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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.28 No.3 pp.119-128
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2026.28.3.119

Effect of Custom Color-vision Contact Lenses on Contrast Visual Acuity

Chae-Yoon Kim1), Guen-Chang Ryu2), Eun-Sun Seo2)*
1)Dept. of Optometry, Graduate School, Dongshin University, Student, Naju
2)Dept. of Optometry, Dongshin University, Professor, Naju
†

Authors ORCID: https://orcid.org/0009-0005-3212-8521



￥

Authors ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9100-3394




본 논문은 김채윤의 석사학위 논문 『개인맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈가 대비시력에 미치는 영향』(동신대학교, 2025)의 일부를 발췌한 논문임


* Address reprint requests to Eun-Sun Seo (https://orcid.org/0000-0002-4574-2310), Dept. of Optometry, Dongshin University, Naju, Korea, TEL: +82-61-330-3555, E-mail: eunsun111@hanmail.net
December 3, 2025 September 14, 2026 September 14, 2026

Abstract


Purpose: This study investigated the effects of functional personalized color-vision contact lenses with different levels of visible light transmittance (VLT) on contrast visual acuity under photopic and mesopic conditions and evaluated their potential for visual protection and improvement of contrast visual performance.



Methods: Twenty adults with normal visual acuity and normal color vision (mean age, 22.6±3.12 years) participated in this study. Personalized color-vision contact lenses with VLT levels of over 90% (VLT 1) and over 95% (VLT 2) were applied. Contrast visual acuity was measured at distance (6 m) and near (40 cm) under photopic (330 lux) and mesopic (1–10 lux) conditions at contrast levels of 100%, 25%, and 10%. Subjective satisfaction was also evaluated using a questionnaire based on a 4-point scale.



Results: Compared with the corrected condition, wearing VLT 1 lenses significantly improved distance contrast visual acuity under the photopic high-contrast condition (100%) and under all mesopic contrast conditions (100%, 25%, and 10%) (p<0.050). In contrast, VLT 2 lenses showed no significant differences under any test condition. Near contrast visual acuity showed no significant differences with either lens. Subjective evaluation showed a tendency toward reduced visual discomfort and increased satisfaction with VLT 1 lenses, although the differences were not statistically significant.



Conclusion: Personalized color-vision contact lenses with a VLT of over 90% were effective in improving contrast visual acuity, particularly under low-light conditions, whereas lenses with a VLT of over 95% showed limited functional effects. These findings indicate that lens tint density may be an important factor affecting visual performance. The results of this study may provide basic data for the development of personalized color-vision contact lenses.


Contrast visual acuity , Personalized color-vision contact lens , Visible light transmittance

맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈가 대비 시력에 미치는 영향

김채윤1), 유근창2), 서은선2)*
1)동신대학교 일반대학원 옵토메트리학과, 대학원생, 나주
2)동신대학교 안경광학과, 교수, 나주

    Ⅰ. 서 론

    대비감도는 다양한 조도 환경에서 시각 인식의 핵심 요소이다. 특히 명소시에서는 원추세포, 암소시에서는 간상세포가 주로 작용하여 서로 다른 시각적 특성이 나타난다.1) 조명은 이러한 시각 환경의 핵심 요소로, 현대 사회에서 가장 널리 사용되는 LED (light emitting diode) 광원은 에너지 효율성이 높지만 단파장 청색광 방출량이 많아 눈의 피로, 대비감도 저하, 멜라토닌 억제 등의 문제를 유발하는 것으로 보고되고 있다.2)

    디지털 기기의 급격한 보급 또한 시각 환경에 큰 영향을 미치고 있다. 국내 조사에 따르면 2023년 인터넷 이용률은 95%에 달하며, 스마트폰 보급률은 94% 이상으로 나타났다.3) 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터 등에서 방출되는 380~500 nm 파장의 청색광은 망막 손상, 눈의 피로, 대비감도 저하 등 다양한 시각적 불편을 야기한다.4) 이에 따라 청색광 차단 렌즈, 근적외선 차단 필터, 대비감도 향상용 광학 필터 등 다양한 시각 보호 기술이 개발되고 있다.5)

