La perception de l'image par l'oeil
L’œil est l’organe permettant la vision. Il permet de distinguer les formes et les couleurs. Il est pratiquement sphérique. Son diamètre est de 2,5cm en moyenne.
Schéma de l'oeil
Il est composé de plusieurs parties comme l'indique le schéma ci-dessus.
L’iris : il peut changer de taille selon la luminosité . Il s’élargit lorsqu’il y a beaucoup de lumière et au contraire se rétracte en cas d’obscurité. Cela lui permet de contrôler la taille de la pupille et donc de réguler les rayons lumineux pénétrant dans le globe oculaire. La taille de l’iris peut varier entre 2 et 8 mm.
Lors de l’arrivée d’un faisceau lumineux, ce dernier traverse successivement la cornée puis l’humeur aqueuse, la pupille, le cristalin et enfin l’humeur vitrée. Tous agissent comme une lentille convergente, sauf l'iris, afin de diriger les rayons vers la rétine en un point appelé fovéa.
Schéma de la perception de la lumière
La cornée possède un indice de réfraction* de 1.376, pour l’humeur aqueuse il est de 1.336. L'humeur vitreuse a un indice de 1.337 mais comporte beaucoup de particules opaques. Ces indices de réfraction sont très proches, donc la réfraction est très légère. L'indice de réfraction du cristallin, en revanche, varie de 1.386 à 1.406 de la périphérie au centre.
Le faisceau lumineux arrive ensuite jusqu'à la rétine.
La rétine est composée de deux couches : une couche externe pigmentaire et une couche interne possédant une structure nerveuse. Cette dernière est composée de cellules sensorielles : des cônes et des bâtonnets qui transforment la lumière en message nerveux. Ces photorécepteurs sont reliés à des neurones bipolaires qui transmettent l’information à des cellules ganglionnaires.
Sous l’effet de la lumière, ces cellules sensorielles subissent une transformation chimique qui change l’énergie lumineuse en message nerveux.
Les cônes (5 à 7 millions) sont destinés à la vision de jour car faiblement sensibles à la lumière et très sensibles à la couleur. Ils se trouvent en grande majorité dans la fovéa qui se trouve dans la rétine. Cette zone est destinée à la perception des détails, car un cône est relié à plusieurs fibres du nerf optique, alors que plusieurs dizaines de bâtonnets sont reliés à une seule fibre.
Les bâtonnets (130 millions) se situent en périphérie, et eux, sont très sensibles à la lumière mais peu à la couleur. Ils sont composés de pigments appelés rhodopsine.
Schéma des cônes et des bâtonnets
Il existe trois types de cônes différents selon le pigment qu'ils contiennent : l'erythropsine est le pigment qui donne sa sensibilité au rouge, la chloropsine la sensibilité pour pour le vert, et la cyanopsine la sensibilité pour le bleu.
Graphique de l'absorption des différents cônes en fonction des couleurs
On doit également aborder la notion de pouvoir séparateur. C’est le fait de pouvoir voir deux points éloignés.
On appelle pouvoir séparateur , l'angle limite ε sous lequel deux points lumineux peuvent être vus séparés .
Un œil distingue deux traits séparés par un intervalle 1 mm, à une distance de 3,5 m. Ce pouvoir séparateur est caractérisé par l’angle ε=3*10-4 rad
Schéma du pouvoir séparateur
L’œil donne une image inversée de la réalité au cerveau. C’est celui-ci qui se chargera de la remettre dans le bon sens.
Schéma de l'inversion de l'image par l'oeil
L'indice de réfraction élévé du cristallin projette une image inversée sur la rétine comme on peut le voir sur le schéma ci-dessus.