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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.27 No.3 pp.221-232
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2025.27.3.221

Effects of ChromaGen Lenses on Color Perception in Individuals with Normal Color Vision

Myeong Ju Sim1), Woo-ju Lee1), Su-Hyeon Kim1), Min-Seok Kim1), Chang-Jin Kim2), Eun Jung Choi3), Myoung-Hoon Jung4)
1)Dept. of Optometry, Konyang University, Student, Daejeon
2)Dept. of Optometry, Konyang University, Lecturer, Daejeon
3)Dept. of Optometry, Konyang University, Professor, Daejeon
4)Dept. of Optical Science, Daejeon Institute of Science and Technology, Professor, Daejeon
* Address reprint requests to Myoung-Hoon Jung (https://orcid.org/0000-0002-5431-3454) Dept. of Optical Science, Daejeon Institute of Science and Technology, Professor, Daejeon TEL: +82-42-580-6251, E-mail: jungmh@dst.ac.kr
August 13, 2025 September 29, 2025 September 29, 2025

Abstract


Purpose : To study the effects of wearing four types of ChromaGen lenses (blue, yellow, 9magenta and pink) on color perception in individuals with normal color vision.



Methods : A total of 48 adults (mean age 23.6±2.9 years) with corrected visual acuity of 1.0 and no ocular disease or color vision deficiency participated. The Farnsworth-Munsell 100 Hue Test was conducted in a darkroom under a standardized illumination booth with a built in D65 light source. Color perception was assessed under the Without ChromaGen lenses condition and while wearing blue, yellow, magenta, and pink lenses by measuring the total error score (TES) and hue-range error scores (ES).



Results : All ChromaGen lenses showed statistically significant differences compared with the Without ChromaGen lenses condition (p<0.001). TES were highest with the pink (82.5), followed by magenta (68.4), yellow (62.4), blue (41.4), and Without ChromaGen lenses (31.4). ES varied by hue range according to spectral transmittance characteristics. Pink and magenta lenses, which block middle wavelengths, induced greater errors in the green-yellow to blue-green ranges, while the blue lens showed relatively low errors. The pink lens produced the greatest overall distortion in color perception.



Conclusion : When prescribing blue, yellow, magenta and pink ChromaGen lenses significantly affected color perception in color vision normal individuals. Spectral transmittance was identified as the main determinant of error patterns. TES and ES analyses indicated distortions that could not be explained by luminous transmittance alone. Prescriptions should therefore consider not only wavelength-specific transmittance but also the wearer’s age, lighting conditions, and work environment. This study provides basic data for optometrists’ color-related education and clinical consulting.


ChromaGen , Color Perception , FM 100 hue test , Tinted lens , Transmittance curve , TES

크로마젠 안경렌즈가 정상인의 색지각에 미치는 영향

심명주1), 이우주1), 김수현1), 김민석1), 김창진2), 최은정3), 정명훈4)
1)건양대학교 안경광학과, 학생, 대전
2)건양대학교 안경광학과, 강사, 대전
3)건양대학교 안경광학과, 교수, 대전
4)대전과학기술대학교 안경광학과, 교수, 대전

    Ⅰ. 서 론

    크로마젠 렌즈(ChromaGen™, Cantor & Nissel Limited, U.K.)는 1994년 영국의 David Harris에 의해 색각이상자의 색각 교정을 목적으로 처음 개발되었다. 이후 Chaaban Zeidan과 Cantor & Nissel의 협업을 통해 난독증과 읽기 장애 개선에도 적용 범위가 확대되었다. 1997년 특허 등록 이후 현재까지 색각이상, 난독증, 읽기 능력 장애 등의 증상 개선을 위한 처방 도구로 널리 사용되고 있다. 크로마젠 렌즈는 소프트콘택트 렌즈와 안경렌즈 두 가지 형태로 제공되며, 각각 21종과 8종의 색상으로 구성되어 있다. 소프트렌즈는 함수율 55%이며, 안경렌즈는 CR-39 소재로 제작된다. 색각 이상자의 유형과 정도에 따라 단안 또는 양안으로 처방되며, 렌즈의 색상과 투과율은 개인별로 조정된다.

