リンゴはなぜ赤いのでしょう。「リンゴの上に赤い色があなたの目の前に真っ赤なリンゴがあります。この匂いを感じる嗅覚や、音を聞き分ける聴覚等の五感するものです。視覚は一種の感覚である点においては、でデータ処理が行われることによって、はじめて成立色の発現に必要なものは、①光、②物体、③観察者付いているからだよ」と答える人がいるかもしれません。と変わりません。 したがって、厳密には個々人によっ

リンゴが赤いのはなぜ？

色を一種の物質と思っているのかもしれません。この動物は人間とは異なる色の感じ方をします（項参照）。 さらに、観察者たる個人が同一で、観察対象て色の感じ方は異なります（項参照）。また、他のの光を反射しているからでしょ」と答えるかもしれませも同一でも、周囲の環境によって色は変化します（考え方は正しくありません。 別の人は、「色は物質でん。 確かに、ニュートンのプリズム実験では、白色光
項参照）。

はないよ。 光の波長だよ。リンゴが赤いのは赤い波長

は虹のようにさまざまな色に分割されます（項、はありません。ニュートン自身は、「 赤い光 」という表項参照）。 波長ごとに光線に色が付いていると考える察者、の三つになります。 ①光、 ②物体だけなら、②物体（ここでは光の一部を反射するリンゴ）、 ③観以上を整理すると、色の発現に必要なのは、①光、色を物理量として扱うことができますが、③観察者のも無理はありません。 しかし、この答えも正確で現を使わずに「赤をつくる光」といっています。 非常にが入ってきたことによって、色は「心理物理量」として

光

観察者

BOX深い言葉です。

赤●色は物質ではない●色は光ではない●色は感覚である
心理物理量：心理量は主観的に経験される量で、観測者の個人差等による変動を含んでいる。一方、心理物理量は平均的な標準観測者について、標準化された手続きに則って測定された客観的なもの。心理物理量は物理量との対応関係が明確になっているため物理量に準ずるものとして扱うことができる。

5

扱われることになります。 工学系の人でも、というリンゴが反射した光が、私たちに赤を感じさせるからだよ。
ニュートン

正確にいえば、光には色はついていない。光は色の感触を生じさせる力ないし傾 向を持って いるに過ぎない。
リンゴが赤い光を反射しているからでしょ。
Bさん「赤い光」ではなく「赤い色を感じさせる光」が正しい。
た だし、本 書 に おいても、便宜上「赤色光」、赤い「色光」等と短 縮して表 現することがある。

ここで思い出していただきたいのは、私たち自身の色の発現に必要な要素よりは工学系の人ほど、③観察者を忘れがちです。

リンゴの上に赤い色がついているからだよ。
Aくん

要点
用語解説

10

11

存在です。色を認識しているのは誰でしょうか。色は、リンゴが赤いのはなぜ？
T先生

私たちの目によって検知された光の情報をもとに脳内物体

1
リンゴが赤いのはなぜ？

色の正体と色覚●第1章

る光は吸収します。つまり、物体に色が付いているわ「光源の分光分布」
×「物体の分光反射率」
×「錐体の分光感度」で色が決まる

リンゴには赤いものもあれば青いものもあります。
けではなく、物体ごとに反射する光（吸収する光）がリンゴの色を決定する
三つの要素

この色の違いを認識し、そこにあるリンゴが赤いと知異なるわけです。 どの波長の光がどれくらい反射するかは、物体ごとの「分光反射率」
からわかります。

項）では、色のるには何が必要でしょうか。 前項（
発現には、①光、②物体、③観察者、の三つの要素
すいたい

最後に観察者についてです。 人間の目の網膜には、が必要ということです。ここでは、太陽光で考えましまず光が必要ということは、その光を発する光源、 Middle、 Shortの略で、錐体のＬ、Ｍ、Ｓは、 Longそれぞれ長い波長の赤色光、中くらいの波長の緑色光、センサーが３種類（Ｌ錐体、Ｍ錐体、Ｓ錐体）あります。

色を認識するために、錐体とよばれる光を検出するょう。 光源にどのような波長の光がどれくらいの割合短い波長の青色光に感度のピークを持ちます。これ科学的に深掘りしてみましょう。

が必要としました。ここでは、その内容をもう少しで含まれているかを示す「分光分布」から、太陽光はらの錐体が受けた信号の強度を組み合わせて脳内で色が合成されるわけです。したがって、錐体がどの波波長領域がおおよそ４００～８００ にある可視光を波長：音や（光を含む）
電磁波の「波の長さ」。波長は一つの波から次の波までの一波分の長さを指す。

