나중에 깔끔하게 정리해야 함
1. 디옵터(Diopter)
– 렌즈의 굴절률 즉 빛이 꺾이는 정도를 나타내는 단위. 초점거리(Focal Length)의 역수이며 SI단위는 1/m 이며 흔히 D 또는 dpt 단위를 사용한다.
– 음의 값을 가지면 오목렌즈(볼록거울), 양의 값을 가지면 볼록렌즈(오목거울). 이는 “빛의 진행방향”을 기준으로 초점(허초점)이 어디에 맺히느냐를 +/-로 나타낸 것이다.
– 초점거리가 크면 렌즈가 빛을 굴절시키는 정도가 작다는 이야기이며, 디옵터의 절대값 또한 작아진다. 즉, 디옵터의 절대값은 굴절률을 나타낸다.
– 얇은 렌즈 모델에서 렌즈 여러개를 가까이 위치하여 중첩시키면 전체 시스템의 디옵터 값은 개별 렌즈의 디옵터 값의 합으로 근사할 수 있다.
2. 사람의 눈
– 사람의 눈은 초점거리가 변하는 볼록렌즈로 모델링이 가능하다. 즉 디옵터는 양수가 된다.
– 사람 눈은 근육을 조정하여 수정체의 두께 즉 굴절률을 조절한다. 수정체가 두꺼워지면 굴절률도 커지고, 수정체가 얇아지면 굴절률도 작아진다.
– 사람 눈에서 이야기하는 디옵터 값은, 망막에 상이 정확하게 맺힐 때의 물체와 수정체 사이의 거리의 역수로 정의하는 것 같다. (정확하지는 않음)
– 따라서 0D면 무한히 먼 거리에 있는 물체가 선명하게 상이 맺히는 것 즉 수정체가 최대로 얇아진 상태이다.
3. 노안
– 광학적으로 신생아의 수정체를 볼록렌즈로 평가하면 최소 0D에서 최대 +60D 까지 조정 가능하며, 25세에 약 +10D, 45세에 약 +3D, 50세에 약 +1D 정도가 된다고 한다.
25세를 기준으로 1/10D = 0.1m 보다 멀리 있는 물체를 선명하게 볼 수 있다. 이보다 가까이 있는 물체는 굴절률이 부족해서 선명한 상을 얻을 수 없다.
45세를 기준으로 1/3D = 0.33m 보다 멀리 있는 물체를 선명하게 볼 수 있다. 보통 책을 30cm 정도 떨어져서 읽는 탓에, 40대 중반이 되면 독서가 어려워진다.
50세를 기준으로 1/1D = 1m 보다 멀리 있는 물체를 선명하게 볼 수 있다.
60세를 기준으로 디옵터는 0에 수렴한다. 즉 매우 멀리 있는 물체만 선명하게 볼 수 있지만 너무 작아서 안 보인다.
– 그렇다면 나이로 인한 노안은 어떻게 해결할 수 있을까? 수정체에서 모자라는 디옵터 값을 안경 등을 이용하여 더해 주면 된다.
– 양의 디옵터 값이 필요하므로 볼록렌즈 즉 돋보기 안경을 쓰면 선명하게 볼 수 있다. 대신 시야가 좁아지는 문제가 있다.
3. 근시, 원시
– 수정체가 조정가능한 D값의 범위는 한계가 있다. 아무리 해봐도 D값은 양의 값을 갖게 된다는 것.
– 그렇다면 근시는 어떤 경우일까? 어떠한 이유로 망막 즉 상이 맺히는 지점이 뒤쪽으로 이동한 경우다.
– 이 경우 수정체에서는 빛을 정상보다 덜 꺾어줘야, 즉 정상보다 더 작은 디옵터 값을 취해야 망막에 상이 정확하게 맺히고 시야가 선명하게 보인다.
– 멀리 있는 물체를 볼 때에는 수정체가 음의 디옵터를 취해야 하는 경우가 생긴다. 근데 이건 불가능.
– 따라서 멀리 있는 물체는 안 보이게 된다. 망막이 뒤로 이동할 수록 이 범위가 점점 늘어난다.
– 그럼 어떻게 보정할까? 수정체에서 남는 디옵터 값을 빼 줘야 한다. 즉 오목렌즈를 착용하면 된다.
– 이 때 오목렌즈를 얼마나 센 걸 착용해야 하는지가 안과에서 사용하는 디옵터 단위가 된다.
– 예를 들어 안과에서 측정결과 SPH = -3.00D 가 나왔다고 하면…
1. 이 사람은 근시이며, -3.00D 짜리 오목렌즈로 보정해야 한다.
2. 이 사람은 대략 1/3D = 0.33m 보다 멀리 있는 것은 수정체가 아무리 얇아져도 초점을 맞출 수 없다. 즉 흐리게 보인다.
– 원시는 반대 케이스. 어떠한 이유로 망막이 앞쪽으로 이동한 경우다.
– 수정체에서 빛을 정상보다 더 꺾어줘야 하는데, 수정체가 두꺼워지는데 한계가 있다.
– 따라서 멀리 있는것은 잘 보이는데, 가까이 있는 것은 안 보인다. 모자라는 만큼 볼록렌즈로 보정해 줘야 한다.
– 예를 들어 안과에서 측정 결과 SPH = +2.00D 가 나왔다고 하면…
1. 이 사람은 원시이며, +2.00D 짜리 볼록렌즈로 보정해야 한다.
2. 이 사람은 대략 1/2D = 0.5m 보다 멀리 떨어져야 물체를 선명하게 볼 수 있다. 이보다 가까이 있으면 선명한 상을 못 얻는다.
– 참고로 망막까지의 거리와 수정체의 D값의 범위는 상대적인 개념이다.