ISSN(print) 1226-5012 22(4):417-425, December 2017 < 초청논문 > http://dx.doi.org/10.14479/jkoos.2017.22.4.417 Effects of CCT of LED Lightings and Color Lenses on Color Perception Myeong Chae Jung and Eun Jung Choi* Dept. of Optometry, Konyang University, Daejeon 35365, Korea (Received October 27, 2017: Revised November 17, 2017: Accepted November 17, 2017) Purpose: The study aimed to investigate the effects of the CCT of LED lightings and the color lenses on the color perception. Methods: A total of 30 participants with the normal color vision (mean age 24.70±1.86 years) were tested the FM 100 hue test under LED lightings of 3,000 K or 6,500 K while wearing four different color glasses. The abilities of color perception were analyzed with the averages of TES(total error score) and ES charts(error score charts) from FM 100 hue test(farnsworth Munsell 100 hue test). Results: Regardless of whether color lenses are weared or not, the averages of TES of the FM 100 hue test under LED lighting of either 3,000 K or 6,500 K showed no significant difference statistically. However in comparison to the averages under LED lightings between 3,000 K and 6,500 K, the averages of TES under LED lighting of 6,500 K were found to be significantly larger than those under LED lighting of 3,000 K. According to the ES chart, the values of ES under LED lighting of 6,500 K were larger than those under lightings of 3,000 K in some color segments. Conclusions: Under LED lighting of either 3,000 K or 6,500 K, because the color lenses of brown, green, red and gray with transmittance of about 50% to 60% did not affect the color perception, it is thought that there is no major problem with prescription and wearing. However it is recommended to pay attention to prescription and wearing since the change of CCT of LED lightings between 3,000 K and 6,500 K affect the color perception. In the case of the FM 100 hue test, the ES chart may be suitable for use as an indicator to clarify the errors of color discrimination in each color that can not be detected by the average of TES. Key words: CCT, LED, Color lens, FM 100 hue test, Color perception 서론조명은사물을인식하는데있어서필수불가결한요소로서목적이나장소등에따라적합한색상이나종류, 밝기등이선택된다. 조명은실내활동을가능토록해주며전조등이나가로등, 간판, 경관, 수술, 작물재배등을위해서도널리사용되고있다. [1] 얼마전까지만해도백열등이나형광등, 수은등, 할로겐등이조명으로널리사용되었지만, 현재는고효율, 장수명, 친환경, 고휘도등의장점이부각되면서 LED(Light Emitting Diode) 가그자리를대체하고있다. [2] LED는자연광이나기존의광원과는다른분광분포와연색지수 (color rendering index, CRI) 를가지고있어서물체의색보임 (color appearance) 자체가다르게나타나고, 시작업과같은기능적평가나감성반응과같은심리적평가에서도차이를보인다. [3-6] 여러가지색온도 (correlated color temperature, CCT) 를갖는 LED 조명의색상에따른 