CN102461192A - 三维显示器的光学特性评价装置和光学特性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供不依赖于3D显示器的种类而能够进行光学特性评价的三维显示器的光学特性评价装置(1)和三维显示器光学特性评价方法。眼间亮度分析部(30)基于亮度分布图像，分析在观察者两眼间感知的亮度，由此生成立体视觉判定图像，立体视觉判定部(40)基于该立体视觉判定图像，判定立体视觉可能区域。无论3D显示器的种类是双眼方式、多眼方式还是全感方式，所述光学特性评价装置(1)和三维显示器光学特性评价方法均可适用。因此，采用本实施方式的三维显示器的光学特性评价装置(1)和三维显示器光学特性评价方法能够不依赖于3D显示器的种类地进行光学特性的评价。

Description

三维显示器的光学特性评价装置和光学特性评价方法

技术领域

本发明涉及三维显示器的光学特性评价装置和三维显示器光学特性评价方法。

背景技术

众所周知，为了评价三维显示器(以下也称为「3D显示器」)的光学特性，用示波器等对从3D显示器上的例如多个位置的测量点射出的光线的分布状态进行测量。具体而言，一般的方式是对从测量点出发的放射角度方向的亮度分布进行测量。

可是，对于3D显示器而言，重要的是观察者是否感知到立体图像，因此，不仅要测量来自3D显示器的物理光线分布，还必须结合人能否获得立体感来进行评价。换言之，光是否准确地投射到观察者的眼中是评价3D显示器的光学特性上的一项判断基准。因此，在评价3D显示器的光学特性时，与观察者的左右两眼分别对应的图像能否被观察为清晰的图像成为评价的要点之一。一般来说，将应该进入左右眼的光完全分离较为困难，会有不期望的光作为漏光(crosstalk：串扰)进入眼中。也就是，本来不该看见的图像的漏光作为串扰进入观察者眼中。该串扰的量影响到立体感知的质量，因此，作为是否能够无矛盾地感知立体视觉的判定，可用分别进入左右眼的期望的光和不期望的光的亮度对比作为基准来评价3D显示器的光学特性。例如，在非专利文献1中记载的技术方案是用左右眼的3D对比之积来评价3D显示器的光学特性的方法。

另外，例如，如非专利文献2中记载的那样，作为3D显示，已经提出来双眼方式、多眼方式、全感(integral)方式等多种方式。在双眼方式和多眼方式的3D显示器中，右眼用和左眼用的图像被预先确定，因此，可基于上述的3D对比进行3D显示器的光学特性评价。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Pierre M.Boher，Thibault Bignon，Thierry R.Leroux，″A new wayto characterize auto-stereoscopic 3D displays using Fourier optics instrument，″EI09，7237-37(2009)

非专利文献2：Taira K.，Hamagishi G.，Izumi K.，Uehara S.，Nomura T.，MashitaniK.，MiyazawaA.，Koike T.，Yuuki A.，Horikoshi T.，Hisatake Y.，Ujike H.and NakanoY.，″Variation of Autostereoscopic displays and their measurements，″IDW08，302-2，1103-1106(2008)

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，全感方式的3D显示器的情况与双眼方式或多眼方式的3D显示器不同，不存在视点这一概念。即，全感方式的3D显示器不涉及左右眼的图像这样的概念，而是以忠实地再现从物体发出的光线为目标的3D显示器。因此，在对全感方式的3D显示器的光学特性进行评价时，存在不能应用传统的3D对比的问题。

本发明鉴于上述的问题点而提出，其目的在于提供能够不依赖于3D显示器的种类进行光学特性评价的3D显示器光学特性评价装置和3D显示器光学特性评价方法。

解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明的三维显示器的光学特性评价装置的特征在于，具有：亮度测量单元，其对从三维显示器上的预定测量点发出的光线的放射角度方向的亮度进行测量；亮度分布分析单元，其基于由所述亮度测量单元测量出的亮度数据，对所述光线的所述放射角度方向的亮度分布状态进行分析，并生成所述光线的亮度分布图像；眼间亮度分析单元，其基于所述亮度分布图像，对观察者两眼间感知的亮度进行分析，并生成立体视觉判定图像；以及立体视觉判定单元，其基于所述立体视觉判定图像，将作为所述三维显示器前面的区域的、所述放射角度方向的一定区域判定为立体视觉可能区域。

另外，本发明的三维显示器的光学特性评价方法的特征在于，包括：亮度测量步骤，其中亮度测量单元对从三维显示器上的预定测量点发出的光线的放射角度方向的亮度进行测量；亮度分布分析步骤，其中亮度分布分析单元基于由所述亮度测量单元测量出的亮度数据，对所述光线的所述放射角度方向的亮度分布状态进行分析，并生成所述光线的亮度分布图像；眼间亮度分析步骤，其中眼间亮度分析单元基于所述亮度分布图像，对在观察者两眼间感知的亮度进行分析，并生成立体视觉判定图像；以及立体视觉判定步骤，其中立体视觉判定单元基于所述立体视觉判定图像，将作为所述三维显示器前面区域的、所述放射角度方向的一定区域判定为立体视觉可能区域。

根据这样的本发明的三维显示器的光学特性评价装置和三维显示器的光学特性评价方法，在眼间亮度分析单元基于亮度分布图像分析在观察者两眼间感知的亮度并由此生成立体视觉判定图像的情况下，立体视觉判定单元基于该立体视觉判定图像判定立体视觉可能区域。这是不论双眼方式、多眼方式、全感方式等3D显示器的种类均可适用的评价装置和评价方法。因此，若采用本发明的三维显示器的光学特性评价装置和三维显示器的光学特性评价方法，就能够不依赖于三维显示器的种类地进行光学特性的评价。

优选的是，所述亮度分布分析单元在所述三维显示器的全部视点中分析每个视点各自的所述亮度分布状态，并生成所述每个视点各自的所述亮度分布图像。

如此，通过生成每个视点各自的亮度分布图像，能够在三维显示器的全部视点上评价光学特性。

优选的是，所述眼间亮度分析单元从所述亮度分布分析单元所生成的所述每个视点各自的所述亮度分布图像中，提取与所述观察者的眼间距离相应的2个亮度分布图像，并使用该提取出的所述2个亮度分布图像，分析所述观察者的所述两眼间的亮度对比度，由此生成所述立体视觉判定图像。

与从每个视点各自的亮度分布图像中提取的观察者的眼间距离相符的2个亮度分布图像分别相当于观察者的右眼和左眼。

优选的是，所述亮度分布分析单元在所述三维显示器的全部视线方向中分析每个视线方向各自的所述亮度分布状态，并生成所述每个视线方向各自的所述亮度分布图像。

如此，通过生成每个视线方向各自的亮度分布图像，能够在三维显示器的全部视线方向上进行光学特性的评价。

优选的是，所述眼间亮度分析单元从所述亮度分布分析单元所生成的所述每个视线方向各自的所述亮度分布图像中，提取与所述观察者的眼间距离相当的2个亮度分布图像，并使用该提取出的所述2个亮度分布图像，分析所述观察者的所述两眼间的亮度对比度，由此生成所述立体视觉判定图像。

从每个视线方向各自的亮度分布图像中提取出的与观察者的眼间距离相当的2个亮度分布图像，分别相当于观察者的右眼和左眼。

优选的是，所述亮度对比度为所述观察者的右眼和左眼中应进入光与不应进入光之比。

优选的是，本发明将观察者的右眼和左眼中应进入光与不应进入光之比作为三维显示器光学特性评价的判断基准。

优选的是，关于所述亮度对比度的值，在应进入所述观察者的右眼的光进入了所述右眼且应进入所述观察者的左眼的光进入了所述左眼的情况下，不伴随有符号的改变，在应进入所述观察者的右眼的光进入了所述观察者的左眼或应进入所述观察者的左眼的光进入了所述观察者的右眼的情况下，伴随有符号的改变。

