일안반사식 카메라(SLR, Single Lens Reflex) - 두번째

사진/카메라 2011.10.15 22:22 Posted by 드론의 미래가 궁금한 푸른하늘이

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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이 문서는 http://en.wikipedia.org/wiki/Single-lens_reflex_camera 를 번역한 것중 두번째 부분입니다. 앞부분은 여기를 보세요. 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 거리계연동카메라도 참고 하세요.

민, 푸른하늘
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드론이 세상을 바꾸고 있습니다.드론의 활용처가 계속 넓어지고 있고, 글로벌 기업들의 참여가 많아지고 있으며, 새로운 기술들이 속속 등장하고 있습니다. 하지만 우리나라의 드론 산업은 일부 기업을 제외하면 중국에서 생산된 드론을 가져다가 조립하는 수준이 대부분입니다. 드론은 하드웨어, 소프트웨어, 데이터처리가 복합된 기술입니다. 어떤 기술들을 어떻게 조합할지에 성패가 달렸죠. 5년뒤 10년뒤에 이 블로그엔 어떤 글이 적힐까요? 그것이 궁금합니다.
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