LED조명의 비밀


좋은 LED조명 선택하기

대등한 성능의 백열등과 형광등으로 대표되는 조명시장은 오랜 기간 투명하고 차별없는 가격선을 유지해 왔습니다.
손가락으로 꼽을 정도의 소수 제조사는 잘 알려진 기술과 설비로 제품을 생산해 특별한 경쟁없이 유통하면 그만이었습니다.
소비자 또한 고민할 것 없이 단지 몇 와트(W) 짜리 백열전구 혹은 형광등을 골라 쉽게 구매할 수 있었던 것입니다.

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국내에는 2천 개가 넘는 LED조명 완제품 제조사가 있습니다.
재래식 조명과는 달리 LED조명은 제조 공정의 진입장벽이 매우 낮다는 반증입니다.
작게는 LED패널 및 SMPS를 적당한 등기구와 함께 조립할 수 있는 설비 정도를 구비하면 되는 것입니다.
물론 SMD 장비를 도입해 LED모듈을 만들고 SMPS까지 직접 설계하면서 보다 안정적인 LED조명 완제품을 생산하는 기업도 있습니다.

 
LED조명, 믿고 맡기지 말고, 알고 선택하자!

제조사 수가 많다보니 유통되는 LED조명의 품질 또한 천차만별일 수 밖에 없습니다.
신버전과 함께 LED조명의 성능 향상이 지속되고 있지만 모든 제품에 매번 신버전 LED칩이 탑재되는 것은 아닙니다.
신버전에 비해 광효율이 30% 이상 낮은 구형 LED칩 혹은 출처가 불분명한 중국산 LED칩이 국내 조립 제품에 내장돼 합법적으로 MADE IN KOREA가 붙어 버젓이 유통되고 있습니다. 

형광등이나 백열전구를 갈아 끼우던 때와는 달리, 좋은 LED조명을 선택하기 위해서는 LED칩의 특성에서 LED 전용 등기구, SMPS, 조립·생산 공정까지 꼼꼼하게 따져봐야 하는 시대가 된 것입니다.
에너지119의 고객 가운데는 이미 LED조명을 사용하고 있는데, 품질 상의 이슈로 이를 교체하는 고객 비율이 점차 늘고 있습니다.
화려하게 번쩍이는 유리 커버를 보고 골랐는데 눈부심이 있다거나, 처음에만 밝았다가 점차 어두워지는 현상 등은 LED조명의 특성이 아니라 일부 제품에 나타나는 품질상의 문제라 할 수 있습니다.

소비자 입장에서 어떻게 하면 좋은 LED조명을 선택할 수 있는지 문답 식으로 알아봅니다.

어느 제조사 어떤 브랜드의 LED조명을 선택하는 것이 좋을까요?

삼성반도체와 서울반도체 등 우리나라 대기업의 LED칩 제조기술은 세계적인 수준입니다. 물론 여기엔 함정이 있습니다. 유명 LED칩이라고 모두 좋은 것은 아니고, 지나치게 묵은 버전일 수 있는 것입니다. 신버전에 비해 안정성과 광효율이 현저하게 떨어지는 대기업 LED칩도 유통되고 있으며 현재 제조되는 LED조명 제품에도 널리 사용되고 있습니다.

대기업 최신 LED칩을 채택한 경우 LED조명 제조사는 LED칩의 모델 및 버전까지 사양에 표기하고 광고로도 활용합니다. 자신있다는 뜻이지요. 특성 및 광효율이 모두 우수하지만 생산 코스트가 높아 극히 일부 제조사에서만 최신 칩을 제품에 탑재하게 됩니다. 완제품의 가격 또한 높을 수 밖에 없는 것입니다.

기본적으로 확인해 보아야할 것은 대기업 LED칩이면서 제너 다이오드(Zener Diode)가 내장돼(embed) 있는지의 여부입니다. 최근엔 고사양이면서 예외적로 제너 다이오드가 없는 모델이 생산되기도 하지만, 대개는 제너 다이오드가 없는 LED칩인 경우, 오래된 버전일 가능성이 높으며 대기업 칩이라도 구버전이라면 평범한 중국산 LED칩과 크게 다를 것이 없다고 보면 됩니다.

위 사진은 LG 5630 계열의 LED칩의 제조 공정에서 굳기 전의 샘플을 도구로 집고 있는 모습입니다. 선명하지 않지만 Chip 내부 오른쪽 부분에 띠 모양의 장치가 투과돼 보이는데 이 장치가 바로 제너 다이오드입니다.

