虹視の成因に関して, Adlerの眼生理学教科書では，「自然の虹のようにしてできる」と簡単に片づけているが，そのようなことは絶対にありえない．まず，虹は必ず太陽を背にして見えるものであり，虹視が光点注視で起こるのと全く逆の光源と観察体の位置関係にある．天然の虹は，空中の水滴群に入った光の屈折と内部反射で，入射角と偏角に波長によって差が出ることから起こるスペクトル展開であり，赤の偏角が大きいことから赤が最外輪を占め，２回内部反射した光でできる薄い副虹においては，この向きが逆になり，赤が内側になる．虹視では，複数の副輪が見えるとしても（錐体細胞の黄斑集中分布ゆえにほとんどありえないが），以下の回折理論に示すようにスペクトル配列は同じものの反復になり，その逆転はありえない．
まず，これまでに知られている虹視に関する事実を確認したい.
・虹視は周囲より高い輝度を持つ点を注視した時に起こり，虹輪の中心は固視点にある.
・虹輪の背景は暗黒ではなく，傍中心視野に重積して出現する.
・虹輪の内側は紫で，最外輪は波長の長い赤である.
・虹視患者には，角膜上皮の浮腫または上皮下の水分貯留があり,
Bowman膜と上皮間に水滴膜の形成が認められる.
・上皮下の水滴径が大きくなると，虹輪の内輪，外輪ともに(視角が)小さくなる．
以上の事実を基に，虹視がなぜ起こるかを以下に説明する．
Bowman膜上，角膜上皮下に貯留した水分は自由水であり，角膜上皮細胞や実質の屈折率：約1.47や間質のそれ:1.35と比べ，光学的に粗である．したがって，水滴の前方に向かった凸面では入射角が小さければ全反射が起こり，水滴が比較的不透明体として働き，水滴群が光学的格子を形成する(透過格子)．水滴はすべての入射光に対しての不透明体ではなく，入射角の大きい光はそのまま透過する．したがって，虹輪は完全な暗黒の中にあるのでなく，背景の上に重層して見られるゆえんである．虹視は遠方の点光源(輝度が高いことが必要)を見つめる(網膜中心で固視する)時に起こること，また，網膜が球面性を持つゆえに角膜の上皮下に配列した水滴群を不透明体回折格子とみなし，光源からの平面入射光(角膜の中心付近のみを扱っていることと光源からの距離が大きいことを考えて，格子を平面として計算して大過ない)の網膜面へのFranhofer回折によって論ずることができる1)
数式は省略するが，波長の長い赤の方が回折角が大きく，極大の位置が中心から遠ざかり，虹輪の構成は紫が内側で順次赤へと並ぶことになる．水滴は上皮下に抱え込まれ，ある程度の規則性をもって配列するが，角膜の組織学的研究から標準的格子サイズを推定し虹輪の大きさを計算すると，第1極大は約110から5°にくることになり，実際に観察される虹輪の大きさと近似する.
Franhofer回折では，二次，三次の極大も存在するが，第2極大の大きさは第1極大の匸20となり，また錐体の黄斑集中分布から，人の目で第2極大を自然の虹の副輪のような形で自覚するのは難しいはずである．また，もし見えたとしても，自然の虹と異なり，スペクトルの配列は，紫を内側とし赤に向かう形を反復するはずである．水滴が大きいほど，虹輪が小さくなることも，上記の回折理論で容易に算出される．
そもそも虹視には，角膜上皮下の水滴粒の存在が前提となるから，眼圧の上昇や角膜内皮細胞の機能障害による角膜内自由水の汲み出し不全がなければ起こりえないし，一方，角膜上皮が脱落したり上皮を機械的に剥いだりして，上皮下で水分がせき止められない事態になれば，たとえ角膜内皮細胞の汲み出しが追いつかなくても，虹視は起こりえない．余分な角膜内の自由水はせき止められずに涙液層へと流れ出ていくまでのことである．
さらに以上で述べた角膜上皮下にできる水滴による透過格子と類似の構造は，例えば脂性の涙液が角膜表面に薄く張ることによってもできることがあり（図2），この場合の虹視は眼圧や角膜病変とは全く無関係に出現する．