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ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.27 No.4 pp.299-309
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2025.27.4.299

Analysis of Color Difference in Trial Tinted Lenses for Clinical Prescription

Myoung-Hoon Jung
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
November 14, 2025 December 10, 2025 December 10, 2025

Abstract


Purpose : This study evaluated the color consistency between sample tinted lenses provided by manufacturers and custom-ordered tinted lenses by analyzing color differences (ΔE) and luminous transmittance based on CIE L*a*b* color coordinates.



Methods : Tinted lenses from three companies were ordered in three colors (brown, green, and gray) at two-week intervals, for a total of ten orders. The color difference and luminous transmittance between the sample and custom-ordered lenses were analyzed, with particular attention to cases in which the color difference was ΔE≥1.5.



Results : Significant differences in luminous transmittance and color difference were observed between the sample and custom lenses (p<0.050). Some lenses exhibited a ΔE value of 5 or higher, indicating a clearly perceptible mismatch. Variability was also observed among lenses produced under the same manufacturing conditions.



Conclusion : Color deviations in lens manufacturing may reduce consumer satisfaction and product reliability. Manufacturers should standardize their production processes and implement quality control measures to maintain a color difference of ΔE≤1.5. These findings highlight the need for rigorous quality management to ensure consistent color performance in tinted lenses.


Color coordinates , Color difference , Luminous transmittance , Tinted lens

임상에서 처방되는 견본착색렌즈의 색차 분석

정명훈
대전과학기술대학교 안경광학과, 교수, 대전

    Ⅰ. 서 론

    착색렌즈(tinted lenses)는 기본적인 시력 교정 기능 뿐만 아니라 자외선(UV), 청색광(blue light), 적외선(IR) 등의 유해광 차단과 시각적 선명도 향상 등 다양한 광학적 역할을 수행한다. 이러한 특성은 착용자의 시각적 편안함을 증진시키고, 다양한 환경에서의 적응성을 높이는 데 기여한다.1,2) 특히 실외 활동이 많은 현대인의 시각적 환경에서는, 착색렌즈의 농도, 색상, 유해광선 차단 등의 기능이 제품 선택에 있어 중요한 판단 기준으로 작용하고 있다.3)

    시각 기능은 단순한 시력의 선명도(acuity)뿐만 아니라 시각 정보 처리의 질적 측면, 즉 시력의 질(quality of vision)에 의해 결정된다. 시력의 질을 저하시키는 주요 요인 중 하나는 고위수차(high-order aberrations, HOA)로, 이는 코마(coma), 구면수차(spherical aberration), 트레포일(trefoil) 등의 복잡한 광학적 왜곡을 포함한다. 이러한 고위수차는 저위수차(low-order aberrations)인 근시, 원시, 난시와 달리 일반적인 안경이나 콘택트렌즈로는 쉽게 교정할 수 없으며, 특히 야간 시력 저하, 빛 번짐(halo), 눈부심(glare) 등과 밀접한 관련이 있다.4,5)

    최근에는 착색렌즈가 단순한 패션 목적을 넘어 기능성 렌즈로 주목받고 있다. 착색렌즈는 특정 파장의 광 투과를 조절함으로써 눈부심 감소, 대비감도 향상, 색지 각 개선 등의 효과를 유도할 수 있으며, 이에 따라 시각적 편안함과 시력의 질을 향상시킬 수 있다.6,7) Suzuki 등은 과도한 자외선 및 청색광이 시각적 불편, 눈부심, 빛 산란(light scatter)을 유발할 수 있는데, 착색렌즈는 이러한 파장을 부분적으로 필터링해서 밝은 햇빛과 자외선이 노출되는 환경에서 시각적 품질(quality of vision, QOV)을 개선할 수 있는 유용한 방법이라고 하였다.8) 또한, Fernandes 등은 착색렌즈 착용이 착용자의 빛 번짐을 감소시키는 데 도움이 되었다는 임상적 개선 관찰 결과를 발표하면서 장애성 눈부심(disability glare) 완화에 유용한 보조 수단이 될 수 있다는 제안을 하였다.9) 특히 야간 운전, 강한 광원 하의 작업 환경 등에서 시각 피로와 눈부심을 감소시킬 수 있는 방법으로 착색렌즈의 활용 가능성은 더욱 주목되고 있다.