    이 중 컬러 필터 렌즈는 특정 파장의 빛을 선택적으로 차단하거나 투과시켜 눈을 보호하고 대비감도를 향상시키는 효과가 보고되었다.6,7) 대표적 사례인 크로마젠(ChromaGenTM) 렌즈는 색각 이상 교정, 난독증 개선, 시각적 피로 감소 등 다양한 임상적 활용 가능성이 제시되었다.8,9) 정상 시력을 가진 사람을 대상으로 한 컬러 필터 렌즈 연구에서도 특정 색상이 시각적 선명도와 피로 완화에 긍정적 영향을 미치는 것으로 보고된 바 있다.10,11) 그러나 기존 연구는 안경렌즈 중심으로 집중되어, 콘택트렌즈의 대비감도 개선 효과에 대한 근거는 제한적이다.12) 또한 착색 농도는 시각 성능에 중요한 영향을 미쳐, 농도가 높을 경우 특정 파장 차단 효과가 증가하나 과도한 차단은 시각 왜곡과 피로를 초래할 수 있다.13)

    따라서 본 연구는 정상 시력을 가진 성인을 대상으로, 특정 파장 흡수 기능을 갖춘 개인맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈를 가시광선 투과율에 따른 착색 농도별로 제작·착용하여 주·야간 환경에서 원·근거리 대비 시력과 자각적 만족도에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 이를 통해 콘택트렌즈 분야에서 대비 시력 개선과 시각 피로 완화를 위한 새로운 임상적 근거를 제시하고자 한다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상

    연구 대상자는 전신질환 및 시력에 영향을 미치는 안과 질환, 색각 이상, 시기능 이상이 있는 사람을 제외하며 콘택트렌즈를 착용할 수 있는 20~31세(평균 나이 22.60±3.12세), 대상자 총 20명(남 12명, 여 8명)으로 모집하였다. 연구에 참여한 대상자에게 실험 목적과 검사 방법에 대하여 구두와 서면으로 충분히 설명한 후 동의를 얻고 검사를 진행하였다.

    대상자는 자동굴절검사기 HRK-8000A (Huvitz, Korea)를 이용한 타각적 굴절검사와 자동포롭터를 이용한 자각적 굴절검사를 실시하여 완전 교정값을 기준으로 양안 교정시력이 0.9 이상인 자로 실험을 진행하였다.

    2. 연구 방법

    1) 크로마젠 컬러 필터 렌즈

    개인맞춤형 컬러비전 렌즈의 시각적 효과를 확인하기 위해 크로마젠 컬러 필터(ChromaGenTM, Cantor & Nessel, UK)의 8가지 색상(Magenta, Pink, Yellow, Orange, Blue, Aqua, Purple, Green)을 착용시켜 자연광 환경에서 독서 시 가장 편안하거나 선명도가 높은 색상을 선택하게 하였다.14)

    2) 컬러 착색 렌즈

    본 연구에서는 난시안의 경우 일반적인 단초점렌즈에 의한 원용 교정법에 따라 난시 도수를 등가구면 굴절력 값으로 변환하여 처방하였다.15) 연구에 사용된 콘택트렌즈는 Polyethyleneimine에 친핵성 치환 반응을 통해 특정 파장 흡수 기능을 갖는 반응성 염료를 결합한 후, 이를 하이드로겔 콘택트렌즈에 적용하여 제작하였다.16) 이러한 방법을 통해 생체 적합성 염료를 렌즈 소재에 결합시켜 자외선 차단 및 특정 가시광선 파장 선택적 차단 기능을 갖도록 하였다.

