視野角

視角とは、観察対象が目で見た角度のことで、通常は度数で表されます。また、物体の角度とも呼ばれます。

右の図は、点からの距離にある、線形サイズの正面範囲 (垂直矢印) を見ている観察者の目を示しています。 $S$ $D$ $O$

現在の目的のために、点はレンズの中心付近にある目の節点を表すことができ、またレンズのわずか数ミリメートル前にある目の入射瞳孔の中心を表すこともできます。 $O$

物体の端点から眼球に向かう3本の線は、角膜、瞳孔、水晶体を通過し、網膜上の点に物体の端点の光学像を形成する光線束を表しています。光線束の中心線は主光線を表しています。 $A$ $A$ $a$

同じことは、物体点とその網膜像にも当てはまります。 $B$ $b$

視角は、との主光線の間の角度です。 $V$ $A$ $B$

測定と計算

視角は、点に設置されたセオドライトを使用して直接測定できます。 $V$ $O$

または、次の式を使って（ラジアン単位で）計算することもできます。^[1] $V=2\arctan \left({\frac {S}{2D}}\right)$

ただし、視角が約 10 度未満の場合は、このより単純な式で非常に近い近似値が得られます。

\tan \left(V\right)={\frac {S}{D}}.

網膜像と視角

上のスケッチが示すように、物体の実像は網膜上の点と点の間に結像します（視覚系を参照）。小さな角度の場合、この網膜像の大きさは $a$ $b$ $R$

{\frac {R}{n}}=\tan V,

ここで、節点から網膜までの距離は約 17 mm です。 $n$

例

1センチメートルの物体を1メートルの距離から、2センチメートルの物体を2メートルの距離から見ると、どちらも約0.01ラジアン（0.57°）という同じ視角を占めます。したがって、網膜像の大きさは同じです。 $R\approx 0.17{\text{mm}}$

これは月の網膜像の大きさである約よりわずかに大きいだけです。月の平均直径がで、地球から月までの平均距離が ( )であるためです。 $0.15{\text{mm}}$ $S=3474{\text{キロメートル}}$ $(2159{\text{マイル}})$ $D$ $383,000{\text{キロメートル}}$ $238,000{\text{マイル}}$ $V\approx 0.009{\text{rad}}$ $\approx 0.52{\text{度}}$

また、簡単な観察として、人差し指を腕を伸ばした状態で持つと、人差し指の爪の幅は約1度、親指の第一関節の幅は約2度になります。^[2]

したがって、目の機能や視覚皮質における最初の処理段階に興味がある場合、観察対象物の絶対的な大きさ（直線サイズ）を参照することは意味がありません。重要なのは、網膜像の大きさを決定する視角です。 $S$ $V$

用語の混乱

天文学において、「見かけの大きさ」という用語は、物理的な角度または角直径を指します。 $V$

しかし、心理物理学や実験心理学では、「見かけの」という形容詞は、人の主観的な経験を指します。したがって、「見かけの大きさ」は、物体がどれだけ大きく見えるか、つまり「知覚される大きさ」とも呼ばれます。

観察対象物には質的に異なる2つの「大きさ」の経験があるため、更なる混乱が生じています。^[3] 1つは知覚視角（または見かけ視角）で、これは物体の知覚された大きさ、あるいは見かけの角の大きさとも呼ばれる、主観的な相関関係にあります。知覚視角は、自分自身から見た物体の端点の方向の差として最もよく定義されます。^[4] $V'$ $V$

もう 1 つの「サイズ」体験は、物体の知覚される線形サイズ(または見かけの線形サイズ)であり、これは物体の物理的な幅、高さ、または直径の主観的な相関関係です。 $S'$ $S$

測定単位を指定せずに「見かけの大きさ」や「知覚される大きさ」というあいまいな用語が広く使用されているため、混乱が生じています。

視覚皮質における視角の表現

脳の一次視覚野（V1野またはブロードマンの17野）には、網膜の空間的に同型な表現が含まれています（網膜トピーを参照）。大まかに言えば、これは網膜の歪んだ「地図」です。したがって、特定の網膜像の大きさは、関連する網膜活動パターンによって最終的にV1野で生成される神経活動パターンの範囲を決定します。Murray、Boyaci、Kersten（2006）は最近、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）を用いて、視標の視角の増加（視角の増加）が、V1野における対応する神経活動パターンの範囲も増加することを示しました。 $R$ $R$

マレーとその同僚が行った実験では、被験者は同じ視角を占め、同じ大きさの網膜像を形成する2つの円盤が描かれた平面の絵を見たが、円盤の背景パターンの違いにより、一方の円盤の知覚される角度の大きさは、もう一方よりも約17%大きくなった。網膜像の大きさは同じであるにもかかわらず、V1領域における円盤に関連する活動領域の大きさは不均等であることが示された。V1領域におけるこの大きさの違いは、知覚される視角間の17%の錯覚的差異と相関していた。この発見は、視角錯視などの空間錯覚に影響を与える。^[5] $V$ $R$ $V'$

参照

注記

^ カイザー、ピーター・K.「視角の計算」『視覚の喜び：ウェブブック』ヨーク大学。
^ O'Shea, Robert P. (1991). 「親指の法則の検証：親指の幅の視角は約2度」. Perception . 20 (3): 415– 418. doi :10.1068/p200415. PMID 1762884. S2CID 7362335.
^ ジョインソン、1949年、マクレディ、1965年、1985年、ベアード、1970年
^ ジョインソン、1949年、マクレディ、1965年、1985年
^ McCready, Don (2007年2月5日). 「Murray, SO, Boyaci, H., & Kersten, D. (2006) による実験の分析。『人間の一次視覚皮質における知覚される角度の大きさの表象』」. 『月の錯覚の解説』 . 2011年12月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年12月7日閲覧。

参考文献

ベアード、JC（1970）『 視空間の心理物理学的分析』オックスフォード、ロンドン：ペルガモン出版社。
ジョインソン, RB (1949). 大きさと距離の問題.季刊実験心理学誌, 1 , 119–135.
McCready, D. (1965). 大きさ・距離知覚と調節・輻輳小視症：批判的考察. Vision Research. 5, 189–206.
McCready, D. (1985). 大きさ、距離、視角の知覚について.知覚と心理物理学, 37 , 323–334.
Murray, SO, Boyaci, H, Kersten, D. (2006)「ヒト一次視覚皮質における知覚された角度の大きさの表象」Nature Neuroscience, 9, 429–434 (2006年3月1日).
マクレディ、D. 月の錯覚の説明。

外部リンク

バッファロー大学のインタラクティブ視力チャートを使用すると、指定されたスネレン視力線の文字や記号を、正確なサイズでコンピューターのモニターに表示できます (注意: 調整の指示に従う必要があります)。

[1] カイザー、ピーター・K.「視角の計算」『視覚の喜び：ウェブブック』ヨーク大学。

[2] O'Shea, Robert P. (1991). 「親指の法則の検証：親指の幅の視角は約2度」. Perception . 20 (3): 415– 418. doi :10.1068/p200415. PMID 1762884. S2CID 7362335.

[3] ジョインソン、1949年、マクレディ、1965年、1985年、ベアード、1970年

[4] ジョインソン、1949年、マクレディ、1965年、1985年

[5] McCready, Don (2007年2月5日). 「Murray, SO, Boyaci, H., & Kersten, D. (2006) による実験の分析。『人間の一次視覚皮質における知覚される角度の大きさの表象』」. 『月の錯覚の解説』 . 2011年12月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年12月7日閲覧。