    고위수차를 보정하기 위한 대표적인 광학적 수단으로는 필터렌즈(filter lenses)와 착색렌즈가 있다. 필터렌즈는 특정 파장 대역의 빛을 선택적으로 차단하거나 투과시켜 광학적 노이즈 및 눈부심을 완화하며, 착색렌즈는 렌즈에 색을 입혀 빛의 스펙트럼과 강도를 조절함으로써 시각적 불편감을 감소시키는 데 기여한다. 특히 갈색, 노란색, 회색, 녹색 등 특정 색조는 대비 향상, 눈부심 감소, 색 왜곡 최소화 등의 특성을 나타낸다. 착색렌즈는 고위수차 감소뿐 아니라 시각적 피로와 눈부심을 줄이는 데 효과적이라는 결과를 발표하였다.10)

    기존 연구들은 착색렌즈의 고위수차 개선 효과와 광학적 특성에 대한 분석을 시도해왔으나, 실제 소비자가 구매한 렌즈의 색상이 제품의 견본이나 제조사가 설정한 기준과 얼마나 일치하는가에 대한 평가는 상대적으로 부족하다. 착색렌즈의 색상이 견본과 다를 경우, 사용자는 시각적 품질뿐만 아니라 심미적 불만을 동시에 경험하게 되며, 이는 클레임과 반품으로 이어질 수 있다. 선행연구들에 따르면, 착색렌즈는 적절한 조건에서 눈부심 감소와 같은 시각적 편의성을 향상시킬 수 있지만, 부적절한 설계나 착색 방식은 오히려 고위수차 증가 및 시각 품질 저하로 이어질 수 있다. Hiraoka 등은 미용용 착색 소프트렌즈 착용 시 고위수차와 대비감도 저하를 유발할 수 있다고 보고하였고,11) Jung 등은 착색 렌즈에서 색소의 위치에 따라 착용 안전성과 색 품질에 차이가 발생함을 밝혔다.12) Lutzi 등은 투과율(transmittance)을 측정해 착색렌즈의 품질 일관성과 색 균일성 관리의 중요성을 강조하였다.13)

    착색렌즈의 색상과 광학적 품질을 정량적으로 평가하기 위해서는 시감투과율(luminous transmittance)과 CIE L*a*b* 색좌표와 같은 표준화된 측정 지표가 필요하다. 시감투과율은 국제표준 ISO 13666에서 정의하고 있으며, 인간의 시감도 함수인 V(λ)를 기반으로 가시광선 영역(약 380~780 nm)의 투과율에 대한 가중 평균으로 산출된다. 이는 착용자가 인지하는 밝기 및 색감에 직접적인 영향을 미치며, 렌즈의 기능성 평가에 핵심적인 요소로 간주된다. Lee 등은 색상에 따른 시감투과율 차이가 색채 인식 및 시각 피로에 영향을 미친다고 보고하였고,14) Pyo 등은 다양한 색상렌즈의 자외선 및 청색광 차단 효과와 시감투과율 간의 상관관계를 정량적으로 조사하였다.15) 이 연구는 착색렌즈의 기능성과 안전성을 평가하는 데 있어 정확한 시감투과율 측정의 중요성을 강조하였으며, 특히 렌즈의 디자인 단계에서 시감투과율을 목표치에 맞추는 것이 착용자의 만족도 증진에 필수적임을 제시하였다. Lee 등은 착색렌즈의 다양한 제조 방식(코팅렌즈와 착색렌즈)에 따른 렌즈의 시감투과율과 색상 재현도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였는데,16) 이 연구는 제조 공정의 미세 조정이 최종 제품의 광학 품질에 직접적인 영향을 준다는 점을 밝히며, 공정 관리 체계의 정밀한 적용 필요성을 시사하였다. International Standard(ISO 8980-3)에서는 국제 표준 ISO 13666을 기반으로 착색렌즈의 시감투과율 측정법을 표준화하였다.17) 표준화된 측정 프로토콜(protocol)을 도입하여 측정의 일관성과 재현성을 확보하는 데 중점을 두었으며, 이를 통해 국내외 제조 현장에서 표준 준수 여부를 판단할 수 있는 객관적 평가 체계를 구축하여 시감투과율 측정의 신뢰성 향상과 품질 관리 강화를 위한 기반 자료를 제공한다. Hiraoka 등은 착색렌즈 착용 시 나타나는 눈의 광학적 품질(optical quality)과 렌즈의 광학적 특성 간의 상관관계를 분석하였다.18) 이들은 시감투과율을 포함한 광학적 지표들이 착용자의 눈 피로 및 집중력 유지에 영향을 미친다는 점을 규명하며, 착색렌즈의 광학 품질을 엄격히 관리해야 할 필요성을 제기하였다. 그러나 국내 제조사의 실제 제품을 대상으로 ISO 13666에 따라 설계된 목표 시감 투과율과 실제 제품의 구현 수준을 정량적으로 비교한 연구는 부족하다.