根据本发明，可以计算考虑了逆视的、亮度的对比度的值。

优选的是，所述立体视觉判定单元将所述立体视觉判定图像中与所述亮度对比度超过预定阈值的部分相当的所述一定区域，判定为所述立体视觉可能区域。

通过设定适当的阈值，能够容易地进行是否为立体视觉可能区域的判断。

优选的是，所述亮度分布图像和所述立体视觉判定图像是表示与所述三维显示器的显示面垂直的面上的所述区域中的亮度分布的图像。

在本发明中，亮度分布图像和立体视觉判定图像对应于与三维显示器的显示面垂直的面，特别是在三维显示器按通常的使用状态设置的情况下对应于与地面成水平的面。并且，立体视觉判定单元基于该立体视觉判定图像，特别是在三维显示器按通常的使用状态设置的情况下，针对作为三维显示器前面的区域的、从三维显示器发出的光线的放射角度方向上的区域，进行是否为立体视觉可能区域的判定。

发明效果

根据本发明，能够提供能够不依赖于3D显示器的种类进行光学特性的评价的三维显示器光学特性评价装置和三维显示器光学特性评价方法。

附图说明

图1是第1实施方式的光学特性评价装置1的结构概要图。

图2是光学特性评价装置1的硬件结构图。

图3是说明光学特性评价装置1的动作的流程图。

图4是示出在步骤S102中亮度计58对从3D显示器60上的预定测量点61放射的光线的放射角度方向的亮度进行测量的情况的图。

图5是示出在步骤S103生成的亮度分布图像的一例的图。

图6是示出在步骤S105提取的2个亮度分布图像的图。

图7是示出在步骤S105生成的立体视觉判定图像的一例(双眼方式和多眼方式的情况)的图。

图8是示出在步骤S105生成的立体视觉判定图像(全感方式的情况)的一例的图。

图9是示出考虑了逆视情况的、视线方向的编号方法的图。

图10是示出在考虑了逆视的情况下求得的立体视觉判定图像的一例的图。

图11是示出在考虑了逆视的情况下在与显示器60相隔一定距离的位置提取亮度对比的结果的图。

图12是说明第1实施方式中的波瓣区域的图。

图13是第2实施方式的视场角特性验证装置A1的结构概要图。

图14是视场角特性验证装置A1的硬件结构图。

图15是示出视场角特性验证装置A1的动作的流程图。

图16是说明亮度分布检查部A110的亮度测量处理的图。

图17是示出亮度分布检查部A110求得的亮度分布Ln(X，Y，θ)的一例的图。

图18是说明波瓣检测部A120对波瓣和属于波瓣的区域进行检测的情况的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的三维显示器光学特性评价装置和三维显示器光学特性评价方法的优选实施方式。此外，对附图说明中相同的要素赋予相同的标号，并省略重复的说明。

[第1实施方式]

(光学特性评价装置1的构成)

首先，参照图1说明本发明的第1实施方式的光学特性评价装置1的构成。图1是光学特性评价装置1的结构概要图。如图1所示，光学特性评价装置1具有如下部分作为功能性构成要素：亮度测量部10(与权利要求书中的“亮度测量单元”相当)、亮度分布分析部20(与权利要求书中的“亮度分布分析单元”相当)、眼间亮度分析部30(与权利要求书中的“眼间亮度分析单元”相当)以及立体视觉判定部40(与权利要求书中的“立体视觉判定单元”相当)。

亮度测量部10对从3D显示器上预定的测量点放射的光线的放射角度方向的亮度进行测量。亮度分布分析部20基于亮度测量部10所测定的亮度数据对光线的放射角度方向的亮度分布状态进行分析并生成光线的亮度分布图像。眼间亮度分析部30基于亮度分布图像对在观察者两眼间感知的亮度进行分析并生成立体视觉判定图像。立体视觉判定部40基于立体视觉判定图像，将作为3D显示器前面区域的、放射角度方向一定的区域判定为立体视觉可能区域。

图2是光学特性评价装置1的硬件结构图。如图2所示，光学特性评价装置1在物理上由包含以下部分的普通计算机系统构成：CPU 51、ROM 52和RAM 53等主存储装置；键盘及鼠标等的输入设备54；3D显示器等的输出设备55；与其他装置之间进行数据收发的通信模块56；硬件设备等的辅助存储装置57等。此外，光学特性评价装置1包括亮度计58。该亮度计58相当于图1的亮度测量部10。通过读取CPU51、ROM 52和RAM 53等硬件上的预定的计算机软件，在CPU 51的控制下使输入设备54、输出设备55、通信模块56、亮度计58动作，并且进行主存储装置52、53和辅助存储装置57中的数据的读出和写入而实现光学特性评价装置1的各功能。

(光学特性评价装置1的动作)

以下，参照图3的流程图详细说明光学特性评价装置1的动作(与权利要求书的“三维显示器光学特性评价方法”相当)。此外，在以下的说明中，先就双眼方式和多眼方式的3D显示器进行说明，关于全感方式的3D显示器在(全感方式)一项中另作说明。原因是因为双眼方式和多眼方式的3D显示器中有视点的概念，而全感方式的3D显示器中没有视点的概念。

(双眼方式和多眼方式)

以下，参照图3的流程图，对双眼方式和多眼方式的3D显示器情况下的光学特性评价装置1的动作进行详细说明。

首先，对作为进行图3所示的处理的前提的事项进行说明。第1实施方式中，假设采用能够呈现N个视点图像的双眼方式或多眼方式的3D显示器。即，第1实施方式的双眼方式或多眼方式的3D显示器中的视点最大数为N。准备最初评价用的图像。具体而言，按视点数准备如下面这样的评价用图像：构成为仅1个视点为全白画面(全白)的图像、其他视点的图像均为全黑画面(全黑)的图像。由于第1实施方式中的视点的最大数为N，因此准备N个评价用图像1～N。即，

评价用图像1：仅视点1的图像为全白、视点2～N的图像为全黑

评价用图像2：仅视点2的图像为全白、视点1以及视点3～N的图像为全黑

…

评价用图像k：仅视点k的图像为全白、视点1～(k？1)以及(k+1)～N的图像为

全黑

…

评价用图像N：仅视点N为全白、视点1～(N-1)的图像为全黑。

接着，依次在3D显示器上呈现各评价用图像k(k＝1～N)(步骤S101)。然后，在呈现了评价用图像k的状态下，亮度测量部10对从3D显示器上预定的测量点放射的光线的放射角度方向的亮度进行测量(步骤S102，与权利要求书的“亮度测量步骤”相当)。

例如，如图4所示，为了求得从3D显示器60的预定测量点61发出的光线的亮度分布，在3D显示器60的前面，使隔一定距离可在圆周上移动的亮度计58从位置A移动至位置B、从位置B移动至位置C，如此测量各位置处的亮度。实际上一边将亮度计58以一定间隔(例如1度的间隔)移动，一边测量各位置的测量点61的亮度。

接着，对于一个评价用图像k，将全部位置上的测量结果合成，生成从测量点61放射的光线的亮度分布图像(步骤S103，与权利要求书的“亮度分布分析步骤”相当)。

图5示出在步骤S103中生成的评价用图像k的亮度分布图像的一例。在图5所示的亮度分布图像80中，白色部分表示高亮度部分，黑色部分表示低亮度部分。因此，仅在高亮度部分的光线进入观察者70的眼中时，观察者70能够感知3D显示器60上的亮点。换言之，在高亮度部分以外的位置即使观察者70的眼睛位于该处，观察者70也不能感受到3D显示器60上的光。另外，亮度分布图像80是表示如下区域中的亮度分布的图像，该区域是与3D显示器60的显示面62正交的面上的、特别是横切3D显示器60的中央水平面的二维平面上的、3D显示器60前面区域中图5的3D显示器60与观察者70之间的区域。另外，在图5中，3D显示器60的显示面62在YZ面上，亮度分布图像80示出XY面上的亮度分布。