    국내외에서 이루어진 크로마젠 렌즈 관련 선행연구들을 살펴보면 주로 색각이상자, 색각이상은 없지만 난독증 및 읽기능력장애를 호소하는 정상인을 대상으로 한 렌즈의 효과와 특성을 중심으로 연구되어 왔다. 김 등1)은 8가지 색상의 크로마젠 렌즈 착용이 근거리 시력과 시각적 선명도에 미치는 영향을 평가하였다. 연구 결과, 근거리 시력은 나안 상태 및 blue, violet 렌즈 착용 시 높게 나타났으며, 선명도는 blue와 yellow 렌즈에서 우수한 것으로 보고되었다. 특히, 시감투과율 측정 결과가 yellow와 blue 렌즈에서 가장 높았으며, 이는 시감투과율이 높은 렌즈일수록 근거리 시력과 선명도가 향상될 가능성을 시사한다. 신 등2)은 크로마젠 렌즈 색상에 따른 선호도와 그에 따른 시각적 주의집중 및 읽기 이해력 간의 관계를 분석하였다. 선호 색상으로는 blue가 가장 높은 비율을 보였으며, 주시 횟수와 안구 운동 역행은 선호색, 나안, 비선호색 순으로, 독서 이해력은 선호색, 비선호색, 나안 순으로 나타났다. 이 결과는 개인이 선호하는 색상의 렌즈 착용 시 시각적 주의력과 독서 이해력이 향상될 수 있음을 보여준다. 오 등3)은 색각이상이 있는 초등학생을 대상으로 크로마젠 렌즈 착용 시 색지각의 향상 효과를 평가하였다. 실험 결과, pink, orange, magenta 색상의 렌즈가 색지각 향상에 가장 효과적인 것으로 나타나, 특정 색상의 렌즈가 색각이상 유형에 따라 보정 효과에 차이를 보일 수 있음을 제시하였다. 이 등4)은 난독증 환자를 대상으로 크로마젠 렌즈의 읽기 능력 향상 효과를 임상적으로 분석하였다. Wilkins 독서 속도 검사를 통해 렌즈 착용 전과 후, 3개월 착용 후의 변화를 추적한 결과, 선호 색상 착용 시 읽기 속도와 정확도가 유의미하게 향상되었으며, 선호 색상으로는 yellow와 blue가 가장 높게 나타났다. Cardona 등5), Suttle 등6)은 크로마젠 렌즈 착용이 읽기 정확도 및 속도 향상에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하였으며, Bhandari 등7)은 blue 색상의 렌즈 착용이 읽기 능력에 특히 효과적이라고 분석하였다.

    이와 같이 선행연구들은 크로마젠 렌즈가 색각이상자 및 난독증 또는 읽기 능력 장애 환자의 인지 능력 개선에 효과적임을 보여주고 있다. 색각이상은 없지만 난독증이나 읽기 능력 장애를 호소하는 정상인에게 크로마젠 렌즈를 처방하는 경우, 그로 인한 색지각 변화에 대한 과학적 근거는 아직 충분하지 않으며, 이에 대한 체계적이고 정량적인 연구가 필요하다. 이에 본 연구는 색각이상이 없는 정상인을 대상으로 크로마젠 렌즈 착용이 색 지각에 미치는 영향을 분석하고자 한다.

    특히 본 연구에서는 기존 연구에서 광투과율(luminous transmittance), 선호도, 시력 및 선명도 측면에서 우수한 평가를 받은 blue와 yellow 렌즈, 그리고 제1색각이상 및 제2색각이상자에게 주로 처방되는 magenta와 pink 렌즈를 포함한 총 4종의 크로마젠 렌즈를 분석 대상으로 선정하였다.1-4,7-8) 색지각의 변화를 평가하기 위해 정성적 접근이나 설문조사 대신 표준화된 색지각 검사 도구인 FM 100 색상검사(Farnsworth-Munsell 100 Hue Test)를 활용하여 정량적 데이터를 수집하였다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상

    시각과 관련된 전신질환 및 안질환, 색각이상, 시기능 이상이 없고, 원거리 교정시력이 1.0 이상인 만 19세∼29세 성인 48명(남: 24명, 여: 24명, 평균 연령: 23.6±2.89세)을 대상으로 생명윤리위원회(IRB)의 승인을 받아 진행되었다.