색보임에대한주관적평가에따르면낮은색온도의조명에서장파장색상의빛이실제물리량보다낮게인식될수있으므로색보임이중요한공간에서는 LED 조명의색온도가중요하다. [7] 실물대모형 (Mock-up) 사무공간에서수행한 3,300 K, 4,200 K, 5,200 K, 6,100 K의 4가지색온도 LED 조명에따른작업자피로도평가에따르면색온도 5,200 K의 400~600 lx에서피로도가가장낮고시간에따른피로도증가율또한낮은것으로나타났다. [8] 상업시설에속하는대형마트에서의조명환경조사연구에서는상품의최대분광반사율과 LED 조명의색온도에따른분광분포를비교하여구역의특성에따라적절한조명계획을세우는것이서비스환경에대한이미지형성과고객의소비심리에바람직하다고평가하였다. [9] 400 lx, 700 lx의조도와 3,500 K, 5,600 K, 7,500 K의 LED 조명아래에서측정한오류수정작업및읽기작업에대한소요시간및정확도측정결과에따르면, 오류수정작업의경우는유의한차이가없는것으로나타났지만읽기작업에서 *Corresponding author: Eun Jung Choi, TEL: +82-42-600-6331, E-mail: ejchoi@konyang.ac.kr 본논문의일부내용은 2016년도한국안광학회동계학술대회에서포스터로발표되었음. 417
418 Myeong Chae Jung and Eun Jung Choi 는 7,500 K에서소요시간이유의하게감소하는것으로나타났다. [10] 밝기의관점에서볼때 LED는동일조도하에서의형광등보다밝기감이더높은것으로나타나서불쾌눈부심 (discomfort glare) 이클것으로예상되며, 연색성관점에서볼때는색온도범위에따라다른평가를보이기때문에파장에따른구체적인연색성연구가필요한것으로나타났다. [11] 조명은색채정보수집및색채인지능력의평가기준이되는색채시인성 (color visibility) 에있어서도중요한요소가된다. [11] 최근여러가지이유등으로인해짙은미세먼지나황사, 잦은안개, 폭우등과같은악천후기상조건이자주발생되는데, 이에대응하기위한목적으로운전자가보다향상된색채시인성을확보할수있도록해주는차량용조명인색온도변환 LED 전조등의개발도한창이다. [12] 색상렌즈는일반적으로눈으로입사되는강렬한태양광선으로부터의보건용이나눈부심방지, 안정피로개선, 대비감도향상, 안질환환자용, 패션이나미용등을목적으로사용된다. [13] 색상렌즈의종류는착색렌즈, 반사코팅렌즈, 편광렌즈등다양한데가장널리사용되는것은착색렌즈이다. [6] 야외활동이나운동경기등을할때적절한수준의짙기와색상의렌즈를착용하면대비감도등의향상으로활동에도움이되지만, 지나친짙기와잘못된색상의선택은오히려대비감도나색상의인지능력을저하시켜활동능력을떨어뜨릴수도있다. [14-15] 색상렌즈의착용은조절력의증가나입체시의감소를유발할수있으며색각이상자의경우에있어서는정상색각자보다더큰색상의혼동을가져올수있다. [16-20] 이처럼색상렌즈는다양한효과와기능으로긍정적인면도있지만부정적인면도있어서많은연구의대상이되어왔다. 이처럼조명분야에서는자연광이나기존조명인백열등, 형광등과분광분포나연색지수등에있어서확연한차이를보이는 LED 조명이보편화되어가고, 색상렌즈분야에서는유해광선의차단, 눈부심감소, 안질환자안보호등의기능성색상렌즈들이더욱다양화되고있다. 이두분야의복합적환경은관찰자가지각하는색의왜곡을더욱가중시킬수있고, 따라서이와관련된색채지각에대한연구가더욱필요한실정이다. 이러한필요성을반영하는연구의일환으로본연구에서는색온도 3,000 K와 6,500 K LED 조명하에서시중에서유통되고있는투과율약 50~60% 전후의 Brown, Green, Red, Gray 색상렌즈를대상으로색채지각에관한연구를수행하였다. 색채지각검사에는 FM 100 색상검사 (Farnsworth-Munsell 100 hue test) 를이용하였는데, 이검사법을이용하면색채지각에대한정량적인평가가가능해서기존의주관적평가등의연구에서는할수없었던 분석과해석등이가능하다. [21] 광학적관점에서볼때, 색상렌즈는 LED 조명과 FM 100 색상검사의색상캡사이에위치하고있는광학적요소 (optical element) 에해당한다. 색상렌즈는, 예를들면, LED 전조등과전방에위치한사물사이에놓이게되는황사, 미세먼지, 안개, 눈, 비와같은광학적요소로대체될수있다. 이러한점을고려할때본연구에서의방법, 분석, 그리고결과등은다양한광학적요소를대상으로한색채지각, 색보임, 색채시인성및그와관련된모델개발등에폭넓게활용될수있다. 대상및방법 1. 대상참가자는전신질환이나안질환, 색각이상등에있어서문제가없고단안교정시력 0.8 이상, 양안교정시력 1.0 이상, 구면굴절력 S0.00 D ~ S 4.00 D, 원주굴절력 C 2.00 D 이내인평균연령 24.70±1.86세의성인들이다. 연구는생명윤리위원회 (institutional review board, IRB) 의승인을받아진행하였다. 2. 방법 1) 조명부스조명환경을구현하기위한조명부스를 Fig. 1에나타내었다. 크기는 100(W) 50(D) 90(H) cm이고, 상단에는 LED 조명을장착할수있는공간과눈부심을방지할수있는차단막을설치하였으며내부는무광택검정색을이용하여반사가최소가되도록하였다. 2) LED 조명조명환경의연출을위하여색온도 3,000 K와 6,500 K인 LED 조명판을제작하였다. 이후부터는 3,000 K LED 조명과 6,500 K LED 조명을각각 LED 3,000K 와 LED 6,500K 로간략히표기하겠다. LED 3,000K 의 CIExy 색좌표는 (0.4357, Fig. 1. Lighting booth.
