[논문]인간친화적이고 스마트한 LED 감성조명

박현수

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박현수 (LG전자기술원)

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문제 정의

이상에서 LED 감성조명에 대한 간단한 소개와 전망, 그리고 이와 관련된 최근의 몇 가지 이슈들을 정리해 보았다. 지구온난화와 같은 환경적인 문제, 에너지 절감이라는 경제적인 문제, 그리고 고령화 사회에서 웰빙과 삶의 질이라는 심리사회적인 문제들이 감성조명에 대한 필요성 내지 수요를 창출하게 된 근본적인 동기들이라고 할 수 있다.
그러한 점에서 최근에 몇몇 유럽 연구기관들에 의해 수행된 ALADIN(Ambient Lighting Assistance for an Ageing Population) project는 우리에게 시사하는 바가 크다고 할 수 있다. 그것은 고령화 사회에서 노인들의 건강과 안전을 지원하는 노인친화적인 조명환경을 제공하기 위해 노인들의 주거환경, 행동패턴, 및 심리생리적인 요인들을 고려하고 다양한 조사와 실험을 통해 얻어진 데이터에 기초하여 노인들을 위한 스마트 조명시스템과 사용자 인터페이스의 개발을 시도한 연구개발 프로젝트이다.

후속연구

그러한 점은 LED 조명이 단순히 빛을 밝히는 기능에서 벗어나 빛의 다양한 특성을 이용함으로써 인간의 시각적·비시각적 경험에까지 영향을 미치는 소위 ‘감성 내지 웰빙(well-being) 조명’으로 활용될 수 있음을 의미한다. 그것만으로도 LED 조명은 기존의 조명과는 차별화되는 새로운 조명이라고 할 수 있지만, 여기에 새로운 디자인적 접근과 다양한 IT 기술이 융합된다면 LED 조명은 우리의 삶과 생활방식에 큰 변혁을 가져올 것이다. 그것은 마치 최근에 스마트폰의 등장과 함께 우리 사회 전반이 큰 변화를 겪고 있듯이 지금까지 우리가 가져왔던 조명에 대한 인식의 틀을 완전히 바꾸게 되는 전환점이 될 것이다.
이미 LED를 이용한 감성조명은 실내조명 (침실, 거실, 공부방 등), 경관조명(빌딩, 교량, 유적, 공원 등), 교육 및 보호시설 조명(교실, 병실, 실버타운등), 문화시설조명(전시관, 미술관, 무대, 리조트 등), IT 가전 및 자동차용, 매장 인테리어 및 디스플레이용, 라이트테라피용 조명 등으로 다양하게 개발되어 적용되고 있다. 아직까지는 기존광원에 비해 제품가격이 비싸고 따라서 초기투자비용이 많이 들어간다는 점이 LED 조명의 보급뿐만 아니라 감성조명의 발전에 걸림돌로 작용하고 있지만, 향후 LED소자의 가격이 떨어지고 부품의 경량화와 제조공정의 단순화 및 자동화 등으로 생산성이 향상된다면 LED 감성조명의 수요와 응용분야는 크게 증가할 것으로 예상된다.
그러므로, 앞으로 LED를 기반으로 하는 감성조명에 관한 표준화를 제정한다면, 기존조명의 표준규격을 참고하되 스마트 LED 감성조명에서 특별히 다루어져야할 문제들을 정리하여 별도의 규격 요구사항, 테스트 환경과 내용, 절차에 대한 명세화가 이루어져야 할 것이다. 예를 들어, RGB LED를 사용한 감성조명의 경우, RGB LED 각각의 색좌표, 그것들의 조합으로 표현할 수 있는 색역(color gamut)의 범위, white point의 위치, 분광분포 등에 대한 명세가 포함되어야 할 것이다.
오랜 진화과정에서 적응해 온 태양빛이 다른 인공광원에 비해 인간의 시각체계와 신체리듬에 자연스러울 것이란 생각은 지극히 타당하기 때문이다. 그러므로 LED를 기반으로 한 일반조명이나 감성조명도 자연광에 가까운 분광분포를 가진다면 그것은 가장 이상적인 조명이 될 것이다. 현재의 LED 기술로는 분명히 한계가 있지만, 그러한 문제를 극복하여 고른 분광분포를 가진 LED를 구현하는 방안을 찾아볼 필요가 있다.
형광등의 분광분포를 문제 삼아 Full Spectrum 형광등을 개발한 이유가 정당화되기 위해서는 LED의 분광분포 문제 역시 해결되어야할 것이다. 그리하여 자연광에 가까우면서도 다양한 색상과 밝기를 제어할 수 있고 양질의 빛을 내는 감성조명을 구현할 수 있어야 할 것이다.
왜냐하면, LED 감성조명이야말로 사용자에게 가장 빈번하고 직접적으로 사용될 조명이기 때문이다. 특히 최근에 청색 LED의 망막손상 가능성을 제기하는 연구가 보고된 바 있으므로(ANSES, 2010), 필요하다면 동물실험 등을 통해 다양한 LED 색상조건과 노출시간에 따른 안전성에 대한 충분한 검토가 이루어져야 할 것이다.
국제조명위원회(CIE)에서도 최근에 CIE 158:2009, ‘Ocular Lighting Effects on Human Physiology and Behaviour'라는 제목의 기술보고서를 출판하였다. 그 내용이 LED에만 국한되는 것은 아니지만, LED 일반조명과 LED 감성조명 모두에 적용될 수 있으므로 연구개발과정에서 반드시 고려되고 검토되어야 할 것이고, 필요하다면 충분한 기초연구가 선행되어야 할 것이다.
아무리 뛰어난 IT 기술들을 접목하여 편리하고 똑똑한 조명환경을 제공한다 하더라도 그것이 인간의 행동과 심리(주의, 감성, 인지 등)를 충분히 고려하지 않는 조명이라면 그것은 그저 하나의 새로운 조명 제품으로 밖에 취급되지 않을 것이다. 그러므로 사용자의 요구와 상태를 파악하고 그들이 필요로 하는 최적의 조명 경험(optimal lighting experience)을 제공할 수 있을 때 비로소 LED 감성조명은 인간친화적(human-friendly)이면서도 스마트한 조명이 될 수 있을 것이다. 그러한 점에서 최근에 몇몇 유럽 연구기관들에 의해 수행된 ALADIN(Ambient Lighting Assistance for an Ageing Population) project는 우리에게 시사하는 바가 크다고 할 수 있다.
그처럼 LED 감성조명을 개발하기 전에 먼저 인간에 대한 이해와 배려, 그리고 충분한 기초 및 실증연구가 선행되어야 하며, 그럴 때에만 LED 감성조명의 가능성과 시장은 확대될 것이고 궁극적으로 그것은 인간을 이롭게 하는 도구가 될 수 있을 것이다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

