CA 조명설비 이론*

명시조명 (Direct Lighting)

• 목적: 특정 공간이나 물체를 밝혀 시각적인 정보를 명확하게 전달하는 것을 목표로 합니다.
• 특징:
  • 높은 조도: 작업 공간이나 독서 공간처럼 정확한 시각 작업이 필요한 곳에 적합합니다.
  • 직접광 위주: 광원에서 나온 빛이 직접 물체에 비춰 밝게 만듭니다.
  • 균일한 조도 분포: 작업 면에 균일하게 빛을 분포시켜 눈의 피로를 줄입니다.
  • 예시: 사무실, 공장, 병원 수술실 등

명시조명의 목표는 시각적인 기능성을 최대한 높이는 것입니다.

분위기 조명 (Ambient Lighting)

• 목적: 공간의 분위기를 연출하고, 심리적인 안정감을 주는 것을 목표로 합니다.
• 특징:
  • 낮은 조도: 은은하고 부드러운 빛으로 공간 전체를 감싸는 느낌을 줍니다.
  • 간접광 위주: 벽이나 천장 등에 빛을 반사시켜 부드러운 빛을 만들어냅니다.
  • 다양한 색온도: 따뜻하고 차가운 느낌을 조절하여 공간의 분위기를 바꿀 수 있습니다.
  • 예시: 호텔 로비, 레스토랑, 주거 공간 등

분위기 조명의 목표는 공간의 미적인 가치를 높이고, 사람들에게 편안함을 제공하는 것입니다.

명시조명과 분위기 조명의 비교

온도 방사 이외 발광을 총칭하는 것으로서 물체가 온도 복사에 의하여 발광하지 못하는 약500도 이하의 온도에서 자극에너지를 흡수하여 그의 일부 또는 전부를 빛의 에너지로서 발광하는 현상을 말하며, 냉광이라고 하며, 여기에는 반드시 자극이 필요1)전기 루미네선스(Electric Luminescence)

• 기체 또는 금속 증기 내에 방전에 따르는 발광현상
• 대전입자 상호간 또는 원자나 분자 등의 충돌에 의해 발광하는 현상

2)방사루미네선스(Photo Luminescence)

• 어떤 화합물이 외부의 방사를 받아서 원래의 파장보다 긴 파장의 발광을 하는 현상
• 형광등의 경우 방전되는 자외선이 형광체를 발광시켜 가시광선을 방출하는 데 이용

3)열 루미네선스(Thermal Luminescence)

• 물체를 가열하면 중성의 원자가 자유전자가 되고 그 자유전자가 원자의 궤도에 내려 않을 때 강한 방사를 하는 것을 말한다
• 산화아연의 가열, 가슴맨틀이 해당

4)음극선 루미네선스(Cathode Ray Luminescence)

• 음극선(전자빔)이 물체를 충졸할 때 생기는 발광
• 음극선을 이용한 오실로스코프, TV브라운관

5)초루미네선스(Pyro Luminescence)

• 원소주기율표에서 1족의 아칼리 금속, 2족의 알칼리 토금속등의 휘발성원소(매우강한반응성원소)또는 그 열류를 가스 불꽃에 넣을 때 금속증기가 발광하는 현산
• 염색 반응에 의한 화학분석, 스팩트럼분석, 발염 아크 등

6)화학 루미네선스

• 황인이 산화할 때 발광하는 것으로써 화학반응에 의하여 직접 생기는 발광이다

7)생물 루미네선스

• 개똥벌레, 발광어류, 야광충 등의 발광을 말한다
• 반딧불의 경우 루시페린이라는 발광물질이 같은 세포 내에 있는 루시페라아제라고 하는 발광효소의 작용으로 물로써 산화하게 되는데 이때 발광하는 현상

8)마찰 루미네선스

• 물질의 마찰에 의해 원자에서 자유전자가 진행이 되고 자우전자가 원자에 내려않을때 발광

9)결정루미네선스

불화나트륨(Na₂F₂)황산나트륨(Na₂SO₄)등이 용액으로 부터 결정되는 순간 발광

1)정의

• 작업 대상물의 수평면상에서 조도가 고르지 못한 것을 표시하는 척도
• 조명에서 조도의 균일한 정도의 의미
• 피로도가 적은 이상적인 광환경 조성을 위해 조도가 균일하게 되도록 고려

2)균제도 표현

• E1: 전반조명에 의한 균제도
• E2: 국부조명에 의한 균제도

• 균제도

• E₁, E₂값이 1이면 완벽한 조도 분포를 의미한다. 즉, 균제도를 1로 한다는 것은 현실로 불가능하여 일반적으로 1:3정도를 적용한다

3)균제도 측정 시 작업대상물의 높이

• 특별히 지정되지 않은 경우 : 바닥 위 85[cm]
• 않아서 하는 작업 : 바닥 위 40[cm]
• 복도, 옥외 : 바닥면 또는 지면

4)균제도의 평가 및 범위

• E₁, E₂의 값이 1이면 조도 분포가 완전 균일함을 의미
• 균제도의 허용 범위는 일반적으로 E₁≥0.3, E₂≥0.15 등의 값이 주어져 있지만, 균제도를 무조건 좋게 하기 위해 조명기구 배치를 검토하는것은 비경제적이므로 방의 용도에 따라 적정한 값을 선정
• 예를 들면, 사무실의 경우 E1이 0.7 이상되는 것이 바람직함

5)조명설계에서 균제도의 적용

• 사무실에서의 전반조명에 의한 균제도 E1은 0.7이상 되도록 하는 것이 좋다
• 교실의 흑판 조명균제도 E₁은 1/3이상
• 경기장에서 균제도 E₂는1/3이상
• 미술관 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 수영장 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 지하철역사 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 도로 조명에서의 균제도

6)균제도를 높이는 방법

• 조명 기구의 배치: 조명 기구를 공간에 고르게 배치하여 빛이 균일하게 분포되도록 합니다.
• 반사면 활용: 천장, 벽 등의 반사면을 활용하여 빛을 확산시킵니다.
• 조도 조절: 조도를 균일하게 조절하여 밝고 어두운 부분의 차이를 줄입니다.

7)퍼킨테 효과와 균제도의 관계

퍼킨제 효과는 빛의 색깔에 따른 시각적 반응을 설명하는 개념이고, 균제도는 빛의 분포를 설명하는 개념입니다. 둘 다 조명 설계에 있어 중요한 고려 사항이며, 함께 고려하여 최적의 조명 환경을 구축할 수 있습니다.

