적외선 카메라 개조 - 부품 준비

GF1을 적외선 카메라로 만들기, 네 번째 이야기입니다.

이번에는 먼지제거필터와 적외선흡수필터(로우패스필터)를 대체할 부품을 준비하는 과정에 대하여 다루겠습니다. 이 부품들은 표준 규격 부품이 아니므로 직접 만들어야합니다.

▲ 완성된 부품

위의 사진은 완성된 부품 모습입니다. 왼쪽의 파란색 네모난 부품이 적외선 흡수필터 대체재, 오른쪽 동그란 부품이 먼지제거필터 대체재입니다. 적외선 흡수필터 대체재는 앞뒤로 보호필름이 붙어있는 상태라 파랗게 보이지만, 실제로는 무색 투명합니다.

(1) 먼지제거필터 대체재 준비

먼지제거필터 대체재부터 살펴보겠습니다. 먼지제거필터는 초음파를 이용해서 센서에 먼지가 달라붙는 것을 막는 역할을 하고 있으며, 이미 이야기했듯이 적외선 반사 필터(hot mirror) 기능을 겸하고 있습니다. 실상 대부분의 적외선은 이 필터를 통해 차단하고 있으므로, 적외선 사진기로 개조하기 위해서는 제거해야 합니다. 그렇지만 이 필터를 제거하면 초음파 먼지제거 기능을 쓸 수 없게 됩니다.

▲ 원래의 먼지제거필터

적외선 카메라로 개조하기 위해서는 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 필터를 완전히 없애는 방법입니다. 광학부의 두께가 얇아서, 없애고 따로 대체물을 넣지 않아도 초점을 맞추는 데에는 아무런 문제가 없기 떄문입니다. 장점으로는 추가 부품을 제작할 필요가 없다는 것이고, 단점으로는 아무래도 먼지의 영향을 많이 받는다는 것입니다. 이 필터가 없으면 먼지가 적외선흡수필터 위로 바로 내려않게 되는데, 먼지와 센서와의 거리가 가까워져서 먼지의 흔적이 상대적으로 더 쉽게 보입니다. 또한 청소를 할 때, 적외선흡수필터(또는 그 대체물)를 직접 닦아줘야하기 때문에 관리가 많이 더 까다로워집니다(만약 청소 과정에서 손상되어 부품을 교체해야하는 상황이 생겼을 때, 적외선흡수필터 대체재를 바꿔끼우는 것보다는 먼지제거필터 대체재를 바꿔끼우는 편이 훨씬 쉽고 간단하고 비용도 적게 듭니다).

다른 한 가지 방법은 대체물을 끼워넣는 방법인데, 따로 부품을 만들어주어야하므로 번거롭지만, 카메라 관리 측면에서 보면 훨씬 더 장점이 많습니다. 따라서 여기에서는 먼지제거필터를 대체할 재료를 끼워넣는 방식을 채택했습니다.

이 부품의 크기는 지름 33mm, 광학부(유리) 두께 0.5mm, 외부의 초음파 기구까지 합한 두께는 1mm입니다. 두께가 비슷하고 투명도가 높고 균질한 광학재료를 쓰면 되는데, 사진용 광학필터(렌즈보호필터 또는 UV필터)가 이 용도로 적합합니다. 표면에 멀티코팅이 되어있는 제품이 좋지만, 이런 필터들은 두께가 두꺼워서 쓸 수 없으므로 여기에서는 저렴한 UV필터를 써서 만들었습니다. 사용한 필터는 시중에서 3~4000원대로 구할 수 있는 아로마(AROMA) UV필터 58mm 제품입니다. 필터 지름은 58mm 대신 더 작은 걸 구해도 괜찮습니다. 여기에서 58mm짜리를 쓴 것은 단지 제 손에 그 제품이 있었기 때문일 뿐인지라.. 이 제품은 코팅처리는 안 되어있지만, 유리알의 두께가 1mm로 먼지제거 필터를 대체하기에는 적당합니다. 광학부 두께가 약간 두껍지만, 0.5mm 차이는 실사용에는 전혀 영향을 주지 않습니다. 오히려 반사방지코팅 처리가 되어있지 않은 게 문제죠(이 코팅이 되어있지 않아도 사용에 큰 문제는 없지만, 할레이션 현상이 늘어납니다. 밝은 광원이 있는 장면에서 상대적으로 불리해지는 문제가 생깁니다. 반사방지코팅이 되어있는 재료를 쓰고싶다면 에드먼드옵틱스에서 만든 Anti-Reflection Coated High Efficiency Windows 가운데 두께 1mm 짜리를 고르면 됩니다).