接着，对3D显示器的全部视点中每个视点各自的亮度分布状态进行分析，即，按视点数N重复进行上述的步骤S101～步骤S103的处理，生成每个视点各自的亮度分布图像(N个)(步骤S104)。

接着，眼间亮度分析部30从亮度分布分析部20在步骤S104生成的每个视点各自的亮度分布图像中，提取与观察者的眼间距离(左右眼的间距约6.5cm)相当的2个亮度分布图像，并用该提取出的2个亮度分布图像分析观察者两眼间的亮度对比度，从而生成立体视觉判定图像。这里，所谓“亮度对比度”是指观察者右眼和左眼中应进入光与不应进入光之比(步骤S105，与权利要求书的“眼间亮度分析步骤”相当)。

以下，对步骤S105进行更详细的说明。例如，在观察者在视点1和视点2上实现立体视觉的情况下，当观察者右眼观察视点1的图像并且观察者左眼观察视点2的图像时，观察者能够实现立体视觉。此外，所谓“立体视觉”是指观察者通过3D显示器获得的立体感，也称为“双眼视觉”。图6示出在步骤S105中提取的2个亮度分布图像81、82。图6(A)是与观察者右眼观察的视点1的图像相当的亮度分布图像81，图6(B)是与观察者左眼观察的视点2的图像相当的亮度分布图像82。

这里，设观察者的眼间距离与亮度分布图像上e个像素对应。即，在观察者右眼置于视点1的亮度分布图像81的任意像素(i，j)处时，观察者左眼根据物理关系位于(i+e，j)处。因此，视点2的亮度分布图像82的像素(i+e，j)的值与左眼观察视点2的图像时的光线亮度对应。即，可以将右眼观察的视点1的亮度设为亮度分布图像81的(i，j)的值，并将左眼观察的视点2的图像的亮度设为亮度分布图像82的(i+e，j)的值，然后将这2个值之积定义为“眼间亮度”。

实际上，考虑到存在漏光，定义了应该进入双眼的光与未进入的光之比，即亮度对比度，并采用其积的形式。例如，观察视点1的图像的右眼中存在作为漏光的视点2的图像的光。换言之，右眼位于(i，j)位置时，视点2的亮度分布图像82的(i，j)的像素值成为进入视点1的右眼的漏光。另外，在看见视点2的左眼中也同样会从视点1的亮度分布图像81得到右眼的漏光。即，以观察者右眼中视点1的亮度I₁和观察者左眼中视点2的亮度I₂为对象时的两眼间的亮度对比度可用下式(1)定义。

[式1]

$\mathrm{Contrast}(i+\frac{e}{2},j)=\sqrt{\frac{I_1(i,j)}{I_2(i,j)}*\frac{I_2(i+e,j)}{I_1(i+e,j)}}...\left(1\right)$

式(1)中，亮度分布图像中的右眼的坐标为(i，j)，左眼的坐标为(i+e，j)时，作为观察者在眼间中央位置(i+e/2，j)观察到的两眼间的亮度对比度的值，以(i+e/2，j)的位置为基准来计算。此外，两眼间的亮度对比度的定义不限定于上述的式(1)。例如，也可将分母设为到达眼中的光的总和(参照后述的式(4))。

眼间亮度分析部30对亮度分布图像的全部像素位置(i，j)执行以上说明的处理，即，求亮度分布图像上的全部位置的两眼间的亮度对比度，并将其结果汇总合成而生成立体视觉判定图像。

图7是示出通过以上说明的步骤S105生成的立体视觉判定图像的一例的图。图7(A)为双眼方式的立体视觉判定图像的一例，图7(B)为5眼方式的立体视觉判定图像的一例。在图7所示的立体视觉判定图像91、92中，白色部分表示亮度对比高的部分，黑色部分表示亮度对比低的部分。因此，当观察者70的眼睛(右眼71和左眼72、参照图6)位于亮度对比高的部分时，更具体说，观察者70的眼睛71、72的中央位于亮度对比高的部分时，观察者70能够感知3D显示器60上的亮点。换言之，在亮度对比高的部分以外的位置处，即使观察者70的眼睛71、72位于该处也不能感受到3D显示器60上的光。并且，与图5所示的亮度分布图像80一样，立体视觉判定图像91、92所表示的是如下区域中的亮度对比的图像，该区域是在与3D显示器60的显示面62正交的面上的、特别是横切3D显示器60的中央水平面的二维平面上的、3D显示器60前面区域中3D显示器60与观察者70之间的区域。

此外，图7中省略了图5或图6中所示的3D显示器60和观察者70的眼睛71、72，但与图5或图6一样，3D显示器60的显示面62位于YZ面上，立体视觉判定图像91、92表示XY面上的亮度对比的分布。另外，图7表示从正上方俯视3D显示器60的状态。这时，立体视觉判定图像91、92的尺寸为D像素(从3D显示器60朝观察者70的方向)×W像素(水平方向)。而且，通过预先测定D与W在实际空间的距离，能够使立体视觉判定图像91、92或亮度分布图像80的各像素与实际观察显示器60时的实际空间的位置相匹配。假设D像素与显示器60的观察距离200[cm]相当，则立体视觉判定图像91、92或亮度分布图像80的D方向的一个像素的宽度与200/D[cm]对应。另外，假设横向的尺寸W像素在实际空间中表示100[cm]，则横向的一个像素的宽度相当于100/W[cm]。另外，由于观察者的眼睛71、72可在任意位置上，作为根据眼间亮度分析结果得到的图像的立体视觉判定图像91、92也用与图5所示的亮度分布图像80相同的坐标系表示。

接着，回到图3，立体视觉判定部40基于在上述的步骤S105中生成的立体视觉判定图像，将作为3D显示器前面区域的、放射角度方向的一定区域判定为立体视觉可能区域。更具体说，立体视觉判定部40将与立体视觉判定图像中亮度的对比度超过预定阈值的部分相当的一定区域判定为立体视觉可能区域。例如，在图7所示的一例中，亮度的对比度超过预定阈值的部分被表示为白色，该白色部分被判定为立体视觉可能区域(步骤S106，与权利要求书的“立体视觉判定步骤”相当)。

以上，就双眼方式和多眼方式的3D显示器作了说明。以上的说明中，示出了测量点为一处的例子(图4的测量点61)，但是也可在多个位置的测量点(例如M处)进行测量。例如，在M＝3的情况下，可以考虑在左右端和中央设置3处测量点。在这种情况下，在每个测量点上重复进行上述的步骤S101～步骤S105的处理，从而生成由各个分析结果得到的M种立体视觉判定图像。可以考虑在这些立体视觉判定图像中，例如，通过用各像素的最小值或平均值等对多个测量位置的结果进行合成来求得新的立体视觉判定图像的方法。然后，可以根据该新的立体视觉判定图像的各像素的值是否在预先设定的预定阈值以上来判断是否能产生立体视觉。

(全感方式)

随后，就全感方式的3D显示器的光学特性评价装置1进行说明。全感方式的3D显示器与双眼方式或多眼方式不同，没有“视点”的概念，采用“视线方向”的概念作为替代。

除了“视点”的概念和“视线方向”的概念不同之外，全感方式的3D显示器的光学特性评价装置1与双眼方式或多眼方式基本相同。也就是说，除了下文另述的内容外，在全感方式的3D显示器中也具有与上述(双眼方式和多眼方式)项目中记载的内容相同的内容。即，全感方式的3D显示器的光学特性评价装置1中，亮度测量部10对从3D显示器上的预定测量点放射的光线的放射角度方向的亮度进行测量。亮度分布分析部20基于亮度测量部10测定的亮度数据来分析光线的放射角度方向的亮度分布状态，并生成光线的亮度分布图像。具体而言，亮度分布分析部20在3D显示器的全部视线方向上分析每个视线方向的亮度分布状态，并生成每个视线方向的亮度分布图像。眼间亮度分析部30基于亮度分布图像来分析在观察者两眼间感知的亮度，并生成立体视觉判定图像。具体而言，眼间亮度分析部30从亮度分布分析部20所生成的每个视线方向的亮度分布图像中，提取相当于观察者的眼间距离的2个亮度分布图像，并用该提取的2个亮度分布图像对观察者两眼间的亮度对比度进行分析，由此生成立体视觉判定图像。立体视觉判定部40基于立体视觉判定图像，将作为3D显示器前面的区域的、放射角度方向的一定区域判定为立体视觉可能区域。