아래는 PCB에 부착하기 전의 모습으로 투명도가 떨어져 작은 점 하나로 표현됩니다. 이것으로 제너 다이오드를 식별하게 되는데 확대한 사진에서는 구분이 쉽지만 실물을 놓고 보면, 시력이 좋지 않은 이상 육안으로 식별하기가 어렵습니다.
보통 스마트폰의 현미경 앱으로 확대하면 아래처럼 점으로 나타나거나 배율을 키우면 주변의 윤곽까지 드러나게 됩니다.

LED조명의 커버를 열면, LED 칩이 등간격으로 배열된 PCB 패널이 보입니다. 스마트폰 현미경 앱을 통해 쉽게 식별할 수 있습니다.

ⓐ 제너 다이오드 내장 여부는 좋은 LED조명을 식별하는 수단으로 널리 알려져 있는 방법이지만 예외가 있다는 점을 기억해야 합니다. 제너 다이오드가 없는 신형 LED칩을 채용한 제품의 경우 PCB 상에 배열되는 각각의 LED칩마다 독립된 제너 다이오드 칩을 배치하는 경우가 일반적입니다.

ⓑ 엣지조명은 프레임이 있는 엣지(Edge) 부분에만 LED칩이 밀집돼 있는 정교한 구조로 되어 있어 전문가가 아니라면 분해하지 않는 것이 좋습니다. LED칩의 사양을 구매하기 전에 문의해보는 방법이 있습니다.
먼지가 있는 공간에서 엣지조명을 분해하는 경우 4개의 패널(Aluminum, Reflector, LGP & Diffuser)이 서로 밀리거나 이물질이 낄 경우 해결하기가 매우 어렵고, 도광판(LGP) 주변의 오일(oil)이 번질 경우 완전한 회복이 어렵습니다.

LED조명에서 제너 다이오드가 왜 중요한지요?

제너 다이오드(Zener Diode)는 LED칩 낱개 단위로 전압을 일정하게 유지시켜주는 역할을 하는 반도체입니다.

LED칩을 연결한 회로는 아래 그림과 같이  직렬과 병렬이 혼용된 경우가 많습니다. 모든 LED칩의 내부저항이 일정하다면 문제가 없겠지만 저마다 미미한 오차를 가지고 있으며, 내부저항이 조금이라도 큰 LED칩 쪽의 부하가 상대적으로 크게 걸리게 됩니다.
LED조명의 사용시간이 길어질수록 부하가 큰 LED칩의 내부저항은 더욱 높아지면서 과부하로 인해 낮은 쪽과의 차이가 벌어지게 됩니다.
직렬 회로 상에 과부하가 가장 심하게 걸린 LED칩이 먼저 손상되게 되는데, 이렇게 LED칩 하나가 차단되면 해당 LED칩뿐 아니라 소속된 직렬 라인 전체의 LED칩까지 전원이 차단돼 발광하지 않는 상태가 됩니다. 
LED칩마다 제너 다이오드가 있는 경우, 특정 전압에 가까워지는 정도에 따라 전류가 제한적으로 조절되면서 일정한 부하가 유지되도록 하는 것입니다.

품질이 떨어지는 LED조명의 커버를 열고 점등해 보면, LED칩에 따라 밝은 것이 있고 상대적으로 어둡게 빛나는 LED칩을 쉽게 확인할 수 있습니다. 각각의 LED칩마다 서로 다른 전압과 부하가 걸리고 있는 것입니다.
제너 다이오드는 모든 LED칩에 일정한 부하를 걸어 균일한 빛을 내게 해 광품질에도 도움을 주는 셈입니다.

전원장치인 SMPS도 중요하다고 들었는데 품질을 어떻게 확인할 수 있는지요?

신뢰성 있는 LED칩을 사용한 경우라면 LED조명에서 가장 흔한 고장의 원인이 되는 것이 바로 SMPS입니다.
전통적인 전원장치는 철심에 코일이 감긴 형태의 변압기와 정류장치로 구성돼 있습니다. LED조명의 전원장치는 대부분 반도체를 이용한 Switching Regulator 방식의 SMPS (Switching Mode Power Supply)입니다.

