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종옥 왕
5 years ago
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1 한국조명전기설비학회추계학술대회논문집 LED(R,G,B) 조명기구의색상및패턴변화에대한선호도연구 (A Study on the Preference of Changes of Color and Pattern of a LED(R,G,B) Luminaire) 박병철 * 장준호 ** 최안섭 *** (* 세종대학교건축공학과박사과정 ** 세종대학교건축공학과석사과정 *** 세종대학교건축공학과교수 ) (Byoung-Chul Park Jun-Ho Jang An-Seop Choi) Abstract Lighting design issues such as quality, quantity, and aiming direction should be carefully considered to select the best suitable type, size, and position of the luminaires under a given space. Lighting designers must also consider a human physiology, psychology, and aesthetic aspects. LEDs which are widely used now, among the various light sources are the best option show various colors and patterns. This paper investigated subject responses of their preferences and associated image on the primary and secondary colors of LEDs and such various patterns. 1. 서론 1.1 연구의배경및목적불과몇해전만해도 SF영화나공상과학소설등에서접할수있었던, 디지털과같은첨단문명이발달할수록인간의삶은점점건조해지고사회는각박해질것이라는우려가지배적이었다 [1]. 그러나디지털문명이현실에적용되고그에대한발전이절정에다다르고있는요즈음, 우리사회는디지털기술에의하여보다편리하게되었고, 그로인해삶의질은여유롭고풍요로워지고있다. 최근도시의야경에대한관심이높아졌다. 그리고정부 ( 경관정책수립, 법규마련, 심야전력비용할인검토 ) 와관련업계의노력으로공공건축물에서점차적으로민간건출물에도경관조명을장려함으로써공공건축물과민간건축물에서야간경관조명이많이시행되고있으며지속적으로검토되고있다 [2]. 특히사회구성원의생활패턴이다양해지면서야간에각종이벤트, 스포츠, 쇼핑등을하는기회가많아져서옥외조명환경에대한필요성이더해졌으며이에따라야간경관조명디자이너들의새로운지혜를요구하고있다. 야간경관조명에서조명환경연출은인간감성이부합된다각적인학문적지식을갖고목적에적합한환경연출을해야한다 [3]. 이러한시대적인요구와디지털기술의발달로인하여건축물경관조명및실내조명은과거야간에단순히건물을밝히는기능적인조명에서, 첨단기술을이용한 다양한형태와다양한컬러로계획되어지고있다. 이러한다양한요소들이결합된조명계획은고정된형태와컬러가아닌변화하는형태와컬러로연출되고있다. 이러한다양한연출을구현하고제어할수있는, 최근여러건축물내외부에적용되는있는 LED(Lighting Emitting Diode) 조명기구가대표적이라할수있다. LED 조명기구는과거 미래의조명 으로불리었으나현재실내외광원으로서다양하게시도되고있다. 조명설계는주어진장소의사용목적에가장알맞은빛환경과시작업에적합하도록빛의질, 양및방향을고려하여광원과기구의종류, 크기, 위치등의조명시설을정하는것이다. 이러한조명설계는생리, 심리및심미적인측면을충분히고려해야한다 [4]. 따라서본연구의목적은, 다양한컬러와패턴으로실내외에연출가능한 LED 조명기구의색채및패턴변화에대한소비자들의선호도및이미지를분석하고자한다. 이렇게분석된소비자들의색채및패턴변화에대한선호도및이미지는 LED를이용한조명설계의시기초적인자료로활용될수있을것이다. 1.2 연구의방법및범위본연구는다양한컬러와패턴으로실내외에연출가능한 LED 조명기구의색채및패턴변화에대한소비자들의선호도및소비자들이느끼는이미지를분석하기위하여 LED 조명기구로연출가능한대표적인색채및패턴을선정하여설문조사를실시하였다. LED 조명기구의색채및패턴의변화는매우다양하여연구의