LED 감성조명은 이론적으로 몇 가지의 색상을 구현할 수 있는가?

색온도나 밝기를 적절히 조절함으로써 감성에 효과적인 조명을 만들 수도 있지만, 좀 더 정확한 의미에서 LED 감성조명은 Full Color LED를 이용한 감성조명 시스템이라고 할 수 있다. 그러한 LED 감성조명은 Red, Green, Blue LED의 적절한 조합에 의해 이론적으로는 1650만 가지의 색상을 구현할 수가 있다. 실제로 인간의 눈이 구분할 수 있는 색의 종류는 그것에 훨씬 못 미치지만, 그만큼 자유자재로 색을 연출할 수 있다는 것이 큰 장점이다.

LED 감성조명의 표준화가 제대로 이루어지지 않고 있는 가장 큰 이유는 무엇인가?

최근에 서울시에서 감성조명 가이드라인을 제정 한다는 소식이 있지만, 표준화를 위한 국가적인 차원에서의 구체적인 노력은 아직까지 없는 것으로 보인다. 아마도 가장 큰 이유는 감성조명이 기존 조명과는 달리 아직까지 개념자체가 모호하고 평가내용이나 방식에 대한 공감대 형성이 쉽지 않기 때문일 것이다. 국제조명위원회(CIE)에서도 감성조명을 별도의 분야로 다루기보다는 기존 조명을 대상으로 하여 광범위한 심리학적, 생물학적 문제를 다루는 기술위원회(technical committee; TC)를 조직하고 그 활동결과에 기초한 기술보고서와 관련 표준을 내놓고 있는 정도이다.

LED를 이용한 감성조명은 어디에서 적용되고 있는가?

실제로 인간의 눈이 구분할 수 있는 색의 종류는 그것에 훨씬 못 미치지만, 그만큼 자유자재로 색을 연출할 수 있다는 것이 큰 장점이다. 이미 LED를 이용한 감성조명은 실내조명 (침실, 거실, 공부방 등), 경관조명(빌딩, 교량, 유적, 공원 등), 교육 및 보호시설 조명(교실, 병실, 실버타운등), 문화시설조명(전시관, 미술관, 무대, 리조트 등), IT 가전 및 자동차용, 매장 인테리어 및 디스플레이용, 라이트테라피용 조명 등으로 다양하게 개발되어 적용되고 있다. 아직까지는 기존광원에 비해 제품가격이 비싸고 따라서 초기투자비용이 많이 들어간다는 점이 LED 조명의 보급뿐만 아니라 감성조명의 발전에 걸림돌로 작용하고 있지만, 향후 LED소자의 가격이 떨어지고 부품의 경량화와 제조공정의 단순화 및 자동화 등으로 생산성이 향상된다면 LED 감성조명의 수요와 응용분야는 크게 증가할 것으로 예상된다.

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