발진기(Trigger)를 통해 전압을 시분할로 나누어 필요한 영역을 조합해 출력시키는 방식입니다. 컴퓨터의 전원장치로 널리 쓰이는 방식인데 손실이 적고 허용 용량 대비 작고 가볍다는 장점이 있습니다.

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수많은 종류의 LED모듈은 사이즈 및 특성에 따라 적합한 입력전압 및 전류에 대한 규격이 서로 다릅니다.
한 종류의 LED조명을 새로 개발하려면 특성에 맞도록 SMPS 역시 다시 설계해야 하는데, 시중에는 2~3개 규격의 LED모델에 대해 같은 종류의 SMPS를 사용하는 경우가 많습니다.
이를테면, 동일한 SMPS를 가지고 18W와 25W 규격을 묶어 하나의 SMPS를, 혹은 40W와 55W를 하나로 묶어 조합하게 됩니다. Switching 방식이다 보니 18W/25W 공용 SMPS에 18W 부하를 걸어 측정해 보면 실 소비전력이 25W에 가깝습니다. 40W/55W 공용 또한 40W에선 효율이 현저하게 떨어질 수 밖에 없는 것입니다.

ⓐ LED조명의 커버를 열었을 때, SMPS에 명시된 소비전력 수치가 복수개가 아닌 하나로 명시돼 있는지 확인해볼 필요가 있는 것입니다.

ⓑ LED조명을 개발해 정식으로 상품화하기 위해서는 안전인증규격인 KC인증을 거쳐야 합니다. KC인증이 필수라면, KS인증은 비교적 까다로운 품질 테스트를 통과해야만 부여될 수 있는 마크입니다.
제조사 입장에선 이들 두 가지 인증절차를 밟는데 높은 비용을 부담해야 합니다. 따라서 KS까지 받은 제품은 믿고 사용할 수 있는 품질이지만 상대적으로 높은 가격이 소비자에게도 전가되는 셈입니다.
KC인증까지만 받은 SMPS라도 안정성이 우수한 제품이 많이 있으며, KS인증을 받았다가 개선된 버전의 SMPS를 출시하면서 갱신하지 않은 경우도 흔히 있습니다.
KS 마크가 없는 경우 시공사나 제조사에 신뢰도가 확보된 SMPS인지 확인해볼 필요가 있는 것입니다. 


천장 쪽으로 빛이 새고 등기구 내부에 먼지가 낍니다.
LED조명의 등기구

LED칩에 대해 잘 알고 있는 분들도 소홀하게 여기는 경우가 많으나 LED조명의 등기구는 매우 중요한 요소입니다.
2015년 중반까지만 해도 종류에 관계없이 LED조명의 원가에서 가장 높은 비중을 차지하는 것이 LED칩(패널)이었습니다.
이후, LED칩의 보급이 안정화되면서 전체 LED조명의 가격이 내려가고 모델에 따라서는 등기구(갓)의 원가 비중이 되려 높아졌습니다.

▷철판 및 유리 등기구
가장 저렴한 형태의 등기구로 형광등 시절에 설계되어, 방전관 및 안정기 대신 내부에 LED패널과 SMPS를 장착하는 형태로 LED조명에서도 흔히 사용되는 저가형 등기구입니다.
철판을 프레스로 눌러 빠를 속도로 등기구의 몸체를 생산하게 되므로 생산 코스트가 낮습니다.

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ⓐ 천장과 등기구 사이에 4개의 발(고정점)과 함께 10mm 내외의 틈이 벌어지는 구조로 등기구 상단은 물론 중앙의 브라켓 사이로 LED조명 내부에까지 먼지가 쌓이는 단점이 있습니다.

ⓑ 측면이 막혀있어 실제로는 LED조명 주변이 암흑으로 나타나 쉽게 눈이 피로해지게 됩니다.

ⓒ 측면에서 보면 고정장치를 위해 타공된 철판 구멍 사이로 빛이 일부 새어나와 미관상 좋지 않습니다.

ⓓ 강화유리 등기구의 특성상 LED칩의 위치를 따라 음영이 나타나고 아크릴에 비해 눈부심이 있습니다. 위 사진과 같은 구조에 꽃무늬 등이 있는 모델의 경우엔 빛의 산란이나 난반사로 인해 더욱 좋지 않은 특성을 내게 됩니다.