▲ 사진용 UV 필터. 사진에 있는 호야(HOYA) UV(O) 필터는 표면 코팅도 되어있고 근적외선 영역 투과율이
동급 필터 가운데 가장 높아서(~95%) 매우 좋은 재료이지만, 너무 두꺼워(두께 2mm) 대체물로는 사용 불가.

제작 방법은 틀에서 유리알을 빼낸 다음 유리알을 33mm 지름의 원형으로 잘라주면 됩니다. 직접 유리를 잘라내기 어렵다면, 원래의 먼지제거필터(전선은 떼내야 함)와 대체할 유리알을 가까운 안경점으로 가지고 가서 부탁을 하면 간단히 해결됩니다.

(2) 적외선 흡수 필터 대체재 준비

▲ 원래의 적외선 흡수 필터

적외선 흡수 필터 대체재는 에드먼드옵틱스에서 만든 Anti-Reflection Coated High Efficiency Windows라는 제품을 써서 만들었습니다. 두께 3mm에 양면 멀티코팅이 되어있는 제품으로 적외선영역 투과율도 양호합니다.

참고 : 적외선 카메라 개조 - 적외선차단필터 대체재 찾기( http://blueedu.dothome.co.kr/xe/13292 )

적외선 흡수 필터 대체재는 가로 22mm, 17mm 크기의 직사각형 모양으로 잘라내면 됩니다. 문제는 유리를 특별한 기구 없이 깔끔하게 이 크기로 잘라내는 점이 쉽지 않다는 점입니다(안경점에서도 이 크기로는 못 잘라줍니다). 그래서 여기에서는 대강 크기에 맞게 잘라낸 뒤 숯돌로 갈아서 크기를 맞추는 식으로 작업했습니다.

▲ 유리 절단용 칼

유리절단용 칼은 유리를 가공하는 데 쓰는 가장 기본적인 도구입니다. 필터를 잘라내기 위해 어쩔 수 없이 마련해야하는데요, 시중의 철물점에서 6000~20000원 정도면 구할 수 있습니다. 어느 것을 쓰든 정밀하게 잘라내기는 어려우므로 저렴한 것으로 고르면 됩니다. 유리칼로 대강 잘라낸 다음에는(전문적인 도구 없이 손톱보다 조금 큰 두꺼운 유리를 유리칼로 정확하게 잘라내기는 어렵습니다) 정밀하게 크기를 맞춰주어야하는데, 연마기가 있으면 그걸 쓰면 되지만, 없으면 일반 가정에서 칼을 갈 떄 쓰는 숯돌을 쓰면 됩니다. 

유리칼은 유리 표면에 흠을 만들어 유리를 잘라내는 것을 도와주는 도구입니다. 자를 선을 따라 흠을 낸 다음 가볍게 두드려주거나, 유리칼에 있는 걸쇠를 이용해서 유리를 꺾어주면 깨끗하게 잘라집니다. 문제는 이번처럼 작고 두꺼운 유리는 깔끔하게 잘라지지 않는다는 점이죠.

▲ 유리칼로 유리 자르기

그래서 숯돌로 가장자리를 다듬어서 매끈하게 만들아주여야하는데, 이때 유리 표면이 손상되지 않도록 필름이나 테이프를 붙여놓은 상태로 작업하는 것이 좋습니다.

▲ 숯돌로 가장자리 다듬기

부품이 완성되고 나면 보호필름을 떼내고, 깨끗하게 닦아서 둡니다. 지문이나 기름기가 묻지않게 하려면 렌즈를 닦을 때 쓰는 융은 새 것으로 쓰고, 의료용 고무장갑을 끼고 작업하면 됩니다.