Ⅰ.서 론
안경형태의 프레임과 투시 HMD(see-through head mounted display)기능을 가진 착용컴퓨터기기 (wearable computer device)를 ‘스마트안경’으로 지칭하면서 스마트안경과 워치형태의 상용화가 이슈 화되고 있다. 최근 구글, 애플, 마이크로소프트, 삼 성, 소니 등 빅 플레이어들의 착용컴퓨터기기에 대한 경쟁이 가속화되는 상황이다1). 착용컴퓨터기기는 신 체에 부착하여 컴퓨터 및 애플리케이션이 가능한 다 양한 종류의 컴퓨터기반 장치 및 기기를 총칭하며 그 진화과정은 신체에 전자기기의 단순 부착 및 착용형 태에서 컴퓨터기반의 입출력기능 추가, 소형경량화와 무선네트워크화, 모바일기기와 결합시계 및 안경이나 주변기기로 상용화하며 진화하고 있다2). HMD는 대 표적인 착용컴퓨터기기이며, 스마트안경은 광학HMD 로 설명되기도 하며 투시 HMD의 구성 원리와 유사 하다. 종래 대부분의 HMD는 단지 가상이미지만을 디스플레이 하지만, 최근 현실에 가상이미지를 겹쳐 디스플레이하여 증강현실이나 혼합현실로 나타나도 록 진화하고 있다3).
스마트안경프레임은 양쪽 귀와 코에 걸쳐 안경처 럼 쓰며, 가는 테와 조그만 사각형 스크린으로 구성 되어 있다. 사각형 스크린은 오른쪽 눈의 위치에 손 톱 크기의 렌즈로써 사진과 동영상을 찍을 수 있고, 모니터를 통해 증강현실 기능으로 길 안내를 받을 수 있다. 또한, 영상통화는 물론, 일정관리 등 다양한 기 능을 이용할 수 있다. 오른쪽 안경다리에 있는 터치 패드를 이용해 어떤 콘텐츠를 표시할지 선택하고, 스 피커의 음량도 조절 가능하다. 적외선 신호 장치로 반지나 팔찌, 손톱용 스티커 등의 형태로 만들어진 기기를 손에 장착하면 안경의 적외선 카메라가 손의 움직임을 감지하여 명령을 수행한다4).
사람의 눈은 2개이기 때문에 실제 사물을 볼 때 양 쪽 눈은 사물의 형태를 조금씩 다른 각도로 인식한다. 이렇게 들어온 영상 신호가 합쳐져 하나로 인식되는 과정에서 두뇌는 각 사물의 3차원적인 입체감을 인지 하게 된다5). 사람의 눈은 양안 주시편차에 의해서 좌 안과 우안이 분리해서 보고 이를 뇌에서 합치는 과정 에서 입체시를 느끼게 된다. 입체시 형성은 양안시의 최고 단계이며, 입체시가 가능하려면 시기능의 감각 성융합과 운동성융합이 모두 정상적으로 인지되어야 한다6-7). 하지만 근거리 작업을 요구하는 디지털 기 기 사용시간 증가는 눈의 안정피로에 큰 영향을 미치 며, 조절과 폭주의 과도한 사용으로 인한 조절력 감 소, 폭주력 저하, 근거리 사위 등을 유발시킬 수 있다 8-9).
정상인 안구를 가지고 있는 사람이 어떠한 사물을 응 시하여 양안시하고 있을 때 위치를 정위(orthophoria) 라고 한다10). 사위란 모든 융합 자극이 제거되었을 때 나타나는 시축의 잠재적인 편위 상태를 말한다. 융합자 극이 제거되었을 때 내사위는 시축이 물체에 비해 가까 운 곳에서 교차할 경우 존재하며 외사위는 시축이 물체 에 비해 먼 곳에서 교차할 때 발생하게 된다. 사위는 안위이상은 있으나 양안시 기능을 가지고 있어 인위적 으로 융합기능을 제거하지 않는 한 일상생활에서는 정 위와 같다. 그러나 일상생활 중 양안안위의 불균형 상태 를 정위로 유지해야 하는 부담이 있으므로 두통, 안정피 로, 흐린 시력, 복시 등의 증상을 느낄 수 있다11-12).
