La lumière émise par le soleil constitue un spectre de l’infrarouge aux ultraviolets. On appelle la lumière visible la partie du spectre électromagnétique que notre œil est capable de transformer en influx nerveux.
La lumière entre dans l’œil par la cornée, l’iris régule le flux lumineux via la pupille, le cristallin quant à lui permet d’avoir une vision nette. Ensuite a lumière traverse le corps vitré pour atteindre la rétine endroit où se forme l’image.
La rétine est constituée de cellules photoréceptives qui transforment le signal lumineux en influx nerveux.
La rétine est composée d’environ 100 millions de cellules bâtonnets et d’environ 5 millions de cônes.
Les bâtonnets se trouvent à la périphérie et possèdent une très grande sensibilité à la lumière (vision de nuit dite scotopique). Les bâtonnets permettent une vision sans perception des détails car plusieurs cellules sont connectées à une seule fibre optique. Les bâtonnets sont tous identiques et permettent une vision achromatique. Ces cellules photoréceptrices sont constituées d’une chromoprotéine : la rhodopsine (qui constitue le pourpre rétinien). En présence de lumière la rhodopsine blanchit d’où l’insensibilité à la lumière.
Les cônes se trouvent essentiellement dans la fovéa et constituent les seules cellules photoréceptrices à ce niveau. Chaque cône est connecté à plusieurs fibres optiques ce qui permet une très bonne perception des détails. On distingue 3 classes de cônes selon les pigments qui les constituent, qui ont une sensibilité différente en fonction des longueurs d’ondes.
Ainsi, il y a les cellules contenant de l’érythrolabe sensibles au rouge (cône L), de la chloroblaste sensibles au vert (cône M), de la cyanolabe sensibles au bleu (cône S). Les informations transmises par les cônes permettent une vision chromatique (en couleur) par addition des trois couleurs perçues on dit donc que la vision est trichromate. Les cônes permettent une vision diurne c’est-à-dire le jour.
Ces deux types de photorécepteurs sont complémentaires et transmettent aux cellules ganglionnaires qui, par l’intermédiaire du nerf optique transmettent au cerveau l'image formée sur la rétine.
Ci-dessous les trois courbes d'absorbance relative : S(λ), M(λ) et L(λ).
On peut également observer la sensibilité des cônes et des bâtonnets.
Les trois paramètres S(λ), M(λ) et L(λ) sont liées à v(λ) par la relation suivante :
On peut donc utiliser la formule suivante :
P : Puissance perçue par l'œil du rayonnement
Φ(λ) : densité de flux énergétique
K : coefficient de proportionnalité
Ou encore,
Avec
On prend en compte les trois types de cônes (types S, M et L). S pour courtes longueurs d'ondes ( Short wavelengths), M pour moyenne ( Medium) et L pour long ( Long).
On rappelle la fonction suivante : λ->v(λ)
A noter que l'œil possède une réponse logarithmique aux stimulations lumineuses. Il en résulte que l'œil peut percevoir des intensités lumineuses de faibles à très intenses.
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