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드라이브용 안경 렌즈 개발

비하인드 스토리: 자이스는 드라이브세이프(DriveSafe)를 어떻게 개발했을까

자이스는 운전에 최적화된 새로운 안경 렌즈를 개발했습니다. 이는 특수 용도 렌즈가 아니라 종일 사용에 적합한 일상생활용 렌즈입니다. 이 렌즈는 안경 착용자에게 운전을 더욱 안전하고 편안하게 해 주는 세 가지 주요 특징을 제공합니다. BETTER VISION은 과학 업무 및 기술 마케팅 매니저 크리스티안 라페 박사(Dr. Christian Lappe)와 드라이브세이프/기술 및 혁신/신제품 개발 프로젝트 매니저 프랑크 밀리히 씨(Frank Mielich)의 인터뷰를 통해 드라이브세이프(DriveSafe) 개발에 관해 자세히 알아보았습니다. 

드라이브용 안경 렌즈 개발

크리스티안 라페(Dr. Christian Lappe, Scientific Affairs & Technical Marketing)

BETTER VISION: 드라이브세이프는 자이스의 최신 혁신 제품입니다. 드라이브용 특수 렌즈를 어떻게 개발하게 되었나요? 왜 개발에 착수하게 되었나요?


크리스티안 라페: 드라이브세이프 개발을 추진한 것은 얼마 전에 고객의 니즈를 확인했기 때문입니다. 안 전문가와 안경 착용자를 대상으로 고객 설문조사를 시행한 결과 많은 착용자가 운전 시 시력 문제 때문에 불편할 뿐 아니라 불안전하다고 느끼는 것이 밝혀졌습니다. 착용자들은 종일 사용할 수 있으면서 더욱 편안한 운전에 적합한 안경을 원한다고 분명히 응답했습니다.

드라이브용 안경 렌즈 개발

프랑크 밀리히(Frank Mielich, Project Manager DriveSafe/Technology & Innovation/New Product Implementation)

프랑크 밀리히: 운전 시 좋은 시력은 매우 복잡한 문제로서, 시력 장애나 빛에 대한 민감성 등 여러 많은 요인에 따라 결정됩니다. 우리가 알아보고자 했던 바는 운전 시 운전자 대부분에게 공통으로 영향을 미치는 특정한 시야 문제가 있는가 하는 점이었습니다. 우리는 운전 시 어떻게 해야 시력을 개선할 수 있으며 도로 위에서 어떤 시야 문제에 직면하는지 알아내고자 독일과 미국에서 다양한 시장 조사를 시행했습니다. 우리가 매우 놀랐던 것은 응답자들이 수많은 시야 문제에 관해 언급했을 뿐 아니라 특정한 주제에 주로 초점을 맞추었다는 사실 때문이었습니다. 한편으로, 일부 운전자는 심한 눈부심을 하소연했습니다 – 새벽이나 저녁, 눈비가 올 때, 야간 등 – 약한 빛 환경에서 눈부심은 특히 심각해지며, 이런 환경에서는 잘 보이지도 않기 때문에 상황은 더욱더 악화됩니다. 이는 운전자 대부분이 한두 번쯤 경험한 사실입니다.


크리스티안 라페: 다른 한편으로 일부 누진 렌즈 착용자는, 운전 시 필요한 역동적 시기능을 충족시키려면 머리와 눈을 빠르게 움직여야 하는데 안경이 이에 최적화되었다고 느끼지 못했습니다. 이 착용자들은 기존 누진 렌즈가 제공하는 제한된 시야부가 개선되어야 한다고 여겼습니다. 이러한 것들이 드라이브용 시력 개선 솔루션을 개발하기로 했을 때 직면했던 기본적 문제점들입니다.


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BETTER VISION: 이 렌즈에는 기존의 렌즈에 없는 어떤 장점이 있나요? 드라이브세이프 렌즈는 왜 운전을 더 편안하고 안전하게 만드나요?


크리스티안 라페:
드라이브세이프 렌즈는 다음 세 가지를 주안점으로 삼습니다.

  1. 좋지 않은 빛 환경에서 운전할 때 동공이 어떻게 반응하며, 약한 빛 환경에 운전자의 시감이 얼마나 영향받는가에 대한 이해,
  2. 운전 시 경험하는 성가신 눈부심,
  3. 누진 렌즈 착용 시 운전의 특수한 성격이 그 세 가지입니다.