눈부심 억제대책

• 광원의 선택:
  • 직접 눈에 보이지 않는 매입형이나 간접 조명을 사용합니다.
  • 빛 분산 각도가 큰 확산형 광원을 사용합니다.
  • 벌집 모양의 벌집판을 설치하여 직접광을 차단합니다.
• 광원의 배치:
  • 광원을 시야에서 벗어난 곳에 배치합니다.
  • 천장에 설치하여 빛을 넓게 분산시킵니다.
  • 벽면에 간접 조명을 설치하여 부드러운 빛을 연출합니다.
• 반사면 처리:
  • 반사율이 낮은 재료를 사용합니다.
  • 흡수율이 높은 어두운 색상의 재료를 사용합니다.
  • 무광 마감 처리를 합니다.
• 차폐체 설치:
  • 블라인드, 커튼 등을 이용하여 직접광을 차단합니다.
  • 칸막이 등을 설치하여 반사광을 차단합니다.
• 조도 조절:
  • 작업 종류에 맞는 적절한 조도를 유지합니다.
  • 조도가 너무 높으면 눈부심이 발생하기 쉽습니다.
• 색온도 조절:
  • 따뜻한 색온도의 빛은 눈의 피로를 줄여 눈부심을 완화하는 데 도움이 됩니다.

편안한 시각이란 눈의 피로도가 적고, 장시간 작업이나 활동을 해도 불편함이 없는 시각 상태를 의미합니다. 편안한 시각은 생산성 향상, 작업 효율 증대, 그리고 건강한 삶을 유지하는 데 중요한 요소입니다.

편안한 시각을 평가하는 요소

편안한 시각을 평가하기 위해서는 다음과 같은 요소들을 종합적으로 고려해야 합니다.

• 조도:
  • 작업 종류와 환경에 맞는 적절한 조도를 유지해야 합니다. 너무 어둡거나 밝은 환경은 눈의 피로를 유발합니다.
  • 균일한 조도 분포: 조도가 고르게 분포되어야 눈의 피로를 줄일 수 있습니다.
• 눈부심:
  • 직접 눈부심과 반사 눈부심을 최소화해야 합니다.
  • 광원의 위치, 크기, 밝기 등을 조절하여 눈부심을 줄일 수 있습니다.
• 색온도:
  • 작업 종류에 맞는 적절한 색온도를 선택해야 합니다.
  • 따뜻한 색온도(3000K 이하)는 편안하고 아늑한 분위기를 조성하는 데 좋으며, 차가운 색온도(5000K 이상)는 집중력을 높이는 데 효과적입니다.
• 색 대비:
  • 글자와 배경의 색 대비가 충분해야 시인성이 확보됩니다.
  • 너무 강한 색 대비는 눈의 피로를 유발할 수 있습니다.
• 깜빡임:
  • 형광등과 같은 인공광원의 깜빡임은 눈의 피로를 유발할 수 있으므로 최소화해야 합니다.
• 시야각:
  • 작업 시 시야각이 편안해야 눈의 피로를 줄일 수 있습니다.
  • 작업 거리와 글자 크기 등을 조절하여 적절한 시야각을 확보해야 합니다.

편안한 시각 평가 방법

• 자기 진단:
  • 눈의 피로도, 두통, 어깨 결림 등을 통해 스스로 시각 상태를 평가할 수 있습니다.
• 시력 검사:
  • 안과 전문의에게 정기적으로 시력 검사를 받아 시력 상태를 확인하고 필요한 교정을 받는 것이 중요합니다.
• 조도 측정:
  • 조도계를 이용하여 작업 공간의 조도를 측정하고, 적정 조도 기준과 비교하여 평가합니다.
• 눈부심 평가:
  • 눈부심 평가 기준을 활용하여 눈부심 정도를 측정하고 개선 방안을 모색합니다.

편안한 시각을 위한 환경 조성

• 자연광 활용:
  • 자연광은 눈의 피로를 줄이고 심리적인 안정감을 제공합니다.
• 인공조명의 적절한 사용:
  • 작업 종류와 환경에 맞는 조명 기구를 선택하고, 밝기와 색온도를 조절하여 편안한 시각 환경을 조성합니다.
• 휴식:
  • 장시간 작업 시에는 주기적으로 눈을 쉬어주는 것이 중요합니다.
• 안경 착용:
  • 시력이 좋지 않은 경우에는 안경을 착용하여 시력을 교정해야 합니다.

순응이란 무엇인가요?

순응(Adaptation)이란 우리 눈이 주변 밝기에 맞춰 감도를 조절하는 현상

조명설비에서의 순응의 중요성

• 시각적 편안함: 갑작스러운 밝기 변화는 눈의 피로를 유발하고, 작업 효율을 저하시킬 수 있습니다. 순응을 고려한 조명 설계는 시각적 편안함을 제공하여 작업 능률을 높입니다.
• 안전: 터널 입구처럼 밝기가 급변하는 곳에서는 순응이 충분히 이루어지지 않아 사고의 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서, 순응 시간을 고려한 조명 설계는 안전 확보에 필수적입니다.
• 에너지 효율: 순응 특성을 이용하면 조명 에너지를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사람의 움직임이나 주변 밝기에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 통해 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

순응의 종류

• 명순응(Light adaptation): 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 밝은 곳에 적응하기 위해 눈동자가 축소되고 망막의 감도가 낮아집니다.
• 암순응(Dark adaptation): 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 어두운 곳에 적응하기 위해 눈동자가 확대되고 망막의 감도가 높아집니다.

조명 설계 시 순응 고려 사항

• 조도 차이: 인접한 공간 간의 조도 차이를 최소화하여 순응 시간을 줄여야 합니다.
• 휘도 분포: 휘도 분포가 균일해야 눈의 피로를 줄이고 시각적 편안함을 제공합니다.
• 조명 제어: 사람의 활동 패턴이나 주변 환경에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 도입하여 에너지 효율을 높이고 시각적 편안함을 제공할 수 있습니다.

1)고휘도 광원

• 고휘도 광원에 의한 눈부심으로, 보내려고 하는 물체의 문제 야기

2)반사 및 투과면

• 휘도가 반사하거나 투과하여 시야에 들어오면, 보려고 하는 물체에 시력저하 야기

3)순응의 결핍

• 밝은 곳에서의 명순응과 어두운 곳에서의 암순응에서 순응의 결핍으로 물체의 시력저하

4)눈에 입사하는 광속의 과다

• 눈에 입사하는 높은 광속에 의한 시력 저하

5)시선부근에 노출된 광원

• 시선 부근에 광원으로 인하여 물체의 시력저하

6)물체와 그 주위 사이의 고휘도 대비

7)눈부심을 주는 광원을 오랫동안 주시할 때

눈부심 억제대책

• 광원의 선택:
  • 직접 눈에 보이지 않는 매입형이나 간접 조명을 사용합니다.
  • 빛 분산 각도가 큰 확산형 광원을 사용합니다.
  • 벌집 모양의 벌집판을 설치하여 직접광을 차단합니다.
• 광원의 배치:
  • 광원을 시야에서 벗어난 곳에 배치합니다.
  • 천장에 설치하여 빛을 넓게 분산시킵니다.
  • 벽면에 간접 조명을 설치하여 부드러운 빛을 연출합니다.
• 반사면 처리:
  • 반사율이 낮은 재료를 사용합니다.
  • 흡수율이 높은 어두운 색상의 재료를 사용합니다.
  • 무광 마감 처리를 합니다.
• 차폐체 설치:
  • 블라인드, 커튼 등을 이용하여 직접광을 차단합니다.
  • 칸막이 등을 설치하여 반사광을 차단합니다.
• 조도 조절:
  • 작업 종류에 맞는 적절한 조도를 유지합니다.
  • 조도가 너무 높으면 눈부심이 발생하기 쉽습니다.
• 색온도 조절:
  • 따뜻한 색온도의 빛은 눈의 피로를 줄여 눈부심을 완화하는 데 도움이 됩니다.