    사용된 렌즈는 2-HEMA+MPC 소재, 함수율 48±2%, 직경 14.2±0.2 mm, BOZR 8.7±0.2 mm, 산소투과도 16.0×10−11 (cm²/sec)·(mL O₂/mL·mmHg)의 물성을 갖는다.17)

    선택된 색상(Yellow, Blue)에 대해서는 착색 농도 차이를 반영하기 위해 가시광선 투과율(Visible Light Transmittance, VLT)을 기준으로 두 단계로 구분하여 렌즈를 제작하였다. 가시광선 투과율이 90% 이상인 렌즈를 VLT 1 (Yellow 1, Blue 1), 95% 이상인 렌즈를 VLT 2 (Yellow 2, Blue 2)로 정의하였으며, 각 단계는 착색 농도의 차이를 나타내도록 설정하였다.

    3) 분광광도계 측정

    가시광선 투과율 측정에는 자외선-가시광선 분광광도계(UV-Vis Spectrophotometer, UV-2600i, Shimadzu, Japan)를 사용하였다(Fig. 1). 측정 범위는 380~780 nm, 샘플링 간격은 1 nm로 설정하였으며, ANSI Z80.3:2010에 따라 가시광선 투과율(VLT)을 산출하였다.18)

    VLT ( % ) = ( ∫ 380 780 T ( λ ) V ( λ ) S ( λ ) d λ ∫ 380 780 V ( λ ) S ( λ ) d λ ) × 100

    T ( λ ) 는 각 파장에서 측정된 투과율이며, V ( λ ) 는 주간 시 분광 시감 효율을 나타내는 함수이고, S ( λ ) 는 CIE 표준광원 D65의 분광 분포이다.19,20)

    장비의 기준선(Baseline)을 설정하기 위해 렌즈가 없는 상태의 빈 큐벳을 사용하여 가시광선 투과율이 100%가 되도록 기준선을 설정했다. 측정하고자 하는 렌즈는 렌즈 표면의 물기를 제거하고 렌즈 고정부에 고정하여 측정하였다. 모든 시료는 동일한 조건(온도, 습도)에서 측정되도록 조정하고 측정 대상 렌즈(Y1, B1, Y2, B2)를 큐벳 홀더에 장착하여 측정하였다.21)

    4) 원·근거리 대비 시력 검사

    대비 시력은 고대비(100%)와 저대비(25%, 10%) 조건에서 원거리(6m, HDC-9000N/PF, Huvitz, Korea) 및 근거리(40 cm, Adult Near Contrast Test, U.S.A)를 각각 측정하였다. 시력 검사는 양안으로 측정하였으며, 검사실 조도는 명소시(330 lux)와 박명시(1~10 lux) 조건으로 유지하였다.22)

    정시안은 나안 상태에서 시력을 측정하였으며, 근시안은 등가구면 도수로 처방된 안경을 착용한 교정 상태에서 시력을 측정하였다. 이후 동일한 교정 도수를 적용한 컬러비전 콘택트렌즈 착용 상태에서 시력을 측정하여 비교하였다.

    5) 설문지를 통한 자각적 만족도 설문

    검사는 VLT 1, VLT 2 각각 다른 날에 무작위 순서로 착용하여 진행하였으며 모든 검사를 마치고 각 렌즈를 8시간 동안 5일간 반복 착용한 후 마지막 착용일 콘택트렌즈에 대한 자각적 증상과 만족도에 대한 설문을 가시광선 투과율에 따른 2가지 종류의 렌즈에 대해 각각 설문조사를 진행하였다. 설문 항목은 시력 흐림, 건조감, 눈 피로 등을 포함한 자각적 증상에 대해 4점 척도(전혀 없음 0, 가끔 1, 자주 2, 계속 3점)를 사용하여 평가하였다. 또한 전반적인 만족도(satisfaction)도 4점 척도(매우 불만족 0, 불만족 1, 만족 2, 매우 만족 3점)를 사용하여 평가하였다.