 

개빌 프로젝트의 첫 번째 주안점은 동공의 역할을 좀 더 잘 이해하는 것이었습니다. 우리는 주위 빛 환경에 따라 동공 크기가 변화한다는 것을 압니다. 약하고 어두운 빛 환경에서 동공은 커집니다. 하지만 눈이 동공을 확대시켜 더 많은 빛이 들어오게 하는 능력은 이미지의 시감에 영향을 미칩니다. 이는 사진 촬영 시 카메라 렌즈의 조리개를 조정하여 카메라 센서에 얼마나 많은 빛이 들어오게 할지 제어하는 것과 약간 비슷합니다. 하지만 이러한 세팅도 피사계 심도에 영향을 미칩니다. 렌즈 조리개를 더 크게 열수록 피사계 심도가 얕아집니다. 동공도 비슷하게 작동합니다. 동공이 확대되면 더 많은 빛이 망막에 들어오고 피사계 심도도 얕아집니다. 그 밖에 수정체 주변부의 빛은 눈의 수정체에 의해 제각기 다르게 반사됩니다. 입사 광선들의 초점이 망막의 정확한 위치에 맺히지 않으므로, 동공이 현저히 확대되었을 경우 이로 인해 시야가 제한될 수 있습니다.

따라서 드라이브세이프 개발 시 우리는 렌즈 디자인을 최적화하여, 동공이 확대되는 약하고 어두운 빛 환경에서도 시기능을 충족시키게 했습니다. 이러한 최적화된 디자인은 특히 누진 렌즈 착용 시 매우 중요하며, 이 디자인은 약한 빛 환경에서도 시야를 더욱 편안하게 만들려는 드라이브세이프의 목표를 지원합니다. 우리의 노력의 결과 루미넌스 디자인®(Luminance Design®) 기술력이 생겨났습니다.
 

프랑크 밀리히: 개발 프로세스의 두 번째 주안점은 눈부심으로 인한 불편함을 특별히 검토하는 것이었습니다. 눈부심은 대개 두 가지로 구별됩니다. 먼저 ‘장애로 인한 눈부심’이 있습니다. 이는 밝은 섬광 따위로 인해 시야가 완전히 저해되는 생리적 눈부심입니다. 다음으로 ‘불쾌감을 통한 눈부심’이 있습니다. 이는 불쾌하거나 성가시거나 방해가 된다고 느껴지는 심리적 눈부심입니다. 불쾌감을 통한 눈부심을 일으키는 것은 마주 오는 차량의 헤드라이트나 가로등이라고 운전자들은 흔히 말합니다.

장애로 인한 눈부심의 경우에는 눈을 보호할 수 있는 간단하고 효과적인 방법이 있습니다. 눈을 감거나 눈부심의 광원에서 시선을 돌리는 것입니다. 이는 현명한 반응이며, 일상생활에서 사용하는 안경 렌즈에 영향받지 않습니다. 우리가 관심을 기울인 것은 불쾌하고 성가시다고 느껴지는 불쾌감을 통한 눈부심이었습니다. 가장 좋은 예 중 하나는 약한 빛 환경에서 마주 오는 차량의 헤드라이트가 일으키는 눈부심입니다. 연구 결과 및 시장조사에 따르면 마주 오는 차량 헤드라이트의 LED 및 제논 H.I.D. 광원 때문에 눈부심을 느끼게 됩니다. 광선의 스펙트럼 구성이 특히 중요한 원인인 듯 보입니다. 이 현대식 LED 및 제논 HID 광원은 가시광선 스펙트럼의 고에너지 스펙트럼 영역에서, 즉 440~470nm 스펙트럼 대역에서 광선 방출이 현저히 증가합니다.

크리스티안 라페: 드라이브세이프 코팅은 눈부심을 만들어 내는 스펙트럼의 일부인 이러한 성가신 단파장 빛을 선택적으로 약화하여 줍니다. 중요한 사실은: 이렇게 코팅된 렌즈는 낮에도 착용할 수 있으며 일상생활용으로 최적화되었다는 것입니다.
이 렌즈들은 자동차 드라이브용 렌즈의 모든 해당 기준도 분명히 만족시킵니다.


프랑크 밀리히: 그 밖에 듀라비전® 드라이브세이프 코팅(DuraVision® DriveSafe coating)은 자이스의 프리미엄 듀라비전® 플래티넘(DuraVision® Platinum) 코팅과 같은 수준의 내구성과 세척 특성을 제공합니다!