퍼킨제 효과(Purkinje Effect)란?

퍼킨제 효과는 빛의 세기에 따라 우리 눈이 색을 다르게 인식하는 현상을 말합니다. 밝은 곳에서는 원뿔세포가 활발하게 작용하여 빨간색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 빨간색이 더 밝게 보입니다. 반대로 어두운 곳에서는 막대세포가 활발하게 작용하여 파란색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 파란색이 더 밝게 보이는 것입니다.

퍼킨제 효과의 응용 분야 및 기구

• 조명 설계:
  • 야간 운전 시 가시성 향상: 헤드라이트의 색 온도를 조절하여 야간 시야를 확보합니다.
  • 실내 조명: 분위기 연출이나 작업 효율을 높이기 위해 조명의 색 온도를 조절합니다.
• 디자인:
  • 간판 디자인: 어두운 환경에서도 잘 보이는 간판을 디자인하기 위해 파란색이나 보라색 등을 활용합니다.
• 사진 촬영:
  • 저조도 촬영: 어두운 환경에서 촬영 시 색 온도를 조절하여 더욱 자연스러운 사진을 얻을 수 있습니다.
• 군사:
  • 야간 투시경: 적외선을 이용하여 어둠 속에서도 물체를 식별합니다.
• 해양 생물학:
  • 심해 생물의 시각: 심해 생물은 빛이 거의 없는 환경에서 살기 때문에 파란색 빛에 더 민감하게 진화했습니다.

평균연색 평가수(Ra)

• 정의: 다양한 색상의 표준 시료를 광원으로 비추었을 때, 그 색이 얼마나 정확하게 표현되는지를 평균적으로 나타낸 값입니다.
• 범위: 0~100까지이며, 값이 높을수록 연색성이 우수합니다.
• 의미: Ra 값이 높을수록 자연광에 가까운 색을 표현할 수 있으며, 특히 여러 가지 색상이 혼합된 공간에서 더욱 중요합니다. 예를 들어, 미술관이나 박물관에서는 작품의 색을 정확하게 감상하기 위해 Ra 값이 높은 조명을 사용합니다.

특수연색 평가수(R15)

• 정의: 특정 색상, 특히 피부색을 얼마나 정확하게 표현하는지를 나타내는 지수입니다.
• 범위: 0~100까지이며, 값이 높을수록 피부색을 더 자연스럽게 표현합니다.
• 의미: R15는 특히 미용, 의류, 화장품 등 피부색 표현이 중요한 분야에서 활용됩니다. 예를 들어, 메이크업 스튜디오에서는 R15 값이 높은 조명을 사용하여 피부톤을 정확하게 확인하고 화장을 할 수 있습니다.

1. 열발광 (Incandescence)

• 원리: 물체를 높은 온도로 가열하면 빛을 내는 현상입니다. 물체의 온도가 높아질수록 방출하는 빛의 파장이 짧아져 붉은색에서 흰색으로 변합니다.
• 예시: 백열등, 할로겐 램프
• 장점: 넓은 파장 영역의 빛을 연속적으로 방출하며, 색온도 조절이 용이합니다.
• 단점: 에너지 효율이 낮고, 수명이 짧으며, 고온에서 작동하기 때문에 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

2. 전기 발광 (Electroluminescence)

• 원리: 전류를 흘려보내 물질 내부의 전자가 에너지 준위를 이동하면서 빛을 내는 현상입니다.
• 예시: LED, 형광등, 네온등
• 장점: 에너지 효율이 높고, 수명이 길며, 다양한 색상 구현이 가능합니다.
• 단점: 초기 생산 비용이 높을 수 있으며, 빛의 방출 각도가 제한적인 경우가 있습니다.

3. 발광 (Luminescence)

• 원리: 열에너지가 아닌 다른 에너지(빛, 전자, 화학 에너지 등)를 흡수하여 빛을 내는 현상입니다.
• 종류:
  • 형광 (Fluorescence): 흡수한 빛 에너지를 짧은 시간 안에 다시 방출하는 현상.
  • 인광 (Phosphorescence): 흡수한 빛 에너지를 오랜 시간 동안 천천히 방출하는 현상.
  • 생물 발광 (Bioluminescence): 생물체 내에서 일어나는 화학 반응을 통해 빛을 내는 현상.
• 예시: 형광등, 야광 페인트, 반딧불이
• 장점: 다양한 색상 구현이 가능하며, 특정 파장의 빛을 선택적으로 방출할 수 있습니다.
• 단점: 외부 에너지원이 필요하며, 빛의 세기가 시간에 따라 변할 수 있습니다.

각 광발생 방식의 비교

1)정의

• 흑색의 물체(흑체)가 어떤 온도에서의 광색과 어떤 광원의 광색이 동일할 때 그 흑체의 온도를 가지고 그 광원의 광색을 표시하며, 이를 “색온도”라 한다.
• 단위는 켈빈(K)으로 표시하며, 숫자가 낮을수록 따뜻한 느낌의 붉은색 계열, 숫자가 높을수록 차가운 느낌의 푸른색 계열에 가깝습니다.

2)색온도 결정 방법

• 분광 분석: 빛을 구성하는 파장별 세기를 측정하여 Planck의 복사 법칙을 이용하여 색온도를 계산합니다. 가장 정확한 방법이지만, 고가의 장비가 필요합니다.
• 색표준 광원 비교: 표준 광원과 비교하여 색 차이를 측정하고, 가장 유사한 색표준 광원의 색온도를 해당 광원의 색온도로 간주합니다.
• 색좌표계: CIE 색좌표계를 이용하여 빛의 색좌표를 측정하고, 색온도와의 상관관계를 통해 색온도를 추정합니다.

3)색온도와 조도와의 관계

조도는 빛의 양을 나타내는 척도이고, 색온도는 빛의 색깔을 나타내는 척도이므로, 직접적인 상관관계는 없습니다. 즉, 조도가 높다고 해서 색온도가 높은 것은 아니고, 낮은 조도라고 해서 색온도가 낮은 것도 아닙니다.

4)조도와 색온도에 대한 일반적 느낌

5)색온도와 연색성의 차이점

• 연색성: 빛이 물체의 색을 얼마나 자연스럽게 보여주는가를 나타내는 지표
• 색온도: 빛의 색깔 자체를 나타내는 지표

둘 다 조명 선택 시 중요한 요소이지만, 연색성은 색의 정확도에 초점을 맞추고, 색온도는 빛의 분위기에 초점을 맞춥니다.

6)색온도 선택 시 고려 사항

• 공간의 용도: 공간의 용도에 따라 적절한 색온도를 선택해야 합니다.
• 활동: 집중력이 필요한 작업에는 중립적인 색온도, 휴식을 취할 때는 따뜻한 색온도가 좋습니다.
• 개인의 취향: 개인의 취향에 따라 색온도를 선택할 수 있습니다.

