显示控制装置、显示控制方法和程序.pdf

提供了一种控制透射式显示器的显示的显示控制装置，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从在第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕。第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象。显示控制装置包括：获取单元，用于获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和显示控制单元，根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。

权利要求书一种控制透射式显示器的显示的显示控制装置，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从在第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕，第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象，包括：
获取单元，用于获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和
显示控制单元，根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。
如权利要求1所述的显示控制装置，
其中透射式显示器通过在屏幕上分别显示包括显示对象的右眼和左眼对象的右眼和左眼图像，显示将被立体地观看的显示对象，和
显示控制单元通过改变屏幕内右眼对象的显示位置与左眼对象的显示位置之间的左右方向上的偏移来改变深度。
如权利要求1所述的显示控制装置，其中，当位置信息中对象相对于透射式显示器的相对位置没有每预定时间改变预定距离或者更多时，显示控制单元不改变深度。
如权利要求1所述的显示控制装置，其中，显示控制单元改变深度，使得满足关于显示对象的深度变化的处理的约束条件。
如权利要求4所述的显示控制装置，其中，显示控制单元改变深度，使得每预定时间的深度的改变量小于预定改变量。
如权利要求4所述的显示控制装置，其中，显示控制单元改变深度，使得每预定时间的深度的增加和减少之间发生的切换次数小于预定次数。
如权利要求1所述的显示控制装置，
其中，透射式显示器是多视点立体显示器，其显示对应于在第二表面侧上设定的多个视点位置当中的每个视点位置的以便将要从每个视点位置觉察的各个显示图像，并且显示将要在各个显示图像中立体地观看的显示对象，和
显示控制单元根据相对位置关系的变化来改变从每个视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。
如权利要求1所述的显示控制装置，
其中，获取单元获取表示透射式显示器、对象与位于透射式显示器的第二表面侧上的人之间的相对位置关系的扩展位置信息，和
显示控制单元根据扩展位置信息中的相对位置关系的变化来改变从人的位置觉察到的显示对象距屏幕的深度。
如权利要求1所述的显示控制装置，其中，显示控制单元根据位置信息进一步改变显示对象的位置而不是深度，显示对象的位置是从视点位置觉察到的。
如权利要求1所述的显示控制装置，其中，显示控制单元使得将被显示的显示对象让位于第二表面侧上的人意识到存在透射式显示器。
如权利要求10所述的显示控制装置，
其中，获取单元另外获取透射式显示器与人或者人身体的一部分之间的第一距离，和
显示控制单元根据第一距离使得将被显示的显示对象让人意识到存在透射式显示器。
如权利要求11所述的显示控制装置，其中，即使当第一距离越长，透射式显示器的位置与位置信息中对象的位置之间的第二距离越短时，显示控制单元也使得将被显示的显示对象让人意识到存在透射式显示器。
如权利要求1所述的显示控制装置，进一步包括：
识别单元，用于识别对象相对于透射式显示器的相对位置，
其中获取单元从识别单元获取位置信息。
一种控制透射式显示器的显示的显示控制方法，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕，第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象，包括：
获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和
根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。
一种使得计算机执行下列步骤的计算机程序，计算机直接或间接地连接到透射式显示器，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕，第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象，步骤包括：
获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和
根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。

说明书显示控制装置、显示控制方法和程序
技术领域
本公开涉及显示控制装置、显示控制方法和计算机程序。
背景技术
