6.2.3. Характеристика сенсорных систем с точки зрения безопасности

6.2.3.1. Зрительная система

Важнейшим условием правильной ориентации человека в окружающей среде является зрение, т.к. 80 % всей информации человек получает в результате реакции на визуальное раздражение.

Зрительная система управляется большим числом биокибернетических устройств, действующих в глазе и других нейронах.

Главными особенностями человеческого глаза являются способность к аккомодации (способность зрения приспосабливаться к расстоянию до обозреваемого предмета) и адаптации (способность зрения приспосабливаться к световым условиям окружающей среды).

Приспособление глаза к различению объекта осуществляется за счет трех процессов:

аккомодация – изменение кривизны хрусталика глаза таким образом, чтобы изображение предмета оказалось в плоскости сетчатки глаза (при изменении кривизны хрусталика происходит изменение величины фокусного расстояния – осуществляется «наводка на фокус»);

конвергенция – поворот осей зрения обоих глаз так, чтобы они пересекались на рассматриваемом объекте;

адаптация – приспособление глаза к данному уровню освещения.

Процесс адаптации заключается в изменении площади зрачка. При адаптации глаза кроме изменения площади зрачка происходят другие процессы.

Хорошо известно, что при переходе из светлого помещения в темное способность различать детали возникает медленно, и, наоборот, при выходе из темного помещения в светлое сначала возникает состояние ослепленности.

При переходе от больших освещенностей к практической темноте процесс адаптации происходит медленно и заканчивается за 1...1,5 часа. Обратный процесс идет быстрее и длится 10...15 минут. В обоих случаях речь идет о полной переадаптации зрения; при изменении яркости не более чем в 5...10 раз переадаптация происходит практически мгновенно.

Эти особенности зрительного аппарата позволяют обеспечить:

• остроту зрения, т.е. различать наименьшие детали предмета;

• контрастную чувствительность, т.е. различать минимальную разность яркостей рассматриваемого предмета и фона;

• скорость узнавания– наименьшее время, необходимое для различения деталей предмета.

Восприятие визуальной информации ограничено пределами поля зрения– это пространство, обозреваемое человеком при неподвижном состоянии глаз и головы. В пределах угла зрения 30-40⁰ условия для видения оптимальны.В этом диапазоне целесообразно помещать основные носители информации, так как в нем воспринимаются и движения, и резкие контрасты.

Изображение, вызванное световым сигналом, сохраняется на сетчатке глаза в течение некоторого времени, несмотря на исчезновение сигнала. Эта инерция зрения, как показывают исследования, находится в пределах 0,1…0,3 с. Благодаря инерции зрения, при определенной частоте мелькающий сигнал начинает восприниматься как постоянно светящийся источник. Такую частоту называют критической частотой слияния мельканий. Если мелькания света используются в качестве сигнала, частота слияния должна быть оптимальной – 3…10 Гц.

Инерция зрения обусловливает стробоскопический эффект. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. Стробоскопический эффект способствует возникновениюиллюзии движенияпри прерывистом наблюдении отдельных объектов;иллюзии неподвижностиили замедления движения, если движущийся предмет периодически занимает прежнее положение; иллюзиивращения в противоположную от реального направления сторону, если частота вспышек света больше числа оборотов вращающегося предмета.

В диапазоне воспринимаемого зрением спектра (длина волн 380…780 нм) происходит качественная оценка зрительного ощущения, обусловленного цветом.Цвет – это результат аналитической оценки зрением светового потока. Ощущение цвета возникает, когда спектр отклоняется от нейтрального или бесцветного (дневного) света и в нем возникают участки различного спектрального состава (с определенной длиной волн) или доминируют волны определенной длины. Приблизительные границы длин волн хроматического цвета и соответствующие им ощущения следующие:

Длина волны, нм	Цвет
380 – 455 455 – 470 470 – 500 500 – 540 540 – 590 590 – 610 610 – 780	фиолетовый синий голубой зеленый желтый оранжевый красный

На ощущение цвета влияют яркость источника света, коэффициент отражения или пропускания света объектом, качество и интенсивность освещения, одновременный или последовательный контраст.

Цветовое зрение является важным фактором на рабочих местах. Различные заболевания зрения или центральной нервной системы могут приводить к цветовой слепоте (человек воспринимает все цвета как серые).

Цветовое зрение обладает способностью меняться под влиянием принимаемых лекарственных средств или других химических веществ.

В табл. 5 приведены некоторые лекарственные вещества, вызывающие те или иные изменения цветового зрения.

К другим отклонениям относятся:

• дальтонизм – человек не различает отдельные цвета, обычно красный и зеленый;

• «куриная слепота» – человек с наступлением темноты теряет зрение.

Таблица 5

Обычные лекарственные вещества, вызывающие значимые изменения цветового зрения

Вещество	Применение	Изменения цветового зрения
Барбитураты	Гипнотические и седативные средства	Временные дефекты в желто-зеленой зоне
Хинин	Противомалярийное средство, лечение артрита	Дефекты в синей, затем в желто-зеленой зоне
Кокаин	Анестетик и симпатомиметик	Усиливает чувствительность к синему и ослабляет ее к красному цвету
Адреналин	Симпатомиметик, стимулятор сердечной деятельности	Усиливает чувствительность к зеленому, ослабляет чувствительность к красному и оранжевому цветам
Атропин	Антисекреторное средство, вызывающее паралич аккомодационной мышцы	Уменьшает чувствительность к красному цвету
Сульфаниламиды	Антибактериальные препараты	Некоторое ослабление различения всех цветов
Змеиный яд		Обратимый дефект в красно-зеленой зоне
Стрептомицин	Антибиотик	Дефекты в синей, затем в зеленой зоне
Опиум/морфин	Наркотические антибиотики	Дефект в красно-зеленой зоне, видение синего цвета усилено

Глаз, обеспечивая безопасность человека, и сам снабжен естественной защитой. Рефлекторно закрывающиеся веки защищают сетчатку глаза от сильного света, а роговицу от механических воздействий. Слезная жидкость смывает с поверхности глаз и век пылинки, убивает микробы, благодаря наличию в ней лизоцима– фермента, растворяющего некоторые микроорганизмы. Защитную функцию выполняют и ресницы. Однако, несмотря на совершенство, естественная защита для глаз оказывается недостаточной, поэтому возникает необходимость в применении искусственных средств защиты.

Зрительное восприятие цвета, переработка получаемой зрительной информации в большой мере зависят от освещения. Поэтому необходимо уделять особое вниманиеформированию светового климата.