7)색온도의 예

• 정육점의 붉은색 형광등 사용
• 과일가게 위에 백열전구 사용

연색성 평가지수(CRI, Color Rendering Index)는 광원이 다양한 색상의 물체를 얼마나 정확하게 표현하는지를 나타내는 척도입니다. 쉽게 말해, 빛이 물체의 본래 색깔을 얼마나 잘 보여주는지를 수치로 나타낸 것이라고 할 수 있습니다.

CRI의 측정 방법

CRI는 0에서 100까지의 척도로 나타내며, 100에 가까울수록 자연광에 가까운 색 표현을 의미합니다. 일반적으로 CRI 80 이상이면 충분히 좋은 색 표현을 한다고 평가합니다.

• 측정 방법: CRI는 특정 표준 광원과 비교하여 8가지 색 표본의 색 차이를 측정하여 계산합니다.
• CRI의 한계: CRI는 특정 표준 광원과의 비교를 기반으로 하기 때문에, 실제 다양한 색상에 대한 표현력을 완벽하게 나타내지는 못한다는 한계가 있습니다.

1)정의

광원의 시감도란 사람의 눈이 빛을 얼마나 잘 인식하는지를 나타내는 척도입니다. 즉, 같은 세기의 빛이라도 파장에 따라 우리 눈에 느껴지는 밝기가 다르기 때문에, 이러한 차이를 수치화한 것이 시감도입니다.

2)시간도의개념

• 파장에 따른 민감도 차이: 사람의 눈은 주파수 540×10¹²[Hz]진공 중 파장 555[nm](녹색) 파장의 빛에 가장 민감하게 반응하며, 파장이 짧아지거나 길어질수록 민감도가 떨어집니다.
• 사람의 눈이 빛을 느끼는 가시광선 영역 380~780[nm]파장 범위
• 시감도 함수: 시감도를 나타내는 그래프로, 파장에 따른 시각적 효율을 보여줍니다.
• 최대 시감도: 555nm에서의 시감도를 기준으로 1로 정하며, 다른 파장의 시감도는 이 값에 대한 비율로 나타냅니다.

3)비시간도 곡선

4)시감도의 중요성

• 조명 설계: 조명 설계 시 광원의 시감도를 고려하여 최적의 조도를 확보하고 에너지 효율을 높일 수 있습니다.
• 디스플레이: 디스플레이의 색 재현성을 높이고 시각적 피로를 줄이기 위해 시감도를 고려해야 합니다.
• 사진 및 영상: 카메라 센서의 감도를 조절하고 색 보정을 할 때 시감도를 고려해야 합니다.

순응이란 무엇인가요?

순응(Adaptation)이란 우리 눈이 주변 밝기에 맞춰 감도를 조절하는 현상

조명설비에서의 순응의 중요성

• 시각적 편안함: 갑작스러운 밝기 변화는 눈의 피로를 유발하고, 작업 효율을 저하시킬 수 있습니다. 순응을 고려한 조명 설계는 시각적 편안함을 제공하여 작업 능률을 높입니다.
• 안전: 터널 입구처럼 밝기가 급변하는 곳에서는 순응이 충분히 이루어지지 않아 사고의 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서, 순응 시간을 고려한 조명 설계는 안전 확보에 필수적입니다.
• 에너지 효율: 순응 특성을 이용하면 조명 에너지를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사람의 움직임이나 주변 밝기에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 통해 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

순응의 종류

• 명순응(Light adaptation): 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 밝은 곳에 적응하기 위해 눈동자가 축소되고 망막의 감도가 낮아집니다.
• 암순응(Dark adaptation): 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 어두운 곳에 적응하기 위해 눈동자가 확대되고 망막의 감도가 높아집니다.

조명 설계 시 순응 고려 사항

• 조도 차이: 인접한 공간 간의 조도 차이를 최소화하여 순응 시간을 줄여야 합니다.
• 휘도 분포: 휘도 분포가 균일해야 눈의 피로를 줄이고 시각적 편안함을 제공합니다.
• 조명 제어: 사람의 활동 패턴이나 주변 환경에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 도입하여 에너지 효율을 높이고 시각적 편안함을 제공할 수 있습니다.

1)눈의 피로

• 오랫동안 작업을 해야 하는 공간에서는 피로, 권태를 촉진하고 눈이 나빠지는 원인이 될수 있다.

2)작업능률의 저하

• 직간접적 눈부심으로 지속적, 장시간 작업을 요하는 곳에서 작업의 능률을 떨어뜨릴 수 있다.

2)실수증가

• 눈부심으로 인해 시야가 흐려지거나 왜곡되어 실수를 유발할 수 있습니다.

3)사고위험증가

• 위험한 작업을 요하는 곳에서의 눈부심은 큰 부상이나 재해의 원인이 될 수 있다.

1)정의

• 작업 대상물의 수평면상에서 조도가 고르지 못한 것을 표시하는 척도
• 조명에서 조도의 균일한 정도의 의미
• 피로도가 적은 이상적인 광환경 조성을 위해 조도가 균일하게 되도록 고려

2)균제도 표현

• E1: 전반조명에 의한 균제도
• E2: 국부조명에 의한 균제도

• 균제도

• E₁, E₂값이 1이면 완벽한 조도 분포를 의미한다. 즉, 균제도를 1로 한다는 것은 현실로 불가능하여 일반적으로 1:3정도를 적용한다

3)균제도 측정 시 작업대상물의 높이

• 특별히 지정되지 않은 경우 : 바닥 위 85[cm]
• 않아서 하는 작업 : 바닥 위 40[cm]
• 복도, 옥외 : 바닥면 또는 지면

4)균제도의 평가 및 범위

• E₁, E₂의 값이 1이면 조도 분포가 완전 균일함을 의미
• 균제도의 허용 범위는 일반적으로 E₁≥0.3, E₂≥0.15 등의 값이 주어져 있지만, 균제도를 무조건 좋게 하기 위해 조명기구 배치를 검토하는것은 비경제적이므로 방의 용도에 따라 적정한 값을 선정
• 예를 들면, 사무실의 경우 E1이 0.7 이상되는 것이 바람직함

5)조명설계에서 균제도의 적용

• 사무실에서의 전반조명에 의한 균제도 E1은 0.7이상 되도록 하는 것이 좋다
• 교실의 흑판 조명균제도 E₁은 1/3이상
• 경기장에서 균제도 E₂는1/3이상
• 미술관 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 수영장 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 지하철역사 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 도로 조명에서의 균제도

6)균제도를 높이는 방법

• 조명 기구의 배치: 조명 기구를 공간에 고르게 배치하여 빛이 균일하게 분포되도록 합니다.
• 반사면 활용: 천장, 벽 등의 반사면을 활용하여 빛을 확산시킵니다.
• 조도 조절: 조도를 균일하게 조절하여 밝고 어두운 부분의 차이를 줄입니다.

