재료학 정리-테종류,렌즈종류,누진,구면 등

[안경러브]

금속테의 종류

금   테

	변색되지 않고, 광택이 변하지 않아서 테의 재질로 오랫동안 쓰여지고 있습니다. 순도 24캐럿의 순금은 무른 관계로 은, 구리, 니켈과 아연 등 다른 금속과 혼합하여 경도와 강도가 높은 합금으로 사용되고 있습니다.
금도금, 금피복에는14K, 12K 그리고 10K등이 주로 사용 되고, 고급용 테에 '18금테'라고 불리는 것은 전  체 안경테의 바탕금속이 18캐럿(K)으로 된것이고 금합금 중 화이트 골드는 WG로 표시된 것으로 금에  니켈 또는 파라디움과 구리, 아연 등을 사용한 금 합금으로 되어있습니다.

티 탄 테

	티타늄은 안경테의 금속재질로서는 최근 각광을 받는 신소재입니다. 티타늄은 1948년 미국의 왓트맨에 의해 처음으로 공업적으로 생산하게 되었다. 단단하지만 부스러지기 쉬운 성질을 가지고 있지만 열처리를 하였을 때 물리적, 화학적으로 뛰어난 성질을 띄게 됩니다.
다른 금속에 비해 가벼울 뿐만 아니라 강한 탄성과 내 부식성을 가지고 표면에 자연적으로 생기는 산화피막은 강한 향균성을 가지기 때문에 착용자의 눈을 외부의 감염으로부터 보호 할 수도 있습니다. 티탄안경테의 종류에는 순티탄안경테, 티탄을 바탕금속으로 하여 그 위에 니켈, 동, 금동을 바른 티탄금피복테, 티탄니켈장테, 그리고 부분적으로 순티탄과 금장테를 섞어 만든 테 등 세가지 종류가 있습니다.

NT 초탄성 합금테

	본래 상태로 복원하는 능력이 뛰어나려면 아주 큰 탄성이 있어야 하는데, 현재 이러한 초탄성 금속은 합금 형태로 하여 여려 분야에서 사용되고 있는 실정입니다. 초탄성 합금은 안경테에 사용되는 니켈, 티타늄합금, 구리합금, 철합금 등이 있습니다.
외부 힘이 가해졌을 때 형태가 변하고, 힘을 없애면 원래의 상태로 되돌아가지 않고 약간의 변형을 남기게 되는 것이 일반 물질의 성질입니다. 하지만 초탄성 금속은 복원력이 뛰어나 특히 안경 링의 연결부위나 다리와 같은 휘어지기 쉬운곳에 많이 사용되며 점차 그 적용 범위가 많아지고 있는 추세입니다.

니켈크롬 합금테

비중 8.7g/㎤으로 비교적 가볍고 내식성이 좋으며 광택도 오래 가고 탄력성, 가공성이 좋아 대중용 안경테의 대부분이 이 소재로 쓰이고 있습니다 치과 재료로도 많이 쓰이고 있습니다.

플라스틱테

셀룰로이드테

	가열하면 연화되어 자유롭게 형을 바꿀 수 있고, 냉각하면 단단하게 굳어진다. 그리고 이 변화가 가역적인 수지로 전통적으로 안경테에 쓰여진 소재입니다. 셀룰로이드는 안경테 소재로서의 좋은 점인 피부와의 적응성, 탄력성, 색깔의 다양성,
가공의 용이성 등 때문에 오랫동안 사용되어 왔습니다. 그런데 유럽등지에서는 이 소재의 최대 결점의 하나인 불에 타기 쉬운점 때문에 근래에는 사용되어지지 않고 있습니다

아세테이트테

	셀룰로이드와 마찬가지로 열가소성 수지이고, 셀룰로리드와 함께 오랫동안 안경테 소재로 사용되어 왔습니다. 아세테이트는 셀룰로이드의 타기 쉬운 결점을 보완할 수 있는 난연성 수지로
셀룰로이드에 비해서 인장강도, 충격강도 등 기계적 성질에서는 열등하지만, 내광성 자외선에 의해 노랗게 변하지 않는 성질이 좋고 무엇보다도 불에 쉽게 타지 않는 장점을 지니고 있습니다.