    본 연구는 국내 3개의 착색렌즈 제조사로부터 동일한 시감투과율(50%) 목표로 설계·제작된 갈색, 녹색, 회색 색상의 렌즈를 대상으로, 실제 제품의 시감투과율이 ISO 13666 기준에 근거한 설계 목표와 얼마나 일치하는지를 정량적으로 분석하고, CIE L*a*b* 색좌표를 측정하여 명도(L*), 색도(a*, b*) 및 색차(ΔE)를 계산함으로써 견본 대비 색상 일관성을 평가하는 데 목적이 있다. 이를 통해 착색렌즈의 색상 편차와 광학 품질 간의 관계를 명확히 규명하고, 제조사 간 품질의 편차 수준을 비교 분석함으로써 착색렌즈 제조 및 검사 공정의 신뢰성을 제고하고자 한다. 본 연구는 착색렌즈의 정량적 품질 평가 체계를 정립하고, 국제표준의 실효적 적용을 통해 국내 산업의 기술적 신뢰성과 소비자 만족도 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

    Ⅱ. 대상 및 방법

    1. 대상

    본 연구의 실험 대상은 시감투과율 50%를 목표로 설계된 착색렌즈로서, 안경렌즈 제조사 3곳(A사, B사, C사)에 동일한 명세 조건 하에 각각 갈색, 녹색, 회색 색상으로 2주 간격으로 총 10개씩 주문 제작하였다. 제조 사별로 총 30개의 렌즈 샘플(색상당 10개)을 확보하였으며, 전체 샘플 수는 90개이다. 모든 렌즈 샘플은 동일한 기질 재료(굴절률 1.60, 비구면 렌즈)와 동일한 렌즈 구조(단일 초점, 무도수, 농도 50%의 단색)를 기준으로 통일하였다.

    2. 방법

    1) 시감투과율

    렌즈 샘플의 시감투과율 측정은 국제표준 ISO 13666에서 제시하는 측정 조건을 준수하여 수행하였다. 측정에 사용된 장비는 Shimadzu사의 UV-Vis 분광광도계 (UV-2450, Japan)이며, 파장 범위는 380~780 nm, 파장 간격은 5 nm로 설정하였다. 측정은 샘플렌즈를 장비 안에 넣고 덮개를 덮은 후 렌즈의 광학중심점을 기준으로 측정하였다.

    측정된 투과율 스펙트럼은 인간 시각의 감도 특성에 따라 가중치를 부여하는 시감도 함수 V(λ)를 적용하여, ISO 13666에서 정의한 방식으로 시감투과율을 계산하였다. 계산된 시감투과율 값은 각 샘플별로 기록되었으며, 이후 제조사별 및 색상별로 통계적 분석을 수행하였다. 분석에는 평균값, 표준편차, 최대/최소 편차값을 포함하였고, 제조사 및 색상 간의 유의한 차이를 검정하기 위해 일원 분산분석(ANOVA)을 활용하였다.

    시감투과율(τυ)은 ANSI Z80.3:2010 및 ISO 13666 (KS B ISO 13666:2004)에서 규정하는 식 1로부터 산출하였다.19)

    τ υ = ∫ 380 n m 780 n m τ ( λ ) V ( λ ) S D 65 λ ( λ ) d λ ∫ 380 n m 780 n m V ( λ ) S D 65 λ ( λ ) d λ × 100   ( % )
    (1)

    여기서 τ (λ)는 색 안경렌즈의 분광 투과율이며, V(λ)는 주광에 대한 분광 시감효율(the spectral luminous efficacy for daylight vision as specified in ISO/CIE 10527:1991), SD65λ (λ) 는 CIE 표준광원 D65 복사선의 분광분포(the spectral distribution of radiation of the signal lights and standard illuminant D65 as specified in ISO/CIE 10526:1991) 이다.