7)퍼킨테 효과와 균제도의 관계

퍼킨제 효과는 빛의 색깔에 따른 시각적 반응을 설명하는 개념이고, 균제도는 빛의 분포를 설명하는 개념입니다. 둘 다 조명 설계에 있어 중요한 고려 사항이며, 함께 고려하여 최적의 조명 환경을 구축할 수 있습니다.

순응이란 무엇인가요?

순응(Adaptation)이란 우리 눈이 주변 밝기에 맞춰 감도를 조절하는 현상

조명설비에서의 순응의 중요성

• 시각적 편안함: 갑작스러운 밝기 변화는 눈의 피로를 유발하고, 작업 효율을 저하시킬 수 있습니다. 순응을 고려한 조명 설계는 시각적 편안함을 제공하여 작업 능률을 높입니다.
• 안전: 터널 입구처럼 밝기가 급변하는 곳에서는 순응이 충분히 이루어지지 않아 사고의 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서, 순응 시간을 고려한 조명 설계는 안전 확보에 필수적입니다.
• 에너지 효율: 순응 특성을 이용하면 조명 에너지를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사람의 움직임이나 주변 밝기에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 통해 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

순응의 종류

• 명순응(Light adaptation): 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 밝은 곳에 적응하기 위해 눈동자가 축소되고 망막의 감도가 낮아집니다.
• 암순응(Dark adaptation): 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 어두운 곳에 적응하기 위해 눈동자가 확대되고 망막의 감도가 높아집니다.

조명 설계 시 순응 고려 사항

• 조도 차이: 인접한 공간 간의 조도 차이를 최소화하여 순응 시간을 줄여야 합니다.
• 휘도 분포: 휘도 분포가 균일해야 눈의 피로를 줄이고 시각적 편안함을 제공합니다.
• 조명 제어: 사람의 활동 패턴이나 주변 환경에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 도입하여 에너지 효율을 높이고 시각적 편안함을 제공할 수 있습니다.

퍼킨제 효과(Purkinje Effect)란?

퍼킨제 효과는 빛의 세기에 따라 우리 눈이 색을 다르게 인식하는 현상을 말합니다. 밝은 곳에서는 원뿔세포가 활발하게 작용하여 빨간색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 빨간색이 더 밝게 보입니다. 반대로 어두운 곳에서는 막대세포가 활발하게 작용하여 파란색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 파란색이 더 밝게 보이는 것입니다.

퍼킨제 효과의 응용 분야 및 기구

• 조명 설계:
  • 야간 운전 시 가시성 향상: 헤드라이트의 색 온도를 조절하여 야간 시야를 확보합니다.
  • 실내 조명: 분위기 연출이나 작업 효율을 높이기 위해 조명의 색 온도를 조절합니다.
• 디자인:
  • 간판 디자인: 어두운 환경에서도 잘 보이는 간판을 디자인하기 위해 파란색이나 보라색 등을 활용합니다.
• 사진 촬영:
  • 저조도 촬영: 어두운 환경에서 촬영 시 색 온도를 조절하여 더욱 자연스러운 사진을 얻을 수 있습니다.
• 군사:
  • 야간 투시경: 적외선을 이용하여 어둠 속에서도 물체를 식별합니다.
• 해양 생물학:
  • 심해 생물의 시각: 심해 생물은 빛이 거의 없는 환경에서 살기 때문에 파란색 빛에 더 민감하게 진화했습니다.

눈부심이 순간적인 시력장애를 유발하는 주된 원인

• 눈부심에 의한 눈의 피로: 지속적인 눈부심은 눈의 피로를 유발하고, 이는 시력 저하와 집중력 감소로 이어질 수 있습니다.
• 동공 수축: 갑작스러운 밝은 빛에 노출되면 동공이 빠르게 수축하여 들어오는 빛의 양을 줄이려고 합니다. 이 과정에서 시야가 흐릿해질 수 있습니다.
• 망막 순응: 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동하거나, 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때 망막이 빛의 변화에 적응하는 데 시간이 걸리면서 시력이 일시적으로 저하될 수 있습니다.

휘도 (Luminance)

• 정의: 어떤 면에서 특정 방향으로 나오는 빛의 밝기를 나타내는 양입니다. 즉, 관찰자가 면을 바라볼 때 느끼는 밝기입니다.
• 단위: 칸델라/제곱미터 (cd/m²)
• 예시: TV 화면, 스마트폰 화면, 조명기구의 표면 등

광속발산도 (Radiance)

• 정의: 면의 단위 면적당, 단위 입체각당 방출되는 광속을 의미합니다. 즉, 면에서 모든 방향으로 나가는 빛의 양을 면적과 입체각으로 나눈 값입니다.
• 단위: 와트/제곱미터/스테라디안 (W/m²/sr)
• 예시: 태양 표면, 백열등 필라멘트 등

휘도와 광속발산도의 관계

• 휘도는 광속발산도의 특정 방향 성분: 휘도는 광속발산도의 특정 방향으로의 투영이라고 볼 수 있습니다. 즉, 면에서 특정 방향으로 나오는 빛의 양을 나타내는 것이므로 광속발산도의 일부분을 나타냅니다.
• 완전 확산면: 휘도가 면의 모든 방향에서 동일한 경우, 휘도와 광속발산도 사이에는 간단한 관계가 성립합니다. 이러한 면을 완전 확산면이라고 하며, 이 경우 휘도는 광속발산도에 π를 곱한 값과 같습니다.
• 일반적인 경우: 휘도는 광속발산도와 면의 방향에 대한 정보가 필요한 복잡한 관계를 가집니다.

왜 휘도와 광속발산도를 구분하여 사용할까요?

• 관찰자의 시각: 휘도는 사람이 직접적으로 느끼는 밝기를 나타내므로, 조명 설계, 디스플레이 등 사람이 직접 보는 환경에서 중요한 역할을 합니다.
• 빛의 전달: 광속발산도는 빛의 에너지 흐름을 나타내므로, 조명 시스템의 효율, 열복사 등 빛의 전달 현상을 분석하는 데 유용합니다.

연색성이란 무엇일까요?

연색성이란 광원이 물체의 색을 얼마나 자연스럽게 보여주는지를 나타내는 척도입니다. 쉽게 말해, 태양광 아래에서 보는 색과 얼마나 비슷하게 보이게 하는지를 의미합니다.

왜 연색성이 중요할까요?

• 자연스러운 색 표현: 연색성이 높을수록 물체의 색을 더욱 자연스럽게 보여줍니다. 특히, 음식, 의류, 미술 작품 등 색의 정확한 표현이 중요한 분야에서는 더욱 중요합니다.
• 시각적 편안함: 연색성이 낮은 빛 아래에서는 물체의 색이 왜곡되어 보여 눈의 피로를 유발하고 불쾌감을 줄 수 있습니다.
• 작업 효율: 특히 색을 구별해야 하는 작업에서는 연색성이 높은 광원이 작업 효율을 높여줍니다. 예를 들어, 의류 디자인이나 미술 작업 시 정확한 색 판단이 필요하기 때문에 연색성이 중요합니다.

