D65 광원과 6500 K LED 광원에서의 색채지각 차이 = Difference in Color Perception under D65 and 6500 K LED

국문 초록 (Abstract)

목적: 태양광을 모사한 인공광원인 D65 광원과 동일 색온도를 갖는 LED6500K 광원에서 색채지각 차이와 각 광원에서 색채지각 오류가 나타나는 색의 범위를 알아보고자 한다. 방법: 전신 및 정신질환과 안질환이 없고, 색각이상이 없는 성인 104명(20-30대 52명, 50-60대 52명/ 남성 52명, 여성 52명)을 피험자로 선정하였다. D65 광원과 LED6500K 광원 두 종류의 조명박스 안에서 실험하였다. 색채구별 능력을 수치화할 수 있는 Farnsworth-Munsell 100 hue test(FM 100 hue test)를 시행하여 TES와 ES를 측정하였다. TES와 ES를 통해 두 광원에서의 색채지각 차이와 각 광원에서 색채지각 오류가 나타나는 색의 범위를 비교 분석하였다. 모든 측정 결과들은 연령과 성별로 세분화하여 비교 분석하였다. 결과: TES를 통해 두 광원에서 색채지각 오류를 비교 분석한 결과, 전체 분류의 피험자 모두 LED6500K 광원에서 TES가 유의하게 높은 것으로 나타났다. 그리고 동일광원에서 연령별, 성별로 TES를 비교하였다. 20-30대와 50-60대의 비교에서 두 광원 모두 50-60대의 TES가 유의하게 높은 것으로 나타났으며, 남성과 여성의 비교에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. ES를 통해 색채지각 오류가 크게 나타나는 색의 범위를 알아본 결과 두 광원 환경에서 모두 피험자 전체를 포함한 연령별(20-30대, 50-60대), 성별(남성, 여성)에서 각 색상그룹에 유의한 차이가 있으며, Group 3에 해당하는 BG-PB 색상에서 ES가 높게 나타났다. 그리고 전체 분류의 피험자 모두 전체 색상그룹에서 LED6500K 광원에서의 ES가 통계적으로 유의하게 높게 나타나 TES와 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 동일광원, 동일색상그룹에서 20-30대와 50-60대의 ES를 비교했을 때 전체 색상그룹에서 50-60대의 ES가 크게 나타났다. 특히, Group 3, 4의 ES가 크게 증가하였다. 남성과 여성의 ES를 비교했을 때 전체 색상그룹 모두 유의- 84 -한 차이가 나타나지 않았다. 결론: 연령과 성별의 관계없이 D65 광원에 비하여 LED6500K 광원에서 색채지각의 오류가 높았다. 또한 모든 분류의 피험자에게 두 광원에서 동일하게 BG-PB 색상에서 색채지각의 오류가 높았다. 이를 통해 기존광원(A, C, TL84)에 비하여 표준광원인 D65 광원과 LED6500K 광원은 색채지각의 오류 색상과 범위가 유사하다고 할 수 있다. 그리고 연령이 높아질수록 전체적으로 색채지각 오류가 증가하였다. 특히 BG-PB, PB-RP 색상에서 색채지각의 오류가 크게 증가하였다. 남성과 여성은 색채지각에 차이가 나타나지 않았다. 광원과 연령에 따라 색채지각 오류가 달라지므로 색채와 밀접하게 관련된 업무 시에는 신중한 광원의 선택이 요구된다. 따라서 안경원 및 상업공간에서 소비자에게 정확한 색보임을 제공하기 위하여 적합한 광원을 사용하여 선택에 도움을 줘야 할 필요성이 있다. 아울러 광원별, 연령별, 성별에 따른 색채지각의 오류를 예상하고 올바른 선택을 할 수 있도록 도와주는 것이 필요하다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose: This study aims to examine the difference in color perception between D65, which is an artificial light source with a simulated solar light, and LED6500K with the same color temperature and the range of colors that has a color perception error of each light source. Methods: For this study, 104 adults(52 in their 20-30s and 52 in their 50-60s/ 52 males and 52 females) without systemic, mental and ocular diseases and color anomaly were selected as subjects. The experiment was conducted in two kinds(D65 and LED6500K)
of light box. TES and ES were measured through the Farnsworth-Munsell 100 hue test(FM 100 hue test) that can digitize the ability to distinguish colors. Based on TES and ES, the difference in color perception of the two light sources and the range of colors with a color perception error of each light source were compared and analyzed. All the measurement results were classified by age and gender for comparative analysis. Results: According to comparative analysis of color perception errors of the two light sources in TES, the subjects from all the age and gender groups showed a significantly high value of TES in LED6500K. When comparing the difference in TES between the subjects in their 20-30s and in their 50-60s, and between males and females using the identical light source, TES was significantly higher in the subjects in their 50-60s. There was no significant difference between males and females. In the relation to the range of colors with high color perception errors in ES, a significant difference was found in each color group according to age(subjects in their 20-30s, and in their 50-60s) and gender(males and females) of all the subjects, and ES was high in BG-PB that belonged to Group 3. All the color groups of the subjects had a statistically significant high value of ES in LED6500K. This result is the same as that obtained in TES analysis. In addition, when comparing ES between the subjects in their 20-30s and those in their 50-60s in the identical light source and in the identical color group, the subjects in their 50-60s had a high value of ES in all the color groups. In particular, ES in Group 3 and 4 highly increased. All the color groups displayed no significant difference in ES between males and females. Conclusions: The subjects had a higher color perception error in LED6500K than in D65 regardless of age and gender. Moreover, a high error in color perception of BG-PB was found in both of the light sources. This implies that D65 and LED6500K, which are standard light sources are similar in colors with errors in color perception and in the range of color perception errors, compared to the existing light sources(A, C, TL84). Color perception errors increased at older. In particular, BG-PB, PB-RP highly increased. There was no difference in color perception between males and females. As an error in color perception differs depending on light sources and age, a careful choice of light source is required for businesses that are closely related to colors. Therefore, optical shops and commercial spaces need to use appropriate light sources for providing consumers with accurate color appearance. Furthermore, it is needed to predict an error in color perception depending on light sources and age groups and gender groups and help consumers make a right choice