옵 틸 테

	폭시수지는 열경화성수지, 즉 상온에서는 유동성을 가지고 있으나 가열하면 경화되어지는데 이 변화가 비가역적인 수지입니다. 안경테는 탄력성을 가져야 하므로 일반 열경화성 수지의 구조로는 곤란합니다.
바로 옵틸은 이 칸막이가 '코일스프링'으로 결합을 이루고 있어 탄력성을 가지고 있으며, 기계적 성질이 강한 것과 금속과의 밀착성이 좋은 것 그리고 쉽게 타지 않는 점 등 안경테 소재로서 좋은조건을 가지고 있습니다

 

유리렌즈

잘 긁히지 않는다는 장점이 있습니다. 하지만, 무겁고 성애가 차는 단점이 있습니다.

유리렌즈의 종류로는 일반 멀티코팅, 압축(고굴절) 멀티코팅, 각종 선글라스 렌즈가 있습니다.

유리렌즈의 특징은 다음과 같습니다.

• 광학적으로 투명성 굴절율이 좋다.
• 비중이 무거워 플라스틱(CR-39)렌즈보다 2배정도 무겁다.
• 색상변화(착색)을 할 수가 없다.
• 플라스틱 렌즈보다 가장자리가 얇다.
• 충격강도에 약해 잘 파손되기 때문에 활동성이 많은 학생의 경우 안전성이 떨어진다.
• 플라스틱에 비해 선명도가 뛰어나다.

플라스틱 렌즈

가볍고 잘 깨지지 않는 장점이있는 반면 잘 긁히며 투명성이 떨어진다는 단점이 있습니다. 플라스틱
렌즈의 대부분이 하드코팅과 멀티코팅을 함으로서 수막처리를 하여 성애를 막습니다.

플라스틱 렌즈의 특징은 다음과 같습니다.

• 유리에 비해 선명도가 떨어진다.
• 비중이 가벼워 착용감이 좋다.
• 색상변화(착색)을 할 수가 있다.
• 유리렌즈에 비해 가상자리가 두껍다.
• 충격강도에 강해 잘 파손되지 않는다.
• 유해광선 차단 처리가 용이하다.

플라스틱 멀티코팅렌즈란?

안경렌즈에 입사한 광선은 렌즈 표면에 의해서 일부가 반사되어 소실하게 됩니다.

코팅하지 않는 렌즈의 연마면에 수직으로 입사한 광선은 1회 반사할 때마다 약4%로 손실하기 때문에
렌즈의 전후면을 합치면 약8%로 정도 어둡게 됩니다.

안경렌즈에 있어서 반사에 의한 밝기의 약 8% 정도는 크게 문제 되지 않으나 비교적 어두운 곳에서 형광등 같은 빛을 내는 물체가 있다면 그것이 렌즈면에 반사되어 이중상 혹은 유령의 상을 만들거나 렌즈 표면이 번쩍 번쩍 빛나서 안정 피로 및 시야를 방해하는 원인이 됩니다.

이러한 현상을 제거하기 위해 불화 마그네슘을 특정한 두께로 진공 증착하고 빛의 상쇄간섭을 이용해서 표면반사를 감소시켜 투과율을 높인 렌즈를 말합니다.

유리렌즈와 플라스틱 렌즈의 비교

렌즈의 역사는 유리에서부터 시작되었습니다.

광학적 기능으로 쓰여진 고대때부터 유리는 긴 세월동안 안경렌즈의 유일한 기본 소재로 사용되어
왔습니다.  그러나 현대에 들어서면서 유리렌즈는 무거움과 깨지기 쉽다는 두가지 문제점이 대두되었습니다.  이 두가지 결정적인 결함은 새로운 소재로의 개발로 이어졌습니다. 그럼에도 유리렌즈는 같은 도수라도 렌즈의 굵기가 얇고 영롱하기 때문에 외적인 미를 생각하는 사람들에게는 여전히 인기가 있습니다.  또한 유리가 잘 깨지는 단점이 있지만 소재 자체가 단단하기 때문에 긁힘이 적어 수명이 길다는 상반된 장점을 갖고 있습니다.  플라스틱 렌즈는 단단한 합성수지로 만들어집니다.

