디지털카메라에 맞게 보정했고, 새로운 코팅기술을 적용해 촬상소자와 렌즈의 왕복 반사로 발생하기 쉬운 후레아(Flare), 고스팅(Ghosting)을 줄여 컬러밸런스를 만든다. 따라서 화상 주변부와 광각렌즈를 사용해 화질과 광량의 저하를 최소한으로 억제하며 촬상소자의 성능을 최대한으로 발휘하도록 해주는 특징을 갖고 있는 것이 디지털렌즈이다. 대부분의 DLSR 카메라의 경우 APS 사이즈(약 22×15mm) 촬상소자를 갖고 있어 35필름(24×36mm)보다 작아 이미지써클이 전혀 다르다. 즉 필름카메라 렌즈를 사용하면 1.5배, 1.6배 등으로 화각이 좁아지는 현상이 나타난다. 물론 디지털렌즈도 필름카메라 기준으로 초점거리를 계산하기 때문에 화각 계산을 해주어야 한다. APS 사이즈의 경우, 풀사이즈 필름보다 더 작은 이미지써클이기 때문에 더 작은 렌즈를 설계할 수 있다. 따라서 디지털 전용렌즈의 경우, 필름카메라용 렌즈에 비해 더 작고 가벼운 새로운 타입의 렌즈를 만들 수 있다. 캐논의 EF-S, 니콘의 DX, 시그마의 DC시리즈 등이 있고 올림푸스의 경우는 APS사이즈 보다 더 작은 18×13.5mm에 맞는 ZUIKO Digital 렌즈를 카메라 바디와 함께 개발했다.

디지털 전용렌즈의 경우, 경량의 작은 사이즈와 디지털카메라에 맞는 최적의 집점, 코팅의 장점이 있다. 단점으로는 디지털 전용렌즈를 필름카메라에 사용하면 이미지써클이 작아 주변에 비네팅(주변이 어둡게 되는 현상)이 발생하여 사용할 수 없다. 수년 전부터 보급형 DSLR 카메라의 경우, 촬상소자를 APS사이즈를 중심으로 만들어졌는데 당시만 해도 35필름 사이즈의 촬상소자는 만들기 어려운 기술이었고, 너무 고가였기 때문이다. 화소수가 많아지면 작은 APS사이즈의 촬상소자의 경우 화소 자체가 작아지면서 정보를 받고 처리하는데 문제를 발생하게 돼 있다. 촬상소자의 사이즈가 크면 클수록 정보를 받고 처리하는데 여유를 가질 수 있어 프로용 디지털카메라인 캐논의 EOS 1Ds MarkⅡ(1660만 화소), 코닥의 DCS Pro SLR/c,n(1350만 화소)의 경우 35필름 풀사이즈(24×36mm)의 촬상소자를 사용한다. 따라서 필름카메라용 렌즈를 사용해도 화각에는 전혀 변화가 없고 계조, 색감, 해상감 등에 여유가 있다.

현재는 기술이 발전해 과거에 비해 큰 촬상소자도 비교적 싸게 생산할 수 있게 됐다. 현재, 캐논과 코닥(생산중단)만이 35필름 사이즈의 촬상소자를 사용하나 다른 메이커에서도 고해상의 디지털카메라의 경우 35필름 사이즈의 촬상소자를 사용할 수밖에 없을 것이다. 그렇게 되면 현재의 APS 사이즈에 맞게 설계된 디지털 전용렌즈의 경우 35필름 사이즈의 촬상소자 카메라에는 사용할 수 없게 된다. 따라서 디지털렌즈는 시그마의 DC, DG 시리즈처럼 APS 사이즈 전용과 35필름사이즈의 촬상소자 카메라 전용으로 나뉘어 개발될 것이다. 현재는 APS 사이즈 DSLR 카메라(캐논 EOS  20D, 350D, 니콘 70Ds, 50D, D2h, D2X 등의 카메라를 사용하고 EF-S, DX, 시그마 DC렌즈를 사용할 경우)를 사용하나, 차후에 고해상의 35필름 사이즈의 촬상소자를 사용하는 카메라를 사용할 계획이라면 APS 사이즈 디지털 전용렌즈를 구입하는데 신중해야 한다.


▲ 국내 공급되고 있는 다양한 종류의 카메라 렌즈(좌로부터 캐논, 시그마, 니콘 제품)

■ 디지털카메라 해상도(화소)와 렌즈
니콘의 D2X의 경우 APS사이즈 촬상소자를 사용하면서 1220만 화소, 캐논 EOS 1Ds MarkⅡ의 경우 35필름 사이즈이고 1660만 화소의 해상감을 갖고 있다. 필름사이즈에 따른 해상감으로는 1220만 화소는 중형카메라(ISO100, 6×7Cm 이상) 이상의, 1660만 화소는 대형카메라(ISO100, 4×5인치) 이상의 해상감을 갖고 있다. 프로용 디지털카메라를 사용하는 유저들의 공통점은 필름카메라를 가능한 사용하지 않는다. 불편한 몇 가지 이유도 있으나 가장 중요한 것은 해상감이 낮아 필름을 사용하지 않는다고 한다. 프로용 DSLR카메라의 경우 모양은 35필름카메라지만 해상감은 중형, 대형 필름카메라를 뛰어넘고 있다. DSLR 카메라의 화소와 엔진이 급속히 발전하면서 엄청난 해상감을 갖고 있다. 그러나 그에 따른 렌즈의 결점이 드러나고 있다. 고해상의 디지털카메라 데이터를 모니터에서 확대해 보면 렌즈의 결점이 잔인하게 보인다. 렌즈의 주변부가 초점이 맞지 않고, 색수차가 발생하고, 왜곡, 비네팅 현상 등이 드러난다. 특히 줌렌즈의 경우 초점거리에 따라서 결점이 더욱 드러나기도 한다. 고급 콤팩트형 디지털카메라의 경우 800만 화소가 되면서 니콘은 ED, 캐논의 L 등의 고급렌즈를 사용하는데 그 이유는 저급의 렌즈의 경우 결점이 많이 드러나기 때문이다. 현재의 35카메라 형식의 렌즈로 견딜 수 있는 화소는 최대 2200만 화소라는 것이 전문가와 메이커의 생각이다. 캐논의 EOS 1Ds MarkⅡ의 다음 모델의 경우 2200만 화소 이상일 것으로 예상된다. 그렇다면 현재의 렌즈로 견딜 수 있는 마지막 카메라일지도 모른다. 35필름 풀사이즈(24×36mm)의 촬상소자가 대중화 되고, 2200만 화소 이상의 디지털카메라가 현실화되는 시점에서 좀 더 정교하고 디지털카메라에 적합한 새로운 차세대 렌즈가 개발되어야 할 것이다. 2200만 화소 이상의 고해상감에서도 결점이 드러나지 않고 우수한 성능을 보여주는 렌즈를 개발하기 위해서는 엄청난 개발비를 부담해야 할 것이다. 그러나 현재 대부분의 카메라와 렌즈메이커가 적자에서 벗어나지 못하기 때문에 기대만큼 차세대 렌즈를 개발할 수 있는 메이커는 그리 많지 않을 것이다.

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