한시적으로 사용할 가건물이나 재건축이 예정된 경우 등 최소한의 투자로 LED조명을 설치할 경우에 적합한 등기구라 하겠습니다.

▷일반적인 시스템 등기구
눈부심이 있는 유리 커버 대신 아크릴 필터를 사용한 시스템 등기구입니다. 처음부터 LED조명을 위해 설계된 등기구로 가볍고 두께가 얇은 것이 특징입니다.

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ⓐ 철판 및 유리 등기구와 마찬가지로 천장과 등기구 사이에 4개의 발(고정점)이 있어 천장에 밀착되지 않는 구조입니다.

ⓑ 구조상 많은 단점을 가지고 있지만 유리 재질을 사용하지 않아 눈부심이 상대적으로 작은 것이 장점입니다.

ⓒ 유리 커버와는 달리 얇은 아크릴 판을 위한 프레임 및 고정장치, 본체와 연결하는 래치 등이 있어 생산 코스트가 유리 등기구에 비해 상대적으로 높습니다.

ⓓ 저가형 모델로 정도의 차이가 있지만 일부 음영이 나타납니다. 에너지119의 라라앙 심플A가 바로 시스템 등기구에 삼성 LED칩을 탑재한 조합입니다.

입체조명 등기구란 무엇을 의미하는 것인지요?

등기구의 측면으로도 빛을 투과시켜 LED조명 주위 및 천장을 통해 간접조명이 이루어지도록 설계된 등기구입니다.
앞서 기술한 철판과 유리 커버를 조합한 등기구나 저가형 시스템 등기구는 빛이 단방향(아래)으로 향하고 있어 점등했을 때 등기구의 주변이 온통 암흑으로 나타나게 됩니다. 누운 자세로 천장을 바라보면, 등기구와 주변 사이의 명암 차이가 극명하게 구분돼 눈의 피로도가 쉽게 증가합니다.
(백열등이나 형광등의 경우엔 빛이 강하지 않아 단방향 조명의 단점이 상대적으로 크지 않았습니다.)

입체조명 등기구는 LED조명의 강한 빛을 분산시키고 주변과의 명암 차이를 줄여주는 효과가 있습니다.

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ⓐ 위 사진은 입체조명 구조를 띠고 있는 프리미엄급 강화유리 등기구입니다.

ⓑ 천장 밀착형 등기구로 조명의 내부에 먼지가 들어가지 않는 구조이며 아크릴 커버에 비해 투과율이 높은 것이 장점입니다.

ⓒ 다중 레이어로 생산 코스트가 높고 신형 LED칩이 조합되는 제품이라면 소비자 가격 또한 높은 제품입니다.

ⓓ 많은 장점을 가진 LED조명 등기구이지만 유리 재질의 특성상 음영 및 눈부심으로 부터 자유롭지 못하다는 한계가 있습니다.

입체조명이면서 유리 재질을 사용하지 않은 조명 등기구가 있는지요?

아래 사진은 밀착형 시스템 조명이면서 알루미늄 프레임 측면의 아크릴 창으로 빛을 투과시키는 입체조명 등기구입니다.

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ⓐ 중·저가형 등기구의 단점을 모두 보완한 등기구로 처음부터 형광등이 아닌 LED조명 전용으로 설계된 경우입니다.

ⓑ 유리 대신 순도가 높은 아크릴(아크릴산) 확산필터와 함께 음영을 없앤 구조로 단점을 찾기가 어렵지만 디자인 구조상 측면으로 투과되는 빛의 비율이 상대적으로 낮다는 것이 한계입니다.

ⓒ 밀착형 시스템 등기구의 경우 본체와 프레임 사이를 네오디움(Nd) 자석과 안전핀으로 연결해 고정하는 방식입니다. 강화유리 커버의 밀착형 입체조명과는 달리 천장에 굴곡이 있는 경우 프레임과 천장 사이를 완전하게 밀착시키기가 어렵습니다. (강화유리 커버는 굴곡진 천장에 밀착시켜도 네 개의 너트와 함께 오차만큼 유리를 휘어 고정할 수 있음)

엣지조명의 등기구는 다른 방식의 LED조명 등기구와 어떻게 다른지요?

일반적인 LED조명의 내부에는 아래와 같이 LED칩이 배열된 PCB가 있습니다. LED칩에서 나오는 광선이 매우 강하므로 직접 노출되지 않도록 등기구로 감싸고 필터를 통해 조명이 이루어지도록 설계해야 하는 것입니다.

