Web2.0과 인터넷지도

퍼즐 지오캐시/미스터리 지오캐시 만드는 방법

푸른하늘이 — Fri, 03 Feb 2012 00:01:01 +0900

얼마전 싱가포르에 살고계신 timothybanks 라는 지오캐셔로 부터 연락을 받았습니다. 우리나라에는 퍼즐캐시다운 퍼즐캐시가 없는 것 같으니, 둘이 함께 멋진 퍼즐캐시를 만들어보자는 것이었습니다.

지오캐시의 종류는 여기를 보면 아실 수 있는데, 퍼즐캐시 혹은 미스터리 캐시란 "복잡한 퍼즐을 해결해야만 좌표를 알 수 있는 캐시로, 얼마든지 창조적으로 응용할 수 있으므로, 새롭고도 독특한, 도전적인 캐시가 계속 탄생하는 무대가 되고 있"는 캐시입니다.

당연히 저는 승락을 했고, 제가 캐시통을 설치한 뒤, timothybanks 씨가 캐시 설명을 작성하여 캐시를 완성했습니다. 그 결과가 바로 아래의 캐시입니다.

Friends have all things?

이 캐시는 암호를 풀면 좌표를 알 수 있는 캐시입니다. 자세한 내용은 머리를 쥐어짜게 만드는 캐시를 읽어보시면 됩니다.

물론 예전에도 퍼즐캐시에 대해서 알고는 있었지만, 이 캐시를 통해 퍼즐캐시에 대해 관심을 갖게 되었습니다. 제가 지금까지 만든 퍼즐캐시는 그냥 단순한 멀티캐시 정도로, 좀더 복잡하면서도 지적 호기심을 불러일으키는 캐시를 만들면 좋겠다는 생각을 하게된 것입니다.

캐시중에는 몇시간씩 걸어가야 찾을 수 있는 것도 있고, 가까운 시내에 있는 것도 있습니다. 손톱만한 크기도 있고 드럼통만한 것도 있구요. 아주 쉽게 찾을 수 있는 것도 있고 며칠씩 걸려야 찾을 수 있는 캐시도 존재합니다. 캐시는 다양할 수록 좋은 것이고, 참여하는 사람이 늘어날 수록 다양해질 수 밖에 없습니다.

하여튼... 그래서 저도 요즘 두어개 정도의 퍼즐캐시를 준비중입니다. 그러다가 퍼즐캐시에 관한 괜찮은 글을 발견했습니다. 아래가 그 글입니다.

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아래는 제가 이제까지 퍼즐 캐시를 풀어오면서, 어떤 것이 좋은 퍼즐인지에 대한 개인적인 느낌을 간략하게 요약한 것입니다.

균형(Balance)

좋은 퍼즐은 도전하고자 하는 사람들이 적극적으로 풀게 만드는 퍼즐입니다. 너무 어렵거나 복잡하면(실제로는 그렇지 않더라도 그렇게 보인다면), 많은 사람들은 시도조차 하지 않고 포기해 버립니다. 또한 너무 쉽다면 경험 많은 사람들은 시도하지 않으려고 합니다 (또는 곧바로 뛰어나가 그냥 FTF 명예만 가로채겠죠). 물론 "너무 어렵다" 혹은 "너무 쉽다"는 정의는 캐셔에 따라 다릅니다. 따라서 반드시 목표로 하는 분들의 경험을 고려해야 합니다.

흐름(Flow)

좋은 퍼즐 캐시를 만드는 가장 좋은 방법은 끝에서 출발해서 거꾸로 거슬러 올라가는 것입니다. 일반 캐시와 마찬가지로 먼저 흥미로운 위치를 찾은 후, 그에 맞는 퍼즐을 구상하는 것입니다.

예를 들어, 제가 살고 있는 도시에 창이 3개 있는 건물이 있었는데, 그 형태가 마치 "007"의 모양과 비슷했습니다. 또 근처 철로에 열차 한량이 정차되어 있었는데, 옆면에 007이라는 숫자가 쓰여져 있었습니다. 저는 제임스 본드 퍼즐을 생성해서 그 건물에서 문제를 풀면 열차로 갈 수 있도록 했습니다. (불행히도 그 캐시가 발행된 직후 그 건물이 붕괴되었습니다.)

간단함(Simplicity)

좋은 퍼즐은 해결책이 복잡하지 않습니다. 이해하기 힘들거나 해결방법이 불확실 할 경우, 퍼즐을 풀고자 하는 욕구가 감소됩니다. 단, 간단하다고 하여, 노력이 적게 든다는 것은 아닙니다. 모든 수도쿠(sudoku) 퍼즐은 법칙은 아주 간단하지만, 문제를 푸는 것은 아주 많은 노력이 필요할 수 있습니다.

독창성(Originality)

좋은 캐시는 새로운 방법으로 세계를 볼 수 있도록 해주는 것입니다. 저는 이미 수도쿠 퍼즐에 대해 알고 있고, 수도쿠를 이용한 캐시를 아주 많이 보았기 때문에 새로운 수도쿠 퍼즐 캐시가 뜬다고 해도 그다지 저의 흥미를 자극하지 않습니다. 그러나 변종 수도쿠(예 : GCQXGW)라면 흥미로울 수도 있습니다.(아직 이 캐시는 풀지 못했습니다.)

경험많은 퍼즐 해결자인 저는 몇몇 종류의 퍼즐은 별로 흥미롭지 않습니다. 대부분 여러번 사용되었기 때문입니다. 그렇다고 하여 이런 퍼즐 캐시를 만들지 말라는 것은 아니며, 다만 인근에 만들고자하는 퍼즐캐시와 유사한 것이 있는지는 확인해 보아야 할 것입니다. 아래는 아주 많이 사용된 방법들을 몇가지 예를 든 것입니다.

수도쿠(Sudoku)
단순 치환식 암호(Simple substitution ciphers)
바코드(Bar codes)
기본적인 산수식(Basic arithmetic)
A를 1로, B를 2로 등과 같이 빤한 치환방법
원소, 미국대통령, 미국 주 등의 객체를 숫자로 치환하는 뻔한 방식

만약 상당히 표준적인 형태의 퍼즐(십자말 퍼즐, 암호, 미로찾기, 논리학 문제 등)을 만들고자 한다면, 인터넷이나 도서관에서 아주 다양한 견본을 찾을 수 있을 것입니다. 원하는 퍼즐과 "만들기"라는 말을 조합하면(수도쿠 만들기, construction of sudoku) 여러가지 의미있는 링크를 찾을 수 있을 것입니다.

정확성(Correctness)

많은 시간을 들여 퍼즐을 푼 뒤에 캐시를 찾아가봤더니 실수로 엉뚱한 데가 나왔다면 매우 실망스러울 겁니다. (캐시 소유자가 일반캐시의 좌표를 약간 잘못 주어서, 실재 위치에서 몇10미터쯤 벗어난 곳을 뒤졌다고 상상해 보세요.)

힌트(Hints)

저는 개연성없이 문자를 나열한 뒤, 그 의미를 해결하기 위한 마술같은 식을 짐작해서 알아내야하는 퍼즐은 싫어합니다. 가장 좋은 것은 설명이나 제목 혹은 다른 곳에 직접적으로 혹은 너무 직접적이지 않을 정도로 살짝 찔러주는 정도로 올바른 방향을 알려주는 것입니다. 가장 나쁜 것은 암호나 키워드, 마법의 수 혹은 비밀 주문을 아무런 단서없이 마구 찔러보게 만드는 것입니다. 그러면 재미있을 것 같나요?

A : 내가 지금 숫자를 생각하고 있어. 맞춰봐
B : 음... 7 ?
A : 아니.
B : 11 ?
A : 아니.
B : 백만
A : 아니.
B : 그만둘래.

위치(Location)

가장 좋은 퍼즐 캐시는 중간 위치 혹은 최종 위치와 퍼즐의 내용이 연관이 있는 것입니다. 아마도 최종 위치가 퍼즐 설명문에 들어 있는 농담/개그를 빵 터지게 만들거나, 어떤 특별한 관계가 있어 위치 자체가 의미가 있으면 좋습니다.

찾아오는 캐셔들이 "왜 저를 이곳으로 오게 하셨나요? 이 장소에 무엇이 있길래?)라는 질문에 좋은 답이 있어야 할 것입니다. (사실 이것은 일반 캐시의 경우에도 다르지 않습니다.)

일관성(Integration)

멋진 줄거리, 재미있는 퍼즐, 의미있는 보상 등 여러가지 요소가 잘 결합된, 정말 흥미로운 퍼즐이 있습니다. 더 많은 요소들을 넣어줄 수록(진행과정에서 불시에 발견할 수 있다면 더 좋겠죠) 더 많은 사람들이 그 퍼즐을 좋아하게 될 것입니다.

예를 들어, 원소를 이용한 퍼즐을 풀면, 화학이나 물리학에서 아주 유명한 발견이 이루어진 곳이라는 기념비로 안내된다면 아주 멋질 것입니다. 혹은 별의 등급을 이용한 퍼즐을 풀면, 최종 좌표가 별과 관계된 장소(예를 들면, 천문대라든지, 할리웃의 스타의 거리)라면 더 많은 분들이 좋아할 것입니다.

영구성(Persistence)

퍼즐캐시는 일반캐시만큼 흔하지 않습니다. 따라서 캐시가 없어져도 그것을 알아차리기가 매우 힘듭니다. 아울러, 캐시통이 사라졌을 때, 퍼즐을 풀러 오신 분들이 퍼즐을 잘못 풀었다고 오해할 수도 있습니다. 따라서 캐시통이 잘 사라지지 않을 장소를 선정하는 것이 중요합니다.

온라인 확인(Online Verification)

책상에서 풀 수 있는 퍼즐의 경우, Geochecker와 같이 좌표를 확인할 수 있는 도구의 링크를 포함시키는 것이 좋습니다. 자신이 해답이 맞는지 확인하기 위해서 한참동안 운전하는 수고를 줄여주면 캐셔분들이 감사할 것입니다.

테스트(Testing)

좋을 퍼즐을 만드는 가장 좋은 방법은 그 퍼즐을 발행하기 전에 다른 사람에게 테스트해보는 것입니다. 퍼즐속에 잘못 포함된 오류를 찾아낼 수 있을 뿐 아니라, 사람들이 여러분의 의도대로 문제를 해결하는지 살펴보면서 찾는 사람들에게 필요한 것이 무엇인지를 알아볼 수 있기 때문입니다.

퍼즐을 테스트할 사람으로는 그 주변지역의 퍼즐캐시 소유주 혹은 퍼즐캐시를 찾은 사람이 제일 좋습니다. 인근의 퍼즐캐시를 살펴보시고 메시지를 보내면 됩니다. 제 경험으로는 요청을 한 모든 분들께서 아주 기쁜 마음으로 도움을 주셨습니다.

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이 문서는 http://www.puzzlehead.org/resources/geocache-puzzle-construction-tips/ 를 번역한 것입니다.

무시차 점(無視差點, Non parallax point) 찾는 방법 - 360*180 파노라마

푸른하늘이 — Wed, 18 Jan 2012 10:58:51 +0900

수평 파노라마든, 360*180 파노라마든, 파노라마 사진을 촬영하기 위해서는 동일한 지점을 중심으로 회전하면서 촬영해야 합니다. 그렇지 않으면 사물이 겹친다든지 하는 오류가 발생하게 됩니다. 풍경 촬영과 같이 피사체의 거리가 먼 경우에는 그냥 손으로 들고 촬영해도 무방하고, 삼각대에 카메라를 고정시킨뒤 회전시켜가며 촬영하면 거의 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

하지만, 실내촬영과 같이 피사체와의 거리가 가까운 상태로 파노라마 사진을 촬영할 경우, 오류가 훨씬 심하게 발생하게 되므로, 시차(Parallax)가 발생하지 않는 지점, 즉 무시차점(노달포인트는 잘못된 용어임)을 중심으로 카메라를 회전시켜가며 사진을 촬영해야 합니다. 이를 위한 장비가 바로 로테이터(Rotator) 혹은 파노라마 헤드(Panorama head)입니다. 제가 사용하는 장비는 아래 사진과 같은 큐빅판 M2 / HS-SS 입니다.

파노라마 로테이터를 사용하려면, 먼저 자신의 장비에 맞게 조정을 해야 합니다. 자신의 카메라-렌즈 조합에 따른 무시차점(non parallax point)의 위치를 알아내고, 이 점을 중심으로 카메라가 회전할 수 있도록 조정해주는 과정이 필요한 것입니다. HDVR.org의 노-패럴랙스(일명 노달) 포인트 설정하기를 읽어보시면 자세한 내용을 아실 수 있습니다.

아래는 제가 사용하는 스티칭 프로그램인 PTGui의 FAQ에서 소개된 Finding the no-parallax point 이라는 문서를 마음대로 번역/수정한 것입니다. 여러가지 새로운 내용이 들어있어 소개시켜 드립니다.

1. 시차(PARALLAX)와 입사동공(ENTRANCE PUPIL)

펜을 하나 들고 눈을 감은 후, 배경에 주의를 집중하면서 머리를 좌에서 우로 움직여보세요. 아래 사진처럼 펜이 배경에 대해 좌측으로 움직이는 걸 볼 수 있으실 겁니다.

이처럼 상대적으로 가까운 펜의 위치가 변하는 것은 시차(視差, parallax)라는 효과 때문입니다. 이러한 경우, 이 두장의 사진을 겹쳐서 상응하는 물체를 같은 위치에 맞춰보면, 배경이든 펜이든 둘중의 하나는 어긋날 수 밖에 없습니다. 따라서, 파노라마를 촬영할 때에도 이와 같은 현상이 발생하지 않는 지점에서 모든 사진을 촬영하여야만 합니다. 즉, 파노라마를 촬영하기 위해서 카메라를 회전시킬 때, 카메라의 "눈"이 일정한 위치에 고정되어야 합니다.

인간의 눈이 이 세상을 바라보는 중심점인 것처럼, 카메라의 입사 동공(entrance pupil)이 카메라가 바라보는 장면의 중심점입니다. 바로 이점을 기준으로 카메라를 회전시켜야 합니다. 이 점을 무시차 점(無視差點, NPP, Non parallax point)이라고 합니다. 예전에는 일반적으로 렌즈의 전면 노달 포인트 (front nodal point)를 중심으로 카메라를 회전시키는 것이 이상적이라고 생각해 왔습니다. 현재 이는 잘못된 것이라고 판명되었지만(여기 참조), 일반적으로 "노달 포인트"를 찾기위해 개발된 방법은 실제로 입사동공을 찾게 되므로, 결과적으로는 문제가 없습니다. 다만, 그점을 "노달 포인트"로 부르는 것은 완전히 잘못된 것으로서, 노달 포인트는 렌즈 시스템에서 완전히 다른 위치 입니다.

참고: 위에서 설명한 것은 엄격히 표준 직교렌즈(rectilinear lens, 직선이 직선을 촬영되는 렌즈)에 적용되는 것이며, 어안렌즈는 이 투토리얼 끝부분에 있는 '참고'에 써둔 것과 같이 이 모델에 정확히 적용할 수 없습니다. 그러나, 파노라마 헤드를 조정하는 절차는 유사합니다.

2. 스티칭 오류와 시차(STITCHING ERRORS AND PARALLAX)

카메라를 입사동공을 중심으로 회전시키지 못할 경우, 스티칭 오류가 발생합니다. 그러나, 파노라마 사진에 스티칭 오류가 발생했다고 해서 시차로 인한 것이라고 가정하는 것은 잘못입니다. 시차가 발생하지 않도록 카메라를 완벽하게 설치한다고 해도, 스티칭 오류는 발생합니다. 렌즈 왜곡이 충분히 보정되지 않았을 때, PTGui에서 기준점이 잘못 배치되었을 때 등의 경우에도 발생합니다. 구름이나 나뭇가지의 이동 등도 문제를 유발할 수 있습니다. 이러한 스티칭 오류는 지능적으로 블렌딩 - 수작업(.psd 파일에서 레이어 마스크를 사용하여 편집) 또는 자동(Smartblend 와 같은 블렌딩 소프트웨어 활용) - 하면 최소화 시키거나 거의 완벽하게 감출 수 있습니다.

만약 여러분의 카메라가 시차가 발생하지 않도록 정확히 설치되었는지 알고 싶다면, 시차의 존재를 파악하기 위한 특별한 테스트를 수행해야 합니다.

3. 직접적인 방법 - SLR만 적용가능

일안반사식 카메라의 경우 대부분 그다지 어렵지 않게 무시차 점을 찾을 수 있습니다. SLR의 경우 뷰파인더를 밝은 빛쪽으로 향하게 한 뒤, 렌즈를 들여다 보면 입사동공이 밝은 점으로 보입니다. 렌즈를 예를 들면 f/16과 같이 조리게를 좁히고, 카메라의 심도 미리보기 버튼(depth of field preview button)을 눌러봅니다. 두눈을 뜬 상태로 보면 밝은 점의 개략적인 위치를 쉽게 판별할 수 있습니다. 손가락을 렌즈 경통옆으로 움직이면서 입사동공과 손가락의 거리가 같도록 움직여보면 됩니다. (어안렌즈의 경우, 조리개를 줄일 필요가 없습니다. 조리개를 완전히 개방하더라도 점의 크기가 작기 때문입니다.)

이를 이용하면 파노라마 헤드에서 카메라 위치를 기발한 방법으로 조정할 수 있습니다. 즉, 카메라를 회전시키면서 입사동공의 위치를 관찰하면서 좌우측으로 얼마나 움직이는지 살펴보는 것입니다. 이 방법은 어안렌즈와 같이 초점거리가 짧은 렌즈에 적합합니다.

그러나 먼저 파노라마 헤드에서 카메라의 위치를 조정하여, 입사동공이 회전축과 나란하도록 해야 합니다. 이를 위해서는 먼저 카메라를 수직방향으로 아래로 향하도록 회전시킵니다. 그 다음 파노라마의 회전축 중심(예를 들면 cubic pan의 경우 회전축의 6각 나사)가 사진의 정중앙이 되어야 합니다. 렌즈에 따라서는 이러한 조정을 할 수 있을만큼 충분히 가까운 거리에 초점을 맞출 수 없을 수 있지만, 임시로 다른 렌즈로 바꿔서 조정해도 무방합니다. 다른 방법으로는 좌측 그림처럼 파노라마 헤드를 수평으로 둔 후, 렌즈 앞에 추를 늘어뜨려 입사 동공과 회전축이 수직을 유지하는지 눈으로 확인하면 됩니다. (사진에서는 실을 렌즈 위쪽에 테이프로 붙여두었지만, 손으로 가만히 잡고만 있어도 됩니다.)

횡방향 위치가 정확하지 않으면, 스티칭한 파노라마에서 파노라마 헤드가 부서져서 톱니바퀴 모양으로 나타납니다. 오른쪽 사진이 가장 전형적인 예입니다.

파노라마 헤드의 윗부분이 원형 톱 모양이 됩니다. 이 사진의 경우에는 "톱니"가 시계방향으로 회전으로 잘리는 모양이 되었습니다. 이는 입사동공이 카메라 뒤에서 보았을 때 파노라마 헤드축의 왼쪽으로 치우쳤다는 것으로, 카메라를 약간 오른쪽으로 이동시켜야 합니다. 톱니가 반시계방향 회전에 잘리는 모양이라면 카메라를 왼쪽으로 이동시켜야 합니다.

다음으로 입사동공의 밝은 점의 이동을 점검할 때, 고정된 기준이 될 수 있는 일종의 고정식 관측장치가 필요합니다. 아래는 바늘과 두꺼운 종이로 만든 것입니다.

또한 다쓴 볼펜심을 렌즈 앞에 설치하여, 구멍을 통해 밝은 점을 볼 수 있도록 하는 방법도 사용했습니다. 만약 카메라를 시계방향으로 회전시킬 때 점이 왼쪽으로 이동한다면, 입사동공이 회전측 앞에 있다는 뜻으로, 카메라를 뒷쪽으로 약간 옮겨야 하며, 오른쪽으로 이동한다면 카메라를 앞쪽으로 이동시키면 됩니다. 점이 고정되어 있다면 입사동공이 무시차 점에 위치한 것입니다. 아래 그림은 카메라가 회전축보다 훨씬 뒤쪽에 있을 때의 모습입니다.

카메라가 한 촬영지점에서 다음 촬영지점(예를 들면, 수평방향으로 60도씩 6번 촬영할 경우, -30도와 +30도 지점)으로 회전할 때 입사동공이 움직이지 않을 때까지 카메라의 위치를 앞 뒤로 약간씩 이동시킵니다. 카메라 위치를 조정하는 가장 빠른 방법은 먼저 카메라가 정면을 바라보도록(0도) 설치하는 것입니다. 그 다음 +30도 위치로 회전시킨 뒤, 입사동공이 이동하지 않는 지점으로 카메라를 이동시킵니다. 다음으로 -30도 위치로 회전시킨뒤 점검을 합니다. 아래는 그 결과입니다.

중요한 것은 입사동공이 +30도 0도 -30도 등 모든 각도에서 동일한 위치에 있어야 한다는 것입니다.

입사동공의 상하위치가 올바른지 체크하려면 아래 그림과 같이 카메라가 달려있는 지지대를 180도 회전시켜서 다시 카메라를 정면으로 향하게 하면 됩니다. 위와 같은 방법으로 입사동공의 위치가 동일하도록 조정하면 됩니다. 이때, 수평 위치도 다시한번 체크해 볼 수 있습니다.

4. 전통적인 방법

가장 정확한 방법은 기본적으로 다른 많은 분들이 기술한 방법과 동일합니다. 일반적인 파노라마를 촬영할 때 처러 중첩하여 촬영하되, 창문 유리를 통해 먼 경치를 촬영하는 것입니다. 이때 중첩되는 부분의 창 유리에 테이프를 떨어뜨리고 카메라와 창문의 거리는 약 50cm 정도로, 그리고 조리개는 f/22 이상으로 조여줍니다. (물론 카메라의 흔들림을 방지할 수 있도록 삼각대를 확실하게 고정해야 합니다.) 이제 사진을 촬영한 뒤, 배경과 테이프의 위치를 비교합니다. 아래는 어안렌즈로 촬영한 사진에서 중첩되는 부분만 잘라낸 것입니다.

포토샵(Photoshop)에서 사진을 비교하는 것은 간단합니다. 사진들을 동일한 위치에 맞추고 레이어로 설정해두면, 맨 위 레이어를 on/off 하면서 테이프의 이동량을 확인할 수 있습니다. 위 사진은 카메라를 왼쪽(좌측 사진)과 오른쪽(오른쪽 사진)에서 촬영한 것입니다. 오른쪽 사진을 보면 테이프 오른쪽 부분은 더 많이 보이고, 테이프 왼쪽부분은 좀 덜 보입니다. 이것은 입사동공이 회전축보다 앞에 있다는 뜻으로 카메라를 약간 뒤쪽으로 이동시켜야 합니다. 다시 두장을 촬영하여 비교하는 과정을 반복하면 시차가 없는 위치를 찾을 수 있습니다.

아래는 이러한 과정을 통해서 무시차 점((無視差點, Non parallax point)을 찾은 결과입니다.

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이 글은 http://www.johnhpanos.com/epcalib.htm 를 번역한 것입니다. 원래 제가 번역한 부분 이후에도 다른 내용이 있는데, 더이상 재미도 없고 해서 그냥 생략했습니다. 참고하세요.

민, 푸른하늘

머리를 쥐어짜게 만드는 미스터리(퍼즐) 캐시

푸른하늘이 — Mon, 26 Dec 2011 15:22:40 +0900

얼마전, 저는 한번도 만나지 못했지만, 우리나라에도 몇번 다녀가신 timothy banks 라는 분으로부터 제안을 받았습니다. 우리나라에는 미스터리 캐시가 많지 않다고, 저하고 같이 만들고 싶다는 겁니다.

제가 물리적으로 캐시통을 설치하고 좌표를 넘겨주면, 그분이 나머지를 모두 처리하기로 했습니다. 그렇게 해서 만들어진 캐시가 바로 아래에 있는 캐시입니다.

Friends have all things?

설명을 읽어보시면 아시겠지만, 이 캐시는 그냥 읽어봐서는 어떻게 찾아야 할 지 전혀 감을 잡을 수 없습니다. 설명에는 어떻게 암호를 풀어야 하는지 단서가 아무것도 없기 때문입니다. 설명에서 그나마 도움이 될 만한 것은 그림과 암호가 서로 관계가 있다는 것 뿐입니다.

아래가 암호입니다. 물론 이 암호를 바로 해독하는 건 불가능합니다. 암호를 풀기위해서는 어떠한 방식의 암호인지를 알아내고, 암호를 풀기 위한 키(열쇠)가 필요합니다.