    2) CIE L*a*b* 색좌표와 색차

    착색렌즈의 색상은 표준 광원 D65 조건에서 Shimadzu 사의 UV-Vis 분광광도계(UV-2450, Japan)를 사용하여 측정하였으며, 측정된 반사 또는 투과 스펙트럼을 기반으로 CIE L*a*b* 색 공간으로 변환하였다.

    색차(color difference, ΔE)는 색의 지각적인 차이를 수량화한 지표이다. 색차는 기준색에 대하여 시료의 색상이 주는 지각적 차이를 정량적으로 표시한 값이다. 각 착색렌즈의 색상별 색좌표 평균과 각 렌즈의 색좌표를 다음 식 2에 대입하여 색차를 계산하였다. 두 착색렌즈의 색차(ΔE) 값은 NBS에서 제안하는 표 1에 의해 1.5 이하의 값이면 일반적으로 동일한 색상의 값이라고 판단하는 범위 값(pass)이다.20)

    Δ E = Δ L * 2 + Δ a * 2 + Δ b * 2   
    (2)

    착색렌즈의 색상 재현도 및 제조 공정의 일관성을 정량적으로 평가하기 위하여, 본 연구에서는 색차(ΔE)를 기반으로 총 90개 렌즈 샘플에 대해 분석을 수행하였다. 색차(ΔE)의 정량적 평가는 색상의 지각적 차이를 수치화함으로써, 재료의 색상 안정성(color stability)과 일관성(color consistency) 확보를 위한 핵심적인 지표로 활용되고 있다. 특히, 국제조명위원회(CIE)에서 제안한 L*a*b* 색 공간에서 산출되는 ΔE 값은 서로 다른 두 색상 간의 시각적 차이를 수치적으로 나타내는 대표적인 방법으로, 다양한 색상 관련 연구 및 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 단순한 수치만으로는 색차에 대한 시각적 체감 정도를 정확히 이해하기 어려운 경우가 많아, National Bureau of Standards(NBS)에서는 ΔE 값을 바탕으로 색차의 지각적 수준을 6단계로 구분한 등급 체계를 제안하였다.

    • T (Trace): 0.0<ΔE≤0.5 – 육안으로 거의 인지 불가능한 미세한 차이

    • S (Slight): 0.5<ΔE≤1.5 – 주의 깊게 관찰 시 구분 가능한 수준

    • N (Noticeable): 1.5<ΔE≤3.0 – 일반적인 관찰자가 명확히 구분 가능한 수준

    • A (Appreciable): 3.0<ΔE≤6.0 – 상당수 관찰자가 확연히 구분 가능한 수준

    • M (Much): 6.0<ΔE≤12.0 – 직관적으로 큰 차이로 인식됨

    • VM (Very Much): ΔE>12.0 – 거의 다른 색상으로 인식될 정도의 매우 큰 차이

    3) 통계 분석

    통계 분석은 정규성 검정을 위해 Shapiro-Wilk 검정을 수행하였고, 일원분산분석(ANOVA), 단일표본 t-검정을 사용하였다. 통계처리는 SPSS program(version 26)을 사용하였고, p<0.050)인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    국내 3개 제조사(A사, B사, C사)에서 주문 생산된 착색렌즈의 시감투과율과 CIE L*a*b* 색좌표를 측정하고, 이를 기반으로 색차(ΔE)를 계산한 결과는 표 2에 요약하였다.

    1. 시감투과율

    대부분의 렌즈에서 설계 목표인 시감투과율이 50%에 도달하지 못한 것으로 나타났다. 평균 시감투과율은 제조사 및 색상에 따라 차이를 보였으며, A사의 경우 모든 색상에서 평균값이 47.8~48.2%로 목표치에 가장 근접 하였고, 표준편차도 ±2.0~2.9% 수준으로 낮아 비교적 안정적인 공정 재현성을 보였다. 반면 B사의 녹색 색상(BGn)은 평균 40.2±3.9%로 가장 낮은 시감투과율을 기록하였으며, C사의 녹색 색상(CGn) 또한 ±6.4%로 가장 큰 표준편차를 보였다. 이는 해당 색상에서 착색 공정의 일관성이 낮음을 시사한다.