2 범위를제한하였다. 색채는빛의삼원색인 Red, Green, Blue, 2차혼합색인 Cyan, Magenta, Yellow 와 3차혼합색인 White 로, 패턴의변화는빛의삼원색의컬러변화, 점멸속도, 순간적인컬러변화와점차적인컬러변화로제한하였다. 2. LED 조명 2.1 조명으로본 LED의특징 21세기빛의혁명을주도하고있는 LED를조명용광원으로사용하기위하여기존광원과 LED 광원을비교하여구조적, 전기적, 환경적특성을파악하고이러한특성을조명설계시반영하여야한다. 다음은 LED 광원의주요특징이다 [5,6]. 1 구조적으로기존의광원과는달리작은점광원으로써매우견고하고, 수명이길고, 렌즈에의해집속광을만들수있으며환경친화적이다. 또한다양한색상, 작은크기및유연한발광모듈을적용할수있으므로과거와달리창조적이고다양한설계가가능하다. 2 광학적으로선명한단색광을발광하여연색성이나쁜반면색을필요로하는조명기구에적용시빛손실이매우작고시인성이향사되며, 자외 / 적외선방출이없다. 또한초기점등실패율이아주낮다. 3 전기적으로특정전압이상에서점등을시작하고점등후에는작은전압변화에도민감하게전류와광도가변화한다. 또한저소비전력, 낮은유지보수비용에의하여높은경제적효과를얻을수있다. 4 여러가지가혹한주변상황에서도높은신뢰도를보장한다. 그러나온도상승시허용전류와광출력이감소하고많은열이발생하는등주위온도및동작온도변화에대해매우민감하게동특성이변화한다. 만약허용치이상의전류가흐를경우수명이대폭감소하고성능이크게저하되므로적절한열처리장치와전류를제어하는구동장치 (Ballast) 를필요로한다. 2.2 LED 조명의적용범위및방법 LED 조명기구의건축적적용범위는가까운미래에모든램프가사용하는곳에대체되어사용하는것으로예측되고있다. 그러나현재, LED 램프의특성을고려한적용범위를고려해보면다음과같다 [7]. 1 설치하기어렵고자주교환해주어야하는각종액센트조명에긴수명을가진 LED램프를설치할수있다. 2 LED 조명기구는다양한색상, 간단한설치, 오랜수명으로실내외공간의장식용으로사용할수있다. 3 외부공간에극심한온도변화와물리적충격및진동에강한 LED 조명기구를설치할수있다. 4 계단, 보도등이있는통로조명에설치할수있다. 5 눈에잘보이는비상구램프에네온등을대신하여설치할수있다. 6 건축물외부공간에설치되는여러부착물에사용할수있다. 7 도로, 활주로, 항구등다양한공간에서유도등으로사용할수있다. 8 LED 램프는적은전력소비로배터리에태양열을축적, 이를전원으로사용, 태양전지조명에적합하다. 2.3 LED 조명의전망최근조명에사용되는 LED는고취도고출력이주류를이루고있다. 시장에서는 HB-LED(High Brightness LED) 라고부르면이보다진보한 UHB-LED(Ultra-high Brightness LED) 도선보이고있다. 세계 HB-LED 의시장규모는다음그림 1과같이전망되고있다 [7]. 표 1. 백열전구와 LED 광원의주요특성비교 Table 1. Comparison of incandescent and LED lamp 백열전구 LEDs 발열량 Generate intense IR & heat Relatively cool 전류사용 Relatively high current draw Low current draw 수명 Last around 3 years Last up to 15 years 보수율 Suddenly burn out Dim with age 내구성 Fragile, susceptible to shock Extremely durable 제어성 Hard to control lighting patterns Ability to control lighting patterns 가격 Relatively high total cost-of-ownership Relatively low total cost-of-ownership 크기 Relatively large and bulky Compact 조명효과 Styling limitations Afford new styling opportunities 그림 1. 세계 HB-LED 시장규모 Fig. 1. Scale of HB-LED market 3. LED 조명의색채및패턴 LED 조명의색채, 컬러변화및속도변화등의패턴변화에대한소비자들의반응을알아보기위하여설문조사를실시하였다. 설문의구성은남녀성비 ( 남 14명,