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엣지조명(Edge Lighting)에는 위와 같은 LED패널이 없습니다.
LED칩을 가장자리(Edge) 부분에 1차원으로 조밀하게 배치해 도광판(Light Guide Panel)을 통해 보다 부드럽고 고른 조명이 나오도록 설계한 것입니다.

LED칩을 밀집시켜야 하는 구조로 방열처리가 어려워 시기별로 최고급 LED칩이 주로 엣지조명에 사용됩니다.
발열이 낮고 부하를 최대출력 미만으로 낮추어도 충분한 밝기를 낼 수 있는 고효율 LED칩이 엣지조명에 사용되는 것입니다.

패널부는 4중 구조로 맨 안쪽의 알루미늄 패널부터 반사판(Reflector), 도광판(LGP) 그리고 확산판(Diffuser)으로 구성돼 있습니다.
엣지조명의 프레임은 알루미늄 재질이 좋으나 코스트를 낮추기 위해 플라스틱 재질을 혼용한 제품도 있습니다.

패널부의 두께는 모두 합해 4.0mm 내외로 이를 안전하게 지지할 수 있는 범위에서 프레임을 얇게 설계할 수록 좋습니다. 통상적으로는 「패널부 두께 + SMPS 높이』보다 소폭 큰 것이 엣지조명의 두께가 됩니다.
엣지조명에 사용되는 SMPS는 보다 얇고 정교하게 설계되어야 하는 것입니다.

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ⓐ 설치 후 노출되는 쪽에서 바라볼 때, 프레임이 2단이나 3단의 계단식 구조를 띤 제품은 대부분 플라스틱을 혼용한 제품입니다. 

ⓑ 일반 LED조명 등기구는 측면으로도 빛이 나오도록 설계된 입체조명이 눈을 보다 편안하게 해 줍니다. 엣지조명의 경우 충분히 얇은 구조를 띠고 있어 입체조명 이상의 효과를 내게 됩니다.

ⓒ 도광판(LDP)은 빛이 다른 곳(밀한매질 to 소한매질)으로 새지 않도록 해주는 일종의 광학장치인데 빛이 나오는 면은 정교하게 가공돼 있습니다. 빛이 밀한매질 내에서 전반사되지 않도록 도광하는 조치인데 V-Cutting으로 스크레치를 내는 방식이 있고 프리미엄급인 경우 Laser Dotting 공정을 거치게 됩니다.
‘레이저 도광판’이라는 의미는 Laser Dotting 공정을 거쳤다는 뜻이 됩니다.

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LED조명의 색온도에 대한 의견이 다양한데 어떤 색온도를 선택해야 하는지요?

에너지119의 고객문의 빈도가 높은 내용으로 FAQ의 내용을 옮깁니다.
색온도(Color Temperature)는 온도에 따라 색상을 좌우하는 광원의 특성을 절대온도로 표시한 것으로 Kelvin온도라고도 부르며, 단위로는 K (Kelvin)를 사용합니다.
색온도에 대한 선호도는 매우 주관적이고, 여러 색온도의 LED조명을 사용해본 경험이나 공간 내부 장식의 색상, 혹은 계절에 따라서도 견해가 바뀌게 됩니다. 자신이 선택해야할 대상이면서 선택 이후 다시 생각이 바뀌게 되는 경우가 많습니다.

일반적으로 색온도는 높을수록 차가운, 낮을수록 따뜻한 느낌으로 표현됩니다. 한 여름엔 색온도가 높은 LED조명이 차갑다기보다는 시원하게 느껴지고, 나머지 계절엔 온화하거나 따뜻한 쪽의 낮은 색온도를 선호하기 마련입니다.

그런데 계절에 관계없이 동일한 품질로 색온도만 다른 LED조명을 이웃해 놓고 비교하면 대다수의 사람들은 낮은 색온도의 LED조명이 좋아보인다고 합니다.

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여기서 우리는 보다 객관적인 시각을 가질 필요가 있습니다.
어떤 영역의 색온도가 좋고 나쁘냐를 따지는 것 보다는 색온도에 따른 장단점을 먼저 이해하는 것이 필요할 것입니다.

