비정시안의 스포츠 안경에 대한 고찰

1. 스노클링, 아쿠아로빅, 수영 등 수중운동 시 착용하는 안경

수중에서 사용할 수 있는 비정시안용 스포츠안경으로는 Fig. 1에서 보이는 것과 같이 양안에 각각 착용되는 굴절력렌즈의 고글수경이나 다이빙마스크 안쪽에 교정렌즈를 붙인 양안 일체형으로 나눌 수 있다.

Fig. 1.

Diving mask, drop in lens, and swimming goggles.

수중 운동할 때 착용하는 이와 같은 스포츠안경에 대한 응답자가 느끼고 있는 불편함은 Table 1로 정리할 수 있다.

Table 1.

Subjective opinion on wearing underwater sports eyeglasses

몸은 물속에 들어가 있지만 머리가 물속에 들어가지는 않는 아쿠아로빅과 같은 수중 운동에서 얼굴에 밀착하는 수경은 눈 주위에 조임이나 김서림 등의 이유로 착용은 꺼리지만, 지도강사의 동작을 따라 운동하려면 교정 안경이 필요하여 사람들은 운동 중에 안경이 떨어지지 않도록 고무 밴드나 스프링 다리 등으로 고정하고 물방울이 묻은 안경을 참으며 사용하고 있다. 어쨌든 일상의 교정안경은 물에 들어갔을 때 선명한 시야를 확보하는 데 도움이 되지 못하고 있다. 수영에 사용하는 굴절력이 있는 수경이나 굴절력이 없는 평면수경에서 동일하게 나타난 사용자의 불만은 김서림이었다. 안경 착용자가 느끼는 김서림의 불편은 마스크보다 수경에서 더 심하다. 렌즈의 김서림 방지에 관한 연구가 필요하다. 또한 수경이나 다이빙 마스크에서는 일상의 안경에서 사용하는 정간거리보다 길어지므로 정간거리에 따른 굴절력으로 보정하여야 한다. 다이빙마스크에 부착하는 렌즈도 정확히 고정하여야 한다.

2. 당구용 안경.

TV 프로그램에서 당구경기 중계가 많아지고 전문 채널까지 있다. 당구 동호인이 늘었다는 것을 나타낸다고 할 것이다. 당구에서 교정안경을 사용하는 비정시안이 느끼는 안경의 불편함은 Table 2로 나타났다.

Table 2.

Subjective opinion on playing billiards while wearing eyeglasses

Fig. 2.

Billiards glasses.

당구대에서 허리를 굽혀 엎드린 자세로 정확하게 당구공을 보면서 큐를 사용하는 것이 일반적인 당구 플레이 자세이다. 안경테는 프레임이 가늘거나 무테로 눈 위쪽 부분의 영역이 많은 것이 선명한 시야를 확보하기 편하고 역경사각(reversed pantoscopic)의 안경면이 되도록 가공하여야 한다.

당구용 안경의 렌즈 인점은 절충이 필요하다. 단초점 안경에서는 머리를 똑바로 들었을 때 경사각이 없는 안경테로 동공 중심 앞에 렌즈 광학중심점이 오도록 인점을 한다. 그 후 보통의 경사각 10°로 조정하면 역 전경각 10°를 적용한 것과 동일한 효과를 갖게 되고 이것은 당구 시합 중에 공을 선명하게 보기위해 안경을 높이 쓰는 것과 같은 전면 조정이 필요하지 않다.

아직은 우리나라 당구 선수가 사용하는 특별한 형태의 안경은 많이 보이지 않지만, 외국 선수들은 일반적인 형태가 아닌 당구 경기에 편한 모양의 안경을 사용하고 있다. 고령화 사회에서 노인인 당구동호인도 증가하고 있다. 인터넷 검색창에서 ‘당구안경’으로 검색하면 당구 전용 안경 가공에 대한 안경원이 많이 검색된다. 당구 안경에 관한 광학적인 문제 해결을 위한 안경사의 노력도 필요하다.

3. 골프, 테니스, 등산의 누진가입도 렌즈(PAL)와 편광렌즈 안경

골프나 테니스, 등산에서 스포츠안경을 착용하는 비정시안들은 렌즈 일체형이나 drop ins 안경으로 wraparound테를 많이 사용하고 있다.

