Ⅰ. 서 론

현대인에게는 컴퓨터, LCD모니터, 스마트폰, TV 등 시각관련 전자기기가 많이 보급되어 일상생활에 상당부분을 차지하고 있다. 이들 전자기기로부터 나 오는 빛은 높은 선명도를 유지하기 위해 각 제조사들 이 경쟁적으로 고해상도의 밝은 LED(Light Emitting Diode)제품을 출시하고 있다. 전자기기를 이용한 근거리 작업은 조절로 인한 눈의 피로뿐만이 아니라 화면에서 나오는 유해광선으로 인해 각종 안 질환이나 눈부심을 발생시킬 수 있다.¹⁾

특히 유해광선 중 청광파(Blue Light Wave)는 가 시광선의 일부분인 380~500nm의 청색계열 파장 영 역으로 에너지가 높고 파장이 짧은 특성을 지니고 있 으며, 눈의 각막이나 수정체에 흡수되지 않고 망막까 지 도달하여 시세포를 손상시키거나 시력저하, 안구 건조 등을 일으키기도 한다. 또한 수면유도 호르몬인 멜라토닌의 분비가 억제되어 수면을 방해하기도 한 다.²⁾ 또한 외부의 태양광선과 자주 노출할 경우 청광 파는 시력감퇴나 백내장 같은 안과질환을 일으키는 것은 물론이고 60세 이상의 실명의 원인이 되기도 한 다(Fig. 1)^3-5).

고객이 청광차단안경을 착용할 목적으로 안경원을 방문한 경우, 안경사는 사용자의 전자기기 이용 환경 을 파악하고 그 광원으로 부터 발생되어진 청광파를 가장 적절히 차단하여 줄 수 있는 렌즈를 추천해 주 어야 한다. 그러나 업계의 현실은 각종 전자기기의 청광파발생율 뿐만이 아니라 청광파차단안경렌즈의 차단율도 정확히 밝혀져 있지 않다.

현재 판매중인 청광차단안경렌즈는 주로 청광파장 415~420nm 영역을 주로 차단하는 렌즈이며, 점차 450nm 영역까지 차단효과를 주는 렌즈가 개발되어 지고 있다. 조광렌즈(Photochromic)에서는 자외선 (UV-A와 UV-B, 400nm 이하)과 430~470nm의 청 광색 단파장을 흡수하여 청광파를 차단하지만 렌즈안 의 할로겐족 원소를 활성화하여 착색을 발생시킨다. 그러나 청광차단안경렌즈는 착색 없이 코팅만으로도 차단되어지는 렌즈가 사용되어지고 있다.^6-8)

최근 청광차단안경렌즈의 청광파차단율을 손쉽게 측정할 수 있는 국내·외 측정 장비가 개발되어져 있 다. 기준이 되는 장비와 안경원에 사용 중인 국산장비 의 측정값 비교를 통해 시중에 가장 널리 판매중인 3 군데 회사제품의 청광차단율을 측정하여 실제적인 청 광차단효과와 회사별 차이를 분석해 보고자 하였다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 실험기기 및 재료

청광차단안경렌즈의 정확한 영문 명칭은 ‘Blue light filters lens’ 혹은 ‘Blue light protective lens’ 이다. 청광차단안경렌즈 중 현재 안경원에서 많이 사 용하고 있는 제품은 국내의 D사, C사, 외국계 회사인 N사 렌즈이다. 모두 KFDA(식품의약품안전처)의 허 가를 받은 제품으로 실험에는 회사별로 0.00 D, -3.00 D, -5.00 D의 굴절력을 가진 구면 청광차단 안경렌즈가 각각 사용되었다(Table 1).

청광차단율 측정에 기준이 되는 제품은 일본 HITACHI사에서 제작한 Spectrophotometer U-4100으로 통관, 수입되어 산업통상자원부 국가기 술표준원 시험기관에서 공인 인증을 받은 정확도/정 밀도가 원기와 동급인 제품이다. 이와는 별도로 안경 원에서 간편하게 이용 중인 청광차단율 측정 장비로 국내 H사의 HLM-9000 렌즈미터에 있는 청광차단측 정기능을 이용하였다(Fig. 2)(Fig. 3).

국내의 HLM-9000은 Hartmann-Moiré wavefront sensor를 이용해 렌즈의 굴절력을 측정하는 장비이지만 동시에 UV파장과 청광차단을 측정하는 기능이 탑재되 어 있다.

2. 실험방법

실험에 사용할 청광차단안경렌즈를 제조사와 굴절 력별로 각각 나눠 실험하였다. 제조사별로는 D사, C 사 그리고 N사로 나눴으며, 굴절력별로는 0.00 D, -3.00 D, -5.00 D로 분류하여 측정하였다. 실험 장 소는 실내의 상온(20℃±5℃) 조명(200 lux) 아래서 실시하였다.