    • 1) A사는 세 가지 색상 모두에서 시감투과율이 47.8% 이상으로 측정되었으며, 특히 갈색 색상에서는 48.2±2.9%로 주문 값인 50%에 가장 근접한 수치를 보였다. 표준편차는 녹색 색상에서 ±2.0%로 가장 작아 제조 품질의 일관성이 가장 높았다.

    • 2) B사는 갈색(43.7±2.9%)과 녹색(40.2±3.9%) 색상에서 주문 값 대비 낮은 수치를 기록하였으며, 특히 녹색 색상은 평균 40% 수준으로 분명한 광학적 편차를 보였다. 회색 색상(46.6±4.3%)은 근접한 수준이지만 편차가 ±3.9%로 크다는 점에서 일관성 확보는 미흡한 것으로 해석된다.

    • 3) C사는 갈색과 녹색 색상에서 각각 43.1±3.2%, 42.7±6.4%로 측정되었으며, 특히 녹색 색상의 표준편차가 ±6.4%로 가장 크게 나타나 개별 샘플 간의 차이가 크다는 점이 확인되었다. 회색 색상은 46.4±3.6%로 평균값은 근접하였으나 목표 값인 50%에는 미치지 못하였다.

    전체적으로 세 제조사 모두 목표 시감투과율 50%를 달성하지는 못하였으나, A사가 상대적으로 가장 근접하고 일관된 성능을 보였다. B사와 C사는 특히 녹색 색상에서 낮은 평균값을 나타내 색상별 광학 성능 구현 측면에서 개선의 여지가 있는 것으로 판단된다. 편차 분석에서는 A사가 세 색상 모두에서 낮은 표준편차를 보여 품질 일관성이 우수하였으며, 반면 C사는 녹색 색상에서 큰 편차를 보여 제품 간 성능 균일성 확보가 필요한 것으로 나타났다.

    본 연구에서 녹색 색상의 착색렌즈는 전체 색상군 중 시감투과율의 변동폭이 가장 컸으며, 최대 ±6.4%의 편차를 나타냈다. 이러한 결과는 녹색 렌즈가 다른 색상에 비해 광학적 안정성이 낮고, 제조 공정 과정에서 색상 구현이 일관되게 이루어지기 어려운 특성이 있음을 시사한다. 일반적으로 녹색 계열 색상은 특정 파장을 선택적으로 흡수하는 복합 염료 조합이 필요하며, 이 과정에서 렌즈와 염료 간 상호작용이 광학적 균일성에 영향을 줄 수 있다. 이러한 경향은 Osuagwu의 연구 결과에서도 확인된다.21) Freshlook 착색 콘택트렌즈 9종(amethyst, blue, brown, gray, green, hazel, honey, sapphire blue, turquoise)을 대상으로 자외선 및 가시광선 투과 율을 분석한 결과, 녹색 렌즈가 평균 약 55%로 가장 낮은 가시광선 투과율을 보였다고 보고하였다. 특히 색상 간 가시광선 투과율의 차이는 통계적으로 유의하였으며, 녹색 색상의 광학적 재현성이 다른 색상에 비해 낮을 수 있다고 하였다. 본 연구 결과에서 확인된 녹색 렌즈의 투과율 불안정성과 일관된 경향을 확인할 수 있었다. C사 의 녹색 렌즈는 측정된 시감투과율 편차가 ±6.4%로 가장 크고 일정하지 않았다. 녹색 계열 착색렌즈의 시감투과율 안정성이 낮은 현상은 염료의 흡수 특성, 염료 농도 분포, 렌즈 기재와의 결합 구조 등 복합적인 요인에 기인 할 수 있으며, 향후 이러한 색상의 광학적 품질 향상을 위해서는 색소 조성의 정밀 제어와 함께 렌즈의 특성과의 상호작용에 대한 추가적인 공정 관리가 필요할 것으로 판단된다.

    2. 색좌표

    갈색, 녹색, 회색 세 가지 색상의 착색렌즈에 대해 제조사별 CIE L*a*b*값의 평균 및 표준편차를 비교한 결과, 명도(L*), 적-녹 축(a*), 황-청 축(b*)에서 제조사 간 유의미한 차이가 나타났다. 각 렌즈별 색상별 평균 색좌표와 색차는 표 4에 제시하였다.