KMBSY BZV.D MHJXX SHULG BVFMN SAQKA BOGYE PVJVN OHMWN SMAIB CVMQQ AVDLL KHKRQ GEWVL NJUUK ZCDJZ IATVU ARJVN OHMWR AIDGD MTMYZ WADZA IHEOJ PHZKZ I

아래는 캐시 설명속의 그림입니다. 별로 관계가 없이 보이는 사진들이 무질서하게 들어 있을 뿐이지만, 이 사진들은 모두 공통점이 있습니다. 물론 그 공통점이 암호를 풀 수 있는 단초가 됩니다. 그런데 이 공통점을 알아낸다고 끝나는 게 아닙니다. 이것을 기초로 구글링을 통해 암호를 풀어내야 합니다.

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이런 종류의 캐시가 외국엔 꽤 많은 모양입니다. 특히 유럽쪽에는 다양한 퍼즐(미스터리) 캐시가 존재합니다. 언어의 문제도 있고, 사회 문화적 배경을 알아야 하는 것들도 있으며, 해결하는데 꽤 많은 시간이 걸리기 때문에 잠시 출장이나 여행을 다녀오는 사람들이라면 외국의 퍼즐 캐시는 그림의 떡에 불과합니다.

우리나라에도 퍼즐 캐시가 있습니다. 여길 들어가 보시면 현재 총 204개가 있다고 나옵니다. 그런데 우리나라에 있는 퍼즐 캐시들은 대부분 간단한 종류입니다. 그나마 조금 복잡하다는 게 매직아이(Magic Eye)에 좌표가 감추어져 있는 경우, 수도쿠(Sudoku) 퍼즐을 풀어야 하는 경우 등입니다. 물론 이런 캐시들도 재미있기는 하지만 머리를 쥐어짜야 한다거나 여러가지 새로운 사실을 배울 수 있다거나 하는 복잡한 퍼즐 캐시는 없었습니다.

우리나라는 아직 지오캐싱에 관해서는 초보적인 수준입니다. 좀 더 많은 분들이 계시다면 좀더 재미있는 캐시들이 많이 만들어질텐데... 하는 점이 좀 아쉽습니다. 어쨌든 쉽게 찾을 수 있는 캐시도 소중한 만큼, 육체적으로든 정신적으로든 많은 시간과 노력을 기울여야 찾을 수 있는 캐시도 소중하다고 생각합니다.

어제 지오킹님이 FTF를 하셨지만, 암호는 아직 아직 아무도 못풀었습니다. 몇몇 분이 지금 머리를 쥐어짜며 고민하고 있는 것으로 압니다만, 아마도 2-3일 정도, 아님 일주일 정도는 더 걸리지 않을까... 싶네요. 지오킹님이 드뎌 암호를 푸셨다네요. 생각보다 빨리 푸셨네요. 짝짝

혹시 지금이라도 도전해보고 싶으세요? 그럼
- 먼저 그림속에 들어있는 그림들의 공통점을 찾는다.
- 그 단어와 CIA 를 넣어 구글에서 검색해 본다.

여기까지만 갈 수 있다면 이 캐시가 무얼 의미하는 지 찾을 수 있을 겁니다. 그러면 일단 50% 정도는 해결했다고 할 수 있겠네요. 꼭 성공하시길~~

민, 푸른하늘

라이카 카메라(Leica Camera)

푸른하늘이 — Thu, 24 Nov 2011 11:52:23 +0900

독일 광학회사인 라이카 카메라(Leica Camera AG)는 라이카(Leica) 카메라를 생산하는 회사이다. 이 회사의 전신인 에른스트 라이츠(Ernst Leitz GmbH)는 현재 라이카 카메라(Leica Camera AG), 라이카 지오시스템즈(Leica Geosystems AG), 라이카 마이크로시스템즈( Leica Microsystems AG) 등 3개사로 분사되었는데, 각각 카메라, 측량기기, 현미경을 생산한다. 이중 라이카 마이크로시스템즈가 모회사로서, 라이카 카메라 및 라이카 지오시스템즈에 저작권을 제공하고 있다.

라이카 카메라의 역사(History)

이차세계대전 이전(Before WWII)

1913년, 독일 베츨라(Wetzlar)에 위치한 에른스트 라이츠 광학(Ernst Leitz Optische Werke)에 근무하던 오스카 바르낙(Oskar Barnack)은 최초의 라이카 원형을 제작하였다. 이 카메라는 원래 풍경사진 (특히 등산시)을 촬영할 수 있는 소형 카메라를 개발하고자는 목적이었는데, 영화용 표준 35mm 필름을 사용한 최초의 실질적인 35mm 카메라였다. 영화용 카메라는 필름을 수직방향으로 배송하여 프레임 크기가 18x24mm 이지만, 라이카 카메라는 수평방향으로 배송하여 프레임의 크기를 24x36mm (비율 2:3)로 확장시켰다.

Ur-Leica ("original Leica"), from 1914

라이카는 여러가지 실험을 거친후, 1923년 바르낙이 사장인 에른스트 라이츠 2세를 설득하여, 공장내부 테스트 및 외부 사진사의 테스트를 위하여 31대의 양산전 원형(pre-production prototype)을 생산하였다. 이 원형에 대해 평판은 여러가지로 갈렸지만, 1924년 에른스트 라이츠는 판매용으로 생산하기로 결정하였다. 이 카메라는 1925년 라이프치히 봄 박람회(Leipzig Spring Fair)에서 Leica I (LEItz CAmera)란 이름으로 출품하여 즉각적인 성공을 거두었다. 1/20초 ~ 1/500초를 지원하는 포칼플레인 셔터(focal plane shutter)를 장착하였고, 노출시간 조정 다이얼에는 Zeit(시간)을 의미하는 Z가 표기되어 있었다.

Ur-Leica replica, on display at Vevey photography museum

Reproduction of the Leica Prototype, 1913, 1:3,5

Leica I

라이카에 대한 바르낙(Barnack)의 개념은 작은 카메라를 사용하여 작은 음화(negative)를 촬영한 후, 확대로 큰 사진을 만드는 것("작은 음화, 큰 사진(small negative, large picture)" 개념)으로, 선명한 음화를 얻기 위해서는 고품질의 렌즈가 필요했다. 바르낙은 초기 원형 카메라에 자이스 테사르(Zeiss Tessar)를 시험해 봤으나, 테사르는 18x24mm 영화포맷용으로 설계되어, 라이카의 24x36mm 음화용으로는 부적당하였다. 라이츠 수마르(Leitz Summar) 렌즈도 테스트해 보았지만, 바르낙이 염두에 둔 해상도를 얻기 위해서는 특별히 설계된 렌즈가 필요하였다.

최초의 라이카 렌즈는 1893년 라이카의 맥스 베렉(Max Berek) 교수가 쿠크 삼중렌즈(Cooke triplet)에 기반하여 수정한 50mm f/3.5 렌즈였다. 이 렌즈는 5매/3군 렌즈로서 3번째 그룹은 세개의 렌즈를 접착한 것으로 처음에는 라이츠 아나스티그마트(Leitz Anastigmat, 비점수차 보정 렌즈)라고 불리었다. 다른 삼중렌즈와는 달리 라이츠 아나스트그마트는 조리개가 첫번째와 두번째 그룹 사이에 위치했다. 라이카가 발매될 때 이 렌즈의 이름이 ELMAX(E Leitz and MAX Berek)으로 개칭되었다. 1925년 라이츠 연구소에서는 광학성질이 향상된 유리를 생산하자, 베렉 교수는 ELMAX를 개량하여 ELMAR라는 4매/3군 렌즈를 개발하였다. ELMAR의 3번째 그룹은 2개의 렌즈를 접착한 것으로, 제작하기가 쉬워 생산비용도 절감되었다. 베렉 교수는 헥토르(Hektor)와 렉스(Rex)라는 두 마리의 개가 있었다. 첫번째 개의 이름은 Hektor는 라이카 렌즈 시리즈에 사용되었고, 두번째 개의 이름은 수마렉스(SummaREX)에 사용되었다.

1930년에 직경 39mm 나사식 마운트(screw thread)에 기반한 렌즈교환형인 Leica I Schraubgewinde 가 출시되었다. 이 마운트를 일반적으로 "라이카 쓰레드 마운트(Leica Thread Mount)" 혹은 LTM 이라고 한다. 50mm 표준렌즈외에도 35mm 광각 및 135mm 망원렌즈도 제공되었다. 1930년대 중반에는 전설적인 연초점(soft-focus)렌즈인 Thambar 90mm f2.2 가 설계되었고, 1935년부터 1949년까지 3000 개 이하의 적은 수만 생산되었다. 현재 이 렌즈는 수집가들이 열망하는 희귀 아이템이다.

1932년에는 거리계(rangefinder)를 렌즈초점조절장치와 결합시킨 Leica II가 출시되었다. 이 모델은 별도의 뷰파인더(작은 영상을 보여줌)와 거리계를 가지고 있었다. 1932년에는 플렌지(flange)와 필름면과의 거리가 28.8mm 로 표준화되었는데, Leica 모델 C에서 최초로 적용된 후, 다음해 Leica Standard 이후로 계속하여 적용되었다.

Leica III 에는 저속셔터(1초)가 추가되었으며, IIIa에는 1/1000 초가 추가되었다. IIIa는 바르낙 생전의 마지막모델로, 바르낙이 전적으로 책임진 마지막 모델이다. 라이츠는 1957년까지 원래 모델을 계속 수정해나갔다. 마지막 버전인 IIIg에는 여러개의 프레임 선들이 새겨진 커다란 뷰파인더가 포함되었다. 이들 모델은 모두 원형 다이얼과 사각 윈도의 기능적 조합이었다.

스크류 마운트 중 거의 마지막 모델인 Leica IIIf (1950), 렌즈는 50mm/f1.5 Summarit

초기의 Leica 카메라에는 1945년 5월전 독일 특허를 의미하는 D.R.P. (Deutsches Reichspatent)가 새겨져 있었다. 이는 아마도 1923년 11월 3일에 베츨라(Wetzlar)의 에른스트 라이츠 광학(Ernst Leitz, Optische)에 부여된 독일 특허 No. 384071 "Rollfilmkamera"를 참조하는 것으로 보인다.

이차세계대전 이후(After WWII)

전쟁 후에도 라이츠에서는 1950년대까지 최신 Leica II와 Leica III 모델을 생산하였다. 그러나 1954년 라이츠에서는 새롭게 바요넷(bayonet)형 렌즈 마운트인 라이카 M 마운트와 함께 라이카(Leica) M3를 발표하였다. 새로운 카메라는 또한 거리계(rangefinder)와 뷰파인더를, 가운데에 밝은 이중상이 있는 하나의 밝고 큰 뷰파인더로 결합하였다. 이 시스템은 또한 시차 보정(parallax compensation) 시스템도 도입하였다. 아울러, 새로이 고무처리한 안정적인 포컬플레인 셔터(focal-plane shutter)가 장착되어 있었다. 라이카 M은 계속 개선되었다. 최신 버전은 M7 과 MP로서 둘다 28, 35, 50, 75, 90, and 135 mm 렌즈를 위한 프레임이 있는데, 다른 렌즈를 끼우면 자동적으로 나타난다.)

Leica MP(2003)와 M3(1954)

전후 모델에는 DRP 대신 Deutsches Bundespatent (연방독일특허, Federal German Patent)를 의미하는 DBP가 새겨져 있다. 수많은 카메라 회사들이 라이카 거리연동계 카메라를 기반으로한 모델을 제작하였다. Leotax, Nicca, Canon 초기모델, 미국 Kardon, 영국 Reid, 소련의 FED 및 Zorki 등이 그러한 예이다.

Factory Upgrades

라이츠에서는 초기모델 카메라에 대해 적어도 1950년대 중반까지 factory upgrade(공장으로 보내어 기능을 개선)를 제공하였다. 많은 카메라들이 공장으로 보내져 최신 모델의 사양으로 업그레이드되었다. 이렇게 개조된 카메라에는 원 카메라의 시리얼 번호가 그대로 남아 있다.

일안반사식 카메라(Single-lens reflex cameras)

1964년부터 라이카에서는 일안반사식 카메라를 생산하였다. 라이카플렉스(Leicaflex)를 시작으로 Leicaflex SL와 Leicaflex SL2 가 뒤를 이었고, 그후 미놀타(Minolta)와 협력하여 R3로부터 R7까지 R 시리즈를 생산하였다. Leica R8은 다시 라이카에서 완전히 설계하고 제작하였다. 현재 모델은 Leica R9으로, 디지털 모듈 백(Digital Module back)을 장착할 수 있다. 라이카는 자동노출(auto-exposure)모델 생산에는 늦었으며, 자동초점을 지원하는 R 시리즈는 생산하지 않았다. 라이카 미국 공식 웹사이트에서는 2009년 3월 25일, R시리즈 생산을 중단한다고 고지하였다. 그 이유는 "새로운 카메라 개발이 Leica R 카메라와 렌즈 생산에 영향을 미쳐, 판매량이 급감했다. 따라서 슬프게도 더이상 라이카 생산체계에서 Leica R-시스템을 생산할 수 있는 경제적 기반이 사라졌다."

좌 : The Leica R4 (1980) 80, 90년대의 라이카 SLR의 대표적 모습
우 : The Leica SL2 MOT (1974) Leicaflex 의 최고전성기

개념적으로 라이카 비조플렉스(Leica Visoflex)는 거리계연동(rangefinder)와 SLR을 연결해준 시스템이었다. 비조플렉스는 Leica 거리계연동 카메라의 렌즈마운트(스크류 마운트와 M시리즈 각각 별도의 버전)에 장착하여, 이 시스템용으로 만들어진 렌즈를 붙일 수 있는 거울 반사통(mirror reflex box)이었다. 초점은 카메라에 달려있던 거리계가 아니라, 간유리 초점스크린(groundglass screen)을 이용해 설정했으며, 연결장치를 통해 거울과 셔터를 동시에 눌러 촬영하였다. 카메라 거리계는 원래 초점거리가 긴 렌즈에 대해 거리를 정확하게 맞출 수 없었으나, 비조플렉스는 훨씬 초점이 긴 렌즈도 사용할 수 있었다.

The Leica Visoflex II (1960)

라이츠는 역사적으로 수많은 광학적 발명을 이루었다. 비구면 렌즈, 멀티코팅렌즈, 희토류 렌즈 등이 그 예이다. 라이카 광학은 최대구경에서도 뛰어난 성능을 발휘하여, 자연광 사진에 잘 어울린다고 선전하였다.

최초의 라이카 반사식 케이스는 1935년 200mm f/4.5 Telyt 렌즈와 함께 출시된 PLOOT이었다. (이 제품을 SLR로 볼 수 있다면 라이카가 최초의 SLR을 생산했다고 할 수 있다.) 게다가 1964년 라이카플렉스(Leicaflex)가 나올 때까지, PLOOT 와 Visoflex는 SLR에 대한 라이카의 유일한 대안이었다. 1951년 PLOOT를 개조한 Visoflex I 이 출시되었다. 1960년에는 이보다 훨씬 소형화된 Visoflex II 가 나왔다. 비조플렉스 II는 LTM(스크류마운트)와 M-바요넷을 동시에 지원한 유일한 Visoflex 버전이있다. 1964 년에는 즉시반환거울이 탑재된 Visoflex III가 출시되었다. Visoflex와 함께 사용할 수 있는 라이카 렌즈로는 65, 180 (희귀함), 200, 280, 400, 560, 800mm 등이 있었다. 아울러 여러가지 거기계연동 카메라용 렌즈들도 어댑터를 사용하면 Visoflex에 장착할 수 있었다. Visoflex는 1984년 단종되었다.

Leica의 SLR에 대한 대응: Leica IIIf (65mm f/3.5 Elmarit)에 Visoflex II

라이카에서는 다양한 악세서리를 제공하였다. 예를 들어 어댑터를 사용하면 LTM(스크류마운트) 렌즈를 M 카메라에 쉽게 장착할 수 있다. 비슷하게 Visoflex 렌즈도 어댑터를 사용하여 Leicaflex와 R 카메라에 사용할 수 있다. 게다가 어떤 LTM 및 M 거리계연동 렌즈의 경우, 라이카플렉스나 R 카메라는 물론이고, 일부 광학부를 제거하고 어댑터를 끼우면 Visoflex에 장착할 수 있어, SLR 렌즈로도 사용할 수 있었다.

회사 구조변경(Company changes)

라이츠(Leitz)는 1986년, 유명해진 라이카 브랜드를 감안하여 사명을 라이카(Leica)로 변경하였다. 이때 라이카는 회사를 베츨라(Wetzlar)에서 인근의 솔름(Solms)로 이전하였다. 1996년에는 라이카 카메라(Leica Camera)가 라이카 그룹으로부터 분리되어 공개회사가 되었다. 1998년에는 라이카그룹이 라이카 마이크로시스템즈(Leica Microsystems)와 라이카 지오시스템(Leica Geosystems)으로 분리되었다.

라이카 카메라의 활용(Use)

라이카 카메라는 특히 거리사진과 관계가 깊다. 그중에서도 20세기 중반에서 말까지, 예를 들어 유명 사진작가인 Cartier-Bresson 의 경우 라이카를 애용하였다.

Henri Cartier-Bresson 의 최초의 라이카

라이카 카메라, 렌즈, 악세서리, 판매용 인쇄물 등은 모두 수집품이다. 현재 수십종의 라이카 책과 수집가 가이드가 나와 있는데, 그중에서도 James L. Lager 가 일러스트레이션으로 역사를 표현한 3권짜리 책(Leica An Illustrated History)이 가장 유명하다. 초기의 카메라나 희귀한 카메라아 악세서리는 시장에서 매우 높은 가격에 팔린다. 군용 표식이 달린 라이카 카메라는 매우 프리미엄이 높다. 가짜 표시를 한 소련산 개조 복제품 시장도 있다고 한다.

라이카와 파나소닉(Leica and Panasonic)

라이카 브랜드의 렌즈가 현재 여러 파나소닉 디지털 카메라(Lumix)와 비디오 카메라에 사용되고 있다. 이 렌즈들은 파나소닉에서 라이츠 품질 기준에 따라 제작되고 있다. 두 회사간의 협력은 모든 레벨에 걸쳐있다. 여러 엔지니어링 팀이 각각의 전분야에서 기여를 하고 있다. 파나소닉/라이카 모델은 디지털 카메라의 광학 영상 안정화장치(optical image stabilization)에서 처음 시작되었다.

라이카 카메라 및 렌즈 목록(List of Leica cameras and lenses)

초기 모델(Early models)

라이카(Leica) I — 1925년 라이프치히 봄 박람회(Leipzig Spring Fair)에서 처음으로 소개된 모델로, 1913년 바르낙이 개발한 Ur-Leica와 1923년의 Prototype 1을 기반으로 개발되었다. 뒤를 이어 Leica Luxur 와 Leica Compur 가 시판되었다. Leica I, Luxur, Compur 모델을 모두 합하여 60,586 대가 제작되었다.) 이들을 위한 교환형 렌즈는 1930년에 처음 나왔다.

렌즈교환식 스크류마운트 바디의 라이카 35mm 시리즈:

라이카 스탠다드(Leica Standard) — 1932. 필름에서 렌즈플랜지(lensflange)까지의 거리가 28.8mm로 설계된 최초의 라이카 카메라.
Leica II — 1932. 최초로 렌즈초점조절장치와 거리계(rangefinder)가 통합된 라이카 카메라
Leica III — 1933. 이 모델에서 슬로 셔터(slow shutter)가 도입됨.

라이카 IIIf 거리계연동 카메라 (Summarit 50mm f/1.5), 외장 뷰파인더

C 시리즈(똑딱이)

Z2X
C1
C2
C3
Leica Minilux 40mm
Leica Minilux Zoom
Leica CM 40mm
Leica CM Zoom

M 시리즈(거리계연동)

M3 — 1954년 독일 포토키나 전시회(German Photokina exhibition)에서 처음 소개된 M3는 현재까지도 생산되고 있는 라인인 라이카 M 시리즈의 최초의 모델으로서, 바요넷 형 마운트가 채택된 최초의 라이카 바디였다. 1956년 광고에서는 "완벽한 사진에 대한 평생의 투자(lifetime investment in perfect photography)로 취급되었다. M3는 .92배의 파인더가 달려있는데, 모든 M 카메라중 가장 비쌌다. 이 이유는 35mm 렌즈에 좀더 넓은 화면이 가능하도록 뷰파인더/레인지파인더 화면 앞에 "고글(goggle)"을 끼워야 했기 때문이다. M3는 회전식 다이얼(knob) 대신 레버(lever)로 필름을 감았는데, 최초의 M3에서는 2번을 감아야 했으나, 1958년부터는 한번에 감을 수 있도록 변경되었다. 초기의 M3에는 프레임선을 바꿀 수 있는 프레임 미리보기 선택 레버(frame preview selector lever)가 없었다.
MP — 1956–57 (총 402 세트가 제조됨). 오리지널 MP는 M3를 기반으로, 라이카비트(Leicavit) 방아쇠식 필름감기장치를 장착할 수 있었다. MP는 원래 "M Professional"이라는 뜻으로 사진기자용으로 의도된 카메라였다. 이 시리즈의 M은 원래 거리계(rangefinder)와 뷰파인더(viewfinder)를 결합한 독일어인"Meßsucher"로부터 유래되었다.

Leicavit MP
M2 — 1958–67 (88,000 세트). M3를 간소화한 저가형 버전인 M2는 35mm 렌즈를 더 쉽게 사용할 수 있도록 0.72배의 간단한 거리계(rangerfinder)가 달려 있었다. 이후 0.72배는 이후의 M 카메라의 표준 뷰파인더 배율이 되었다. M2에는 M3로부터 자동 재설정 필름 프레임 카운터가 생략되었다.
M1 — 1959–64 (9,392 세트). 과학용/기술용으로 M2를 간소화한 모델로, 거리계가 없는 뷰파인더 카메라였다. 1965년에 MD(뷰파인더가 없음)와 1967년 MDa(M4 기반)로 대체되었고, 1980년에는 M4-2를 기반으로한 MD-2로 최종 대체되었다.
M4 — 1967–75 (50,000 세트); 1974–75 (6,500 세트). 35mm 및 135mm 렌즈에 대한 거리계 프레임선을 추가. 튀어나온 되감기 크랭크(canted rewind crank)가 도입됨. (이전 M 시리즈엔 다이얼 방식이었음) M5와 함께 타이머가 장착된 최후의 M 카메라임
M5 — 1971–75 (31,400 세트). 통합형 TTL 측광기가 추가됨. 렌즈 뒤쪽에 위치한, 기계식 흔들리는 팔형태의 CDS 셀의 측광계를 가진 최초의 Leica 카메라. 이 기능을 추가하기 위해 기존 M3 보다 바디가 커져야 했음. 렌즈 후면요소나 측광기구가 망가질 우려때문에 일부 광각렌즈(초기의 21mm f4.0 과 f3.4)는 사용할 수 없게 됨. 비슷한 이유로 M5에서는 침동식렌즈가 접어들어가지 못하였음. 이러한 제한은 Leica CL에도 적용됨. M4와 함께 타이머를 가진 최후의 M 카메라임
CL — 1973–76 (Compact Leica). Leitz-Minolta CL, 40mm Summicron-C f2 와 90mm Elmar-C f4 등 이 카메라 전용 2가지 렌즈와 함께 출시됨. M5와 비슷한 내부 측광기 - 흔들리는 막대 위에 CDS 셀. 아울러 CL은 수직주행 셔터를 가진 유일한 M-바요넷 카메라로 유명함. 미놀타는 후일 향상된 전자식 버전인 Minolta CLE를 제작 판매함. CLE에는 자동노출, 필름에서 떨어진 TTL 측광, TTL 플래시 측광 등을 탑재했으며, 40mm/f2, 28mm/f2.8, 90mm/f4 등 세가지 M-Rokkor 렌즈가 제작되었다.
M4-2 — 1977–80 (17,000 세트). 1975부터 생산. 모터 채용으로 더 강한 장치. 전기식 플래시용 핫슈를 탑재한 최초의 M. 타이머 없음. 캐나다에서 생산
M4-P — 1980–86. 28mm 및 75mm 렌즈용 거리계 프레임선을 추가함
M6 — 1984–98. M3 형태에 현대식이며, 셔터와 분리되고, 움직이는 부분이 없고 뷰파인더에 LED를 넣은 측광기를 최초로 결합한 카메라. 비공식적으로 "M6 TTL"과 구분하고 "Classic" M3 디자인을 유지했음을 알리기 위해 M6 "클래식"으로 지칭됨.