현재 일반 도수 안경용으로 많이 쓰이는 플라스틱렌즈의 주요 재료는 흔히 CR-39로서, 이는 이알릴그리콜 카보네이트라고도 불리며 1940년 초반 개발되어 가볍고 깨지지 않는 특성 때문에 그 판매량이 증가하고 있습니다.  최근에는 플라스틱렌즈의 최대 약점이라고 할 수 있는 긁힘을 방지하기 위해 하드처리와 반사방지코팅 및 고굴절율 소재의 사용으로 안경렌즈의 시장 점유율을 높여가고 있습니다.

플라스틱렌즈는 광학유리에 비해 굴절율이 낮아 그만큼 가장자리 두께가 두껍다는 큰 단점이 있으며,
이을 극복하기 위하여 고굴절 플라스틱렌즈가 개발되었습니다.

재질이 너무 연질인 플라스틱렌즈는 흠이 잘 나고 때가 잘 붙으며 습기는 물방울이 되고 변색되기쉬운 단점이 있으나, 이를 보완하기 위해 하드코팅으로 표면을 단단하게 하고 수막방지 처리 등으로 물 얼룩을 만들지 않게 하는 등 연구 개발이 지속되고 있습니다.

편광렌즈

일반 선글라스는 착용시 반사광으로 인해 시야가 좁고 물체를 제대로 분별하기 어렵습니다.

반면 폴라로이드 선글라스는 반사광을 차단하여 시야를 넓혀주고 물체가 보다 선명하게 보입니다.

조광렌즈(photochromic lens)

실내에서는 무색에 가까운 엷은색, 옥외에서는 자외선과 단파장이 가시광선의 조사량이 많으면 짙은 농도의 색으로 바뀌는 렌즈로, 최초로 생산한 미국의 코닝사(corning works)의 이름을 따 '코닝렌즈'라 합니다.  같은 렌즈라도 주위조건에 따라 농도가 다르고, 반응의 빠르기에도 차가 있습니다.

빛의 조사량이 실외에서처럼 많을 때, 겨울과 같이 주위온도가 낮을 때 렌즈의 두께가 두꺼울 때에는
최고 농도가 증가하고 변화하는 반응속도가 빠릅니다.

폴리카보네이트 렌즈

방탄 플라스틱 렌즈라고 할 수 있습니다.

기존의 플라스틱(CR-39)렌즈에 비해 흠이 잘 가지 않고 강도가 강합니다.
가벼우며 굴절률이 높아서 고도근시 환자에게 좋다고 할 수 있습니다.

미국에서 개발하였으며 과거에는 투과율이 낮아서 광학용으로 잘 사용하지 않다가, 특수 코팅처리함으로써 투과율을 기존 플라스틱(CR-39)와 비슷하게 하여 실용화되었습니다.

국내에선 아직 안경이나 선글라스 렌즈로 잘 사용하지 않고 있지만 스포츠용, 인체보호용, 방탄헬맷,

일부 고급렌즈로 사용됩니다.

흔히들 압축렌즈라고 말을 하는데 정확하게 말해 그러한 명칭의 렌즈는 없다. 단지 렌즈 재질의 특성에 따라 일반 , 중굴절 , 고굴절 , 초고굴절렌즈등으로 나뉜다. 재질의 특성은 비중 , 아베수 , 굴절률등이 있다. 단지 일반인들이 이해하기 쉽고 부르기 쉽도록 압축렌즈란 명칭이 통용되고 있는게 현실이다. 굴절률이 높을수록 즉, 일반인들이 이해하는 식으로 말해 압축을 많이 할수록 보통 렌즈의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워지고 재질이 단단해지는 경향이 있다. 같은 도수라도 렌즈 두께가 상이한 경우가 있는데 이는 중심두께가 다르거나, 직경이 다른경우에 생길수 있다. 동일 도수 동일 직경에서 가장자리 두께가 큰 차이가 난다면 불량렌즈일 가능성이 높다. 

<동일 도수의 렌즈에서 굴절률에 따른 두께 차이 비교>
일반 렌즈          중굴절 렌즈	일반 렌즈           중굴절렌즈

 렌즈 두께가 얇아지면 그에따라 렌즈의 광학적인 특성도 변하게 되는데 무조건 굴절률이 높다고 다 좋은건 아니다. 반대로 광학적인 특성은 나빠지는게 대부분이다. 현재 나온 렌즈 중에 가장 큰 굴절률은 1.71로 호야, 세이코, 펜탁스, 아메리칸 옵티칼등에서 생산하고 있다. 요새는 기능성 렌즈들이 상당히 많이 생산되고 종류도 많아 소비자들이 쉽게 렌즈를 선택하기가 힘들다. 물론 안경렌즈라는 품목이 전문적인 영역에 속하기 때문에 상당부분 전문가와의 상담과 조언에 의지할 수 밖에 없다.    