近年来，已经实现并研发了包括将光从一表面侧输送到另一表面侧的屏幕的透射式（transmissive）显示器。使用诸如高分子分散（polymer‑dispersed）液晶之类的液晶来实现该透射式显示器。当施加电压处于关闭状态时，液晶散射光，而当施加电压处于打开状态时，液晶输送光。
日本特开专利申请公开No.2010‑183378公开了一种在包括透射式显示器的便携式电话中根据用户观看的透射式显示器的表面来改变显示在透射式显示器屏幕上的字符符号的方向的技术。
发明内容
在日本特开专利申请公开No.2010‑183378中公开的技术中，当作为用户的人通过透射式显示器观看对象时，透射式显示器的屏幕上的字符或符号会对用户的双眼产生负担。例如，人必须从屏幕的位置聚焦到对象的位置或者从对象的位置聚焦到屏幕的位置，以便观看在透射式显示器的屏幕上显示的字符或符号以及存在于离屏幕一位置距离的对象。结果，人双眼的负担可能会增加。
期望提供一种新颖改进的显示控制装置、显示控制方法和计算机程序，它们能够实现透射式显示器的显示，同时当人通过透射式显示器观看对象时减少人双眼的负担。
根据本公开的一个实施例，提供了一种控制透射式显示器的显示的显示控制装置，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从在第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕，第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象。所述显示控制装置包括：获取单元，用于获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和显示控制单元，根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。
根据本公开的另一个实施例，提供了一种控制透射式显示器的显示的显示控制方法，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕，第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象。所述显示控制方法包括：获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。
根据本公开的又另一个实施例，提供了一种使得计算机执行下列步骤的计算机程序，计算机直接或间接地连接到透射式显示器，透射式显示器包括被配置来输送从位于第一表面侧上的对象到达的光从而该对象可从第二表面侧上设定的视点位置观看的屏幕，第二表面是与第一表面相对的表面，并且屏幕显示将被立体地观看的显示对象，步骤包括：获取表示透射式显示器与对象之间的相对位置关系的位置信息；和根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置觉察到的显示对象距屏幕的深度，显示对象被显示为将被透射式显示器立体地观看。
根据上述本公开的实施例，可以实现透射式显示器的显示，同时当人通过该透射式显示器观看对象时，减少人双眼的负担。
附图说明
图1是图示根据实施例的显示控制系统的示例的示意图；
图2是图示用于立体观看的视差屏障（parallax barrier）方法的图；
图3是图示用于立体观看的双凸透镜（lenticular）方法的图；
图4是图示用于在多个视点处立体观看的双凸透镜方法的图；
图5是图示可以实立体镜地（stereoscopically）显示的显示对象的示例的图；
图6是图示透射式显示器、对象和将要设定的视点位置之间的位置关系的图；
图7是图示根据实施例的显示控制装置的逻辑配置的示例的方框图；
图8是图示在xz平面（水平平面）上指定对象的方向的方法的图；
图9是图示在xz平面（水平平面）上的对象的位置的图；
图10图示在yz平面上指定对象的方向的方法的图；
图11是图示显示对象的深度的变化的示例的图；
图12是图示显示对象的深度的变化的另一示例的图；
图13是图示显示对象的位置的变化的示例的图；
图14是图示根据人的位置的显示对象的显示的示例的图；
图15是图示造成双眼负担的深度的变化量的示例的第一图；
图16是图示造成双眼负担的深度的变化量的示例的第二图；
图17是图示约束条件下的深度的变化量的示例的第一图；
图18是图示约束条件下的深度的变化量的示例的第二图；
图19是图示造成双眼负担的深度的增加和减少之间的切换的示例的第一图；
图20是图示造成双眼负担的深度的增加和减少之间的切换的示例的第二图；
图21是图示约束条件下的深度的增加和减少之间的切换的示例的第一图；
图22是图示约束条件下的深度的增加和减少之间的切换的示例的第二图；
图23是图示冲突防止对象的第一示例的图；
图24是图示冲突防止对象的显示的时序示例的图；
图25是图示冲突防止对象的第二示例的图；
图26是图示根据对象位置的冲突防止对象的显示的时序示例的图；
图27是图示根据实施例的显示控制装置的硬件配置的示例的方框图；
图28是图示根据实施例的显示控制处理的示意处理流程的第一示例的流程图；
图29是图示根据实施例的显示控制处理的示意处理流程的第二示例的流程图；
图30是图示在多视点的立体观看显示中的显示对象的显示的示例的图；和
图31是图示根据该实施例的变型示例的显示控制处理的示意处理流程的示例的流程图。
具体实施方式
