지난해 3월 일본 캐논이 손떨림보정기능을 장착한 쌍안경 (모델명12X36IS)을개발했다. 광학방식 손떨림교정용 렌즈를 채용한 이 쌍안경은 손떨림등으로문자나 인물을 확실히 알아볼 수 없을 때, 버튼 1개만 누르면 미세한 흔들림이 완전히 해소되면서 대상물을 정확히 파악할 수 있다. 이 제품 개발에 가장 큰 공헌을 한 것은 캐논의 렌즈개발센터이다. 약 1천명규모인 이 센터는 기술개발부와 카메라렌즈부, 비디오렌즈부, 오피스관련 렌즈부 등 4개부서로나뉘어 있다.
이 중에서도 기술개발부는 독자적인 위치를 차지하고 있다. 여러분야의 렌즈를 개발 공급하는 위치인 다른 3개부서와 연구개발본부의 이미징연구소와의중간 입장인 기술개발부는 항상 지금까지 해오지 않은 새로운 분야의 기술개발에 주력한다. 쌍안경 "12X36IS"에 채용된 광학방식 손떨림 교정용렌즈도이 부서에서 개발한 제품이다.
손떨림교정용 렌즈의 개발은 82~83년 경 캐논의 중앙연구소가 착수했다.
그러나 당시에는 생물과 같은 유연한 렌즈를 만들기 위한 것으로 손떨림방지용이 목적이 아니었다. 생물과 같은 유연한 렌즈란, 시력 변동에 따라 변형되는 렌즈를 의미하는데 "베어리어블 파워 렌즈"라고 불려왔다. 이 렌즈에대한 연구는 정밀하게 변형시키는 기술이 벽에 부딪치면서 이렇다할만한 성과를 이루지 못한 채 끝났다. 그러나 이 렌즈는 유연하다는 특징 때문에 초점 변환이 가능하며 광선을 보정시킬 수 있다는 장점이 있다. 이러한 특징이손떨림교정에 응용될 수 있다고 판단한 캐논 중앙연구소는 이를 하나의 연구테마로 남겨 놓았다. 이렇게 남겨진 것이 손떨림교정의 핵심인 베어리어블프리즘(VAP)렌즈 개발의 모체가 되었다.
이 렌즈는 굴절이 없는 2장의 유리판 사이에 투명한 고굴절 실리콘계 오일을넣어 제작한다. 안에 넣는 오일은 마이너스 30~40도에서도 얼지 않고 탁해지지도 않는 특성을 가지고 있다. 이 VAP를 움직이는 액추에이터에는 플로피디스크를 작동시키는 것과 같은 모터가 사용된다.
VAP렌즈의 보정 구조는 이렇다. 자이로센서가 손떨림을 감지하면 마이크로프로세서가 보정하는 광선의 굴절각을 계산한다. 손떨림각에 따라 액추에이터가 순간적으로 VAP를 움직여 광선의 굴절각을 변화시킨다. 이렇게 해서 화상의 떨림을 보정한다.
더욱 정밀한 보정을 위해 피드백기능도 부가했다. 피드백용 센서에는 슬리트(미세한 구멍)가 있는데 이 슬리트를 사이에 두고 적외선 발광다이오드와적외선 센서가 설치돼 있다. 슬리트의 위치가 움직이면 발광다이오드에서 나오는 적외선의 위치가 달라지면서 센서에 부딪치는 지점도 변하므로 이를 토대로 수정하여 섬세하게 조절한다.
손떨림보정장치를 탑재한 쌍안경은 이미 군사장비에 이용되고 있는 제품들이있어 완전히 새로운 개념의 제품이라고 말할 수는 없다. 그러나 지금까지손떨림보정장치를 채용한 쌍안경은 최경량제품도 1kg정도로 무겁고 가격도 50만~70만엔을 호가했다. 이를 무게 1백20g, 가격 12만엔으로 낮춰 일반용으로개발했다는데서 그 의미를 찾을 수 있다.
광학식 방진기술에는 프리즘요동,액체미러, 액체프리즘, 렌즈틸트 시프트등4종류가 있다. 이 중 비디오카메라나 쌍안경 등에 이용되고 있는 기술이 VAP방식에 해당되는 액체프리즘과 렌즈 틸트 시프트이다. 렌즈 틸트 시프트는내장된 렌즈 자체를 움직여 보정하기 때문에 설계상 큰 제약을 받아 보정각이 매우 작다는 단점이 있다.
VAP와 같이 광학적으로 보정을 실행하는 방진기술 이외에 기계식방진, 전자식방진 등도 있다.
기계식방진은 카메라전체를 띄워 흔들림을 방지하는 것으로 헬리콥터를 통한마라톤중계, 가두행사중계 등 화질을 중시하는 업무용으로 폭 넓게 사용되고있다.
그러나 장치의 규모가 워낙 크기 때문에 일반용으로는 사용되지 않고 있다.
또 전자식방진은 가장 소형 경량이 가능한 방식이나 진정한 의미의 방진기술이라고는 할 수 없다. 비디오카메라에만 채용할 수 있는 이 방진기술은 흩어진 화상을 전기적으로 전환하여 합치는 방식으로 CCD의 화상누적시간과 손떨림의 타이밍에 따라 화상이 악화되는 경우가 발생한다.
VAP에는 캐논 독자의 노하우가 3가지 녹아 들어 있다. 그 중 하나가 실리콘계 오일로, 이 오일 안에는 다양한 물질이 들어있어 흐림방지역할을 수행한다. 또 하나는 측면을 막는 주름필름으로 독자적인 다층필름을 이용하고있다. 이는 액체가 새어 나오는 것을 방지해 주며 미묘한 움직임에도 대응토록되어 있다. 또 다른 하나는 필름, 액체, 유리판, 주변 플라스틱 등을 교묘하게 끼워 맞추는 기술이다.
관계자의 말에 따르면 액체를 유리판 가운데 집어 넣는 것 만도 상당히 많은기술이 사용된다는 것이다.
캐논은 유연한 렌즈의 개발에 실패했으나 개발과정에서 얻은 3가지 기술을바탕으로 VAP렌즈라는 새로운 액정프리즘을 개발하는데는 성공했다.