Effects of CCT of LED Lightings and Color Lenses on Color Perception 419 Fig. 2. Customized LED plates and control boxes. Fig. 4. Spectral distributions of color lenses. Table 1. Transmittances and CIE color coordinates of color lenses Color Transmittance CIE color coordinate (%) L * a * b * Brown 56.3 69.7 12.6 10.2 Green 49.9 77.8 12.4 1.3 Red 63.9 73.7 3.1 10.0 Gray 61.2 77.1 3.6 5.4 Fig. 3. Spectral distributions of LED of 3,000 K and 6,500 K. Table 2. Composition of Farnsworth-Munsell 100 hue test [11] Box Cap number Hue 0.4042) 으로황색 (yellow) 을띠며, LED 6,500K 의 CIExy 색좌표는 (0.3097, 0.3181) 으로찬백색 (cool white) 을띠었다. 제작한 2종의 LED 조명판과밝기조절용디머가장착된콘트롤러를 Fig. 2에나타내었다. 조명의밝기는한국산업표준 (KS) 의조도기준 (KSA 3011:2013) 에서명시하고있는일반휘도대비혹은작은물체대상의시작업을수행할수있는밝기의범위에해당하는 500 lx로하였다. [22,23] Fig. 3에가시광선범위 (380 ~ 780 nm) 에서의 LED 조명에대한광원분광분포를나타내었다. 3,000 K에서보다 6,500 K에서더많은청색광이방출되고있음을알수있다. I 85, 1 21 II 22 42 III 43 63 IV 64 84 R (Red) ~ GY (Green-Yellow) GY (Green-Yellow) ~ BG (Blue-Green) BG (Blue-Green) ~ PB (Purple-Blue) PB (Purple-Blue) ~ RP (Red-Purple) 3) 색상렌즈사용된렌즈는시중에서유통되고제품으로 CR-39로제조된굴절능 (refractive power) 0.00 D의 Brown, Green, Red, Gray 색상의렌즈이다. Fig. 4에 4종의색상렌즈에대한분광투과율분포를, Table 1에투과율과 CIEL * a * b * 색좌표를나타내었다. 4) FM 100 색상검사색채지각검사에는색상배열검사 (hue arrangement test) 의한도구인 FM 100 색상검사 (Farnsworth-Munsell 100 hue test) 를이용하였다. 명칭은 100 색상검사이지만실제로는시각적으로색상구별이어려운 15개색상을제외한총 85개 (cap number 0 ~ cap number 84) 의색상을연출하는명도 5, 채도 5의색상캡 (colored cap) 이사용된다. [24,25] 색상캡들은네상자에나뉘어들어있는데각상자에속하는색상캡에대한번호와색상을 Table 2에나타내었다. [21] 참가자는 LED 조명이켜진조명부스에서흩어져있는 FM 100 색상검사의색상캡을색상순서에따라배열한다. 네상자에들어있는총 85개의색상캡에대한배열이끝나면각색상캡뒷면에적혀있는색상번호를이용하여각
420 Myeong Chae Jung and Eun Jung Choi 색상캡에서의오류값 (error score, ES) 을산출한다. 색상캡이순서대로잘배열되었다면해당하는색상캡에서의 ES 는 0이되지만, 색상을혼돈하여색상캡의배열이바뀌면해당하는색상캡과주위에있는색상캡의 ES는커진다. 검사가끝나면색상검사의결과를분석할수있는아래와같은총오류값 (total error score, TES) 과오류값도표 (error score chart, ES 도표 ) 를구할수있다. [21] (i) TES : 85개색상캡에대한 ES의합 (ii) ES 도표 : 각색상캡에대한 ES를색상번호에따라나타낸도표 TES의값이크다는것은색상캡을배열할때순서가많이틀렸다는것이고, 따라서그만큼색상을구분하는데어려움이많았다는뜻이다. 추가로네상자 I, II, III, IV에대한각상자별부분합 (partial sum of error score, PES) 을구하면각각의색상군 (color group) 에대한변화도조사할수있다. 모든검사는외부조명이유입되지않도록암실에서수행하였으며조명과색상캡상자의제시순서는무작위로하였고검사거리는 50 cm로하였다. [21] 결과및고찰 2종의 LED 조명 (3,000 K, 6,500 K) 과 4종의색상렌즈 (Brown, Green, Red, Gray) 로연출된실험환경아래에서참가자 30명을대상으로수행한 FM 100 색상검사의 TES의평균과표준편차를 Table 3과 Fig. 5에나타내었다. Fig. 5. The averages of total error scores in the conditions of various color lenses under LED lighting of 3,000 K and 6,500 K. (i) LED 3,000K 에서 TES의평균 Table 3의 1열에따르면 LED 3,000K 에서 Without lenses, Brown, Green, Red, Gray 일때 FM 100 색상검사의 TES 의평균은각각 58.80±30.65, 65.07±29.91, 58.67±29.40, 55.47±92.01, 50.27±27.33이다. 