    • 1) 갈색 계열 렌즈는 전반적으로 높은 명도(L*)값을 보였으며, 특히 ABr은 평균 L*값이 75.00±1.99 로 가장 밝았다. 반면 BBr과 CBr은 각각 72.10±1.68 및 71.64±2.02로 다소 낮은 명도를 나타냈다. a*값은 ABr이 -2.45±0.96으로 다른 제조사보다 녹색도가 강한 반면, BBr과 CBr은 양의 값을 보여 적색도가 더 강했음을 의미한다. b*값은 세 제조사 모두 21 이상으로 높은 황색기를 나타냈으며, ABr이 23.22±0.76로 가장 뚜렷했다.

    • 2) 녹색 계열은 세 가지 색상군 중 가장 명확한 색상 분리를 보였으며, 특히 a*값에서 큰 음수(-12.53 ±0.24)를 기록한 AGn이 두드러졌다. 이는 강한 녹색도를 시사한다. BGn과 CGn 역시 각각 -9.97±2.23 및 –9.32±2.20으로 녹색 계열 특성을 보였으나, 그 정도는 AGn보다 낮았다. b*값 은 AGn이 11.41±0.98로 황색도가 강하게 혼합된 반면, BGn(4.92±4.57)과 CGn(6.45±5.39) 은 혼합 정도가 더 낮고 개체차가 큰 것으로 나 타났다. BGn과 CGn은 특히 L*과 b*의 표준편 차가 상대적으로 커, 제품 간 일관성이 낮음을 시사한다.

    • 3) 회색 계열은 전반적으로 a* 및 b*값이 낮고 음수인 경향을 보이며, 청색-녹색 영역에 가까운 색조를 지녔다. AGy는 평균 L*값이 74.85±1.90으로 상대적으로 밝았으며, b*는 -6.25±0.84로 가장 푸른색 계열에 가까웠다. CGy의 b*는 -3.19±1.87 로 다소 적은 청색도를 보였고, a*값 또한 –2.50± 0.57로 가장 낮아 진한 회색 계열을 형성했다.

    3. 색차

    본 연구에서는 T 등급과 S 등급에 해당하는 렌즈를 “클레임이 발생하지 않는 수준”으로 간주하여 색상 일치도의 판단 기준으로 삼았고, 측정 결과는 표 5에 제시하였다.

    색차(ΔE) 분석 결과, ABr 렌즈에서 평균 ΔE는 1.6± 1.6으로 유일하게 유의미한 색차(p=0.001)가 나타났으며, 다른 렌즈들은 대부분 ΔE 평균값이 1.4~6.2 범위로 측정되었으나 통계적으로 유의한 차이는 관찰되지 않았다 (p>0.050). B사와 C사의 갈색(BBr: 4.0±1.2, CBr: 4.9±2.1) 및 녹색(BGn: 5.3±2.3, CGn: 6.2±3.0) 렌즈에서 ΔE가 4.0 이상으로 비교적 높은 색차를 보였으며, 이는 견본렌즈와 주문 제작 렌즈 간 색상 일관성 확보에 어려움이 있음을 시사한다.

    1) 색차에 따른 등급

    • (1) 총 90개 렌즈 중 ΔE 값이 S 등급(0.5<ΔE≤1.5)에 해당하는 렌즈는 22개(24.4%)였으며, T 등급(ΔE≤0.5)에 해당하는 렌즈는 존재하지 않았다. S 등급 렌즈의 색상별 분포는 갈색 렌즈 7개, 녹색 렌즈 8개, 회색 렌즈 7개였으며, 제조사별로는 A사 16개, B사 4개, C사 2개로, A사 제품이 상대적으로 우수한 색상 일치도를 나타냈다.

    • (2) ΔE가 1.5 이상 3.0 이하인 N 등급은 총 24개로 확인되었으며, 색상별로는 갈색 렌즈 8개, 녹색 렌즈 6개, 회색 렌즈 10개였다. 제조사별로는 A사 9개, B사 7개, C사 8개로 분포되었다.

