GFX 테크놀로지 #2 – G 마운트: 미래

지난 기사에서는 센서에 대해 설명했는데 두번째인 이 글에서는 센서의 주변을 구성하고, 렌즈를 결합하는 디바이스인 “마운트”에 대해 설명하고자 한다.

사실, 실제 새로운 마운트를 설계한다는 것은 카메라 메이커에는 좀처럼 없는 기회이다. 유저는 현재 사용하고 있는 마운트를 길게 사용하고 싶고, 메이커로써도 대응 렌즈를 개발하는 노력이라는 것이 어마어마하기 때문이다. 마운트는 적은 편이 양쪽에게 고마운 일이다.

그러나 한편으로는, 과거의 기술, 당시의 전제를 바탕으로 설계된 마운트로는, 이상적인 시스템 설계를 할 수 없다는것이 현실에서 문제가 되고 있다. 이런 상황에서도 메이커는 용기를 가지고 마운트를 시장에 제안하는 것인데, 서로 커다란 부담을 가지고 있는 만큼 메이커는 새로운 마운트의 “자유도와 장래성”을 부담해야만 한다.

1. 렌즈 설계의 자유도와 장래성

G마운트는 그런 의미에서 우선 렌즈 설계의 자유도, 장래성을 염두에 두고 설계를 시작하였다. 미러박스가 없는 카메라를 설계할 수 있는 지금, 기존에는 생각할 수 없었던 렌즈 구성도 가능해졌기 때문이다. 실제로, 렌즈설계팀이 마운트설계팀에 가장 먼저 요구한 것은 “백포커스를 얼마나 짧게 할 수 있는가?” 였다. G마운트의 플렌지백은 26.7mm인데, 실제로는 이것보다 10.0mm더 깊이 렌즈를 배치할 수 있다. 백포커스는 16.7mm이다.
미러리스 구조의 카메라시스템은 광각렌즈가 컴팩트화, 고성능화가 진행되고 있는데, 그 이유의 하나는 여기에 있다. 짧은 초점거리의 렌즈일수록, 백포커스가 짧은 쪽이 유리하다. 광학계의 맨 뒤에 큰 렌즈를 배치할 수 있기 때문이다.

2. 견고성

다음으로 들 수 있는것이 견고성을 확보하는 것이다. 현재 G마운트용 렌즈는 GF63mmF2.8이 405g, GF32-64mmF4가 875g, GF120mmF4가 980g. 중형포맷용으로써는 대단히 가벼운 렌즈로, 향후에도 경량 렌즈설계에 신경을 쓰겠지만, 라인업을 확대함에 있어 이보다 무거운 렌즈도 고려하는 것이 마땅하다. “마운트가 이 이상 무거운 렌즈는 견디지 못합니다.”라고는 할 수 없는 노릇이다.
따라서 G마운트는 부품의 견고성을 철저히 하고 있다. 구체적으로는, 고강도 스테인레스를 사용하고 X마운트의 1.6배의 두께를 가지고 있다. 강성은 두께의 3승으로 구하므로, 1.6×1.6×1.6=4.096. 실제로, X마운트의 4배의 강성, 강도가 확보되어, 렌즈 부분에 10kg의 하중까지 장착할 수 있는 테스트도 시행되었다.
실제로 그런 무거운 렌즈를 설계할 일은 없지만, 이러한 강성의 유무는 어떤 렌즈에도 유리하게 작용한다. 왜냐하면, 아무리 가벼운 렌즈라고 하더라도 중력이 있는 이상 아래로 쳐지기 마련이다. 이것은 광학계에도 악영향을 미친다. 해상성능이 높고, 이미지서클이 큰 중형에서는 더 현저하게 일어난다. 이러한 현상이 일어나지 않도록 충분한 강성을 확보하는 것은 중요하다. 향후, 더욱 화소수가 높은 센서가 나올 경우를 생각한다면, 특히나 그렇다.