연색성 평가 방법

연색성을 평가하는 대표적인 방법은 **평균 연색 평가수(Ra)**와 **특수 연색 평가수(R15)**를 사용하는 것입니다.

• 평균 연색 평가수(Ra): 다양한 색상의 표준 시료를 광원으로 비추었을 때, 그 색이 얼마나 정확하게 표현되는지를 평균적으로 나타낸 값입니다. Ra 값은 0~100까지이며, 값이 높을수록 연색성이 우수합니다.
• 특수 연색 평가수(R15): 특정 색상, 특히 피부색을 얼마나 정확하게 표현하는지를 나타내는 지수입니다. R15 값 역시 0~100까지이며, 값이 높을수록 피부색을 더 자연스럽게 표현합니다.

연색성 평가의 중요성

• 조명 기구 선택: 조명 기구를 선택할 때 연색성을 고려하여 적절한 제품을 선택해야 합니다.
• 공간 디자인: 공간의 용도에 맞는 적절한 연색성의 조명을 선택하여 공간의 분위기를 연출하고, 작업 효율을 높일 수 있습니다.
• 제품 디자인: 제품 디자인 시, 제품이 사용될 환경의 조명 조건을 고려하여 색상을 선정해야 합니다.

연색성이 높은 광원의 예시

• 할로겐 램프: 연색성이 매우 우수하여 전통적으로 미술관, 박물관 등에서 많이 사용되었습니다.
• LED: 기술 발전으로 인해 연색성이 크게 향상되었으며, 에너지 효율이 높아 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
• 백열등: 연색성이 우수하지만, 에너지 효율이 낮아 점차 사용이 줄어들고 있습니다.

1. 광속 (Luminous Flux)

• 정의: 사람의 눈에 보이는 가시광선 영역의 복사 에너지를, 사람의 눈의 감도를 고려하여 환산한 값입니다.
• 단위: 루멘 (lm)
• 설명: 빛의 양을 나타내는 가장 기본적인 단위이며, 조명 설계에서 가장 많이 사용됩니다. 즉, 광속이 클수록 빛이 더 밝게 느껴집니다.

2. 광도 (Luminous Intensity)

• 정위: 광원에서 특정 방향으로 단위 입체각 안에 방출되는 광속을 의미합니다.
• 단위: 칸델라 (cd)
• 설명: 광원의 밝기를 나타내는 척도로, 광원의 방향성을 고려한 값입니다. 즉, 광원을 바라볼 때 느끼는 밝기를 나타냅니다.

3. 조도 (Illuminance)

• 정의: 어떤 면에 빛이 비출 때, 그 면의 단위 면적당 받는 광속을 의미합니다.
• 단위: 룩스 (lx)
• 설명: 면의 밝기를 나타내는 척도로, 우리가 주변의 밝기를 인지할 때 가장 직관적으로 느끼는 값입니다.

각 용어 간의 관계

• 방사속은 빛의 총 에너지를 나타내는 가장 기본적인 개념입니다.
• 광속은 방사속 중에서 사람의 눈에 보이는 가시광선 영역만을 고려한 값입니다.
• 광도는 광원의 방향성을 고려한 광속의 세기를 나타냅니다.
• 조도는 면에 비춰지는 빛의 양을 나타내며, 우리가 실제로 느끼는 밝기와 가장 밀접한 관계가 있습니다.

정리

KS C 0075란?

KS C 0075는 한국산업규격(KS) 중 하나로, 전기용품 안전기준에 대한 규격입니다. 이 규격은 전기용품의 안전성을 확보하기 위한 다양한 시험 방법과 기준을 제시하며, 그중에는 광원의 연색성 평가에 대한 내용도 포함되어 있습니다.

광원의 연색성 평가

KS C 0075에서는 광원의 연색성을 평가하기 위해 **평균 연색 평가수(Ra)**를 사용합니다. Ra 값은 0에서 100까지이며, 값이 높을수록 자연광에 가까운 색을 표현할 수 있습니다.

• Ra 값의 의미:
  • Ra 80 이상: 대부분의 실내 조명에 적합하며, 색의 차이를 비교적 정확하게 인지할 수 있습니다.
  • Ra 90 이상: 고급 조명으로, 미술관, 박물관 등 색의 정확한 표현이 중요한 곳에 적합합니다.

연색성이 물체에 미치는 영향

광원의 연색성은 물체의 색이 어떻게 보이는지에 큰 영향을 미칩니다.

• 자연스러운 색 표현: 연색성이 높을수록 물체의 색을 더욱 자연스럽게 표현할 수 있습니다.
• 색 차이 인지: 연색성이 낮을 경우, 물체의 색이 왜곡되어 보이거나 실제 색과 다르게 인지될 수 있습니다.
• 시각적 피로: 연색성이 낮은 광원 아래에서는 눈의 피로를 유발할 수 있습니다.
• 작업 효율: 색을 구별해야 하는 작업에서는 연색성이 높은 광원이 작업 효율을 높여줍니다. 예를 들어, 의류 디자인이나 미술 작업 시 정확한 색 판단이 필요하기 때문에 연색성이 중요합니다.

KS C 0075에서 규정하는 연색성

KS C 0075에서는 제품의 종류와 용도에 따라 요구되는 최소 Ra 값이 규정되어 있습니다. 예를 들어, 가정용 조명의 경우 일반적으로 Ra 80 이상이 요구됩니다.

온도 방사 이외 발광을 총칭하는 것으로서 물체가 온도 복사에 의하여 발광하지 못하는 약500도 이하의 온도에서 자극에너지를 흡수하여 그의 일부 또는 전부를 빛의 에너지로서 발광하는 현상을 말하며, 냉광이라고 하며, 여기에는 반드시 자극이 필요1)전기 루미네선스(Electric Luminescence)

• 기체 또는 금속 증기 내에 방전에 따르는 발광현상
• 대전입자 상호간 또는 원자나 분자 등의 충돌에 의해 발광하는 현상

2)방사루미네선스(Photo Luminescence)

• 어떤 화합물이 외부의 방사를 받아서 원래의 파장보다 긴 파장의 발광을 하는 현상
• 형광등의 경우 방전되는 자외선이 형광체를 발광시켜 가시광선을 방출하는 데 이용

3)열 루미네선스(Thermal Luminescence)

• 물체를 가열하면 중성의 원자가 자유전자가 되고 그 자유전자가 원자의 궤도에 내려 않을 때 강한 방사를 하는 것을 말한다
• 산화아연의 가열, 가슴맨틀이 해당

4)음극선 루미네선스(Cathode Ray Luminescence)

• 음극선(전자빔)이 물체를 충졸할 때 생기는 발광
• 음극선을 이용한 오실로스코프, TV브라운관

5)초루미네선스(Pyro Luminescence)

• 원소주기율표에서 1족의 아칼리 금속, 2족의 알칼리 토금속등의 휘발성원소(매우강한반응성원소)또는 그 열류를 가스 불꽃에 넣을 때 금속증기가 발광하는 현산
• 염색 반응에 의한 화학분석, 스팩트럼분석, 발염 아크 등