Leica M6 Black Chrome

M6J — 1994. Leica M 시스템 40주년을 기념하기 위해 제작된 수집가용 한정판으로 1,640대 제작됨. 1966년 이래 고배율 파인더인 0.85배 파인더를 도입한 것으로 유명함. 1998년부터 시작된 0.85 카메라의 기반이 됨.
M6 0.85 — 1998. M6의 경우 초점거리가 긴 렌즈의 촛점을 쉽게 맞추고, 50mm/f1.0 Noctilux, 75mm/f1.4 Summilux와 같이 빠른 렌즈를 정확하게 초점을 맞추기 위해 .85 배율의 뷰파인더를 별도 주문할 수 있었다. 이 모델에는 28mm 프레임선이 포함되어 있었다. 3,130 세트가 제작(모두 블랙크롬)되었으며, 한정판 M6를 제외하면 상당히 드문편이다.
M6 TTL — 1998–2002. .72 및 .85 뷰파인더 버전이 있다. 2000년부터 안경쓴 사람을 위해 .58 뷰파인더 라인이 추가되었다. TTL 플래시를 지원. 전자장치가추가되면서 2mm 만큼 높아졌으며, 셔터 다이얼이 이전 모델과 반대방향이다. (전통적으로 시계반대방향이 셔터스피드를 증가시킴)
M7 2002. TTL 노출, 조리개 우선방식과 매뉴얼 노출. 전자식 셔터와 1/60 및 1/125 등 두가지 기계식 속도가 있었다. .58, .72, .85 뷰파인더 포맷 버전이 있었으며, 각기 다른 프레임라인이 그려져 있었음. M6 TTL과 동일한 높이와 반시계방향 셔터 다이얼. 고체 티타늄으로 만들어진 M7을 생산하고 1개 이상의 티타늄색 렌즈와 함꼐 공급하였음
MP — 2003 — 현재 (2008년 당시). 오리지널 MP에 대해 경의를 표하는 의미로 새로운 MP(이번에는 "기계적 완벽(Mechanical Perfection)"의 의미)는 외형에서는 오리지널을 닮았지만(되감기 크랭크를 다이얼 방식으로 되돌리기까지함) 기능적으로는 M6 클래식에 가깝다. M6에 비해 뚜렸한 기능적 향상으로는 거리계(rangefinder)를 개조하여 플래어를 줄인 것이다. 라이카비트(Leicavit) M은 새로운 MP용 악세서리로서, 오른손으로 이 방아쇠형 필름감기를 돌리면 초당 2-2.5 프레임까지 촬영가능하다. 새로운 MP는 크롬색 및 검은색이 있으며, 뷰파인더 배율은 .58, .72, .85 등이 있다.
A La Carte Program 2004 — 현재. 금속외장, 가죽종류, 뷰파인더 배율, 사용자 식자 등을 조합할 수 있는 프로그램
M8 — 2006–09. M8은 10.3 메가픽셀 센서를 채용한 최초의 디지털 M 카메라이다. 이센서는 표준 35mm 필름의 1.3배 크롭으로서, 그 이전의 제품에 비해 화각이 넓은 효과를 가지고 있다.
M8.2 — 2008–09. Leica M8을 약간 개조한 버전으로 조용한 셔터, 사파이어 글래스 LCD 스크린 커버, 새로운 가죽 코팅 등의 특징이 있다.
M9 — 2009 — . 2009 년 9월 9일 발표된, 최초의 풀프레임 디지털 M 카메라

Leica M9 with a Summicron-M 28/2 ASPH Lens

M9-P — 2011 — 현재. 2011 6/7월에 발표된 클래식 스타일의 풀프레임 디지털 카메라

R (35mm film SLR 과 dSLR) 시리즈

라이카플렉스(Leicaflex) — 1964/5 — 스탠다드로 불리기도 함 — 외장 측광기, 중앙부 마이크로 프리즘을 채택한 깨끗한 초점 스크린 등이 포함됨. 니콘(Nikon) F(1959)의 경이적인 성공으로 인하여 Leica 이안반사식(SLR)에 대한 요구가 많았음.
Leicaflex SL and SL MOT — 1968 — TTL selective-area 측광, 스탠다드보다 바디가 약간 높았음. 오랫동안 잘 사용됨. MOT 모델은 크고 무거운 모터 드라이브를 장착한 모델로 약 1,000개의 SL MOT가 생산됨.
Leicaflex SL2/SL2 MOT — 1974 — SL 모델을 측광기를 좀더 민감하게 개선하고, 바디 모양이 예쁘게 바꾼 모델. 가장 강인한 35mm SLR이라고 하는 사람도 있다. Leica Solms 박물관에는 25,000 피트(7600미터) 상공의 팬텀 II 전투기에서 떨어진 후, 부서지기는 했지만 수리가 가능할 정도로 살아남은 SL2 MOT (35mm Summicron) 가 진열되어 있다. SL2는 라이카플렉스 시리즈의 최고봉이다. SL2는 판매가격보다 제조비가 높았다고 하며, 이 때문에 다음 전자식 카메라 시리즈는 미놀타와 협력하게 되었다고 한다. 아울러 SL2는 이후 14년간 최후의 기계식 라이카 SLR이 되었다.
Leica R3 — 최초의 전자식 Leitz SLR — 1976 - 1980, Minolta XE1/7 에 기반함. 처음 몇개는 독일에서 생산되었으나, 라이츠 포르투갈 회사로 생산이 이전되었다.
R4MOT/R4/R4S/R4S Mod2 — 1980–87 미놀타 XD11에 기반한 컴팩트 모델. R4의 디자인이 R7까지 이어짐. R4 에는 프로그램모드, 조리개 및 셔터 우선 그리고 수동 모드, 그리고 스팟측광 및 중앙중점측광이 있었다. R4 이후는 모두 모터와 와인더를 지원했다. R4S와 R4S Mod2 는 약간 간소화한 모델이다.
Leica R4.[10]
Leica R5 and R-E — 1987 — 전자기기를 개선한 버전(R5에는 TTL 플래시 기능). RE 는 간소화한 모델
Leica R6 — 1988–92 기계식 셔터. 배터리는 내장 측광기에만 사용됨
R6.2 — 1992 — R6와 비슷하나, 1/2000 셔터 등 몇가지 개선이 이루어짐
Leica R7 — 1992 — 좀더 전자기기가 개선됨
Leica R8 — 디자인이 전면 바뀜. 모든 생산이 독일로 돌아오고 미놀타의 흔적이 사라짐
Leica R9 — 무게 100g 줄고 새로운 피니시 적용 이모델 및 렌즈들은 2009년에 생산중단
R8/R9 DMR Digital Module-R — R8/R9 용 디지털백으로서, 최초의 필름/디지털 겸용 카메라가 됨. 2008년 생산중단
Leica R10 — 2009년 10월 R10 이 생산 중단된다고 고지

S (중형 dSLR) 시리즈

Leica S1 — 라이카 S1 프로는 1996년 출시된 고해상도 (26메가픽셀) 스캐너 카메라로서, 기본적으로 정지상태로 사용해야 한다. 센서의 크기는 5140×5140 픽셀의 36×36 mm2로 연결된 컴퓨터에 광학적으로 전송되었다. 대물렌즈 어댑터가 교환가능하여, 라이카 R, 라이카 M, 핫셀블라드, 마미야 4, 기타 캐논(FD) 및 니콘의 기계식 대물렌즈를 사용할 수 있다. S1용 소프트웨어는 SilverFast 특별버전으로 원래 고급 스캐너용으로 LaserSoft Imaging에서 개발되었다. 약 160대가 제작되었으며 대부분 박물관, 문서보관소, 연구소 등에 판매되었다. 후일 라이카에서는 속도가 빨라진 S1 Highspeed와 해상도가 절반인 S1 Alpha를 출시하였다.
Leica S2[12] — 2008년 라이카에서는 코닥의 주문형 CCD(30x45mm, 37메가 픽셀)을 채택한 "S 시리즈" DSLR을 생산한다고 공지하였다. 이 센서는 24mm x 36mm DSLR 센서에 비해 대각선방향으로 26%가 길고 면적으로는 56% 크고, 해상도는 5000x7500 정도가 될 것이다. S2에 사용될 "Maestro" 이미지 프로세서는 후지스에서 개발했으며, 자동초점시스템(라이카에서는 최초)은 자체 개발되었다. S2 시리즈 몸체, 렌즈, 악세서리는 2009년 10월 출시될 것이다. S2를 위해 특별한 렌즈가 새로 제조될 예정으로 라이카에서는 모든 구경 및 거리에서 타의 추종을 불허할 해상도와 콘트라스트를 보일 것이며, 심지어는 센서의 해상도도 넘어설 것이라고 주장한다. S2용 렌즈로는 표준 Summarit-S (70 mm), 광각(35 mm), 마크로(120 mm) 등과, Tele-Elmar (180 mm) 인물용 망원렌즈가 공급될 것이다. 아울러 카메라 몸체의 포컬플레인 셔터 외에도 통합형 다중 리프셔터도 넣어 플래시 싱크 속도를 높인 버전도 제공될 것이다.

Leica S2

Digilux (디지털) 시리즈

Digilux
Digilux Zoom
Digilux 4.3
Digilux 1
Digilux 2
Digilux 3

오리지날 Digilux 모델

디지털 컴팩트 카메라 시리즈(Digital compact camera series)

C-Lux 시리즈.
D-Lux 시리즈
V-Lux 브릿지 카메라 시리즈
X 시리즈. 2009년 9월 9일 Leica X1 이 최초임. APS-C 크기의 센서. 뷰파인더가 없음(핫슈에 파인더 악세서리를 붙일 수 있음). 고정초점 렌즈.

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이 문서는 http://en.wikipedia.org/wiki/Leica_Camera 를 번역한 문서입니다. 일부는 뺀 것도 있고 마음대로 추가한 부분도 있습니다. 카메라에 대한 지식이 부족하여 오역한 부분도 있을 수 있습니다. 혹시 잘못된 내용을 발견하시면 언제든지 알려 주시기 바랍니다.

카메라의 개요 와 카메라의 역사 그리고 거리계연동카메라와 일안반사식카메라 첫번째, 두번째 그리고 이안반사식 카메라 그리고 카메라 렌즈 첫번째, 두번째, 세번째도 참고 하세요.

민, 푸른하늘

오랜만의 지오캐싱 - 하트코스

푸른하늘이 — Mon, 21 Nov 2011 14:27:24 +0900

어제... 정말 오랜만에 지오캐싱을 나갔습니다. 마지막으로 자전거 끌고 지오캐싱 나갔다가 부상을 당했던게 9월 3일이니까 거의 2개월 반만입니다.

그동안 비도 없고 날씨도 좋았던 가을은 다 지나가버리고, 어제는 최저 -1도, 최고 8도 정도로, 나름 두껍게 챙겨입고 나갔는데도, 저녁때 돌아올 때는 꽤 쌀쌀했습니다. 로그시트를 꺼내서 사인하는 것도 바람때문에 쉽지 않았고, 결국 장갑도 껴야 했고요. 이 좋은 계절을 허비했으니 정말 아쉽습니다. ㅠㅠ

아래는 어제 다녀온 코스입니다. 6개중 5개를 찾고 4개를 숨겼네요. 못찾은 한개는 아마도 유실된 듯 싶습니다. 어쨌든... 아직 부상당한 손이 아직 완쾌되지는 못했지만 그래도 한 8km 정도 걷고 오니 기분이 좋았더랬습니다.

어제는 제가 예전에 만들어둔 스탬프를 처음으로 활용해봤습니다. 별 거는 아니지만, 스탬프로 로그하니 나름 기분이 좋았습니다. ㅎㅎㅎ

아래는 로그시트에 찍은 모습입니다. 맨 아래 보이시죠? 지금보니 날짜를 쓰지 않아서 좀 아쉽기는 합니다만, 그래도 기분이 짱입니다.ㅎㅎ

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어제 다녀온 코스는 자전거를 좋아하는 분들이라면 왠만하면 들어봤을 하트코스(Heart-course)중 일부입니다. 한강-탄천-과천-안양천 으로 한바퀴 도는 코스로 대략 70km 내외라고 합니다.

이 코스를 따라 지오캐시를 숨길 계획으로 있습니다. 저 혼자선 물론 힘들고, 여러분이 함께 숨길 계획인데, 벌써 겨울이 다가온지라 올해 내로는 힘들겠지만, 내년 정도에는 완성 시킬 수 있겠지 싶습니다. 물론 저도 여러 개를 숨겨두었고, 어제도 4개를 추가시켰습니다.

사실 지오캐시를 숨기려면 약간 특이하거나 크기가 큰 걸 숨기고 싶은데, 어제도 결국 마이크로급만 숨기고 말았습니다. 장소 선정부터... 쉽지가 않네요.

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이제 올해가 한달 남짓 남았습니다. 부상으로 인해 올초에 목표로 세웠던 1,000 found는 아무래도 힘들 것 같네요. 한 일주일쯤 따뜻한 나라로 지오캐싱 여행을 다녀온다면 모르겠지만요. 짭짭...

민, 푸른하늘

카메라 렌즈(Camera lens)의 모든 것 - 마지막

푸른하늘이 — Mon, 07 Nov 2011 20:09:13 +0900

이 문서의 첫부분과 두번째 부분을 먼저 보시기 바랍니다.

보조렌즈(The supplementary lens)

보조렌즈는 메인 렌즈 앞에 덧붙여서 렌즈의 유효 초점거리를 바꾸어주는 악세서리 렌즈이다. 볼록렌즈로만 구성된 경우, 초점거리를 줄이게 되어, 메인렌즈의 초점을 무한대로 둘 때 그 초점거리가 보조렌즈의 초점거리로 설정된다. 이와 같은 소위 접사(close-up) 렌즈는 보정되지 않은 1매짜리 메니스커스(Meniscus)를 사용하는 경우가 많으며, 초점을 잡을 수 있는 범위가 한정된 렌즈를 접사가 가능하도록 바꿀 수 있는 저렴한 방법이다.

무한초점(afocal) 보조렌즈는 좀더 복잡하다. 갈릴레오식 망원경 악세서리(Galilean telescope accessory)라고도 하는데, 렌즈앞에 설치하여 렌즈의 유효 초점거리를 바꿔주지만 촛점면은 변하지 않는다. 망원보조렌즈와 광각보조렌즈, 두가지가 있다. 망원형은 전면에 확대군, 후면은 축소군을 배치하여 영상의 크기를 키우는 보조렌즈이며, 광각형은 이와 반대로 전면에 축소군, 후면에 확대군을 배치하여 영상의 크기를 축소한다. 두가지 모두 렌즈 군간의 간격을 전후면군의 초점거리 차이만큼 떨어뜨림으로써 초점면을 유지한다.

무한초점 보조렌즈는 주렌즈 공식에 통합되지 않아 영상의 품질을 떨어뜨리므로, 중요한 분야에 적용하는 것은 적절하지 않다. 그러나 1950년대부터 아마추어 영화나 비디오, 카메라용으로 개발되어왔다. 줌렌즈가 나오기 전에는 저렴한 비용으로 렌즈교환 시스템을 구현할 수 있는 대안이었다. 줌렌즈 시대에 들어와서는 낮은 비용으로 줌 적용 범위를 확장할 수 있는 방안으로 사용되고 있다.

Franke and Heidecke의 롤라이플렉스(Rolleiflex) 120 롤필름 이안반사식 카메라와 같은 고정 초점식렌즈를 위해 개발된 무한초점 보조렌즈 중에는, 예를 들어 자이스(Zeiss) Tele-Mutar 1.5× 와 Wide-Angle-Mutar 0.7× (1963) 와 같이 품질이 뛰어나고 가격도 비싼 것도 있었지만, 영상 품질 면에서는 진짜 교환식렌즈에 미치지 못했다. 부피가 큰 이 Mutar 보조렌즈를 사용하면 롤라이플렉스 3.5E/C의 Heidosmat 75mm f/2.8 렌즈나 자이스 플래나(Zeiss Planar) 75mm f/3.5 렌즈를 115mm 혹은 52m 로 바꿀 수 있었다. 무한초점 보조렌즈는 현재 디지털 똑딱이(point-and-shoot) 카메라에도 사용되고 있다.

Zeiss Tele-Mutar and Wide-Angle-Mutar Schneider Retina-Xenon C system

1954년 생산된 접이식 렌즈식 35mm 거리계연동 카메라인 코닥 레티나(Retina) IIIc and IIc 의 경우, 보조렌즈를 교환가능 렌즈 "콤포넌트"이란 아이디어로 극단적으로 확대하였다. 이 시스템은 표준렌즈인 슈나이더(Schneider) Retina-Xenon C 50mm f/2 렌즈(더블 가우스식) 의 전면군을 슈나이더 Retina-Longar-Xenon 80mm f/4 망원렌즈 또는 슈나이더 Retina-Curtar-Xenon 35mm f/5.6 광각 렌즈로 교체할 수 있도록 하였다. 이러한 콤포넌트 방식은 재사용가능한 후면군이 매우 제한적이며, 렌즈가 극히 크고 거리가 제한되며 완전 교환가능렌즈보다 복잡하지만, 렌즈교환이 제한되었던 주 요인은 Retina의 interlens Synchro-Compur 리프셔터이었다.

줌렌즈의 등장(The zoom lens arrives)

줌렌즈는 망원렌즈의 자연적 결과로 탄생했다. 망원렌즈는 전면 확대부와 후면 축소부의 거리를 변화시키면 확대비율이 변하는 렌즈였기 때문이다. 그러나, 이 경우 초점 및 수차 최적화가 흐뜨러지고 실타래형 왜곡(pincushion distortion)을 유발하였다. 진정한 줌렌즈가 되려면 초점면을 적당한 위치로 물려둘 수 있는 보정 렌즈군(compensating cell)이 필요한데, 실용적이 되기까지 수십년이 필요하였다. 1929년에서 1932년에 등장한 전문 영화용 카메라를 위한 초기 줌렌즈는 "Traveling," "Vario" 및 "Varo" 렌즈로 불리기도 했다.

일반카메라용 최초의 줌렌즈는 1959년에 개발된 보이그랜더(Voigtländer) Bessamatic 시리즈 35mm 리프셔터 SLR용 Voigtländer Zoomar 36-82mm f/2.8 렌즈(미국/독일)이었다. 이 렌즈는 미국 Zoomar가 설계하고 독일 Kilfitt 에서 제조하였다. Zoomar 36-82 는 초점거리에 비해 매우 크고 무거웠다.

Voigtländer-Zoomar 36-82mm f/2.8

초기 줌렌즈의 승자는 Frank Back (미국/독일)으로, 16mm 영화 카메라용 Zoomar 17-53mm f/2.9 (1946)을 필두로 이후의 줌렌즈 개발 및 대중화 전쟁을 일으킨 장본인이었다. 초기 줌렌즈의 영상품질은 아주 좋지 않았다. Zoomar 렌즈가 "아주 썩었다(pretty rotten)"라고 말해지곤 했을 정도였다.

일본 광학산업의 번성(The rise of the Japanese optical industry)

일본의 사진렌즈 생산은 1931년 Konishiroku(코니카, Konica)의 소형 건판카메라인 Tropical Lily용 Konishiroku Hexar 10.5 cm f/4.5 렌즈로 거슬러 올라간다. 그러나, 일본은 빠르게 발전하여 1950년대에는 매우 고품질의 렌즈를 생산하게 되었다. LIFE 지의 사진기자인 David Douglas Duncan이 니코르(Nikkor) 렌즈를 "발견"한 이야기는 아주 유명한 사건이다.

1954년 일본 카메라산업협회(JCIA, Japan Camera Industry Association)에서는 일본의 전후 경제부흥의 일환으로 수출을 장려하기 위해 고품질 사진 산업 개발을 주도하기 시작하였다. 이를 위하여 일본 기계디자인센터(JMDC, Japan Machine Design Center)와 일본 카메라검사협회(JCII, Japan Camera Inspection Institute)는 수출허가서 발급 전 검사프로그램을 시행함으로써, 독창성없는 복제품과 조잡한 사진기기의 수출을 금지하였다.

1950년대 말이되자 일본은 독일을 심각하게 위협하게 되었다. 예를 들면, 니콘 F 35mm SLR (1959) 용 Nippon Kogaku Nikkor-P Auto 10.5 cm f/2.5 렌즈는 뛰어난 선예도와 보케를 가진 사상 최고의 인물사진용 렌즈로 명성을 얻었다. 이 렌즈는 Nikon S 시리즈 거리계연동 카메라용 Nikkor-P 10.5 cm f/2.5 (1954)로 개정되고, 1971년 광학적으로 개선된 후 2006년까지 시판되었다.

Nippon Kogaku Nikkor-P Auto 10.5cm f/2.5

1963년에는 35mm SLR인 Topcon RE Super/Super D과 함께 Tokyo Kogaku RE Auto-Topcor 5.8 cm f/1.4 렌즈가 출시되었다. 이 Topcor 렌즈는 사상 최고의 표준렌즈라는 명성을 얻었다. 니코르(Nikkor)와 탑코르(Topcor)
는 일본 광학산업이 독일을 앞질렀다는 확실한 징표였다. 특히 탑콘(Topcon)은 R-Topcor 300 F2.8 (1958) 렌즈와 R-Topcor 135 F2 (1960) 등의 매우 빠른 렌즈를 생산한 것으로 유명했다. 이중 300mm 렌즈는 1976년까지도 계속 생산되었다. 독일은 100여년 간 광학분야의 지도자였으나 2차세계대전이후 보수적으로 변하였고, 목표나 혁신 혹은 시장상황에 대한 대응 등의 동력을 잃어버렸다. 1962년에는 일본의 카메라 생산이 독일을 추월하였다.

초기 일본 렌즈의 설계는 그저 그런 정도였다. 헥사(Hexar)는 테사르(Tessar) 계열이었고, 니코르(Nikkor)는 조나(Sonnar)계열, 탑코르(Topcor)는 더블가우스(Double Gauss) 계열이었다. 1960년대에 들어 이 한계가 극복되었다. Nikon F 용 Nippon Kogaku Auto-Nikkor 8.5–25 cm f/4-4.5 (1959) 는 최초의 35mm 카메라용 망원 줌렌즈 였다. (두번째는 Zoomar를 본딴 zoomNikon F) 35mm 거리계연동 카메라인 Canon 7 용 초대형 구경의 Canon 50mm f/0.95 (1961)은 사진사의 필수 렌즈가 된 최초의 일본 렌즈였고, 처음에는 Nikkorex Zoom 35mm SLR에 장착되었다가 나중에 Nikon F용으로 발매된 Nippon Kogaku Zoom-Nikkor Auto 43-86mm f/3.5 (1963)는 평범한 영상품질에도 불구하고 최초의 대중적인 줌렌즈였다.

Nippon Kogaku Zoom-Nikkor Auto 43-86mm f/3.5

이 시점에서 독일 렌즈는 역사속으로 사라졌다. 1960년대의 영업부진 후, 1970년대에 들어서는 킬피트(Kilfitt), 라이츠(Leitz), 마이어(Meyer), 슈나이더(Schneider), 슈타인하일(Steinheil), 보이글랜더(Voigtländer), 자이스(Zeiss) 등 유명 독일 렌즈 브랜드들은 파산, 합병되거나, 동아시아로 생산을 맡기거나 부티크 브랜드로 바뀌었다. 이 시점에서 렌즈 설계 종류에 따라 이름을 붙이는 관습도 사라졌다. 일본인들이 이를 싫어하여, 이후 생산된 렌즈에는 브랜드 명과 코드 만을 사용하였다.

JDMC/JCII 테스트 프로그램은 그 목적을 달성하여 1989년 종료되고, 금색 "PASSED" 스티커도 역사속으로 사라졌다. JCIA/JCII 는 2002년 카메라영상제품협회(CIPA, Camera & Imaging Products Association)로 재탄생하였다.

반사굴절식 렌즈(The catadioptric "mirror" lens)

반사굴절식 카메라렌즈(Catadioptric photographic lense, 간단히 CAT)는 로렌트 카세그레인(Laurent Cassegrain)의 카세그레인 망원경(Cassegrain telescope,1672)을 비롯한 여러가지 역사적인 발명, 예를 들어 반사굴절식 만진 거울(Catadioptric Mangin mirror, 1874), 슈미트 카메라(Schmidt camera, 1931), 막스토프 망원경(Maksutov telescope,1941) 등을 조합한 렌즈이다. 카세그레인 시스템은 광경로를 접을 뿐 아니라, 볼록거울 2차경이 망원렌즈로 작용하여 일반 렌즈보다 초점거리가 훨씬 길면서도, 초점을 1차경 뒤쪽(필름면)에 맺을 수 있다. 반사굴절식 시스템은 구면반사경이 구면수차제거용 렌즈와 결합되어 있어, 일반적인 반사경 관련 광학오류를 수정함으로써, 카메라와 같이 대구경의 수차없는 장비용으로 적합하다.