렌즈는 누진가입도 렌즈, 편광, 변색 등 다양하다. 인터뷰에서 나타난 것으로 스포츠안경 사용에 대한 선호도는 개인차가 있었지만, 착용자들이 느끼는 문제점은 Table 3으로 정리될 수 있다.

Table 3.

Subjective opinion on playing golf, playing tennis, and hiking while wearing eyeglasses with polarized or progressive add lenses

정지된 공을 어깨너머로 보면서 스윙하는 골프에서는 머리 자세로 인해 발생하는 프리즘 효과가 누진가입도 렌즈 안경에 대한 선호도의 차이를 만든다고 생각된다. 민감도와 가입도 정도에 따라 달라지는 것이 원인이다. 골프동호인이 누진가입도 렌즈 안경을 착용하고 운동한다면 안경사는 렌즈 디자인에 따른 시야영역을 고려하여 추천하고 가공하여야 할 것이다. 이중초점렌즈의 자렌즈를 귀쪽 상부에 위치하도록 가공하는 것이 골프 운동에서 스코어를 적을 때도 불편하지 않는 하나의 조제가공 방법일 수 있다.^[5]

테니스에서도 골프와 마찬가지의 누진가입도 렌즈 안경에 대한 개인적인 선호도가 다르며, 편광안경을 사용하는 것에서도 움직이는 공을 쫒아가며 라켓을 휘두르는 운동 특성상 활동할 때는 도움이 되지 않는다고 생각하는 착용자가 있었다. 물론 운동하지 않을 때 편광안경의 착용은 눈이 편한 선글라스로 느끼고 있다. 착용자들은 자신의 스포츠 안경 렌즈가 편광렌즈라는 것을 알지 못하는 자들이 대부분이었다. 안경사들의 가공 판매할 때 조언이 필요한 부분이다.

4. 변색렌즈 안경

비정시안에서 굴절력이 들어간 선글라스 착용은 실외에서는 좋으나 실내에서의 착용은 착색으로 인한 어두움의 불편이 있으므로 벗고 일상의 안경을 착용한다. 이러한 불편을 덜기위해서 실내·외착용이 가능한 변색렌즈 안경을 대안으로 할 수 있다. 인터뷰에 응한 착용자들이 생각하고 있는 변색렌즈 안경의 문제점은 Table 4로 나타났다.

Table 4.

Subjective opinion on wearing eyeglasses with photochromic lenses

변색 과정이 렌즈재질의 구조가 자외선으로 인함과 온도에 따른 변색정도가 달라지는 특성을 가지고 있으므로, 낮은 겨울의 온도가 높은 온도의 여름보다 더 진하게 변색됨을 소비자에게 설명할 필요가 있다.^[6] 변색되고 탈색되는 시간에 대한 불만족이 가장 큰 요소이므로, 소요시간을 줄일 수 있는 연구가 필요하다.

5. 고글형 스포츠 안경의 광학적 고찰.

최근에는 Fig. 3에서 보는 것과 같이 고글형의 안경테가 일반적이며 스포츠 평면안경은 디자인과 테 색깔의 다양함에 이끌려 많은 사람이 착용한다. 그러나 평면렌즈의 스포츠안경도 착용 시 어지러움을 느끼는 경우가 44.5%라는 연구결과처럼 많은 이가 시감각적 어려움을 느끼고 있다.^[7]

Fig. 3.

Wraparound glasses.

디자인 형태가 수평적으로 긴 형태가 되어 시야 확대가 가능하며 얼굴 옆면에 틈새를 주지 않는 가파른 커브의 렌즈를 삽입하는 모양이 스포츠안경의 대표적인 디자인이다. 이 디자인에서 일체형으로 삽입된 평면렌즈의 안쪽 면에 교정굴절력 렌즈를 drop-ins로 사용할 수 있는 스포츠 안경에는 ‘일정한 교정도수 이상의 사용은 불가할 수 있다’라는 안내문이 첨부되고 있다. 그러나 굴절이상도가 낮은 비정시안에서도 교정 처방 값의 렌즈를 부착하였을 때 어지러움을 느끼고 있다. 교정굴절력에 따른 보정 값의 계산과 가공이 필수적인 이유이다. 스포츠안경렌즈의 전면부 곡률반경이 큰 것은 미용적인 측면이 더 강하게 작용하였다고 할 수 있다.^[8]