현재까지는 2D, 3D, 또는 스마트폰을 시청한 후의 시기능의 변화에 대한 연구는 있었지만, 스마트안경 프레임을 착용한 후의 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 하지만 양안시를 하는 눈에 스마트안경프레임 을 착용시키면, 한쪽 눈에만 모니터가 부착되어 있 어, 이를 통해서 증강현실을 접해야만 한다. 이를 감 안하면 특수한 스마트안경프레임을 착용한 후 시기능 에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 이번 연구 에서는 스마트안경프레임을 착용한 상태에서 한쪽 눈 에만 부착된 모니터를 주시할 경우에 눈에 미치는 영 향 중 안위의 위치, 즉 근거리에서 사위에 미치는 영 향을 알아보고자 한다.
Ⅱ.대상 및 방법
1.대상자 선정방법
안과적 질환이나 색각이상, 사시가 없는 교정시력 1.0, 단안교정시력 0.9 이상의 동강대학교 안경광학 과 학생 남녀 55명을 대상으로 하였다.
2.검사방법
1)기본검사
시력은 120 cd/m²조명과 6 m 거리에서 포롭터와 투영식시시력표를 이용해 표준 자각식 굴절검사를 시 행하여 최대시력의 검사 값을 측정하여 완전 교정하 였다. 최대교정시력은 모두 1.0 으로 하였다. 또한 피 검사자에게 일상생활과 동일한 시생활 환경을 유지한 상태에서 스마트안경프레임(Fig. 1)을 착용하게 한 후, 총 13분에 걸쳐 3분 주시, 2분 휴식, 3분 주시, 2 분 휴식, 3분 주시하게 하였고, 1인당 주시 순 소요 시간은 검사 시간 대비 540/780초(69%)를 주시하게 하여 실험을 진행해 스마트안경프레임 착용 전후 사 위의 변화량을 비교하였다.
2)사위검사
검사실의 조도는 약 80Lux를 유지한 상태에서, 피 검사자의 우안에는 마독스봉을 좌안에는 40 cm 앞에 펜라이트를 비춘 상태에서 피검사자에게 점광원불빛 과 선조상이 보이는지 묻고 불빛과 선조상이 일치할 때를 정위, 선조상의 불빛이 점광원의 불빛보다 우측 에 있으면 내사위, 선조광의 불빛이 점광원의 불빛보 다 좌측에 있으면 외사위라 판단하였다. 또한 선조광 의 불빛이 아래나 위에 있으면 수직사위가 있는 것으 로 판단하였다. 마독스봉의 프리즘을 돌려 선조광의 불빛과 점광원의 불빛이 일치할 때의 프리즘의 양을 측정하여 스마트안경프레임 착용 전과 후의 사위량을 기록하였다.
3.통계
자료의 통계처리는 스마트안경프레임을 착용한 전 후의 사위변화 값을 비교하였다. 수집된 자료는 SPSS(ver. 21)를 이용하여 대응표본 t-test(paired t-test)를 사용하였으며, 모집단내의 변화량이 정규 분포를 만족시키지 못할 경우는 대응표본 t-test 중 Wilcoxon signed rank test 실시해 95%의 신뢰구간 에서 p-value가 p<0.05일 때 통계적으로 유의하다 고 판단하였다.
Ⅲ.결 과
1.대상자의 기본정보
본 연구에 참여한 대상자는 20세에서 26세 사이의 동강대학교 학생으로 총 55명 중 남성 34명(62%), 여성 21명(38%)이었다(Table 1). 대상자의 나이는 20.54 ±1.13세로 나타났으며, 정위는 15명(27.27%), 외사위 는 35명(63.64%), 내사위는 3명(5.45%), 수직사위는 2명(3.64%)이었다(Table 2).