    • (3) 가장 많은 빈도를 보인 등급은 A 등급(3.0<ΔE≤ 6.0)으로 총 33개였다. 색상별 분포는 갈색 렌즈 13개, 녹색 렌즈 7개, 회색 렌즈 13개로 나타났으며, 제조사별로는 B사 16개, C사 12개, A사 5개로 확인되어 B사 제품의 색상 편차가 상대적으로 가장 컸음을 알 수 있었다.

    • (4) ΔE가 6.0을 초과한 M 또는 VM 등급 렌즈는 본 연구에서 관찰되지 않았다.

    ΔE 값이 3.0 이하로 나타난 렌즈는 전체 90개 샘플 중 46개(51.1%)로, 이 중 클레임 발생 가능성이 낮은 범위로 정의된 ΔE≤1.5(S 등급 이하) 렌즈는 전체의 24.4%에 해당하였다. 특히 A사는 S 등급 렌즈를 16개 확보하여 가장 높은 색상 일치도와 품질 안정성을 보였다. 반면 B사와 C사는 A 등급 렌즈의 비율이 상대적으로 높아, 착색 공정의 정밀도 및 품질 관리 측면에서 개선의 필요성이 있는 것으로 판단된다.

    이러한 결과는 제조사별 착색 공정의 일관성과 정밀도, 그리고 품질관리 체계의 성숙도에 따른 차이를 반영하며, 색차의 정량적 평가를 통해 제조 품질 수준을 객관적으로 진단할 수 있는 가능성을 시사한다.

    2) 색상별 색차

    색상에 따른 색차(ΔE) 측정을 통해 착색렌즈의 색상 일관성과 품질 수준을 분석하였다. 갈색 계열 렌즈에서는 A사(ABr)가 1.6±1.6, B사(BBr)는 4.0±1.2, C사(CBr)는 4.9±2.1의 색차를 나타냈다. 회색 계열 렌즈의 경우, A사(Agy)는 평균 ΔE 2.5±0.9, B사(Bgy)는 2.9±1.9, C사(Cgy)는 2.6±1.0으로 측정되었다. 녹색 계열 렌즈의 경우 A사(AGn)는 1.4±0.7, B사(BGn)는 5.3±2.3, C사(CGn)는 6.2±3.0으로 측정되어 가장 큰 색차를 보였다.

    전체 90개 렌즈 샘플 중 ΔE≤0.5인 T 등급에 해당 하는 렌즈는 존재하지 않았으며, S 등급(0.5<ΔE≤1.5) 렌즈는 A사 16개, B사 4개, C사 2개로 확인되었다. 특히 C사의 렌즈는 세 가지 색상 모두에서 가장 높은 ΔE 평균값을 기록하여, 색상 재현도의 불안정성이 두드러졌다.

    이러한 결과는 제조사 및 색상에 따라 ΔE 값의 편차가 크며, 일부 주문 렌즈에서는 ΔE가 3을 초과하는 경우가 빈번히 발생함을 시사한다. 특히 C사 제품은 전반 적으로 높은 색차를 보였으며, 이는 착색 공정의 정밀도 또는 제조 환경의 일관성 부족에 기인할 가능성이 있는 것으로 분석된다.

    결론적으로, 견본 렌즈 대비 실제 주문 렌즈 간에 명 확한 색상 차이가 존재하며, ΔE가 1.5를 초과하는 제품의 비율이 높다는 점에서 색상 일치도 확보를 위한 품질관리 시스템의 개선 및 공정 표준화가 요구된다.

    NBS 색차 등급은 ΔE 값 해석에 대한 직관성을 높이고, 임상적 또는 소비자 인지 수준과의 정량적 연계를 가능하게 함으로써, 색상 기반 품질 평가의 객관성과 신뢰성을 높이는 중요한 지표가 된다.20) ΔE 분석에서는 동일 명세 조건으로 반복 제작된 렌즈 간 ΔE 값이 1.5 를 초과한 사례가 다수 확인되었으며, 이는 소비자가 시각적으로 인지할 수 있는 수준의 색상 차이로 해석된다. Seibel의 색차 판단 기준에서도 ΔE가 1.5 이상일 경우 명확한 색상 차이로 간주되며,22) 본 연구에서도 해당 기준을 넘는 제품은 제조 공정의 일관성 확보에 개선이 필요함을 보여준다. Bruce의 연구에서는 시판된 착색 렌즈의 시감투과율이 평균 60~82% 수준으로 나타났으며, 편차도 ±1% 내외로 관리되고 있어 고정밀 공정의 적용 사례로 참고될 수 있다.23) 이는 국내 제조사들이 공정 자동화 및 염색 균일화 기술을 고도화하여, 공정 편차와 색상 편차를 최소화해야 함을 뒷받침하는 선행 연구이다.

