칼 자이쯔 T* 코팅렌즈에 관한 이야기

칼 자이쯔 T* 코팅렌즈에 관한 이야기




1. 자이스 T* 코팅 이전의 코팅 기술들

자이스 T* 코팅이전에 반사 억제 코팅 기술을 위한 시도들이 없었던 건 아니다. 카메라 렌즈들은 습기찬 환경에서 자연적으로 산화막(oxidized layer)이 형성되어 반사 억제 효과를 나타내기도 했다. 반사 억제 효과가 만족스러울 정도는 아니었으며 눈으로 보기에 렌즈는 칙칙한 점들이 덮여 있는 것처럼 보였다. 그런데 렌즈 설계자이며 사진 관련 사전 편찬자이기도 했던 영국인 데니스 테일러는 19세기 후반에 그러한 현상을 주목하고 인위적으로 렌즈에 산화막을 만드는 시도를 하기에 이른다. 그는 그러한 현상의 원인을 규명하지 못했고 동일한 실험 결과를 반복해서 얻어낼 수도 없었지만 자신의 결과에 대한 특허를 겨우 취득하게 된다. 그의 특허 등록 서류를 통해 19세기 후반에 렌즈의 반사 억제를 위한 시도가 있었음을 우리는 알 수가 있다.


20 세기에 들어오면서 얇은 코팅막들의 간섭을 통하여 빛의 반사를 제거할 수 있다는 이론들이 나타나기 시작한다. 1920년대에 미국 과학자 카타린 볼로짓은 일련의 실험들을 통해 그 이론들을 증명하게 된다. 그는 무엇인지 알 수는 없는 재료를 물에  용해시킨 후 유리를 몇 차례에 걸쳐 물에 담갔다 꺼내는 방법으로 유리에 다층막을 형성시킨 후 다층막이 형성된 유리에 특정 파장의 빛이 통과하지 못하는 것을 밝혀내게 된다. 그의 실험들은 사람들에게 설득력을 가졌으며 획기적인 과학적 성과로 인정받기도 했지만 그가 시도한 반사 억제 코팅막들은 금방 사라져 버려 실용성은 없었다.


1930년대에는 새롭게 선 보인 35mm 카메라를 위해 밝고, 오차가 적은 렌즈 개발을 위해 박차가 가해지고 있었기 때문에 상업적으로 활용 가능한 반사 억제 코팅 기술에 대한 관심이 고조되었다. 독일 웨츨라에 위치한 에른스트 라이츠사와 예나에 위치한 칼 자이스사가 그러한 기술의 개발에 두각을 나타내기 시작했다. 그러한 기술 개발의 최대 장애물은 '내구성을 가진 재료를 가지고 균일한 두께의 코팅막을 대량 생산하는 것'이었다.


에른스트 라이츠사에서는 막스 베렉 박사의 지도아래 실험이 진행되었다. 회전중인 렌즈 중앙에 액체를 부은 후 회전을 멈추게 함으로서 렌즈 전체에 걸쳐 균일하게 코팅막을 형성시키는 시도를 하였다. 그렇게 형성된 코팅막은 특정 주파수의 빛의 반사를 억제할 수는 있었지만 공정 자체가 대량 생산에 맞지 않는다는 것을 실험 관계자들은 깨닫기에 이르게 된다. 그렇게 코팅된 렌즈가 생산되어 공장밖으로 출시되었는지는 알 수 없지만 만약 그러했다면 1930년대 말에 독일 해군에게 공급된 헥토르 6.3/28mm 렌즈가 그렇게 코팅처리된 렌즈였을 수도 있다.