    2. 연구 방법

    1) 실험 환경

    색지각 검사는 Farnsworth-Munsell 100 hue 색상 검사에서 오류값이 가장 적은 D65 광원이 장착된 Color Viewing Light Professional S(JustNormlicht, Germany) 조명부스를 사용하여 수행하였으며, 실험 중 외부 조명의 영향을 완전히 차단하기 위해 조명부스와 피검사자가 위치한 공간은 암실로 조성하였다.9)

    실험에 사용된 크로마젠 안경렌즈(ChromaGen™, Cantor & Nissel, U.K.) 8종 중, 선행연구에서 시감 투과율, 선호도, 시력 향상, 선명도가 우수한 것으로 평가된 blue와 yellow 렌즈, 그리고 적녹색각이상자에게 주로 처방되는 magenta와 pink 렌즈를 사용하ㅣ였다.1-4,7-8) 본 실험에 사용된 각 렌즈의 광투과율(luminous transmittance)은 각각 blue 66.8%, yellow 69.9%, magenta 46.2%, pink 56.8%로 나타났다 (Fig. 1).

    2) 실험 절차

    피검사자에게 FM 100 색상검사의 방법을 충분히 설명한 후, 완전 교정 상태에서 크로마젠 렌즈를 착용하지 않은 조건에서 먼저 검사를 시행하였으며, 이후 동일한 절차로 크로마젠 렌즈 착용 조건에서 검사를 반복하였다. 렌즈 착용 순서는 blue, yellow, pink, magenta의 순서를 무작위로 배정하였으며 미착용 상태를 포함하여 총 5번의 검사를 시행하였다.

    FM 100 색상검사의 색 지각 오류값은 잘못 배열된 부분의 색상칩 앞뒤 숫자 차이를 합한 후 2를 빼는 방식으로 계산하였다.10) TES(total error score)는 전체 색상 칩의 총 오류값을 의미하며, ES(error score)는 색상 계열별로 오류값을 Table 1과 같이 구분하였다.10)

    크로마젠 렌즈 미착용 및 착용 조건에서 TES와 색상 계열별 ES를 비교하였으며, 대응표본 t-검정을 통해 두 조건 간 평균 차이의 유의성을 평가하였다. 통계적 유의성은 95% 신뢰도(p<0.05)를 기준으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    크로마젠 렌즈 미착용 및 착용 조건에서의 TES와 ES를 Table 2에 제시하였다(Fig. 2).

    크로마젠 렌즈 착용에 따른 색지각 변화를 TES와 ES를 중심으로 분석한 결과로, 렌즈 색상에 따라 색지각 오류 정도에 차이가 있음을 보여준다. 모든 크로마젠 렌즈 착용 조건에서 미착용 조건에 비해 TES와 ES가 모두 증가하였으며, 특히 TES에서는 pink 렌즈 착용 시 51.1로 가장 크게 증가한 반면, blue 렌즈 착용 시 10.0 으로 가장 적은 증가를 나타냈다(Table 2). ES 분석에서는 Greenyellow∼Bluegreen 계열에서 magenta와 pink 렌즈가 동일하게 18.2의 증가를 보였고, Red∼Greenyellow 계열에서는 blue 렌즈가, Purpleblue∼Redpurple 계열에서는 yellow 렌즈가 각각 1.7로 가장 적은 증가를 나타냈다.

    1. TES 분석

    색각이상이 없는 정상인 48명을 대상의 TES는 31.4±25.8로 나타났다. 이러한 결과는 동일하게 정상인을 대상으로 D65 표준광원 조건에서 FM 100 색상검사를 실시한 기존의 선행연구들9,11-14)과 비교했을 때 TES 값에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 이를 통해 본 연구의 정상인 대상 실험이 신뢰성 있게 수행되었음을 확인할 수 있다. 특히, 본 연구의 미착용 조건 TES는 Kinnear 등14)의 연구에서 가장 낮은 TES 값을 보인 19세 피험자 결과보다도 더 낮게 나타났으며, 이는 본 연구 대상자들이 색지각 오류 없이 안정된 시각 성능을 보유하고 있었음을 뒷받침하였다.

