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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.20 No.2 pp.129-136
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2018.20.2.129

A Study on the Change of Contrast Visual Acuity According to the Types of Functional Spectacle Lens for Driving and illumination

Kyeong-Ho Koh, In-Chul Jeon*
Dept. of Optometry and Optic Science, Dong-Shin University, Naju
Address reprint request to In-Chul Jeon
Dept. of Optometry and Optic Science, Dong-Shin University, Naju
TEL: +82-61-330-3554, E-mail: icjeon@dsu.ac.kr
May 4, 2018 June 19, 2018 June 19, 2018

Abstract

Purpose :

The purpose of this study is to investigate the change of visual function under photopic and scotopic conditions according to the type of functional driving lenses.


Methods :

Thirty patients (mean age 25 ± 2 years) who have no general or ocular disease were recruited. Corrected Visual acuity (VA) of participants who have no ocular surgery history should be 1.0 or better bilaterally. They were asked to wear three different types of functional lenses (A, B, C lens) and one general lens (N lens, refractive index 1.60). Visual acuity (logMAR) was measured using the contrast chart and a trial frame for correction. The contrast VA was measured under 100%, 50%, 30% and 15% contrast under both photopic and scotopic conditions, and color vision test (Compact Magnetic Farnsworth Dichotomous D-15 array test) and vision recovery time with automobile head light were measured. Pre- and post-satisfaction with each functional lens is measured under the same environment. Data were analyzed by paired sample t-test using SPSS (Ver. 22.0 for Windows, SPSS Inc, USA) and ≥95% reliability was considered statistically significant.


Results :

Contrast VA with 3 types of functional lens was statistically significant 100%, 50%, 15% contrast under photopic condition, and 100%, 50%, 30%, and 15% contrast under scotopic condition, respectively. However, in 30% contrast under photopic condition it was not shown significant. Contrast VA under photopic condition was the highest with C lenses (logMAR 0.002) at 100% contrast, C lenses (logMAR 0.005) at 50% contrast, B lenses (logMAR 0.015) at 30% contrast, and B lenses (logMAR 0.015) at 15% contrast. Contrast VA in scotopic condition was the highest with B lens (logMAR 0.006) at 100% contrast, B lens (logMAR 0.009) at 50% contrast, C lens (logMAR 0.019) at 30% contrast, and B lens (logMAR 0.052) at 15% contrast. In D-15 test, the mean number of lines crossing with A lens was 6.05 ± 1.7 and no lines crossing with N, B, and C lens was found. Visual recovery time was statistically significant in the order of C lens>B lens>A lens under photopic, and A lens>C lens>B lens under scotopic condition (p<0.05).


Conclusions :

Compared to the normal lens, the driving lens was effective in increasing contrast visual acuity and reducing visual acuity recovery time. However, in the D-15 test color confusion occurred only in the A lens (yellow lens). In order to select a lens that is helpful to the night vision driver's vision, the manufacturer should offer the lens manufacturing method and the correct use of each lens.


Electrochromic , Smart glass , Percolation , Sol-gel process , Spin coating

제작방식이 다른 운전용 안경렌즈 착용 후 조도 변화에 따른 대비시력에 관한 연구

고경호, 전인철*
동신대학교 안경광학과, 나주
    Dongshin University

    Ⅰ. 서 론

    현대 사회에서 현대인의 라이프 스타일에 빼놓을 수 없는 교통수단인 자동차는 현대인 삶의 패턴 변화 로 캠핑, 모터스포츠 등 하루가 다르게 성장하고 있 지만, 동시에 교통사고 역시 많이 발생하고 있다. 교 통사고 발생 원인에는 자동차 도로 상황, 정비 상황, 운전자의 과실 등으로 발생한다. 2010년부터 2015년 까지 최근 6년간 교통사고 시간대 통계를 보면 18 시~20시 시간대에서 동일하게 교통사고가 가장 많았 다.1) 이 시간에 교통사고가 많이 발생하는 원인은 도 로 상황에 따른 사고와 환경변화에 의한 시기능 저하 가 대부분을 차지하고 있다.