    3. 통계 분석

    대상자 20명의 시력 변화 분석을 위해 명소시 및 박명시 조건에서 대비도(100%, 25%, 10%)에 따라, 정시안의 나안시력(unaided visual acuity)과 근시안의 안경 교정시력(spectacle-corrected visual acuity)을 기준으로, 동일한 교정 조건에서 컬러비전 콘택트렌즈 착용 시 시력(contact lens-corrected visual acuity)을 비교하였다. 대응 표본 t-검정(paired t-test)을 사용하여 렌즈 착용에 따른 시력 변화의 유의성을 검토하였으며, 통계 분석은 SPSS 21.0 (SPSS Inc, USA)을 이용하여 시행하였다.

    모든 데이터는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 보고하였으며, 95%의 신뢰도를 기준으로 유의수준(p-value)이 p < 0.050 일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다.

    Ⅲ. 결과

    1. 피검사자의 굴절이상도

    대상자 20명의 평균 구면 굴절이상도는 -1.21±2.01 D, 원주 굴절이상도는 -0.15±0.26D, 등가구면 굴절이상도는 -1.29±2.08 D였다. 피검사자 중 10명은 정시, 10명은 근시로 분류되었다.

    2. 컬러비전 렌즈와 착색 콘택트렌즈

    크로마젠 렌즈 선택 결과, Yellow 색상을 선호한 대상자는 9명, Blue 색상을 선택한 대상자는 11명이었다. 이에 따라 VLT 90% 이상(VLT 1)과 95% 이상(VLT 2)의 두 단계로 렌즈를 제작하였으며, 모든 렌즈의 가시광선 투과율은 90% 이상으로 측정되었으며(Table 1), 콘택트렌즈의 물리적 특성 및 측정 항목은 ANSI Z80.20을 참고하였다.23)

    Yellow 렌즈는 500nm 이하에서, Blue 렌즈는 500nm 이상에서 각각 투과율이 감소하는 양상을 보였으며, 이는 염료의 파장 특성에 따른 색상 구현과 일치하였다(Fig. 2, 3).

    3. 착색 콘택트렌즈 착용에 의한 양안 대비 시력

    명소시 원거리 조건에서 VLT 1 렌즈 착용 시 100% 대비 조건에서 나안 대비 유의한 향상이 있었으나( p < 0.050 ), 25%와 10% 대비에서는 차이가 없었다. VLT 2 렌즈는 모든 대비 조건에서 유의한 차이가 없었다. 명소시 근거리 조건에서 VLT 1, VLT 2 모두 모든 대비 조건에서 유의한 차이를 보이지 않았다.

    박명시 원거리 조건에서 VLT 1 렌즈는 100%, 25%, 10% 대비 조건에서 모두 나안 대비 유의한 향상이 관찰되었으며( p < 0.050 )(Fig. 4), VLT 2 렌즈는 유의한 차이가 없었다(Table 2). 박명시 근거리 조건에서 VLT 1 렌즈는 10% 대비 조건에서 경계선상의 유의성을 보였으나( p = 0.050 ), 전반적으로 유의한 차이는 없었으며, VLT 2 렌즈 역시 모든 조건에서 유의한 차이를 보이지 않았다.

    4. 착색 콘택트렌즈 선호도 및 자각적 만족도

    VLT 1과 VLT 2 렌즈 착용 후 자각적 증상에 대한 비교에서 시력 흐림, 충혈, 빛 번짐 등 모든 평가 항목은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 평균값을 비교한 결과, VLT 1 렌즈 착용 시 주변 시야 흐림과 충혈에서 VLT 2 렌즈 착용보다 상대적으로 불편함의 자각적 불편감은 낮게 나타났고, 전반적 만족도는 VLT 1 렌즈(1.53점)가 VLT 2 렌즈(1.21점)보다 높게 나타났다(Table 3).