청광차단율 측정기기는 청광파 차단율 측정에 기 준이 되는 일본 HITACHI사의 U-4100을 원기로 이 용했으며 1차로 415nm 파장대를 지정하여 청광차단 율을 측정하였고, 2차로 450nm 파장에서 측정하였 다. 정확성을 높이기 위해 렌즈별로 각 20회씩 측정 한 결과를 평균하여 분석에 사용하였다. 현재 안경렌 즈 제조업체에서 청광차단율 품질기준을 415nm에 지 정을 하여 출하 검사 및 투과율을 분석하여 제품의 품질관리를 하고 있다. 또한 향후에 출시 예정인 청 광차단렌즈의 투과율은 450nm 대역의 차단율 제품 을 만들 예정이여서 두 파장대의 투과율을 실험하였 다. 그리고 안경원에서 널리 사용 중인 국내 H사의 HLM-9000 청광파 차단 측정기기의 정확도를 알아 보기 위해 똑같이 반복하여 실험하였다.

청광차단정도를 구하는 식은 아래와 같다.

렌즈 청광투과율 + 반사율 = 1

3. 통계분석

본 연구의 측정결과에 대한 통계학적 검증은 SPSS ver. 18.0을 사용하여 일원배치분산분석(One-way ANOVA)과 Scheffe 사후분석, 독립표본 T검정 (Independent-Samples T Test)을 실시하였다. p<0.05에서 통계적으로 유의하다고 판정하였다.

Ⅲ. 결 과

1. U-4100 장비를 이용한 청광차단안경렌즈의 차단율 측정

1) 415nm 파장대역 측정

U-4100을 사용하여 415nm 파장대의 청광차단안 경렌즈의 청광차단율을 측정한 결과 0.00 D에서 국 내 D사의 제품은 청광차단율이 19.7%, C사의 제품은 54.9%로 측정되었고, 외국계회사인 N사의 제품은 29.4%로 측정되었다. -3.00 D에서 국내 D사의 제품 은 청광차단율이 20.9%, C사의 제품은 55.2%, 외국 계회사인 N사의 제품은 33.2%로 측정되었다. -5.00 D에서 국내 D사의 제품은 청광차단율이 28.3%, C사 의 제품은 73.1%, 외국계회사인 N사의 제품은 36.1% 로 측정되었다. 각 제조회사별 같은 굴절력의 청광차 단율 측정값은 일원배치분산분석(One-way ANOVA) 과 Scheffe 사후분석을 실시한 결과 통계적으로 유의 한 차이를 나타내었다(p=0.00). 국내 C사 제품의 청 광차단율이 비교적 높게 나타났으며, -5.00 D의 차 단율이 모든 회사제품에서 다른 굴절력에 비하여 상 대적으로 높았다. 회사별 차단율의 차이는 -5.00 D 에서 국내 D사와 C사의 차이가 44.8%로 가장 높았다 (Table 2).

2) 450nm 파장대역 측정

U-4100을 사용하여 450nm 파장대의 청광차단안 경렌즈의 청광차단율을 측정한 결과 0.00 D에서 국 내 D사의 제품은 청광차단율이 11.9%, C사의 제품은 7.9%로 측정되었고, 외국계회사인 N사의 제품은 11.7%로 측정되었다. -3.00 D에서 국내 D사의 제품 은 청광차단율이 12.3%, C사의 제품은 11.2%, 외국 계회사인 N사의 제품은 16.9%로 측정되었다. -5.00 D에서 국내 D사의 제품은 청광차단율이 13.9%, C사 의 제품은 11.3%, 외국계회사인 N사의 제품은 13.9% 로 측정되었다. 각 제조회사별 같은 굴절력의 청광차 단율 측정값은 일원배치분산분석(One-way ANOVA) 과 Scheffe 사후분석을 실시한 결과 통계적으로 0.00 D와 -3.00 D에서는 유의한 차이(p=0.00)를 나타냈 으며 -5.00 D에서는 큰 차이가 없었다(p=0.13). 450nm 파장대에서 청광차단율(최고값 73.1%)은 415nm 차단율(최고값 16.9%)에 비하여 상대적으로 낮게 측정되었으며 제조회사별로 큰 차이는 없었다. -3.00D에서 국내 N사 제품의 차단율이 16.9%로 가 장 높게 나타났다(Table 3).