下面，介绍与全感方式的3D显示器有关的内容。全感方式的3D显示器的特征在于，同时高密度地呈现多个视线方向的图像。即，全感方式的3D显示器不依赖于距3D显示器的观察距离，只要与该视线方向的图像为同一方向，则可以在任何距离上观察。由于能够组合任意的视线方向，例如，在具有N个视线方向的光线的全感式3D显示器的情况下，存在_NC₂种可发生双眼视觉差的视线方向的组合即立体视觉可能成立的某个视线方向的组合。

为了求出亮度对比度，首先，与双眼方式相同，在各个视线方向的组合(_NC₂种)中分别求出亮度对比度之积。立体视觉可能区域根据视线方向的组合而异。全感方式的3D显示器的立体视觉可视点区域就是这些各组合区域的和。假设可以看见亮度最大的视线方向的图像，将其他光设为漏光，并且在考虑对于全感方式的适应的情况下，有如下结果。即，用右眼观察某个视线方向kk的图像，用左眼观察视线方向nn的图像时，右眼中的视线方向kk的图像以外的光成为漏光。另外，左眼中视线方向nn的图像以外的全部光成为漏光。如果用数学式表示，亮度对比度可用如下式(2)定义。

$\mathrm{Contrast}{(i,j)}_{\mathrm{integral}}=\underset{\mathrm{kk}=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Max}}_{\mathrm{nn}=\mathrm{kk}+1}^N\left(\sqrt{\frac{I_{\mathrm{kk}}(i,j)}{\underset{l\≠\mathrm{kk}}{\mathrm{\Σ}}{I}_i(i,j)}*\frac{I_{\mathrm{nn}}(i+e,j)}{\underset{i\≠\mathrm{nn}}{\mathrm{\Σ}}{I}_i(i+e,j)}}\right)...\left(2\right)$

用该式(2)求出立体视觉判定图像91的结果为图8，用单色256个灰度表示明暗。高亮度的部分(白色部分)为用上述的式(2)求出的亮度对比度的值高的区域，可判定该白色部分为立体视觉(双眼视觉)可能的区域。此外，根据图8所示的立体视觉判定图像93可判定预定阈值亮度以上(例如，灰度125以上)的区域为立体视觉可能区域(双眼视觉可能区域)。

以上，说明了全感方式的3D显示器。在以上的说明中，示出了测量点为一处的例子，也可在多处的测量点(例如N处)进行测量。通过这样的方式，能够求出更正确的可视区域。在测量多个位置时，与前述的双眼方式的例子一样，例如也可以选择各像素中的最小值。这时的亮度对比度的值可通过下述的式(3)求出。

[式3]

$\mathrm{Contrast}{(i,j)}_{\mathrm{integralMulti}}{=\mathrm{Min}}_{m=1}^M\left[\underset{\mathrm{kk}=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Max}}_{\mathrm{nn}=\mathrm{kk}+1}^N\left(\sqrt{\frac{I_{\mathrm{kk}}(i,j)}{\underset{l\≠\mathrm{kk}}{\mathrm{\Σ}}{I}_i(i,j)}*\frac{I_{\mathrm{nn}}(i+e,j)}{\underset{j\≠\mathrm{nn}}{\mathrm{\Σ}}{I}_i(i+e,j)}}\right)\right]...\left(3\right)$

(逆视)

接着，说明“逆视”。例如，在全感方式的3D显示器中，如上所述，假设具有N个视线方向的光线，则存在_NC₂种发生双眼视觉差的视线方向的组合，即具有立体视觉成立的可能性的视线方向的组合。这里，右眼用的图像投射到左眼中且左眼用的图像投射到右眼中的情况被称为“逆视”的状态，即不能获得正确的立体视觉的状态。因此，在第1实施方式中，为了将这种“逆视”包含在判断可否立体视觉的考虑对象中，视线方向的编号方法备受关注。

图9表示第1实施方式中视线方向的编号方法。第1实施方式中，如图9所示，朝着显示器60从左开始依次编号。因此，当视线方向nn的图像进入观察者左眼、视线方向kk的图像进入右眼时，如果nn、kk的数值为nn＜kk，则为可获得正常立体视觉的组合，若这是双眼视觉差成立的视线方向图像的组合，则能够获得立体视觉。另一方面，如果为nn＞kk，则为“逆视”，或被判断为会观察到二重像的视线方向图像的组合。而且，如果为nn＝kk，则为左右眼可看见同一图像的状态，为仅看到非立体的二维图像的状态。

(考虑了“逆视”的情况下的亮度分布图像和立体视觉判定图像的求法，其一)

以下，说明在考虑了“逆视”的情况下的亮度分布图像和立体视觉判定图像的求法(其一)。在具有N个视线方向的图像的全感方式的3D显示器的情况下，有_NC₂种视线方向的组合，对于这些所有的组合，通过以下的步骤S201～S204求出亮度分布图像和立体视觉判定图像。

(步骤S201)

在亮度分布图像和立体视觉判定图像所占的区域(与图6或图7所示的D×W相当的区域)的各个像素中，检测以最大亮度入射的光线。

(步骤S202)

算出入射到该像素上的全部光线的亮度总和，并求出与在上述步骤S201检测到的最大亮度之比(以下，称为“亮度值”)。

(步骤S203)

对于全部像素计算上述步骤S202的亮度值，基于所算出的亮度值生成亮度分布图像。这时，对于各像素保存亮度值的算出值及入射最大亮度的视线方向的序号。

(步骤S204)

依次在各像素的位置(i，j)上配置观察者右眼。如果观察者的眼间距离对应于e个像素，则左眼被配置在(i+e，j)。从上述步骤S203求得的亮度分布图像中，分别取出与观察者两眼的位置对应的亮度值，并将进行了用于立体视觉判定的运算处理(上述的步骤S105中基于式(1)计算两眼间的亮度对比度的值的处理)的结果代入立体视觉判定图像的(i+e/2，j)的位置。这时，取出登记在与左右眼对应的像素中的视线方向的序号nn(左眼)和kk(右眼)，若nn≤kk，则将上述的处理结果保持为正值，如果nn＞kk则对上述的处理结果的值赋予负号。即，对于上述的处理结果的值(对于在立体视觉判定图像的(i+e/2，j)的位置处记录的两眼间的亮度对比度的值)，在应进入观察者右眼的光进入了右眼且应进入观察者左眼的光进入了左眼的情况下，不发生符号改变，而在应进入观察者右眼的光进入了观察者左眼或者应进入观察者左眼的光进入了观察者右眼的情况下，发生符号改变。通过这样的方式，能够计算考虑了逆视的两眼间的亮度对比度的值。

通过对立体视觉判定图像的全部位置进行同样的处理，能够完成立体视觉判定图像。此外，作为上述的立体视觉判定运算处理的例子，在使用了左右眼的亮度值的相乘平均的情况下，代入(i+e/2，j)位置处的两眼间的亮度对比度的值可用下面的式(4)表达。

[式4]

$\mathrm{Contrast}(i+\frac{e}{2},j)=\sqrt{\left(\frac{I_{\mathrm{kk}}^{\mathrm{right}}(i,j)}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{I}_i(i,j)}\right)*\left(\frac{I_{\mathrm{aa}}^{\mathrm{teft}}(i+e,j)}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{I}_i(i+e,j)}\right)}...\left(4\right)$

其中，在式(4)中，I_kk ^right(i，j)表示在与(i，j)对应的位置处视线方向kk的图像进入右眼时的亮度值。I_nn ^left(i+e，j)表示在与(i+e，j)对应的位置上视线方向nn的图像进入左眼时的亮度值，N表示视线方向的总数。

