인간은 주변 환경변화에 따라 생리적, 행동적 적응 현상이 변화하게 되며 그 중 빛은 가장 큰 영향을 미치는 요소이다. 현대인은 라이프사이클 변화에 따라 주광이 유입되지 않는 밀폐된 건물에서 편중된 조명환경 아래 장시간 노출되어 스트레스, 시 쾌적성 저해 등 다양한 문제에 직면해 있다. 최근 고효율, 장수명의 LED조명과 IT기술의 융합으로 인간 중심의 다채로운 조명환경연출이 가능해졌다. 인간 생체리듬은 태양빛의 ...
인간은 주변 환경변화에 따라 생리적, 행동적 적응 현상이 변화하게 되며 그 중 빛은 가장 큰 영향을 미치는 요소이다. 현대인은 라이프사이클 변화에 따라 주광이 유입되지 않는 밀폐된 건물에서 편중된 조명환경 아래 장시간 노출되어 스트레스, 시 쾌적성 저해 등 다양한 문제에 직면해 있다. 최근 고효율, 장수명의 LED조명과 IT기술의 융합으로 인간 중심의 다채로운 조명환경연출이 가능해졌다. 인간 생체리듬은 태양빛의 일주기 리듬에 밀접한 연관이 있으므로 인간 중심의 조명환경을 제공함은 궁극적으로 재실자 행위에 기반한 조명서비스를 의미한다. 일상생활에서 재실자의 행위는 ‘수면’과 ‘활동’으로 크게 구분할 수 있으며 그 중 ‘활동’은 유형에 따라 다양하게 세분화된다. 선행 연구에 따르면 조명환경의 특성 중 색온도 및 파장을 재실자 행위에 따라 정밀하게 조절하면 멜라토닌 분비를 촉진 또는 억제할 수 있어 현재 수행중인 작업 능률을 향상시키거나 수면장애를 개선하는 데에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 즉, 동일 색온도의 특성을 갖는 조명환경일지라도 각 파장별 강도가 다르며, 446～477nm의 특정 단파장 영역은 멜라토닌 분비를 억제시키는 데 크게 기여하므로 재실자의 행위가 낮 또는 밤 시간대 중 어느 시점에 발생되었느냐에 따라 색온도뿐만 아니라 단파장 비율을 부가적으로 고려해야 한다. 현재까지의 조명제어시스템은 재실자의 주관적 선호도에 의존하여 자동 또는 수동 제어 방식으로 조명환경을 조절하거나, 사용자 행위 및 발생 시점에 따라 조명환경의 색온도와 파장을 함께 고려하지 않은 채 단지 특정 행위에 적합한 색온도만을 가변화하여 서비스한다. 또한 현재 제공되고 있는 조명환경의 상세 정보를 재실자가 언제 어디서나 저렴한 비용으로 모니터링하고 재 조절하도록 지원하는 계측 및 평가에 대한 방법론이 배제되어 있다. 본 연구에서는 수면 및 활동 능률을 향상시키기 위하여 재실자 행위 및 발생시점에 따라 조명환경의 색온도 및 파장을 정밀하게 제어하고, 현재 조사되고 있는 조명환경 품질을 저렴한 비용으로 손쉽게 계측 및 평가할 수 있는 스마트폰 기반의 LED조명시스템을 설계 및 구현하였다. 먼저 일상생활에서 재실자의 행위를 ‘수면’, '휴식', ‘창의·예술’, ‘언어·사회’, ‘집중·수리’의 5가지 영역으로 세분화한 후 색온도와 능률 향상의 관계성을 파악하기 위한 선행 연구의 결과와 자연광의 계절별·시간대별 파장비율에 대한 실측 데이터를 기반으로 제어지표를 설계하였다. 또한, 제어지표를 기반으로 재실자 행위 및 발생시점에 따라 조명환경의 색온도 및 파장비율을 정밀하게 조절하여 개인 생체리듬을 고려하면서 작업 능률 향상을 최대화하기 위한 LED조명시스템을 개발하였다. 시스템은 재실자가 항시 보유하고 있는 스마트 폰과 컬러센서를 이용하여 주변 빛 환경에 대한 상세정보와 품질을 손쉽게 계측 및 평가하도록 설계함으로써 이동성을 보장하고 비용을 최소화하였다. 제안 시스템의 성능 평가를 위해 수면 및 활동 능률 향상을 위해 설계된 조명환경 제어 지표를 기반으로 조명장치의 색온도 및 파장비율을 제어 후 , 현재 조사 중인 조명환경의 상세정보와 행위에 적합한 조명환경인지 적합성 여부를 평가하였다. 또한, 형광등, 스탠드, 모니터 등의 재실자 주변 기기로부터 방출되는 빛을 부가적으로 계측 및 평가하여 빛 환경에 대한 사용자 인식을 고취시키고 행위를 스스로 변경하도록 유도하였다. 향후에는 개인의 각 행위에 따른 조명사용패턴과 생체리듬 분석을 통해 능률향상 및 건강성을 모두 만족시킬 수 있는 LED조명시스템 개발에 관한 연구를 진행할 것이며, 뇌파 및 멜라토닌 측정 실험을 통해 그 효과를 입증 할 것이다.
