Biophysics · 03.09

光の色の解釈

Interpretation of the color of light

🧠 物理的なスペクトルと知覚される色は同一ではなく、眼の錐体応答と脳内処理を介して結びつく。

物理的スペクトルと知覚色

単色光monochromatic light単色光（monochromatic light）monochromatic light（単色光）の色相hue色相（hue）hue（色相）は主に波長に対応するが、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）が同じ色に見えるメタメリズムmetamerismメタメリズム（metamerism）metamerism（メタメリズム）も起こる。

flowchart TD
  A["光のスペクトルが眼へ入射"]
  B["S・M・L錐体が重複して応答"]
  C["相対応答から色知覚形成"]
  A --> B
  B --> C

波長・周波数・光子エネルギー

E=hf=\frac{hc}{\lambda}

短波長ほど1光子あたりのエネルギーは高いが、明るさ（brightness）は光子数と視感度にも依存する。

色が一意に決まらない理由

波長と光子エネルギーの物理的対応は電磁スペクトルで定義できるが、知覚色は網膜の視細胞photoreceptor視細胞（photoreceptor）photoreceptor（視細胞）の重なった応答を介して決まる。

可視域visible range可視域（visible range）visible range（可視域）は概ね380〜780 nmで、境界は厳密ではない。
白色光は単一波長ではなく、複数波長の組合せである。
色相hue色相（hue）hue（色相）、彩度saturation彩度（saturation）saturation（彩度）、明るさは異なる知覚属性である。

医学・測定への応用

パルスオキシメトリpulse oximetryパルスオキシメトリ（pulse oximetry）pulse oximetry（パルスオキシメトリ）や測色法colorimetry測色法（colorimetry）colorimetry（測色法）では光源スペクトル、組織吸収、検出器感度を分けて考える。

まとめ

物理的なスペクトルと知覚される色は同一ではなく、眼の錐体応答と脳内処理を介して結びつく。
可視域visible range可視域（visible range）visible range（可視域）は概ね380〜780 nmで、境界は厳密ではない。
パルスオキシメトリpulse oximetryパルスオキシメトリ（pulse oximetry）pulse oximetry（パルスオキシメトリ）や測色法colorimetry測色法（colorimetry）colorimetry（測色法）では光源スペクトル、組織吸収、検出器感度を分けて考える。