    Ⅳ. 고 찰

    본 연구에서는 개인맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈의 착색 농도 차이가 주·야간 시각 환경에서 대비 시력 및 자각적 만족도에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 가시광선 투과율 90% 이상의 컬러비전 콘택트렌즈(VLT 1)는 명소시 원거리 고대비 조건과 박명시 대비 조건에서 대비 시력을 유의하게 향상시킨 반면, 가시광선 투과율 95% 이상의 렌즈(VLT 2)는 모든 조건에서 통계적으로 유의한 변화를 보이지 않았다. 이러한 결과는 렌즈 착색 농도와 가시광선 투과율이 대비 시력 개선에 중요한 영향을 미치는 요인임을 시사한다.

    본 연구에서 기준 시력은 정시안의 나안시력과 근시안의 안경 교정시력을 포함한 상태에서 설정되었으며, 모든 비교는 동일한 교정 조건에서 컬러비전 콘택트렌즈 착용 시 시력 변화에 초점을 두어 해석하였다.

    박명시 환경에서 대비 시력의 유의한 향상은 착색 렌즈가 불필요한 산란광을 억제함으로써 망막 상의 대비 경계를 보다 뚜렷하게 형성하는 광학적 기능의 결과로 해석된다. 본 연구에서 사용한 VLT 90% 렌즈(VLT 1)는 95% 렌즈(VLT 2)에 비해 상대적으로 단파장 영역의 빛을 더 많이 차단함으로써 박명시 조건에서 대비 경계를 선명하게 하여 대비 시력 향상에 기여하였을 가능성이 있는 것으로 판단된다.

    특히 Blue 계열 렌즈는 단파장(청색광) 영역의 선택적 차단을 통해 산란광을 감소시키는 효과가 있으며, 이는 대비감도 향상에 기여하는 기전으로 보고되고 있다.24) 또한 Yellow 계열 렌즈의 경우, 단파장 영역의 선택적 흡수를 통해 산란광을 감소시키는 동시에 시각적 대비를 향상시키는 contrast enhancement 효과를 나타내는 것으로 보고되고 있으며, 이는 물체의 경계 인식을 강화함으로써 대비 시력 향상에 기여하였을 가능성이 있다.25)

    반면, VLT 95% 렌즈는 상대적으로 높은 투과율을 가지므로, 시각 성능에 의미 있는 영향을 줄 만큼의 광학적 차단 효과를 제공하지 못했을 가능성이 있다. 이는 일정 수준 이상의 착색 농도가 확보되지 않을 경우 대비 향상 효과가 제한될 수 있음을 시사한다.

    한편, 근거리 대비 시력에서는 두 조건 모두에서 유의한 변화가 관찰되지 않았다. 이는 근거리 시각 성능이 렌즈의 광학적 특성보다 조절력, 폭주, 조도 등 다양한 생리적·환경적 요인의 영향을 더 크게 받기 때문으로 해석된다. 또한 본 연구에서 원거리는 LCD 디지털 차트, 근거리는 인쇄 차트를 사용함에 따라 광원 및 대비 특성의 차이가 측정 결과에 영향을 주었을 가능성이 있다. 향후 연구에서는 동일한 디지털 기반 차트를 사용하여 광원 조건을 통제할 필요가 있을 것으로 사료된다.

    자각적 만족도 평가에서는 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 가시광선 투과율 90% 이상의 렌즈 착용군에서 불편감 감소와 만족도 상승 경향이 확인되었다. 이는 착색 농도가 주관적 시각 경험에 영향을 줄 수 있음을 시사하며, 개인별 시각 특성과 민감도를 고려한 맞춤형 렌즈 설계의 필요성을 보여준다. 다만 만족도 평가는 주관적 요인의 영향을 크게 받기 때문에, 보다 큰 표본과 다양한 조건을 포함한 후속 연구가 요구된다.