인간은 주변 환경변화에 따라 생리적, 행동적 적응 현상이 변화하게 되며 그 중 빛은 가장 큰 영향을 미치는 요소이다. 현대인은 라이프사이클 변화에 따라 주광이 유입되지 않는 밀폐된 건물에서 편중된 조명환경 아래 장시간 노출되어 스트레스, 시 쾌적성 저해 등 다양한 문제에 직면해 있다. 최근 고효율, 장수명의 LED조명과 IT기술의 융합으로 인간 중심의 다채로운 조명환경연출이 가능해졌다. 인간 생체리듬은 태양빛의 일주기 리듬에 밀접한 연관이 있으므로 인간 중심의 조명환경을 제공함은 궁극적으로 재실자 행위에 기반한 조명서비스를 의미한다. 일상생활에서 재실자의 행위는 ‘수면’과 ‘활동’으로 크게 구분할 수 있으며 그 중 ‘활동’은 유형에 따라 다양하게 세분화된다. 선행 연구에 따르면 조명환경의 특성 중 색온도 및 파장을 재실자 행위에 따라 정밀하게 조절하면 멜라토닌 분비를 촉진 또는 억제할 수 있어 현재 수행중인 작업 능률을 향상시키거나 수면장애를 개선하는 데에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 즉, 동일 색온도의 특성을 갖는 조명환경일지라도 각 파장별 강도가 다르며, 446～477nm의 특정 단파장 영역은 멜라토닌 분비를 억제시키는 데 크게 기여하므로 재실자의 행위가 낮 또는 밤 시간대 중 어느 시점에 발생되었느냐에 따라 색온도뿐만 아니라 단파장 비율을 부가적으로 고려해야 한다. 현재까지의 조명제어시스템은 재실자의 주관적 선호도에 의존하여 자동 또는 수동 제어 방식으로 조명환경을 조절하거나, 사용자 행위 및 발생 시점에 따라 조명환경의 색온도와 파장을 함께 고려하지 않은 채 단지 특정 행위에 적합한 색온도만을 가변화하여 서비스한다. 또한 현재 제공되고 있는 조명환경의 상세 정보를 재실자가 언제 어디서나 저렴한 비용으로 모니터링하고 재 조절하도록 지원하는 계측 및 평가에 대한 방법론이 배제되어 있다. 본 연구에서는 수면 및 활동 능률을 향상시키기 위하여 재실자 행위 및 발생시점에 따라 조명환경의 색온도 및 파장을 정밀하게 제어하고, 현재 조사되고 있는 조명환경 품질을 저렴한 비용으로 손쉽게 계측 및 평가할 수 있는 스마트폰 기반의 LED조명시스템을 설계 및 구현하였다. 먼저 일상생활에서 재실자의 행위를 ‘수면’, '휴식', ‘창의·예술’, ‘언어·사회’, ‘집중·수리’의 5가지 영역으로 세분화한 후 색온도와 능률 향상의 관계성을 파악하기 위한 선행 연구의 결과와 자연광의 계절별·시간대별 파장비율에 대한 실측 데이터를 기반으로 제어지표를 설계하였다. 또한, 제어지표를 기반으로 재실자 행위 및 발생시점에 따라 조명환경의 색온도 및 파장비율을 정밀하게 조절하여 개인 생체리듬을 고려하면서 작업 능률 향상을 최대화하기 위한 LED조명시스템을 개발하였다. 시스템은 재실자가 항시 보유하고 있는 스마트 폰과 컬러센서를 이용하여 주변 빛 환경에 대한 상세정보와 품질을 손쉽게 계측 및 평가하도록 설계함으로써 이동성을 보장하고 비용을 최소화하였다. 제안 시스템의 성능 평가를 위해 수면 및 활동 능률 향상을 위해 설계된 조명환경 제어 지표를 기반으로 조명장치의 색온도 및 파장비율을 제어 후 , 현재 조사 중인 조명환경의 상세정보와 행위에 적합한 조명환경인지 적합성 여부를 평가하였다. 또한, 형광등, 스탠드, 모니터 등의 재실자 주변 기기로부터 방출되는 빛을 부가적으로 계측 및 평가하여 빛 환경에 대한 사용자 인식을 고취시키고 행위를 스스로 변경하도록 유도하였다. 향후에는 개인의 각 행위에 따른 조명사용패턴과 생체리듬 분석을 통해 능률향상 및 건강성을 모두 만족시킬 수 있는 LED조명시스템 개발에 관한 연구를 진행할 것이며, 뇌파 및 멜라토닌 측정 실험을 통해 그 효과를 입증 할 것이다.
Physiological and behavioral adaption of human being is changed according to changes of surrounding environment. Among the surrounding environment, light is a major element that affects the adaption of human being the most. Modern human being is exposed to the concentrated lighting environment insid...
Physiological and behavioral adaption of human being is changed according to changes of surrounding environment. Among the surrounding environment, light is a major element that affects the adaption of human being the most. Modern human being is exposed to the concentrated lighting environment inside the sealed building where daylight does not inflow for a long duration due to life cycle changes. Therefore, human beings are facing various problems of deprived comfort when stress is received. Recently various lighting environments can be presented thanks to high efficiency and long life LED lighting, and fusion of IT technology. Because biological rhythm of human being is closely related with daylight rhythm of sun, lighting environment of human being oriented means an ultimate lighting service based on the activity of occupant. Activities of occupant in routine life can be broadly categorized into ‘sleeping’ and ‘activity’. Among these two, ‘activity’ is again classified in detail according to its types. According to preceding researches, if color temperature and wavelength among the characteristics of lighting environment is precisely adjusted, it would help in improving work efficiency or sleep disorder since light can