[논문]LED 조명에 대한 청색광 위험 평가

정명훈; 양석준; 육주성; 오상영; 김창진; 류정묵; 최은정

doi:10.14479/jkoos.2015.20.3.293

LED 조명에 대한 청색광 위험 평가
Evaluation of Blue Light Hazards in LED Lightings 원문보기

한국안광학회지 = Journal of Korean Ophthalmic Optics Society, v.20 no.3, 2015년, pp.293 - 300

정명훈 (건양대학교 안경광학과) , 양석준 (건양대학교 안경광학과) , 육주성 (건양대학교 안경광학과) , 오상영 (건양대학교 안경광학과) , 김창진 (건양대학교 안경광학과) , 류정묵 (건양대학교 안경광학과) , 최은정 (건양대학교 안경광학과)

초록
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목적: 청색광 위험도의 정량적 지표인 청색광 복사휘도를 이용하여 안경원 내 LED 조명에 대한 청색광 위험도를 평가하였다. 방법: LED 조명의 분광복사휘도를 측정하고 청색광 복사휘도와 최대노출시간을 산출한 후, IEC 62471 분류기준에 따라 위험군을 분류하였다. 결과: 진열장에 사용된 황색 LED 조명, 천장에 사용된 백색 및 황색 LED 조명, 그리고 로고에 사용된 백색 LED 조명은 위험제외군 RG0로 분류되었지만, 진열장에 사용된 백색 LED 조명은 위험군 RG1으로 분류되었다. 진열장에 사용된 백색 LED 조명의 청색광 복사휘도는 형광등에 비하여 수십 배나 높은 것으로 나타났다. 결론: 청색광 복사휘도의 값을 이용하여 여러 가지 조명에 대한 청색광 위험을 정량적으로 표현할 수 있었다. 진열장용 백색 LED 조명은 높은 휘도와 색온도로 청색광 위험이 높음을 확인할 수 있었으며, 안경원 내의 조명 교체 시 장기적이 측면에서 시건강을 위해 적절한 밝기와 색온도의 조명을 선택하는 것이 필요하겠다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: To evaluate blue light hazards of LED lightings in an optical store with blue light radiance used as the quantitative indicators of photobiological hazard. Methods: The spectral radiance of each LED lightings was measured, and blue-light radiance and the corresponding maximum exposure time were calculated. Then each LED lighting was classified according to the risk group from IEC 62471 standard. Results: The yellow LED lightings used in showcases and white LED lightings used on ceilings and logo were classified into risk group RG0. But the white LED lightings used on showcases were classified into risk group RG1. The blue light radiances of white LED lightings used in showcases are dozens of times larger than that of fluorescent lamp. Conclusions: Using the value of the blue light radiance could quantitatively express the blue light hazard to various lightings. It was confirmed that white LED lightings for the showcases had high blue light hazards because of their high luminance and color temperature. Therefore, when replacing lightings in optical shop it is necessary to select the appropriate brightness and color temperature for eye health in the long term.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이러한 LED 조명 하에서 장시간을 보내야 하는 안경사들은 LED에 의한 광생물학적 위험에 노출되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 안경원 내의 LED 조명에 대한 광생물학적 위험 중, 청색광 위험을 IEC 62471의 규정에 따라 정량적으로 알아보고자 하였다.

