3D프린터와 스마트폰으로 안저사진 촬영하기.

얼티메이커 홈페이지를 구경하다가 다음과 같은 아이템을 접하게 되었습니다.

FROM A MARKET-TESTED PROTOTYPE TO AN EYE-SAVING GAME-CHANGER

3D프린터로 뚝딱뚝딱 하더니 망막, 시신경 등 사람 눈 안의 모습인 안저사진을 스마트폰으로 촬영하는게 아니겠습니까.

뭔가 굉장히 심플해보이면서도 뭔가 한번 시도해볼만 하다고 생각한 저는 이런 이 컨셉에서 좀 더 제 나름대로 살을 붙여 좀 더 효과적으로 눈 안 사진을 찍을 수 있는 3D프린팅 결과물을 만들어보기로 했습니다.

일단 촬영하고자 하는 사람의 눈에 기기를 대서 전체적으로 기기를 지지할 수 있도록 하는게 좋을 것 같아 카메라 아이피스 중에서 아이컵을 눈에 댈 수 있도록 설계하였고, 눈과 렌즈 사이의 거리를 자유롭게 조절하는 것이 좀 더 편리할 것 같아 렌즈가 촬영 중에도 안정적으로 움직일 수 있는 구조를 생각해보았습니다.

이를 위해 렌즈를 잡아주는 부분에 linear bearing을 장착해서 금속봉을 자유로이 이동할 수 있게 하였고, 이를 직접 사용자가 원하는대로 움직일 수 있도록 GT2 벨트와 GT2 pulley를 장착할 수 있게 구조를 설계했습니다.

위의 동그란 부품은 렌즈를 잡아주는 부분이고, 아래 ㄷ자 모양의 부품은 GT2 pulley를 잡아주는 부품입니다. 

출력에 사용한 3D프린터는 XYZprinting의 Da Vinci 1.0 Pro이고 노즐 온도 210도, 히팅베드 45도, 적층높이 100마이크론, shell의 세팅은 thickness 3 layers, top surface 10 layers, bottom surface 10 layers, infill 세팅은 density 20%, 출력속도 shells은 normal, surface 모두 50mm/s, infill은 normal, top surface, solid infill 모두 50mm/s, retract speed 60mm/s, retract length는 4.5mm로 세팅하였습니다.

출력에 사용한 필라멘트는 필라티늄(FILATINUM) PLA-Q 흰색 필라멘트입니다.

모두 출력 완료되는데 약 3시간 30분 정도 소요되었습니다.

GT2 pulley를 잡아주는 부품은 이렇게 생겼구요.

나사와 함께 이런 식으로 조립됩니다.

렌즈를 잡아주는 부분인 렌즈 홀더는 이렇게 생겼구요. 

렌즈 홀더의 양쪽 구멍에 이런 식으로 linear bearing을 장착하면..

이렇게 됩니다. 이제 렌즈 홀더가 자유로이 이동할 수 있는 금속봉을 잡아줄 부품이 필요하군요. 

이렇게 디자인을 해준 뒤, 이 부품을 2개 출력을 해줍니다. 출력에 사용한 3D프린터는 XYZprinting의 Da Vinci 1.0 Pro, 출력에 사용한 필라멘트는 필라티늄(FILATINUM) PLA-Q 흰색 필라멘트이며 나머지 세팅은 전과 동일하고 노즐 온도 200도, 히팅베드 45도, 적층높이 100마이크론으로 출력했습니다.

이렇게 생긴 부품이 2개가 생겼지요. 2개 모두 출력하는데 대략 6시간 정도 걸린 것 같습니다.

한쪽에는 이렇게 20cm 짜리 금속봉을 장착해주고..

다른 쪽에는 GT2 pulley를 잡아주는 부품을 볼트와 너트로 연결해준 뒤, 두 부분을 금속봉으로 연결해줍니다. 그 다음 GT2 pulley 부품이 장착되어있지 않은 부분에 마찬가지로 조립을 해주면.. 아참, 그 전에 렌즈 홀더도 미리 금속봉에 위치하도록 조립해야지요. 모두 조립해주면..

이런 식으로 조립되게 됩니다. 여기에 안저를 관찰할 때 사용하는 렌즈를 장착하고 GT2 벨트를 렌즈 홀더를 지나도록 고정한 뒤 조립해주면..

이런 모양이 됩니다. 

GT2 벨트를 렌즈 홀더에 고정하기 위해 이런 식으로 볼트로 조여주었습니다.

GT2 pulley 아래에 분홍색 부품이 보이실텐데, 이게 바로 레버역할을 하는 것입니다. 렌즈 위치를 바꾸고 싶을때 이 레버를 돌려서 맞추는 것이지요.