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 연구 배경 및 목적 1
• 제2절 이론적 배경 4
• 1. 색채지각 4
• 1) 색채지각의 3요소 4
• 2) 색채지각 과정 6
• 2. 조명 7
• 1) 조명의 종류 7
• 2) 조명의 기본요소 8
• 3. CIE 표준광 9
• 1) 표준광원A 9
• 2) 표준광원D65 9
• 4. LED 11
• 1) LED 개념 11
• 2) LED 특징 12
• 5. 조건등색 12
• 6. 색온도와 연색지수 14
• 1) 색온도 14
• 2) 연색지수 15
• 제2장 연구대상및 연구방법 18
• 제1절 연구대상 18
• 1. 임상연구대상 18
• 제2절 연구방법 19
• 1. 피험자 기본검사 19
• 2. 실험 장치 및 도구 19
• 1) 조명박스 19
• 2) Farnsworth-Munsell 100 hue test 24
• 3. FM 100 hue test의 임상실험 27
• 4. 통계분석 27
• 제3장 결과 28
• 제1절 D65 광원과 LED6500K 광원의 특성 28
• 1. 분광분포 28
• 2. 연색지수 30
• 3. 색좌표 31
• 제2절 TES 분석 32
• 1. TES 평균 비교 : D65 vs LED6500K 32
• 1) D65 vs LED6500K (전체 피험자) 32
• 2) D65 vs LED6500K (20-30대 및 50-60대) 33
• 3) D65 vs LED6500K (남성 및 여성) 34
• 2. TES 평균 비교 : D65 및 LED6500K 37
• 1) D65 및 LED6500K (20-30대 vs 50-60대) 37
• 2) D65 및 LED6500K (남성 vs 여성) 39
• 제3절 ES 분석 42
• 1. ES 분석 : D65 vs LED6500K 42
• 1) D65 vs LED6500K (전체 피험자) 42
• 2) D65 vs LED6500K (20-30대 및 50-60대) 46
• 3) D65 vs LED6500K (남성 및 여성) 52
• 2. ES 분석 : D65 및 LED6500K 58
• 1) D65 및 LED6500K (20-30대 vs 50-60대) 58
• 2) D65 및 LED6500K (남성 vs 여성) 62
• 제4장 고찰 66
• 제5장 결론 76
• 참고문헌 78
• 국문요약 83
• Abstract 85