    환경변화에 따른 시기능 저하 원인으로는 주위의 조도가 감소함에도 불구하고 높은 휘도에 적응되어 있다는 것이다. 이러한 현상은 운전자의 눈이 물체와 다른 차량 및 보행자를 인지하는데 있어 잘못된 적응 을 일으켜 시인거리가 줄어들고 색상에 대한 정보인 지 능력이 감소하여 차량의 인지가 더욱 어려워져 다 른 차량과의 거리나 속도를 잘 못 판단할 수 있다. 그 리고 색상 대비의 손실로 인해 도로상의 물체를 인지 하는 시인성감소로 충돌사고가 발생하기 쉽고 고령 운전자의 경우에는 이러한 경향이 더 크게 나타난 다.2) 야간운전용이나 사격용으로 추천되는 황색렌즈 의 경우 두 가지 색각검사에서 색 혼동을 유발할 수 있어 그 착용을 주의해야 하고,3) 파일럿이 사용하는 선글라스로 인해 비행기 계기판의 색 구분을 혼동하 여 어려움을 겪는다.4)

    환경변화에 따른 시기능 저하 원인을 해결하기 위 해서는 시인성 및 인지능력을 향상시키고, 색상 대비 의 손실을 감소시키기 위해서는 주시하는 물체에 높 은 광량의 빛이 조사되어야 한다.5) 광량은 운전자에 게는 시기능 저하를 감소시키는 중요한 요소이다. 최 근 높은 광량의 전조등이 개발되어 시기능은 향상되 었지만 이로 인해 상대편에서 오는 대향차 운전자의 시야를 방해하고 심한 눈부심, 불쾌감, 눈에 피로와 순간적으로 안 보이는 일시적인 시력 상실로 인한 치 명적인 사고가 발생할 수 있다.6) 이 때문에 전조등에 대해서는 국토교통부에서“자동차 및 자동차부품의 성능과 기준에 관한 규칙과 도로조명은 환경부에서 2013년 2월에 “인공조명에 의한 빛 공해 방지법”을 제정하여 눈부심을 방지하기 위한 광원의 광도의 허 용 기준을 마련하여 시행하고 있다. 하지만 대향차 운전자를 고려하지 않고 고휘도 전구, 코팅 전구, HID 전구의 사용이 증가하면서 심각한 눈부심을 유 발하고 있다.6)

    이와 같이 시기능 저하가 발생하는 환경에서 취약 성이 발생하여 이를 보완 해결하기 위해 시기능 향상 에 도움을 주는 기능성 안경렌즈에 대한 연구가 여러 제조사에서 진행되고 있으며, 그 동안 제조사 따라 농도의 차이만 있는 황색계열 착색 렌즈에서 최근 착 색 방식이 아닌 코팅방식인 운전용 기능성 안경렌즈 들이 출시되고 있다. 각 제조사는 자사의 제품이 우 수하다고 홍보하고 판매하고 있다. 실제로 기존의 일 반 안경렌즈 그리고 황색계열 렌즈와 비교하여 효과 가 있는지 알아보고자 일반 안경렌즈 1종, 황색계열 렌즈 1종, 코팅방식렌즈 2종에 대해 조도에 따른 대 비시력, 색각검사, 시력회복시간을 측정하여 최근에 출시된 운전용 안경렌즈 제조사가 제공하는 정보에 대하여 정확하게 확인하고자 한다.

    이에 본 연구는 운전 시 시기능 저하로 발생하는 상황에서 일반 안경 렌즈와 운전용 안경 렌즈의 기능 성을 평가하여 적절한 렌즈의 선택과 안전성 확보에 관한 기초자료를 제시하고자고자 하였다.