2. 자이스 T* 코팅의 기원

1930 년대 초에 칼 자이스 예나 회사에서는 알렉산더 스마쿨라 교수의 지도아래 진공 상태에서 마그네슘 플루오라이드와 칼슘 플루오라이드(형석)를 기화시킴으로서 렌즈에 아주 정교한 코팅막을 형성시키는 실험에 성공하게 된다. 이 기술은 1935년 10월 5일, 특허 등록을 하였다 (DRP N°685767). 이 기술은 그 즉시 비밀 군사 특허로 분류되었다. 초기에 자이스 T* 렌즈는 독일내에서 군사, 과학 목적을 위해서만 사용이 허락되었다.1940년도에 제한은 다소 완화되었으며 1941년에 자이스 T* 코팅 렌즈가 최초로 상업 시장에 선보이게 되었다. 그러나 전쟁때문에 스웨덴과 스위스에만 수출이 되었을 뿐이다.


다음은 칼자이스사의 사이트에 최근 업데이트된 T* 코팅에 대한 소개글이다.


" 이 고도로 발달된 칼 자이스 다층막 코팅은 T* ("T star", 티 별) 코팅이라 부른다. T* 코팅의 다층막 전체는 우편 엽서 두께의 1000분의 1 정도이다. 간섭 효과를 통해 다층막 코팅은 반사억제 코팅이 안 되어 있을 경우와 비교할 때 렌즈 표면의 반사의 정도를 50분의 1 이하로 줄여준다.


이 반사억제 코팅은 다음과 같은 이중의 효과를 가지게 된다. 눈에 명확히 띠는 반사들을 제거시켜 주며 렌즈로부터의 빛의 확산을 놀랍도록 억제한다. 이것들은 색채도가 높은 화사한 그리고 원근감이 탁월한 선명한 영상을 가져다 준다. 그로 인해 자이스 렌즈는 세계적인 명성을 얻고 있다. 게다가, 반사 억제 코팅은 코팅된 렌즈의 가시감을 줄여준다. 즉, 그것의 존재를 인식하는 것이 한층 어려워지게 된다. T란 문자는 "타르눙"(Tarnung)을 약자이며 눈속임 혹은 위장(Camounflaging)을 의미한다 (이러한 코팅 타입이 왜 "T 코팅"으로 부르는지를 설명해준다).


광학 반사 억제 코팅은 20세기에, 그 이전에는 불가능했던 많은 광학 제품들을 가능케 한 길을 연 선구자적인 발명이었다. 자이스사는 이 코팅 절차 기술을 1935년에 발명하였으며 비공개 특허권을 획득하였다. 자이스 T 코팅은 2차 세계 대전 당시에 독일 광학 장비들이 우수했던 이유들을 설명해 준다."


(T* Coating: This highly developed Zeiss multilayer coating is called T* ("T star"). The package of T* layers is 1,000 times thinner than a postcard. Using interference effects, this layer package reduces reflection on lens surfaces below one fiftieth of the intensity they would display without antireflective coating.

This antireflective coating provides a double benefit:

annoying clearly visible reflections are eliminated, and the amount of diffuse straylight in the lens is drastically reduced. This results in vibrant images with high color saturation and outstanding depth perception - features which have made Zeiss lenses world-famous.

In addition, antireflective coating also reduces the visibility of the front element, i.e. it is more difficult to detect. The letter T stands for the German word "Tarnung" meaning camouflaging, explaining why this type of coating was called "T coating".

Optical anti-reflective coating is the pioneering invention made in the field of optics in the 20th century paving the way for many optical systems which were unfeasible before. Zeiss invented this procedure in 1935 and was granted a secret patent for it. Zeiss T coating was one of the main reasons for the superiority of German optical instruments during World War II.)




3. 자이스사의 T* 코팅과 롤라이사의 HFT 코팅의 차이

' 자이스사의 T 코팅과 롤라이사의 HFT 코팅의 차이'는 핫셀블라드 카메라와 롤라이사 카메라 사용자들이 오래도록 가져온 궁금중이었는지, 자이스사에서는 2001년 봄에 '카메라 렌즈 뉴스'에서 이에 대한 답변을 하기에 이른다. 그 답변은 다음과 같다.


"최근들어 이 질문이 갈수록 제기되기 때문에 우리 짜이스 회사는 공식적이고 명확한 답변을 할 필요가 있다고 느끼게 되었습니다.