    또한, 미착용 조건에서의 TES 결과는 본 연구와 동일한 6,500 K 조건에서 시행된 Yu 등15)과 정 등16)의 연구, 그리고 5,500 K 조도에서 측정된 Baldasso 등17)의 연구 결과와 비교했을 때 큰 차이를 보이지 않았다. 특히 Yu 등15)과 Baldasso 등17)의 연구에서 청색광 차단 렌즈 착용 시 TES는 본 연구의 미착용 조건의 결과와도 큰 차이가 없었다. 그러나 정 등16)의 연구에서는 6,500 K 조도에서 나안을 포함한 모든 착색렌즈 조건에서 TES가 본 연구 결과와 유사하였으나, 반대로 3,000 K 조도에서는 TES가 본 연구 결과와 큰 차이를 보였다. 이는 색온도가 5,300 K 이하이거나 9,000 K 이상일 경우 색지각 능력이 저하될 수 있다고 보고한 Dain 등18)의 연구 결과와 일치하였다. 즉, 조명의 색온도가 특정 임계값 이하로 낮아질 경우, 색상 간 판별이 어려워질 가능성이 있었으며, 이는 색상 구별이 중요한 시각 작업 환경에서 실질적인 오류로 이어질 수 있었다.

    크로마젠 안경렌즈 4종(magenta, pink, yellow, blue)을 착용한 상태에서의 TES는 아래와 같은 순서로 나타났다.

    모든 렌즈 조건에서 미착용 조건에 비해 TES가 유의하게 증가하였다(p<0.050). 이는 크로마젠 렌즈 착용이 색지각에 영향을 줄 수 있음을 시사하였다.

    Blue 렌즈 착용 시 측정된 TES는 평균 41.4±28.9로, 색지각 오류 수준이 비교적 낮게 나타났다. 이러한 결과는 여러 선행연구와 비교했을 때 유사한 경향을 보였다. 예를 들어, FM 100 색상검사를 통해 연령대별 색각 변화를 분석한 Trukša 등11)의 연구에서 40대 성인의 평균 TES는 본 연구의 blue 렌즈 착용 시 결과와 유사한 수준을 보였다. 또한 Kinnear 등14)의 연구에서는 17∼22세의 TES가 본 연구의 blue 렌즈 착용 결과와 유사하였으며, 30대부터 80대까지의 연령대에서는 TES가 더 높게 나타났다. Baldasso 등17)의 연구에서도 5,500 K 조명 조건에서 일반 렌즈 착용군과 청색광 차단 렌즈 착용군 간 TES 차이가 크지 않았으며, 본 연구의 blue 렌즈 TES 값도 이 범위 내에 속하였다. 정 등16)의 연구에서는 6,500 K 조명 조건에서 다양한 컬러 렌즈와 나안 상태의 색지각을 비교하였으며, 특히 나안 상태와 50% 투과율 brown 렌즈 착용 시 TES는 본 연구의 blue 렌즈 결과와 큰 차이를 보이지 않았다. 이12)의 연구에서도 6,500 K 조명 조건에서 20대 정상인을 대상으로 FM 100 색상검사를 실시했을 때, TES 값이 본 연구의 blue 렌즈 결과와 비슷하였다.

    Yellow 렌즈 착용 시 측정된 TES는 평균 62.4±30.5로, 미착용 조건 대비 색지각 오류가 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.050). 그러나 기존의 선행연구들과 비교해 보면, Trukša 등11)의 연구에서 50대 피험자의 TES는 본 연구의 yellow 렌즈 착용군과 비슷한 수준이었다. Kinnear 등14)의 연구에서도 40대의 TES가 본 연구의 yellow 렌즈 착용 시 결과와 비슷하였으며, 50대 이상에서는 오히려 더 높은 TES가 보고되었다. 이는 yellow 렌즈 착용으로 인한 색지각 오류가 중년 이후 나타나는 연령 관련 변화와 유사한 범위에 속할 가능성을 시사한다. Greenstein 등19)는 백내장 수술 후 청색광 차단 기능이 있는 인공수정체를 삽입한 환자들을 대상으로 색지각 변화를 분석했으며, 해당 군에서도 색지각 정확도가 유사한 수준으로 저하된 것으로 보고하였다. Baldasso 등17)이 실험한 청색광 차단 렌즈 중 일부에서도 본 연구 결과와 비슷한 TES 평균값이 관찰되었다. 또한 이 등9)의 연구에서는 TL84 조명(저색온도 형광등) 조건에서 측정된 정상인의 TES도 유사한 범위에 포함되어, 조명 환경 자체가 색지각에 영향을 줄 수 있음을 시사하였다. 정 등16)은 색온도에 따라 색지각이 달라질 수 있음을 입증하였으며, 3,000 K 조건에서는 나안을 포함한 모든 렌즈 조건에서 큰 차이가 없었으나, 6,500 K 조건에서는 나안을 포함한 모든 렌즈 조건에서 큰 차이가 나타났다. 이러한 결과와 비교할 때, yellow 렌즈는 특히 저색온도 조명 환경에서는 색지각 왜곡을 적게 유발할 가능성이 있다. 반대로 고색온도 조명 환경에서는 색지각 정확도의 저하가 두드러질 수 있음을 시사한다.

