카메라의 ‘TTL(Through-The-Lens) 기술’이라 함은 사진을 촬영할 때 사용되는 메인 렌즈로 입사되는 빛을 이용하여 별도의 장치 없이 노출 측정, 초점 검출 등을 기능을 수행하는 방식을 총칭하여 ‘TTL(Through-The-Lens) 기술’이라 합니다.
현대의 디지털 카메라는 촬상면 그 자체가 전자 센서이기도 하므로, 이론적으로는 별도의 초점검출기구나 노출계(측광센서) 및 플래시 광량측정 기구도 필요 없이 해당 기능을 TTL로 구현하는 카메라를 설계하는 것이 가능합니다.
실제 포켓용 소형 디지털 카메라들은 TTL로 구현하여 설계되어 있는 경우가 많으나, 전문가용 카메라들은 여전히 속도나 성능의 문제, 또는 카메라 방식 자체의 문제로 인하여 전용의 센서들로 갖추어져 있는 경우가 많습니다.
이 ‘TTL(Through-The-Lens) 기술’의 의미는 카메라와 플래시가 함께 작동하여 특정 사진에 필요한 적절한 빛의 양을 결정하며, 사용 가능한 빛을 측정하고 균형 잡힌 노출을 달성하는 데 필요한 플래시 출력을 결정하는 카메라의 측광 시스템을 기반으로 하여 플래시 사진에 혁명을 일으켜 모든 수준의 사진가가 더 쉽게 접근하고 정확하게 사용할 수 있도록 했습니다
이 ‘TTL(Through-The-Lens) 기술’은 1976년경 국외 일본에서 노출을 자동으로 맞춰주는 카메라 ‘캐논 AE-1’ 모델의 카메라가 출시되면서 대중화가 시작된 것으로 추정됩니다.
또한 ‘TTL(Through-The-Lens) 기술’은 SLR(Single Lens Reflex Camera) 방식이 대표적인 형태로서 아래와 같은 작동구조를 가집니다.
세계 최초의 35mm SLR 카메라는 (구)소비에트연방에서 1931년 개발된 ‘Filmanka’라는 모델으로 알려져 있으며, 35mm SLR 카메라를 최초로 양산화에 성공한 제품은 1936년 독일의 ‘hagee’라는 회사의 ‘Kine Exakta’라는 모델로 알려져 있습니다.
최근에는 아래 피고가 제시한 모델처럼 ‘TTL(Through-The-Lens) 기술’에 추가하여 ‘고출력 레이저(LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 빔’을 이용하여 재료를 절단, 용접, 마킹, 드릴링, 표면처리 등의 다양한 방식으로 형상을 만들거나 특성을 변화시키는 비접촉 가공 기술이 발달하고 있습니다.
특히 초단 펄스 레이저(피코초, 펨토초 레이저)를 사용할 경우, 재료가 급격하게 기화되면서 미세한 입자 형태로 날아가는 “어블레이션 (Ablation)” 현상을 이용하여 열 영향(열변형 등)이 거의 없는 미세 가공 및 박막 제거와 같은 정밀 가공이 가능하게 됩니다.
이러한 초단 펄스 레이저 (펨토초/피코초 레이저)는 매우 짧은 펄스 폭을 가지며, 열 영향이 거의 없는 비열 가공(cold ablation)이 가능하여 초정밀 미세 가공, 유리, 의료기기, 전자 부품 가공 등에 활용됩니다.
또한 레이저 빔으로 두 재료의 접합부를 녹여 결합시키는 방식으로 열 영향부가 적고 정밀한 용접이 가능하여 레이저 용접 (Laser Welding)에도 활용이 됩니다.
그 외에도 레이저 마킹/조각 (Laser Marking/Engraving), 레이저 드릴링 (Laser Drilling), 레이저 표면 처리 (Laser Surface Treatment), 레이저 절단 (Laser Cutting) 등의 가공이 가능한 것으로 확인됩니다.