"High Fidelity Transfer'를 의미하는 HFT 코팅은 짜이스사와 롤라이사 공동으로 개발된 다층 반사억제 코팅 기술(a multi-layer anti-reflection coating system)입니다. 이것이 이루어지게 된 시기에 짜이스 T* 코팅은 시장에 새로 도입되었으며 짜이스 오베르코헨 공장에서 다소 소규모로 생산된 렌즈에 적용될 수 밖에 없던 상태에서 롤라이사는 그 때에는 싱가폴에 위치했던 공장에서 아주 많은 수의 제품을 내보내고 있던 때라서 그러한 협력에 의한 개발이 촉진되게 되었습니다.


그로 인한 현재의 결과는 다음과 같습니다. HFT 코팅은 롤라이사 소유인 다층 반사억제 코팅의 확고한 트레이드마크가 되어버렸지만 자이스사와 롤라이사의 협력을 통한 광학 성능은 원래의 짜이스 T* 코팅의 그것에 아주 근접하기 때문에 어떠한 촬영 결과에서도 차이를 발견하는 것은 어려울 것입니다.


롤라이사 가 칼 짜이스사의 라이센스하에 생산하는 플라나, 디스타곤, 조나 렌즈는 모두다 롤라이사의 HFT 코팅이 되어 있습니다. 칼 짜이스사가 오베르코헨 공장에서 롤라이를 위해 생산하는 모든 렌즈는 실제로는 짜이스 T* 코팅으로 되어 있습니다. 그렇지만, 이 렌즈들에 붙어 있는 "HFT" 코팅 표시는 롤라이 제품 전체에 걸쳐서 일관성을 유지하기 위한 목적에서입니다." (칼 짜이스사, 카메라 렌즈 뉴스, 13호, 2001년 봄 호)


(How do Zeiss T* and Rollei HFT compare?

Since this has recently grown into a frequently asked question we feel it is appropriate to provide an official and unequivocal answer from Carl Zeiss:

HFT, meaning "High Fidelity Transfer", is a multi-layer anti-reflection coating system co-developed by Zeiss and Rollei. This occurred several decades ago at a time when Zeiss T* coating was new on the market and could only be applied at the Zeiss Oberkochen plant to rather small camera lens production batches. Rollei envisaged very large volume production in their then new Singapore plant and therefore encouraged this joint development.

Today the situation is this: HFT has become a well established trademark for Rollei's proprietary multi-layer anti-reflection coating. The optical performance of this Zeiss/Rollei co-development is so close to the performance of the original Zeiss T* that one can hardly detect any difference in all practical picture taking.

The Planar


그 런데, 롤라이사와 칼자이스사의 렌즈들을 사용하는 자들의 경우, 그들 렌즈사이에 차이가 있음을 지적하는 이들도 있다. 두 렌즈 모두를 사용해 본 이들은 촬영 결과물의 차이가 확실히 있다고 말하기도 한다. '고스트나 플레어에서의 능력은 비슷하지만 색감과 콘트라스트에서는 어느 누구도 비슷하다고 말 못할만큼 차별된 느낌을 갖고 있다'고 주장하는 이들도 있고 한 쪽 렌즈가 '소프트한 맛'이 강하다고 하는 이들도 있다. 물론, 그러한 차이들이 만약 존재할 경우, 렌즈 재질의 차이에 기인한 것일 수도 있을 것이다.




4. 독일 자이스사의 T* 코팅과 일본 교세라사의 T* 코팅의 차이

"Only Zeiss, Carl Zeiss T*Lens, Contax, Kyocera" 책의 저자 히로사마 오헤하라에 의하면 일본 교세라사에서는 독일 자이스사에서 공수된 코팅 재료들을 사용하여 렌즈 재질과 상관없이 일본 교세라사의 칼 자이스 렌즈와 독일 자이스사의 칼 자이스 렌즈는 동동한 성능을 가진다고 말하고 있다.