크리스티안 라페: 개발 프로젝트의 마지막이자 세 번째 주안점은 드라이브용 누진 렌즈를 최적화시키는 것이었습니다. 운전 시 시력은 한층 더 기민해집니다. 운전은 눈에 매우 역동적인 활동이므로 운전자를 힘들게 하고 정신을 집중시킵니다. 운전자는 눈앞 도로에서 대시보드로 시선과 주의를 돌리고, 눈을 오른쪽과 왼쪽 사이드미러에서 백미러로 움직였다가 다시 도로를 바라보며 ... 이 모든 일을 빠르게 계속합니다. 누진 렌즈의 시야부는 착용자에게 어떤 거리에서든 선명하고 자연스럽고 편안한 시야를 경험하게 해야 합니다. 바로 이 때문에 우리는 운전자의 특별한 시력 니즈를 충족시키도록 렌즈 디자인을 최적화하는 데 주력했습니다. 하지만 운전자가 차에서 내릴 때마다 안경을 바꾸어야 하는 일은 없게 하고 싶었습니다. 그리하여 드라이브세이프 누진 렌즈의 원용부와 누진대를 운전자의 눈 움직임을 최적으로 지원할 수 있을 만큼 충분히 의도적으로 넓혔습니다. 아울러 렌즈의 근용부는 독서 등의 활동에 적합할 만큼 충분히 넓으므로, 안경을 종일 착용할 수 있습니다.

 

BETTER VISION: 이런 종류의 렌즈를 어떻게 테스트하나요?


프랑크 밀리히: 앞서 말한 세 가지 주안점이 제대로 구현되었는지 알아보기 위해 드라이브세이프를 일련의 시험을 통해 과학적으로 분석했습니다. 시험 대상 착용자들은 각각의 새로운 디자인 특성이 운전 시 시야에 어떤 영향을 미치며, 각각의 드라이브세이프 시제품이 시력을 현저하게 개선시키는지 시험 사용하여 확인했습니다. 이렇게 하여 드라이브세이프 제품의 최종 버전을 얻었습니다.

언제 눈부심을 느끼는지 알아내기 위한 연구도 시행했습니다. 불쾌감을 통한 눈부심의 경우 이른바 ‘고통 역치’는 얼마일까? 눈부심이 얼마나 강해야 편지를 읽는 행동 등을 할 수 없게 될까? 눈부심은 다른 렌즈 제품, 눈부심 강도, 코팅/필터에 얼마나 영향받을까? 렌즈 시제품들이 시야에 어떤 영향을 미치는지 알아내기 위해 이 시제품들을 철저히 테스트했습니다. 복수의 시험 대상자에게 시제품을 시험 사용한 뒤 매우 다양한 설문에 주관적 응답을 하도록 했습니다. 이 연구의 중점 사항 가운데 하나는 운전 시와 일상생활 용도 모두에서 새로운 렌즈의 착용감이 어떠한지였습니다. 이러한 종류의 실생활 테스트는 매우 중요하며, 띠라서 다양한 사내외 착용자 시험은 이 프로젝트의 필수불가결한 일부였습니다.

우리는 슈투트가르트 자동차 공학 및 차량 엔진 연구소 FKFS와 협력하여 운전 시 눈과 머리를 어떻게 움직이는지 분석했습니다. 눈과 머리를 어떻게 움직이는지뿐 아니라 어떻게 시선을 다시 모으고, 정확히 어디를 바라보고, 얼마나 오랫동안 초점을 유지하는지도 알아내고자 했습니다. 시험 대상자를 카메라가 장착된 특수 테스트 차량에 시승시키고 운전 시 머리와 눈 움직임을 관찰함으로써 이 질문들에 대한 답변을 얻었습니다. 이를 통해 드라이브용 누진 렌즈를 어떻게 최적화시킬 수 있는지 중요한 단서를 찾아내게 되었습니다.
 

BETTER VISION: 운전 시 운전자들은 어디에 초점을 모으나요? 어떻게 초점을 바꾸나요? 이는 일상생활 활동과 어떻게 다르나요?


크리스티안 라페: 현대 세상은 눈에 더욱 많은 것을 요구합니다. 대개는 이를 의식하지도 못하지만, 오늘날 생활 방식은 눈이 새로운 방식으로 작동하게 합니다. 디지털 렌즈 개발은 우리가 이러한 변화에 어떻게 대응했는지 보여 주는 한 사례입니다. 스마트폰, 태블릿과 같은 디지털 기기가 매우 일반적이 됨에 따라 사람들은 근접 시력을 훨씬 많은 시간 동안 사용하고 있습니다. 그리하여 원-근거리 물체로 시선과 주의를 계속하여 빠르게 바꾸고 있습니다. 결국 눈은 매우 피로해지고 마침내 눈의 피로 증상이 생겨납니다.