    현재 국내 착색렌즈 산업은 국제표준과 달리 통일된 색상 정의 기준 없이 제조사별 내부 표본 및 기준에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 동일한 색상 명칭을 사용 하더라도, 실제 구현 색상은 다르게 나타날 수 있으며 이는 소비자 경험의 불일치로 이어질 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 ΔE≤1.5를 기준으로 하는 정량적 품질 관리 체계를 구축하고, 고정밀 색차계 및 시감투과율 측정기를 활용한 자동화된 품질 모니터링 시스템을 도입함으로써 품질 일관성과 색상 재현성을 확보할 수 있을 것이다.

    본 연구 결과에서는 국내 착색렌즈의 시감투과율과 색상 일관성 구현에 있어 여전히 기술적·관리적 한계가 존재함을 보여주었으며, 선행연구와의 비교를 통해 국내 산업이 국제 기준에 부합하는 품질 수준으로 도약하기 위해서는 공정 표준화, 자동화, 정밀 분석 기반의 통합 품질 관리가 시급히 요구됨을 제시하였다.

    Ⅳ. 결 론

    본 연구는 3개의 착색렌즈 제조사(A사, B사, C사)에서 생산된 갈색, 녹색, 회색 색상의 렌즈를 대상으로, 설계된 시감투과율 50%에 대한 정량적 평가 및 색상의 일관성 분석을 통해 제품 간 품질 특성을 비교하였다. 그 결과, 세 제조사 모두 목표 시감투과율에 도달하지 못하였으며, 제조사 및 색상군에 따라 평균값과 편차에서 뚜렷한 차이를 나타냈다. 특히 녹색 계열 렌즈는 시감투과율의 평균이 낮고 편차가 커, 염색 공정에서의 구현 안 정성이 가장 낮은 색상으로 확인되었다.

    동일 조건으로 반복 주문 제작된 견본착색렌즈 간의 색차(ΔE) 분석에서는 ΔE 값이 1.5를 초과하는 사례가 다수 확인되었으며, 이는 일반적인 색차인지의 기준을 초과하는 수준으로, 실제 소비자의 색상 인지에 영향을 줄 수 있는 결과이다. 이와 같은 색상 편차는 제조사의 품질 재현성과 일관성 확보에 있어 개선이 필요함을 시사한다.

    이상의 결과는 색상 종류에 따라 염색 구현의 복잡성과 광학적 특성 차이가 존재하며, 이러한 요소가 시감투과율과 색상 품질의 불일치로 이어질 수 있음을 시사한다. 색상 간 변동성은 시각적 대비 민감도나 색각의 반응 속도 등 기능적 요소에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서 향후 국내 착색렌즈 산업은 ISO 13666 등 국제 기준을 엄격히 적용함과 동시에, ΔE≤1.5 기준의 정량적 품질 관리 체계를 도입하고, 착색 공정의 표준화 및 자동화, 고정밀 색차 측정 장비의 도입이 요구된다. 나아가 색좌표 기반의 색차 분석기법과 실시간 품질 예측 시스템 등 정밀 색상 모니터링 기술을 활용한 공정 제어 역량을 확보함으로써, 국내 산업의 품질 재현성과 글로벌 경쟁력을 제고할 필요가 있다.

    향후 연구에서는 다양한 렌즈 기재 및 염색 조건, 그리고 사용자 중심의 색상 인지 반응에 대한 통합적 분석을 통해 착색렌즈의 품질 평가 기준을 보다 정교화할 수 있을 것으로 기대된다.

    Figure

    Table

    National Bureau of Standards(NBS) system of expressing color differences

    Comparison of luminous transmittance and color difference (Mean ± SD)

    Average measured values of luminous transmittance by lens manufacturer

    Mean±SD of CIE L*a*b* values and color difference (ΔE) of tinted lenses by manufacturer

    Color difference and grade of measured tinted lenses

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