최초의 범용 굴절반사식 카메라 렌즈는 드미트리 막스토프의 1944년 작 MTO (Maksutov Tele-Optic) 500mm f/8 이다. 이 렌즈는 막스토프-카세그레인 방식으로 1941년 제작된 막스토프 망원경에서 차용한 것이다. 그 이후 슈미트(Schmidt) 방식이나 고체-반사굴절식(solid catadioptric) 등 여러가지 방식의 설계가 뒤따랐다. 1979년 탐론(Tamron)에서는 뒷면을 은도금한 거울을 사용하여 소형 경량의 반사굴절식 렌즈 개발에 성공하였다. 이 만진(Mangin) 거울 방식은 빛이 거울 유리 자체를 통과하면서 수차가 보정하는 방식으로 부피를 줄일 수 있다.

반사굴절식 카메라 렌즈의 전성기는 비점수차제거형 굴절식 망원렌즈(apochromatic refractive telephoto lense)가 등장하기 이전인 1960년대 및 70년대였다. 초점거리 500mm 짜리 CAT가 흔했으며, 일부는 1979년의 Minolta RF Rokkor-X 250mm f/5.6 (만진 거울방식으로 크기는 거의 50mm f/1.4 수준) 와 같이 250mm 이하인 것도 있었다. 현재도 1000 mm 이상의 렌즈는 CAT 방식이 가장 적당하다.

Minolta RF Rokkor-X 250mm f/5.6

전용 반사식 카메라 렌즈는 1980년대에 여러가지 이유로 인기를 잃었다. 그러나, 주반사경이 14인치에서 20인치 혹은 그 이상되는 상용 막스토프-카세그레인, 슈미트-카세그레인 천문 망원경은 여전히 판매되며, 카메라 어댑터를 부착하면 4000mm f/11 to f/8 정도에 상당한다.

줌렌즈의 전성기(The zoom lens comes of age)

초기 줌렌즈의 품질은 대부분 그저 그런 정도 혹은 별로 좋지 않았다. 따라서 텔리비전이나 아마추어 영화카메라등 저해상도 기기에는 문제가 없었지만, 사진용으로는 불충분했다. 예를 들어, Nippon Kogaku에서는 최초의 대중적 줌렌즈인 Takashi Higuchi의 Zoom-Nikkor Auto 43-86mm f/3.5 에 대해 일반적인 영상품질 기준에 미치지 못한다고 사죄하듯 공지하였다. 그러나 그 이후에도 개선을 위한 노력은 계속되었다.

1974년 Ponder & Best (Opcon/Kino)에서 발매된 Vivitar Series 1 70-210mm f/3.5 Macro Focusing Zoom 렌즈는 35mm 줌렌즈를 위한 최초의 전문가급 품질의 근접초점 "마크로"렌즈로 널리 환영을 받았다. Ellis Betensky의 Opcon Associates 에서는 최신 디지털 컴퓨터의 계산을 통해 Series 1의 15매/10군/4그룹 공식을 완성하였다. 1960년대의 지리한 수작업 계산에서 벗어나자, 초기의 광학기술자들은 꿈도 꾸기 힘들었던 다양하고 고품질의 설계가 가능해졌다. 현대식 컴퓨터 설계기반 줌렌즈는 너무나 복잡하여 그 이전 인간이 수작업으로 설계했던 어떤 렌즈와도 거의 닮은 점이 없다.

Vivitar Series 1 70-210mm f/3.5

Series 1의 광학 줌 동작은 Zoomar와 같은 거의 모든 초기 줌 렌즈와 달랐다. Zoomar는 "광학적으로 보정된(optically compensated)" 줌이었다. 줌용 그룹과 초점면 보정 그룹은 상호 고정되어 있어, 고정되어 있는 그룹 사이를 함께 이동하였다. 반면 Series 1은 "기계적으로 보정된(mechanically compensated)" 줌이었다. 즉 줌용 그룹은 초점면 보정 그룹과 캠(cam)으로 연결되어 이동속도가 달랐다. 이처럼 광학적 설계의 자유도가 높아짐에 따라 기계적으로 보다 더 복잡해 진 것이다.

Series 1은 외부 조정방식에서도 Zoomar에 비해 기계적으로 좀더 복잡했다. 초기 줌렌즈는 대부분 초점 조절용 링과 줌거리 조절용 링이 분리된 "투터치" 줌이었다. 반면 Series 1은 링이 하나로서 돌리면 초점 조절, 밀고 당기면 줌이 되는 "원터치" 줌이었다. 잠시동안(1980-1985) 원터치 줌은 사용편이성으로 인해 널리 사용되었다. 그러나, 1985년 Minolta Maxxum 7000 (일본에서는 Alpha 7000, 유럽에서는 7000 AF)를 시작으로 렌즈교환식 자동초점 카메라가 등장하면서, 초점조절과 줌조절이 분리되어야 했고, 그 즉시 투터치 줌이 대세로 복귀했다.

1977년에는 Fuji Fujinon-Z 43-75mm f/3.5-4.5 가 렌즈교환식 카메라인 Fujica AZ-1 35mm SLR에서 단초점 렌즈대신 주 렌즈로 판매될 정도로 줌렌즈가 진화하였다. 1980년이 되면서 35-70mm 정도의 빠르게 프레임을 잡을 수 있는 "슈퍼노멀" 줌이 50mm 렌즈를 거의 대체하기에 이르렀다. 그러나, 미국에서는 70-210mm 망원줌렌즈가 세컨드 렌즈로 인기가 높았음에도 그다지 발판을 마련하지 못하였다. 1990년대에 가장 인기가 높은 카메라였던, 최초의 줌렌즈 장착형 35mm 똑딱이(point-and-shoot) 카메라는 Asahi Optical Pentax의 IQZoom (1987) 으로서, Pentax Zoom 35-70mm f/3.5-6.7 Tele-Macro 렌즈가 탑재되었다.

Fuji Fujinon-Z 43-75mm f/3.5-4.5

두번째 기념비적 줌렌즈는 1981년의 Sigma 21-35mm f/3.5-4 이었다. 이 렌즈는 최초의 35mm SLR용 초광각 줌렌즈였다. 이 이전에는 초광각 직교렌즈(rectilinear super-wide angle lense), 역초점(retrofocus) 렌즈 및 줌렌즈의 복잡성을 모두 결합하는 것은 불가능하다고 생각되었다. 시그마 사의 11매/7군/3그룹 전가동 렌즈는 컴퓨터기반 설계 및 멀티코팅의 승리였다.

Sigma 21-35mm f/3.5-4

Sigma 줌렌즈의 광학적 복잡성과 함께 세개의 그룹이 각기 다른 속도로 움직이는 기계적인 복잡성은 최첨단 제작 기술이 필요하였다. 초광각 줌렌즈는 대부분의 현대 디지털 SLR의 경우, 이미지 센서가 대부분 35mm 보다 작기 때문에 훨씬 복잡하다. 동등한 화각을 유지하기 위해서는 초점거리가 훨씬 짧아야하지만, 기존의 35mm SLR 마운트를 계속 활용하기 위해서는 백포커스(back-focus) 거리가 동일해야 하기 때문이다. 일본의 렌즈교환식 줌렌즈 생산은 1982년을 기점으로 단초점렌즈 생산을 추월하였고 오늘날에는 어디에나 줌렌즈가 있다고 해도 과언이 아닌 시대가 되었다.

줌렌즈에 의한 단초점렌즈의 진화(The zoom influenced prime lens)

줌렌즈의 매우 복잡한 내부 운동은 단초점 렌즈 설계에도 영향을 미쳤다. 전통적으로 고정식 카메라의 단초점렌즈를 가까운 곳에 초점을 맞추기 위해서는 렌즈 전체를 피사체 가까이 이동시켜야 했다.(주름식 카메라의 경우, 렌즈를 앞쪽으로 전진) 그러나, 수차 보정을 위한 구성렌즈간의 간격은 피사체 거리별로 다른 것이 일반적이다.

따라서, 이시대의 일부 단초점렌즈는 "부유 렌즈(loating elements)" - 가까운 곳에 초점을 맞출 때 줌렌즈 방식으로 일부 렌즈군을 이동시킴 -를 채택하였다. 예를 들어, 역초점 광각렌즈는 가까운 거리에서 구면수차와 비점수차가 커지는 경향이 있는데, 이를 처리하기 위하여 Nikon 35mm SLR를 위해 1967년 개발된 Nippon Kogaku Nikkor-N Auto 24mm f/2.8 렌즈는, 후면에 있는 3개의 렌즈가 전체 렌즈와는 별개로 이동하도록 하여, 30cm 정도의 근접 초점시 대구경상태에서도 좋은 품질을 유지할 수 있었다.

Nippon Kogaku Nikkor-N Auto 24mm f/2.8

1977년에 출시된 Kiyoshi Hayashi's Nippon Kogaku Nikkor 200mm f/2 ED IF 와 같은 단초점렌즈의 경우 "내부 초점조절(internal focusing)"을 사용하기 시작했다. 전체 렌즈를 이동시키지 않고, 내부에 있는 일부 렌즈만 이동시킴으로서 초점을 맞추는 동안에 무게 중심이 이동되지 않도록 하였다.

Nippon Kogaku Nikkor 200mm f/2 ED IF

내부초점은 원래 전문 기자, 스포츠, 야생 사진 전문가 등을 위한 무거운 대구경 망원렌즈에 인기가 높았다. 조작이 쉬웠기 때문이다. 내부초점 방식은 특히 자동초점시대에 중요성을 인정받았다. 전원소비도 줄어들고 초점조절용 모터의 부담도 줄기 때문이다.

참고로 부유 렌즈(floating elements)와 "내부 초점조절(internal focusing)"은 줌효과를 만들게 되어, 최근접 거리에 대한 실질 초점길이가 표시된 초점거리보다 1/3정도 짧아질 수 있다.

보케(Bokeh)

보케(Bokeh)란 영상에서 초점이 맞지 않은 흐릿한 부분에 대한 주관적인 품질이다. 전통적으로 시간이 많이 소요되는 수작업 계산으로 렌즈를 설계할 때는 초점이 맞는 부분에 대한 수차보정에만 신경을 쓰고 그렇지 않은 부분은 거의 고려하지 않았다. 따라서 정해진 심도를 벗어나면 수차가 중첩되어 렌즈의 유형에 따라 다른 영상이 만들어진다. 초점이 맞지 않는 부분의 영상의 차이는 전체적인 영상의 품질에 대한 느낌에 영향을 미칠 수 있다.

다른 모든 심미적인 판단과 마찬가지로, 보케에 대한 정확한 정의도, 객관적인 테스트 방법도 없다. 그러나, Rapid-Rectilinear/Aplanat 렌즈와 더블가우스(Double Gauss)와 같은 대칭 렌즈의 경우 보케가 기분을 좋게한다고 여겨지고, 역초점 광각(retrofocus wide angle)렌즈나 망원렌즈와 같은 비대칭 렌즈의 경우 거칠다고 평가된다. 2차 거울의 광경로 차단으로 인하여 생기는 반사식 렌즈의 "도넛" 형 보케는 평가가 양극단으로 나뉜다.

1970년대에 강력한 컴퓨터가 증가하면서 일본의 광학회사에서는 초점이 맞지 않는 부분에 대해서도 연구하기 시작하였다. 이러한 연구의 초기 결과가 Minolta 35mm SLR 을 위한 1978년의 Minolta Varisoft Rokkor-X 85mm f/2.8 렌즈였다. 이 렌즈는 초점이 맞는 부분의 수차에는 영향을 주지 않은 상태로, 부유 렌즈군(floating elements) 을 사용하여 렌즈의 구면수차를 고의로 덜 보정하여 하이라이트 부분을 부드러운 물방울 모양으로 만들어주는 렌즈이다. 이 Varisoft 렌즈 및 이후의 여러가지 연초점 인물렌즈(soft focus portrait lense)들은 벳시바르 인물렌즈가 우연히 얻었던 품질을 재현하려고 시도한 것이다. 참고로 Varisoft는 부유 렌즈군을 제외하면 테사르(Tessar) 렌즈이다.

Minolta Varisoft Rokkor-X 85mm f/2.8

보케는 매우 고품질 렌즈의 경우 일반적인 렌즈설계요소이다. 그러나, 보케는 매년 수백만대씩 팔리고 있는 센서가 작은 디지털 똑딱이 카메라와는 거의 아무런 관련이 없다. 이런 카메라들은 초점거리가 짧고 구경이 작아 심도가 매우 깊어서 아웃포커스되는 영역이 거의 없기 때문이다.

품질 수준의 향상(Improving standards of quality)

옛날 렌즈가 더 좋았다는 전통주의자들의 불평에도 불구하고, 렌즈는 점점 향상되어 왔다. 평균적으로 현재의 렌즈는 과거의 렌즈보다 더 선명하다.

이를 증명할 가장 쉬운 방법은 지난 200년간 표준적인 인쇄물 크기는 동일한데도 카메라의 필름(센서)의 크기는 지속적으로 줄었다는 사실이다. 동일한 인쇄 품질을 유지하기 위해서는 과거에 비해 확대비율이 더 높음을 의미하고, 이는 현재의 렌즈가 옛날 렌즈보다 해상도가 높은 것이 자명하다는 것이다. 예를 들어, 인간의 눈은 약 30cm 정도의 거리에서 1mm 당 5개의 줄을 구분할 수 있다. 따라서 24x36mm 필름으로 촬영하여 8x10 인치(약 20x25 cm)로 확대하기 위해서는 약 8배 확대하므로, 렌즈 해상도가 최소한 1밀리미터당 40선 이상이 되어야 한다. APS 사이즈(약 16x24mm)의 디지털 SLR 센서용 렌즈의 경우, 8x10 인치에 선명한 상을 만들기 위해서는 적어도 1밀리미터당 52개의 선을 구분할 수 있어야 한다.

렌즈가 어떻게 성능이 향상되었는지 이해할 수 있는 또 다른 방법은 렌즈설계를 위한 해석 수준을 아는 것이다. 19세기에는 수학적으로 3차 수차에 해당하는 자이델 수차(Seidel aberrations)와 기본적인 비점수차(anastigmatic) 보정을 처리하였다. 20세기 중반까지는 고품질 렌즈 생산을 위하여 5차 수차까지 계산해야 했으며, 현재의 렌즈는 7차 수차 해법이 필요하다.

참고로 이미 40-50년 전부터 최고의 사진렌즈는 아주 높은 품질(위에서 언급한 해상도의 최소 2배)을 갖고 있으므로, 20x30인치(약 50x75cm) 크기로 동일한 피사체를 직접 대조해 보지 않는한, 오늘날의 렌즈가 더 우월하다고 단정적으로 이야기하기는 곤란하다.

저가형 비구면렌즈(The inexpensive asphere)

일반적으로 렌즈는 표면이 구면이다. 그러나 구면렌즈는 중심축에서 벗어날 수록 들어오는 광선을 초점보다 앞쪽에 맺게 하며(구면수차, spherical aberration), 특히 광각렌즈나 대구경렌즈의 경우 심하게 나타난다. 이러한 현상은 포물선 등의 비구면(asphere) 렌즈요소를 사용하면 막을 수 있다. 이 사실은 1637년 René Descartes 에 의해 이미 이론적으로 증명되었지만, 비구면 표면의 가공은 극히 힘들었고 비용이 많이 들었다.

저가의 대량생산형 몰딩방식의 유리 구면 렌즈요소를 사용한 최초의 카메라렌즈는 1982년 Kodak Disc 4000, 6000, 8000 등에 사용된 12.5mm f/2.8 렌즈였다. 이 렌즈는 밀리미터당 250선을 구분할 수 있다고 하였다. 이 렌즈는 4매인데, 3중렌즈 후면에 field-flattener 를 덧댄 형태이다. Kodak Disc 카메라는 매우 복잡하게 제작되었다. 아울러 리튬 밧데리, 마이크로칩, 자동 노출, 필름자동감기 등의 기능이 탑재되어 있었다. 가격은 $68 에서 $143 선이었다. 다만, 이 카메라의 필름은 250 lpm을 기록할 수 없었다.

Kodak (Disc) aspheric 12.5mm f/2.8

코닥은 1957년부터 뷰파인더에 대량생산형 플라스틱 비구면렌즈를 사용하기 시작했으며, 1978년에 $87.50 짜리 Ektramax (USA) Pocket Instamatic 110 카트리지 필름 카메라에는, 주조방식 플라스틱 비구면렌즈가 포함된 Kodak Ektar 25mm f/1.9 렌즈가 장착되어 있었다. 플라스틱은 장착용 테두리를 포함한 복잡한 형태도 쉽게 주조할 수 있다. 그러나 굴절률, 온도항상성, 기계적 강도 및 재료의 다양성 등 여러가지 면에서 유리가 플라스틱보다 우월하다.

Kodak Ektar 25mm f/1.9

이와 같은 고정밀의 주조방식 플라스틱/유리 비구면 렌즈를 저비용으로 자유롭게 사용할 수 있게 되자, 20세기 후반부터 렌즈 설계에 엄청난 영향을 미치게 되고, 이에 따라 수많은 종류의 렌즈가 생산되었다.

줌렌즈의 승리(The zoom lens triumphant)

하나의 렌즈로 모든 것 - 적어도 가능하면 많은 것을 하고 싶다는 바램도 지난 25년간의 렌즈 설계에 많은 영향을 미쳤다. 1985년의 Kino Precision Kiron 28-210mm f/4-5.6 렌즈는 최초의 카메라용 초점거리 비율이 매우 큰 "슈퍼줌" 렌즈이었다. 14매/11군의 Kiron 렌즈는 표준 광각에서 망원까지 확장할 수 있는 최초의 35mm SLR 줌렌즈로서, 크기/무게/가격 등을 적정선내에 들면서도(129×75 mm, 840 g, 72mm filter, US$359) 28, 35, 50, 85, 105, 135, 200 mm 단렌즈를 대체할 수 있었다.

Kiron 28-210mm f/4-5.6 (on a Nikon FM2N)

초기의 35mm SLR 줌렌즈의 초점거리 비율은 3:1을 넘는 경우가 거의 없었다. 영상 품질 문제 때문이었다. 그러나, 광학적으로 복잡해지고 제작 허용도가 엄밀해짐에도 불구하고 줌렌즈는 더 다양해졌다. 영상 품질에 약간의 타협이 필요했지만, 1990년대 후반에는 35mm SLR을 위한 아마추어용 편리한 슈퍼줌(때로 비율이 10:1을 넘으며, 4-5 그룹이 독립적으로 움직임)이 널리 사용되었다. 현재의 아마추어 디지털 SLR에서도 표준렌즈로 남아 있다. 탐론(Tamron) AF18-270mm f/3.5-6.3 Di II VC LD Aspherical (IF) MACRO 의 경우엔 2008년에 15배 비율을 달성하였다. 또한 슈퍼줌은 디지털 똑딱이(point-and-shoot) 카메라와 함께 수백만개가 판매되고 있다.

모든 것을 해결할 수 있는 렌즈에 대한 갈망은 새로운 현상이 아니다. 현재 대형 필름 사진사들이 계속 사용하고 있는 "전환(Convertible)" 렌즈는 서로 분리해서도 사용할 수 있고 결합해서도 사용할 수 있어 3개의 렌즈 역할을 하는데, 이는 적어도 1894년 Zeiss Convertible Protar로 역사가 거슬러 올라간다.

1985년의 토키나(Tokina) SZ-X 70-210mm f/4-5.6 SD 줌렌즈는 또다른 종류의 편리함을 가져왔다. 이 렌즈는 최초의 극소형줌(ultra-compact zoom (85×66 mm, 445 g, 52mm filter))으로서 이전의 70-210mm 줌에 비해 크기가 절반에 불과하다. 예를 들어 3세대 Vivitar Series 1 70-210mm f/2.8-4 (1984) 렌즈는 139×70 mm, 860 g, 62mm filter 이었다. 토키나(Tokina)는 Kiron 28-210mm 와 같이 12매/8군/3그룹 으로 소형 최대구경을 가졌지만, 저분산유리와 새로운 양방향 비선형 줌 액션(bidirectional nonlinear zooming action)을 추가하여 크기와 무게를 최소화하였다.

Tokina SZ-X 70-210mm f/4-5.6 SD

소구경 35mm 포맷 렌즈는 1980년대 스냅샷 품질(snapshot quality) 및 고민감 ISO 400 칼라필름과 내장 플래시 장착 카메라가 등장하면서 실용화되었다. 1990년대에는 소구경 줌렌즈를 장착한 똑딱이 카메라가 가장 흔한 카메라가 되었다. 컴팩트한 변동구경 줌렌즈(일부는 슈퍼줌렌즈)는 현재의 디지털 똑딱이 카메라에도 표준렌즈로 남아 있다. 이때쯤 줌렌즈의 영상 품질은 표준렌즈의 품질과 비슷해졌다.

참고로 현재의 슈퍼줌(superzoom) 렌즈중에는 "parfocal(초점면이 동일한)"이 아닌, 즉, 진짜 줌렌즈가 아닌 것이 많다. 이들은 "varifocal(초점거리에 따라 초점위치가 이동)"로 설계와 제작이 쉽다. 하지만 이러한 렌즈는 자동초점 카메라에 설치되어 초점 이동이 일어나더라도 자동으로 초점조절이 되므로 일반 사용자들은 알기 힘들다.

자동초점 렌즈(The autofocus lens)

자동초점은 주로 전기-기계적인 문제이고 광학문제는 아니기 때문에 렌즈 설계에는 그다지 영향을 주지 않았다. 다만 AF로 인한 변화라면 기계적 적응이다. 즉, "내부 초점조절(internal focusing)"의 대중화, "투터치" 줌 의 재등장, AF 모터나 구동축, 그리고 렌즈 내부에 기어 및 전기제어 칩 내장 등의 변화이다.

그러나, 기록을 위하여, 사진 카메라용 최초의 자동초점렌즈는 Konica C35 AF 똑딱이 카메라(1977)에 탑재된 Konishiroku Konica Hexanon 38mm f/2.8 이었다. 최초의 SLR 카메라용 자동초점렌즈는 즉석필름 SLR인 Polaroid SX-70 Sonar (1978)에 탑재된 116mm f/8이었다. 최초의 렌즈교환식 자동초점 SLR 렌즈는 Ricoh AF Rikenon 50mm f/2 (1980, 펜탁스 K 마운트)로서 렌즈 위쪽 상자에 수동식 전자 거리계 자동초점시스템(passive electronic rangefinder AF system)이 붙어 있었다. 최초의 전용 자동초점 렌즈 마운트는 5개의 접점을 가진 K-F 마운트로서, TTL 콘트라스트 감지 AF 시스템(contrast detection AF system)이 달린 Asahi Optical Pentax ME F (1981)에 최초로 적용되었으며, 이 카메라에 부착된 렌즈는 SMC Pentax AF 35mm-70mm f/2.8 줌렌즈였다.

최초의 내장형 TTL 자동초점 SLR 렌즈는 Opcon/Komine/Honeywell Vivitar Series 1 200mm f/3.5 로서, 이 렌즈 아래쪽 박스에 TTL 수동 페이즈 감지 AF 시스템(passive phase detection AF system)이 달려 있었다. 최초의 완벽한 자동초점렌즈 라인은 Minolta Maxxum 7000 (1985, Japan) 35mm SLR 및 TTL 수동 페이즈 감지 AF 시스템과 함꼐 소개된 12개의 미놀타 AF A 마운트 렌즈(24mm f/2.8, 28mm f/2.8, 50mm f/1.4, 50mm f/1.7, 50mm f/2.8 Macro, 135mm f/2.8, 300mm f/2.8 APO, 28-85mm f/3.5-4.5, 28-135mm f/4-4.5, 35-70mm f/4, 35-105mm f/3.5-4.5 and 70-210mm f/4)이었다.

진동방지 렌즈(The image stabilized lens)

아무리 고급 광학렌즈를 사용할지라도 결함있는 사진이 만들어질 수 있다. 노출 오류는 1970년대 전기식 자동노출로 해결되었고, 초점 오류는 1980년대 자동초점 시스템으로 해결되었다.

1994년 35mm 똑딱이인 니콘 Zoom-Touch 105 VR 에 설치된 38-105mm f/4-7.8 렌즈가 최초의 진동방지장치가 내장된 최초의 소비자용 렌즈이었다. 이 렌즈의 진동방지 시스템은 카메라의 흔들림을 감지하여 반대작용을 함으로써, 삼각대가 없이는 불가능한 정도의 느린 속도에서도 선명한 사진을 찍을 수 있었다. 진동방지가 광학이 아닌 전기-기계적 발전이었지만, 1990년대의 가장 새로운 기능이었다.