    본 연구는 특정 파장 흡수 기능을 갖는 개인맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈의 착색 농도에 따른 대비시력 변화를 평가하였다는 점에서 의의가 있다. 그러나 본 연구는 제한된 대상자를 대상으로 수행된 탐색적 연구의 성격을 가지므로 연구 결과를 일반화하는 데에는 한계가 있다. 또한 정시안과 근시안을 포함하여 분석하였으나 표본 수의 제한으로 인해 굴절이상 상태에 따른 하위군 분석은 수행하지 못하였다. 따라서 향후에는 보다 많은 대상자를 대상으로 정시군과 근시군에 대한 하위군 분석을 포함한 후속 연구를 수행하여 본 연구 결과를 검증할 필요가 있을 것으로 사료된다.

    종합적으로, 본 연구는 가시광선 투과율 90% 수준의 컬러비전 콘택트렌즈가 원거리 대비 시력, 특히 박명시 환경에서 유의한 개선 효과를 제공함을 확인하였다. 이러한 결과는 기능성 컬러비전 콘택트렌즈가 특정 시각 환경에서 시각 성능 향상에 활용될 수 있는 가능성을 제시한다. 향후 연구에서는 표본 규모 확대와 함께 정시군 및 근시군에 대한 하위군 분석, 근거리 평가 방법의 표준화, 다양한 착색 농도와 색상 조건에 대한 검증을 통해 기능성 컬러비전 콘택트렌즈의 임상적 활용 가능성을 보다 체계적으로 규명할 필요가 있을 것으로 사료된다.

    Ⅴ. 결 론

    본 연구는 정상 시력을 가진 성인을 대상으로 농도별 개인맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈의 효과를 평가하였다. 그 결과, 가시광선 투과율 90% 수준의 렌즈는 명소시 고대비 조건과 박명시 모든 대비 조건에서 원거리 대비 시력을 유의하게 향상시켰으며, 자각적 만족도 또한 상대적으로 높게 나타났다. 반면, 가시광선 투과율 95% 수준의 렌즈는 통계적으로 유의한 효과가 확인되지 않았다. 근거리 대비 시력에서는 두 조건 모두에서 유의한 변화가 관찰되지 않아, 근거리 시야에서는 조절력이나 조도 등 다른 요인이 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사하였다.

    따라서 개인맞춤형 컬러비전 콘택트렌즈 처방 시에는 사용자의 색상 선호뿐 아니라 착색 농도와 투과율, 시각 환경을 종합적으로 고려해야 한다. 본 연구는 컬러 필터 기능을 적용한 콘택트렌즈가 야간 운전이나 저조도 작업 환경 등에서 유용한 시각 보조 수단이 될 수 있음을 보여주며, 향후 장기 착용 효과와 인지 기능과의 연관성에 대한 추가 연구가 필요하다.

    Conflict of interest

    The authors have no financial or personal relationships that could inappropriately influence this research.

    Figure

    KJVS-28-3-119_F1.jpg

    UV-Vis 2600i, Spectrophotometer, Japan.

    KJVS-28-3-119_F2.jpg

    Spectral transmittance of yellow, blue color vision lenses.

    KJVS-28-3-119_F3.jpg

    Yellow, blue color vision lens. (A) VLT 1–90%, (B) VLT 2–95%

    KJVS-28-3-119_F4.jpg

    Comparison of distance contrast visual acuity between baseline (unaided in emmetropes and spectacle-corrected in myopes) and contact lens-corrected conditions (VLT 1, VLT 2). VLT: visible light transmittance.

    Table

    Visible light transmittance for yellow and blue color vision lens

    SD*: standard deviation

    Comparison of distance contrast visual acuity between baseline and contact lens-corrected conditions under mesopic conditions

    Baseline†: emmetropes: unaided, myopes: spectacle-corrected, Contact lens-corrected‡: VLT 1, VLT 2

    Subjective satisfaction according to the survey

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