색온도가 높을수록 대체로 연색지수(피사체 고유의 색상이 정확하게 표현되는 정도)가 높아지고, 밝게 느껴지며 여름철엔 시원한 느낌이 듭니다. 작업이나 학습능률이 높아지는 색온도 또한 높은 영역입니다
이렇게 보면, 높은 색온도가 항상 좋을 것 같지만 추운 느낌에 긴장도가 올라갈 경우 신경이 날카로워진다는 결정적인 단점이 따르는 것입니다.

그렇다면 낮은 색온도는 어떨까요.
낮은 색온도에서는 멜라토닌과 코티졸이 분비돼 휴식이나 수면에 도움이 된다는 많은 연구결과를 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 뿐만 아니라 생각까지도 차분하고 온화해지기 마련입니다.
그런데, 편안하고 긴장도가 떨어지는 대신 판단력이나 수리능력 등이 저하돼 학습이나 작업능률에는 부정적인 쪽이 되는 것입니다.
또한 색온도가 무조건 낮다고 좋은 것만은 아닙니다.
3000K 미만의 지나치게 낮은 색온도를 응시하고 있을 경우, 편안하다 못해 ‘분노심’을 일으킨다고 합니다. 이는 필자가 2700K 짜리 MR16 6W LED램프를 수개월간 자주 응시하며 확인한 특성이기도 합니다.

학습능률을 테스트한 연구결과도 찾아볼 수 있는데요. KAIST 학생들을 두 그룹으로 나누어 색온도 4000K와 6500K 공간에서 퍼즐 문제를 풀도록 했는데, 6500K 그룹에 있던 학생들이 훨씬 빠른 속도로 문제를 해결하더라는 연구입니다. (수치까지 찾아 확인하기가 번거롭기도 하지만 내용이 너무 길어지는 것 같아 생략합니다.)
색온도의 기본적인 특성은 이런 정도로 이해하면 무리가 없을 것입니다.

2017년 현재, 국내 대다수의 LED조명 제조사들은 장식용을 제외하고는 6500K(오차:±500K) 한 가지 색온도를 위한 생산라인만을 가지고 있습니다. 실제 등기구 필터를 통해 피사체에 투사되는 색온도는 이보다 15~20% 가량 낮은 5600K 내외가 됩니다. (한낮의 자연광에 가까운 5600K 영역이면서도 푸른 느낌이 있다고 하는 LED조명이 더러 있는데, 필터로 사용하는 강화유리 자체가 청색계열인 경우입니다.)

에너지119의 삼성 LED광원 라리앙 패밀리 시스템조명은 광원의 색온도가 6500K로 광 확산 필터를 투과하면서 5400K 내외의 색온도를 냅니다. 육안으로는 차갑지도 따뜻하지도 않은 한낮의 자연광에 근접한 색온도인 것입니다.
광원의 색온도가 5700K인 엣지조명은 레이저 도광판을 투과하면서 4900K 내외의 색온도로 한낮의 자연광에 약간의 금빛이 감도는 온화한 분위기를 냅니다.
주거공간의 메인 조명으로 선택하는데 두 색온도 모두 무난하다고 볼 수 있으며, 전술한 바와 같이 색온도에 대한 이해가 부족한 이들에게 두 가지 LED조명을 켜 놓고 한 순간에 선택하라고 하면 낮은 색온도인 5700K를 찾게 됩니다.
실제로는 인식하기 어려운 정도로 모두 장단점을 내포하고 있다고 보면 정확할 것입니다.

기타, MR16이나 PAR30, T5 등 장식용이나 보조등으로 사용되는 간접조명의 경우 3000K와 6500K 두 가지 색온도 가운데 선택하게 되는데, 다른 느낌의 분위기를 연출하지만 메인 조명이 아니므로 자신의 취향에 맞추는 것이 좋습니다.

플리커 현상이 없는 LED조명을 선택해야 한다고 들었는데, 어떻게 확인할 수 있는지요?

플리커(flicker)는 육안으로는 식별하기 어렵지만 빛이 주파수 및 노이즈에 따라 미세하게 깜박이는 현상을 뜻합니다.
플리커 프리(Flicker Free) 여부는 광효율과 함께 LED조명의 품질을 나타내는 중요한 지표로 사용됩니다.
안정적인 LED칩에 출력 전원이 깨끗한 SMPS를 사용하면 플리커 현상이 나타나지 않게 됩니다.
동일한 LED칩에 조명 방식 및 등기구까지 일치하는 LED조명이라도 SMPS에 따라 플리커 프리 여부가 다릅니다.
프리미엄급 엣지조명에서는 플리커 프리 기준을 엄격히 적용하고 있으며, SMPS를 두 종류로 나누어 가격체계까지 달리 하고 있습니다.