promote or restrict the melatonin secretion. That is, even with the same lighting environment having the same color temperature, strength is different per each wavelength. A specific short wavelength of 446~477nm greatly attributes in restricting melatonin secretion, thus, not only color temperature but also short wavelength ratio should be additionally considered according to the timing of activity of occupant occurred either day or night. A lighting control system until now either controls lighting environment dependently as per preference of occupant automatically or manually, or provides service by changing the color temperature adequate to specific activity of occupant without considering color temperature and wavelength both according to activity and occurrence timing of users. Besides, this type of lighting service rules out the methodology about measurement and evaluation which supports detailed information of lighting environment so that users can monitor and re-adjust the lighting whenever and wherever with low cost. In this study, a mobile based LED lighting system that can precisely control color temperature and wavelength of lighting environment according to activity and occurrence timing of occupant was designed and implemented to improve sleeping and activity efficiency of users and to easily measure and evaluate the lighting environment currently under service. First of all, activities of occupant were categorized into ‘sleep’, 'relaxation', ‘creation and Art’, ‘language and society’, and ‘concentration and mathematics’. After that, a control index was designed based on the results from preceding researches and actual measurement data for the wavelength ratio per season and timing of natural light to understand the relationship between color temperature and efficiency improvement. Besides, a LED lighting system was developed to maximize work efficiency while considering individual biological rhythm by precisely controlling between color temperature and wavelength rate according to activity and its occurrence timing of occupants based on the control index. The system was designed such that smart phone and color sensor which occupants always possess were used. By utilizing the system, detailed information and quality of the surrounding area and color were easily measured and evaluated thereby mobility was secured and cost was minimized. Further, the compatibility was assessed whether the lighting environment was suitable to the detailed information of lighting environment currently under service and to the activity of users. After servicing the color temperature and wavelength rate of lighting based on the control index is designed to improve sleeping and activity efficiency to evaluate the performance of proposed system. Besides, additionally lights emitted from the peripheral instruments like fluorescent lamps, stands, and monitors were measured and evaluated so as to encourage user’s recognition about lighting environment and to induce users to change the activities by themselves. In the future, the researches about LED lighting system which satisfies both the efficiency improvement and health by analyzing the lighting usage pattern and biological rhythm according to activity of each individual would be performed. A new system would be validated by a brain wave and melatonin measurement experiment.