    Ⅱ. 연구대상 및 방법

    1. 연구 대상

    본 연구에 참여한 대상자는 안질환이나 전신질환 및 과거와 현재 병력이 없는 성인 남녀 30명(25±2 세)으로 하였다. 또한, 본 연구는 동신대학교 기관생 명윤리 위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인을 받았으며, 연구에 참여한 대상자는 연구의 목 적과 검사 내용과 방법에 대해서 구두와 서면으로 충 분히 설명 들었으며, 이해하고 참여에 동의하였다.

    2. 실험렌즈

    본 연구에 사용된 안경렌즈는 굴절률 1.60 일반 안경 렌즈(N)렌즈 1종과 국내에 기능성 운전용 렌즈로 유통 되고 있는 황색계열 렌즈(A렌즈), 코팅방식(B, C)렌즈 3종을 대상으로 하였다. 실험에 사용된 렌즈의 광투과 율 분석은 광투과율 분석기(TM-2, TOPCON, Japan) 를 사용하였다.

    3. 연구방법

    1) 대비시력

    완전교정 상태에서 일반(N)렌즈 1종, 기능성 운전용 렌즈 황색계열(A)렌즈, 코팅방식(B, C)렌즈 3종을 착용 시킨 후 명소시와 암소시 상태에서 피치나 LCD 시표를 (PLC-2000 wide) 이용하여 100%, 50%, 30%, 15%의 대비시력을 logMAR 시력으로 기록하였다.

    2) 색각(배열)검사

    색각검사는 배열검사로 실시하였으며, 대상자를 편안 하게 앉은 상태에서 The Farnsworth D-15(Compact Magnetic Farnsworth Dichotomous D-15, Gulden Ophthalmics, USA)를 이용하여 고정되어 있는 기준색 과 가장 비슷한 순서로 15가지 패널을 배열하도록 하였다. 배열 순서대로 기록지에 입력하여 패턴을 분석 하였다. 패턴 분석은 그림 1을 참고로 분석하였으며,7) 가로 지르는 선의 개수를 기록하였다.

    3) 시력회복시간

    시력회복시간 평가는 일반(N)렌즈 1종, 기능성 운 전용 렌즈 황색계열(A)렌즈, 코팅방식(B, C)렌즈 3종 을 대상자에게 착용시키고 일반 조명과 자동차 전조 등(55W 광원)에 노출시킨 상태에서 각각 측정하였다. 대상자에게 3m 거리에서 전조등을 4초간 노출시킨 후 대상자가 0.7시표를 인지하는데 걸리는 시간을 측 정하였다.

    4. 통계처리

    실험결과 분석은 SPSS(Ver 22.0 for Windows, SPSS Inc, USA)프로그램을 사용하여 대응표본 t-검 정(paired sample t-test)을 실시하였고 신뢰도 95% 를 기준으로 유의수준 0.05 이하면 통계적으로 유의 한 것으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. 대상렌즈의 광학적 특성

    본 연구에 사용된 렌즈의 광투과율은 일반 안경렌즈 95%, 황색계열(A)렌즈 67%, 코팅방식(B)렌즈 93%, 코 팅방식(C)렌즈 97%이였다. 황색계열 렌즈(A)렌즈의 투 과율이 떨어지는 현상은 착색방식으로 인해 나타났다 고 생각된다. 코팅방식(B)렌즈와 코팅방식(C)렌즈의 제작방식에 대해서는 제조사의 비공개여서 관련 정보 를 확인하지 못하여 후속적인 연구가 필요하다고 판단 되었다.Fig. 1.