ⓐ 플리커 프리 여부를 확인하는 가장 쉬운 방법은 해당 모델의 자료 혹은 시공사에 문의하는 방법입니다.

ⓑ 일반적으로는 LED조명이 켜진 상태에서 스마트폰으로 촬영할 때 줄무늬가 나타나지 않는 것을 ‘플리커 프리’ 규격의 기준으로 하고 있습니다. 

ⓒ 위 스크린 샷은 정밀하게 플리커 현상을 측정할 수 있는 앱(App)으로, 화면 상단부의 사진 외에 노출 및 주파수 등의 데이터까지 제공하고 있습니다.

제품에 광효율이 표기되어 있지 않고, 어떤 제품이 더 밝은지 구분하기가 어렵습니다.

LED조명 전시장이나 구멍가게 혹은 아파트 단지에 상주해 있는 난장에서 흡사한 크기의 LED조명 여러 개를 놓고 비교해 보면 모두 같은 밝기로 느껴져 조도를 식별하기가 어렵습니다.
같은 조도인 경우 품질이 낮아 눈부심이 심할수록 되려 밝게 보이기도 합니다.
또한 엣지조명의 경우 크기 및 디자인이 흡사해 30% 이상 높은 조도를 내는 신모델을 설치하고도 이웃집에 설치된 구형 엣지조명과 별반 차이가 없다고 합니다.
조도비교가 어려운 것은, 눈의 홍체운동이 망막의 시신경까지 도달하는 빛의 양을 조절하기 때문입니다.
실생활에서 광효율 및 조도가 높다는건 매우 큰 의미가 있습니다.

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▲ 광효율 측정기 - 완제품 LED조명을 밀폐된 구형 챔버에 넣어 광효율(lm/W), 광속(lm), 색온도 등을 측정할 수 있는 장비입니다.

조명을 쳐다보는 것으론 어렵지만 같은 거리에 신문이나 책자를 놓고 비교하면 얼마나 편하게 혹은 읽을 수 있는지의 여부가 갈리기도 합니다.
눈은 노화와 함께 약시도 진행되는데 약시 정도가 심할수록 밝은 조명을 필요로 하게 됩니다.
눈이 나빠져 신문을 볼 수 없던 이들이 LED조명과 함께 다시 신문의 잔글씨를 읽을 수 있게 되는건 전반적인 시력저하가 아니라 약시가 원인이었던 경우입니다.

조도를 비교할 땐 작은 텍스트를 이용해 읽을 수 있는 거리 범위로 식별할 수 있습니다.
보다 적극적으로는 측정하는 방법이 있습니다.
같은 사용 목적의 방등, 거실등, 주방등, 욕실등 등의 광효율 및 조도는 높을수록 좋으며, 지나치게 높아서 문제가 되는 일은 없습니다.

실생활에 필요한 적정 조도가 따로 있는지요?

맑은날 정오에 조도계로 태양광을 측정하면 5800K 내외의 색온도와 10만 룩스(Lux)에 육박하는 조도가 나옵니다.
너무 밝아도 좋지 않다는 자료를 흔히 찾아볼 수 있지만 사용 목적에 맞게 설계되어 출시되는 LED조명은 어느 모델이든 자연광 대비 현저하게 낮은 정도이고 충분히 밝을수록 좋습니다.
물론 방에 LED거실등을 설치하거나 거실에 LED방등을 설치하는 등 근본적으로 잘못 배치한다면 눈건강에 악영향을 미칠 것입니다.

중요한 것은 충분한 조도 외에 주거공간의 동선을 따라 조도변화가 심하게 일어나지 않도록 적당한 규격의 LED조명을 배치해야 한다는 점입니다.
어두운 극장에 처음 들어가 일정 시간이 지나서야 사물이 보이기 시작하는 것은 홍체운동이 광량을 조절하기까지 많은 시간이 소요되기 때문입니다.
만일 방과 거실처럼 인접한 두 공간의 조도 차이가 심한 경우, 3~4분 간격으로 두 공간을 반복해 왕복한다고 가정합니다.
이 때 밝은 쪽에선 눈이 부시고, 어두운 쪽으로 이동하면 더욱 어둡게 느껴지면서 시신경에 도달하는 필요한 광량은 의도와는 반대로 조절되는 상황이 됩니다. 눈의 피로도가 높아질 수 밖에 없는 것입니다.
따라서 눈건강을 위해서는 주거공간의 동선을 따라 광효율이 같은 LED조명을 사용 목적에 맞도록 방등, 거실등, 주방등과 같이 조합해 설치하는 것이 좋습니다.