長の光をどれくらいの強さで認識するかを現す「分光感度
反射率
光強度

Ｌ錐体
Ｓ錐体

Ｍ錐体

BOX含んでいることがわかります。

目●光は物体に吸収され、物体を反射する●光を検知する錐体はL、M、Sという感度ピークの異なる三種類がある
用語解説

次に物 体についてです。 物 体に光を当てた場 合、

λ要点×

感度」も、色の感じ方に大きく影響します。

400 450 500 550 600 650 700

波長（nm）各錐体の分光感度（λ）,
Im（λ）, s（λ）

×λ

観察者

700
600

散乱、反射、透過、光吸収、発光（蛍光、燐光）等

三つの要素の掛け算で色が決まる

以上、光源からの光を、物体が反射と吸収によっ視細胞（錐体）
光を電気信号に変換

視神経
電気信号を脳に伝達

脳（視覚野）
三つの電気信号の強度「比」で色を認識

さまざまな現象が起きます。 しかしここでは、単純

13500

12S

体からの信号を脳が判断し、色が決定されます。

Lて分離し、分離されて目に入った光に刺激された錐脳を感じさせる光をだけを反射し、緑や青を感じさせ目から脳への情報伝達と色認識に反射と吸収だけを考えましょう。 赤いリンゴは、赤M
光

波長（nm）
リンゴの分光反射率p（λ）
6001nmリンゴ

λS（λ）ρ（λ）
S（λ）

光源の分光分布 S（λ）と物体分光反射率ρ（λ）より、目に入る光の分光分布は、S（λ）
ρ（λ）となる。さらに錐体の分光感度 I（λ）、m（λ）、s（λ）を用いて、各錐体の反応値（L、S、M）の比で色が決まる。

ρ（λ）

ldλ
∫ S（λ）ρ（λ）（λ）
M ＝∫ S（λ）
ρ（λ）m（λ）dλS ＝∫ S（λ）
ρ（λ）s（λ）dλ
L＝（λ）
I、m（λ）、s（λ）
太陽光

400
800 1000

波長（nm）
太陽光の分光分布
S（λ）
400

02
色を決定する三つの要素

色の正体と色覚●第1章

光は色覚を刺激する
エネルギー
電磁波は、一 般にはγ線から電波までを含みます。

色彩における光の役割察者です。 そこで、まず光とは何か、色との関係でその中には、レントゲン撮影に使われるＸ線やら、日することになります。

考えていきましょう。 光なしには色は発現しません。
焼けの原因となる紫外線やら、電子レンジのマイクロ色の発現に必要なものは、 ①光、 ②物体、 ③観

光と色は切っても切り離せないものです。 私たちにリの定義によれば、波長の下限可視光は、 JIS Z8120
が３６０～４００ 、上限が７６０～８３０ の光で波やら、テレビの超短波やら、いろいろな種類がありす。 また、測色の分野では、３８０〜７８０ とすます。 その中で視覚に関係するのは、可視光です。

子という話ですね」と答える人が多いかも知れません。
るのが慣例のようです。波長の短いものから順に、紫、を担っているのでしょうか。

この話を議 論しだすと本 書だけでは収まりません。
青、緑、黄、橙、赤を感じさせる光が並びます。 人

ンゴを赤いと感じさせるために、光はどのような役割

そこで、とりあえず今は光を電磁波の一種と考えて間の感覚器官が光として検知できるのが、可視光領

まず「光とは？」と質問すると、「光は波であり粒色を感じさせる、と説明してきました。 光は人間の赤BOXください。 前項までは、光は人間の感覚を刺激してヒトの可視波長域域にある電磁波です。 幅広い電磁波の領域の中の、人とミツバチ可視光領域の違い●光は電磁波の一種である●可視光は、波長の下限が360nm～400nm、上限が760nm～830nmの光
ミツバチの可視波長域

800

視覚を通して色を感じさせるトリガーになるわけです

可視光

要点

黄黄緑
青
紫外

101

800（nm）
700
600nmnmnm

マイクロ波
赤外線

橙
黄緑
青
紫赤
橙
黄緑
紫 藍 青

560 590 640
490
400 430

波長 /nmhc
λE=10−3 10−2 10−1 100
10−6 10−5 10−410−710−8
波長 /m
10−13 10−12 10−11 10−10 10−9E = hν
c = λν
電磁波（光）のエネルギーと波長は反比例の関係にある

電波

非常にせまい領域しか私たちは知覚できないという言

流（電場）

102

から、そこにはエネルギーが必要です。 電磁波であれの電子が振動

E： 電磁波（光）のエネルギー
h： プランク定数λ： 電磁波（光）の波長
ν： 電磁波（光）の振動数
c： 電磁波（光）の速度い方もできます。 ミツバチが紫外領域の光も検知す

電磁波（光）のエネルギーばエネルギーを持ち、その値は振動数に比例します。

波長参照）
。

磁場

る等、可視の領域は動物によっても異なります（項

電場

振動数と波長は速度で関連づけることができます。

磁場

その結果、電磁波のエネルギーはその波長に反比例

電場と磁場が交互に振動しながら発生
電子

紫外線
X線
γ線

500
400

14

電磁波の波長と可視光領域

15300

3
光は電磁波の一種色の正体と色覚●第1章