1995년 Canon EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM 은 최초의 진동방지방치가 내장된 렌즈교환식 렌즈였다. 진동방지는 처음에는 매우 고가여서 대부분 전문 사진사만 사용하였으나, 2006년에 아마추어 디지털 SLR 시장에도 파고들었다. 그러나, Konica Minolta Maxxum 7D 디지털 SLR은 2004년에 바디기반 진동방지장치를 채택했으며, 이로 인해 현재 렌즈기반이 좋은지 바디기반이 좋은지 기술적, 마케팅적으로 전쟁이 벌어지고 있다.

회절광학렌즈(The diffractive optic lens)

컴퓨터 설계, 비구면렌즈, 멀티코팅, 고굴절저분산유리 등의 도움으로, 모노크롬 수차는 거의 마음대로 조절할 수 있게 되어, 물리적 법칙에 따른 절대적 회절한계(diffraction limit)까지 접근할 수 있게 되었다. 그러나 많은 분야에서 색수차(chromatic aberration)는 처리하기가 힘들었다.

2001년에 출시된 Canon EF 400mm f/4 DO IS USM 렌즈는 소비자용 카메라(캐논 EOS 35mm SLR)용 최초의 회절광학렌즈였다. 일반적으로 사진카메라는 굴절식 렌즈(가끔 반사 거울)를 영상 형성용 광학시스템으로 사용한다. 400 DO 렌즈는 동심원형 회절격자(concentric circular diffraction gratings)를 포함하는 다중레이어 회절요소(multilayer diffractive element)가 있는데, (굴절과 비교해) 반대방향의 색분산 특성을 이용하여 보다 낮는 분산 유리와 적은 수의 비구면과 작은 부피로 색수차 및 구면수차를 보정한다.

Canon EF 400mm f/4 DO IS USM

2010년 현재 일반 소비자용 카메라를 위한 고가의 전문가급 수준의 회절광학렌즈는 단 2가지만 있지만, 이 기술의 유용성이 알려지면 가격이 내려가고 좀더 다양한 렌즈가 나올 것으로 예상된다.

디지털시대의 렌즈(Lenses in the digital era)

얼핏 생각해 보면 디지털 사진은 렌즈에 영향을 미치지 않을 것 같다. 디지털은 영상을 기록하고 저장하는 부분일 뿐 영상을 만드는 것과 관계 없기 때문이다. 그러나, 디지털 영상처리기법은 영상을 향상시킬 수 있는 새로운 기회를 제공하고 있다.

2004년 Kodak (Sigma) DSC Pro SLR/c 디지털 SLR은 110개 렌즈에 대한 광학성능 프로파일을 탑재하여 영상을 기록하는 과정중에 실시간으로 이들 렌즈에 대한 횡방향 색수차(lateral chromatic aberration)를 수정하였다. 또한 2004년 DO Labs DoX Optics Pro라는 컴퓨터 소프트웨어 모듈이 출시되었는데, 특정한 카메라와 렌즈 정보를 탑재하여 왜곡, 비네팅, 흐려짐(blur), 횡방향 색수차 등을 후처리에서 수정할 수 있다.

필름 시절에 영상 품질이 허용범위에 들지 못했던 렌즈들이 디지털 시대에는 허용되는 일이 발생하고 있다. 카메라에서 이들 렌즈의 결함을 자동적으로 처리하기 때문이다. 예를 들어 2008년 마이크로포서드(Micro Four Thirds) 디지털 포맷에서는 자동 소프트웨어 영상처리가 표준기능이다. 2009년 Panasonic의 14-140mm f/4-5.8 G VARIO ASPH. MEGA O.I.S. 렌즈와 2010년 올림푸스(Olympus)의 M. Zuiko Digital 14-150mm f/4-5.6 ED 렌즈의 경우 광각설정에서 술통형 왜곡(barrel distortion)이 매우 심하지만, 각각 Panasonic LUMIX DMC-GH1 카메라와 Olympus Pen E-P2 카메라에서 자동적으로 이를 감소시키고 있다. 파나소닉(Panasonic) 14-140mm 렌즈는 색수차도 보정한다. (올림푸스는 아직 색수차를 보정하지 못하고 있다.)

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카메라의 개요 와 카메라의 역사 그리고 거리계연동카메라와 일안반사식카메라 1, 2 그리고 이안반사식 카메라도 참고 하세요.

민, 푸른하늘

카메라 렌즈(Camera lens)의 모든 것 - 두번째

푸른하늘이 — Wed, 26 Oct 2011 20:41:22 +0900

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카메라 렌즈의 역사 및 기술 개발(History and technical development of photographic camera lenses)

완벽한 렌즈라면 한점을 한점으로 (상대적 공간에서 절대적 정확도 이내로) 상을 맺어야 한다. 그러나, 크기나 무게, 비용 등 실질적인 문제 뿐만 아니라, 물리학 법칙, 우리 지식의 한계, 공법의 한계 등으로 인하여, 완벽한 렌즈는 불가능하다. 카메라 렌즈 역사중 최초의 100년은 렌즈의 여러가지 렌즈 수차(optical aberration)를 무난한 정도 까지 떨어뜨리면서, 광학 지식이 천천이 축적되던 시기라고 할 수 있다. 그 다음 100년은 그 지식을 기술적으로 적용함으로써, 렌즈가 다양해지면서도 다재다능해지는 시기라고 할 수 있다.

참고로 아래에 있는 그림에서 렌즈 곡률이나 간격 등은 모두 개략적이다. 재료도 유리가 아닐 수도 있다. 즉, 이 그림만으로는 실제 렌즈를 제작할 수 없다. 참고로, 렌즈의 이름은 모두 상표로 등록되어 있으며, 그중 많은 렌즈가 아직 지적재산권에 걸려 있는 상태로, 이 글에서는 구분하기 위한 목적으로만 사용한다.

초기의 카메라 렌즈(The earliest photographic camera lenses)

카메라 렌즈의 역사는 월라스톤(Wollaston)의 메니스커스(Meniscus) 렌즈로부터 시작된다. 1804년 영국의 윌리엄 월라스톤(William Hyde Wollaston)은 1매짜리 메니스커스 렌즈(Meniscus lens, 요철렌즈)를 발명하였다. 처음에는 안경에 사용되었다. (자신이 원시라면 안경알을 시험해 보시길) 이 렌즈는 상당히 넓은 범위(f/16에서 약 50° 정도)에서 어느 정도 뚜렷한 상을 맺는 최초의 렌즈였다. 월라스톤은 1812년 이 렌즈를 예술가용 카메라 옵스큐라(camera obscura)에 장착시켰다.

메니스커스 요철렌즈는 오목한 면을 앞쪽으로 하고 그 앞에 조리개를 설치함으로써, 최초의 사진용 렌즈로 불리우게 되었다. 프랑스의 니세포르 니엡스(Joseph Nicéphore Niépce)가 최초의 사진 기법인 "heliography"을 시험한 몇몇 카메라 옵스큐라에 이 렌즈를 부착했기 때문이다. (카메라의 역사 참조) 메니스커스 렌즈는 1550년 지오바니 바티스타 델라 포스타(Giambattista della Porta)가 카메라 옵스큐라에 부착한 간단한 양면볼록렌즈(biconvex lens)의 한계였던 상면만곡(field curvature)을 해결하였다. 참고로, 니엡스는 1828년까지 메니스커스 렌즈를 사용하지 않았다. 즉, 1827년 경 역청(bitumen)을 사용한 최초의 사진을 촬영할 때는 양면볼록 렌즈를 사용했다. 메니스커스 렌즈는 코닥의 베스트셀러였던 브라우니(Brownie)와 같이 간단한 박스형 사진기에는 지금도 사용되고 있다.

월라스톤의 메니스커스 (Meniscus, 요철)렌즈

니엡스와 루이스 다게르(Louis-Jacques-Mandé Daguerre, 프랑스)는 동일한 업자(샤를 세발리에, Charles Chevalier, 프랑스)로부터 렌즈를 공급받았다. 다게르의 다게레오타입(daguerreotype) 사진도 메니스커스(Meniscus) 렌즈를 장착한 카메라 옵스큐라(camera obscura)를 사용하여 실험하였다. 하지만, 유리는 빨강 스펙트럼에서 파랑 스펙트럼으로 갈수록 굴절률(refractive index)이 커지고, 그 결과 파란색은 앞쪽에 초점이 맺히고, 빨강색은 상 주변에 무지개 장식 같은 얼룩을 만들게 된다. 이는 색 수차(chromatic aberration)에 의한 영향이다. 메니스커스 렌즈에는 이와 같은 색 수차를 보정할 방법이 없어 초점을 맞추기 힘들었다. 다게레오타입은 파란색에 감광하는데, 사람의 눈은 주로 노란색으로 초점을 맞추기 때문이다.

세발리에(Chevalier)는 1829년 돌랜드(Dollond)의 아크로매트 이중렌즈(Achromat Doublet, 색지움렌즈, 원래는 망원경용)를 사용하도록 제안했다. 이 렌즈는 원래 메니스커스 렌즈보다 선명도가 떨어졌지만, 굴절률이 낮고 분광(dispersion)이 낮은 크라운(crown (소다석회, soda-lime)) 렌즈와 굴절률이 높고 분광(dispersion)도 높은 플린트(flint (납, lead)) 렌즈를 결합함으로써, 개별 색수차를 상쇄시키고 파란색과 노란색을 한군데에서 초점이 맞도록 한 렌즈이다.

현대식 아크로매트(색지움) 렌즈(약 1900년 이후)는 파란색과 빨간색-특히 486 / 656 나노미터-을 한 점에 모으도록 설계하는 것이 일반적이다. 참고로 존 돌랜드(John Dollond, 영국)가 1754년에 이 사실을 발견하여,1758년에 영국 왕립 학회(British Royal Society)로부터 코플리 메달(Copley Medal)을 수상하였지만,(1966년 아이작 뉴턴(Isaac Newton)은 색수차를 해결할 수 없다고 결론을 내렸음) 아크로매트(Achromat) 렌즈를 개발한 사람은 1729년 체스터 홀(Chester Moor Hall)이었다.

아크로매트 이중(Achromat Doublet, 색지움) 렌즈

아크로매트 이중(Achromat Doublet, 색지움) 렌즈는 1839년 8월 19일 프랑스 정부가 발행한 공식 다게레오타입 설명서에 지정된 렌즈였다. 세발리에는 1839년 말부터 아크로매트 렌즈에 메니스커스 렌즈를 추가하여, 상면만곡(field curvature)과 색수차(hromatic aberration)를 조절함으로써, 19세기 야외용 표준 렌즈인 아크로매트 풍경(Achromat Landscape)렌즈를 개발하였다.

세발리에의 아크로매트 풍경(Achromat Landscape)렌즈

벳시바르 인물 렌즈(Petzval portrait lens)

아크로매트 풍경렌즈(Achromat Landscape)는 완벽과는 거리가 멀었다. 무엇보다 실용적인 최대구경이 f/16 으로, 야외 다게레오타입 촬영에 20-30분 소요될 정도로 느렸다. 그래서 1840년 프랑스 국가산업진흥회(Society for the Encouragement of National Industry)에서는 밝은 렌즈를 국제공모하였다. 조셉 벳시바르(Joseph Petzval, 현재 헝가리)은 광학에는 전혀 경험이 없는 수학교수였지만, 오스트리아-헝가리 연합군의 "인간 컴퓨터(human computer)"의 도움을 받아 다게레오타입 인물촬영(daguerreotype portrait)에 적합할 정도로 빠른 렌즈에 도전하였다.

그는 1840년 벳시바르 인물렌즈(Petzval Portrait) 개발에 성공하였다. 전면은 접합식 아크로매트(색지움) 렌즈, 후면은 간격을 떨어뜨린 아크로매트 렌즈로 구성된 4매 렌즈로, 최초의 대구경(f/3.6) 인물용 렌즈였다. 그늘진 야외에서 다게레오타입 노출시 1-2분 정도 걸렸다. 1851년 개발된 콜로디온(colloidion ) 습판식에 사용할 경우 실내에서도 1-2분 정도로 가능하였다. 하지만 벳시바르 인물렌즈는 다른 렌즈보다 훨씬 우수했음에도 국수주의로 인하여 상을 타지 못했다.

벳시바르 인물렌즈(Petzval Portrait)

초점거리 150mm인 벳시바르 렌즈는 1841년에 원뿔형 금속제 보이그랜더(Voigtländer, 현재 오스트리아) 카메라에 탑재되어 원형 다게레오타입을 촬영하였다. 보이그랜더-벳시바르는 예술가용 카메라 옵스큐라를 변형한 것이 아닌, 사진 촬영 전용으로 설계된 최초의 카메라와 렌즈였다. 이 벳시바르 인물렌즈(Petzval Portrait)는, 그후 거의 100년간 가장 뛰어난 인물사진용 렌즈로 사용되었다. 현대의 관점에서 볼 때 이 렌즈에는 심각한 상면만곡(field curvature)오차와 비점수차(astigmatism)가 있었다. 중심부(약 20°, 매우 중요할 경우 10°)는 선명하였지만, 바깥쪽은 급격하게 초점이 어긋나서 피사체 주위로 "유쾌한" 할로 현상(halo effect)이 나타났다. 벳시바르 인물렌즈는 현재에도 상면 만곡이 문제시 되지 않는, 좁은 각도의 투영렌즈로 인기가 높다.

1841년 다게레오타입 보이그랜더(Voigtländer) 카메라 : source

이 렌즈는 여러 렌즈 회사들이 불법적으로 복사했고, 벳시바르은 피터 보이그랜더(Peter Voigtländer)와 로열티 문제로 추악한 분쟁에 빠져들어 결국 비참하게 숨을 거두었다. 이 인물렌즈가 최초의 수학적 계산에 의한 렌즈였고, 1856년부터는 Hugo Adolph Steinhei(현대독일)에서 근무한 Ludwig von Seidel(현대 독일)에 의해 물리적 계산식이 잘 정립되었음에도, 그 후로도 약 반세기 동안 사진렌즈는 시행착오법을 통해 개발되었다. 렌즈 발전에는 퇴행적인 손해였다.

광학수차의 극복(Overcoming optical aberrations)

아크로매트 풍경렌즈(Achromat Landscape)는 또한 직선이 곡선으로 나타나는 기하학적 왜곡이 아주 심했다. 사진이 개발된 초기에는 촬영시간이 오래 걸려 음직이지 않는 건물이 아주 중요한 사진 주제였기 때문에 이는 매우 심각한 문제였다. 게다가 그 당시는 그림엽서가 19세기 중반에 개발되었을 정도로, 가보기 힘든 곳의 사진(특히 입체사진)은 안락한 집에서 세계를 구경할 수 있다는 점에서 아주 인기가 좋았다. 왜곡은 화각이 커질 수록 급격히 나빠졌다. 따라서 아크로매트 풍경렌즈는 광각 렌즈로는 사용할 수 없었다. 최초의 성공적인 광각렌즈(최대 92°, 실용적으로는 80°)는 1892년 해리슨 슈나이처 글로브 렌즈(Harrison & Schnitzer Globe, 미국) 이었으나, 최대구경이 f/16(실용적으로는 f/30)에 불과했다. 찰스 해리슨(Charles Harrison)과 조셉 슈나이처(Joseph Schnitzer)가 개발한 글로브 렌즈는 4매의 대칭 요소로 구성되었다. 이름이 의미하는 것처럼, 제일 바깥쪽 면을 확장하면 완전한 구가 된다.

해리슨 슈나이처 글로브 렌즈(Harrison & Schnitzer Globe)

1850년, 대칭(Symmetry)을 사용하면 깨끗한 상을 방해하는 일곱가지 렌즈 수차(5가지 모노크롬 "자이델(Seidel)수차" (구면수차(spherical), 코마(coma), 비점수차(astigmatism), 상면만곡(field curvature), 직선왜곡(rectilinear distortion))와 2가지 색수차(축방향(axial) 및 횡방향(transverse))중에서 3개의 수차(직선왜곡, 코마, 횡방향 색수차)가 자동적으로 보정된다는 사실이 발견되었다.

아울러 제조상의 결함으로 인하여 중심이탈(decentration) 수차도 발생한다. 즉, 렌즈가 사양에 따라 제작되지 않았거나, 위치가 어긋나면 기대한 품질을 얻을 수 없다. 구조가 복잡해질수록 연마불량 혹은 위치 불량에 한층 민감해진다.

영상의 품질을 떨어뜨리지만 수차 혹은 오류가 아닌 광학 현상도 있다. 예를 들어, 중심에서 멀어질수록 cos⁴θ만큼 상이 어두워지는 자연 비네팅(natural vignetting) 현상이나, 광각렌즈 사진에서 볼 수 있는 가장자리 확대현상, 혹은 건물이 사다리꼴로 나타나는 현상 등은 3차원 피사체를 2차원으로 투영하는 과정에서 나타나는 기하학적 효과일 뿐, 물리적 오류가 아니다.

글로브 렌즈의 대칭식은 달메이어(Dallmeyer) Rapid-Rectilinear 렌즈와 슈타인하일(Steinheil) Aplanat 렌즈에 직접적인 영향을 주었다. 우연히도 존 달메이어(John Dallmeyer)의 Rapid-Rectilinear 와 아돌프 슈타인하일(Adolph Steinheil)의 Aplanat는 거의 동일한 4매 대칭식으로, 1866년에 거의 동시에 도착했다. 이들 렌즈는 구면수차(spherical) 및 상면만곡(field curvature) 을 제외한 대부분의 광학수차를 제거한 f/8 렌즈였다. 굴절률(refractive index) 차이를 최대로 하되, 각 아크로매트에서 분광(dispersion)을 동일하게 유지한 것이 돌파구였다. Rapid-Rectilinear 과 Aplanat 은 그 당시 모든 필름 포맷에 대해 초점거리와 화각에 확장가능했으므로 이후 약 50년간 표준적인 중구경 범용렌즈로 사용되었다.

달메이어(Dallmeyer) Rapid-Rectilinear 렌즈와 슈타인하일(Steinheil) Aplanat 렌즈

아크로매트 풍경 렌즈(Landscape), 벳시바르 인물렌즈(Portrait), 해리슨 슈나이처 글로브 렌즈(Harrison & Schnitzer Globe) 및 Rapid-Rectilinear/Aplanat 등 4개의 렌즈는 19세기 사진사들이 반드시 갖추어야했던 렌즈였다.

조리개(Aperture stops)

조리개가 영상 품질을 높일 수 있다는 사실은 1500년대에 알려졌다. 조리개구경이 너무 작아 회절이 심하게 발생하지 않는 이상, 조리개를 쓰면 여러가지 횡방향 수차(코마(coma), 비점수차(astigmatism), 직선왜곡(rectilinear distortion) 및 횡방향 색수차(lateral chromatic)를 일으키는 주변부 빛을 차단하기 때문이다. 현재에도 대부분의 렌즈는, 횡방향 수차와 회절이 타협하는 중간정도의 구경에서 최상의 품질을 생성한다.

따라서 심지어 메니스커스(Meniscus)렌즈조차 영구적인 조리개가 있었다. 하지만 초기의 렌즈에 있는 조리개는 조정기능이 없었다. 작동되는 구경자체가 작은데다, 다게레오타입은 민감도가 낮아서 몇 분씩 노출해야했기 때문이다. 사진사들은 입사광을 줄임으로써 노출시간이 늘어나는 것을 용납할 수 없었다. 1951년 콜로디온 습판식(wet colloidion process)이 개발되면서 노출시간이 획기적으로 짧아졌고, 이에 따라 조리개조절 기능이 필요하게 되었다.

가장 오래된 조리개는 1858년의 존 워터하우스(John Waterhouse)의 이름을 딴 워터하우스 스톱(Waterhouse stop)이었다. 동판에 정해진 크기의 구멍이 뚫어진 형태로, 렌즈 옆에 있는 홈에 삽입하는 방식이었다.

Dallmeyer Soft Focus Series B 렌즈와 워터하우스 스톱(좌측은 삽입된 모습)

1880년 경, 사진사들은 구경 크기가 심도에 영향을 미친다는 것을 깨달았다. 이에 따라 조리개 조절기능이 훨씬 중요해졌고, 조절가능한 조리개가 표준 렌즈 기능이 되었다. 1880년대 아이리스 조리개(iris diaphragm)가 최초로 등장했고, 1900년대에는 표준 조리개가 되었다. 아이리스 조리개는 그 이전 19세기 초부터 예술가용 카메라 옵스큐라(camera obscura)에 널리 사용되었고, 니엡스(Niépce)도 실험용 카메라에서 한번 이상 사용하였다. 그러나 현대식 렌즈에 사용되고 있는 조리개는 1858년 찰스 해리슨(Charles Harrison)과 조셉 슈나이처(Joseph Schnitzer)에 의해 개발되었다. 해리슨과 슈나이처의 조리개는 열고 닫는 속도가 빨랐고, 이는 자동 조리개 카메라용 렌즈에 필수가 되었다.

현대 렌즈 조리개의 f값은 f/1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90 등으로 표시되는데,1949년에 표준화되었다. 그 이전에는 이러한 영국식 시스템과 독일식 ( f/1.1, 1.6, 2.2, 3.2, 4.5, 6.3, 9, 12.5, 18, 25, 36, 50, 71, 100 등)이 경쟁했었다. 또한 통일 시스템(Uniform System, 미국, 영국에서 발명됨)은 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 등(여기에서 미국1 = f/4, 미국2 = f/5.6, 미국4 = f/8 등)으로 표기했는데 20세기초 이스트만 코닥에서 선호하였다.

망원렌즈(The telephoto lens)

1매의 요소로 구성된 렌즈는 렌즈의 길이와 초점거리가 같다. 예를 들어 초점거리 500mm 렌즈는 렌즈부터 촬상면까지의 거리가 500mm이다. 망원렌즈는 전면에 확대 렌즈(군), 후면에 축소렌즈(군)를 조합하여 명목상의 초점거리보다 짧게 만든 렌즈이다. 즉, 전면부에서는 상을 과대굴절시키고, 후면에서 초점면을 회복함으로써 백포커스 길이(back-focus length, 렌즈 후면 정점으로부터 초점면까지의 거리)를 매우 단축시킨 것이다. 원래는 일반렌즈의 뒤에 부착할 수 있는 오목렌즈가 악세서리로 판매되었다. 1833년 피터 발로우(Peter Barlow)가 개발한 오목 색지움 확대렌즈(negative achromat magnifier)인 발로우 렌즈(Barlow lens)는 현재도 아마추어 망원경의 접안렌즈 배율을 높이는 목적으로 사용되고 있다. 현대의 망원컨버터(teleconverter)가 발로우 렌즈이다.

1891년 토마스 달메이어(Thomas Dallmeyer)와 아돌프 미테(Adolph Miethe)는 전면에 아크로매트 이중(achromat doublet, 색지움)렌즈, 후면에 아크로매트 삼중(achromat triplet)렌즈로 구성된 망원렌즈를 거의 동시에 동일한 수식과 함께 특허를 내려고 시도하였다. 누가 먼저인지 알아내지 못했고, 결국 둘다 최초의 망원렌즈 특허를 받지 못했다.

달메이어(Dallmeyer)와 미테(Miethe)의 망원렌즈

초기의 망원렌즈는 전면부와 후면부가 균형잡히지 않았고, 후면부가 영상뿐만 아니라 수차까지 확대하였다. 또한 전.후면부 간격을 조정함으로써 유효초점거리를 조정할 수 있도록 하였으나, 이는 수차문제를 악화 시켰을 뿐이었다. 광학적으로 보정되고 시스템으로 확립된 최초의 망원렌즈는 1905년 f/8 Busch Bis-Telar(독일) 이었다.

Busch Bis-Telar

현대식 비점수차보정렌즈(The "modern" anastigmat lens)

사진렌즈는 1890년, 자이스(Zeiss, 독일)가 프로타르(Protar)를 개발하면서 한단계 도약하게 된다. 폴 루돌프(Paul Rudolph)의 프로타르 렌즈는 최초의 성공적인 비점수차보정렌즈로, 당시 기준으로 비점수차를 포함하여 다른 모든 수차를 높은 수준으로 보정하였다. 이 렌즈는 f/4.5 인물용부터 f/18 초광각까지 모두 적용할 수 있었다. 프로타르(Protar) 렌즈는 처음엔 Anastigmat(비점수차제거렌즈)라고 불렸으나, 이런 특성의 렌즈가 많아져 일반적인 용어가 되자, 1900년에 프로타르라는 기발한 이름으로 변경되었다.