以上，以“具有N个视线方向的图像的全感方式的3D显示器的情况”为例作了说明，但对于“双眼方式和多眼方式的3D显示器的情况”，可以说是同样的。在这种情况下，在上述的步骤S201～S204的说明中，将“N个视线方向的图像”置换成“N个视点的图像”。

图10表示通过上述步骤S201-S204求出的立体视觉判定图像的一例。图10(A)示出双眼方式的情况下的立体视觉判定图像94，图10(B)示出作为多眼方式的例子的5眼方式情况下的立体视觉判定图像95，图10(C)示出具有30个视线方向的图像的全感方式情况下的立体视觉判定图像96。亮度高的部分(白色部分)表示立体视觉成立的区域，黑色部分表示产生“逆视”的区域。如图10(A)的立体视觉判定图像94所示，在双眼方式显示的情况下，立体视觉区域(白色区域)和逆视区域(黑色区域)以小间隔交互出现。另外，如图10(B)的立体视觉判定图像95所示，在5眼方式显示的情况下，与双眼方式相比，可以确认的是，确保了立体视觉区域(白色区域)较广，而逆视区域在立体视觉区域之间出现得较少。另外可知的是，如图10(C)的立体视觉判定图像96所示，在全感型显示的情况下，能够实现比双眼或多眼方式范围更广的立体视觉区域(白色部分)。

图11表示在与显示器60相隔一定距离的位置处提取的亮度对比度结果。图11(A)表示根据图10(A)所示的双眼方式情况下的立体视觉判定图像94，提取某个观察位置(线94B所示的截面位置，此例中相当于与显示器60相距60cm的位置)的亮度对比度的变动的情况，该提取结果在图11(B)中示出为曲线94A。同样地，图11(C)的曲线95A示出了在相同观察位置处如图10(B)所示的5眼方式情况下的立体视觉判定图像95的亮度对比度的变动，图11(D)的曲线96A表示在相同观察位置处如图10(C)所示的全感方式情况下的立体视觉判定图像96的亮度对比度的变动。此外，在图11(B)～(D)中横轴表示观察位置(横轴的中央对应于显示器60的正面中央位置)，纵轴表示亮度对比度的值。

在图11(B)所示的曲线94A中，亮度对比度的值高的区域与亮度对比度的值低的区域交互出现。即，从该曲线可以了解的是，能够观察清晰立体视觉图像的区域与逆视区域交互出现。由图11(C)所示的曲线95A可知，与曲线94A相比亮度对比度的值高的部分变得平坦(95B的部分)，立体视觉可能的区域比逆视区域的出现频度大。由图11(D)所示的曲线96A可知，与曲线95A相比，亮度对比度的值高的部分变得更平坦(96B的部分)，立体视觉可能的区域的比逆视区域的出现频度更大。即，在全感方式的情况下，即使改变观察位置也不会成为逆视，不同的视线方向的3D显示平滑地变换。换言之，可知能够实现运动视差。如此，根据第1实施方式，能够根据亮度对比度变动曲线的变动宽度以及变动频度来评价观察3D显示器的方法的特征。

(考虑“逆视”情况下的亮度分布图像和立体视觉判定图像的求法，其二)

以下，说明考虑了“逆视”情况下的亮度分布图像和立体视觉判定图像的求法(其二)。在下述的过程中，步骤S301、步骤S305和步骤S306是与前述的步骤S201、步骤S203和步骤S204实质上相同的过程。下述步骤S301～S306的过程与上述步骤S201～S204的过程的不同，可以说是“在生成立体视觉判定图像时，如何解释所期望光和非期望光”的不同。也就是，在上述步骤S201～S204的过程中，“所期望光”只是分布于显示器表面的光线中具有最强亮度的光线，其他的光全部均被定义为非期望的漏光。另一方面，在下述的步骤S301～S306的过程中，不仅具有最强亮度的光线，只要是满足特定条件的光线全部被定义为“所期望光”。以下，就步骤S301～S306的过程进行详细说明。

(步骤S301)

在亮度分布图像和立体视觉判定图像所占区域(与图6和图7所示的D×W对应的区域)的各个像素中，检测以最大亮度入射的光线。

(步骤S302)

对于1～N个视线方向分别定义各像素中的波瓣区域。这里，所谓“波瓣区域”就是指亮度分布图像(例如参照图5)中各光线所占的区域(白色部分)。图12是对步骤S302中的“波瓣区域”进行进一步具体说明的图。图12中定义了7个波瓣区域。就各波瓣区域而言，将最接近显示器60的正面的波瓣编号为“波瓣0”，并按照朝着显示器60越向右行其值越高的方式进行编号，而且按照朝着显示器60越向左行其值越低的方式进行编号。

属于各波瓣区域的像素是满足下述式(5)的边界条件的像素。也就是，预先设定的阈值Th以该波瓣中的最大亮度值Lmax和全部亮度分布图像中的最小亮度值Lmin为参数，具有满足下述式[5]的边界条件的亮度值L(i、j)的像素可称为属于该波瓣区域的像素。此外，图12中例示了波瓣0中的最大亮度值Lmax和全部亮度分布图像中的最小亮度值Lmin。此外，在后述的第2实施方式中给出针对“波瓣区域”的更详细说明。

[式5]

$\frac{L(i,j)}{L_{\max }-L_{\min }}<\mathrm{Th}...\left(5\right)$

(步骤S303)

对于各像素，求出属于被编号成与在上述步骤S301中检测出的最大亮度的光线为同一序号的波瓣的亮度值总计。

(步骤S304)

对于各像素，算出入射到该像素的全部光线的亮度总和，并求出与上述步骤S303中算出的同一波瓣的总计亮度值之比(以下，称为“亮度值”)。

(步骤S305)

对于全部像素算出上述步骤S304的亮度值，基于算出的亮度值，生成亮度分布图像(与上述步骤S203中的“亮度分布图像”相当的图像)。这时，在各像素中保持亮度值的算出值及入射最大亮度的视线方向的序号。

(步骤S306)

依次在各像素的位置(i，j)配置观察者右眼。假如观察者的眼间距离对应e个像素，则左眼被配置在(i+e，j)。根据上述步骤S305求出的亮度分布图像，分别取得与观察者两眼的位置对应的亮度值，并将进行了用于立体视觉判定的运算处理(基于上述步骤S105式(1)计算两眼间的亮度对比度的值的处理)的结果代入立体视觉判定图像的(i+e/2，j)的位置。这时，取出在与左右眼对应的像素中登记的视线方向的序号nn(左眼)和kk(右眼)。如果nn≤kk，则将上述处理结果保持为正值不变，如果nn＞kk，则对上述处理结果的值赋予负号。即，对于上述处理结果的值(在立体视觉判定图像的(i+e/2，j)的位置处记录的两眼间的亮度对比度的值)，在应进入观察者右眼的光进入了右眼且应进入观察者左眼的光进入了左眼的情况下，不发生符号改变，在应进入观察者右眼的光进入了观察者左眼或应进入观察者左眼的光进入了观察者右眼的情况下，发生符号改变。通过这样的方式，能够计算出考虑了逆视的两眼间的亮度对比度的值。

通过对立体视觉判定图像的全部位置进行同样的处理，能够完成立体视觉判定图像。此外，作为上述立体视觉判定运算处理的例子，在使用了左右眼的亮度值的相乘平均的情况下，可以用上述式(4)来表示代入(i+e/2，j)的位置的两眼间的亮度对比度的值。

(光学特性评价装置1的作用与效果)

接着，说明第1实施方式的光学特性评价装置1的作用与效果。根据第1实施方式的光学特性评价装置1，在眼间亮度分析部30基于亮度分布图像对在观察者两眼间感知的亮度进行分析而生成立体视觉判定图像的情况下，立体视觉判定部40基于该立体视觉判定图像来判定立体视觉可能区域。这种情况可应用于双眼方式、多眼方式、全感方式等的3D显示器种类因此，根据第1实施方式，能够不依赖于3D显示器种类地进行光学特性的评价。另外，观察者不是在实际观察3D显示器后作出判断，而是能够只根据光学测定数据来判定立体视觉可能区域。

