본 연구에서는 무대 방송용 LED 스폿 조명기구를 자체적으로 설계, 제작하여 조도, 배광 및 색온도를 측정하였으며, 동일한 피사체를 LED 조명과 텅스텐 할로겐 조명을 번갈아 설치하여 인물의 영상을 카메라로 촬영한 영상을 비교하여 LED 조명기구의 대체 가능성을 연구하였다. 촬영한 피사체를 분석한 결과 LED 144[W] 조명기구가 텅스텐 할로겐 1[kW] 조명기구보다 더 영상이 밝기와 색감 면에서 더 우수하였다. 144[W] LED조명기구와 텅스텐 할로겐 1[kW] 조명기구의 사용 에너지를 측정한 결과 동일 조도기준으로 LED가 80[%] 이상의 에너지 절약효과가 있는 것으로 나타났다. 할로겐 텅스텐 1[kW] 조명기구와 LED 144[W] 조명기구의 배광과 조도 분포를 비교 검토한 결과 피사체를 집중적으로 조명하는 경우, 피조면의 조도가 높아 효과적인 조명이 가능하다. 6[m]정도 천고의 공연장이나, 스튜디오에서는 LED144[W] 조명기구는 조도 문제가 없어, 기존의 텅스텐 할로겐 1[KW] 조명기구를 1:1로 대체하는 것이 가능하다.
자연계의 모든 생물은 대체로 천적이 있다. 생물은 언제나 많은 천적으로 둘러싸여 있으며 이로 인해 자연의 평형이 이루어지고 있다. 그런데 이런 천적관계는 비단 생물에 있어서만 적용되는 게 아니다. 자판기 분야도 그 외부환경 요인이라든가 경쟁 대상 품목 등에 있어 천적의 관계를 형성하고 있는 경우가 많다. 필수 불가결한 품목특성을 갖지 못하는 자판기 특성상 유난히 이러한 천적의 연결고리를 많이 찾아 볼 수 있다. 금호 기획취재에는 자판기의 천적 관계를 조명해 보는 시간을 마련했다. 이 천적관계도 산업의 발전을 막는 나쁜 면으로서 만이 아닌 싫든 좋든 공존 공생해야 하는 동반자적 관계이다. 이러한 측면에서 천적관계 조명을 통해 보다 자판기 산업의 자생력을 강화할 수 있는 계기를 만들고자 함이 본란의 기획취지이다.
평균조도 계산법 중에서 국내에서 주로 사용되는 3배광법과 ZCM의 정확도를 비교하고, 그 적용한계를 파악하였다. 비교방법은 전반확산형 조명기구와 직접식 조명기구에 대하여 3배광법과 ZCM에 의한 조명률을 계산하고, 이 값들을 이용하여 여러 상황하에서의 평균조도를 계산하였다. 몬테카를로 시뮬레이션으로 동일상황에서의 조도값을 구하고, 이 값과 3배광법과 ZCM의 조도값을 각각 비교하였다. MCS법의 정확도는 Moon위 해석적인 방법과 비교하여 입증하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1. 방의 크기에 따른 평균조도 비교에서 전반확 형 조명기구와 직접식 조명기구의 경우 3배광법 보다 ZCM이 평균조도 오차가 적었다. 2. 광원의 수 변화에 따른 평균조도 비교에서 직접식 조명기구의 경우 3배광법은 광원의 수가 증가할수록 평균조도 오차가 감소하다가 다시 증가하였고 ZCM 은 점차적으로 감소하였다. 3. 실내면 반사율 변화에 따른 비교에서 직접식 조명기구의 경우 오차 범의가 3배광법에서 크고 ZCM에서 적게 나타냈다. 4. 방의 형태 변화에 따른 평균조도 비교에서 직접식 조명기구의 경우 방의 폭이 좁고 길이가 긴 공간에서 3배광법과 ZCM모두 오차가 크게 낱났다. 또 정방형에서 가까울수록 오차는 작아지면서 3배광법 보다 ZCM의 오차가 적었다. 그러므로 우리나라에서 혼용되고 있는 3배광법과 ZCM중에서 정확도가 높은 ZCM선택이 바람직하다.