자이스 프로타르(Protar)

프로타르 렌즈는 최초의 "현대식" 렌즈라고 할 수 있다. 산화바륨(barium oxide) 기반의 크라운 유리(optical crown glass, 저굴절, 저분산 특성의 유리)를 사용하면서 비대칭 공식(asymmetric formula)을 적용했기 때문이다. 이 유리는 1884년, 칼 자이스(Carl Zeiss)의 Jena Glass Works에서 일하던 물리학자 에른스트 아베(Ernst Abbe)와 화학자 오토 쇼트(Otto Schott)가 개발하였다. 이 쇼트 유리는 소다석회 크라운 유리(soda-lime crown glass) 보다 분산은 낮고 굴절률은 높았다. 프로타르의 전면부는 예전 유리를 사용했으나, 후면부 아크로매트(색지움)렌즈는 고굴절 유리를 사용했다. 약 1930년대 이후에 생산된 거의 모든 고품질 사진렌즈는 비점수차가 보정되는 렌즈이다.

현재의 최첨단 카메라 렌즈는 비점수차보정렌즈(anastigmatic)보다 대충 두배 정도 더 엄밀한 삼중색지움렌즈(apochromatic, APO) 이다. 하지만 그러한 렌즈들은 원래의 일곱가지 수차보다 훨씬 더높은 수준의 수차를 보정해야 한다. 이를 위해서는 20세기 중반에 발명된 고굴절/저분산 희토류(산화 란탄(lanthanum oxide)) 렌즈, 형석(불화 칼슘(calcium fluoride)) 렌즈 등이 필요하다. 최초의 소비자 카메라용 삼중색지움렌즈는 1964년 개발된 35mm SLR인 라이카플렉스(Leicaflex) 시리즈용 "Leitz APO-Telyt-R 180mm f/3.4(1975)" 이었다. 1980년대 이후 개발된 거의 모든 전문가용 망원렌즈는 삼중색지움렌즈이다. 참고로, 과학용/군용/산업용으로는 삼중색지움렌즈보다 더 뛰어난 렌즈도 있다.

쿠크 삼중렌즈(The Cooke Triplet)

20세기 카메라 렌즈의 전형은 Taylor, Taylor & Hobson의 쿠크 삼중렌즈(Cooke Triplet)이다. 데니스 테일러(Dennis Taylor, TTH와는 관련없음)가 개발한 쿠크 삼중렌즈는 믿을 수 없으리만치 간단한 비대칭 3매 비점수차보정렌즈(anastigmat)로, 새로운 쇼트(Schott) 유리의 이점을 최대한 이용하고자 렌즈 설계를 재점검하는 과정에서 탄생했다. 모든 요소가 너무 강하여 정렬불량에 매우 민감함으로써 당시로서는 상당한 제조 기준을 통과해야 했다. 쿠크 삼중렌즈는 20세기의 "경제적인 렌즈"의 표준이 되었다. 예를 들어, 최고로 많이 팔린 거리계연동 카메라로 추정되는 1937년 미국의 아거스(Argus) C3에 장착된 Argus Cintar 50mm f/3.5 렌즈가 쿠크 삼중렌즈였다.

Taylor, Taylor & Hobson의 쿠크 삼중렌즈(Cooke Triplet)

이 렌즈는 중형 롤필름 카메라의 밀착 사진이나, 35mm "미니어처" 포맷 카메라의 부분 확대에 적당하며, 대형 인화는 곤란하다. 그러나, 20세기 전반의 필름은 해상도가 높지 않아 별로 문제 될 것이 없었다.

테사르 렌즈(The Tessar)

폴 루돌프(Paul Rudolph)는 자신이 개발한 프로타르(Protar) 렌즈의 성능이 불만족스러워 테사르 렌즈를 개발했다. (형태는 쿠크 삼중렌즈와 비슷) 테사르는 원래 f/6.3 이었지만, 1930년에 f/2.8(최고 성능은 f/3.5까지)로 개선되었다.

테사르는 고품질/중구경/평균원근감을 갖는 20세기 표준렌즈였다. 최초의 자동노출 카메라인 코닥(Kodak) Super Six-20 (1938)에 장착된 "Kodak Anastigmat Special 100mm f/3.5"가 테사르 렌즈였다. 또한 올림푸스의 오리지날 half frame 카메라인 Olympus Pen (1959)에 장착된 "D. Zuiko 2.8 cm f/3.5", 최신 롤라이(Rollei) 35(1974)에 장착된 "슈나이더(Schneider) S-Xenar 40mm f/3.5", 주류 카메라회사의 마지막 수동초점 35mm SLR인 Nikon FM3A (2001)에 장착된 "AF Nikkor D 45mm f/2.8P Special Edition" 등도 Tessar 렌즈였다. Zeiss Stiftung의 마지막 카메라인 Zeiss Ikon S 312에 "Zeiss Tessar 40mm f/2.8 (1972)"이 채택된 것은 썩 어울리는 일이었다.

자이스 테사르(Zeiss Tessar)

라이츠(Leitz) 최초의 카메라인 Leica A (1925)에 장착된 "라이츠 엘마(Leitz Elmar) 50mm f/3.5"가 테사르(Tessar)라는 건 잘못 알려진 사실이다. 그 당시 라이카에선 18x24mm 무비카메라용 50mm f/3.5 Kino Tessar 를 개발했었고, 이것이 새로운 24x36mm 포맷에는 불충분했기 때문에 풀프레임을 지원하는 렌즈를 새로 개발해야했다. 50mm 테사르 렌즈가 24x36mm 포맷을 지원하게 된 것은 라이카의 성공에 자극을 받아 자이스 이콘(Zeiss Ikon)에서 콘택스(Contax)를 설계한 이후의 일이다. 엘마(Elmar)는 테사르(Tessar)와는 다른 계산식인 쿠크 삼중렌즈(Cooke Triplet)에 기반한 렌즈였다.

에르노스타와 조나(The Ernostar and the Sonnar)

비점수차제거에 의하여 사진 품질이 향상되자, 그 다음으로 어두운 곳에서 촬영하거나 셔터 속도를 올릴 수 있도록 구경을 키우는데로 관심이 쏠리게되었다. 자연광 스냅사진(candid available light photography)에 적합한 최초의 광각렌즈는 1923년 에르네만 에르노스타(Ernemann Ernostar, 독일)이었다. 루드비히 베르텔레(Ludwig Bertele)의 공식은 원래 10cm f/2 렌즈였으나, 1924년에는 10.5 cm/85mm f/1.8 까지 향상 시켰다. 에르노스타 렌즈도 쿠크 삼중렌즈의 변종으로, 렌즈 앞에 볼록렌즈요소 혹은 그룹이 추가된 형태였다.

Ernemann Ernostar 10.5 cm f/1.8

이 렌즈가 에르네만의 에르마녹스(Ermanox,1923) 카메라에 장착되어, 에리히 잘로몬(Erich Salomon)의 손에 들어가면서 현대적인 포토저널리즘(photojournalism)을 열었다. 프랑스 수상이었던 Aristide Briand 는 "국제회의에는 단 세 가지만 있으면 된다. 외국어 비서, 책상 그리고 잘로몬이다."라는 유명한 이야기를 남겼다. 참고로 미국 사진기자들은 1950년대까지도 플래시를 사용했다.

베르텔레는 1926년 에네르만이 자이스에 합병된 뒤, 좀더 유명한 조나(Sonnar)렌즈라는 이름으로 에론스타를 계속 발전시켰다. 그는 1932년 f/1.5까지 도달하여, 35mm 거리계연동 카메라인 Contax I (1932)용 Zeiss Sonnar 50mm f/1.5 를 개발하였다.

Zeiss Sonnar 50mm f/1.5

조나(Sonnar)렌즈는 망원렌즈 설계로 유명했고 지금까지도 그렇다. 조나는 전면 확대부(front positive element)의 강력함으로 인해 약간 망원성이다. 예를 들어 Contax II(1936) 용 Zeiss Olympia Sonnar 180mm f/2.8은 전설에 가까운 명작이다.

비대칭 더블가우스 렌즈(The asymmetric double Gauss)

1817년, 칼 프레드릭 가우스(Carl Friedrich Gauss)는 프라운호퍼(Fraunhofer) 망원경 대물렌즈에 메니스커스(meniscus, 요철) 렌즈를 추가하여 개선하였다. 1988년 Alvan Clark는 이 렌즈를 앞뒤로 대는 형태로 좀더 개선하였다. 그는 가우스를 기려 이 렌즈를 더블가우스 렌즈(double Gauss)라고 명명하였다. 현재의 설계는 1895년으로 거슬러 올라간다. 칼 자이스 예나의 폴 루돌프(Paul Rudolph)는 접합 이중렌즈(cemented doublets)를 중심렌즈로 사용하여 색수차를 보정하였다. [플라나(Planar) 렌즈]

이후 넓은 구경의 고성능 렌즈를 위해 렌즈를 추가하는 방식으로 개발이 이루어졌다. 1920년대 Taylor Hobson에서 성과를 거두었는데, f/2.0 Opic 과 이후의 Speed Panchro는 많은 회사들에 라이선스 되었다. 이 디자인은 현재 사용되는 많은 렌즈의 기반이 된 바, 특히 35mm 및 기타 소형 카메라에 사용되는 대구경 표준렌즈의 기반이 되었다. 넓은 화각에 대해 f/1.4까지 좋은 결과물을 제공할 뿐 아니라, 때로는 f/1.0 까지 만들어졌다.

이 디자인은 현재 Canon EF 50mm f/1.8 와 Nikon 50 mm f/1.8D AF Nikkor 와 같이 저비용 고품질의 빠른 렌즈에 사용되고 있다. 아울러 렌즈 요소를 추가하여 더 빠른 렌즈의 기반으로 사용되기도 하는데, 예를 들어 캐논과 니콘에서 일곱번째 요소를 추가해 50 mm f/1.4 를, 비구면 일곱번째 요소를 추가해 Canon's 50 mm f/1.2 를 제작했다. 또한 이 설계는 프로젝터와 같이 간단하고도 빠른 표준렌즈(~53° 대각선)가 필요한 다른 응용에도 나타난다.

반사방지 코팅(Antireflection coating)

표면 반사는 19세기 렌즈 설계시 주요한 한계 요소였다. 모든 유리-공기 접촉면 마다 4-8%의 반사가 발생하여 빛 투과가 줄어들고, 반사된 빛의 산란으로 플래어가 발생함으로써, 6번 혹은 8번이상 손실이 발생하면 렌즈의 실용성이 떨어졌다. 따라서 일정한 수 이내의 요소로만 수차를 해결해야만 했었다.

일부 렌즈는 빛 손실을 표시하기 위해 f-stop 대신 T-stop (transmission stop)을 표시하기도 했다. T-stop은 "진짜" 혹은 실질적인 구경을 나타내며 영화용 렌즈에서는 흔했다. 영화 촬영기사들은 영화촬영시 어떠한 렌즈를 사용해도, T-stop을 참고로 일관성있는 노출을 유지할 수 있었다. 이것은 사진용 카메라에서는 별로 중요하지 않았고, Bell & Howell의 Foton 라는 35mm 거리계연동 카메라용 렌즈에만 T-stop이 표시되었다. Bell & Howell은 영화촬영장비 제조회사였다. Foton 의 표준렌즈는 Taylor, Taylor & Hobson 사의 Cooke Amotal Anastigmat 2 inch f/2 (T/2.2) (1948; 카메라는 미국제, 렌즈는 영국제, 더블가우스) 였다. f/2 와 T/2.2 사이의 1/4 스톱 차이는 16% 손실이었다.

데니스 테일러는 1896년, 세월이 흘러 변색된 렌즈가 직관과는 달리 더 밝아지는 경우가 있음을 알게 되었다. 조사결과 그것은 산화된 층이 상쇄간섭(destructive interference)을 일으켜 표면반사가 억제된 것이었다. 표면반사를 억제하기 위하여 아주 얇은 두께(약 130-140 nm)의 불화마그네슘 또는 불화 칼슘을 진공 침전(vacuum deposition) 방법으로 코팅한 렌즈를 발명한 것은 1935년 자이스의 알렉산더 스마쿨라(Alexander Smakula)였으며, 1939년 최초로 시판되었다. 반사코팅방지 코팅은 반사를 1/3로 줄여주었다.

1941년 코닥의 35mm 거리계연동 카메라 Ektra 는 최초의 소비자 카메라용 완벽한 반사방지 렌즈 라인인 Kodak Ektar 35mm f/3.3, 50mm f/3.5, 50mm f/1.9, 90mm f/3.5, 135mm f/3.8 and 153mm f/4.5 를 발표하였다. 2차세계대전으로 인해 모든 소비자용 카메라 생산이 중단되어, 1940년대 말까지는 대량의 코팅렌즈는 등장할 수 없었다. 그러나 1950년대 초부터는 코팅렌즈가 고품질 카메라의 표준이 되었다.

반사방지 코팅이 등장하자 조나(Sonnar)렌즈에 비해 더블가우스(Double Gauss)가 더 인기를 얻게 되었다. 반사방지 코팅기술이 없었던 이차세계대전 이전에는 조나가 더 널리 사용되었다. 조나의 경우 3군. 즉 6개의 공기-유리면이 있어, 8개의 면이 있는 더블가우스에 비해 플래어의 영향을 덜 받았기 때문이다. 아울러 조나의 망원렌즈 효과로 렌즈의 길이가 잛아, 소형화를 추구하던 라이카와 콘택스 35mm 거리계연동카메라에 더 적합한 측면도 있다.

최대구경이 점점 커짐에따라, 더블가우스(Double Gauss)의 고대칭성이 수차보정에 유리했다. 특히 SLR의 경우, 거리계연동(rangefinder)와는 달리 시차오차가 없어, 보다 가까운 곳까지(1미터 수준에서 50cm 수준으로) 초점을 잡을 수 있게 됨으로써 특히 중요하게 되었다. 더블가우스는 반사방지 코팅과 새로이 등장한 고굴절 희토류 유리 덕분으로 1950년대 표준렌즈 설계에 널리 사용되었다.

다음 단계는 당연히 한개의 파장만 반사를 억제 하는 것이 아니라, 10여개 이상의 화학물질 층을 이용해 가시광선 영역 전체에 대한 반사를 억제하는 것이었다. 아사히 광학(Asahi Optical)의 SMC Takumar lenses (1971)는 소비자용 카메라(M42 마운트 펜탁스 SLR)를 위한 최초의 멀티코팅렌즈 였다. 멀티코팅이 없었다면 현대의 15매, 20매짜리 고보정 줌렌즈는 아예 불가능했을 것이다. 오늘날 출시되고 있는 멀티코팅 렌즈의 투과 효율은 약 99.7% 이상이다.

반사방지 코팅 여부에 관계없이 플래어를 막기위해서는 렌즈 후드가 계속 필요하다.

역초점 광각렌즈(The retrofocus wide angle lens)

일반적인 광각렌즈(초점거리가 촬상면 대각선 길이보다 짧고 화각이 넓은 렌즈)는 필름 가까이 설치되어야 한다. 그러나 SLR은 거울이 움직일 수 있는 공간이 필요하여 렌즈가 훨씬 앞쪽에 설치되어야 한다. 예를 들어 35mm 거리연동계 카메라의 경우 렌즈와 촬상면의 간격이 10mm 면 충분하지만, 35mm SLR은 40mm가 필요하다. 이로 인해 복잡한 역초점 설계방식의 렌즈 개발이 촉진되었다. 이를 위해서는 렌즈 맨 앞에 아주 큰 오목렌즈를 설치해야한다.

1950년 앙제닉스(Angénieux, 프랑스)의 Retrofocus Type R1 35mm f/2.5가 최초의 35mm SLR(Exaktas)용 역초점(retrofocus) 광각렌즈이다. 전면 오목렌즈를 제외한다면, 피에르 앙제닉스(Pierre Angénieux) 사의 R1 렌즈는 5매짜리 테사르(Tessar) 렌즈이다. 참고로, "역초점(retrofocus)"은 독점권이 해제되기 전까지 앙제닉스 사의 상표였다. 원래의 일반적 용어는 "역(inverted)" 또는 "역망원(reversed telephoto)"이었다. 망원렌즈는 전면에 볼록렌즈, 후면에 오목렌즈가 있는 반면, 역초점렌즈는 전면에 오목렌즈, 후면에 볼록렌즈가 있기 때문이다. 최초의 역초점(retrofocus) 렌즈는 Taylor, Taylor & Hobson 35mm f/2 (1931) 이었다. 이 렌즈는 RGB를 각각 별도의 음화로 촬영했던 Technicolor 무비카메라를 위하여, beamsplitter 프리즘을 넣을 수 있도록 back-focus 공간을 확보하는 목적이었다. 기타 앙제닉스 역초점 렌즈로는 "28mm f/3.5 Type R11(1953)" 과 "24mm f/3.5 Type R51(1957)" 등이 있었다.

앙제닉스(Angénieux)의 Retrofocus Type R1 35mm f/2.5

역초점(Retrofocus)렌즈는 전면의 대형 오목렌즈로 인해 비대칭성이 크고, 이에 따라 전통적인 방법으로는 왜곡을 보정하기 힘들다. 장점이라면 일반 광각렌즈의 사선방향으로 cos⁴θ 만큼 빛이 감쇄되는 비네팅현상도 사라진다는 것이다.

역초점 설계는 일반 렌즈 설계에도 영향을 미쳤다. 예를 들어, 루드비히 베르텔레(Ludwig Bertele)가 설계한 Contax IIA (1950) 35mm RF 용 Zeiss Biogon 21mm f/4.5(1954) 렌즈와, 그 개정버전인 Zeiss Hologon 15mm f/8(1969), 최종버전인 Zeiss Ikon Hologon Ultrawide 는 대략 대칭에 가까웠으나, 반쪽씩 뜯어보면 역초점렌즈라고 할 수 있었다. Biogon과 Hologon 렌즈는 대형 오목렌즈를 사용하여 자연 비네팅 현상을 억제하였던 것이다. 110도의 화각을 가진 Hologon은 구석에서 3¼ 만큼 빛이 감쇄되었을텐데, 이는 그 당시 필름의 노출 제한폭을 초과한 것이다. Hologon에는 이를 보정하기 위해 방사선방향으로 2 스톱만큼 어두워지는 필터를 표준 악세서리로 제공했다. Hologon의 렌즈 뒷면과 필름간의 거리는 4.5mm에 불과했다.

Zeiss Biogon 21mm f/4.5

요즘 나오는 디지털 SLR용 표준 원근감렌즈(normal perspective lense)는 역초점인 경우가 많다. 이미지 센서가 35mm보다 작기 때문에 동일한 화각을 유지하려면 초점 거리가 짧아야 하기 때문이다.

어안렌즈(The "fisheye" lens)

어안렌즈(fisheye lens)는 직선왜곡(rectilinear distortion)을 거의 보정하지 않는 특별한 종류의 초광각 역초점 렌즈이다. 대부분의 어안렌즈는 화각이 180°인 원형영상을 촬영한다. 어안(fisheye)이란 물고기가 하늘을 보면 이렇게 보인다는 가정에서 만들어진 단어이다.

최초의 어안렌즈는 1923년의 Beck Hill Sky이다. 로빈힐(Robin Hill)의 원래 의도는 구름분포의 과학적 연구를 위하여 하늘을 반구 형태로 촬영하기 위한 목적이었다. 불룩 튀어나온 오목 메니스커스 렌즈를 사용하여 180° 화각을 60° 로 압축한 후, 그 빛이 조리개를 통과하여 적당한 광각렌즈로 들어가도록 하였다. 이 스카이(Sky) 렌즈는 21mm f/8 으로, 지름 63mm의 상을 생성했다. 영국 기상청(British Meteorological Office)에서는 이러한 렌즈를 500미터 간격으로 2개 설치하여 입체영상을 촬영했다.

Beck Hill Sky

참고로 빛 감쇄(light falloff)로 인하여 180도 직교사진은 촬영할 수 없다. 120° (35mm 카메라에서는 초점거리 12mm)가 역초점 설계의 실질적 한계이며, 역초점이 아닌 경우에는 90° (초점거리 21mm)가 한계이다.

접사(마크로) 렌즈(The macro lens)

엄격하게 말하자면, 접사사진(macrophotography)은 영상의 크기가 실물과 동등한 사진(1:1)으로부터 영상이 실물보다 10-20 배 큰 사진 (20:1, 그 이상은 현미경사진)을 촬영하는 기술적 사진을 말한다. 원래 "마크로" 렌즈는 가까운 거리에서 촬영하도록 최적화된 일반적 공식의 렌즈로서, 근접 하여 초점을 잡고 멀리 있는 물체는 초점이 잡히지 않도록 긴 확장 튜브나 주름상자 악세서리에 장착하여 촬영하였다.

그러나 1955년 35mm SLR인 Exakta 용으로 개발된 Kilfitt Makro-Kilar 4 cm f/3.5(서독) 렌즈가 마크로 렌즈의 의미를 바꾸어버렸다. 이 렌즈는 연속 근접 초점이 가능한 최초의 렌즈이다. 하인즈 킬피트(Heinz Kilfitt)에서 개발한 Makro-Kilar 렌즈 버전 D는 무한대로부터 5cm 에서 1:1 까지 초점을 잡을 수 있었고 버전 E는 10cm 에서 1:2(실물 크기의 반)까지 초점을 잡을 수 있었다. Makro-Kilar 렌즈는 매우 긴 삼열 나선(extra long draw triple helical)에 장착된 테사르 렌즈이다. SLR 카메라는 아주 가까운 거리에서도 뷰파인더 시차오차가 없기 때문에 마크로 렌즈와 아주 잘 어울린다.

Kilfitt Makro-Kilar 4 cm f/3.5

접사렌즈 설계가 그렇게 어려운 것은 아니다. 영상의 크기가 피사체와 비슷하면 대칭성이 증대되기 때문이다. 1904년 Goerz Apo-Artar 사진제판(photoengraving) 처리 렌즈는 아주 엄밀한 품질관리가 필요했으나, 삼중색지움렌즈(apochromatic)였다. 이 렌즈는 무한대에서 접사까지 날카로운 영상을 얻을 수 있었는데, (Makro-Kilar 이전엔 힘들었음) 일반적으로 1:10에 가까워지면 연속적으로 초점을 맞추기 힘들었다. 대부분의 SLR은 높은 배율에 최적화된 중구경 마크로 렌즈를 포함시키고 있다. 그러나, 이들은 작동가능 거리가 좀 더 긴 대신, Makro-Kilar 보다 초점거리가 긴 경향이 있다.

"마크로 줌" 렌즈는 1970년대 나타나기 시작했다. 그러나, 전통주의자들은 이 렌즈들이 기술적 정의와 거리가 멀다는 이유로 접사렌즈로 인정하지 않는다. 대부분 1:4 이상 확대되지 않는데다, 상대적으로 품질이 떨어지기 때문이다.

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카메라의 개요 와 카메라의 역사 그리고 거리계연동카메라와 일안반사식카메라 1, 2 그리고 이안반사식 카메라도 참고 하세요.

민, 푸른하늘

카메라 렌즈(Camera lens)의 모든 것 - 첫번째

푸른하늘이 — Fri, 21 Oct 2011 15:54:45 +0900

카메라렌즈(camera lens)는 사진렌즈(photographic lens) 혹은 대물렌즈(objective lens)라고도 하는데, 카메라 몸체와 기계 장치와 함께 사용하여, 화학적/전자적으로 영상을 저장할 수 있는 필름 또는 센서에, 피사체의 상을 맺는 광학렌즈 혹은 렌즈뭉치(assembly of lens)를 말한다.

원리적으로는 간단한 볼록렌즈로 충분하지만, 가능한한 여러가지 광학수차(optical aberrations)를 최소화 하기 위해서는 여러개의 광학렌즈 요소로 구성된 복합렌즈(compound lens)가 필요하다. 렌즈 설계자의 역할은 가능한한 수차를 상쇄시키고 사진에 적합하면서도 대량생산이 가능한 렌즈를 만드는 것이다.

이론적으로는 카메라, 비디오, 망원경, 현미경, 기타 광학 장비에 사용되는 렌즈가 큰 차이가 없지만, 세부 사항 및 제조방법은 다르다. 카메라에 고정된 렌즈도 있지만, 초점거리, 구경 등이 다른 렌즈를 바꿔낄 수도 있다.