2. HLM-9000 장비를 이용한 청광차단안경렌즈의 차단율 측정

1) 415nm 파장대역 측정

HLM-9000을 사용하여 415nm 파장대의 청광차단 안경렌즈의 청광차단율을 측정한 결과 0.00 D에서 국내 D사의 제품은 청광차단율이 27.3%, C사의 제품 은 54.2%로 측정되었고, 외국계회사인 N사의 제품은 35.1%로 측정되었다. -3.00 D에서 국내 D사의 제품 은 청광차단율이 33.2%, C사의 제품은 51.4%, 외국 계회사인 N사의 제품은 34.0%로 측정되었다. -5.00 D에서 국내 D사의 제품은 청광차단율이 33.2%, C사 의 제품은 49.0%, 외국계회사인 N사의 제품은 40.0%로 측정되었다. 각 제조회사별 같은 굴절력의 청광차단율 측정값은 일원배치분산분석(One-way ANOVA)과 Scheffe 사후분석을 실시한 결과 통계적 으로 유의한 차이를 나타내었다(p=0.00). 국내 C사 제품의 청광차단율이 비교적 높게 나타났으며, 굴절 력별 차단율의 크기는 큰 차이가 없었었으며. 회사별 차단율의 차이는 0.00 D에서 국내 D사와 C사의 차이 가 26.9%로 가장 높았다(Table 4).

2) 450nm 파장대역 측정

U-4100을 사용하여 450nm 파장대의 청광차단안 경렌즈의 청광차단율을 측정한 결과 0.00 D에서 국 내 D사의 제품은 청광차단율이 7.0%, C사의 제품은 3.2%로 측정되었고, 외국계회사인 N사의 제품은 8.4%로 측정되었다. -3.00 D에서 국내 D사의 제품 은 청광차단율이 15.1%, C사의 제품은 13.3%, 외국 계회사인 N사의 제품은 20.0%로 측정되었다. -5.00 D에서 국내 D사의 제품은 청광차단율이 16.6%, C사 의 제품은 18.1%, 외국계회사인 N사의 제품은 24.1% 로 측정되었다. 각 제조회사별 같은 굴절력의 청광차 단율 측정값은 일원배치분산분석(One-way ANOVA) 과 Scheffe 사후분석을 실시한 결과 통계적으로 유의 한 차이(p=0.00)를 나타냈으며, 450nm 파장대에서 청광차단율(최고값 54.2%)은 415nm 차단율(최고값 24.1%)에 비하여 상대적으로 낮게 측정되었다. 굴절 력별 차이는 0.00 D에서 차단율이 다른 굴절력에 비 하여 낮게 측정되었다(Table 5).

3. U-4100과 HLM-9000의 청광파 차단율 비교 분석

1) 국내 D사 렌즈 측정(415nm 파장)

청광파 측정 장비인 HLM-9000과 U-4100와의 차 단율을 분석한 결과 HLM-9000이 U-4100보다 0.00 D에서 7.6%. -3.00 D에서 8.2%, -5.00 D에서 4.9% 높게 측정되었다. 측정장비별 차단율의 차이는 독립표본 T검정(Independent-Samples T Test)을 실시하였으며 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다 (p=0.00), (Table 6).

2) 국내 C사 렌즈 측정(415nm 파장)

청광파 측정 장비인 HLM-9000과 U-4100와의 차 단율을 분석한 결과 U-4100 장비가 HLM-9000 보 다 0.00 D에서 0.7%. -3.00 D에서 3.8%, -5.00 D 에서 24.1% 높게 측정되었다. 측정장비별 차단율의 차이는 독립표본 T검정(Independent-Samples T Test)을 실시하였으며 -3.00 D와 -5.00 D에서 통계 적으로 유의한 차이를 나타냈다(p=0.00), (Table 7).

3) 해외 N사 렌즈 측정(415nm 파장)

청광파 측정 장비인 HLM-9000과 U-4100와의 차 단율을 분석한 결과 HLM-9000 장비가 U-4100 보 다 0.00 D에서 5.7%. -3.00 D에서 0.8%, -5.00 D 에서 3.9% 높게 측정되었다. 측정장비별 차단율의 차 이는 독립표본 T검정(Independent-Samples T Test)을 실시하였으며 0.00 D와 -5.00 D에서 통계 적으로 유의한 차이를 나타냈다(p=0.00), (Table 8).

Ⅳ. 고찰 및 결론

본 연구는 스마트폰, 컴퓨터, 모니터 등으로부터 나오는 청광파를 차단할 수 있는 청광차단안경렌즈의 실제적인 차단율과 이를 측정하는 기기의 차이를 비 교, 분석 하고자 하였다.