이들평균사이에유의한차이가있는지알아보기위하여일원배치분산분석 (oneway ANOVA) 과사후검정을실시하였다. 분산의동질성 (homogeneity of variance) 은성립하지않았으며 (p = <.05), 사후검정은 Tamhane 법으로하였다. 그결과, Without lenses, Brown, Green, Red, Gray에대한 TES의평균사이에는유의한차이가없다는것을알수있었다 (p =.399, Table 3, 6행1열 ). 1. 색상렌즈가색채지각에미치는영향이절에서는 LED 3,000K 와 LED 6,500K 에서색상렌즈가색채지각에미치는영향에대하여알아보았다. Table 3. The averages of total error scores in the conditions of various color lenses under LED lighting of 3,000 K and 6,500 K Color Mean±SD LED 3,000K LED 6,500K p Without lenses 58.80±30.65 33.33±15.94.001 * Brown 65.07±29.91 39.73±20.74.001 * Green 58.67±29.40 39.33±19.96.004 * Red 55.47±29.01 28.40±14.68.001 * Gray 50.27±27.33 30.13±18.96.002 * p.399.070 : t-test : ANOVA * : Significantly different at p<.01 (ii) LED 6,500K 에서 TES의평균 Table 3의 2열에따르면 LED 6,500K 에서 Without glasses, Brown, Green, Red, Gray 일때 TES의평균은각각 33.33±15.94, 39.73±20.74, 39.33±19.96, 28.40±14.68, 30.13± 18.96이다. 이들평균사이에유의한차이가있는지알아보기위하여앞서 (i) 에서와같은방법으로통계분석을실시하였고, 그결과, Without lenses, Brown, Green, Red, Gray에대한 TES의평균사이에는유의한차이가없다는것을알수있었다 (p =.070, Table 3, 6행2열 ). 이상의두경우 (i), (ii) 를요약하면색온도 3,000 K 또는 6,500 K 각각의 LED 조명아래에서색상렌즈미착용시나착용시나모두 FM 100 색상검사의 TES의평균사이에는유의한차이가없는것으로나타났다. 결과적으로색온도 3,000 K 또는 6,500 K 각각의 LED 조명아래에서는색상렌즈가색채지각에영향을미치지않는다는것을알수있었다.
Effects of CCT of LED Lightings and Color Lenses on Color Perception 421 2. LED의 색온도가 색채지각에 미치는 영향 산이 아닌 것으로 나타났으며(F = 12.889, p =.001), 그에 이 절에서는 색상렌즈 미착용시 및 착용시 LED 조명의 따른 유의확률로.001(<.05)을 얻었다(Table 3, 1행3열의 p 색온도가 색채지각에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 값 참조). 따라서 색상렌즈 미착용시 유의수준.05에서 여기에서는 (i) 색상렌즈 미착용시(without lenses)와 (ii) LED3,000K와 LED6,500K에서의 TES의 평균 사이에는 유의한 색상렌즈 착용시(Brown, Green, Red, Gray)로 구분하여 차이가 있고, 결과적으로 LED의 색온도가 색채지각에 영 논하였다. 향을 미친다는 것을 알 수 있었다. TES가 색상검사를 수행할 때 인접해 있는 색상들과의 (i) 색상렌즈 미착용시 혼동으로 인해 유발되는 오류값의 합이라는 점을 상기하 (ㄱ) Table 3의 1행 따르면 색상렌즈 미착용시(without 면, LED6,500K에서 TES의 평균이 LED3,000K에서보다 낮다 lenses) LED3,000K 및 LED6,500K에서 FM 100 색상검사의 TES 는 점으로부터 LED6,500K이 색상판별(color discrimination) 의 평균과 표준편차는 각각 58.80±30.65과 33.33±15.94이다. 에 있어서 더 나은 조명환경을 제공해준다고 할 수 있다. 두 평균 사이에 유의한 차이가 있는지 알아보기 위하여 (ㄴ) TES의 평균의 비(ratio)를 이용하면 색상검사에서 α =.05에서 두 표본 t검정을 실시하였다. 두 집단은 등분 나타나는 오류를 상대적으로 비교할 수 있다. 앞서의 (ㄱ) Fig. 6. Error score charts without and with color lenses.