운전에는 여러 종류의 시력 활동이 모두 포함되며, 이에 따라 여러 종류의 눈의 피로가 생겨납니다. 운전에는 계속적인 머리와 눈 움직임을 수반하는 역동적인 시력 활동이 필요합니다. 도로를 눈으로 지켜봐야 할 뿐 아니라 – 육안으로나 미러를 통해 – 주위 상황도 살펴봐야 하고 계속하여 대시보드 기기를 바라보며 작동해야 합니다. FKFS와 협력하여 수행한 연구 결과에 따르면 운전자는 운전 시간의 96% 동안 도로를 바라봅니다. 우리는 깜짝 놀랐습니다. 이 퍼센트가 낮을 것이라고, 아마도 운전 시간의 80% 동안 도로를 지켜보고, 20% 동안 기기와 미러를 바라볼 것이라고 생각했기 때문입니다. 하지만 안심이 되기도 했습니다. 도로 교통을 지켜보는 것이 운전의 가장 중요한 측면이니까요! 그렇지만 이 결과는 운전자가 매우 짧은 시간 동안 사이드미러, 백미러, 대시보드를 살펴보는 것이 분명하다는 것도 의미합니다. 이런 활동은 틀림없이 ‘정상적’ 시력 활동이 아니며 눈과 시각계 전체를 매우 피로하게 합니다. 이렇게 재빨리 주위를 살펴보는 유일한 다른 상황은, 파리의 대로를 건널 때 사방을 둘러보거나 바겐세일에서 가장 싼 물건들을 찾아볼 때일 것입니다! 운전 시 눈은 이런 활동을, 때로는 좋지 않은 환경에서 오랫동안 해야 합니다.

그러므로 이러한 용도로 특별히 디자인된 렌즈가 더 개선되고 편안한 시력을 제공하는 것이, 놀라운 일은 아닐 것이라고 생각합니다.


프랑크 밀리히:
시험 대상 착용자들과 드라이브세이프 렌즈 착용자들도 이 렌즈가 편안한 시력을 제공한다고 입을 모아 말했습니다. 우리는 단초점 및 누진 렌즈 착용자들에게 최종 제품에 관해 대단히 긍정적인 응답을 듣고 매우 기뻤습니다. 드라이브세이프 컬렉션에는 고커브 안경용 특수 렌즈도 포함되어 있음은 물론입니다.

BETTER VISION: 드라이브세이프 개발 동안 개인적으로 가장 흥분되었던 순간은 언제였나요?"


프랑크 밀리히: 우리는 전문가 소그룹에서 렌즈 디자인과 코팅을 여러 가지로 조합하여 (2x2 조합) 시제품 버전들을 테스트하는 것으로 개발에 착수했습니다. 시제품을 직접 테스트하는 것은 프로젝트에서 항상 흥분되는 순간이며, 아마도 가장 흥분되는 순간일 것입니다. 이론에서 실제로의 이러한 전환은 결과를 알 수 없지만 매우 흥분되니까요.
저는 그날 업무가 끝났을 때 이 렌즈들을 집어 들고, 집으로 운전하는 동안 시험 사용했습니다. 첫 번째 버전에는 인상 깊은 효과를 느끼지 못했습니다. 그래서 다음 시제품 조합으로 바꾼 뒤 제 차의 제논 헤드라이트 앞에서 이를 시험 사용했습니다. 놀라운 느낌이 들었습니다! 저는 혼자 이렇게 생각했습니다. 이 프로젝트에서 무언가 나올 것 같아 ...

 

슈투트가르트의 FKFS(자동차 공학 및 차량 엔진 연구소)는 슈투트가르트 대학과 연계된 독립 연구 재단입니다. FKFS는 1930년 설립되어 자동차 공학 분야에서 최대 규모의 선도적인 연구소가 되었으며, 주요 자동차 제조사와 공급사의 기술 발전에 기여하고 있습니다.

2013년 독일에서 60명의 칼자이스 비전 직원을 대상으로 한 사내 착용자 임상 테스트; 2014년 스페인에서 70명의 안경사 및 안 전문의와 소비자를 대상으로 한 사외 착용자 임상 테스트.

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