비구면렌즈(Aspheric Lens)

주변부의 (+)면의 면굴절력을 연속적으로 크게 하거나 작게 하여 구면수차를 줄인 렌즈를 비구면렌즈라 한다. 비구면렌즈는 구면수차를 제거하기 위해서 렌즈의 한면을 비구면으로 제작한 것으로 구면수차가 클수록 왜곡수차도 커져 특히 처음 안경을 끼는 사람들이 기둥이 휘어져 보인다고 하거나 눈의 피로감이 많은 사람들은 이 렌즈를 사용하면 좋다. 또한 상의 선명도를 높일 수 있고 상의 일그러짐을 상당 부분 막을 수 있는 부수적 효과도 있다. 또한 렌즈의 가장자리 또는 중심두께를 얇게 할 수 있다는 점이 이 렌즈의 부수적인 장점이다. 특히 (+)렌즈 경우 중심두께가, (-)렌즈경우 가장자리의 두께가 일반 압축렌즈보다 얇아져 눈이 작아져 보인다거나 커져 보이는 것을 어느 정도는 막을 수 있다.

비구면렌즈	일반렌즈

안경렌즈에서 시선이 주로 닿는 범위는 동공 중심점을 중심으로 약 직경30mm정도이다. 30mm를 넘는 안경렌즈의 주변부를 사용하는 빈도수는 약10% 가까이 차지하고 있다. 안경 조제시 동공 중심에 안경렌즈의 광학중심점을 일치시켜 되도록 이 점을 통해 물체를 보도록 하는 이유는 이 때가 가장 선명하고 물체의 위치 및 모양에 가장 근접한 상을 망막에 만들 수 있기 때문이다. 광학중심점 밖에서 들어온 광선에 의한 상은 흐리고, 약간은 일그러진 상을 만든다. 상의 흐림과 일그러짐은 광학중심점으로부터 멀어지면, 멀어질수록 더욱 커진다.

 주변부에서의 상의 흐림과 일그러짐은 구면수차와 그에 따른 왜곡수차에 의한 것이다. 구면수차는 물체의 한 점에서 나온 유효광선속이 렌즈를 지난 다음 한 곳에 집중적으로 모여 선명한 상을 만들지 못하는 수차이다. 비구면 렌즈의 정확한 의미는 구면수차를 제거하기 위해서 렌즈의 한 면을 비구면으로 한 렌즈를 말한다. 

이중 초점렌즈
 

원거리용, 근거리용 두 용도의 렌즈가 한 렌즈상에 있기 때문에 안경 두 개를 번갈아끼는 불편함이 없습니다. 하지만 원거리에서 근거리 시각 이동시 상이 점프하는 단점이 있습니다.

이중 초점 렌즈는 각각 다른 거리의 물체를 선명하게 볼 수 있도록 2개의 굴절력을 가지고 있습니다.

착용자는 원거리 물체를 선명하게 볼 수 있는 상태에서 안경을 바꾸지 않고서도 가까이 있는 물체를 선명하게 볼 수 있습니다.
그리고 원용 교정이 필요없는 경우에도 단순히 근용 안경으로 사용할 수 있습니다.

예를 들어 근거리 작업을 위해서만 처방된 렌즈는 텔레비젼을 시청하고 독서하는 것이 동시에 가능하지 않으나, 이중초점렌즈는 착용자가 동시에 양쪽을 볼 수 있도록 해 줍니다. 대부분의 사람들은 물체를 더 편리하게 보거나 원거리 및 근거리 물체 모두 선명하게 보기 위해서 이중초점렌즈를 착용합니다.