422 Myeong Chae Jung and Eun Jung Choi 에따르면 LED 3,000K 에서 TES의평균은 LED 6,500K 에서 TES의평균보다 58.80/33.33=1.76배높다. 이는 LED 6,500K 에서색상검사를수행할때보다 LED 3,000K 에서색상검사를수행할때, 색상을혼동할가능성이 1.76배높음을말해주는것이다. [21] ( ㄷ ) ES 도표를이용하면 85개색상캡전체에대한 ES 의분포를확인할수있다. Fig. 6(a) 에색상렌즈미착용시의 LED 3,000K 와 LED 6,500K 각각에서취한 FM 100 색상검사의 ES 도표를나타내었다. 양끝가장자리색상보다중심부색상근처에서 ES가높은경향을보이는데이는표준광원인 D65, TL84, A 광원에서도나타나는현상으로색상캡간의색차불균일로설명된다. [21,25] ES가각색상캡부근에서색상배열을틀리게하여나타나는오류값이라는점을상기하고 Fig. 6(a) 를살펴보면대부분의색상에서 LED 3,000K 의 ES가 LED 6,500K 의 ES 보다크기때문에 LED 3,000K 에서색상배열의오류가클것이라는점을알수있다. 하지만일부색상캡 (20번, 40번, 50번, 60번, 70번 ) 부근에서는오히려 LED 6,500K 의 ES가크기때문에 LED 6,500K 에서색상배열의오류가클것이라는점을알수있다. ( ㄱ ) 에서와같이단순히 TES의평균만을비교하는것만으로끝낸다면 LED 6,500K 의 TES가 LED 3,000K 의 TES보다작은값을갖기때문에 LED 6,500K 이색채판별을위한더나은조명이라고할수있겠지만, ES 도표를이용하면 85개색상전반에걸쳐서 LED 6,500K 의 ES가 LED 3,000K 의 ES 보다항상낮은것은아니라는것을알수있기때문에이러한판단은재고해보아야한다는점을알수있다. 즉, ES 도표 Fig. 6(a) 에서볼수있듯이일부색상 (20번, 40번, 50번, 60번, 70번 ) 근처에서는 LED 3,000K 의 ES가 LED 6,500K 의 ES보다작은색상이존재하고, 따라서이러한색상에해당하는전후의몇몇색상에대해서는오히려 LED 3,000K 이색상판별을위한더나은조명이될수있다는것을알수있다. 이처럼 ES 도표를활용하면단순히 TES만으로는확인할수없는각색상에서의 ES의특징을구체화할수있다. (ii) 색상렌즈착용시 ( ㄱ ) 색상렌즈미착용시와마찬가지로통계적검정을실시하였다. 4종의색상렌즈 (Brown, Green, Red, Gray) 모두에대하여유의수준.05에서 LED 3,000K 와 LED 6,500K 에서의 TES의평균사이에유의한차이가있는것으로나타났다 (Table 3, 2행 ~5행 3열의 p값참조 ). 따라서색상렌즈착용시에도유의수준.05에서 LED 3,000K 와 LED 6,500K 에서의 TES의평균사이에는유의한차이가있고, 결과적으로 LED의색온도가색채지각에영향을미친다는것을알수있었다. 한편, 색상렌즈착용시도색상렌즈미착용시와마찬가지로 LED 6,500K 의 TES의평균이 LED 3,000K 보다낮다는점으로부터 LED 6,500K 가색상판별에있어서더나은조명환경을제공해준다고할수있다. ( ㄴ ) LED 3,000K 와 LED 6,500K 에서의 TES의평균의비를 Brown, Green, Red, Gray 색상별로비교하면 LED 3,000K 에서의 TES의평균이 LED 6,500K 에서보다각각 65.07/39.73=1.64, 58.67/39.33=1.49, 55.47/28.40=1.95, 50.27/30.13=1.67 배크다 (Table 3 참조 ). 이는 Brown 색상렌즈를착용할경우, LED 6,500K 에서보다 LED 3,000K 에서색상검사를수행할때색상을혼동할가능성이 1.64배높음을말해주는것이다. 마찬가지로 Green의경우는 1.49배, Red의경우는 1.95배, Gray의경우는 1.67 배만큼 LED 3,000K 일때가 LED 6,500K 일때보다색상을혼동할가능성이높음을말해주는것이다. ( ㄷ ) Fig. 6(b) ~ (e) 에 Brown, Green, Red, Gray 색상렌즈를착용하고 FM 100 색상검사를수행하였을때 LED 3,000K 와 LED 6,500K 에서취한 FM 100 색상검사의도표를색상별로나타내었다. 색상렌즈미착용시와마찬가지로각색상렌즈별로 LED 6,500K 에서의 ES가 LED 3,000K 에서보다더큰영역이일부존재하기는하지만, 전반적으로 LED 6,500K 일때 ES가작음을알수있다. ES 도표를통해 LED 3,000K 의 ES가 LED 6,500K 의 ES보다작은색상영역을찾으면어떤색상렌즈를착용하였을때어떤색상영역근처에서 LED 3,000K 이색상판별을위한더나은조명환경을제공할수있는지확인할수있다. 이상의두경우 (i), (ii) 를요약하면색상렌즈미착용시및착용시모두에서 3,000 K 조명과 6,500 K 조명에서의 TES의평균사이에는유의한차이가있는것으로나타났다. 결과적으로 LED 조명의색온도는색채지각에영향을미친다는것을알수있었다. 3. 논의결과의 1에따르면색온도 3,000 K 또는 6,500 K LED 각각의조명아래에서색상렌즈미착용시나착용시나모두 FM 100 색상검사의 TES의평균사이에는유의한차이가없는것으로나타났고, 따라서색온도 3,000 K 또는 6,500 K 각각의 LED 조명아래에서색상렌즈는색채지각에영향을미치지않는다고할수있다. 결과의 2에따르면색상렌즈미착용시및착용시모두에서 3,000 K 및 6,500 K 조명에서의 TES의평균사이에는유의한차이가있는것으로나타났고, 따라서 LED 조명의색온도는색채지각에영향을미친다고할수있다. 결과의 1과 2를종합하면 LED 조명의색온도는색채지각에영향을미치지만, 색상렌즈는색채지각에영향을미