    Magenta 렌즈 착용 시 측정된 TES는 평균 68.4±30.0로, 색지각에 상당한 영향을 미치는 수준으로 나타났다. 그러나 선행연구들과 비교했을 때 일부 조건에서는 본 연구와 큰 차이를 보이지 않았다. 예를 들어, Trukša 등11)의 연구에서 50대 피험자의 TES 평균값과 이12)의 연구에서 50대를 대상으로 D65 조명 조건에서 측정한 결과는 본 연구의 magenta 렌즈 착용군과 비슷한 결과를 나타냈다. 또한 Kinnear 등13)의 연구에서도 40대의 TES가 본 연구의 magenta 렌즈 착용 결과와 유사하였으며, 50대 이상에서는 더 높은 TES가 보고되었다. 이러한 결과는 magenta 렌즈 착용으로 인한 색 지각 오류가 고연령군에서 나타나는 생리적 변화와 유사한 범위에 속할 가능성을 시사하였다. Greenstein 등19) 의 연구에서도 청색광 차단 기능이 있는 인공수정체 착용자의 경우 파장 분포의 변화에 따라 색지각에 영향을 받는 것으로 보고되었다. 또한, 이 등9)의 연구에서는 TL84 조명 조건에서 정상인의 TES가 본 연구와 비슷하였으며, 정 등16)의 연구에서도 3,000 K 조명 조건에서 투과율 50%의 brown, green, red 렌즈 착용 시 TES가 본 연구 결과와 비슷한 수준을 보였다. 이를 종합하면, magenta 렌즈는 고색온도 환경에서는 색지각 오류가 심화될 수 있었다. 반면 yellow와 마찬가지로 저색온도 조명 환경에서는 일반적인 생리적 반응 수준의 오류만 유발할 가능성이 있었으며, 따라서 조명 조건에 따른 시지각 반응의 차이를 고려할 필요가 있었다.

    Pink 렌즈 착용 시 측정된 TES는 평균 82.5±32.1로, 본 연구에서 분석한 네 가지 크로마젠 렌즈 중 색지각 오류가 가장 크게 나타났다. 그러나 Greenstein 등19)의 연구에서 청색광 흡수 인공수정체를 착용한 환자군, 이12)의 연구에서 50대 정상인을 대상으로 6,500 K 및 D65 조명 조건에서 측정한 결과, 그리고 이 등9)의 연구에서 A 조명(전구색) 조건에서 측정한 결과 모두 본 연구의 pink 렌즈 착용 시와 유사한 TES 수준을 보였다. 또한 Kinnear 등14)의 연구에서도 50대 피험자의 TES가 본 연구의 pink 렌즈 착용군과 유사하였으며, 60대 이상에서는 더 높은 TES가 나타난 것으로 보고되었다. 이는 pink 렌즈 착용으로 인한 색지각 오류가 단순히 착색렌즈의 특성 때문이라기보다는 특정 조명 환경이나 생리적 조건에서도 유사하게 관찰될 수 있는 범위에 속할 수 있음을 시사하였다.

