色覚の基礎

🧠 色は光そのものに付属する性質ではなく、波長分布に対する3種類の錐体の相対応答を脳が比較して構成する知覚である。

色覚color vision 色覚（color vision）color vision（色覚） は3種類の錐体の応答比から生じ、その相対的な活動パターンが知覚色を決める。各錐体の応答は光受容カスケードphototransduction cascade光受容カスケード（phototransduction cascade）phototransduction cascade（光受容カスケード）で生成されるため、波長そのものではなく最終的な三つの出力比が符号になる。

三色型符号化

ヒトには吸収スペクトル absorption spectrum 吸収スペクトル（absorption spectrum） absorption spectrum（吸収スペクトル） の異なる3種類の錐体がある。光子エネルギーと波長の関係は光子エネルギーで扱うが、色覚color vision 色覚（color vision）color vision（色覚） では光子1個のエネルギーより、入射光のスペクトル分布 spectral distribution スペクトル分布（spectral distribution） spectral distribution（スペクトル分布） と錐体感度の重なりが重要になる。

各錐体のスペクトルは大きく重なるため、単一錐体は光子数と波長を区別できず、その応答だけでは色を決められない。網膜以降はS/M/L錐体L-cone L錐体（L-cone）L-cone（L錐体） 信号をL−M、S−(L+M)などの反対色回路 color-opponent circuit 反対色回路（color-opponent circuit） color-opponent circuit（反対色回路） へ再符号化 encoding 符号化（encoding） encoding（符号化） する。^{1 2}

flowchart TD
  A["光の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spectral distribution'>スペクトル分布</span>"] --> B["S-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cone response'>錐体応答</span>"]
  A --> C["M-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cone response'>錐体応答</span>"]
  A --> D["L-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cone response'>錐体応答</span>"]
  B --> E["相対応答を比較"]
  C --> E
  D --> E
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='opponent processing'>反対色処理</span>"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='color perception'>色知覚</span>"]

異なるスペクトル分布 spectral distribution スペクトル分布（spectral distribution） spectral distribution（スペクトル分布） が同じ3錐体応答 cone response 錐体応答（cone response） cone response（錐体応答） 比を生むと、物理的には違う光でも同じ色に見える。これをメタメリズム metamerism メタメリズム（metamerism） metamerism（メタメリズム） といい、RGBディスプレイの加法混色 additive mixing 加法混色（additive mixing） additive mixing（加法混色） が成立する基礎である。

⭐ 桿体rod 桿体（rod）rod（桿体） のみが働く暗所では色覚 color vision 色覚（color vision） color vision（色覚） は失われるが、中間照度mesopic illumination 中間照度（mesopic illumination）mesopic illumination（中間照度） では桿体 rod 桿体（rod） rod（桿体） 信号が錐体由来の色知覚 color perception 色知覚（color perception） color perception（色知覚） へ影響しうる。¹

まとめ

• 色覚color vision 色覚（color vision）color vision（色覚） はS/M/L錐体L-cone L錐体（L-cone）L-cone（L錐体） の相対応答に基づく。
• 錐体の吸収スペクトル absorption spectrum 吸収スペクトル（absorption spectrum） absorption spectrum（吸収スペクトル） は重なるため、単一受容器ではなく集団応答の比較が必要である。
• 加法混色additive mixing 加法混色（additive mixing）additive mixing（加法混色） とメタメリズム metamerism メタメリズム（metamerism） metamerism（メタメリズム） は三色型色覚 trichromacy 三色型色覚（trichromacy） trichromacy（三色型色覚） から説明できる。