렌즈의 작동원리(Theory of operation)

전형적인 직교렌즈(rectilinear lens, 직선이 직선을 촬영되는 렌즈)는 바늘구멍 "렌즈"의 성능을 향상시킨 것이라고 할 수 있다. 이상적으로는 바늘구멍(pin hall)렌즈는 작은 구멍을 사용하여 거의 모든 빛을 차단하고, 한 점에서 한 선의 빛만 뽑아 센서에 보낸다. 그러나, 바늘구멍렌즈는 다음과 같은 심각한 한계가 있다.

바늘구멍 카메라의 원리

바늘구멍사진기의 구멍이 크면 상이 흐려진다.(아래 좌측)
구멍을 작게하면 해상도가 좋아지지만, 빛의 양이 줄어든다.
회절(Diffraction)로 인해 구멍을 일정 크기보다 더 줄이면 어두워질 뿐만 아니라 흐려진다(가운데)

렌즈란 바로 "어떻게 하면 빛을 더 많이 받아들이면서도 뚜렷한 상을 얻을 수 있을까?" 하는 질문에 대한 답이라고 생각할 수 있다. 첫번째 답은 바늘구멍에, 초점거리(focal length)가 촬상면까지의 거리와 동일한 렌즈를 설치하는 것이다. 이렇게 하면 구멍을 상당히 크게 해도 무방하다.(아래 세번째) 볼록렌즈는 렌즈 입사각에 비례하여 빛을 굴절 시키기 때문이다. 기하학적 배치는 비슷하지만, 바늘구멍 카메라의 경우 하나의 점에 한줄의 빛만 비추는데 비해, 렌즈가 있는 경우 들어온 빛다발이 가느다란 삼각뿔 모양으로 모인다. 카메라 앞에서 보면 작은 구멍인 구경(aperture)을 볼 수 있다. 이것을 렌즈의 입사동공(entrance pupil)라고 하는데, 이론적으로는 피사체상의 어떤 한점에서 나온 빛 중에서 이 입사동공을 지난 모든 빛은 센서/필름 상에 한점으로 모여야한다. 카메라 안쪽에서 봤을 때의 구경의 가상이미지는 출구동공(exit pupil)이라고 한다.

실제의 카메라렌즈는 여러개의 렌즈 요소로 구성된다. 추가되는 요소는 여러가지 수차(aberrations)를 줄이는 목적이지만, 작동원리는 동일하다. 즉, 입사동공으로 들어온 빛다발이 출구동공을 통해 촬상면에 한점으로 초점을 맺게하는 것이다.

제작(Construction)

렌즈는 브라우니(Brownie) 박스카메라에 사용된 요철렌즈(meniscus)와 같이 한장의 렌즈로부터 20여매로 구성되는 복잡한 줌렌즈까지 여러가지 요소로 만들어 질 수 있다. 그중에는 여러장의 렌즈를 서로 붙여 만든 것도 있다.

맨 바깥 요소는 전체 렌즈뭉치(lens assembly)의 성능에 매우 중요하다. 현대의 렌즈는, 마모, 플래어(flare), 표면반사 등을 줄이고, 색균형을 보정하기 위해 코팅처리를 한다. 수차를 최소화하기 위해 입사각(angle of incidence)과 굴절각(angle of refraction)이 같도록 곡률을 설정한다. 단초점렌즈(prime lens)의 경우엔 어렵지 않지만, 줌렌즈에서는 항상 타협이 필요하다.

렌즈의 초점을 맞추는 방법은 렌즈뭉치와 촬상면의 간격을 조정하는 것과, 렌즈뭉치 내부의 요소를 움직이는 방법이 있다. 일부렌즈에는 성능을 높이기 위해 캠(cam, 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 장치)을 이용해 그룹간의 거리를 조정한다. 니콘(Nikon)에서는 이를 CRC (close range correction)라고 하고, 핫셀블라드(Hasselblad)와 마미야(Mamiya)에서는 FLE (floating lens element)라고 한다.

가장 널리 사용되는 렌즈 재료는 유리이다. 광학성질이 우수하고 긁힘에 강하기 때문이다. 기타 수정유리, 형석(fluorite), 아크릴성 플라스틱(Plexiglass), 심지어는 게르마늄(germanium)과 운석유리(meteoritic glass)도 사용된다. 유리로 제작하기 힘든 비구면렌즈(aspherical lens)의 경우 가공성과 효율성이 높은 플라스틱이 사용된다. 하지만 플라스틱은 흠집이 잘 나기 때문에, 아주 저렴한 렌즈를 제외하면 제일 바깥 요소로는 사용되지 않는다. 플라스틱 주형렌즈는 일회용 카메라에 오랫동안 사용되어 평판이 나쁘기 때문에 좋은품질의 광학회사는 "광학수지(optical resin)"와 같이 애둘러 표현하는 경향이 있다. 그러나 유명회사가 생산하는 현대식 고성능(고가) 렌즈엔 주형식 혹은 하이브리드 타입의 비구면 렌즈가 포함된 경우가 많으므로, 플라스틱이 포함된 모든 렌즈는 품질이 떨어진다고 치부하는 건 옳지 않다.

1951년 미공군 해상도시험차트(1951 USAF resolution test chart)는 렌즈의 분해능(resolving power)을 측정하는 방법중 하나이다. 해상도는 재료의 품질, 코팅, 구조 등의 영향을 받는다. 렌즈 해상도는 궁극적으로 회절(diffraction)에 의해 제한되는데, 이 해상도까지 접근하는 카메라렌즈는 거의 없다. 이러한 렌즈를 "회절한계(diffraction limited)" 렌즈라고 하는데 거의 아주 비싸다.

1951년 미공군 해상도시험차트

오늘날 거의 모든 렌즈는 플레어, 기타 원치않는 효과를 최소화하기 위해 여러번 코팅을 한다. 색채에 나쁜 영향을 미치는 자외선(ultraviolet)을 차단하기 위해 UV 코팅도 한다. 현재 렌즈요소를 붙여주는 광학 접착제 대부분에 자외선을 차단하므로 UV 필터가 거의 필요없다. UV 를 촬영하고자 하는 사람은 접착제도 코팅도 없는 렌즈를 찾아야 한다.

렌즈에는 대부분 빛이 들어오는 양을 통제할 수 있도록, 구경조절장치 - 대부분 조리개 -를 갖추고 있다. 초기 카메라에는 크기가 다른 구멍이 여러개 뚫려 있는 회전판 또는 미끄럼판이 사용되었다. 이들 워터하우스 스톱(Waterhouse stop)은 현대에도 특별한 렌즈에 가끔 사용된다. 빛이 통과하는 시간을 제어하는 셔터(shutter)는 렌즈뭉치(lens assembly) 내부, 카메라 내부에 주로 설치되지만, 드물게 렌즈 앞에 설치되는 경우도 있다. 일부 렌즈내장 리프셔터(leaf shutter)의 경우 조리개가 없이 셔터가 두가지 기능을 겸하기도 한다.

Dallmeyer Soft Focus Series B 렌즈와 워터하우스 스톱(좌측은 삽입된 모습)

구경과 초점거리(Aperture and focal length)

광학렌즈에 있어 가장 기본적인 두가지 요소는 초점거리(focal length)와 최대구경(maximum aperture)이다. 초점거리는 촬상면에 투영된 상의 배율을 결정하며, 구경은 상의 밝기를 결정한다. 동일한 카메라를 사용할 경우, 초점거리가 짧을수록 화각( field of view)이 넓어진다. 구경이 크면(f값(f-number)이 적으면) 동일한 노출에도 셔터속도를 빠르게 할 수 있다.

렌즈의 최대구경은 초점비율 혹은 f값(f-number)으로 표현한다. f값은 렌즈의 초점거리를 유효구경(입사동공)으로 나눈 수로서 무차원수(dimensionless number)이다. f값이 작을수록 초점면에 들어오는 빛의 강도가 높다. 다른 조건이 동일하다면, 구경이 클수록(f값이 작을수록) 심도(depth of field)가 낮아진다.
실재 사용되는 렌즈뭉치(lens assembly) 에는 광량측정장치나 플래어 감소용 별도 구멍, 혹은 노출순간 구경을 열어두어 SLR카메라가 심도가 낮고 밝은 피사체에 초점을 맞추도록 하는 장치 등이 포함될 수도 있다.

초점거리는 대부분 mm 로 표시하지만, 예전 렌즈 중에는 cm 나 인치(")로 표시된 것도 있다. 주어진 필름/센서 크기(대각선 길이)에 따라 렌즈는 다음과 같이 분류된다.

표준렌즈(Normal lens) : 대각선 화각이 약 50°이고, 초점거리가 센서의 대각선 길이와 거의 비슷함
광각렌즈(Wide-angle lens) : 화각이 60° 보다 크고 초점거리가 표준렌즈보다 짧음
장초점렌즈(Long-focus lens) : 초점거리가 필름센서의 대각선보다 긴 렌즈. 화각이 좁다. 장초점렌즈 중 가장 일반적인 것이 망원렌즈(telephoto lens)로서, 특별한 광학구성을 사용해 렌즈의 실 길이가 초점거리보다 짧다.

28 mm 렌즈 50 mm 렌즈

70 mm 렌즈 210 mm 렌즈
[[[렌즈선택에 따른 화각의 변화. 동일한 위치에서 35mm 카메라로 촬영]]]

초점거리가 다른 렌즈를 사용하면 다른 거리에서도 피사체를 동일한 크기로 촬영할 수 있다. 단, 원근감(perspective)이 달라지게 된다. 예를 들어 손을 앞으로 뻗은 사람을 각기 광각, 표준, 망원렌즈로 촬영하되, 거리를 조정하여 사람이 동일한 크기로 촬영해 보면, 광각렌즈로 촬영한 사진에서는 손이 과장되어 머리보다 크게 나타난다. 초점거리가 길어질수록 이러한 과장효과는 줄어든다. 하지만, 동일한 위치에서 세가지 렌즈로 촬영한 뒤, 사람이 동일한 크기가 되도록 확대한 후 잘라내 보면 모든 사진의 원근감이 동일하다. 인물 사진을 촬영할 경우, 장초점렌즈의 원근감이 실물보다 조금 더 좋아보이는 경향이 있어서, 중간 정도의 망원렌즈를 추천한다.

초점거리가 다른 렌즈로 거리를 달리하여 동일한 크기로 촬영한 원근감 효과

렌즈요소의 수(Number of elements)

렌즈의 복잡도(렌즈요소의 수 및 비구면성)에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 화각 및 최대구경이다. 구경이 넓은 초광각렌즈를 만들기 위해서는 여러가지 광학수차(optical aberration)를 상쇄시키기 위해 매우 복잡할 수 밖에 없다. 수차는 렌즈 가장자리로 갈수록 심해지는데, 초광각렌즈는 렌즈 가장자리를 사용해야하기 때문이다. 구경이 작은 장초점렌즈라면 아주 간단한 구성만으로도 괜찮은 품질의 영상을 얻을 수 있다. 두개의 렌즈요소로 구성되는 이중렌즈(doublet)만으로도 충분할 것이다. 오래전, 표준 초점거리를 가진 "전환가능(convertible)"렌즈를 탑재한 카메라가 있었다. 앞쪽 렌즈요소를 떼어내면 초점거리가 두배가 되고, 구경과 화각은 반이 되었다. 이 간단한 반쪽렌즈는 화각이 좁고 구경이 상대적으로 좁으면 적당한 품질이 나왔다. 물론 주름상자를 표준길이의 두 배로 확장시켜야 했다.

최대구경이 f/2.8 이상인 표준 단초점 렌즈라면 적어도 3매(삼중 렌즈) 또는 4매("테사르(Tessar)" 렌즈, 그리스어에서 4를 뜻하는 tessara에서 유래)의 요소가 필요하다. 초점거리 지원범위가 넓은, 소위 슈퍼줌렌즈는 15매 이상으로 구성되기도 한다. 렌즈는 이를 구성하는 각각의 광학매질(optical media, 공기, 유리, 플라스틱 등)간의 반사로 인해, 대비(contrast)와 채도(saturation)가 심각하게 저하된다. 초기의 렌즈나 줌렌즈에서 심하며, 특히 빛이 직접 쪼이는 경우 훨씬 심해진다. 광학 코팅 기술이 도입되고 기술이 진보함에 따라 렌즈의 성능이 향상되었고, 그 결과 현대의 고품질 줌렌즈의 경우 어느정도 대비가 쓸만한 사진을 촬영할 수 있게 되었다. 물론 여러개의 요소로 구성된 줌렌즈은 랜즈요소가 작은 렌즈에 비해(구경, 초점거리, 코팅 등이 동일할 경우) 빛의 통과량이 적다.

45mm f/2 MD-Rokkor 렌즈. 5군/6매로, 렌즈 요소간의 반사를 볼 수 있다.

렌즈 마운트(Lens mounts)

대부분의 이안 반사식(SLR) 카메라와 몇몇 거리계연동 (rangefinder ) 카메라는 렌즈를 떼어낼 수 있다. 마미야(Mamiya) 이안반사식(TLR ) 카메라와 같이 다른 종류의 카메라도 일부 렌즈를 교환할 수 있는 모델이 있다. 렌즈 마운트(lens mount)란 렌즈를 카메라에 부착하는 곳으로, 렌즈와 카메라에 각각 기계적/전기적 연결장치가 있다. 렌즈 마운트는 카메라와 렌즈간의 호환성을 결정짓는 중요한 요소이다. 대형 카메라 회사는 자체적으로 고유한 마운트가 있어 일반적으로 다른 회사제품과 호환되지 않는다. 그러나, 거리계연동 카메라용 라이카 M39 렌즈 마운트, 초기 SLR용 M42 렌즈 마운트, 후기 SLR용 펜탁스(Pentax) K마운트, 디지털일안반사식(DSLR) 카메라용 포써드 시스템 마운트(Four Thirds System mount) 등은 예외로, 모두 여러 카메라 회사들이 함께 사용하였다. 대부분의 대형 카메라도 렌즈를 교환할 수 있는데, 렌즈보드(lensboard)나 전면에 설치한다.

렌즈의 종류(Types of lens)

접사(마크로) 렌즈("Close-up" or macro)

접사사진에 사용되는 접사렌즈(마크로(macro)렌즈)는 촬상면에 파사체의 실제 크기보다 같거나 크게 촬영되는 렌즈를 말한다. 대부분 아주 작은 물체를 확대촬영하기 위한 목적으로 사용된다. 마크로렌즈는 어떤 초점거리이든 관계없다. 확대배율, 필요한 비율, 피사체에 대한 접근성, 조명 등을 고려하여 초점거리를 결정한다. 접사작업을 위해 광학적으로 교정한 특수렌즈일 수도 있고, 아주 가까운 사진을 위해 초점면을 앞으로 끌어오도록 (어댑터나 스페이서를 이용해) 변경한 렌즈일 수도 있다. 심도(depth-of-field)는 무척 낮아 활용도는 제한된다. 일반적으로 심도를 높이기 위해 조리개를 조여(stop down) 사용한다.

줌렌즈(Zoom)

줌렌즈는 내부 렌즈요소의 움직임에 따라 초점길이가 변하는 렌즈로, 일반적으로 경동(鏡胴, barrel)을 돌리거나 단추를 눌러 모터를 작동시킴으로써 초점길이를 바꾼다. 보통 중-광각에서 표준을 거쳐 중-망원까지, 혹은 표준에서 망원까지 렌즈를 조절할 수 있다. 줌범위는 제작한계가 있다. 즉, 최대구경이 크고, 초광각에서 초망원까지 줌이 되는 이상적인 렌즈는 불가능하다. 줌렌즈는 주로 여러가지 소형 카메라 - 스틸카메라, 영화카메라, 렌즈고정식, 렌즈교환식을 막론하고 - 에 사용된다. 크기 및 가격 때문에 중대형 줌렌즈는 많지 않다. 모터식 줌렌즈의 경우 초점, 조리개 , 기타기능도 모터식일 수 있다.

줌렌즈의 원리

특수 렌즈(Special-purpose)

고차색지움 렌즈(Apochromat (APO))는 색수차(chromatic aberration)를 보정한 렌즈이다.
프로세스 렌즈(Process Lens)는 기하학적 수차(실타래형(pincushion) 왜곡과 술통형(barrel) 왜곡)를 극단적을 제거한 렌즈로 특정한 거리에서만 사용된다. (프로세스 렌즈와 고차색지움렌즈는 일반적으로 구경이 좁으며, 정물을 극히 정확하게 촬영하는데 사용된다. 렌즈 앞쪽에서 10-20cm 정도에 있는 물체에 최적화 되어 있으며, 이 범위를 벗어나면 성능이 많이 떨어지다.
확대렌즈(Enlarger lens)는 카메라가 아닌 확대기(photographic enlarger)에 사용하는 렌즈이다.
항공사진(aerial photography)용 렌즈
어안렌즈(Fisheye lenses) : 화각이 180도 이상되는 극초광각 렌즈로 (의도적인) 왜곡이 많다.
입체렌즈(Stereoscopic lenses) : 3차원 사진을 촬영하는 한쌍의 렌즈. 적절한 뷰어를 사용하면 3차원 효과를 볼 수 있다.
연초점 렌즈(Soft-focus lens) : 초점이 맞으면서도 부드럽게 촬영되는 렌즈로 의도적으로 왜곡을 남긴 렌즈. 초상사진이나 패션 사진에 많이 사용된다.
적외선 렌즈(Infrared lens)
자외선 렌즈(Ultraviolet lens)
회전식 렌즈(Swivel lens) : 카메라 몸체에 부착된 채 회전할 수 있는 렌즈로 독특한 촬영각도가 가능하다.
시프트 렌즈(Shift lens) 와 틸트 렌즈(tilt lens) : 합쳐서 투영제어렌즈(perspective control lenses) 라고도 하는데, 뷰카메라(view camera)를 모방하여 SLR에서 특수하게 투영을 제어할 수 있는 렌즈

회전식 렌즈(Swivel lens) 와 틸트렌즈(tilt lens)

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카메라의 개요 와 카메라의 역사 그리고 거리계연동카메라와 일안반사식카메라 1, 2 그리고 이안반사식 카메라도 참고 하세요.

민, 푸른하늘

이안 반사식 카메라(TLR, Twin Lens Reflex Camera)

푸른하늘이 — Mon, 17 Oct 2011 14:07:07 +0900

이안 반사식 카메라(TLR: twin-lens reflex camera)는 초점거리가 동일한 렌즈가 두개 달린 카메라이다. 그중 하나는 대물렌즈 혹은 촬영용 렌즈이며, 다른 하나는 뷰파인더에 사용되는 렌즈로, 대부분 허리높이에두고 내려보는 형태이다.

뷰파인더용 렌즈 뒤에는 45도로 설치된 거울이 있고, 이 거울에 반사된 빛이 카메라 상단 무광택 초점스크린(matte focusing screen)에 상을 맺게 되며, 튀어나오는 덮개(pop-up hood )가 이를 둘러 싼다. 두개의 렌즈는 연결되어 있어 초점면에 초점이 잘 맞으면 필름면도 초점이 맞게 된다. 하지만 저렴한 TLR 은 대부분 고정초점렌즈를 사용한다. 대부분의 이안반사식 카메라(TLR)는 1/500초 이하 및 B 셔터를 지원하는 리프셔터(leaf shutter)를 사용한다.

실용적 목적에 따라 모든 TLR은 필름 카메라이며, 여러가지 필름포맷을 지원하지만 대부분 120 롤필름을 사용한다. 현재 범용 디지털 TLR은 없다. 디지털 시대 이전에 이미 전성기가 지났기 때문이다. 2004년에 비싼 "장난감"으로 소개된 수집가용 Rollei Mini-Digi 가 주요 예외이다.

이안반사식 카메라의 역사(History)

렌즈가 두개인 카메라는 1870년대쯤 개발된 것으로 짐작된다. 누군가 렌즈가 하나더 있다면 간유리로 초점을 맞춘 뒤 나중에 건판으로 갈아 넣느라 시간 낭비할 필요가 없다는 것을 깨달았을 것이다. 이러한 접근방식은 괴물같은 Koni-Omegaflex가 증명하는 것처럼 1960년대까지 계속 사용되었다.

거울을 이용해 위에서 내려볼 수 있다는 것은, 카메라를 손에 들고 촬영할 때 훨씬 안정되므로 일종의 혁명이었다. SLR 에도 동일한 원리가 적용되었지만, 초기의 SLR은 초점면을 가로막고 있는 거울을 치워야 하는 불편이 있었다. 이 과정이 자동화된 후에는 거울의 움직임으로 충격이 발생해 상을 흐뜨려 뜨렸다. 1885년 London Stereoscopic Co에서 발매된 "Carlton"이 최초의 상용 TLR이라고 주장되고 있다.

TLR이 본격적으로 대중 마케팅을 한 것은 1929년 롤라이플렉스(Rolleiflex)가 효시이다. 롤라이플렉스는 그 디자인으로 인해 수없이 복제, 모조되었다.

TLR의 고전, Rolleiflex camera

기능(Features)

고급형 이인반사식 카메라는 초점을 맞출 때 도움이 되는 확대경이 달려있기도 했다. 또한, 덮개(hood) 뒤쪽엔 사각형 구멍, 앞쪽은 넓은 창으로 구성된 "스포츠 파인더(sports finder)"가 달린 것도 있었다. 무광택 스크린 대신 이를 통해 구도를 잡을 수 있는데, 특히 동물이나 자동차등 움직이는 물체 촬영시 유용했다. 초점 스크린은 좌우가 뒤집혀 있기 때문이다. 하지만 스포츠파인더로는 정확한 구도를 잡기는 힘들었다.

SEAGULL의 확대경(좌)과 스포츠파인더(우), 소스: 여기

1960년대 발매된 마미야(Mamiya) C 시리즈(C-3, C-2, C-33, C-22 등)와 마미야 C330은 그 선조격인 Mamiyaflex와 함께 진짜 교환가능한 렌즈을 탑재한 주요 전통 TLR이다. 마미야 TLR은 또한 주름강자 방식의 초점조절이 가능하여, 초접사사진이 가능하였다.

Mamiyaflex C33

많은 TLR은 덮개 앞두 구멍을 통해 스포츠 사진 등의 빠른 장면을 촬영했다. 그런데 롤라이 Rolleiflex TLR 후기 모델에는 두번째 거울을 통한 "스포츠 파인더(sports finder)"기능을 추가했고, 이 기능은 특허가 풀린 후 널리 복사되었다. 덮개 정면에 있는 사각부분을 밀어 넣으면 그부분에 달려 있던 거울이 초점스크린으로 내려옴으로써, 덮개 뒤쪽에 있는 렌즈를 통해 초점스크린을 볼 수 있는 기능으로, 이를 통해 스포츠 파인더 기능을 사용하면서도 정확한 초점을 맞출 수 있었다. 이 상은 상하좌우가 뒤집혀 있었지만, 1940년대부터 1960년대까지 사진 기자들은은 이 기능때문에 롤라이를 가장 선호하였다.

롤라이의 스포츠파인더

장점(Advantages)

TLR의 가장 중요한 장점은 SLR에 비해 구조가 간단하다는 것이다. SLR은 초점을 맞추는 동안 포컬플레인 셔터(focal plane shutter)나 반사거울을 이용해 빛이 필름에 달지 않도록 차단시켜야 한다. 이는 기계적으로 복잡하여, (특히 중형 카메라의 경우) 부피와 무게가 상당히 추가된다.
기계적으로 간단하기 때문에 가격이 저렴하며, 고장이 날 가능성도 낮다.
SLR 셔터는 상대적으로 소음이 심하지만, TLR은 대부분 리프셔터(leaf shutter)를 사용하여 소음이 거의 없다.
TLR은 노출중 화면이 보이지 않는 블랙아웃(black-out) 현상이 없다.
거울이 움직일 필요가 없기 때문에 셔터를 누른 즉시 촬영 할 수 있다. (셔터랙(shutter lag)이 거의 없다) 이러한 특성과 연속해서 볼수 있는 특성 때문에 춤사진 전문가들이 특히 TLR을 선호한다.
TLR은 눈높이(eye-level) 뷰파인더를 가진 카메라보다 이목을 덜 끌 수 있으므로 "스냅사진(candid photography)"에 적합하다. TLR을 목에 걸고 릴리즈로 촬영하면 특히 좋다.
TLR은 대부분 렌즈내장형 리프셔터(in-lens leaf shutters)를 사용하므로, 포컬플레인 셔터( focal-plane shutter)보다 플래시 동기화에 유리하다.
큰 필름을 사용하며 구도잡기가 편하므로, 초상사진 스튜디오에 널리 사용되었다.