3 여 14명 ) 를위한일반사항 1문항, 색채의선호도및색의이미지를파악하기위한 2문항과컬러의변화와속도변화에따른형용사이미지스케일에관한 4문항으로이루어졌다. 다음표 2는설문조사의개요이다. 표 2. 설문조사의개요 Table 2. Index of questionnaire survey 기간 2006 년 9 월 19 일 ~2006 년 9 월 21 일 연구대상 S 대학교건축공학부 1 학년 28 명 ( 남 14, 여 14) 조사방법 비확률표본추출법에의한표준화면접조사 설문조사는 S 대학교건축공학부 1 학년들로각각 10 명씩 3 번에걸쳐서차양이되는강의실에서 300mm 의 LED bar 타입 (W500 L500 D200) 조명기구 4개와전면이유백색아크릴로구성된조명박스를이용하여 LED의색채및패턴변화를보여주면서설문을실시하였다. 설문은총 30부를배포하여부적합한 2부의설문지를제외하고분석하였다. 다음그림 2는조명박스와그구성도이다. 그림 2. 실험에사용된조명기구 Fig. 2. Used luminaire in experiment 3.1 LED 조명의색채에대한소비자들의선호도 색채에관한 2문항은색채의선호도와이미지로구성하였다. 첫번째, 빛의 3원색 (Red, Green, Blue), 2차혼합색 (Cyan, Magenta, Yellow) 과 3차혼합색 (White) 의 7 가지색을보여주고그에대한선호도를조사하였다. 두번째, 각각의 7가지색채를보여주고그색채에대한이미지를다음의그림 3과같이 7점스케일을사용하여조사하였다. 그림 3. 색채이미지 7 점스케일 Fig points scale of color image 7 가지색채의선호도에대한분석은남녀에따라선 호하는색을하고전제적으로통합하여분석하였다. 다음표 3 은그결과이다. 표 3. 7가지색채의선호도 Table 3. Preference of 7 colors 남여전체 RED none 1 1 GREEN 2 none 2 BLUE CYAN MAGENTA none none none YELLOW none none none WHITE 가지색채에대한선호도는남녀모두 2차혼합색인 Cyan 에대한선호도가높았다. 그리고 Magenta와 Yellow의경우가장선호도가낮은것으로나타났다. 7가지색채에대한이미지는 7점스케일의평균을남녀와전체로하여분석하였다. 동적인 과 부드러운 을 0점으로 정적인 과 딱딱한 을 7점으로집계하였다. 다음의표 4는그결과이다. 표 3. 7가지색채이미지에대한 7점스케일 Table 3. Preference of 7 colors 남 여 전체 동적인정적인 동적인정적인 동적인정적인 RED GREEN BLUE CYAN MAGENTA YELLOW WHITE 가지색채의이미지는남녀가느끼는이미지가크게차이가나지않았고, 7가지색채중 White 와 Yellow를제외한 5가지의이미지는비교적중립적인의견이많았다. 그러나 White 의경우정적이고딱딱한느낌이강하였고 Yellow의경우정적인느낌이강하였다. 3.2 LED 조명의패턴변화에대한피험자가느끼는이미지 조명디자이너는실내외에 Full-color LED 조명기구를사용할때조명기구의연출색과패턴을결정함에있어직관과외부환경 ( 실내외마감재의색, 주변환경의색 ) 에의존하는경우가대부분이다. LED 조명기구의연출색과패턴을결정함에있어외부환경도중요하지만, 그공간의용도, 사용자의성격에따라연출색을결정지어야할것이다. 따라서, 본연구에서는형용사이미지스케일을사용하여조명기구의연출색과패턴에