6)화학 루미네선스

• 황인이 산화할 때 발광하는 것으로써 화학반응에 의하여 직접 생기는 발광이다

7)생물 루미네선스

• 개똥벌레, 발광어류, 야광충 등의 발광을 말한다
• 반딧불의 경우 루시페린이라는 발광물질이 같은 세포 내에 있는 루시페라아제라고 하는 발광효소의 작용으로 물로써 산화하게 되는데 이때 발광하는 현상

8)마찰 루미네선스

• 물질의 마찰에 의해 원자에서 자유전자가 진행이 되고 자우전자가 원자에 내려않을때 발광

9)결정루미네선스

불화나트륨(Na₂F₂)황산나트륨(Na₂SO₄)등이 용액으로 부터 결정되는 순간 발광

1)페닝효과(Penning Effect)

페닝 효과는 두 종류의 기체가 혼합되어 있을 때, 한 종류의 기체가 낮은 에너지 상태의 여기 상태로 존재하면 다른 종류의 기체 원자와 충돌하여 이를 이온화시키는 현상을 말합니다. 즉, 두 종류의 기체가 함께 있을 때 더 쉽게 플라즈마가 생성되는 현상입니다.

페닝 효과가 일어나는 조건:

• 두 종류의 기체 혼합: 서로 다른 종류의 기체가 혼합되어 있어야 합니다.
• 낮은 에너지 상태의 여기 상태: 한 종류의 기체가 낮은 에너지 상태의 여기 상태로 존재해야 합니다.
• 충분한 충돌: 두 종류의 기체 원자 간 충돌이 충분히 일어나야 합니다.

페닝 효과의 활용:

• 플라즈마 디스플레이: PDP(Plasma Display Panel) 등 플라즈마 디스플레이에서 페닝 효과를 이용하여 낮은 전압에서 플라즈마를 생성합니다.
• 레이저: 일부 레이저에서 페닝 효과를 이용하여 레이저 작동을 돕습니다.

2)파센의 법칙(Paschen’s Law)

파센의 법칙은 기체 방전에서 방전 개시 전압과 기체 압력 및 전극 간 거리 사이의 관계를 설명하는 법칙입니다. 즉, 어떤 기체에서 방전이 일어나기 위해 필요한 전압은 기체의 압력과 전극 사이의 거리에 따라 달라진다는 것을 의미합니다.

• II영역에서 방전개시에 필요한 전압(Vs)은 전극 간의 거리(d)와 방전관내부기압(p)에 비례한다는 법칙
• 방전개시전압

퍼킨제 효과(Purkinje Effect)란?

퍼킨제 효과는 빛의 세기에 따라 우리 눈이 색을 다르게 인식하는 현상을 말합니다. 밝은 곳에서는 원뿔세포가 활발하게 작용하여 빨간색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 빨간색이 더 밝게 보입니다. 반대로 어두운 곳에서는 막대세포가 활발하게 작용하여 파란색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 파란색이 더 밝게 보이는 것입니다.

퍼킨제 효과의 응용 분야 및 기구

• 조명 설계:
  • 야간 운전 시 가시성 향상: 헤드라이트의 색 온도를 조절하여 야간 시야를 확보합니다.
  • 실내 조명: 분위기 연출이나 작업 효율을 높이기 위해 조명의 색 온도를 조절합니다.
• 디자인:
  • 간판 디자인: 어두운 환경에서도 잘 보이는 간판을 디자인하기 위해 파란색이나 보라색 등을 활용합니다.
• 사진 촬영:
  • 저조도 촬영: 어두운 환경에서 촬영 시 색 온도를 조절하여 더욱 자연스러운 사진을 얻을 수 있습니다.
• 군사:
  • 야간 투시경: 적외선을 이용하여 어둠 속에서도 물체를 식별합니다.
• 해양 생물학:
  • 심해 생물의 시각: 심해 생물은 빛이 거의 없는 환경에서 살기 때문에 파란색 빛에 더 민감하게 진화했습니다.

1)정의

• 작업 대상물의 수평면상에서 조도가 고르지 못한 것을 표시하는 척도
• 조명에서 조도의 균일한 정도의 의미
• 피로도가 적은 이상적인 광환경 조성을 위해 조도가 균일하게 되도록 고려

2)균제도 표현

• E1: 전반조명에 의한 균제도
• E2: 국부조명에 의한 균제도

• 균제도

• E₁, E₂값이 1이면 완벽한 조도 분포를 의미한다. 즉, 균제도를 1로 한다는 것은 현실로 불가능하여 일반적으로 1:3정도를 적용한다

3)균제도 측정 시 작업대상물의 높이

• 특별히 지정되지 않은 경우 : 바닥 위 85[cm]
• 않아서 하는 작업 : 바닥 위 40[cm]
• 복도, 옥외 : 바닥면 또는 지면

4)균제도의 평가 및 범위

• E₁, E₂의 값이 1이면 조도 분포가 완전 균일함을 의미
• 균제도의 허용 범위는 일반적으로 E₁≥0.3, E₂≥0.15 등의 값이 주어져 있지만, 균제도를 무조건 좋게 하기 위해 조명기구 배치를 검토하는것은 비경제적이므로 방의 용도에 따라 적정한 값을 선정
• 예를 들면, 사무실의 경우 E1이 0.7 이상되는 것이 바람직함

5)조명설계에서 균제도의 적용

• 사무실에서의 전반조명에 의한 균제도 E1은 0.7이상 되도록 하는 것이 좋다
• 교실의 흑판 조명균제도 E₁은 1/3이상
• 경기장에서 균제도 E₂는1/3이상
• 미술관 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 수영장 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 지하철역사 조명에서 균제도 E₂는 1/3이상
• 도로 조명에서의 균제도

6)균제도를 높이는 방법

• 조명 기구의 배치: 조명 기구를 공간에 고르게 배치하여 빛이 균일하게 분포되도록 합니다.
• 반사면 활용: 천장, 벽 등의 반사면을 활용하여 빛을 확산시킵니다.
• 조도 조절: 조도를 균일하게 조절하여 밝고 어두운 부분의 차이를 줄입니다.

7)퍼킨테 효과와 균제도의 관계

퍼킨제 효과는 빛의 색깔에 따른 시각적 반응을 설명하는 개념이고, 균제도는 빛의 분포를 설명하는 개념입니다. 둘 다 조명 설계에 있어 중요한 고려 사항이며, 함께 고려하여 최적의 조명 환경을 구축할 수 있습니다.

순응이란 무엇인가요?

순응(Adaptation)이란 우리 눈이 주변 밝기에 맞춰 감도를 조절하는 현상

조명설비에서의 순응의 중요성

• 시각적 편안함: 갑작스러운 밝기 변화는 눈의 피로를 유발하고, 작업 효율을 저하시킬 수 있습니다. 순응을 고려한 조명 설계는 시각적 편안함을 제공하여 작업 능률을 높입니다.
• 안전: 터널 입구처럼 밝기가 급변하는 곳에서는 순응이 충분히 이루어지지 않아 사고의 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서, 순응 시간을 고려한 조명 설계는 안전 확보에 필수적입니다.
• 에너지 효율: 순응 특성을 이용하면 조명 에너지를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사람의 움직임이나 주변 밝기에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 통해 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

순응의 종류

• 명순응(Light adaptation): 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 밝은 곳에 적응하기 위해 눈동자가 축소되고 망막의 감도가 낮아집니다.
• 암순응(Dark adaptation): 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 어두운 곳에 적응하기 위해 눈동자가 확대되고 망막의 감도가 높아집니다.