제안 방법

Fig. 1(a)에 진열장용 백색 조명인 SW1, SW2와 진열장용 황색 조명인 SY에 대한 분광복사휘도를 제시하였고. Fig.
LED 조명에 대한 청색광 위험도를 조사하기 위하여 안경원에서 사용되고 있는 진열장, 천장, 로고 LED 조명을 대상으로 청색광 복사휘도를 산출하고 IEC 62471의 광원 위험군 분류표에 따라 분류하였다. 복사휘도가 매우 낮은 로고 조명을 제외하고 모든 LED 조명은 기존의 광원인 백열등이나 형광등보다 수배 혹은 수십 배나 청색광 위험이 높은 것으로 나타났다.
각 조명의 구분을 위하여 진열장용 3종을 SW1, SW2, SY로, 천장용 2종을 CW, CY로, 로고용 1종을 LW로 나타내었다. 여기서 S는 진열장(showcase), C는 천장(ceiling), L은 로고(logo), W는 백색(white), Y는 황색(yellow)을 가리킨다.
우선, 실험실을 암실 상태로 한 후 광원으로부터 조도가 500 lx 인 지점을 찾고, 그 위치에서의 광원에 대한 분광복사휘도(spectral radiance, L(λ)), 상관색온도(correlated color temperature, CCT), 색좌표(color coordinate, CIExy)를 측정하였다.
측정은 매장에서 사용되고 있는 LED 조명을 종류별로 수거하여 암실에서 수행하였고, 수거하기 어려운 로고 조명은 외부의 광원에 대한 영향이 없도록 밤 시간에 다른 조명을 모두 소등한 상태에서 실시하였다. 측정은 다음과 같은 방법으로 수행하였다.

이론/모형

우선, 실험실을 암실 상태로 한 후 광원으로부터 조도가 500 lx 인 지점을 찾고, 그 위치에서의 광원에 대한 분광복사휘도(spectral radiance, L(λ)), 상관색온도(correlated color temperature, CCT), 색좌표(color coordinate, CIExy)를 측정하였다. 조도는 Topcon사의 분광조도계(IM-1000)로 측정하였으며, 분광복사휘도, 상관색온도, 색좌표는 Minolta사의 분광방사계(CS-2000)로 측정하였다. 측정 범위는 5 nm 간격으로 가시광선 영역(380~780 nm)에서 수행하였다.
청색광 위험(blue light hazard)에 대한 정량적 지표인 청색광 복사휘도(blue light radiance, LB)는 분광복사휘도에 ANSI Z80.3:2010에서 규정하고 있는 청색광 위험함수(blue light hazard function, B(λ))를 가중시켜 계산하였고,[16] 광원에 대한 최대노출시간(maximum exposure time, MET)과 위험군 분류는 IEC 62471에 근거하여 수행하였다.