3. 구동전력 확대

렌즈설계팀은, 짧은 백포커스와 함께 “구동전력 확대”를 요구했다. 대형센서에 충분한 빛을 도달하게 하기 위해, 큰 광학계를 배치하여 무거운 렌즈군도 움직일 수 있도록 하기 위해서다.
그림을 통해 설명하고 싶은것은 마운트의 핀 수다. X마운트는 10핀이었는데, G마운트는 핀을 2개 늘려 12핀 구조이다.핀 수를 늘려, 큰 전압을 출력할 수가 있다. 이로 인해 NP-T125의 큰 전력을 전부 사용할 수 있다. 또한 앞으로, 이보다 큰 용량의 배터리가 개발된 경우도 대비하고 있다.
마운트 설계란, 이러한 기술혁신을 염두에 두고 설계해야만 하는 것이다.

4.내구성

잊어버리기 쉬운 부분인데, 마운트를 구성하는 요소에는 커버글라스가 있다. 센서를 보호하기 위한 것으로, 먼지등을 털어내는 더스트리덕션 기능도 가지고 있다. 그 뿐만이 아니다. G마운트는 커버글라스의 위치를 센서에서 최대한 떨어지도록 설계했다.
무엇 때문에? 그것은, “그럼에도 불구하고 먼지가 묻었을때”를 위해서다. 먼지가 화상에 영향을 주는 경우 중에서 가장 치명적인 것은 결상면인 센서 가까이에 있을 때다. 가까울수록, 피사계심도 안에 들어오기 때문에 먼지가 눈에 띄게 사진에 나타난다.
이 때문에 최대한 커버글라스는 센서에서 멀리 배치하는것이 좋은데, 미러박스가 있는 구조일 경우 이러한 공간을 확보할 수 없다. 그러나 미러리스인 G마운트는 그 거리를 충분히 확보할 수 있다. 실제로 G마운트는 센서면으로부터 9mm의 위치에 커버글라스를 배치하였다. 마운트 설계자라면, 이 수치에 깜짝 놀라지 않을까.

5. 생산을 위한 설계

그럼 마지막으로, 스펙으로는 표현할 수 없는 설계 내용에 대해 이야기 하고자 한다. 그것은 생산상의 공정에서 일어나는 조정폭 확보이다. 어떤 부품이든 허용오차가 있는 한, 설계한 대로의 성능을 낼 수 있는지, 정밀도가 구현되는지는 조정하지 않고는 확인할 수 없다. 특히, 마운트는 센서를 고정하기 위한 것으로, 3차원으로 조정을 해야 한다.
일반적으로 중형포맷 이상의 시스템에서는, 어느정도 조리개를 조이고 촬영하는 일이 많다. 다만, 그것은 정밀도가 확보되지 않은 시스템이기 때문에, 라는 속사정도 있었다. 중형포맷 시스템이라고 해도, 표현상 필요하다면 F2.8이나 F2로도 촬영하고 싶은것이 촬영자의 본심이다.
숫자로 이야기 하면, F2의 광선은 결상면의 전후 10미크론의 피사계심도밖에 없다. 즉 이정도 수치의 정밀도로, 센서면이 조정되지 않으면, 사진의 한쪽의 초점이 어긋나는 현상이 발생하는 것이다.
결론을 말하자면, G마운트는 센서를 미크론오더로 조정한다. 즉 수 미크론 이하의 허용오차만이 존재한다. 그렇기에, “개방F치를 사용할 수 있는 중형시스템”이라는 자유와 미래를 실현하는 것이다.

이상, FUJIFILM이 X마운트 외에, 새로운 마운트를 개발한 이유를 5가지 소개해 보았다. 반복하는 이야기지만, 새로운 마운트를 만든다는 것은 엄청난 용기가 필요하다. 다만, 얻을 수 있는 것이 많다면, 장래를 위해서라도 착수해야만 하는것이 맞을것이다.

읽고 계시는 독자 분들이 그 의의에 대해 동의 해 주신다면 그것보다 기쁜일은 없을 것이다.