    종합적으로 살펴보면 네 가지 크로마젠 렌즈 중 blue 렌즈는 색지각 오류가 가장 적었으며, 그 결과는 일반 성인군이나 청색광 차단 렌즈 착용 시와 유사한 수준을 보였다. yellow 렌즈는 오류가 다소 증가하였으나, 이는 중년 이후 연령대에서 나타나는 생리적 색지각 변화 범위와 유사하게 해석될 수 있었다. magenta 렌즈는 색지각에 일정 수준의 영향을 미쳤지만, 고연령군이나 저색온도 조명 환경에서 보고된 경향과 유사한 범위를 나타냈다. pink 렌즈는 가장 큰 색지각 오류를 유발하였으나, 이는 착색렌즈 고유한 특성에 의한 절대적 결과라기 보다는 특정 조명 조건이나 생리적 요인에서도 유사하게 관찰될 수 있는 수준으로, 렌즈 자체에 기인한 오류로 단정하기보다는 상대적으로 해석할 필요가 있었다. 이러한 결과는 렌즈 색상뿐 아니라 조명 조건과 생리적 요인이 색지각에 복합적으로 영향을 미칠 수 있음을 시사하였다.

    2. ES 분석

    보다 세부적인 색지각 차이를 확인하기 위해 ES 분석을 수행하였다. 색상 계열별 ES 분석 결과는 Table 2 및 Fig. 3에 제시하였으며, 색상 칩 번호별 오류 분포는 Fig. 4에 도식화하여 세부적인 색지각 오류 양상을 파악하였다.

    먼저 미착용 조건에서 Red∼Greenyellow 계열의 평균 ES가 가장 낮았고, Greenyellow∼Bluegreen 계열의 평균 ES가 가장 높게 나타났다. FM 100 색상검사는 Munsell 표색계의 100가지 색상 중 인접 색상 간 판별력을 고려하여 Greenyellow 계열의 15개 색상을 제외한 85개 색상으로 구성되어 있다.10) 그럼에도 불구하고 본 연구를 포함한 다수의 선행연구에서 여전히 Greenyellow 계열에서의 색지각 오류 빈도가 높은 경향을 보였다. 이는 색상 간 물리적 색차가 작고, 인간 시각계의 파장 민감도 특성상 해당 계열에서의 인접 색상 판별이 어려운 데 기인하는 것으로 해석된다.9,20)

    크로마젠 렌즈 4종의 분광투과율을 분석한 결과, 각 렌즈는 특정 파장대에서 선택적으로 빛을 차단하거나 투과함으로써 색지각에 상이한 영향을 미쳤다, 렌즈의 분광투과율 곡선은 색지각 오류의 원인을 해석하는 데 중요한 근거로 활용되었다. 이를 색상 계열별 오류 점수(ES)와 함께 고찰함으로써 색지각 왜곡의 원인과 양상을 통합적으로 이해할 수 있었다. 결과적으로, 각 렌즈는 고유한 분광투과 특성에 따라 특정 색상 계열에서 색지각 오류를 유발하였으며, 이러한 경향은 ES와 분광투과율 곡선의 상관관계를 통해 확인되었다.

    Fig. 3의 Red∼Greenyellow 계열에서 pink 렌즈의 ES는 19.6으로 가장 높은 오류를 보였다. 이는 pink 렌즈의 투과율 곡선이 600 nm 부근부터 급격히 감소하여 550 nm에서 6.7%까지 감소하고, 전 파장 영역에서 넓은 범위의 차단 특성을 보였기 때문이다. 이러한 특성으로 인해 Red∼Greenyellow 계열의 색채 정보가 상당 부분 차단된 결과로 해석될 수 있다. yellow와 magenta 렌즈 또한 이 계열의 중·장파장 영역에서 일정 수준의 차단을 나타내면서 색상 구분력이 저하된 것으로 해석된다. 반면 blue 렌즈는 ES가 5.3으로 가장 낮은 오류를 보였으며, 미착용 조건과 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=0.112). 이는 장파장 영역(780∼730 nm)에서 92.3%의 높은 투과율을 유지하여 적색 계열의 색채 정보를 안정적으로 전달함으로써 오류를 최소화한 결과로 해석될 수 있다.