另外，根据第1实施方式，能够通过生成每个视点各自的亮度分布图像，对于3D显示器的全部视点进行光学特性评价。

另外，根据第1实施方式，能够通过生成每个视线方向各自的亮度分布图像，对于3D显示器的全部视线方向进行光学特性评价。

[第2实施方式]

接着，作为第2实施方式说明本发明的另一方面。以下说明的第2实施方式与第1实施方式的“考虑了‘逆视’的情况下的亮度分布图像和立体视觉判定图像的求法，其二”项目下的说明内容实质上具有共同内容。例如，下述说明中的“与亮度分布上的波峰对应的所定区域”就是第1实施方式中的“波瓣区域”。

(视场角特性验证装置A1的结构)

首先，参照图13说明本发明的第2实施方式的视场角特性验证装置A1的结构。图13是视场角特性验证装置A1的结构示意图。如图13所示，作为功能性构成要素，视场角特性验证装置A1构成为具有亮度分布检查部A110、波瓣检测部A120以及视场角特性验证部A130。

亮度分布检查部A110对从三维显示器上的预定测量点发出的光线的放射角度方向的亮度进行测量，并检查三维显示器的每个视点各自的对应于放射角度的亮度分布。在亮度分布为由多个波峰和波谷形成的曲线的情况下，波瓣检测部A120对于每个视点各自的亮度分布、检测对应于亮度分布上的波峰的所定区域。视场角特性验证部A130针对任意的放射角度，判断该任意的放射角度是否属于每个视点各自的波瓣内，求出属于波瓣内时的亮度值的总计和不属于波瓣内时的亮度值的总计之比即容许亮度对比度，并基于该容许亮度对比度来验证三维显示器的视场角特性。

图14是视场角特性验证装置A1的硬件结构图。如图14所示，视场角特性验证装置A1在物理上构成为包括如下部件的普通计算机系统：CPU(A11)、ROM(A12)和RAM(A13)等的主存储装置；键盘及鼠标等的输入设备A14；显示器等的输出设备A15；与其他装置之间进行数据的收发的通信模块A16；硬件设备等的辅助存储装置A17等。而且，视场角特性验证装置A1还包括亮度计A18。该亮度计A18与图13的亮度分布检查部A110相当。通过读取CPU(A11)、ROM(A12)和RAM(A13)等硬件上的预定的计算机软件，在CPU(A11)的控制下使输入设备A14、输出设备A15、通信模块A16、亮度计A18工作，同时进行主存储装置A12、A13和辅助存储装置A17中的数据的读出及写入来实现视场角特性验证装置A1的各功能。

(视场角特性验证装置A1的动作)

以下，参照图15的流程图详细说明视场角特性验证装置A1的动作。

首先，说明作为进行图15所示的处理的前提的事项。第2实施方式中，假定针对设想成如全感方式那样让同一个眼观察多个视点图像的形式的3D显示器进行视场角特性验证。该3D显示器是在液晶显示器等平板显示器的表面上配置了如透镜那样的光学元件和视差屏障等的遮蔽物的装置，是在空间上不同的位置显示至少2个视点图像的一类装置。另外，在第2实施方式中，假设使用能够呈现N视点的图像的3D显示器。即，第2实施方式的3D显示器中视点的最大数为N。准备最初评价用图像(后文也称为“检查用图像”)。具体而言，按视点数准备形成为仅1个视点为全白画面(全白、点亮)的图像、其他视点的图像全部为全黑画面(全黑、非点亮)的图像的检查用图像。第2实施方式中视点的最大数为N，因此准备N个检查用图像1～N。即，

检查用图像1：仅对应于视点1的视点图像为全白(点亮)、对应于视点2～N的视点图像为全黑(非点亮)

检查用图像2：仅对应于视点2的视点图像为全白(点亮)、对应于视点1和视点3～N的视点图像为全黑(非点亮)

检查用图像n：仅对应于视点n的视点图像为全白(点亮)、对应于视点1～(n-1)和视点(n+1)～N的视点图像为全黑(非点亮)

检查用图像N：仅对应于视点N的视点图像为全白(点亮)、对应于视点1～(N-1)的视点图像为全黑(非点亮)

接着，依次在3D显示器上呈现各检查用图像n(n＝1～N)(步骤S401)。然后，在呈现了检查用图像n的状态下，亮度分布检查部A110对从3D显示器上预定测量点放射的光线的放射角度方向的亮度进行测量(步骤S402)。

例如，如图16所示，为了求出从3D显示器A20的预定测量点A21发出的光线的亮度分布，在3D显示器A20的前面，使可隔一定距离在圆周上移动的亮度计A18从位置A移动到位置B，并测量各位置上的亮度。实际上，为了获得足够精度的亮度分布，一边使亮度计A18按一定间隔(例如，1度的间隔)移动，一边测量各位置的测量点A21的亮度。另外，在第2实施方式中，亮度分布检查部A110对沿着与3D显示器A20的显示面A22正交的面A23(假想面)放射的光线的该放射角度方向θ上的亮度进行测量。例如，在3D显示器A20被设置成与地面(图16中的YZ面)垂直(图16中的XY面)的情况下，面A23是与地面成水平的面(图16中的YZ面)。即，针对3D显示器A20的视点数N，亮度分布检查部A110对从显示第n(1～N)个检查用图像时的3D显示器A20的显示面A22的测量点A21(X、Y)发出的光线的水平方向的亮度值进行检查。就图16而言，所谓“水平方向”为面A23上的方向。此外，图16中，图16(B)为图16(A)的俯视图。

接着，根据针对一个检查用图像n的全部位置上的亮度测量结果求出从测量点A21放射的光线的亮度分布Ln(X，Y，θ)(步骤S403)。由此得到的亮度分布Ln(X，Y，θ)通常为图17所示的状态。如图17所示，亮度分布Ln(X，Y，θ)为由多个波峰和波谷形成的曲线。一般位于3D显示器的正面部分(θ小)位置的波峰最高，随着朝向边缘部分(θ大)波峰变低。此外，处理如上所述的亮度测量方法以外，也可通过用例如下述参考文献1中记载的装置对亮度分布Ln(X，Y，θ)进行一次测量。

<参考文献1>

″VGMaster3D：A New Fourier Optics Viewing Angle Instrument for Characterizationof Autostereoscopic 3D Displays″，Thierry Leroux等，SID 09 DIGEST，pp.115-118

接着，波瓣检测部A120根据亮度分布检查部A110测得的亮度分布Ln(X，Y，θ)，对波瓣进行检测(步骤S404)。所谓波瓣与下述的参考文献2中记述的“Lobe”的概念相同。如图18所示，亮度分布曲线Ln(X，Y，θ)中，将成为波峰形状部分中最接近正面方向(θ＝0)的称为主瓣(Mainlobe)，将除此以外的波峰形状部分称为副瓣(Sidelobe)。使视点图像变化时，同一的波瓣慢慢地在角度变化的方向上连续出现(未作图示)。对于各波瓣间的角度根据3D显示器的设计值而异。根据该波瓣，确定产生观察3D显示器时的重复图像并且确定在该3D显示器中能够观察立体图像的区域(视域)。

<参考文献2>

″Methodology of Optical Measurement for Autostereoscopic Displays″，Proc.ofIDW′08.pp.1107-1110

另外，波瓣检测部A120求出满足下述的式(6)的范围，将对应于该θ的区域检测为“属于波瓣的区域”。

[式6]

$\frac{L\left(\mathrm{\&theta;}\right)}{L_{\max }-L_{\min }}<\mathrm{Th}...\left(6\right)$