조명 설계 시 순응 고려 사항

• 조도 차이: 인접한 공간 간의 조도 차이를 최소화하여 순응 시간을 줄여야 합니다.
• 휘도 분포: 휘도 분포가 균일해야 눈의 피로를 줄이고 시각적 편안함을 제공합니다.
• 조명 제어: 사람의 활동 패턴이나 주변 환경에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 도입하여 에너지 효율을 높이고 시각적 편안함을 제공할 수 있습니다.

퍼킨제 효과(Purkinje Effect)란?

퍼킨제 효과는 빛의 세기에 따라 우리 눈이 색을 다르게 인식하는 현상을 말합니다. 밝은 곳에서는 원뿔세포가 활발하게 작용하여 빨간색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 빨간색이 더 밝게 보입니다. 반대로 어두운 곳에서는 막대세포가 활발하게 작용하여 파란색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 파란색이 더 밝게 보이는 것입니다.

퍼킨제 효과의 응용 분야 및 기구

• 조명 설계:
  • 야간 운전 시 가시성 향상: 헤드라이트의 색 온도를 조절하여 야간 시야를 확보합니다.
  • 실내 조명: 분위기 연출이나 작업 효율을 높이기 위해 조명의 색 온도를 조절합니다.
• 디자인:
  • 간판 디자인: 어두운 환경에서도 잘 보이는 간판을 디자인하기 위해 파란색이나 보라색 등을 활용합니다.
• 사진 촬영:
  • 저조도 촬영: 어두운 환경에서 촬영 시 색 온도를 조절하여 더욱 자연스러운 사진을 얻을 수 있습니다.
• 군사:
  • 야간 투시경: 적외선을 이용하여 어둠 속에서도 물체를 식별합니다.
• 해양 생물학:
  • 심해 생물의 시각: 심해 생물은 빛이 거의 없는 환경에서 살기 때문에 파란색 빛에 더 민감하게 진화했습니다.

1)정의

광원의 시감도란 사람의 눈이 빛을 얼마나 잘 인식하는지를 나타내는 척도입니다. 즉, 같은 세기의 빛이라도 파장에 따라 우리 눈에 느껴지는 밝기가 다르기 때문에, 이러한 차이를 수치화한 것이 시감도입니다.

2)시간도의개념

• 파장에 따른 민감도 차이: 사람의 눈은 주파수 540×10¹²[Hz]진공 중 파장 555[nm](녹색) 파장의 빛에 가장 민감하게 반응하며, 파장이 짧아지거나 길어질수록 민감도가 떨어집니다.
• 사람의 눈이 빛을 느끼는 가시광선 영역 380~780[nm]파장 범위
• 시감도 함수: 시감도를 나타내는 그래프로, 파장에 따른 시각적 효율을 보여줍니다.
• 최대 시감도: 555nm에서의 시감도를 기준으로 1로 정하며, 다른 파장의 시감도는 이 값에 대한 비율로 나타냅니다.

3)비시간도 곡선

4)시감도의 중요성

• 조명 설계: 조명 설계 시 광원의 시감도를 고려하여 최적의 조도를 확보하고 에너지 효율을 높일 수 있습니다.
• 디스플레이: 디스플레이의 색 재현성을 높이고 시각적 피로를 줄이기 위해 시감도를 고려해야 합니다.
• 사진 및 영상: 카메라 센서의 감도를 조절하고 색 보정을 할 때 시감도를 고려해야 합니다.

순응이란 무엇인가요?

순응(Adaptation)이란 우리 눈이 주변 밝기에 맞춰 감도를 조절하는 현상

조명설비에서의 순응의 중요성

• 시각적 편안함: 갑작스러운 밝기 변화는 눈의 피로를 유발하고, 작업 효율을 저하시킬 수 있습니다. 순응을 고려한 조명 설계는 시각적 편안함을 제공하여 작업 능률을 높입니다.
• 안전: 터널 입구처럼 밝기가 급변하는 곳에서는 순응이 충분히 이루어지지 않아 사고의 위험이 높아질 수 있습니다. 따라서, 순응 시간을 고려한 조명 설계는 안전 확보에 필수적입니다.
• 에너지 효율: 순응 특성을 이용하면 조명 에너지를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사람의 움직임이나 주변 밝기에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 통해 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

순응의 종류

• 명순응(Light adaptation): 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 밝은 곳에 적응하기 위해 눈동자가 축소되고 망막의 감도가 낮아집니다.
• 암순응(Dark adaptation): 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 일어나는 현상입니다. 어두운 곳에 적응하기 위해 눈동자가 확대되고 망막의 감도가 높아집니다.

조명 설계 시 순응 고려 사항

• 조도 차이: 인접한 공간 간의 조도 차이를 최소화하여 순응 시간을 줄여야 합니다.
• 휘도 분포: 휘도 분포가 균일해야 눈의 피로를 줄이고 시각적 편안함을 제공합니다.
• 조명 제어: 사람의 활동 패턴이나 주변 환경에 따라 조명 밝기를 조절하는 시스템을 도입하여 에너지 효율을 높이고 시각적 편안함을 제공할 수 있습니다.

퍼킨제 효과(Purkinje Effect)란?

퍼킨제 효과는 빛의 세기에 따라 우리 눈이 색을 다르게 인식하는 현상을 말합니다. 밝은 곳에서는 원뿔세포가 활발하게 작용하여 빨간색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 빨간색이 더 밝게 보입니다. 반대로 어두운 곳에서는 막대세포가 활발하게 작용하여 파란색 빛을 더 잘 감지하기 때문에 파란색이 더 밝게 보이는 것입니다.

퍼킨제 효과의 응용 분야 및 기구

• 조명 설계:
  • 야간 운전 시 가시성 향상: 헤드라이트의 색 온도를 조절하여 야간 시야를 확보합니다.
  • 실내 조명: 분위기 연출이나 작업 효율을 높이기 위해 조명의 색 온도를 조절합니다.
• 디자인:
  • 간판 디자인: 어두운 환경에서도 잘 보이는 간판을 디자인하기 위해 파란색이나 보라색 등을 활용합니다.
• 사진 촬영:
  • 저조도 촬영: 어두운 환경에서 촬영 시 색 온도를 조절하여 더욱 자연스러운 사진을 얻을 수 있습니다.
• 군사:
  • 야간 투시경: 적외선을 이용하여 어둠 속에서도 물체를 식별합니다.
• 해양 생물학:
  • 심해 생물의 시각: 심해 생물은 빛이 거의 없는 환경에서 살기 때문에 파란색 빛에 더 민감하게 진화했습니다.