2.정위의 변화
15명의 정위를 보인 학생을 대상으로 스마트안경 프레임을 착용시킨 후, 다시 사위를 검사한 결과 15 명 중 5명(33.33%)은 +2.80±1.30△으로 유의하게 내사위를 나타냈고(p<0.05), 정위 15명 중 7명은 1.14±1.48△으로 수직사위를 보였으며 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 스마트안경프레임을 착용 시킨 후에도 변화가 없는 정위를 나타낸 학생은 3명 (20.00%)으로 나타났다(Table 3).
3.외사위의 변화
35명의 외사위를 보인 학생을 대상으로 스마트안 경프레임을 착용 시킨 후, 다시 사위를 검사한 결과 외사위는 스마트안경프레임 착용 전에는 -7.26± 4.78△에서 -6.16±4.87△으로 외사위가 유의하게 감소하였다(p<0.05)(Table 4).
4.내사위의 변화
내사위 학생 3명을 대상으로 스마트안경프레임을 착용 시킨 후, 다시 사위를 검사한 결과 내사위는 +3.33±2.52△에서 +4.33±0.58△으로 내사위가 증 가되었지만 그 변화는 유의하지 않았다(p>0.05) (Table 5).
5.수직사위의 변화
수직사위 학생 2명을 대상으로 스마트안경프레임 을 착용 시킨 후, 다시 사위를 검사한 결과 수직사위 는 0.75±0.35△에서 +2.50±0.70△으로 수직사위 는 증가되었지만 그 변화는 유의하지는 않았다 (p>0.05)(Table 6).
Ⅳ.고 찰
두 눈으로 동시에 사물을 보는 것을 양안시11)라 하 고 양안시 이상자는 정상안에 비해 사위량이 크고 사 위량에 대한 융합여력부족 상태와 같은 기능적 이상 과 더불어 시력감소, 간헐적 복시, 흐림, 안정피로 및 충혈 등 자각적 증상이 나타난다12).
3D입체 영상은 게임, 영화, TV, 및 교육 등 다양한 분야에 적용되고 있으며13), 3D 영상의 시청은 일정한 거리의 화면을 주시하면서 조절하고 있지만 좌우안 영상의 편차에 따른 폭주량의 변화를 요구하기 때문 에 융합력의 범위 내에서 조절과 폭주의 부조화가 발 생하게 된다14).
일정시간 입체영상을 시청하는 과정에서 안구는 일상에서 경험하는 시자극과는 달리 고정된 주시거리 에서 발생하는 조절과 폭주의 부조화에 적응 (adaptation)하게 되고 AC/A와 CA/C와 같은 안구운 동의 균형에 영향을 줄 수 있을 것이다. 또 이러한 융 합력 범위내의 부조화는 개개인의 양안시기능 상태에 따라 가용범위가 다르므로 발생되는 안정피로도 다르 게 나타나게 된다15).
Berggist 등16) 연구에 따르면 조절과 폭주의 불균 형, 조절력의 감소, 근거리 사시 또는 사위 등이 나타 날 수 있다고 하였고, 이 등의 연구에도 anaglyph 3D 영상의 단시간 시청 환경에서도 사위, 조절용이 성, 이향용이성에서 시기능 변화를 확인하였다고 하 였다13). 김 등17)의 연구에 의하면 근거리 사위도의 변 화는 2D 영상 시청 직후에는 1Δ 미만의 근거리 외사 위도가 증가하였지만, 3D 영상 시청 직후에는 1.5∽ 2.0Δ 정도 외사위도가 더 많이 증가하는 경향을 보 였다고 하였고, Sreenivasan 등은 일상에서 지속적 근거리 활동이 사위도와 긴장성조절의 변화를 일으키 며 이러한 변화가 이향과 조절적응(vergence adaptation and accommodative adaptation)과 관 련되어 3D 영상의 근거리 시청에서 프리즘적응 (prism adaptation)현상과 유사한 현상의 하나로 외 사위가 증가할 수 있다고 하였다18). 또한 Karpicka 등19)의 연구에서도 3D 영상의 근거리 시청에서 외사 위가 증가하였고 이 역시 프리즘 적응현상과 유사한 것이라 하였다. 또한 손 등20)의 연구에 따르면 불안 정군의 경우에는 3D 시청 후에 외사위의 분포도가 더 증가하였고 이것은 3D 영상 시청이 안정피로를 유발 시켜 불안정군에서 사위도를 더 증가시키는 결과로 이어진 것이라 하였다. 또한 허 등21)의 연구에서도 30분 동안 Anaglyph 방식에 의한 3D 입체 영상 시 청 후 외사위의 경향이 나타났다고 하였다. 박 등22) 의 연구에서도 스마트 폰 시청 시 나타난 외사위 경 향은 일반 모니터 시청 시보다 더 큰 외사위를 보였 다고 하였다.