    2. 렌즈 종류에 따른 대비시력

    제작방식이 다른 렌즈를 착용한 상태에서의 대비시 력은 명소시 50%, 30%, 15% 그리고 암소시 100%, 50%, 30%, 15% 대비에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(p<0.05, Table. 1, Table. 2). 대비시력은 명 소시 상태의 50% 대비에서 코팅방식(C)렌즈(logMAR 0.003), 30% 대비에서 코팅방식(B)렌즈(logMAR 0.014), 15% 대비에서 코팅방식(B)렌즈(logMAR 0.053)에서 가장 높게 나타났다. 암소시 상태의 대비시력 100% 대 비에서 코팅방식(B)렌즈(logMAR 0.003), 50% 대비에 서 코팅방식(B)렌즈(logMAR 0.007), 30% 대비에서 코 팅방식(C)렌즈 (logMAR 0.017), 15% 대비에서 코팅방 식(B)렌즈(logMAR 0.050)에서 가장 높게 나타났다. 마8)는 일반렌즈(N)렌즈와 황색계열(A)렌즈를 비교한 결과 야간운전 시 대향차 전조등이 너무 밝아 불편을 느끼는 운전자는 황색계열 렌즈를 착용하는 것이 가장 적합하다고 하였다. Rosenblum 등9,10)은 황색 계열 필 터를 사용 시 교정시력과 대비감도가 향상되고, 눈부심 감도가 감소된다고 하였다. 하지만 선행 논문 연구시점 에서는 코팅방식 운전용 렌즈가 개발이 되지 않아서 코 팅방식의 렌즈 대한 연구가 없었다.

    연구 결과에서도 황색계열(A)렌즈가 명소시와 암 소시 상태에서는 일반렌즈(N)렌즈보다 대비시력이 향상 되어 선행연구결과와 유사한 결과를 얻어지만, 코팅방식(B,C)렌즈 비해 대비 시력이 낮게 나타났다. 본 연구에서 황색계열(A)렌즈가 코팅방식(B,C)렌즈 보다 과도하게 주변 색상과 활자 색상을 변화가 생겨 서 나타났다고 생각된다. Fig. 2.-Fig. 3.-Fig. 4.

    3. 색각(배열) 검사

    Compact Magnetic Farnsworth Dichotomous D-15 배열검사 결과는 실험 기록지에 기록하였다. 패턴 분석 결과 일반렌즈(N)렌즈, 코팅방식(B)렌즈, 코팅방 식(C)렌즈에서

    NORMAL 패턴으로 정상으로 나타났지만, 황색계 열(A)렌즈에서는 TRITAN 패턴으로 가로

    지르는 선의 평균은 6.05±1.75개로 나타났다.

    4. 시력회복시간 검사

    자동차 전조등을 이용한 시력회복시간은 명소시에서 일반렌즈(N)렌즈 > 코팅방식(C)렌즈 > 코팅방식(B)렌 즈 > 황색계열(A)렌즈, 암소시에서 일반렌즈(N)렌즈 > 코팅방식(C)렌즈 > 황색계열(A)렌즈 > 코팅방식(B)렌 즈 순으로 길게 나타났다. 자동자 전조등을 이용하여 시력회복시간 선호도 대한 설문 만족도는 황색계열(A) 렌즈 > 코팅방식(B)렌즈 > 코팅방식(C)렌즈 > 일반렌즈 (N)렌즈 순으로 높게 나타났으며 통계적으로 유의하였 다(p<0.05).

    운전자가 운전 중 받아들이는 정보 중 약 80% 이 상을 시기능이 담당하고 있어 시지각 활동의 변화가 가장 중요하다.11) 시지각 활동의 변화가 많은 상황은 터널 입구, 어스럼 시간대의 운전과 야간운전이다. 야간의 교통사고는 여러 가지 원인 중 야간의 시인성 저하가 교통사고에 큰 영향을 미치는 주요 요인으로 분석되고 있다.12) 특히 대향차의 전조등에 노출된 상 황과 조도의 변화가 큰 터널입구와 출구에서 순간적 으로 시기능 저하가 발생하여 시력회복시간이 길어 질 경우 그 시간만큼 위험 할 수 있다. 그러므로 일반 렌즈보다 시력 회복시간이 짧은 기능성 운전용 렌즈 를 사용이 위험성을 줄여주는 방법으로 사료된다. 3

