2010/04/15

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目の構造

目の仕組み

目は主に眼球から構成されますので、ここでは眼球の説明から始めたいと思います。眼球は、光を受け入れ、外界の映像を写し、脳に伝える受像器官です。

眼球の構造はカメラに似ています。カメラは、レンズを通して被写体からの光をフィルム(感光材料)上に結像させ、被写体の像を焼き付ける仕組みとなっています。このような仕組みを実現するために、カメラが必要とする機能は次のとおりです。

  • ボディ ─── レンズ以外からの不要なの光を遮断することで、フィルムを保護します。
  • レンズ ─── 光を屈折させながら、明確な像をフィルム面に投影します。カメラから被写体まででの距離に応じて、レンズとフィルムの位置関係を調整し、ピントを合わせます。
  • 絞り ─── 被写体の明るさに合わせて、必要な量の光だけをフィルムに与えるような働きをします。レンズ以外からの不要なの光を遮断することで、感光材料を保護します。

眼球の各部位の名称と機能は次のとおりです。

  • 強膜・脈絡膜 ─── カメラのボディに相当する部分で、光を遮る役割を果たしています。
  • 角膜・水晶体 ─── 光を屈折して、網膜に像を結ぶレンズの役割を果たしています。水晶体の周辺にある毛様体筋の収縮により水晶体の厚みを変えています。これにより、焦点距離を調節してピントを合わせています。近くのものを見るときは水晶体を膨らませて厚みを帯びさせ、また、遠くを見るときは水晶体を薄く伸ばします。光を屈折させながら、明確な像をフィルム面に投影します。カメラから被写体まででの距離に応じて、レンズとフィルムの位置関係を調整し、ピントを合わせます。
  • 虹彩 ─── 目に入る光の量を調節します。虹彩によって開かれた穴は瞳孔と言います。明るいところでは瞳孔を小さくして、目に入ってくる光の量を少なくします。逆に、暗いところでは同行の直径を広げて、たくさんの光を取り込むようにします。ちなみに、虹彩には模様があり、この模様は人によって異なることから、目の指紋と呼ばれています。この虹彩を利用して、例えば、機密ルームの入退室にICカードや指紋ではなく、虹彩を使って管理しているケースもあります。
網膜 ─── 2種類の視細胞で映像を写し撮る

眼球でフィルムの役目を果たしているのは網膜です。光は角膜や水晶体によって屈折し、中心窩と呼ばれる網膜の中心に集まり、ここで外界の像が結像します。

網膜には、錐体(すいたい)と杆体(かんたい)という2種類の視細胞があり、それぞれ働きが異なります。

  • 錐体 ─── 主に明るいところで働き、明るさや色を識別します。カラーフィルムのような機能を果たしています。
  • 杆体 ─── 主に暗いところで働き、明暗を識別しています。白黒フィルムのような機能を果たしています。

錐体は中心窩付近に密集しています。一方、杆体は網膜の中心窩付近には存在せず、その周りに多く分布しています。明るいところではものをはっきりと見ることができますが、暗いところでは形の細部を見分けられないことがあります。これは錐体と杆体の役割が違うからです。杆体は錐体よりも感度が良いため、わずかな光でも働くことができます。

目に入った光は網膜で結像し、網膜にあるし細胞が複雑な処理を行い、光の刺激を電気信号に変換します。この信号が視神経によって脳に送り届けられ、色の感覚を認識しています。

視神経が束ねられて目から脳へと出て行く部分があります。これを視神経乳頭といいます。この部分に端細胞がないため、ここに結ばれた像は見ることができません。これを盲点と言っています。この盲点は、別名、マリオットの暗点と呼ばれます。