파나 24-70 설계 비화
일명 파계륵이라고 불리는 친구의 설계에 대해 Araboja
Lumix가 지향하는 표준줌 렌즈 개발 Point
① 해상력:선명하고 깨끗한 상을 얻기 위해 기본 수차를 억제할 것
② 보케 : 피사체를 돋보이게 하고, 품위 있는 흐림을 추구하며, 보케의 색수차도 줄이기
③ 색표현: 색수차를 최소화할 것
꺼낼 기회가 많을 표준 줌 렌즈에 있어서 요구되는 것은, 여러가지 씬에서 고품질의 사진과 동영상을 촬영할 수 있는 렌즈여야 한다고 생각했습니다.
그래서 파계륵의 개발에서는, 광학 성능 중에서 해상력, 배경 흐림, 색수차 제어를 중시해, 사진·동영상 대응도 적극적으로 포함시키는, 욕심을 낸 사양을 목표로 하기로 했습니다.
최고의 묘사를 뒷받침하는 광학 기술
광학 설계는, 제품에 영향을 끼치는 수백의 파라미터를 진흙 냄새 나게 시행착오 하면서 컨트롤 해서 만들어지는 것입니다
파라미터의 일례로서 단렌즈의 한 면의 곡률만 바꾸어도 여러 성능에 영향을 미칩니다.
광학 설계자는, 렌즈에 관련되는 여러가지 조건(부품 사양·조립 사양·목표 성능 등)들을 개발 팀과 논의하면서, 최적인 설계를 만들어 갑니다.
이러한 논의를 거쳐, 완성된 본 렌즈의 기술적인 포인트는, 다음과 같습니다
a. 색수차를 고도로 억제하는 유리재료 배치
본 렌즈에서는, 색수차를 고도로 억제하기 위해, 4장의 ED 렌즈※를 사용하고 있습니다.ED 렌즈는 ED 유리로 만들어지는 렌즈로 빛이 렌즈를 통과할 때 생기는 파란색 쪽 색수차를 억제하는 효과를 갖습니다.
이 ED 렌즈를 광학계의 중심 부근에 집중적으로 배치하는 것으로, 표준 줌의 와이드 끝에서 텔레 끝까지 색수차를 효과적으로 억제하고 있습니다.
색수차의 개선은 쓸데없이 ED 렌즈를 사용하는 것만으로 이루어지는 것은 아닙니다.
줌하면서 변화하는 색수차의 영향을 밸런스시키기 위해서, 잘 억제할 수 있는 장소에 ED렌즈를 배치했습니다
또한, 색수차는 색의 번짐뿐만 아니라 해상감에도 영향을 미칩니다.
컬러 센서에서는, 콘트라스트가 RGB 컬러의 각 색에 배분됩니다만, 이 때에 색수차가 적을수록 RGB 배분 후의 상의 정리가 깔끔해져서 해상감을 높일 수 있습니다.
ED 렌즈의 소재가 되는 ED 유리는 유리 재료 중 비교적 부드러운 재료이기 때문에 렌즈 소재로의 가공이 어렵다고 여겨집니다.이런 부분도 광학 설계자는 잘 생각해야합니다.
ED 렌즈 : Extra-low Dispersion Lens (특수 저분산 렌즈)의 약칭.흰색 빛은 렌즈의 프리즘 효과로 파란색, 초록색, 빨간색 빛으로 파장별로 분리=분산된다.
대체로 파장별 분산 정도가 낮으면서도 파란색 영역에서 분산이 상대적으로 큰 유리(ED 유리)를 소재로 한 렌즈를 ED 렌즈라고 부른다.
b. 초점 렌즈군 구성
본렌즈에서는, 포커스시에 이동하는 렌즈를 2 쌍 이용하는 더블 포커스 방식을 채택하고 있습니다.이 방식의 효과는 피사체 위치가 무한원에서 근접으로 변화해도 성능을 유지할 수 있다는 데 있습니다. (근접화질이 좋다는 이야기)
무엇보다, 포커스 방식을 고려할 때의 성능에도 여러가지가 있는데, 예를 들면, 포커스의 속도 향상, 해상력 증가, 최소 초점 거리의 단축 등이 있습니다만, 본 렌즈에서는, 특히 해상과 속도를 향상시키는 의도를 넣었습니다.