    Ⅳ. 결 론

    본 연구는 시중에 유통되는 운전용 안경렌즈의 효 과를 검증하기 일반렌즈와 제작방법이 다른 안경렌즈 를 비교 분석하였다. 운전용 안경렌즈와 일반렌즈를 착용했을 때 조도의 변화에 따라 대비시력과 시력회 복시간에서 일반 안경렌즈에 비해 운전용 안경렌즈가 우수하였으나 운전용 안경렌즈에서는 서로 근소한 차 이를 보였다. 색각검사는 황색렌즈를 착용한 경우 색 의 인지능력이 약해졌다. 따라서 모두 명소시와 암소 시 조건에서 대비가 낮을수록 시력이 저하되었으나, 운전용 렌즈가 일반렌즈보다 더 적게 저하되어 유의 한 차이를 보였다. 시인성 역시 일반렌즈보다 운전용 렌즈가 더 좋았다. 따라서 대비가 낮은 조건에서 운 전할 때 운전용 렌즈를 사용하는 경우 전방 사물의 식별능력이 더 좋을 것으로 예상된다.

    Acknowledgement

    This study was carried out by the support of the research fund of the Dong-shin university in 2017.

    Figure

    KJVS-20-129_F1.gif

    Results of Panel 0-15 for a subject with normal color vision(no errors), and examples from a protan, a deutan, a tritan, and a typical rod onochromat.7)

    KJVS-20-129_F2.gif

    Luminosity curve of lenses used in this study.(N : normal lens A, B, C: functional spectacle lenses for driving)

    KJVS-20-129_F3.gif

    Contrast visual acuity of each lens in photopic conditions.

    KJVS-20-129_F4.gif

    Contrast visual acuity of each lens in scotopic conditions.

    Table

    Contrast visual acuity of each lens in photopic conditions.

    Contrast visual acuity of each lens in scotopic conditions.

    The recovery time of visual acuity(RVA) in photopic and scotopic conditions.

    Reference

    1. TAAS: Traffic Accident Analysis System, Available at http://taas.koroad.or.kr. Accessed September 1, 2017.
    2. Jeon WH, Cho HJ: A Study on Characteristic Analysis for Nighttime Accident. Korean Soc Civil Engineers 2015(10), 4729-4732, 2005.
    3. Lee JH, Chu BS: Effect of different tinted ophthalmic lenses on color vision perception. Korean J Vis Sci. 17(4), 443-452, 2015.
    4. Rabin JC, Wiley RW et al.: U.S. Army sunglasses: issues and solutions. J Am Optom Assoc. 67(4), 215-222, 1996.
    5. Kim GH: A Study on the Decision of the Brightness Fluctuation Limit of the Vehicle’s Headlamps, Kangwon National University PhD Thesis, pp. 1-52, 2006.
    6. Kang BD, Lee HS et al.: Evaluation of Eye Recovery Time After Glare Exposure to Oncoming Headlight. Korean Soc Automotive Engineers 2139-2144, 2007.
    7. Benjamin WJ, Borish IM: Borish's Clinical Refraction, 2nd ed., Missouri, Butterworth- Heinemann, pp. 247-355, 2006.
    8. Kim JY, Kim HJ et al.: Analyzing drivers’ visual response variation in very long expressway tunnel: the Yuksimnyeong tunnel. J Korean Soc Transportation 27(1), 17-25, 2009.
    9. Rosenblum YZ, Zak PP et al.: Spectral Fikters in low vision correction. Ophthal Physiol Opt. 20, 335-341, 2000.
    10. Lee SH, Cho HG et al. : Changes of Visual Acuity According to Light Transmission of Tinted Lenses. Korean J Vis Sci. 10(4), 289-299, 2008.
    11. Kim JY, Kim HJ et al.: Analyzing drivers’ visual response variation in very long expressway tunnel; the Yuksimnyeong tunnel. Journal of Korean Society of Transportation 27(1), 17-25, 2009.
    12. Lee SS, Kim TH et al.: Study on Effect of Low Visibility Condition at Nighttime on Traffic Accident. The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems 13(2), 12-26, 2014.
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