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자각식 굴절측정기기의 구조와 원리(1)
  • 강현식 교수
  • 등록 2015-05-29 16:30:59

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  • 자각식 굴절측정기 보급은 80년대 일본제 수입산으로 시작… 40여 가지 검사할 수 있는 포롭터의 안경사 활용률은 매우 제한적
우리나라의 자각식 굴절측정기(subjective refractor)의 보급은 1980년대 말 미양광학주식회사 등이 일본에서 수입하면서 본격적으로 시작되었다. 그런데 보급 초기에는 유닛이 고가인지라 보급이 지지부지 하였는데, 2000년대 초엽에 휴비츠社가 국산화에 성공한 덕택으로 현재는 거의 대부분의 안경원에서 상용화하기에 이르렀다.

그러나 실제로 refractor(상품명:phoropter)의 활용률은 저조해서 40여 가지 검사항목 중 극히 한정된 검사만을 하고 있는 실정이다. 하루 속히 활용률이 극대화되고 좋은 처방을 작성해서 편한 안경이 만들어지길 기대해 본다.

1. 포롭터(phoropter)란?
포롭터, 비전 테스터는 리프랙토(refractor;굴절측정기)의 상품명이다. 안광학기기의 일종으로 눈의 비정시도, 사위도 및 조절력 등을 측정하는데 이용된다. 환자의 눈앞에 커다란 리프랙토 헤드(refractor head)를 대고 측정하는데, 이 케이스 속에는 볼록 구면렌즈, 오목 구면렌즈, 오목 원주렌즈가 각각 들어 있는 3개의 회전원판, 차폐판, 마독스 롯드, 핀홀판, 편광판, 프리즘 및 유색필터 등이 내장되어 있다.

또 회전 프리즘(rotary prism)과 크로스 실린더(교차 원주렌즈)가 좌쪾우 검안창 앞에 설치되어 있다.


2. 구조와 원리
포롭터에는 구식의 수동식과 신형의 디지털 전동식이 있는데, 오늘날 안경원에서는 거의 대부분이 전동식을 이용하고 있어서 정확한 검사와 검사시간을 크게 줄일 수 있게 되었다.

전동식은 수동식의 운동부분을 전동화한 장치이며 수동식이 기본이 된다.

기본원리부터 말하면 포롭터는 시험테, 검안 렌즈방식과 근본적으로 같으며, 다른 점은 모든 구면, 원주렌즈와 프리즘, 보조렌즈 등을 잘 보지(保持)하고 있어서 바르게 피검자의 눈앞에 대고 신속•정확하게 안경과 관련된 모든 검사와 측정을 할 수 있도록 되어 있다.
 
(1) 포롭터의 구조
구조와 원리를 설명하기 위하여 전 세계적으로 널리 이용되는 AO社의 Ultamatic Rx Master 포롭터를 예로 들었는데 표준기로 생각해도 좋다고 생각한다.

<사진 1>에 울트라매틱 RX 매스터의 정면 외곽을, 그리고 <그림 1>에는 렌즈계의 짜임새를 나타내었다.

피검안의 앞쪽에서 순서에 따라 보조렌즈판, 제1구면 렌즈판(강도의 굴절력 렌즈판), 제2렌즈판(약도의 렌즈설치)이 밀접되어 늘어서 있다. 2개의 구면렌즈판은 교묘한 톱니바퀴의 메커니즘에 의해서 회전하고, 그 결과 -19.00D에서 시작하여 0을 지나 +16.75D에 이르기까지 0.25D 계단(step)으로 구면렌즈(S)가 검안창 내에 나타난다.

보조렌즈판은 그 표면에 <그림 1>에 나타낸 각종 렌즈와 프리즘 및 그 외의 것이 설치되어 있다.

구면렌즈판의 앞쪽에는 똑같은 톱니바퀴 메커니즘에 의해서 회전하는 강도•약도용 2매의 난시렌즈판이 나란하게 0.25D step으로 -6.00D까지의 원주렌즈도를 얻을 수 있다. 원주렌즈는 자각굴절측정의 성질상 마이너스 렌즈만이 사용된다.

검안창에는 부속 추가렌즈를 앞쪽에서 삽입해서 사용할 수 있다. 이상 5매의 렌즈판은 좌•우 한 조의 거의 원형인 비교적 얇은 케이스에 들어 있으며, 안폭 조정 및 근검측정 시의 폭주운동이 가능하다. 케이스의 피검자 쪽에는 각막정점 위치 설정장치가 설치되어 있다.

렌즈 케이스 앞쪽에는 교차원주렌즈(크로스 실린더)와 로터리 프리즘(R.P.)이 설치되어 있으며 세련된 메커니즘으로 여러 가지 운동을 한다.

측정할 때 피검자는 검안창을 들여다보고 시력표 등을 주시(되도록 편한 마음으로)하게 되는데, 이때 각막 표면이 그 포롭터 광학계의 ‘기준위치’에 오도록 측면에서 조준장치를 이용해서 위치를 맞춰야 한다.

이와 같이 맞추면 그때의 굴절력 측정치가 정확하게 기준 장용거리(독일에서는 12㎜이나 미국에서는 이보다 길다)에 의해서 안경의 교정굴절력(교정도수)을 나타내도록 광학계가 설계되어 있다.

 
(2) 렌즈계(lens system)
AO 포롭터를 이용해서 굴절 측정할 때 일반적으로 피검안 쪽에서 시작하여 순서대로 구면렌즈 2매와 난시렌즈 2매의 합계 4매가 한 줄로 나란히 서게 된다.

1매인 것도 있지만 2, 3매인 것도 있다. 어떤 조합에서도 합성도수의 오차가 규정이내에 있으며, AO社에서는 부속렌즈를 사용할 때 이외에는 항상 0.1D 이내가 되도록 설계한다.

옛날에는 렌즈의 조합에 의해(특히 굴절력이 강도일 때) 상당한 차가 발생하였다. 그러나 최근에는 설계계산을 컴퓨터로 하기 때문에 이 오차를 작게 억제할 수 있게 되었다.

일본의 경우 포롭터의 공업규격(JIS T 7308-1988)에 의한 허용오차는 <표 1>과 같다. 측정은 렌즈미터로 한다. <계속>
 
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