단점(Disadvantages)

렌즈교환형 TLR이 많지 않으며, 줌렌즈는 전혀 없다.
촬영용 렌즈와 뷰파인더용 렌즈가 분리되어 있으므로, 본 범위와 촬영된 범위가 달라지는 시차(parallax) 오차가 발생한다. 거리가 멀 때는 무시할 수 있지만, 가까워지면 아주 심각한 문제가 발생한다. 시차를 보정하려면 사진사가 프레임을 바꾸면서 시선의 위치를 조정하거나, 정물사진(약 30cm 이내)을 촬영할 때는 먼저 뷰파인더로 구도를 잡은 후, 카메라를 두 렌즈 간격만큼 올려주는 장치를 사용할 수 있다. 일부 TLR에는 (초기의 예: 1933년산 보이그랜더(Voigtländer) Superb) 초점을 맞출 때 시차를 조정해 주는 장치가 달린 것도 있다.
TLR의 뷰파인더용 렌즈에는 조리개가 없으므로 심도(depth of field)를 미리 확인할 수 없다. 예외적으로 마미야(Mamiya) 105 D and 105 DS 는 심도 미리보기가 가능하다.
TLR의 뷰파인더는 내려보는 형태이므로 카메라를 가슴 높이 이상으로 올리기에는 불편하다. 다만 대부분의 TLR은 정사각형 필름을 사용하므로 사진기를 수평방향으로 촬영할 수 있다.
뷰파인더에 있는 상은 좌우가 뒤바뀌어 있으므로 특히 초보자의 경우나 이동하는 물체의 구도를 잡기 힘들다.
TLR이 주로 사용하는 리프셔터(leaf shutter)는 1/500초가 최고 속도이다.

Film formats

TLR은 일반적으로 120 롤필름으로 6x6cm 로 촬영한다. 현재 Chinese Seagull Camera와 Lomography's Lubitel에서만 이러한 TLR을 생산하고 있지만, 과거에는 많은 회사들이 제조했다. 롤라이(Rollei). 마미야(Mamiya), 미놀타(Minolta), 야시카(Yashica) 등에서 생산한 제품들이 중고시장에서 흔히 볼 수 있다. 마미야 C 시리즈 는 렌즈교환형으로, 55mm 부터 250mm 까지 여러가지 렌즈가 생산되었다.

127 롤필름으로 4×4 cm를 촬영하는 소형 TLR도 있었다. 가장 유명한 것은 "Baby" Rolleiflex 와 Yashica 44 이다. 1950년대에는 Kodak Duaflex 나 Argus 75 와같이 저가의 고정초점식 TLR도 널리 사용되었다. 35mm 필름을 사용하는 TLR도 몇몇 있었는데, Contaflex TLR가 가장 정교한 것으로, 렌즈교환식이었다.

가장 소형의 범용 TLR 은 스위스제 Tessina로서, 35mm 필름을 사용하여 14×21 mm로 촬영하였다. Olympus Gastro 카메라가 기술적으로 가장 작은 TLR이라는 주장도 있다.(실제로는 내시경임)

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이 문서는 http://en.wikipedia.org/wiki/Twin-lens_reflex_camera 를 번역한 것입니다. 일부는 뺀 것도 있고 마음대로 추가한 부분도 있습니다. 카메라에 대한 지식이 부족하여 오역한 부분도 있을 수 있습니다. 혹시 잘못된 내용을 발견하시면 언제든지 알려 주시기 바랍니다.

카메라의 개요 와 카메라의 역사 그리고 거리계연동카메라와 일안반사식카메라 1, 2도 참고 하세요.

민, 푸른하늘

일안반사식 카메라(SLR, Single Lens Reflex) - 두번째

푸른하늘이 — Sat, 15 Oct 2011 22:22:01 +0900

참고 : 이글의 앞부분을 먼저 읽어 보시기 바랍니다.

일안반사식 카메라의 역사(History)

대형 SLR은 아마도 C.R. Smith의 Monocular Duplex (미국, 1884)가 효시일 것으로 생각된다. 1920년대에는 여러 회사에서 중형 카메라용 SLR을 선보였다. 최초의 35mm용 SLR은, 라이카 35mm 거리계연동 카메라 바디에 장착할 수 있는 200mm f4.5 렌즈에 붙어있는 플루트 반사식 케이스(PLOOT reflex housing)로 1935년 처음 등장했다.

구소련의 Спорт (“Sport”)도 24mm x 36mm 사이즈로, 1934년 시제품이 출시되었고 1937년 양산되었다. K. Nüchterlein에서 제작한 Ihagee Kine-Exakta (독일, 1936)가 최초의 통합형 35mm SLR이었다. 허리높이 뷰파인더형인 Exakta 시리즈는 2차세계대전까지 여러 모델이 생산되었다. 현대 SLR의 또다른 선조는 스위스산 알파(Alpa)로서, 후일 일본 카메라에 많은 영향을 미쳤다.

1943년 8월 23일, 헝가리의 Jenő Dulovits는 최초의 눈높이식 SLR 뷰파인더를 특허받고 Duplex 를 개발했는데, 여러장의 거울을 조합하여 상하좌우가 똑바로된 상을 구현하였다. Duplex는 1948년까지 계속 생산되었는데, 순간반환거울을 채택한 최초의 SLR이기도 하다.

오각프리즘(pentaprism)을 탑재한 최초의 양산 SLR은 Zeiss Ikon의 VEB Contax S로서, 1949년 5월20일 발매되었다.

일본인들은 SLR을 받아들여 더 발전시켰다. 아사히(Asahi)는 1954년 아사히플렉스(Asahiflex), 1957년에 Asahiflex IIB 를 개발하였고, Asahi Pentax는 고정식 오각프리즘(fixed pentaprism)과 the right-hand thumb wind lever를 결합하였다. 1959년에는 니콘(F 시리즈), 캐논(Canonflex 시리즈), 야시카(Pentamatic 시리즈) 등을 시판하였다.

Asahiflex

TTL측광(Through-the-lens light metering)

TTL(렌즈를 통한, Through-the-lens) 측광은 렌즈후면측광(behind-the-lens metering)이라고도 한다. SLR 설계에서 측광소자를 설치하는 방법은 다양하지만, 모두 CdS(황화 카드뮴) 광전지(photocell)를 사용하였다. 소자를 오각프리즘 케이스에 넣어 초점스크린을 통과하는 빛을 측정하거나, 탑콘(Topcon)과 같이 반사거울 아래에 넣기도 하고, 캐논의 Canon Pellix 에서는 셔터 앞쪽에 설치하였다.

펜탁스(Pentax)는 Pentax Spotmatic라는 35mm TTL 측광 SLR 카메라 시제품을 제작하였다. 이 카메라는 1960년 Photokina 쇼에서 공개 되었다. 그러나, 최초로 양산된 TTL 측광 SLR 은 1963년 Topcon RE Super 로서, CdS 소자를 반사거울 뒤에 설치하였다. 거울 표면에 가는 홈을 파, 소자에 빛이 닿도록 하였으며, 평균측광을 했다. 다음해 후반, 시판된 Pentax Spotmatic에는 CdS 광전소자가 오각프리즘에 설치되었고, 초점스크린에 들어오는 빛을 평균측광했다. 1965년에는 또다른 멋진 아이디어로, Canon Pellix 에서는 반투명 박막거울을 채택하고, 거울 뒤쪽 빛이 통과하는 경로에 광전소자를 배치하였다.

Mamiya Sekor 에서는 Mamiya Sekor TL 등 여러가지 버전의 카메라를 출시하였다. 야시카(Yashica)는 TL Super 를 시판했다. 이들 카메라는 Pentax Spotmatic 과 마찬가지로 M42 screw thread 렌즈를 사용하였다. 그후, 후지카(Fujica)에서는 ST-701, ST-801, ST-901 등의 카메라를 출시하였다. ST-701은 실리콘소자광전지(silicon cell photodiode)를 사용한 최초의 SLR로서, CdS 보다 민감하고 CdS가 밝은 빛에 노출될 때 발생하는 메모리효과가 없다. 점차 다른 35mm SLR 카메라회사들도 TTL 측광소자를 CdS 에서 실리콘소자광전지로 교체하였다.

다른 카메라회사들도 TTL측광 방식을 도입하였다. 니콘(Nikon)과 미란다(Miranda)의 경우(니콘 F, 미란다 D/F/Fv/G 등), 처음에는 교환방식의 오각프리즘을 TTL 측광이 지원되도록 업그레이드 하였으나, Nikkormat FT 와 Miranda Sensorex(외부결합 조리개(external coupling diaphragm) 사용)와 같은 TTL 내장형 카메라모델을 인수하기도 하였다. 미놀타(Minolta)에서는 "CLC(contrast light compensation)"라는 독점시스템을 채택한 SRT-101을 시판하였다. CLC는 일반 평균측광 TTL과는 다른방식으로 측광하였다.

일부 독일 회사들도 Zeiss Ikon Contarex 시리즈와 같은 카메라를 도입하였는데, 이 시리즈는 교환식 필름백을 채택한 아주 드문 35mm SLR이었다.

저가형 리프셔터(leaf-shutter) 카메라도 TTL측광을 활용하였다. 탑콘(Topcon)은 Auto 100 카메라와 함께, 전용 전면 탑재 교환가능 렌즈(front-mount interchangeable lenses)를 시판했으며, 짜이스 아이콘(Zeiss Ikon)에서도 리프셔터 카메라를 개발했다. 코와(Kowa)에서도 이들과 사양이 비슷한 SET-R를 제작했다.

몇달 지나지 않아, 카메라회사들은 니콘의 Photomic Tn 파인더와 같이, 초점스크린 안쪽 원있는 CdS 로부터 60%를 받고, 나머지로부터 40% 를 받는 제한영역측광기능을 제공하기 시작했다. 캐논 펠릭스(Pellix) 카메라에서는 스팟측광(spot metering) 사용하였다. 이 카메라는 70%의 빛은 필름으로 가고 나머지 30%는 뷰파인더로 가는 반투명 고정식 거울을 사용했다. 하지만 이 시스템은 렌즈의 해상도를 떨어뜨리고, 접안렌즈의 빛은 어두워지는 단점으로 인해, 진동이 없다는 장점에도 불구하고 전문가의 관심을 받지 못했다.

반자동 노출기능(Semi-automatic exposure capabilities)

1960년대 초부터 코니카(Konica) Auto 'S' 나 폴라로이드 랜드(Polaroid Land) 카메라 등, 여러가지 35mm 렌즈고정식 거리계연동(rangefinder) 카메라에서 자동노출기능이 널리 사용되었지만, 코와(Kowa) SE-R 과 탑콘(Topcon) Auto 100 등 몇몇 초기 리프셔터형 SLR을 제외하면, 렌즈교환식 SLR에는 자동노출 기능이 거의 없었다.

이들 카메라에 적용된 자동기능은 간단한 미리 프로그램한 셔터(simple programmed shutter)로서, 카메라 측광 시스템이 조리개/셔터속도의 쌍을 기계적으로 설정하는 방식이었다. 위에서 언급한 탑콘이나 코와의 경우, 카메라 CdS(황화카드뮴) 광전지가 올바른 조리개만을 선택하였다.

카메라 측광시스템이 셔터속도 또는 조리개를 선택해주는 자동노출(기술적으로는 반자동 노출)은 Savoyflex에서 최종적으로 도입되었으며, 1965년 코니시로쿠(Konishiroku)가 개발한 Konica Auto-Reflex에 의해 인기를 끌었다. 이 카메라는 "속도 우선"식 자동화, 즉 카메라가 올바른 조리개를 자동 선택하였다. 또한 이 모델은 레버만 돌리면 하프프레임과 풀프레임을 선택할 수 있는 재미있는 기능을 가지고 있었다.

Konica Auto-Reflex. 왼쪽 동그란 부품이 CdS 셀

다른 SLR 도 뒤를 따랐으나, 렌즈마운트에 한계가 있어서 카메라 측광시스템이 셔터속도만 선택해 주는 "조리개 우선" 방식만 선택할 수 밖에 없었다. 한 예로 펜탁스(Pentax)는 Electro Spotmatic를 발매했는데, 여러 회사에서 제작한 그 당시로는 상당히 많았던 42 mm 스크류마운트(screw-mount) 를 사용할 수 있었다. 다른 스크류마운트 카메라 회사인 야시카(Yashica)도 이를 뒤따랐다.

D 렌즈 마운트(브리치(breech) 마운트라고도 하는데, 스크류(screw)마운트와 바요넷(bayonet)마운트의 장점을 결합한 마운트)를 생산했던 캐논은, 1976년경 셔터우선 35mm SLR인 Canon EF를 발매했다. 이 카메라의 품질은 플래그(flagship) 카메라인 Canon F1과 거의 동등할 정도였고, 1/125초 까지 동기화시킬 수 있는 코팔스퀘어 수직 포컬플레인 셔터(copal-square vertically travelling focal plane shutter)를 채택함으로써, 사진 전문가들이 보조카메라(second-body camera)로써 선호하였다.

니콘은 처음에 조리개 우선 카메라를 생산했으나, 바요넷 마운트 내부에 변화를 가함으로써 기존의 렌즈를 계속 사용하면서도 셔터우선(shutter-priority) 자동화를 이루었다.

완전-프로그램 자동-노출(Full-program auto-exposure)

1981년 미놀타(Minolta) X-700 등장과 함께 완전-프로그램 자동-노출 기능도 시작되었다. 셔터 속도에 "P" 모드가 있었고, 렌즈가 '자동' 모드가 될 수 있도록 조리개 링에 잠금장치가 있었다. 니콘은 FA, 캐논은 A1, 펜탁스는 Super Program 등을 도입했지만, 올림푸스(Olympus) OM 시리즈만은 '조리개 우선모드'를 계속 생산했다.

1970년대, 80년대를 거치면서, 1979년 Konica FS-1에서 모터식 필름전송(motorized film-advance)장치가 채택되는 등, 전자제품의 사용이나 자동화, 소형화 추세가 점진적으로 진행되었다.

자동초점(Autofocus)

최초의 자동초점 35 mm SLR 은 1981년에 발매된 펜탁스(Pentax) ME-F 이다.

1985년에 출시된 미놀타(Minolta) Maxxum 7000 은 최초로 자동초점과 모터식 필름전송장치를 탑재한 35 mm SLR로서, 이후 이 구성이 SLR의 표준이 되었으며, 사진 산업에서 중요한 영향을 미쳤다.

일부 회사에서는 다른 회사의 자동 초점 기능과 경쟁하기 위하여 기존 렌즈시스템을 포기하였다. 캐논이 대표적인 예로서, EOS는 새로 등장한 렌즈라인이다. 니콘이나 펜탁스는 이와 반대로 기존 렌즈시스템을 자동초점 기능에 적응시켰다. 이 경우 예전 렌즈를 그대로 사용할 수 있어 업그레이드 비용을 줄일 수 있었다. 예를들어 1960년대에 생산된 니콘렌즈도 자동초점기능만 없을 뿐 현재의 니콘 바디에 그대로 사용할 수 있다. 반면, 라이카의 R 시스템 렌즈나 콘택스(Contax) 짜이스렌즈의 경우 렌즈마운트가 자동초점을 지원하지 않는다.

1980년대부터 경쟁과 기술적 혁신이 가속화되면서, 여러가지 진보적인 측광시스템을 도입하는 등 35mm SLR이 다양해지고 복잡해졌다. 스팟측광(spot-metering)이나 캐논 F1시리즈의 제한영역측광(limited area metering), 니콘의 매트릭스 측광(matrix metering), 전용 플래시와의 노출정보 통신 등이 그것이다. 유저 인터페이스도 많은 변화가 일어났다. 갈바노미터(galvanometer) 기반의 바늘을 대신하여, LED를 거쳐 LCD로 바뀌었고, SLR 뷰파인더와 카메라 상단 양쪽에 정보를 표시하게 되었다. 또, 많은 카메라에서 휠과 버튼이 셔터 다이얼과 렌즈의 조리개링을 대신하게 되었다. 많은 회사에서 카메라 흔들림을 방지하고 삼각대 없이 촬영할 수 있도록 손떨림 방지(image stabilization)기능을 추가하였다. 특히 이 기능은 망원렌즈를 사용할 때 유용하다.

디지털 SLR(Digital SLR)

캐논, 니콘, 펜탁스 등은 모두 기존 필름용 SLR 카메라와 동일한 렌즈마운트를 사용하여 디지털 SLR을 개발하였다. 코니카미놀타(Konica Minolta)도 같았지만, 카메라 기술을 소니(Sony)에 팔았고, 소니는 미놀타렌즈 마운트를 사용하여 DSLR을 제작하였다. 삼성(Samsung)은 펜탁스 렌즈 마운트를 기반으로 DSLR을 제작했다. 올림푸스(Olympus)는 이와 반대로 디지털만 지원되는 포서드(Four Thirds)시스템 SLR 표준을 만들었고, 이후 파나소닉(Panasonic), 라이카(Leica) 등이 이 표준을 채택했다.

콘택스(Contax)는 Contax N-Digital 이라는 DSLR 모델을 출시했으나, 다른 제품등과 경쟁하기에는 출시가 너무 늦었고 가격도 비쌌다. Contax N-digital 은 콘택스 렌즈를 사용하는 최신 모델이었고, 풀프레임 센서 등 뛰어난 기능을 가지고 있었지만, 가격이 비쌌고 메모리카드에 기록하는 속도가 너무 늦었다.

필름 포맷(Film formats)

초기의 SLR은 대형 카메라용이었지만, 사진 전문가조차 대부분 대형포맷 필름에는 관심이 거의 없다. SLR은 대부분의 필름포맷용으로 개발되었다. 그중에서도 35mm 포맷은 감광유제(emulsion), 필름감광속도 등이 다양하고 품질과 가격이 적당하여 널리 사용된다. 35mm 필름 길이는 20, 24, 36매 등이 있다. 중형 포맷 SLR은 35mm 에 비해 고품질이어서 필요시 쉽게 보정할 수 있다.

캐논 IX 시리즈나 니콘 Pronea 와 같이 ASP 포맷용 카메라도 일부 제작되었다. 펜탁스 Auto 110 과 같이 소형 코닥 110 필름용 SLR도 출시되었다.

공통 기능(Common features)

대부분의 SLR에는 렌즈를 통한(TTL, through-the-lens) 측광기능과 함께, '전용 전자플래시(dedicated electronic flash)'라는 복잡한 플래시 제어기능이 들어 있다. 전용 전자플래시를 카메라 핫슈에 꽂으면 카메라와 플래시가 통신을 하여, 카메라의 플래시동조 시간과 조리개가 설정된다. 현재 사용되는 많은 카메라는 반사된 빛을 측정하여 전자플래시의 발광시간을 제어하여(발광시간이 1/1000 에서 1/50,000 인 카메라도 있다.), 카메라가 충분한 빛을 받으면 노출을 중단시킨다.

일부 전자플래시는 거리를 측정하기 위해 짧게 여러번 플래시를 터뜨릴 수 있는데, 카메라 내부 센서를 이용하여 반사된 빛의 양을 측정하여 실재 촬영시, 최적의 사진을 촬영할 정도의 빛을 내보낼 수 있다. 정교한 카메라중에는 전자플래시와 주변 환경에 원래 있는 빛의 균형을 잡아주는 것도 있다.

미놀타 XG7

SLR의 장점(Advantages)

SLR 카메라의 장점은 대부분 렌즈를 통해 들어온 상을 직접 볼수 있기 때문에 생긴다. 다른 카메라는 이런 기능이 없다. 즉, 뷰파인더를 통해 렌즈 가까이에 있는 물체를 보면, 실제로 촬영되는 범위와 다르다. SLR에서는 필름에 촬영되는 상태 그대로 확인할 수 있다. 시차(parallax)오차가 없으며, 초점이 잘 맞는지 눈으로 확인할 수 있다. 특히 접사렌즈나 망원렌즈 사용시 중요하다. 렌즈 조리개를 달리하면 심도(depth of field)도 직접 확인할 수 있다. 이처럼 다재다능하므로 카메라회사에선 많은 렌즈와 보조장치를 제작한다.

대부분의 렌즈고정식 소형 컴팩트 카메라와 비교할 때, 일반적이고 저렴한 SLR 렌즈조차 지원되는 조리개 범위가 넓고 최대 구경도 크다.(50mm의 경우 f/1.4 ~ f/1.8) 따라서 사진사들은 상대적으로 낮은 광도에서도 플래시 없이 촬영할 수 있고, 낮은 심도의 사진을 촬영하여 배경을 흐리게 하여 주제를 부각시킬 수 있다. 빠른 렌즈는 극장사진( theater photography), 초상사진(portrait photography), 감시사진(surveillance photography) 등에서 널리 사용되며, 다른 어떤 사진도 최대구경이 큰 카메라가 필요하다.

또한 여러가지 상황에 따라 다양한 렌즈를 활용할 수 있다. 이를 통해 사진사는 어떻게 사진에 담을지 뷰카메라( view camera)를 사용할 때보다 훨씬더 자유롭게 선택할 수 있다. 또한 초점거리가 극히 긴 렌즈도 제작되므로, 촬영대상에서 멀리 떨어져서도 뚜렸한 사진을 촬영할 수 있다. 이는 피사체가 위험한 동물이거나, 몰래 촬영해야할 때(유명인사 사진 혹은 감시사진) 특히 유용하다. 실용적으로, 모든 SLR과 DSLR은 어댑터가 있을 경우 망원경이나 현미경에 부착할 수 있다.

SLR의 단점(Disadvantages)

대부분의 경우 일안반사식 카메라는 반사거울과 오각프리즘으로 인해 거리계연동 카메라나 자동 컴팩트 카메라처럼 작고 가볍게 만들 수 없다. 또한 거울로 인해 렌즈 뒷부분을 필름 혹은 센서 가까이 붙일 수 없으므로 간단한 구조의 광각렌즈를 사용할 수 없다. 그대신 크고 복잡한 역초점(retrofocus) 설계가 필요하다.

SLR은 노출 순간 시야가 가려지는 블랙아웃(blackout) 현상이 발생한다. 또한 거울의 움직임으로 인해 최대 촬영속도가 제한된다. 소음과 진동도 발생한다. 반투명박막(pellicle) 고정렌즈를 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있어 Canon Pellix 와 Canon EOS-1N RS 등에서 사용했지만, 이것도 나름대로의 단점이있다. 이 박막 거울은 필름이나 센서에 들어오는 빛을 감소시키고, 빛의 왜곡을 유발하여 선명도가 떨어지게 된다. 소음과 진동을 막기 위해, 일부 전문가용 카메라에는 거울고정(mirror lock-up) 기능이 있지만 SLR의 자동 초점 기능을 사용할 수 없게 된다. 전자 뷰파인더를 활용하면 많은 단점을 해결할 수 있는 가능성이 있다. 소니에서는 최근 "single-lens translucent" (SLT)라는 개념의 카메라에서 반투명박막을 다시 등장시켰다.

블랙아웃(blackout) : 노출시 뷰파인더가 안보이게 됨

일안반사식 카메라의 신뢰도(Reliability of SLR)

SLR은 다양한 방식으로 제작되며, 몸체는 대부분 플라스틱이나 마그네슘으로 만들어진다. 대부분의 회사는 내구성 사양을 언급하지 않지만, 일부 회사는 전문가 모델에 대해 셔터 기대수명을 보고하는 경우도 있다. 예를 들어, Canon EOS 1Ds MkII 는 셔터 200,000 번 까지로 평가되고, Nikon D3 의 경우 carbon fiber/kevlar shutter에 대해 300,000 번까지로 평가된다.

대부분의 SLR이 렌즈 교환식이므로, 렌즈를 제거할 때 먼지, 모래 등이 몸체로 들어갈 수 있고, 거울 이송장치나 셔터커튼 등이 더러워지거나 망가질 수 있다. 아울러 이런 먼지입자가 초점조절장치에 들어가면 렌즈의 자동초점기능이 고장날 수 있다. 센서 청소기능이 내장된 일부 DSLR 기종에서는 센서 청소문제가 어느정도 경감되었다.

가격(Price and affordability)

SLR의 가격은 다른 카메라보다 약간 비싼 경향이 있다. 내부구조가 복잡하기 때문으로, 플래시나 렌즈 등 추가장치 구입비용도 만만치 않다. 현재 중고 SLR 시장이 커지고 있기는 하지만, 기기에 대한 초기 투자비용으로 인해 일반적인 사진사들은 SLR 구입을 주저한다.

SLR의 미래(Future of SLRs)

당분간은 35mm 필름용 Nikon F6 과 같이 필름용 SLR은 계속 생산될 것으로 예상된다. Pentax 6×7 시리즈와같은 중형 SLR도 동일하다. 필름이 어느정도 좋은 면도 있지만, 디지털 일안반사식 카메라는 편리성, 가격, 대중성 등에서 필름용 SLR 을 이미 오래전에 추월했고, 필름용 SLR은 일부 고급 아마추어나 전문가만의 인기 아이템이다.

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