4 따라피험자가느끼는형용사이미지를추출하였다. 형용사이미지스케일에서각각의형용사들은하나의 점 으로파악하기보다는그형용사가놓인위치를중심으로그의미가물의파장처럼넓어지고, 약해진다고생각하면된다 [8]. LED 조명기구의연출색의변화는 2초당 1회변화의주기로 Red에서 Green, Green에서 Blue와 Red에블루로변화하는과정을피험자에게보여주고그에따른형용사이미지를그림 4의스케일에표기하도록하였다. 다음의표 4는 귀여운, 깨끗한, 온화한 등의대표적인형용사이미지로빛의 3원색의변화를조사한결과이다. 빛의삼3원색으로분류한이유는빛의 3원색이변화하는과정에 2차혼합색이나타나기때문이다. LED 조명기구로연출할수있는패턴의변화중램프의점멸을이용하는것을 'Strobe 라고한다. 이러한패턴은실내외에적용시점멸속도가중요한요소가된다. 따라서점멸속도는초당 4회, 1회, 0.5회의세단계로하여속도에따른형용사이미지를그림 4의스케일에표기하도록하였다. 속도에따른이미지를조사하기위하여컬러는임의 (Random) 의컬러로변환되게설정하였다. 다음의표 5는그결과이다. 표 5. 점멸속도에대한형용사이미지 Table 5. Adjective images on the flickering speed 4 회 / 초 1 회 / 초 0.5 회 / 초남여전체남여전체남여전체 귀여운 none none none none none none 깨끗한 none none none none none none none 3 3 온화한 none none none none none none none 2 2 내츄럴한 none none none none 1 1 none 1 1 경쾌한 none 1 화려한 none 1 1 none none none 우아한 none none none 1 none 1 1 none 1 은은한 none none none 다이나믹한 none none none 모던한 점잖은 none none none 1 none 고상한 none none none none none none 그림 4. 형용사이미지스케일 [8] Fig. 4. Scale of adjective images 표 4. R G, G B와 R B의변화에대한형용사이미지 Table 4. Adjective images on the changes of R G, G B and R B Red Green Green Blue Red Blue 남여전체남여전체남여전체 귀여운 none none 1 none 1 1 깨끗한 3 none none none none 온화한 1 none 1 none 내츄럴한 none 2 2 경쾌한 none 화려한 none 2 2 none 5 5 우아한 none 2 none 5 5 은은한 다이나믹한 none 5 5 none 모던한 점잖은 none 고상한 2 none 2 none LED 조명기구의컬러변화시순간적 (Instant) 으로변화하는것과점차적 (Gradual) 으로변화하는연출이가능하고동시에변화속도도조절이가능하다. 따라서순간적인컬러변화와점차적인컬러변화를초당 4회, 1 회, 0.5 회의세단계로하여형용사이미지를그림 4의스케일에표기하도록하였다. 다음의표 6과 7은그결과이다. 표 6. 순간적인컬러변화에대한형용사이미지 Table 6. Adjective images on the instant color changes 4 회 / 초 1 회 / 초 0.5 회 / 초남여전체남여전체남여전체 귀여운 none none none none none none none 1 1 깨끗한 none none none none none none 온화한 none none none 내츄럴한 none none none none 2 2 경쾌한 none none none 화려한 none 1 1 우아한 none none none 은은한 다이나믹한 none none none 모던한 none none none 점잖은 none none none none none none 고상한 none none none none none none

5 표 7. 점차적인컬러변화에대한형용사이미지 Table 7. Adjective images on the gradual color changes 4회 / 초 1회 / 초 0.5회 / 초남여전체남여전체남여전체 귀여운 none 1 1 none 1 1 none 1 1 깨끗한 none none none none 1 온화한 1 none 1 none 내츄럴한 none none none 경쾌한 none 화려한 우아한 1 none 은은한 none none none 다이나믹한 none none none none none none 모던한 none 1 점잖은 none none none 1 none 고상한 none none none none none none none none none 3.3 소결 3.1절의 7가지색채 (R, G, B, C, M, Y, W) 에대한선호도와 7가지색채에대한이미지를 7점스케일을사용하여조사하였다. 