E7 Photométrie et Optique de Vision

Topique

La radiométrie mesure l'énergie physique transportée par la lumière à chaque longueur d'onde, sans distinguer si l'œil humain perçoit cette énergie ou non, et pondère également toutes les longueurs d'onde. Mais l’œil ne réagit pas de la même manière à toutes les longueurs d’onde : comme le décrit le modèle de photoréception, les photorécepteurs de la rétine absorbent la lumière différemment en fonction de sa longueur d’onde, de sorte que deux lumières ayant exactement la même énergie radiométrique, mais de longueurs d’onde différentes, peuvent produire une sensation de luminosité très différente dans l’œil. Ce modèle photométrique corrige cette différence en pondérant l'énergie radiométrique de chaque longueur d'onde par la propre sensibilité spectrale de l'œil à cette longueur d'onde, en donnant plus de poids aux longueurs d'onde auxquelles l'œil est le plus sensible et moins de poids à celles qu'il perçoit plus faiblement, afin d'obtenir une grandeur photométrique qui représente la quantité de luminosité que l'œil perçoit réellement, et pas seulement la quantité d'énergie physique transportée par la lumière.

Cette sensibilité spectrale que pondère la radiométrie n'est pas fixe, mais dépend des photorécepteurs qui dominent la vision à chaque instant : lorsque l'œil est adapté à des niveaux de lumière élevés, comme le décrit le modèle de photoréception, ce sont les cônes qui dominent la vision, et ce modèle pondère la radiométrie en fonction de la sensibilité spectrale combinée des cônes ; Cependant, lorsque l'œil est adapté à des niveaux de lumière très faibles, ce sont les bâtonnets qui dominent la vision, et ce modèle commence à pondérer la radiométrie en fonction de la sensibilité spectrale des bâtonnets, décalée vers d'autres longueurs d'onde que celles qui prédominent lorsque les cônes dominent. C'est pourquoi la même lumière physique peut être pondérée différemment, et finir par être perçue avec une luminosité différente, selon le niveau d'adaptation de l'œil au moment où il la reçoit.

La quantité de lumière, déjà pondérée par cette sensibilité spectrale, qui traverse la pupille et atteint chaque point de la rétine est l'éclairement sur la rétine, et c'est cet éclairement sur la rétine - et non l'énergie radiométrique brute sortant de la source lumineuse - qui détermine réellement dans quelle mesure les photorécepteurs doivent ajuster leur propre sensibilité par l'adaptation à la lumière ou l'adaptation à l'obscurité décrite par le modèle de photoréception. Plus l'éclairement sur la rétine est élevé, plus le photorécepteur réduit sa propre sensibilité pour ne pas se saturer ; Plus l’éclairement est faible sur la rétine, plus il augmente pour continuer à produire une réponse détectable.

Ce même éclairement rétinien détermine également le contraste de luminance nécessaire entre un objet et son arrière-plan pour que cet objet reste détectable : plus l'éclairement rétinien est faible, plus le contraste nécessaire entre l'objet et son arrière-plan est élevé pour produire une différence de potentiel de récepteur suffisamment grande pour les distinguer, et plus l'éclairement rétinien est élevé, plus le contraste nécessaire pour obtenir cette même distinction est faible. Ce contraste minimum nécessaire à la détection est donc un seuil qui devient de plus en plus exigeant à mesure que l'éclairement sur la rétine diminue.

C'est pourquoi ce modèle photométrique, qui pondère la radiométrie avec la sensibilité spectrale de l'œil pour calculer l'éclairement sur la rétine et le contraste minimum nécessaire à la détection, est la base avec laquelle tout éclairage est conçu pour que l'œil humain puisse voir confortablement : quelle quantité de lumière un écran doit-il émettre pour que ses contrastes continuent à être détectables, ou quelle quantité d'éclairement doit être maintenue dans la pièce où l'acuité visuelle est évaluée avec le projecteur optotype ou où le champ visuel est mesuré par périmétrie, c'est le résultat de cette étude clinique. l'évaluation dépend de la vision du patient et non d'un éclairage insuffisant.

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