Lesson1.色が見えるしくみ

私達が普段見ている赤・青・黄色などの物体の色。
これら「見える色」は、反射した光の強さを目が捉え、脳内で「色」として変換した結果です。

製造工程で確かに色は付けられているのですが、物体に「それらの色が付いているように見えている」のです。

光と色

物理的には、色は光であると言えます。
さらに、この「光」「電磁波」の一種として分類されています。

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電磁波とは、電気と磁気の性質をもった波です。
これらの電磁波は、私達の身の回りに目に見えない形で沢山飛んでいます。

例えば、携帯電話の電波やテレビの電波。また、日焼けが恐ろしい紫外線など。

これらの電磁波のうち人間の目に見えるもの、それを「可視光」と呼んでおり、可視光こそが色の正体なのです。

この可視光をプリズムという三角柱のガラスを通して見るという実験を行ったのが、万有引力の実験で有名なアイザック・ニュートンです。

ニュートンは、光の分光実験によって、太陽の光(白)は沢山の色が混じってできた色であることを発見し、光の屈折率で見える色が変わることを証明したのです。

このように、プリズムを使って分光させてできた色の帯を「スペクトル」と呼びます。

スペクトルは、それぞれの波長の長さによって下図のような光の帯を形成します。
この波長の範囲が可視光の範囲(380~780nm)となります。
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【図:光のスペクトル】

上に掲載した夕焼けの写真は、太陽の光が大気にぶつかって、反射・吸収された為に空の色が赤や青に見えているというわけです。

色の知覚

人間の体の中で、色を関知する器官はどこでしょうか?

答えは「眼」です。

眼から入った情報が、様々な伝達経路を得て脳内で色として認知されます。
大まかですが、光が眼に入って脳へ伝達される経緯を図に表すと、このようになります。

目の構造としくみ
【図:目の構造としくみ】

眼に入ってきた情報は、眼球の一番奥にある網膜で像を結びます。

網膜内には、視細胞と呼ばれる、明るさや色の違いを視覚情報に変換する細胞が存在しています。

視細胞には2つの種類があり、それぞれ明暗に反応する視細胞を杆体(かんたい)、色に反応する視細胞を錐体(すいたい)といいます。

色に反応する錐体はさらに3種類あり、次のように反応する色の感度が違います。

錐体の種類 反応する色
S錐体 青(短波長)
M錐体 緑(中波長)
L錐体 赤(長波長)

 

これらの視細胞により情報が電気信号に変換され、視神経によって脳へ送られます。
脳へ送られた情報は、脳の中の視覚に関する領域である視覚野へ到達し、映像を認識するのです。