경사각과 고글형인 수평적 안면각(dihedral angle)에 따라서 눈앞의 렌즈가 기울어지는 것은 편심으로 보정할 수 있다. 경사각 1°마다 0.5 mm 편심으로 보정한다.^[9]

눈에 미치는 프리즘 영향도 식으로 계산할 수 있다. 눈의 회전 θ, 편심 거리 y cm, Z는 Diopter로 계산한 안구 회선점에서 렌즈후면까지 거리, 렌즈 굴절력을 F라 한다면, Fig. 4에서와 같이, θ=yF[Z/(Z-F)]로 계산한다.^[10]

Fig. 4.

Decentration to compensate for pantoscopic and dihedral angles. DV distance view; D,distance view point; y, decentration in centimeter; O, optic center; θ, ocular rotation; z, the distance from the lens to the eye’s center of rotation, in diopter; R, ocular rotation center.

+3.00 D 렌즈를 정간거리 12 mm로 장착하였을 때 경사각 10°로 편심 5 mm를 하였다면 눈의 회전 영향은, 0.5×3[40/(40-3)]=1.62 Δ 상향이 된다. 같은 방법으로 수평적으로 기울기를 갖는 안경테에서 수평적 귀쪽으로의 편심으로도 보정할 수 있다. 이때 렌즈의 수평적 귀쪽의 편심은 각 눈에 수평적 프리즘의 다른 영향을 줄 것이다. Fig. 5(a)에서와 같이 수평적 기울기가 20°라면 10 mm의 편심이 필요하고, +2.50 D의 원시에서는 원거리 시 5.33 Δ B.O 영향을 줄 것이다.

Fig. 5.

Plan view of eyes focusing on a distant object. DV distance view; O, optic center; D, distance view point; R, ocular rotation center.

이 영향으로 유발되는 조절에 따른 폭주로 원거리 시야가 흐릿해질 것이다. 두 눈이 움직임에 따라 각각의 눈 시축은 렌즈 광학중심에 가까워지거나 멀어진다. Fig. 5(b)에서처럼 두 눈이 옆쪽을 보면서 오른쪽 눈 시축이 편심된 광학중심점을 지나면 왼쪽 눈의 시축은 렌즈 가장자리 쪽을 지나면서 양안에서 나타나는 폭주 영향은 여전히 5.33 Δ이다.

굴절 이상도가 높을수록 안경테 조정작용은 수평 수직방향의 프리즘 유발로 인한 스포츠 안경 착용의 안정피로를 줄일 수 있으므로^[11] 렌즈의 전면이나 후면 커브는 렌즈의 비틀림 성능을 유지하기 위해 필요한 만큼 비구면화하고 안면각에 대한 굴절력 보정을 추정할 수 있다. 측면을 주시하는 경우에는 좌우 안면각 두 배의 각 차이가 나타나고 비점수차를 유발하며,^[12] 또한 렌즈에 사광선속으로 입사하는 것은 단색광수차의 요인으로 나타난다.^[13] 낮은 굴절력 렌즈의 경우에는 경사에 따른 바깥쪽으로 편심보정이 가능하지만 중도에서 고도의 굴절력에서는 처방 값의 조정으로 보정될 수 있다.

구면렌즈를 기울였을 때 새로 형성되는 구면굴절력과 원주굴절력은 ‘Martin의 식’으로 구할 수 있다. 렌즈 굴절력 F, 재질 굴절률 n, 렌즈 기울림 경사각 θ, 일 때, Fsph=F(1+sin²θ/2n), Fcyl=Fsph tan²θ 로 나타난다.^[14]

구면렌즈를 기울여서 가공하였을 때 토릭렌즈 값으로 나타나므로 안면각과 경사각에 따른 구면굴절력과 등가의 토릭렌즈 값을 적용하여 주문 생산하여 원하는 처방의 굴절력으로 조제가공 하여야 한다.