両眼加算

両眼加算とは、単眼視に比べて両眼視の視覚性能が向上することを指します。両眼視を使用すると奥行きの知覚（立体視）が向上し、それぞれの目で受け取った情報を組み合わせることで視力、コントラストや明るさの違いに対する感度、ちらつきの知覚が向上します。^{[ 1 ]}両眼加算は一般的に両眼視力を向上させますが、特定の条件下では単眼視に比べて両眼視力が悪化することもあります。両眼加算は加齢とともに、また両眼差が大きい場合に低下します。^{[ 2 ]}

ビジュアルの改善

両眼加算が両眼の視覚性能を向上させる方法のいくつかは次のとおりです。

• 明るさの知覚。両眼で知覚される明るさは、それぞれの目で見る明るさよりも大きい。これは薄暗い光の検知に役立ち、また瞳孔径（開口）を小さくすることで焦点合わせの精度を向上させる。
• フリッカー知覚。両眼加算は、画像が連続的に見えるようになる前に知覚される最大のフリッカー率である臨界フリッカー融合閾値を増加させる可能性がある。両眼で同じフリッカーが見える場合、臨界フリッカー融合閾値は増加し、片方の目のフリッカーがもう片方の目のフリッカーと位相がずれている場合、臨界フリッカー融合閾値は減少する。また、両眼加算は、両入力が同位相の場合、フリッカーの知覚される明るさを増加させる。^{[ 3 ] [ 4 ]}
• コントラスト感度。
• 視力。

両眼視力の実際的な指標は両眼加算比BSRであり、これは両眼のコントラスト感度と視力の良い方の目のコントラスト感度の比である。^{[ 5 ]}

${\displaystyle BSR=CS_{両眼}/CS_{良好な眼}$

両眼の明るさのモデル

両目からの入力は単純に加算され、両目で知覚される明るさは片目の場合の2倍になると考えるかもしれません。しかし、両目で知覚される明るさは片目の場合と比べてわずかに高いだけです。片方の目で明るい光景を見ている場合、もう片方の目に薄暗い光が映ると、知覚される明るさは実際には低下します。この直感に反する現象は、フェヒナーのパラドックスとして知られています。両目からの入力がどのように組み合わされるかを説明するために、いくつかの異なるモデルが提案されています。

量子論への貢献で知られる著名な物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは心理学にも強い関心を持ち、色覚に関連するテーマを研究しました。シュレーディンガー（1926） ^{[ 6 ]}は、両眼の明るさとコントラストの組み合わせに関する方程式を提唱しました。この方程式では、各単眼入力は、その眼からの信号強度と両眼からの信号の合計の比によって重み付けされます。入力と入力は、単眼の明るさのフラックス信号です。この方程式は、2つのベクトルの長さの和と考えることができます。^{[ 7 ]}${\displaystyle f_{l}}$ ${\displaystyle f_{l}}$

${\displaystyle B=f_{l}{\frac {f_{l}}{f_{l}+f_{r}}}+f_{r}{\frac {f_{r}}{f_{l}+f_{r}}}={\frac {f_{l}^{2}+f_{r}^{2}}{f_{l}+f_{r}}}}$

マクラウド（1972）^{[ 8 ]}はシュレーディンガーの研究を拡張し、神経信号の信号強度を内部ノイズ、輪郭に沿った輝度差、閾値輝度差の観点から次の式で表す提案を行った。 ${\displaystyle f}$ ${\displaystyle f_{0}}$ ${\displaystyle l}$ ${\displaystyle l_{0}}$

${\displaystyle f={\begin{cases}f_{0}+\log {({\frac {l}{l_{0}}})},&{\text{if }}l\geq l_{0}\\f_{0}&{\text{if }}l<l_{0}\\\end{cases}}}$

プロセス

このプロセスが脳内でどのように実行されるのかは未だに解明されておらず、活発な研究が続けられています。そのメカニズムは、確率和、神経和、そして両眼と単眼の瞳孔径、調節、注視、競合といった視覚刺激の違いによる影響の組み合わせによって説明できます。確率和は、視覚刺激を両眼で検知する方が片眼で検知するよりも確率が高いという原理に基づいています。

入力刺激を合計すると、5つの結果が考えられます。これらは

• 両眼の促進。合計は単一入力の2倍以上になります。
• 完全な両眼加算。加算は単一入力のちょうど2倍になります。
• 部分的な両眼加算。加算値は単一入力の場合よりも大きいが、2倍未満である。
• 両眼加算は行われません。加算は単一入力の場合と同じです。
• 両眼抑制。合計値は単一入力よりも低くなります。

両眼融合

運動性融像と感覚性融像の両方のメカニズムは、2つの画像を1つの知覚画像に結合するために用いられます。運動性融像は、眼球を垂直軸を中心に回転させる輻輳眼球運動を指します。感覚性融像は、脳が知覚する単一の画像を作り出す視覚系の心理的プロセスです。

参照

• 両眼視差
• 両眼視野闘争
• ビノビューアー

参考文献

1. 両眼視の基礎：臨床的視点スコット・B・スタインマン、バーバラ・A・スタインマン、ラルフ・フィリップ・ガルジア著 2000年ISBN 0-8385-2670-5153-160ページ[1]
2. 「斜視の機能的負担：両眼視力の加減と両眼視抑制の低下」Pineles SL, Velez FG, Isenberg SJ, Fenoglio Z, Birch E, Nusinowitz S, Demer JL. JAMA Ophthalmol. 2013;131(11):1413-1419 [2]
3. Durai, C. Vijay Reena; Hathibelagal, Amithavikram R.; Rodriguez-Carmona, Marisa; Barbur, John L.; Bharadwaj, Shrikant R. (2023-01-24). 「単眼感度が輝度変調フリッカーの両眼加算に与える影響」 . PLOS ONE . 18 (1): e0280785. doi : 10.1371/ journal.pone.0280785 . ISSN 1932-6203 . PMC 9873164. PMID 36693078 . [本]研究では、FMTの両眼加算[融合変調閾値]が被験者のフリッカー検出のための絶対単眼閾値にどのように依存するかを体系的に調査しました[...被験者は男性3名と女性10名で、平均年齢は26歳です...両眼フリッカー融合閾値は[各眼の]単眼[...]閾値とは独立しています。[...]結論として、視覚系は両眼からの単眼入力をうまく加算し、さまざまなターゲットサイズと輝度レベルにわたる両眼視聴条件下でのフリッカー検出を強化します。   
4. Bowker, Duane O.; Mandler, Marc B. (1981-04-01). 「両眼フリッカーは単眼フリッカーよりも速く現れる」 . JOSA . 71 (4): 496– 498. doi : 10.1364/JOSA.71.000496 .両眼で見たフリッカーの一致率は、単眼で見たフリッカーのほぼ2倍であったが、それは時間的変調率が高い場合のみであった。
5. 正常な両眼視力：理論、調査、実践的側面、デイビッド・スティドウィル、ロバート・フレッチャー著、2010年ISBN 1-4051-9250-X29-35ページ[3]
6. 「Lehre von der strahlenden Energie」、Mueller-Pouillets Lehrbuch der Physik und Meteorologie、第 2 巻、第 1 部 (1926 年) (色差の閾値)。
7. 正常な両眼視力：理論、調査、実践的側面、デイビッド・スティドウィル、ロバート・フレッチャー著、2010年ISBN 1-4051-9250-X29-35ページ[4]
8. MacLeod, DIA (1972). 両眼の明るさの組み合わせにおけるシュレーディンガー方程式. Perception, 1, 321–324.