(式中，L(θ)为放射角度θ的亮度值，Lmax为波峰处的最大亮度值，Lmin为与该波峰相邻的两个波谷中的最小亮度值中的较小值，Th为预定的阈值。)

如图18所示，利用位于3D显示器的正面部分的最高波峰的最大亮度值Lmax、与该波峰相邻的两个波谷的最小亮度值中的较小值Lmin、和预定阈值Th，将与满足上述的式(6)的θ的范围相当的区域表示为属于主瓣的区域M1。

这里，Th是表示规定波瓣边界的阈值，例如选择0.1或0.05等的数值。作为该Th值，也可以选择以3D显示器的设计要素和光学装置结构为基础的值。例如，在通过将柱状透镜设置在液晶面板的前面来表示视差信息的方式的3D显示器的情况下，由于对于从光源发出的光几乎没有遮蔽区域，因此，与采用视差屏障的3D显示器相比整体的亮度提高。与此同时，由于透镜像差的影响等、波瓣检测部A120测出的各波瓣比较宽，且构成波瓣的亮度分布的波峰形状具有描绘出较为平缓的曲线的倾向。因此，优选的是，通过选择比使用屏障的3D显示器的特性评价中的Th值小的值，将平缓曲线的尽可能多的区域选择作为波瓣，设考虑了透镜像差的影响和整体分布的光亮度的Th值。另外，作为Th值，也可选择考虑了人类的视觉认知能力程度的值。例如，可以考虑以人的杆体细胞的感知界限为基准，将低于一定光量的区域设为不属于波瓣区域的设定方法等。而且，也可以如前述那样，以3D显示器的设计要素或光学装置结构和人的认知功能这两方面为基础来设定Th值。

接着，如图15所示，对于3D显示器的全部视点，检查每个视点各自的亮度分布，并且用上述的式(6)检测属于波瓣的区域(步骤S405)。即，按视点数重复上述的步骤S401～步骤S404的处理，亮度分布检查部A110针对三维显示器的总视点数N，用N种检查用图像来检查三维显示器的每个视点各自相对于放射角度θ的亮度分布Ln(X，Y，θ)。另外，波瓣检测部A120针对每个视点各自的亮度分布Ln(X，Y，θ)检测属于波瓣的区域。

接着，视场角特性验证部A130对于任意放射角度θ，判断该任意放射角度θ是否属于每个视点各自的波瓣内，求出属于波瓣时的亮度值的总计与不属于波瓣时的亮度值的总计之比即容许亮度对比度(步骤S406)，并基于该容许亮度对比度验证三维显示器的视场角特性(步骤S407)。3D显示器的显示面上的测量点(X、Y)中的容许亮度对比度可用下式(7)计算。

$C_l(X,Y,\mathrm{\&theta;})=\frac{\underset{i\&Element;l}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(L_i(X,Y,\mathrm{\&theta;})\right)}{\underset{j\&NotElement;l}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(L_j(X,Y,\mathrm{\&theta;})\right)}...\left(7\right)$

式中，Li和Lj为亮度分布检查部A110测定的亮度分布，i∈l表示检查用图像i点亮时显示器表面的点(X、Y)上的角度θ包含在波瓣l内。另一方面，

[式8]

表示检查用图像j点亮时显示器表面的点(X、Y)上的角度θ不包含在波瓣l内。

此外，对于任意放射角度θ，该任意放射角度θ是否属于任意波瓣内的判断，通过由视场角特性验证部A130判断在前述的步骤S404的处理中波瓣检测部A120检测出的“属于波瓣的区域”中是否包含该任意放射角度θ来执行。或者，可以通过由视场角特性验证部A130直接利用上述的式(6)确认作为判断对象的任意放射角度θ是否满足式(6)来执行。

用以上说明的方法得到的容许亮度对比度Cl(X，Y，θ)是将检查用图像1～N分别点亮时的显示器表面的位置(X、Y)中的任意放射角度θ的亮度中、属于同一波瓣的亮度值的总计与除此以外的亮度值的总计之比。如果这样计算出的容许亮度对比Cl的值高，则可以说从角度θ方向观察显示器位置(X、Y)时的亮度信息，大多为不对全感式的设计思想产生有害影响的视点图像。另一方面，如果容许亮度对比Cl的值低，则意味着包含许多带来有害影响的串扰，结果表明，这成为在显示立体图像时观察到图像模糊或逆视的主要原因。

(第2实施方式的作用与效果)

接着，说明第2实施方式的视场角特性验证装置A1的作用与效果。在假定为使同一只眼观察全感方式的多个视点图像的类型的三维显示器中，第2实施方式的视场角特性验证装置A1从邻接视点图像之间的相互重叠中，区分出给观察的立体图像带来有害影响的重叠与未必会带来有害影响的重叠，由此来检查三维显示器的光学特性。邻接视点图像之间的相互重叠是否造成有害影响，通过判断相互重叠的视点图像是否属于成为重复图像的原因的不同的波瓣。

具体地说，亮度分布检查部A110根据从三维显示器上的预定测量点发出的光线的放射角度方向的亮度值，检查三维显示器的每个视点各自的相对于放射角度的亮度分布。波瓣检测部A120根据亮度分布检查部A110检查出的光的亮度分布，寻找成为重复图像的原因的波瓣。这里，所谓“波瓣”是指在相对于放射角度的亮度分布形成由多个波峰和波谷构成的曲线的情况下，与波峰对应的预定区域。视场角特性验证部A130基于上述波瓣，将亮度分布检查部A110检查出的亮度分布中带来有害影响的光与未必带来有害影响的光的比率计算作为容许亮度对比度。然后，视场角特性验证部A130基于该计算出的容许亮度对比度，验证三维显示器的视场角特性。根据以上所述，在全感方式的假设让同一只眼观察多个视点图像的类型的3D显示器中，能够提供考虑了该设计思想的视场角特性的验证装置和方法。

另外，根据第2实施方式，亮度分布检查部A110对在三维显示器的显示面正交的面(例如，三维显示器垂直于地面设置时，与地面成水平的面等)上放射的光线的该放射角度方向的亮度进行测量。因此，与三维显示器的使用状态相符的亮度测量成为可能。

另外，根据第2实施方式，通过针对三维显示器的总视点数N使用N种检查用图像，能够适当地检查三维显示器的每个视点各自的亮度分布。

另外，根据第2实施方式，通过使用仅点亮针于视点n的视点图像、该视点之外的其他视点图像全部不点亮的检查用图像n，能够适当地检查三维显示器的每个视点各自的亮度分布。

另外，根据第2实施方式，通过使用上述式(6)能够适当地对属于波瓣的区域进行检测。

另外，根据第2实施方式，通过基于三维显示器的设计要素和光学装置结构适当地调整阈值Th，能够提高属于波瓣的区域的检测精度。

另外，根据第2实施方式，通过按照人类的视觉认知能力的程度适当地调整阈值Th，能够提高属于波瓣的区域的检测精度。

(其他实施方式，其一)

以上，就优选的本发明的第2实施方式作了说明，当然，本发明的第2实施方式并不限于上述实施方式。上述说明中，仅检测来自显示器上的位置(X，Y)处1点的亮度分布Ln(X，Y，θ)，并算出容许亮度对比度Cl(X，Y，θ)。通常，关于(X，Y)这1点，将显示器中心部(在设显示器表面的宽度为W、高度为H的情况下，为(X，Y)＝(W/2，H/2)的点)等用作测量点。虽然可以通过根据仅测量该1点计算出的容许亮度对比度Cl(X，Y，θ)来验证检查对象的立体显示的光学特性，但是，也可以针对显示器表面的多个测量点检查亮度分布Ln(X，Y，θ)，分别求出该多个位置中的容许亮度对比度Cl(X，Y，θ)，用这多个容许亮度对比度Cl(X，Y，θ)来验证立体显示器的光学特性。

即，也可以是，亮度分布检查部A110针对三维显示器的多个测量点，进行前述的亮度测量处理和亮度分布检查处理，波瓣检测部A120对该多个测量点进行前述的区域检测处理，视场角特性验证部A130对该多个测量点求出容许亮度对比度，基于针对该多个测量点求出的该容许亮度对比度，验证三维显示器的视场角特性。