    Fig. 3의 Greenyellow∼Bluegreen 계열에서 magenta 와 pink 렌즈는 각각 ES가 29.2로 높은 오류를 보였다. 이는 두 렌즈 모두 600∼500 nm 부근의 중파장대에서 투과율이 급격히 감소하는 특성을 보였기 때문이다. 이로 인해 해당 파장대의 빛을 강하게 차단되어 Greenyellow∼Bluegreen 계열 색상의 구분이 심각하게 왜곡된 결과로 해석될 수 있다. magenta 렌즈는 695 nm 부근부터 투과율이 급격히 감소하여 515 nm에서 최저 투과율 4.3%를 보였다. 이로 인해 두 렌즈 모두 해당 계열의 색지각을 어렵게 만들어 색상 혼동을 유발하였다. 특히 Greenyellow∼Bluegreen 영역의 파장을 강하게 흡수함으로써 색상 간 경계가 모호해졌으며, 이는 곧 색채 구별력 저하로 직결된 것으로 해석된다. 반면 blue(ES 13.4)와 yellow(ES 13.2) 렌즈는 해당 영역에서 상대적으로 높은 투과율을 유지하여 색지각 오류가 적었다. 이에 따라 오류 점수도 미착용 조건과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 낮은 수준이었다(blue p=0.084, yellow p=0.111).

    Fig. 3의 Bluegreen∼Purpleblue 계열에서 yellow 및 pink 렌즈는 해당 영역에서의 강한 차단률을 나타내어 색상 간 경계를 모호하게 하고 색지각 오류를 증가시킨 것으로 해석된다. 특히, Fig. 1에서 확인된 바와 같이, yellow 렌즈는 단파장 영역(380∼500 nm)에서 투과율이 급격히 감소하였으며, 이에 따라 청색 계열 색상에서 색지각 오류가 증가하여 Bluegreen∼Purpleblue 계열에서 가장 높은 오류를 나타냈다. 반면, magenta 렌즈가 ES 12.6으로 가장 낮은 오류를 보였으며, 미착용 조건과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않는 낮은 수준이였다(p=0.166). 이는 395∼500 nm 사이에서 비교적 안정적인 투과율을 유지한 점과, 395 nm 부근에서 투과율이 56.5%로 다시 증가한 특성이 Bluegreen∼Purpleblue 계열 색지각 유지에 기여한 것으로 해석된다.

    Fig. 3의 Purpleblue∼Redpurple 계열에서 magenta(ES 12.0)와 pink(ES 10.7) 렌즈는 395∼450 nm 구간에서 차단 특성을 나타내어 색지각 오류를 증가시킨 것으로 해석된다. 반면 blue 렌즈는 435 nm에서 84.2%의 높은 투과율을 유지하여 해당 계열 파장을 효과적으로 전달함으로써 색지각 오류가 적게 나타났다. Yellow 렌즈는 단파장 영역에서 전반적으로 낮은 투과율을 보였으나, 투과율 변화가 비교적 완만하여 Purpleblue∼Redpurple 계열 색지각에 두드러진 오류를 유발하지 않았다. 결과적으로 blue와 yellow 렌즈는 해당 계열에서 가장 낮은 ES값을 나타냈으며, 미착용 조건과 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않고 낮은 수준을 유지하였다(blue p=0.053, yellow p=0.135).

    종합적으로, 각 렌즈는 고유한 분광투과율 곡선 특성에 따라 특정 파장대의 색상 정보에 선택적으로 영향을 미치며, 색상 계열별로 상이한 오류를 유발하였다. magenta와 pink 렌즈는 중파장 영역(515∼600 nm)에서의 투과율 급감으로 인해 중간 색상계열(Greenyellow∼Bluegreen)에서 높은 오류를 나타냈다. 반면 blue 렌즈는 장파장 영역의 높은 투과성과 청색 계열의 선택적 투과 특성으로 인해 상대적으로 낮은 오류를 보였다. 특히 pink 렌즈는 넓은 스펙트럼을 광범위하게 차단하는 특성으로 인해 전반적인 오류가 가장 높았으며, 이러한 경향은 색상 계열별 분석에서도 일관되게 관찰되었다.

    이러한 ES 분석 결과는 TES만으로는 파악하기 어려운 착색렌즈의 색상 계열별 영향을 구체적으로 보여주며, 크로마젠 렌즈의 색상별 파장 차단 특성이 특정 색상 계열에서 오류 증가로 이어진다는 점을 정량적으로 입증한다. 따라서 임상적 및 실생활 적용에서 단순한 투과율 수치보다는 렌즈의 파장별 투과 특성과 대상 환경의 색상 분포를 함께 고려하여 착색렌즈를 선택하는 것이 중요하다.