렌즈 재료의 경우, 독일 자이스사에서는 쇼트 글라스(Schott Glass)사에서 공급을 받는다. 카메라 렌즈 제조에는 굴절률(refractive index)과 색 분산 정도(color dispersion)가 다른 114가지의 재료를 가지고 만들어진 구경이 700 종류의 350여가지의 렌즈 종류가 사용되고 있다 (굴절률은 빛이 렌즈 표면에 부딪칠때에 꺽이는 정도를 의미하며 굴절이 클수록 빛 반사도 상대적으로 많이 나타나게 된다. 색 분산은 파장이 다른 빛들이 또한 각기 다른 각도로 굴절되는 것을 말한다. 이 또한 광학 재료의 굴절률과 관계가 있다. 굴절률은 다아아몬드가 가장 굴절률이 낮은 것처럼 강도가 높을수록 낮아지게 되며 광학 재료로는 고집적 반도체 제조와 생산을 위한 광학 장비의 필수불가결한 요소인 형석이 수치가 제일 낮게 나온다. 또한, 자이스, 라이카, 미놀타, 구소련의 FED사 등에서는 때로는 방사선을 방출하기도 하는 란타늄, lanthanum, 이란 금속을 렌즈 재료에 첨가해 굴절률을 획기적으로 낮추어 오기도 했다).


각 렌즈는 여러 종류의 유리와 수정으로 구성되는데 어떤 재료들은 쇠만큼이나 무겁고 어떤 것들은 금보다 더 값이 비싸게 나간다. 이에 반해 일본 교세라사에서는 일본 호야사에서 주로 공급하는 재료들은 사용한다. 호야사에서도 자이스사 못지 않은 다양한 렌즈 재료들을 생산하고 있으며 콘탁스 카메라용 칼자이스 렌즈를 생산하는 교세라 그룹에 공급하고 있다.


독일 자이스사와 일본 교세라사에서 사용하는 재료들이 다르기 때문에 해상도와 같은 렌즈 성능이 차이날 수도 있지만 T* 코팅만큼은 동일한 재료를 사용하기 때문에 차이가 없다고 볼 수 있다. 독일 자이스사와 일본 교세라사 렌즈들의 성능차이에 대해서는 의견이 분분하지만 자이스사에서 제공하는 렌즈 데이터에 의하면 핫셀블라드 카메라용 자이스 렌즈에 비해 교세라사의 콘탁스645용 렌즈의 성능이 다소 낮게 나오는 것을 통해 렌즈 재료의 차이를 통한 성능의 미묘한 차이를 짐작할 수 있다. 그러나 T* 코팅만큼은 독일 자이스사에서 공급하는 동일한 재료를 사용하기 때문에 그 성능이 동일함을 알 수 있다.




5. 자이스 T* 코팅의 미래

T* 코팅된 칼자이스 렌즈는 오래도록 '신비한 분위기'로 사진인들의 사랑을 받아왔다. 핫셀블라드 중형 카메라와 롤라이 중형 카메라의 사용자들은 두 카메라의 신비한 분위기의 정도의 차이를 오래도록 논해 오기도 했다. 그러나 시대가 지날수록 그 신비한 분위기보다는 슈나이더 렌즈와 같은 '투명한 분위기'로 가는 듯한 느낌을 받게 된다. 독일 통일 이후 구 서독의 오베르코헨의 자이스사에 인수 합병된 구 동독 지역의 칼 자이스 예나 공장에서 생산된 칼 자이스 렌즈들은 과거의 칼 자이스 렌즈들과 달리 신비한 맛이 없다고 국내외 칼 자이스 애호가들이 불평하는 것을 심심치 않게 들을 수 있다.


만약 T* 코팅된 칼자이스 렌즈가 신비한 분위기를 계속 간직한다면 그 맛에 칼자이스 렌즈는 애호가들의 사랑을 받게 될 테고 투명한 분위기를 선택한다면 슈나이더 렌즈와 해상도나 콘트라스트, 색재현에 있어서만 경쟁하는 렌즈의 길을 걷게 될 지도 모른다. 물론, 고스트나 플레어 방지에 있어서는 타의 추종을 불허하겠지만 말이다.



출처는 http://hasselclub.net