如果求出了多个点的容许亮度对比度Cl(X，Y，θ)，则可以考虑显示器显示面上更多的点的光学特性，因此，能够评价更准确的立体显示器的特性。另外，由于能够模拟在设想了观察者的位置的情况下显示器的多个点中亮度如何分布，能够客观地定义在观察显示器时由于同时观察属于不同波瓣的视点图像而产生的图像模糊的区域，因此也可对能够观察自然的立体图像的区域进行检查。在这种情况下，例如，当从任意的观察位置看到显示器的显示面时，能够将针对检查了亮度分布的m处的测量点Pm[(X1，Y1)，(X2，Y2)，...，(X3，Y3)]计算出的容许亮度对比度(例如，m处各自的容许亮度对比的平均值等)为一定值以上的区域认定为可观察自然立体图像的区域。

(其他实施方式，其二)

在上述第2实施方式的说明中，如前述的图16所示，亮度分布检查部A110仅检查与地面成水平方向(图16中作为面A23上的方向的YZ面)的亮度分布Ln(X，Y，θ)。然而，并不限于此，亮度分布检查部A110也可以设置成进一步检查与三维显示器的显示面和地面这两方均垂直的面的方向(图16中XZ面的方向)上的亮度分布。这是因为：在平板显示器的表面上，在设有透镜或屏障的结构的3D显示器中，不仅有仅在上述第2实施方式的说明中所示的水平方向上具有视差形式的3D显示器，还有以所谓集成摄影的方式为代表的在垂直方向上也具有视差的方式。在以这种在垂直方向上也具有视差的方式的3D显示器为对象的情况下，优选为取代如前所述的亮度分布检查部A110检查亮度分布Ln(X，Y，θ)，而设计成还对垂直方向的角度Φ方向也测量亮度值，并检查亮度分布Ln(X，Y，θ，Φ)。而且，在波瓣检测部A120和视场角特性验证部A130中，对于角度方向，不仅针对θ方向还对Φ方向也执行与第2实施方式中的前述处理相同的处理，从而能够最终求得容许亮度对比度Cl(X，Y，θ，Φ)，并能够用该Cl(X，Y，θ，Φ)的值表示立体显示的光学特性。

(其他实施方式，其三)

在上述第2实施方式的说明中，通过属于某个波瓣的亮度分布的总计与不属于该波瓣的亮度分布的总计之比求出容许亮度对比度。也就是，如以下的式(7)所示。

[式9]

$C_l(X,Y,\mathrm{\&theta;})=\frac{\underset{i\&Element;l}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(L_i(X,Y,\mathrm{\&theta;})\right)}{\underset{j\&NotElement;l}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(L_j(X,Y,\mathrm{\&theta;})\right)}...\left(7\right)$

然而，并不限于此，也可以用某个属于波瓣的亮度分布的总计与不论属于或不属于该波瓣的全部亮度分布的总计之比来求得容许亮度对比度。即，也可用下式(8)所示的C’作为容许亮度对比度。

[数10]

$C_l^{\&prime;}(X,Y,\mathrm{\&theta;})=\frac{\underset{i\&Element;l}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(L_i(X,Y,\mathrm{\&theta;})\right)}{\underset{1\&le;j\&le;N}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(L_j(X,Y,\mathrm{\&theta;})\right)}...\left(8\right)$

式中，Li和Lj为由亮度分布检查部A110测定的亮度分布，i∈l表示检查用图像i点亮时的显示器表面的点(X、Y)的角度θ包含于波瓣l内的情况。另一方面，式中的分母为测量1～N的全部检查用图像后的结果的总计。通过用这样的算式计算容许亮度对比度，能够将容许亮度对比度的可取值设为0以上1以下的值，从而更容易进行具有不同特性的显示器之间的特性比较。

标号说明

1...光学特性评价装置、10...亮度测量部、20...亮度分布分析部、30...眼间亮度分析部、40...立体视觉判定部、58...亮度计、60...3D显示器、61...测量点、62...显示面、70...观察者、71...右眼、72...左眼、80，81，82...亮度分布图像、91，92，91...立体视觉判定图像。

A1...视场角特性验证装置、A110...亮度分布检查部、A120...波瓣检测部、A130...视场角特性验证部、A18...亮度计、A20...显示器、A21...测量点、A22...显示器A20的显示面。

Claims (10)

1.一种三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于，该光学特性评价装置具有：

亮度测量单元，其对从三维显示器上的预定测量点发出的光线的放射角度方向的亮度进行测量；

亮度分布分析单元，其基于由所述亮度测量单元测量出的亮度数据，对所述光线的所述放射角度方向的亮度分布状态进行分析，并生成所述光线的亮度分布图像；

眼间亮度分析单元，其基于所述亮度分布图像，对观察者两眼间感知的亮度进行分析，并生成立体视觉判定图像；以及

立体视觉判定单元，其基于所述立体视觉判定图像，将作为所述三维显示器前面的区域的、所述放射角度方向的一定区域判定为立体视觉可能区域。

2.根据权利要求1所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述亮度分布分析单元在所述三维显示器的全部视点中分析每个视点各自的所述亮度分布状态，并生成所述每个视点各自的所述亮度分布图像。

3.根据权利要求2所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述眼间亮度分析单元从所述亮度分布分析单元所生成的所述每个视点各自的所述亮度分布图像中，提取与所述观察者的眼间距离相应的2个亮度分布图像，并使用该提取出的所述2个亮度分布图像，分析所述观察者的所述两眼间的亮度对比度，由此生成所述立体视觉判定图像。

4.根据权利要求1所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述亮度分布分析单元在所述三维显示器的全部视线方向中分析每个视线方向各自的所述亮度分布状态，并生成所述每个视线方向各自的所述亮度分布图像。

5.根据权利要求4所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述眼间亮度分析单元从所述亮度分布分析单元所生成的所述每个视线方向各自的所述亮度分布图像中，提取与所述观察者的眼间距离相当的2个亮度分布图像，并使用该提取出的所述2个亮度分布图像，分析所述观察者的所述两眼间的亮度对比度，由此生成所述立体视觉判定图像。

6.根据权利要求3或权利要求5所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述亮度对比度为所述观察者的右眼和左眼中应进入光与不应进入光之比。

7.根据权利要求6所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

关于所述亮度对比度的值，

在应进入所述观察者的右眼的光进入了所述右眼且应进入所述观察者的左眼的光进入了所述左眼的情况下，不伴随有符号的改变，

在应进入所述观察者的右眼的光进入了所述观察者的左眼或应进入所述观察者的左眼的光进入了所述观察者的右眼的情况下，伴随有符号的改变。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述立体视觉判定单元将所述立体视觉判定图像中与所述亮度对比度超过预定阈值的部分相当的所述一定区域，判定为所述立体视觉可能区域。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的三维显示器的光学特性评价装置，其特征在于：

所述亮度分布图像和所述立体视觉判定图像是表示与所述三维显示器的显示面垂直的面上的所述区域中的亮度分布的图像。

10.一种三维显示器的光学特性评价方法，其特征在于，所述方法包括：

亮度测量步骤，其中亮度测量单元对从三维显示器上的预定测量点发出的光线的放射角度方向的亮度进行测量；

亮度分布分析步骤，其中亮度分布分析单元基于由所述亮度测量单元测量出的亮度数据，对所述光线的所述放射角度方向的亮度分布状态进行分析，并生成所述光线的亮度分布图像；

眼间亮度分析步骤，其中眼间亮度分析单元基于所述亮度分布图像，对在观察者两眼间感知的亮度进行分析，并生成立体视觉判定图像；以及

立体视觉判定步骤，其中立体视觉判定单元基于所述立体视觉判定图像，将作为所述三维显示器前面的区域的、所述放射角度方向的一定区域判定为立体视觉可能区域。

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