색채에대한이미지는 동적인~정적인 과 부드러운~딱딱한 이라는두축으로하여조사하였다. 3.1절의내용을정리하면다음과같다. 1 7가지색채에대한선호도 - Cyan : 남녀모두선호도가높은것으로조사 - Magenta & Yellow : 남녀모두선호도가낮은것으로조사 2 7 가지색채이미지 (7 점스케일에의해중간값인 3.5를기준으로그차가 1 이상의색채 ) - Yellow : 정적인이미지로남성보다여성에게서더높은스케일을차지 ( 일반적으로 'Yellow' 는부드럽고동적인색채이나 LED 조명기구에서는그색이탁하게보여정적인이미지가느껴지는것으로판단 ) - White : 정적이고딱딱한이미지로남녀모두에게고르게나타났으나특히정적인이미지가 5.89 로높은스케일을차지 3.2절은빛의 3원색의컬러변화, 점멸속도, 순간적인컬러변화와점차적인컬러변화에따른피험자가느끼는이미지를조사하였다. 이미지는그림 4의형용사이미지스케일을사용하였다. 3.2절은내용을정리하면다음과같다. 1 컬러변화에대한형용사이미지 - R G : 화려한, 다이나믹한, 모던한 - G B : 내츄럴한, 은은한, 모던한 - R B : 다이나믹한, 모던한, 화려한, 우아한 2 점멸속도에대한형용사이미지 - 4 회 / 초 : 다이나믹한, 화려한, 경쾌한 - 1 회 / 초 : 경쾌한, 모던한, 은은한 회 / 초 : 모던한, 은은한, 점잖은 3 순간적인컬러변화에대한형용사이미지 - 4 회 / 초 : 은은한, 경쾌한, 화려한 - 1회 / 초 : 경쾌한, 내츄럴한, 화려한, 우아한, 은은한, 모던한 - 0.5회 / 초 : 점잖은, 우아한, 모던한 4 점차적인컬러변화에대한형용사이미지 - 4 회 / 초 : 경쾌한, 모던한, 다이나믹한 - 1 회 / 초 : 내츄럴한, 우아한 회 / 초 : 은은한, 다이나믹한, 점잖은 4. 결론및향후연구계획 3장에서빛의 3원색, 2차혼합색과 3차혼합색 Red, Green, Blue, Cyan, Magenta, Yellow, White에대한 LED 조명기구 7가지색채의선호도및연상되는이미지와 LED 조명기구의색채변화, 점멸속도등에따른형용사이미지를조사하였다. 이러한 LED 조명기구색채및패턴의이미지는실내외조명설계시활용되어야할것이다. 본연구는크기가제한된면광원 ( mm) 과 20 대초반의연령대에따른설문조사를하였으나, 향후다양한 LED 조명기구와다양한연령층을고려한연구가이뤄져야할것이다. 이러한연구가이뤄졌을때, 조명설계시건축물의용도, 사용자, 실내외계획의의도에맞는 LED 조명기구의색채및패턴계획이이뤄질수있을것이다. 감사의글 이연구에참여한연구자 ( 의일부 ) 는 사업의지원비를받았음. 참고문헌 2 단계 BK21 [1] 천정오, 디지털홈에적용가능한 LED 조명의도입방안에관한연구, 한국실내디자인학회논문집제 14 권 6 호, [2] 박병철, 건축물경관조명의경제적효과및광고효과측정의정량화를위한기초적연구, 대한건축학회논문집계획계제 22 권 8 호, [3] 이미애, 서울시건축상야간경관조명부문의작품을특집으로내면서, 한국조명전기설비학회지제 16 권 3 호, [4] 최산호외 3 인, 실내건축조명, 기문당, 2005 [5] 정봉만, 조명측면에서본 LED 과원특성과조명시스템응요, 한국조명설비학회지제 18 권제 3 호, [6] 김래현외, 고출력 LED 및고체광원조명기술, 도서출판아진, [7] 최윤석, LED 램프의건축조명적적용방안, 대한건축학회추계학술발표대회논문집 ( 계회계 ), [8] I.R.I 색채연구소, 어떤색이좋을까? Color Combination, 영진,

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DBPIA-NURIMEDIA Journal of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers (2011) 25(1)3041 논문 25-1-4 DOI : 10.5207/JIEIE.2011.25.1.030 학교교실 LED 조명의색온도에대한주관적평가 (Subjective Evaluation on the