이에 반해 사위도의 변화는 Richer 등23)의 연구에 서 일반 2D 영상 시청시에는 외사위 경향을 띠지만, 3D 영상 시청에서는 외사위의 감소 경향을 보였는데 이는 좌우 분리된 영상이 하나의 입체영상으로 융합 시키는 내방운동의 자극으로 인하여 외사위가 감소하 는 경향을 보일 것이라 했다. 이 등13)의 연구에서도 단시간 2D 영상 시청 시에 외사위 경향을 보였고, 3D 영상 시청시에는 외사위가 감소하는 경향을 보였다. 전 등24)의 안정피로 개선을 위한 조절이완장치의 임 상성능 분석에서도 조절이완장치를 사용하지 않은 상 태에서 VDT 작업 후 원거리와 근거리 사위도 내사위 방향으로 증가한다고 하였다.
본 연구에서는 스마트안경프레임을 착용한 전후의 변화를 볼 때 스마트안경프레임을 착용한 후의 사위 량이 정위는 15명 중 5명이 스마트안경프레임 착용 후 +2.80±1.30△으로 유의하게 내사위를 나타냈고 (p<0.05), 정위 15명 중 7명은 1.14±1.48△으로 수 직사위를 보였으며 통계적으로 유의(p<0.05)하게 나 타났다. 또한 외사위는 스마트안경프레임 착용 전에 는 -7.26±4.78△에서 -6.16±4.87△으로 외사위가 유의하게 감소(p<0.05)하는 경향을 보였으며, 내사위 는 통계적으로 유의(p>0.05)하진 않았지만 +3.33± 2.52△에서 +4.33±0.58△으로 내사위가 증가되었 고, 수직사위는 통계적으로 유의하진 않았지만 0.75 ±0.35△에서 +2.50±0.70△ 으로 수직사위는 증가 되어 Berggist 등과 이 등의 3D 영상 시청 후의 내 사위로의 변화와 같은 결과를 나타내었다. 이는 스마 트안경프레임을 착용한 상태에서의 좌우 분리된 영상 을 하나로 융합시키는 과정에서 폭주를 담당하는 외 안근들의 부담으로 작용해 내방운동의 자극으로 인해 내사위로의 변화가 일어났을 것이라 사료된다. 2012 년에 이미 18%에 달하는 시청자들이 모바일 단말을 통해 TV 프로그램을 시청한 경험이 있으며 이는 보 다 증가될 것이라 예상했으며6), 이러한 상황을 보면 스마트 안경은 새로운 시각적인 자극과 환경을 제공 할 것이다. 따라서 스마트안경프레임을 착용했을 때 시기능에 미치는 연구뿐만 아니라, 스마트 글래스를 실행시킬 때 눈에 미칠 수 있는 영향도 연구되어야 할 것으로 사료된다.
Ⅴ.결 론
스마트안경프레임 착용 전후 정위는 정위, 내사위 와 수직사위가 나타났으며(p<0.05), 외사위는 유의하 게 감소하였다(p<0.05). 또한 스마트안경프레임 착용 전후 내사위는 증가되었지만 유의하지 않았으며 (p>0.05), 수직사위는 증가되었지만 유의하지 않았다 (p>0.05). 증강현실을 보여주는 스마트안경프레임의 착용은 기존에 사위를 가지고 있는 사람 뿐 만 아니 라 정위를 가진 사람에게도 내사위와 수직사위를 유 발시킬 수 있는 것으로 사료된다.