누진다초점렌즈와 일반 렌즈의 비교

누진다초점렌즈	일반 돋보기렌즈 및 이중초점
① 외관상 노안경렌즈인지 표시가 전혀 나지 않는다. ② 안경 하나로 원거리에서 중간거리, 근거리까지 연속적으로 사물이 보이므로 장애가없다.(자연스런 거리조절이 됨) ③ 거리에 따라서 안경도수가 서서히 변하여 시선이동이 자연스럽고, 피로현상이 나타나지 않는다. ④ 경계선이 없어 외관상 전혀 표시가 나지 않아 세련되어 보이며 더욱 젊어 보인다. ⑤ 두개의 안경을 소지할 필요가 없다.	이 중 초 점	① 먼 곳과 가까운 곳으로 경계선이 분리가 되므로 중간거리를 볼 수 없다. ② 버스 계단 및 발밑을 볼 때 상당히 어지럽다. ③ 경계선의 분리로 여성의 경우 주름살이 확대되어 보여 미용상의 스트레스를 받을 수 있으며 실제보다 더욱 늙어 보인다.
	일 반 돋 보 기	① 고객의 시력과 무관하게 이미 만들어져 있는 렌즈이므로 시력의 보호를 기대할 수 없다. ② 먼 곳을

 

조광렌즈란 자외선량과 적외선의 양에 따라 색이 바뀌는 렌즈이다. 조광렌즈는 글래스와 플라스틱이 있다. 실외에서 햇빛을 많이 받을수록 색농도가 진해지고 실내등과 같이 농도가 줄어들면 색농도가 옅어지는 렌즈이다. 햇빛에서와 같이 자외선 및 단파장의 가시광선 분포가 많을 때는 은과 할로겐원소의 포화농도가 높아져서 반응속도가 빨라지고 형광등처럼 적외선과 장파장의 가시광선의 분포가 많을 때는 은과 할로겐 포화농도가 낮아져 농도가 옅어지고 반응속도 또한 느려진다. 또한 겨울과 같이 주위의 온도가 낮을수록 진해지고,온도가 높은 여름에는 같은 조광렌즈의 반응속도가 느리다.

조광렌즈에서는 좌우렌즈 두께 차이로 인한 농도차 그리고 사용시간이 오래되면 색조와 농도가 변하는 관계로 좌, 우 한쪽 렌즈만 교환하게 되면 좌우렌즈의 색조 및 농도가 맞지 않으므로 유의해야 한다.

또 오래 사용하여 착색과 탈색반응이 계속 반복되면 처음의 색조와는 약간 달라지며 실내에 들어서면

완전 투명한 무색의 렌즈로 탈색되는 것이 아니라 아주 옅은 농도의 색조를 띤다는 것을 알아야 한다.

색 조	변 색 성 분	비 고	회 사
회색으로	염화은	광학유리-조광속도 빠르고 농도가 진함.	HOYA, Nikon, Zeiss
갈색으로	브롬화은, 요오드화은	광학유리-조광속도 빠르고 농도가 진함.	HOYA, Nikon , Zeiss
청색으로	감광성유기색소	플라스틱	Nikon

편광렌즈

편광필림을 인공적으로 만드는 내용은 '폴리비닐 알코올' 막을 가열하면서 한 쪽 방향으로만 잡아 늘려서 사슬모양의 분자를 같은 방향으로 배열한 다음, 요오드 알코올용액, 요오드 칼리움 용액에 담그어 요오드 분자를 균일하게 흡착시키는 것이다. 제조형태는 아세테이트 및 폴리카보네이트 등의 편광판자체를 열성형 방법으로 메니스커스 형태의 구면으로 휜 것으로 값싼 선글라스용 편광렌즈가 여기에 속한다. 편광렌즈는 어느 특정 방향으로 진행하는 빛을 중심으로 통과시키므로 모든 방향으로 진동하는 자연광의 에너지보다 상당히 그 빛에너지가 줄어들게 되어 멸광효과를 얻을 수 있으므로 선글라스로 역할을 할 수 있다. 편광을 통과시키는 렌즈의 특정면 방향을 편광렌즈의 축이라 하며 수면 등에서 편광으로 변한 반사광선의 진동방향과 직교하는 방향으로 축을 위치시킨 편광렌즈를 쓰게 되면 반사광선이 차단되게 되고, 그 결과 수면의 반짝거림은 보이지 않게 된다. 편광렌즈는 멸광효과를 얻을 수 있는 선글라스로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 수면, 해면, 도로면, 건물유리면 등에서 반사되는 반짝거리는 반사광선 일부를 차단시키므로 배경물체를 비교적 확실히 볼 수 있어 낚시, 요트 등의 레저용 렌즈에 적합하다.

일반선글라스	편광렌즈(Polarized lens)