視覺系統

圖 2-1.1 人眼對光反應示意圖 (資料來源: M Richter)

第二章 視覺與便利商店照明

第一節 視覺系統 一、視覺系統構造：

視覺系統是從事視野內的對象獲取光線，透過眼球所構成的光學系統 在視網膜上形成影像，並透過光接受器的視網膜神經細胞，將影像光強弱 與顏色轉換成生理電信號，藉助傳遞視覺信號得視覺神經系統，在傳遞過 程中對信號進行處理，進而到達中轉作用外側膝狀體處，對傳來的視覺信 號再次進行處理，最後到達大腦視覺區域﹝有限區域﹞，從而可辨別光量、

顏色、形狀與運動［2］，整個視覺系統構造如下圖2-1.1所示。

物體表面或透射某些特定光波，成為視覺刺激的來源；眼睛是這些刺 激的接收器，能對反射光波產生反應並做成視覺訊號；這些訊號傳遞至大 腦經過分析釋意，以影響觀者的意識與行為表現，此三階段構成整個視覺 感知體系。人類的視覺系統主要的感官器官是眼睛。眼睛是接收光，其構 造與照相機非常相似，包括控制進入光量、使光折射對焦及呈現外部影像 等功能﹝如表 2-1.1﹞。

圖 2-1.2 錐狀細胞、桿狀細胞在視網膜密度分布

表 2-1.1 眼睛功能與相機之類比

眼睛構件 功 能 相機構件 眼皮 保護眼睛 鏡頭蓋 鞏膜 眼白、支撐眼球 機身 角膜 保護、滋潤眼珠 護鏡 水晶體 對焦 鏡頭 虹膜 收縮、擴張瞳孔 光圈 瞳孔 控制進入光亮 快門 視網膜 呈象 底片

資料來源︰文獻［3］

二、明視覺、暗視覺、中間視覺：

1.明視覺

錐狀細胞（Cones）是一種感光細胞，它們集中在眼睛視網膜的黃斑處。

在黃班的外圍，錐狀細胞減少的非常快（如圖 2-1.2），視網膜上的黃班是 這樣一個區域，緊靠在視線方向的小面積，清晰的像就成在它的上面，對 應於”中心”視覺或”線上”視覺，當適應亮度大於約 3～10cd/m²，錐狀細胞 最活耀，這時視覺，我們稱為明視覺。錐狀細胞有紅（Red cone）、藍（Blue cone）、綠（Green cone）3 種，因此能分辨顏色，明視覺的光譜靈敏度用 V

（λ）來表示，其最大值約在 555nm 附近相當於綠-黃色。通常所有照明量 測儀器（光通量、光強度、照度、輝度）都是採用明視覺光譜視效函數 V

（λ）。

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圖 2-1.3 明視覺V（λ）與暗視覺 V’（λ）光譜靈敏度曲線 (資料來源︰文獻［4］)

2.暗視覺

桿狀細胞（Rods）是靈敏度很高感光細胞，在黃班處沒有桿狀細胞，它 們的密度從黃班向外逐漸增加，到離視線約 15∘處達到最大，因此對＂周 邊＂視覺或、＂線外＂視覺是很重要，由於許多桿狀細胞互相連在一起，

因而所成的像不是很清晰。在小於 0.01～0.003cd/m²的適應亮度下，桿狀 細胞最活耀，我們稱為暗視覺。桿狀細胞不能分辨色彩，暗視覺的光譜靈 敏度用 V’（λ）來表示，其最大值約在 505nm 附近相當於藍-綠色（如圖 2-1.3）。可以採用 S/P 比值反應光源光譜在暗視覺情況下有效程度。

3.中間視覺

當適應亮度在 10～0.003cd/m²時，錐狀細胞、桿狀細胞都在起作用。適 應亮度由高變低時，桿狀細胞的作用越來越重要。整個光譜靈敏度逐漸往 短波長方向移動，也就是藍色方向移動。該效應稱為＂Purkinje＂效應。

為了確定中間視覺範圍內光譜靈敏度逐漸移動實際影響，我們必須區分線 上（中心）視覺和線外（周遭）視覺。

3.1 線上的中間視覺

既然在黃班處幾乎沒有桿狀細胞，因此錐狀細胞扮演決定角色，V（λ）

曲線提供一個很好預測，此時可採用正常明視覺單位。

圖 2-1.4 60～69 歲年齡與 20～29 歲水晶體透過率之比值曲線 (資料來源︰文獻［4］)

3.2 線外的中間視覺

要從本質上確定不同亮度水準時之線外中間視覺真實光譜靈敏度，即使 可能的話，也十分困難，因而解決的辦法就是決定不同光譜對功能判斷的 影響。通常線外視覺研究角度約 10∘

3.3 在中間視覺範疇內的彩色視覺

在中間視覺情況下，能產生彩色視覺錐狀細胞還能部分被激活，因而可 以認為，色彩分辨能力對視覺功能還有貢獻，事實上近來研究顯示：採用 演色性大於 50 的白光，比演色性只有 25 的高壓鈉燈更容易識別面孔，而 要獲得同樣辨識機率，所需白光照度水準約黃光一半左右。

3.4 中間視覺對年齡影響

人眼水晶體會隨著年齡增長逐漸變黃，結果造成藍色和綠色（短波長）

視覺的損失。圖 2-1.4 顯示 60～69 歲年齡與 20～29 歲水晶體透過率之比 值。

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