Effects of CCT of LED Lightings and Color Lenses on Color Perception 423 치지않는다고결론지을수있다. 이와관련된논의를선행연구의예를들어아래와같이비교하였다. (1) LED 조명의색온도가색채지각에영향을미친다는결과는선행연구에서도찾아볼수있다. 한예로김등 [26] 은다양한색온도의 LED 광원과먼셀의주요 5색상인 Red, Yellow, Green, Blue, Purple을이용하여시각기능및심리적반응을고려한색보임, 밝기, 선명함, 자연스러움, 선호도평가를하였다. 그결과, 색보임이중요시되는공간에서는 LED의색온도가중요한영향을미치기때문에 LED 조명의계획및설치시에는색온도선택에주의를기울일것을제안하였다. (2) 색상렌즈가색채지각에영향을미치지않는다는본연구에서의결과를선행연구와비교해보았다. 한예로이등 [6] 은투과율 70% 및 20% 인 Brown, Green, Yellow, Gray 착색렌즈를대상으로 3가지색각이상검사즉, 한식색각검사, D-15 배열검사, 색등검사를실시하였다. 이들의보고에따르면한식색각검사와 D-15 배열검사에서는착색렌즈를착용하지않았을때보다착색렌즈를착용하였을때틀린개수가증가하였고, 높은투과율일때보다낮은투과율에서틀린개수가증가하였다. 특히짙은 Yellow 렌즈에있어서는통계적으로유의하였다. 색등검사에서는짙은 Gray 렌즈와짙은 Brown 렌즈에서틀린개수가통계적으로유의하게증가하였다. 이들의연구에서수행한 3가지검사법가운데본연구와가장유사한검사법은 D- 15 배열검사이므로이검사의결과와본연구의결과를아래와같이보다자세히비교하였다. 우선, 이등의연구와본연구와의큰차이점은다음과같다. (i) 본연구에서렌즈의투과율은 50 ~ 60% 전후로이등이사용한렌즈의투과율인 70% 과 20% 사이에있다. (ii) 본연구에서수행한검사법은 FM 100 색상검사로이등이사용한 D-15 배열검사보다이웃해있는색상캡사이의색상차가작다. 이등의 D-15 배열검사에서색상배열의오류로나타나는가로지르는선의개수는 ( 착색렌즈미착용시, 0.21±0.58) 이었고, 투과율 70% 인옅은렌즈착용시 (Gray, 0.14±0.36), (Brown, 0.07±0.27), (Green, 0.21±0.80), (Yellow, 0.36±0.93), 투과율 20% 인짙은렌즈착용시 (Gray, 0.79±1.31), (Brown, 0.50±0.94), (Green, 1.07±1.73), (Yellow, 3.29±1.38) 이었다. 즉, 투과율 70% 인옅은렌즈의경우, 가로지르는선의개수를미착용시와비교하면 Gray, Brown은오히려감소하였고, Green은같았고, Yellow는증가하였지만유의하지는않았다. 투과율 20% 인짙은렌즈의경우, 가로지르는선의개수는 4 색상모두에서유의하게증가하였고, 특히 Yellow 일때현저하였다. 이상을종합하면색상을구분하는데있어서투과율 70% 의경우는미착용시와유의한차이가없기 때문에색상구별에영향을미치지않는반면, 투과율 20% 의경우는미착용시보다가로지르는선의개수가유의하게증가하였기때문에색상구별에영향을미친다고할수있다. 결과적으로이등의결과는투과율 70% 착색렌즈는색채지각에영향을미치지않지만, 투과율 20% 착색렌즈는색채지각에영향을미친다는것을말해주고있다. 이등의결과와본연구의결과를비교하였다. 본연구에서사용한렌즈의투과율 50% ~ 60% 은이등이수행한렌즈의투과율인 70% 와 20% 사이에있다. 앞서서술한바와같이이등의결과에따르면투과율 70% 일때는색채지각에영향을미치지않지만, 투과율 20% 일때는색채지각에영향을미쳤다. 본연구에따르면투과율 50% ~60% 일때는색채지각에영향을미치지않았다. 이러한두연구의결과를비교하면투과율 70% ~ 20% 사이에서색채지각에영향을미치기시작하는렌즈의투과율인임계투과율 (critical transmittance) 이존재할것이며, 그임계투과율은 50 ~ 60% 보다작고 20% 보다는클것이라는점을유추할수있다. 본연구는투과율 50 ~ 60% 전후의 Brown, Green, Red, Gray 색상렌즈만을대상으로실험을수행하였다. 하지만보다다양한색상과낮은여러투과율의렌즈를사용한다면색채지각에영향을미치지시작하는임계투과율을각색상별로밝혀낼수있을것이므로이와관련된보다광범위한연구가수행될수있기를기대한다. 