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비구면렌즈의 본성(本性)(2)
  • 강현식 교수
  • 등록 2014-06-30 16:52:41

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  • 비구면렌즈는 굴절력•비중•도수는↑ 아베수는↓… 반사율 높아 내면반사의 증가를 고려해 고굴절률 재료 사용은 필수
 
4.피팅 트라이앵글(fitting triangle)

피팅 트라이앵글(피팅 삼각형)이란 콧등과 머리의 양 측면에 대항해서 압력이 작용하는 3개의 압점(pressure point)으로 구성된 기하학적 구조를 말한다. 삼각형의 정점 압점은 콧등에 1개(실제로는 2개), 귀 쪽 압점은 양쪽 귀의 상단에 2개가 있다<그림 1 참조>.

안경이 잘 피팅되었을 경우 3개의 압점으로 분배된 힘 작용은 균형을 이루게 되어 안경에 안정감이 있고, 착용감이 좋으며, 광심의 높이 조정, 시축과 광축이 잘 일치되며 정간거리가 일정하게 유지되어 시력교정이 잘 된다. 그런데 피팅할 때 귀 쪽 압점의 피팅 효과를 과소평가한 나머지 귀 바퀴와 측두면에 대한 정확한 피팅을 소홀히 하는 것 같다. 실제로 안경이 흘러내리는 현상이 있다.

서양 사람들은 콧등이 높아 피팅 트라이앵글이 수평단면상에 있으나 한국인은 그들보다 대체적으로 콧등이 낮아 경사진 피팅 트라이앵글이 되어 안경 착용 중에 비교적 안경이 잘 흘러내리게 된다. 이러한 현상은 템플 밴딩(temple bending)의 위치조정으로 쉽게 극복할 수 있다.

비구면 안경에서 트라이앵글에 걸리는 힘의 분배는 더욱 중요하다.
 
5.반사 방지코팅의 이용

대부분의 비구면렌즈는 종전의 렌즈보다 더욱 편평하다. 그리하여 비구면렌즈는 거울과 같은 면처럼 반사율이 높다. 뿐만 아니라 일반적으로 비구면렌즈는 고굴절률 재료를 사용해서 만들기 때문에 내면 반사가 증가되므로 안경사는 이 점을 고려할 필요가 있다.

코팅으로써 도울 수 있는 한 가지 방법은 멀티-레이어(multi-layer) AR코팅을 이용하는 것이다. 멀티-AR코팅 렌즈는 99.5%의 광투과율을 가지므로 망막의 조도를 높여 시력을 향상시킨다.

또 멀티-레이어 AR코팅은 편평한 렌즈의 표면에서 발생하는 반사량을 줄일 수 있다. 알맞게 부착된 AR코팅은 긁히지 않고, 기름•물•먼지가 달라붙지 않는다.

일련의 층으로 구성된 AR코팅은 금속 산화물의 얇은 필름을 렌즈에 부착한 것이다. 각각의 필름은 특정한 광파장을 소멸간섭하도록 설계되었다. 코팅에 의한 필름층이 많으면 많을수록 더욱 더 빛의 반사를 방지할 수 있어서 렌즈의 광투과율이 더욱 향상된다.

즉 멀티-레이어 AR코팅은 소멸간섭 작용에 의해서 렌즈의 외면과 내면에서의 반사를 억제시켜 렌즈의 투과율을 향상시키는 원리이다<그림 2>.

금속 산화물이 부착된 프리미엄 AR코팅막은 다음과 같은 특성을 가지고 있다.

① 소유성(疎油性)층(oleophobic layers)은 얼룩을 감소시켜 더욱 큰 효능을 가진 멀티-레이어 코팅을 만든다.

② 소수성층(hydrophobic layer)은 얇은 실리콘(silicone)층을 반사 방지막 위에 입혀서 만든다. 소수성막은 렌즈의 습윤각(wetting angle)을 감소시키는 매끈한 면을 만들어 준다. 그 결과 액체는 작은 방울로 되어 렌즈면에서 쉽게 제거된다<그림 3>.

③ 부차적인 top coat는 소유성과 소수성층이 함께 사용되었을 때 생기는 봉인(seal)의 결과이다.

④ 정전기 방지층 또는 전자기 간섭(EMI)층은 정전기 발생을 억제하기 위하여 렌즈 위에 입힌다. 렌
즈 상의 정전기를 감소시키면 떠다니는 먼지가 렌즈에 끌리지 않게 되어 달라붙지 않는다.

6.비구면렌즈의 특징

비구면렌즈는 종전의 렌즈에 비하여 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

① 일반적으로 종전의 렌즈보다 굴절률이 높고, Abbe수가 낮으며, 비중이 크고, 도수가 강하게 나온다.

② 렌즈의 직경과 굴절력이 동일할 경우 구면렌즈에 비해서 렌즈면이 더욱 편평(flatter)하고, 커브가 얕으며 얇고 가볍다<표1, 2 참조>.

③ 렌즈 주변부에서 사광선속(斜光線束)에 의한 사난시(비점수차), 상면 만곡, 상면 왜곡, 색수차, 프리즘 등의 효과가 감소되어 시계(視界)가 넓고, 상(像)의 질이 향상된다.

④ 강도의 안경을 착용했을 때 렌즈가 얇아서 얼굴의 윤곽변화를 일으키지 않고, 도수환(power ring)이 크게 감소되어 미용상 외관이 좋다.

⑤ 일반적으로 종전의 렌즈보다 고굴절률 재료를 사용하고, 편평하게 만드므로 렌즈의 전면과 내면에서 반사율이 크게 증가하므로 반드시 멀티-코팅을 해야 한다.

⑥ 렌즈의 중앙부와 주변부의 상이 균일해서 원근감이 있다.
스포츠에서는 실수(easy-miss)를 하지 않게 되어 파인 플레이(fine play)를 할 수 있다.

⑦ 렌즈 주변부에서의 보이는 상의 왜곡이 적어서 직선부, 곡선부가 보다 명확하게 보인다.
특히 감도렌즈 착용자는 투수의 체인지 업이나 슬라이더를 잘 볼 수 있다.

⑧ 종전의 언급한 강도수의 렌즈를 착용할 경우 지면과 상이 떠올라 보이는 경우가 있는데, 이 현상을 억제하고, 처음 안경을 착용하는 환자에게 쾌적한 시 생활을 할 수 있도록 도움을 준다.

⑨ 최근 유행하는 eye-size가 큰 안경테에도 무리 없이 대응해서 처방안경을 만들 수 있다.

⑩ 렌즈가 편평하고 얇고 가벼워서 종전의 렌즈보다 원자재를 절약할 수 있어서 원가절감에 큰 도움이 된다<표1, 2 참조>.

결론

비구면렌즈에 의한 안경의 조제 및 피팅은 구면렌즈보다 오차 면에서 절대 관대하지 않다.

단안 PD의 측정•편심 가공의 금지•동공 위치에 대한 렌즈 상의 인점 찍기•전경각의 정확한 선택 또는 피팅하되 10° 이상(광학 중심의 내림량 5㎜ 정도에 해당함)을 초과하지 말 것•투과율을 향상시키기 위한 양질의 멀티코팅 등을 요구한다. 구면렌즈를 사용할 때 보다 정확도가 지 않다면 비구면렌즈의 사용으로 오히려 상질(像質)의 저하와 시력감퇴의 위험이 따르게 된다는 사실을 숙지해야 한다. <끝>
 
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