視野角

視角は、観察される物体が目で見る角度であり、通常は弧度法で表されます。物体の角度サイズとも呼ばれます。

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。 ${\displaystyle S}$${\displaystyle D}$${\displaystyle O}$

現在の目的のために、点はレンズのほぼ中心にある目の結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 目の入射瞳の中心を表すこともできます。${\displaystyle O}$

物体の終点から眼球に向かう 3 本の線は、角膜、瞳孔、水晶体を通過して網膜上の点 に終点の光学像を形成する光線の束を示しています。束の中心線は主光線を表しています。 ${\displaystyle A}$${\displaystyle A}$${\displaystyle a}$

同じことが物体点とその網膜像にも当てはまります。 ${\displaystyle B}$${\displaystyle b}$

視角は、との主光線の間の角度です。 ${\displaystyle V}$${\displaystyle A}$${\displaystyle B}$

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。 ${\displaystyle V}$${\displaystyle 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]${\displaystyle V=2\arctan \left({\frac {S}{2D}}\right)}$

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。

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

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形成されます。（視覚システムを参照）。角度が小さい場合、この網膜像の大きさは ${\displaystyle a}$${\displaystyle b}$${\displaystyle R}$

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

節点から網膜までの距離は約 17 mm です 。${\displaystyle n}$

1 センチメートルの物体を 1 メートルの距離から見て、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 rad または 0.57° の同じ視角を占めます。したがって、網膜像のサイズは同じです。 ${\displaystyle R\approx 0.17{\text{ mm}}}$

これは月の網膜像の大きさである約 よりもわずかに大きいです。これは、月の平均直径が で、地球から月までの平均距離が平均化 ( )であるためです。 ${\displaystyle 0.15{\text{ mm}}}$${\displaystyle S=3474{\text{ kilometers}}}$ ${\displaystyle (2159{\text{ miles}})}$${\displaystyle D}$${\displaystyle 383,000{\text{ kilometers}}}$${\displaystyle 238,000{\text{ miles}}}$${\displaystyle V\approx 0.009{\text{ rad}}}$${\displaystyle \approx 0.52{\text{ deg}}}$

また、簡単に観察すると、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ステップに興味がある場合、観察される物体の絶対的な大きさ（その線形サイズ）を参照することは意味がありません。重要なのは、網膜像のサイズを決定する 視角です。${\displaystyle S}$${\displaystyle V}$

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。 ${\displaystyle V}$

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」は物体がどれくらい大きく見えるかを指し、「知覚される大きさ」とも呼ばれます。

観察される物体には2つの質的に異なる「大きさ」の経験があるため、さらなる混乱が生じている。^[3] 1つは知覚視角（または見かけ視角）であり、これは物体の知覚されたまたは見かけの角サイズとも呼ばれる主観的相関関係である。知覚視角は、物体の端点の自分からの知覚方向の差として最もよく定義される。^[4]${\displaystyle V'}$${\displaystyle 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。${\displaystyle S'}$${\displaystyle 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。

脳の一次視覚野(V1 領域またはブロードマン 17 領域) には、網膜の空間的に同形の表現が含まれています (網膜トピーを参照)。簡単に言えば、網膜の歪んだ「地図」です。したがって、特定の網膜像のサイズによって、関連する網膜活動パターンによって最終的に V1 領域で生成される神経活動パターンの範囲が決まります。Murray、Boyaci、Kersten (2006) は最近、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) を使用して、視認対象の視角が増加すると が増加し、V1 領域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。 ${\displaystyle R}$${\displaystyle 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つの円盤がある平面の絵を見たが、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他方よりも約17%大きくなった。網膜像は同じ大きさであるにもかかわらず、円盤に関連するV1の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%の錯覚差と相関していた。この発見は、視角錯視などの空間錯覚に影響を及ぼしている。^[5]${\displaystyle V}$${\displaystyle R}$${\displaystyle V'}$

• 視力
• 視覚的角度錯覚

• ベアード、JC (1970)。『 視覚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・プレス。
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• McCready, D. (1965) 「大きさ-距離知覚と調節-輻輳小視症：批評」視覚研究 5, 189–206。
• McCready, D. (1985). サイズ、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現。Nature Neuroscience, 9, 429–434 (2006年3月1日)。
• マクレディ、D. 月の錯覚の説明。

• 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コンピュータのモニターに正確なサイズで表示できます (注意: 調整の指示に従う必要があります)。