    Ⅳ. 결 론

    TES 분석 결과에서는 모든 렌즈 착용 조건에서 미착용 조건 대비 오류가 증가하였으며, pink와 magenta 렌즈가 전반적으로 가장 높은 오류를 보였다. 특히 두 렌즈는 Greenyellow∼Bluegreen 및 Red∼Greenyellow 계열에서 뚜렷한 오류 증가를 보여, 정밀 색 판별이나 색상 구분이 중요한 환경에서는 사용에 주의가 필요하다. Yellow 렌즈는 오류가 다소 증가했으나, 이는 중년 이후 연령대에서 나타나는 생리적 변화 범위와 유사하여 해당 연령군에서는 비교적 허용 가능한 수준이었으나, 청색 계열 판별이 중요한 직업이나 작업 환경에서는 주의가 필요했다. Blue 렌즈는 가장 낮은 TES를 기록하였으며, 전 색상 계열에서 왜곡이 미미해 색지각 정확성이 요구되는 환경과 자연광 조건에서 폭넓게 적용 가능함을 시사하였다.

    ES 분석에서는 각 렌즈의 고유 분광투과율 특성이 특정 파장대의 색지각 오류를 결정함을 확인하였다. Pink와 magenta 렌즈는 중파장 영역(515∼600 nm)에서 투과율이 급감함으로써 Greenyellow∼Bluegreen 계열의 색채 정보 전달이 크게 저하되었다. 특히 pink 렌즈는 전 스펙트럼 전반에서 나타나는 광범위한 차단 특성으로 모든 계열에서 높은 오류를 기록했다. Yellow 렌즈는 단파장 영역(380∼500 nm) 차단으로 Bluegreen∼Purpleblue 계열에서 오류가 증가했으나, 청색광 차단 목적에는 유리했다. 반면, blue 렌즈는 장파장과 청색 계열 파장에서 안정적인 투과율을 유지하여 전 계열에서 오류가 가장 적었으며, 통계적으로도 미착용 조건과 유의한 차이가 나타나지 않은 경우가 많았다. 이러한 ES 분석은 단일 지표인 TES만으로는 확인하기 어려운 색상 계열별 세부 오류 양상을 제시하며, 렌즈 색상별 파장대 차단 특성과 색지각 변화를 정량적으로 연결하였다.

    이러한 결과는 크로마젠 안경렌즈를 비롯한 착색렌즈 처방 시 단순 시감투과율 수치만으로는 적합성을 판단하기 어렵고, 파장별 투과 특성과 착용자의 연령, 주요 조명 조건, 작업 환경을 종합적으로 고려해야 함을 시사한다. 본 연구는 TES와 ES를 통합적으로 분석하여 크로마젠 렌즈의 색상별 및 파장대별 색지각 오류 특성을 규명하였다. 이를 통해 안경사는 피검자의 생활 환경과 작업 특성에 적합한 개인 맞춤형 처방 및 상담을 제공할 수 있으며, 불필요한 색지각 왜곡을 최소화할 수 있는 임상적 근거를 마련할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 본 연구 결과는 색각이상이 없는 정상인을 대상으로 크로마젠 렌즈 착용에 따른 색지각 변화를 객관적으로 규명함으로써, 향후 크로마젠 렌즈의 임상적 처방 및 적용에 있어 과학적 근거를 제공하는 데 기여할 것으로 기대된다.

    Figure

    KJVS-27-3-221_F1.jpg

    Transmittance curves of four ChromaGen lenses.

    KJVS-27-3-221_F2.jpg

    Error score according to color chips in ChromaGen lenses.

    KJVS-27-3-221_F3.jpg

    Hue chip-specific error scores(ES) for each ChromaGen lenses.

    KJVS-27-3-221_F4.jpg

    Error score(ES) values by color category for four types of ChromaGen lens.

    Table

    Composition of Farnsworth-Munsell 100 hue test

    Comparison of FM 100 hue test error scores by ChromaGen lens type

    SD*: standard deviation
    Difference†: Value obtained by subtracting the error score in the Without ChromaGen lenses condition from the error score while wearing ChromaGen lenses

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