특히 책상 표면처럼 텍스트를 보기위한 지점에서의 조도는 반드시 측정해볼 필요가 있는데, 400 룩스(Lux) 이상의 조도를 맞추어야 무난하게 텍스트를 읽을 수 있고 눈건강을 해치지 않게 됩니다.

만일 거실 바닥에서 신문을 자주 보는 가정이라면 공간 중심점에서 2000Lux 이상의 조도를 내는 거실등이 필요합니다.
조도는 거리의 제곱에 반비례하므로 중심점에서의 2000Lux는 바닥으로 이동하면 500Lux이므로 신문을 볼 수 있는 조도가 되는 것입니다.
평형대가 크고 발코니 쪽을 확장한 거실이라면 중심점에서 4000Lux의 조도가 나와야 확장공간의 바닥에서 신문을 볼 수 있다는 계산이 됩니다.

이처럼 조도는 밝아서 문제가 되는 것 보다는 대부분 부족해서 불편해지는 경우가 많은 것입니다. 

조도, 광속, 광효율을 비교해 설명해 주시기 바랍니다.

조도(룩스 lux) 
조도는 특정 지점에서의 빛의 세기를 말합니다. 단위는 소문자 lux 혹은 lx로 표기합니다. 
이론에 따라 견해차가 있긴 하지만 공부하는 학생의 책상은 통상 400룩스(300 ~ 600 룩스) 이상적인 것으로 알려져 있습니다.

광속(루멘 lumen)
면적 당 연속해 전달할 수 있는 빛의 세기로 소문자 lumen 혹은 lm으로 표기하는 단위입니다. 즉, 1평방미터에 1룩스의 빛의 세기를 고르게 유지시키는 광원의 능력이 1루멘인 것입니다.
만일 4000루멘짜리 광원이라면 단방향으로 1평방미터에 이상적으로 조사할 경우 그대로 4000룩스 세기가 나옵니다.. 거리를 띄워 이를 10평방미터에 조사하면 400룩스의 세기가 된다는 계산입니다. 그런데, 광원은 방사하는 형태이고 LED칩에 따라 혹은 LED등기구에 따라 여러가지 영향을 받기 마련입니다.
LED조명 사용자 입장에서 여러가지 부대적인 요소까지 이해할 필요는 없을 것입니다. 보다 현실적인 방법은 자신의 생활공간에서 직접 조도측정을 해 보는 것입니다.
스마트폰 앱(조명측정기 혹은 조도측정기)을 이용해 원하는 지점의 조도를 어렵지 않게 측정할 수도 있습니다.

만일, 책상 위의 조도가 100룩스일 경우 광원으로부터의 거리가 1/2 되는 지점의 조도는 400룩스가 됩니다. 다시 말해 LED조명 아래 특정 지점에서 측정한 조도가 400룩스라면 거리를 2배로 늘릴 경우 200룩스가 아닌 100룩스가 되는 것입니다. 빛의 세기는 면으로 거리의 제곱에 반비례하기 때문입니다.
LED조명을 천장에 설치할 때 가능하면 책상에 가까운 쪽으로 이동해 설치해야 하는 이유입니다.

광효율(lm/W)
LED조명을 선택할 때 가장 중요하게 고려해야할 항목 가운데 하나입니다.
루멘을 소비전력(W)으로 나눈 값인데요. 단위로는 lm/W를 쓰고 와트(W)만 대문자로 표기합니다.
이 수치가 왜 중요하냐면, 같은 소비전력을 쓰면서도 단지 형광등보다 밝다는 것에 만족하느냐 아니면, 넉넉한 조도의 고효율 LED조명을 만끽하느냐를 결정짓는 요소이기 때문입니다.
역으로 LED방등을 60w를 써야 적정한 장소에 고효율 LED방등을 선택한다면 40w만으로도 충분하고 그만큼 전기요금을 절약할 수 있다는 얘기가 됩니다.

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