결론색온도 3,000 K 및 6,500 K의 LED 조명과투과율 50% ~60% 전후의 Brown, Green, Red, Gray 색상렌즈로연출된실험환경아래에서색채지각에관한연구를수행하였다. 실험에필요한조명부스와 LED 조명은제작하였고색채지각검사에는 FM 100 색상검사를이용하였다. 참가자는 30명이며평균연령은 24.70±1.86세이었다. 도출된통계적결과를요약하면색온도 3,000 K 및 6,500 K 각각의조명아래에서색상렌즈미착용시나착용시나모두 FM 100 색상검사의 TES의평균사이에는유의한차이가없는것으로나타났다. 이로부터색온도 3,000 K 및 6,500 K 각각의 LED 조명아래에서색상렌즈는색채지각에영향을미치지않는다는것을알수있었다. 한편, 색상렌즈미착용및착용상태모두에서 3,000 K 조명과 6,500 K 조명에서의 TES의평균사이에는유의한차이가있는것으로나타났다. 이로부터 LED 조명의색온도는색채지각에영향을미친다는것을알수있었다. 결론적으로이상의도출된결과와선행연구의결과를통해색온도 3,000 K 및 6,500 K의 LED 조명과투과율
424 Myeong Chae Jung and Eun Jung Choi 50% ~ 60% 전후의 Brown, Green, Red, Gray 색상렌즈로연출된실험환경아래에서는 LED 조명의색온도는색채지각에영향을미치지만색상렌즈는색채지각에영향을미치지않는다는것을알수있었다. 그리고선행연구와의비교를통해본연구에서색상렌즈가색채지각에영향을미치지않은이유가렌즈의투과율이색채지각에영향을미치기시작하는수준인임계투과율에도달하지못한데기인하는것임도알아낼수있었다. 한편, TES의평균의비는색상검사에서나타나는오류를상대적으로비교할수있는지표로, 그리고 ES 도표는 TES의평균만으로는밝혀낼수없는각색상에서의 ES의특징을구체화할수있는지표로활용할수있음도알아낼수있었다. 2종의색온도 LED 조명과 50% ~ 60% 전후수준의투과율을갖는 4종의색상렌즈만을이용하여도출된것이라는점은연구의한계라할수있다. 보다다양한색온도의 LED 조명과색상및투과율의색상렌즈를대상으로한폭넓은연구가진행되어색채지각, 색채시인성모델, 색온도변환 LED 전조등개발과관련된색채지각및색채시인성모델등의개발에활용될수있기를기대한다. 감사의글 본연구는지식경제부및한국산업기술평가관리원의산업원천기술개발사업의일환으로수행되었음 [10053045, 기후환경변화대응운전자시인성향상을위한색온도변환스마트 LED 전조등제품화 / 표준화기술개발 ]. REFERENCES [1] Jung MH, Yang SJ, Yuk JS, Oh SY, Kim CJ, Lyu J, Choi EJ. Evaluation of blue light hazards in LED lightings. J Korean Ophthalmic Opt Soc. 2015;20(3):293-300. [2] Lee CW, Park KH, Ryu GC. Research on the influence of the near stereopsis from correlated color temperature and illuminance of LED lighting. Korean J Vis Sci. 2014; 16(3):329-336. [3] Lee CH, Choi DG. Effect of illumination on stereoacutiy. J Korean Ophthalmol Soc. 2002;43(10):1963-1967. [4] Kim JG, Ko JK. Affective evaluation for human-centered lighting environment design: focused on office spaces using LED lighting. J Korean Inst Illum Electr Install Eng. 2015;29(10):25-33. [5] Suk HJ, Kim GK. The influence of chromacity of LED lighting on time perception. Sci Emot Sensib. 2010; 13(1):69-78. [6] Lee JH, Chu BS. Effect of different tinted ophthalmic lenses on color vision perception. Korean J Vis Sci. 2015;17(4):443-452. [7] Kim HS, Kim YS, Choi AS, A study on the subjective evaluation of color appearance under the different LED CCT conditions. J Korean Inst Illum Electr Install Eng. 2011;25(2):43-52. [8] Lee JS, Kim SY. Research on the influence of fatigue evaluation under the workspace from correlated color temperature and illuminance of LED lighting. J Korean Soc Color Studies. 