[SLR] 렌즈의 개발 및 생산 과정

 SLR 카메라 렌즈 제조사들은 렌즈를 개발하고 양산하기 위해 각기 다양한 렌즈 개발 시스템을 갖추고 있습니다. 오늘은 SLR 카메라 렌즈의 개발 과정에 대해 알아보겠습니다.

– 렌즈 컨셉 제안 및 시장성 검토


 렌즈의 컨셉은 다양한 루트를 통해 수집된 유저의 의견과 렌즈 개발자들의 의견을 취합하여 결정합니다. 렌즈 컨셉의 구체화를 위해서는 유저와 개발자의 입장에서 신중하게 토의되어 결정되어야 합니다.

– 기초 설계


 기초설계는 모든 개발 과정 중에서 가장 중요한 과정입니다. 기초 설계는 각 제조사들이 지금까지 렌즈를 개발하고 제조하면서 얻은 다양한 데이타와 노하우가 집약되어 있는 부분입니다. 때문에 대부분의 제조사들은 그러한 노하우를 바탕으로 단시간에 렌즈의 기초를 설계하는 시스템을 갖고 있습니다.





– 광학계 설계


 렌즈의 기초 설계가 완료되면, 구체적인 광학계를 설계합니다. 광학계를 설계할 때는 렌즈를 몇 군 몇 매로 구성할 것인지, 각 렌즈면의 곡률이나 렌즈의 두께, 렌즈의 간격, 렌즈의 소재 특성 등을 각각 미세하게 변화시키면서, 각종 수차가 가장 적게 발생하는 조합을 찾게 됩니다. 이러한 과정은 상당히 복잡할 뿐더러, 엄청난 수학적인 계산을 해야 하기 때문에 대부분 고성능 컴퓨터와 광학 설계 소프트웨어를 이용해서 자동으로 설계를 진행합니다. 설계자는 소프트웨어에 입력하는 초기 데이터를 반복해서 변화시켜 처음에 계획했던 목표치를 달성할 수 있는 조합을 찾습니다. 이 단계에서 비구면 렌즈나 형석 렌즈와 같은 특수 렌즈를 채용할 것인지를 결정하고 검증합니다.

– 경통 설계


 광학계의 설계가 완료되면, 주밍이나 포커스와 연동하여 정확하게 렌즈군을 이동시켜주는 렌즈 경통을 설계하게 됩니다. 렌즈 경통은 어떠한 상황에서도 렌즈를 보호할 수 있는 구조로 설계됩니다. 또한, 조작성과 홀딩성, 휴대성을 고려한 크기와 무게, 대량 생산 및 손쉬운 수리, 경통 내벽의 반사 방지, 충분한 강도와 내구성 등을 충분히 고려하여 설계합니다. 이러한 복잡한 경통 구조 설계는 3차원 CAD 시스템을 이용하며, 반복적인 컴퓨터 시물레이션을 통해 경통의 설계를 최적화합니다.

– 성능 평가


 이렇게 해서 드디어 렌즈의 시제품이 완성되면, 처음에 계획했던 렌즈의 목표를 달성했는지, 아닌지에 대해 정밀한 성능 평가가 이루어집니다. 초점거리, 구경비, 수차 보정 능력, 해상력, MTF, 컬러 밸런스 등을 정밀하게 측정하며, 다양한 조건에서의 필드 테스트와, 고스트 및 플레어 발생 빈도 등을 측정합니다. 또한, 온도나 습도에 따른 동작, 내부 진동 등을 다양한 방법으로 테스트합니다. 이러한 품질 평가를 거쳐 처음 계획한 높은 품질 수준에 도달할 때까지 렌즈의 설계를 변경하고 개선하게 됩니다.






– 양산 및 판매


 최종적으로 완성된 렌즈는 양산단계로 이행되어 상품화됩니다. 양산 과정에서 렌즈의 조립이나 테스트는 수작업으로 하기 때문에 많은 인력이 필요합니다.





 하나의 렌즈를 개발하는데는 이렇게 많은 시간과 노력이 필요합니다. 렌즈의 개발은 수십년에 걸친 제조사의 광학 기술 노하우와 최첨단 기술이 결합된 결정체라 볼 수 있습니다.




  실제로 렌즈의 판매 가격에서 렌즈를 구성하는 재료가 차지하는 비율은 상당히 낮은 편입니다.렌즈를 개발하고 테스트하는데 전문 인력이 많이 필요하기 때문에 실제 렌즈의 가격에서 인건비가 차지하는 비율이 매우 높은 편입니다.



Dr.kchris

Hello, I'm Dr.kchris, a neuroscience researcher. I love studying and trying new things and also love challenging myself. Have a great day! :)

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