또한 본 기기에 사용된 렌즈는 안저검사할 때 사용하는 1회용 렌즈로, 렌즈가 유리가 아닌 폴리머 플라스틱으로 되어있습니다. 가격은 5만원 정도로 저렴하구요, 렌즈가 플라스틱이라 잘 긁히고 엄밀히 말해 1회용 렌즈이지만 어차피 기기 테스트용으로 사용할 것이고 조심히 사용하면 좀 더 오래 쓸 수 있습니다. 

그 다음 카메라 아이컵을 장착할 수 있게 부품을 디자인한 후 3D프린팅해줍니다.

마찬가지로 출력에 사용한 3D프린터는 XYZprinting의 Da Vinci 1.0 Pro, 출력에 사용한 필라멘트는 필라티늄(FILATINUM) PLA-Q 흰색 필라멘트이며 나머지 세팅은 전과 동일하고 노즐 온도 195도, 히팅베드 45도, 적층높이 100마이크론으로 출력했습니다.

필라티늄 필라멘트를 처음 사용하다보니 출력할 때마다 조금씩 노즐 온도를 바꾸어주면서 최적의 온도를 찾고 있지요ㅎ

출력 완료! 출력완료까지 1시간 정도 걸렸습니다.

이 출력한 부품에 아이컵을 장착하면 이렇게 조립됩니다.

시야 부분을 가리거나 하지 않도록 디자인했지요. 이렇게 딱 맞아 떨어질 때 참 기분이 좋습니다ㅎ

다시 이를 본체에 연결하면 이렇게 됩니다. 이 부분이 환자 눈에 닿는 부분이지요. 

이제는 아이폰이 장착되는 부분을 만들어야지요. 이런 식으로 3D모델링한 후..

출력 완료! 출력완료까지 대략 4시간 정도 소요되었습니다.

출력에 사용한 3D프린터는 XYZprinting의 Da Vinci 1.0 Pro, 출력에 사용한 필라멘트는 필라티늄(FILATINUM) PLA-Q 흰색 필라멘트이며 나머지 세팅은 전과 동일하고 노즐 온도 200도, 히팅베드 45도, 적층높이 100마이크론으로 출력했습니다.

이런 모양입니다. 그 다음은 아이폰을 잡아줄 수 있는 부품이 필요하지요?

이런 식으로 디자인한 후..

전과 똑같은 세팅으로 출력 완료! 1시간 정도 걸린 것 같군요. 

이렇게 생겼는데 이걸 어떻게 장착하냐면..

이런 식으로 나사로 연결해줍니다.

실제로 아이폰을 장착해본 모습입니다. 뭔가 이상하다구요?

이 부분은 3D모델링 부분에 없었던 부분인데 뭐냐구요?

저는 2군데만 고정하면 아이폰이 안 빠질 줄 알았는데.. 그게 아니더군요;; 계산상의 오류로 그냥 집 안에 굴러다니던 플라스틱 조각을 순간접착제로 붙여 아이폰의 떨어지지 않도록 해줬습니다. 

역시.. 머리가 좋아야 손발이 고생을 안하는데 말이죠ㅠ_ㅠ

아이폰 렌즈는 위와 같이 부품의 구멍 정중앙에 위치하게 되구요, 이 부분은 안저촬영을 하려는 눈과 일직선상에 놓이게 됩니다.

완성된 모습입니다. 여기에 아이폰을 장착하면..

이렇게 됩니다. 혹시나 아이폰이 떨어질까봐 안전하게 고무줄로 한번 더 고정해주었습니다.

자, 과연 3D프린터로 만든 제 안저사진 촬영기가 제대로 작동할 수 있을까요?

과연!

짠! 3D프린터와 스마트폰으로 찍은 첫 안저사진입니다. 눈에 안저촬영기를 대고 거리조절 후 아이폰으로 촬영한 것인데, 사진으로 바로 찍기는 좀 어렵구요, 동영상 촬영을 통해서 안저사진를 촬영하는 것이 훨씬 쉽더군요. 

단점은.. 대상자가 눈이 굉장히 부시다는 것....ㅎ 그리고 이게 아이폰 렌즈를 눈의 정중앙으로 맞추어 3D모델링을 한 것인데, 빛도 굉장히 중요하다는 걸 깨달았습니다. 빛이 가는 방향에 따라 아예 안찍힐 수도 있어요.

그래도 시신경이랑 망막 중앙부랑 잘 보이는군요! 그리고 렌즈 위치를 조절할 수 있어 초점 맞추기가 개인적으로는 좀 더 편한 것 같습니다ㅎ

오늘은 3D프린터와 스마트폰으로 안저사진 촬영기를 만들어 눈 안 사진을 찍어보았습니다. 좀 더 개선하면 더 좋은 퀄리티의 사진을 얻을 수 있을 것 같습니다ㅎ

이제까지 메이드인네버랜드였습니다~!

※모든 과정과 안저사진 촬영 및 공개는 대상자의 동의하에 진행하였음을 알려드립니다※