현재 안경원에서 가장 널리 판매되어 지고 있는 국 내 제조업체 2곳, 외국의 제조업체 1곳의 청광차단안 경렌즈를 대상으로 청광차단율을 U-4100에 의해 측 정한 결과 415nm 파장에서 동일한 굴절력을 가진 회 사별 차단율은 C사의 차단율이 가장 높게 나타났으며 최소 22%에서 최대 44.8% 높게 차단됨을 나타냈다. 450nm 파장에서 0.00 D는 D사의 렌즈가, -3.00 D 는 N사의 렌즈가 차단율이 가장 높게 나타났으며, -5.00 D의 렌즈를 측정 했을 때는 D사와 N사의 차 단율이 C사보다 높게 나타났다. 같은 굴절력 렌즈에 서 제조회사별 최소 0.2%에서 최대 5.7% 차이를 보 여 415nm 파장에 비해 상대적으로 차단율 차이가 작 았다. 그리고 같은 제조사라도 굴절력(D)에 따라 청 광차단율의 차이가 있었으며, 415nm 파장에서 450nm 파장 보다 더 높은 차단율을 보였다.

가시광선 영역에 해당하는 청광파가 완전하게 차단 된다는 것은 실제적으로 이루어지기 어려운 다양한 여 건이 존재한다. 저자의 실험렌즈는 전체적으로 평균 38.9%(415nm, U-4100)의 청광차단율을 보였다. 앞 으로 청광파 차단율이 어느 정도가 되었을 때 눈에 해 로운 파장을 제거하여 시력을 안전하게 보호할 수 있 는가에 대한 기준값의 연구도 필요하리라 생각된다.

안경원에 사용 중인 국산 청광투과율 측정기기인 HLM-9000 제품으로 청광차단율을 측정한 결과 415nm 파장에서 동일한 굴절력의 제조사별 차단율이 C사에서 가장 높게 나타났으며 최소 9%에서 최대 26.9% 높게 차단됨을 나타냈다. 450nm 파장에서는 N사의 렌즈가 차단율이 높게 나타났으며 같은 굴절 력 렌즈에서 최소 1.4%에서 최대 7.5% 높게 차단됨 을 나타냈다. HLM-9000 제품으로 측정한 각 제조사 별 청광차단렌즈는 415nm 파장에서 450nm 파장보 다 더 높은 차단율을 보였다.

위와 같이 두 측정 장비 모두 청광차단렌즈의 청광 차단율이 렌즈회사별, 굴절력별 차이를 나타냈다. 굴 절력별 청광차단율이 굴절력이 커질수록 증가한 것은 굴절력 증가에 따른 중심두께와 굴절률의 변화가 차 단율에 영향을 미쳤을 것이라 판단된다. 향후 제조회 사별 청광차단을 위한 코팅원리 등 차단방법에 대한 분석도 필요하리라 생각되어진다. 415nm 파장에서 450nm 파장보다 더 높은 차단율을 보인 것은 청광차 단렌즈 설계가 사람의 눈에 더 크게 유해한 단파장영 역의 청광차단을 주목적으로 이뤄졌기 때문이라 여겨 진다.

U-4100과 HLM-9000 두 측정 장비로 동일한 회 사, 같은 굴절력의 청광차단렌즈를 측정할 때 측정값 은 굴절력에 따라 최소 0.7%에서 최대 24.1% 차이를 나타냈다. 국내 C사의 -5.00 D에서만 24.1%의 큰 차이를 보였을 뿐 나머지 모든 제품에서 평균 4.45% 정도의 비교적 작은 차이를 나타냈다.

U-4100과의 차이가 발생하는 이유에 대해서는 측 정환경, 측정광원에 따라 차이가 발생할 수 있다. 안 경원에서 주로사용 되는 HLM-9000 제품의 경우 측 정광원이 U-4100과는 틀린 LED light source를 사 용하며 측정 환경 역시 진공상태가 아닌 외부에 노출 된 상태로 렌즈의 차단율을 측정하기 때문에 조건에 따라 오차가 발생 할 소지가 있다. 그러나 안경원에 서 U-4100과 같은 고가의 장비를 사용할 수 없기 때 문에 가격이 저렴한 제품으로 대체를 하고 있는 실정 이다. 국내 HLM-9000 제품의 측정값이 국가기술표 준원 공인 장비인 U-4100과 다소 차이는 있지만 판 매목적의 차단율을 파악하는 데는 충분히 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

이번 실험을 통해 그 동안 안경렌즈 제조사에서 제 공된 청광차단율에 대한 실제 검증과 함께 같은 제조 사 제품이라도 굴절력(D)별로 차단율이 다르다는 것 을 알게 되었다.

이처럼 청광차단안경렌즈는 제조회사별, 렌즈굴절 력 청광차단율이 다르게 나타남으로 렌즈를 판매 시 측정 장비와 청광차단율을 제시하며 시환경에 맞는 적합한 청광차단안경렌즈를 소개한다면 소비자의 안 경사에 대한 신뢰도를 한층 더 높일 것으로 판단된다.