주유소 조명은 안전하고 시각적으로 흥미롭게 디자인되어야 한다. 최근 연구에는 빛공해와 에너지 낭비 때문에 non-cutoff 조명기구를 주유소에 이용되면 안 되는 것을 보여주었다. 본 연구에서는 non-cutoff 조명기구를 사용한 주유소의 조명환경을 분석하는 것을 목적으로 한다. CS-100 휘도계와 Radiant Imaging Prometric-1400을 이용하여 건물표면, 캐노피, 천정, 기둥 및 바닥면을 측정하였다. 그 결과 캐노피 조명기구의 개수가 증가할수록 건물전체 표면휘도가 증가하였으며, Non-cutoff 조명기구를 설치한 연구대상 전체 주유소는 빛공해를 유발하였다. 따라서 주유소 옥외조명에 대한 기준이 마련되어야 할 것이다.
본 논문에서는 가격이 비싼 고보 조명을 대체하기 위해 freeform lens를 사용하여 조명 광학계를 설계하였다. Freeform lens 조명은 이미지 마스크를 사용하지 않으며, 렌즈 한 매만으로도 렌즈 면에서 직접 이미지를 형성하여 조사할 수 있어 고보 조명에 비해 단가를 절감할 수 있다. 또한 설계한 freeform lens 조명의 성능을 확인하기 위해서 조도 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 통해 설계한 조명이 조사하고자 하는 이미지와 유사한 조도분포를 가지며, 고보 조명의 성능과 유사한 광효율 47%를 가지므로 고보 조명을 대체할 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 조명시설을 효과적으로 제어 관리를 위하여 휴대용 개인 단말기를 통하여 On-Line으로 작업이 가능한 Web서버의 개발에 관하여 연구하였다. 현재 조명시설의 제어는 단순한 기능에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구를 통하여 개발된 결과물을 통하여 대중화된 휴대용 개인 단말기를 이용하여 실시간으로 조명시설을 효율적으로 제어 및 관리함으로써 경제적, 인력적인 면에서 효과를 얻을 수 있을 것이다.
본 연구에서는 도로 조명 설비에 있어서의 도로 면의 휘도 분포 및 조도 분포뿐만 아니라, 평균 휘도 및 평균 조도, 전반 균제도와 길이상의 균제도, 임계 증분, 광막휘도, 글레어 등의 계산을 수행하는 프로그램(Lighting Analysing Program for Road, LAPRoad)을 개발하였다. 도로 및 조명기구의 기하학적 배치와 함께 노면의 반사 특성과 조명기구의 배광 특성이 사용자의 선택에 의해 입력된다. 계산의 정확도와 LAPRoad의 유용성을 검증하기 위해 실제 조도와 휘도를 측정하고 이를 계산 결과의 비교하여 좋은 결과를 얻었다.
주광의 색온도와 일치하는 실내 전반 조명용 60W급 LED 조명제품 개발하기 위하여 실내 주광에 적합한 LED를 선정하고, 색온도, 광색제어를 위한 구동회로 및 제어회로를 설계 제작 하였다. 그리고 1W급 Cool White, Warm White Package LED 총 168 EA를 적용하여 주광의 색온도와 일치하는 실내전반 조명용 LED 조명 System 을 개발하였다. 주광의 색온도와 일치하는 실내 전반용 LED 조명제품은 60W급 LED SMPS 구동회로 및 광색/색온도 제어회로 설계, 면발광을 위한 방열 설계 및 기구 구조 설계를 통하여 개발되었으며, 직접 시제품을 제작하고 그 성능을 측정하였다. 그 결과 회로 효율은 85% 이상, 색온도는 $3,000{\sim}7,000K$에서 실시간으로 제어 가능 하고, 원하는 색온도을 구현 할 수 있도록 하였으며, 발산각 또한 최대 광도의 1/2 기준으로 $100^{\circ}$ 이상을 만족시켰다.
빛은 인간이 주거공간에서 삶을 영위함과 더불어 창조활동을 하는데 있어서 가장 중요한 요소이다. 특히 식탁조명설계는 인간에게 신체적 심리적으로 가장 중요한 요소로 작용함에도 불구하고 현재까지 미적인 면만을 강조하였다. 그 이유는 조명디자이너가 KS기준조도에 맞추어 조명설계를 하고 있는데, KS기준조도는 한국의 사회 문화적 특성을 고려하지 않은 일본의 기준조도(JIS)를 기본으로 만들어진 것이므로 적절치 못한 조도레벨인 것이다. 따라서 한국의 특성이 반영된 기준조도 설정이 매우 시급한 상황이다. 본 연구에서는 현재 공동주택에 적용되고 있는 조명설계 현황을 조사하고 분석하여 한국의 식문화에 적절한 조도레벨, 색온도, 조명디자인을 제안하여 조명설계시 가이드라인으로 활용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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