따라서 최근에서의 "레이저를 이용한 TTL(Through-The-Lens)"은 레이저 빔이 나가는 동일한 광학계를 통해 대상물을 측정하거나 관찰하는 정밀 비전 시스템을 의미하며, 이는 레이저 가공의 자동화, 정밀도, 그리고 품질 관리에 필수적인 역할을 합니다.
이러한 "레이저를 이용한 TTL(Through-The-Lens)"은 레이저 빔 경로와 시야 경로가 일치하여 최고의 정확성을 제공하고, 별도의 외부 카메라나 센서를 설치할 필요가 없어 장비의 부피를 줄일 수 있으며, 추가적인 축 이동 없이 측정이 가능하여 공정 시간을 단축할 수 있으며, 매우 작고 정밀한 부품 가공부터 복잡한 표면의 측정까지 폭넓게 활용됩니다.
특히 카메라나 센서가 레이저 빔이 통과하는 동일한 광학 경로(렌즈)를 통해 대상을 관찰하는 방식의 “TTL (Through-The-Lens) 비전 시스템”은 레이저 빔이 나가는 렌즈를 통해 대상물을 바라보기 때문에, 레이저 빔이 실제로 어디에 조사될 것인지를 정확하게 파악할 수 있습니다.
“TTL (Through-The-Lens) 비전 시스템”은 그 작동방식에 따라서 ① 비전 시스템(카메라/센서)이 레이저 빔과 동축(같은 축)으로 정렬되어 레이저 빔이 초점을 맞추는 바로 그 지점을 카메라가 정확히 볼 수 있는 “동축 (Coaxial) 정렬 방식”, ② 레이저 빔을 집광시키는 데 사용되는 동일한 렌즈와 거울을 통해 외부 빛(또는 조명)이 카메라 센서로 들어오는 “레이저 광학계 활용 방식”, ③ 카메라 센서는 대상물의 이미지를 획득하고, 이 이미지는 소프트웨어에 의해 분석되는 “이미지 분석 방식”이 있습니다.
이러한 레이저 가공에서 TTL 비전 시스템의 활용은 아래와 각호와 같은 레이저 가공의 정밀도와 효율성을 높이는 데 여러 가지 중요한 역할을 합니다.
- 아 래 -
○ TTL 레이저(주로 저출력 레이저)를 발사하여 대상 표면에 반사된 빛을 측정함으로써, 가공할 표면까지의 거리를 정확하게 파악하고 최적의 초점 위치를 자동으로 설정합니다.
○ 특히 표면이 불규칙하거나 여러 높이의 부품을 가공할 때 매우 유용하며, 수동 초점 조절에 드는 시간과 오류를 줄여줍니다.
○ "TruPulse"와 같은 거리 측정용 레이저 장비나 OGP(Optical Gaging Products)의 측정 장비에서 TTL 레이저가 정밀한 높이 측정 및 윤곽 스캔에 사용됩니다.
○ 가공 전에 대상물의 정확한 위치와 회전 각도를 파악하여 레이저 가공 경로를 자동으로 보정합니다. 이는 특히 미리 정해진 위치에 마킹이나 가공을 해야 할 때 중요합니다.
○ 작은 부품이나 복잡한 패턴을 가공할 때 매우 높은 정렬 정확도를 제공합니다.
○ 레이저 마킹 후, 동일한 렌즈를 통해 마킹된 글자나 2D 코드(QR 코드, DMX 코드 등)의 품질을 검사하고 판독할 수 있습니다.
○ 이 기능은 생산 라인에서 실시간 품질 관리를 가능하게 하며, 불량품을 신속하게 걸러낼 수 있습니다.
상기 살핀 바와 같이 최근 “TTL (Through-The-Lens) 비전 시스템”은 매우 작고 정밀한 부품 가공부터 복잡한 표면의 측정까지 폭넓게 활용되고, 가공의 정밀도와 효율성을 높이는 데 매우 다양한 활용이 진행되고 있는 것으로 판단됩니다.
