1.1眼的構造
人眼構造如圖1.1所示,眼球(俗稱玻璃體)前後具有非常重要的感光器官;尤其在眼球後方。視神經的分布是在網膜中,受鞏膜的保護。它們是眼睛構造中的感光器,光線形成的強、弱刺激由網膜上的視神經,經過電訊解碼過程傳遞至大腦。而玻璃液前方則是人眼控制光進入多寡的調節器,這個器官包括調整焦距的水晶體與控制水晶體伸張的毛狀肌,在人以意志力控制時可讓眼睛充分的看清楚標的物。至於虹膜則是保護水晶體及顯現眼球顏色的器官;並形成瞳孔以控制光射入的量,以達到明暗適應的目的。
1.2視網膜
當光訊穿愈玻璃液落在網膜時,由分布於其上的兩種主要視神經來擔任不同的視覺功能。錐體細胞(cone)分布於中心凹附近(圖1.2),是正常光環境的受光體,負責白天視覺與色彩分辨等高層次視覺功能,桿體(rod)細胞則是負責夜間或光弱環境之視覺功能,較容易以黑、白差異辨識物體。兩者間相互補助形成眼睛的「明適應」與「暗適應」兩種特殊的視覺機能,適應不同照度強弱的視環境轉換。
1.3比視感度
眼睛可準確控制光入射的強弱,以保護眼球的構造,且對不同色光具有不同的光感程度;即人眼對不同波長的光有著不同的亮度感覺,此稱作「比視感度(spectral luminous efficiency)」。如人眼一般可見光為400nm至700nm(奈米),分別感受到紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等的顏色。而感度最高落於黃與綠光之間的550nm(暗處則為512nm)。因此人眼具有不同光波長的固定接受頻帶。所以依照國際照明委員會(IEC)定義以人的接受可見光能量作為光強度的計量依據,就是按照光源可見光譜能量分布圖所代表的光通量(luminous flux)。其代表符號為F,而單位為流明(lumen, lm)。因此雖具有相同瓦特數(watt)之555nm與450nm的光源,前者的光通量約為後者的25倍。
1.4點光源之光源亮度
點光源之光源亮度的計量方式分為指向性與非指向性兩種。指向性是指光源在某方向之單位立體角內所通過的光強度,稱為光度(Luminous Intensity)。符號表示為I,單位為燭光(cd)或lm/。另一個為非指向的光束(即光通量),它是將前述之光度利用積分原理得到的。