성능/효과

Fig. 3(a)와 (c)에서 확산판이 사용된 천장용 백색 조명 CW, 로고용 조명 LW, 형광등 F은 다른 광원에 비해 CCT 혹은 청색광 비율 P_B가 높음에도 불구하고 위험제외군 RG0로 분류되어 있음을 알 수 있다. 이는 세 광원의 복사휘도가 모두 낮기 때문으로 Fig.
LED 조명이 설치되어 있는 대형 안경체인점을 방문하여 그 사용처를 알아본 바, 진열장, 천장, 로고 등에 사용되고 있음을 알 수 있었다. 육안으로 보이는 LED 조명의 색상 즉, 겉보기 색상(apparent color)은 백색이거나 황색이었다.
마찬가지로 방법으로 Table 2의 9열에 나머지 모든 광원에 대한 최대노출시간을 기준으로 광원의 위험군 분류하였고, 그 결과를 Table 2의 10열에 나타내었다. 결과에 따르면 다른 조명들은 모두 최대노출시간이 10,000 s 이상으로 위험군 RG0로 분류되어 위험제외군 RG0에 속하였지만, 진열장에 사용된 백색 LED 조명인 SW1, SW2는 각각 최대노출시간 1,007 s, 1,060 s로 위험군 RG1으로 분류되었다. IEC 62471에 따르면 일반조명의 경우 RG2, RG3에 속하면 그 위험을 알리는 주의나 경고를 기재하도록 되어 있기 때문에 RG1에 속하는 SW1, SW2의 조명인 경우는 그러한 문구를 제품에 표기하지 않아도 된다.
결과에 따르면 진열장용 백색 조명 SW1(993 W/m2 · sr), SW2(943 W/m2 · sr)의 청색광 복사휘도 LB는 다른 조명에 비하여 월등히 높은 것으로 나타났다.
비록, 위험군 RG1에 속하는 광원에 대하여 광생물학적 위험성에 대한 주의나 경고 문구를 사용하지 않아도 된다 하더라도 청색광 복사휘도가 기존의 광원인 형광등에 비해 수십 배나 높은 것으로 나타났으므로 일생에 걸쳐 서서히 나타나는 광화학적 망막손상에 대비하여 바라보는 것은 피해야 할 것이다. 광생물학적 위험도에 대한 정량적 지표인 청색광 복사휘도는 광원의 청색광 비율이 높고 복사휘도도 높은 광원에서 크다는 것을 알 수 있었다. 따라서 청색광 노출에 대한 위험에서 보다 보호를 받기 위해서는 가급적 청색광 비율이 낮은 조명이나 CCT가 낮은 조명을 사용하는 것이 바람직하겠고, 만일 청색광 비율이나 CCT가 높은 광원이라면 밝기를 낮추거나 확산판이 부착된 광원을 사용하는 것이 바람직하겠다.
로고조명 LW을 제외한 모든 LED 조명은 백열등 I(18 W/m2 · sr) 및 형광등 F(22 W/m2 ·sr)보다 높았으며, SW1의 경우는 형광 등에 비해 993/22 45 배나 높은 것으로 나타났다.
LED 조명에 대한 청색광 위험도를 조사하기 위하여 안경원에서 사용되고 있는 진열장, 천장, 로고 LED 조명을 대상으로 청색광 복사휘도를 산출하고 IEC 62471의 광원 위험군 분류표에 따라 분류하였다. 복사휘도가 매우 낮은 로고 조명을 제외하고 모든 LED 조명은 기존의 광원인 백열등이나 형광등보다 수배 혹은 수십 배나 청색광 위험이 높은 것으로 나타났다. 진열장에서 사용되는 백색 LED 조명들은 다른 광원과는 달리 위험군 RG1에 속하는 것으로 나타났다.
육안으로 보이는 LED 조명의 색상 즉, 겉보기 색상(apparent color)은 백색이거나 황색이었다. 측정에 사용된 LED 조명은 총 6종으로 진열장용 3종(2종은 백색, 1종은 황색), 천장용 2종(1종은 백색, 1종은 황색), 로고용 1종(백색)이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	광학적 복사는 무엇인가?	광학적 복사(optical radiation)란 100 nm~1 mm 대역의 전자기파를 말하는데, 생물학적 중요성(biological significance)을 고려하는 경우에는 200~3,000 nm 대역의 전자기파를 가리킨다. 이때 광학적 복사는 자외선(UV-C, UV-B, UVA), 가시광선(Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange, Red), 적외선(IR-A, IR-B, IR-C)으로 분류한다.
	청색광 노출에 대한 위험에서 보호를 받기 위해서 어떤 조명을 사용해야하는가?	광생물학적 위험도에 대한 정량적 지표인 청색광 복사휘도는 광원의 청색광 비율이 높고 복사휘도도 높은 광원에서 크다는 것을 알 수 있었다. 따라서 청색광 노출에 대한 위험에서 보다 보호를 받기 위해서는 가급적 청색광 비율이 낮은 조명이나 CCT가 낮은 조명을 사용하는 것이 바람직하겠고, 만일 청색광 비율이나 CCT가 높은 광원이라면 밝기를 낮추거나 확산판이 부착된 광원을 사용하는 것이 바람직하겠다.
	청색광에 대한 위험성은 무엇인가?	광생물학적 위험 중, 청색광으로 인한 광화학적 망막손상이 발생되면 시력이 저하되고 심하면 실명이 되며 연령 관련 황반변성이 급속히 가속되는 것으로 보고되고 있다.[4]청색광에 대한 위험성은 오래 전부터 알려져 있었고,[5-7]이에 대한 주의나 경고는 대부분 조명기기 설치자, 용접공 등과 같은 전문직 종사자들이나 산업용, 의료용 등의 광원들을 다루는 직업군 종사자들에게 그 위험성을 인지시키고 적절한 조치를 취하도록 하는데 목적이 있었다.

참고문헌 (23)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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