2012;26(1);45-53. [9] Kim KS, Hong SK, Choi AS. A study of method to improve color appearance through the application of LED lighting focused on groseries. J Korean Soc Living Environ Sys. 2011;18(5):590-598. [10] Jeong KI, Lee CW, Song WJ, Sung YJ, Sun JS, Ryu GC. Effects of correlated color temperature of LED light sources and illumination on visual performance at near. Korean J Vis Sci. 2012;14(3):189-195. [11] Lee JS, Kim WD, Kim SY. Sensibility evaluation of LED lighting and fluorescent lamp based on color temperature. J Archit Inst Korea Plan Des. 2009;25(4):263-270. [12] Park HS, Yang SJ, Park SW, Lee CS. Effect of background colors on color visibility in artificial weather conditions. Autumn Annual Conference of KIIEE 2016. 2016;11:34. [13] Choi EJ, Jeong JH, Kim HJ, Seo W, Ju YJ, Yang GT. Tinted-time dependence of the total spectral transmittance in CR-39 plastic color lens. Sae Mulli. 2009;59(3):272-277. [14] Erickson GB, Horn FC, Barney T, Pexton B, Baird RY. Visual performance with sport-tinted contact lenses in natural sunlight. Optom Vis Sci. 2009;86(5):509-516. [15] Kohmura Y, Murakami S, Aoki K. Effect of yellow-tinted lenses on visual attributes related to sports activities. J Hum Kinet. 2013;36(1):27-36. [16] Park SH, Kim SH, Cho YA, Joo CK. The effect of colored filters in patients with Meares-Irlen syndrome. J Korean Ophthalmol Soc. 2012;53(3):452-459. [17] Wolffsohn JS, Cochrane AL, Khoo H, Yoshimitsu Y, Wu S. Contrast is enhanced by yellow lenses because of selective reduction of short-wavelength light. Optom Vis Sci. 2000;77(2):73-81. [18] Simmers AJ, Gray LS, Wilkins AJ. The influence of tinted lenses upon ocular accommodation. Vision Res. 2001;41(9):1229-1238. [19] Lee JE, Stein JJ, Prevor MB, Seiple WH, Holopigian K, Greenstein VC et al. Effect of variable tinted spectacle lenses on visual performance in control subjects. CLAO J. 2002;28(2):80-82. [20] Dain SJ, Wood JM, Atchison DA. Sunglasses, traffic signals, and color vision deficiencies. Optom Vis Sci. 2009; 86(4):296-305. [21] Lee GS, Kim CJ, Kim YG, Choi EJ. Color perception under standard illuminants D65, TL84, and A with Farnsworth-Munsell 100 hue test. J Korean Ophthalmic Opt
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