Physiological and behavioral adaption of human being is changed according to changes of surrounding environment. Among the surrounding environment, light is a major element that affects the adaption of human being the most. Modern human being is exposed to the concentrated lighting environment inside the sealed building where daylight does not inflow for a long duration due to life cycle changes. Therefore, human beings are facing various problems of deprived comfort when stress is received. Recently various lighting environments can be presented thanks to high efficiency and long life LED lighting, and fusion of IT technology. Because biological rhythm of human being is closely related with daylight rhythm of sun, lighting environment of human being oriented means an ultimate lighting service based on the activity of occupant. Activities of occupant in routine life can be broadly categorized into ‘sleeping’ and ‘activity’. Among these two, ‘activity’ is again classified in detail according to its types. According to preceding researches, if color temperature and wavelength among the characteristics of lighting environment is precisely adjusted, it would help in improving work efficiency or sleep disorder since light can promote or restrict the melatonin secretion. That is, even with the same lighting environment having the same color temperature, strength is different per each wavelength. A specific short wavelength of 446~477nm greatly attributes in restricting melatonin secretion, thus, not only color temperature but also short wavelength ratio should be additionally considered according to the timing of activity of occupant occurred either day or night. A lighting control system until now either controls lighting environment dependently as per preference of occupant automatically or manually, or provides service by changing the color temperature adequate to specific activity of occupant without considering color temperature and wavelength both according to activity and occurrence timing of users. Besides, this type of lighting service rules out the methodology about measurement and evaluation which supports detailed information of lighting environment so that users can monitor and re-adjust the lighting whenever and wherever with low cost. In this study, a mobile based LED lighting system that can precisely control color temperature and wavelength of lighting environment according to activity and occurrence timing of occupant was designed and implemented to improve sleeping and activity efficiency of users and to easily measure and evaluate the lighting environment currently under service. First of all, activities of occupant were categorized into ‘sleep’, 'relaxation', ‘creation and Art’, ‘language and society’, and ‘concentration and mathematics’. After that, a control index was designed based on the results from preceding researches and actual measurement data for the wavelength ratio per season and timing of natural light to understand the relationship between color temperature and efficiency improvement. Besides, a LED lighting system was developed to maximize work efficiency while considering individual biological rhythm by precisely controlling between color temperature and wavelength rate according to activity and its occurrence timing of occupants based on the control index. The system was designed such that smart phone and color sensor which occupants always possess were used. By utilizing the system, detailed information and quality of the surrounding area and color were easily measured and evaluated thereby mobility was secured and cost was minimized. Further, the compatibility was assessed whether the lighting environment was suitable to the detailed information of lighting environment currently under service and to the activity of users. After servicing the color temperature and wavelength rate of lighting based on the control index is designed to improve sleeping and activity efficiency to evaluate the performance of proposed system. Besides, additionally lights emitted from the peripheral instruments like fluorescent lamps, stands, and monitors were measured and evaluated so as to encourage user’s recognition about lighting environment and to induce users to change the activities by themselves. In the future, the researches about LED lighting system which satisfies both the efficiency improvement and health by analyzing the lighting usage pattern and biological rhythm according to activity of each individual would be performed. A new system would be validated by a brain wave and melatonin measurement experiment.
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