포커싱 동작은, 포커스가 맞는 거리를 바꾸는 것에 있습니다.그러나, 통상의 싱글 방식으로, 대구경 줌을 설계하면, 근처의 피사체에 초점를 맞출 때에, 주변까지 선명하게 표현 하기 위해서 필요한 상면의 평탄성※을 유지하는 것이 어려워집니다.
즉, 초점거리의 이동과 상면의 평탄성을 양립하는 것이 어려워집니다.
※상면의 평탄성:광학 수차에서는, 상면 만곡이나 비점 수차라고 부릅니다. 상면의 평탄성이 높으면 촬상면 보다 넓은 범위에서 초점를 맞추기 쉽다.
또한, 상면의 평탄성은 흐림과도 관계가 있습니다.핀트를 맞추고 싶은 주피사체는 확실히 선명하고, 주피사체와 다른 거리에 있는 것을 정중하게 흐린 강약이 있는 촬영을 하고 싶어지는 일이 있다고 생각해봅시다.
상면의 평탄성이 높으면, 주피사체와 같은 거리의 물체는 초점이 완벽하게 맞고, 다른 거리에 있는 거리에 있는 피사체는 거리의 차이에 따라 흐리게 해주기 때문에, 이러한 촬영을 하기 쉬워집니다.
이번은 더블 포커스 방식을 채용했기 때문에, 이러한 2개의 작용 「초점 이동」과 「상면의 평탄성 유지」의 양립을 높은 레벨로 도모할 수 있었습니다.
필자주
탐론 70300 렌즈는 상면의 평탄성 유지가 안되서 원경에서 주변부의 물체와 중앙부의 물체가 같은 거리에 있더라도 중앙부는 초점이 맞고 주변부는 안맞는 그런 현상이 발견됩니다
예를 좀더 들자면 초점거리를 10m로 맞출때 중앙부는 10m에 맞아도 주변부는 9.8m로 맞아버리면 주변부에 있는 물체는 10m 거리에 있더라도 초점이 미새하게 나가버립니다
또다른 더블 포커스의 장점은 포커스 렌즈를 두 개로 나누면 하나하나의 렌즈를 가볍게 할 수 있다는 것입니다
경량화에 의해, 포커스 동작도 빨라져 피사체를 쫓기 쉬워져, 연속적으로 피사체에의 핀트 맞춘 사진 촬영이나, 동영상 촬영에서도 강점을 발휘합니다.
또한 렌즈를 움직이는 구동부(액츄에이터)도 소형으로 제작할 수 있습니다
다만 더블 포커스에도 약점이 있습니다.
여러 부품을 동기화시켜 움직이려면 고속으로 서로의 위치를 파악하여 의도대로 이동시켜야 합니다.다양한 촬영 조건에서 성능을 끌어내기 위해, 본 렌즈에서는 전자 제어로 2개의 렌즈를 연동 제어하고 있습니다.
c. 고성능화를 추구한 렌즈구성
본 렌즈는, 성능을 높이기 위해서 7 성분 줌 방식을 채용해, 줌 동작시에 7개의 렌즈군이 이동합니다.
이동하는 렌즈군을 분류하기 위해서, 광학 설계자는 각 렌즈군의 초점 거리를 양(positive) (+), 음(negative) (-), 논 파워(0)로 구분합니다만, .
본 렌즈에서는, 양 음 양 양 음 음 양의 구성을 채택하고 있습니다.
자사의 마이크로 포서드 의 경우에는 양음양음양의 구성을 가지고 있는데 반해 두개의 렌즈군이 추가가 된것은 포커싱 렌즈군이 한개더 추가되었고 고성능화를 추구하기 때문입니다
특히 양 양 음 음 이렇게 양두개 음 두개를 나란히 배치 하는것은 극도로 색수차를 광학적으로 제거하기 위한 설계 방법으로 굉장히 제조 난이도가 높습니다만
제조공장을 갈아넣어서 해결했읍니다
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