下文中，将参考附图来详细描述本公开的优选实施例。贯穿本说明书和附图，将相同的附图标记赋予具有基本相同功能配置的组成元件，并且将不重复其描述。
将以下列顺序来进行描述。
1.显示控制系统的概述
2.显示控制装置的配置
2.1．显示控制装置的逻辑配置
2.2．显示控制单元
2.3．显示控制装置的硬件配置
3.处理流程
4.变型示例
4.1.显示控制装置的逻辑配置
4.2.处理流程
5.总结
1.显示控制系统的概述
首先，将参考图1来描述根据本公开实施例的显示控制系统的整体配置。图1是图示根据该实施例的显示控制系统1的示例的示意图。根据该实施例的显示控制系统1包括透射式显示器10、相机20和显示控制装置100。在图1和其他附图中，图示了表示三维空间中三个垂直轴的x、y和z轴。更具体地，x轴表示与透射式显示器10的屏幕200的水平方向平行的轴。y轴表示与透射式显示器10的屏幕200的垂直方向平行的轴。z轴表示与透射式显示器10的屏幕200（xy平面）垂直的轴。
透射式显示器10
透射式显示器10是一种包括屏幕200的显示装置，该屏幕200被配置成输送从位于第一表面侧上的对象90到达的光，从而对象90可以从设定在第二表面侧上的视点位置观看，该第二表面是与第一表面相对的表面。透射式显示器10可以在屏幕200上显示所生成的显示图像。待显示的显示图像包括显示对象230，例如菜单、图形、文本、图标或窗口。例如，可以使例如用高分子散乱液晶（高分子分散液晶或高分子网络液晶）来实现透射式显示器10。可以使用其他液晶、有机电致发光显示器等来实现透射式显示器10。
透射式显示器10是一种在屏幕200上显示将被立体地观看的显示对象230的显示装置。更具体地，透射式显示器10在屏幕200上显示右眼和左眼图像。右眼图像包括显示对象230的右眼对象。左眼图像包括显示对象230的左眼对象。在屏幕200内在右眼和左眼对象的显示位置之间存在左右方向（即，x轴方向）上的偏移（offset）。该偏移造成在观看屏幕200的人的右和左视网膜之间发生显示对象230的相对位置的偏差（即，双眼之间的视差）。双眼之间的视差导致人们会觉察显示对象230距屏幕200的深度。在左右眼上会造成通过偏移引起的视线与显示为将被立体地观看的显示对象230的交叉的动作（即会聚）。眼睛的肌肉控制动作也导致人们觉察到显示对象230的深度。
诸如视差屏障方法或双凸透镜方法之类的裸眼型方法被用作用于立体观看的方法。图2是图示用于立体观看的视差屏障方法的图。参考图2，屏幕200包括被配置成显示左眼图像的左眼显示区域202和被配置成显示右眼图像的右眼显示区域204。放置狭缝212以便覆盖屏幕200。通过狭缝212的开口将左眼显示区域202和右眼显示区域204分别示出给左眼82和右眼84。另一方面，由于存在狭缝212，因此右眼显示区域204和左眼显示区域202未被分别示出给左眼82和右眼84。因此以视差屏障方法实现了立体显示。
图3是图示用于立体观看的双凸透镜方法的图。参考图3，屏幕200包括被配置成显示左眼图像的左眼显示区域202和被配置成显示右眼图像的右眼显示区域204。包括并行排列的凸透镜的柱状透镜214被放置成覆盖屏幕200。通过收集柱状透镜214的各个凸透镜上的光，左眼显示区域202被示出给左眼82但未被示出给右眼84，而右眼显示区域204被示出给右眼84但未被示出给左眼82。因此，在双凸透镜方法中，实现了立体观看显示。
视差屏障方法和双凸透镜方法具有简单的结构，其中屏幕200分别被狭缝212或柱状透镜214覆盖。因此，视差屏障方法和双凸透镜方法可应用于透射式显示器10。用于立体观看的方法的示例包括视差屏障方法和双凸透镜方法。然而，实现应用于该实施例的立体观看的方法不限于此。例如，可以应用另一种裸眼立体方法，或者可以应用诸如偏振滤光片方法或液晶快门方法之类的玻璃型方法。在该实施例中，可以应用在透射式显示器10中实现立体观看显示的任何方法。
在透射式显示器10的第二表面侧（图6中稍后描述的方向A）上可以设定观看透射式显示器10的多个视点位置。而且，透射式显示器10可以是一种多视点立体显示器，其能够显示将要从多个视点位置当中的每个视点位置观看的、对应于每个视点位置的各个显示图像，并且实立体镜地显示在各个显示图像内的显示对象230。图4是图示用于在多个视点位置处的立体观看的双凸透镜方法的图。参考图4，屏幕200包括用于将图像提供给左眼82或右眼84可以位于的八个各个位置E的显示区域206。包括平行排列的凸透镜的柱状透镜214被布置成覆盖屏幕200。通过收集柱状透镜214的各个凸透镜上的光，第一各个显示区域206‑1到第八各个显示区域206‑8被仅示出给各个位置E1到E8（其中，在图4中未示出位置E1、E6、E7和E8）。例如，当假设左眼82位于各个位置E3且右眼84位于各个位置E4时，显示在显示区域206‑3处的图像被示出给左眼82，且显示在显示区域206‑4处的图像被示出给右眼84。因此，显示在显示区域206‑3处的图像用作左眼图像，且显示在显示区域206‑4处的图像用作右眼图像。即，各个位置E1到E8当中的两个各个位置的组合变为一个视点位置80（例如，各个位置E3或E4）。对应于该组合的两个各个位置的两个各个显示区域（例如各个显示区域206‑3和206‑4）的图像用作对应于一个视点位置80的显示图像（左眼和右眼图像）。因此，在多视点立体显示中实现立体观看显示。
由于通过柱状透镜和屏幕的显示区域的设计在多个视点处实现立体观看显示，因此用于多视点立体观看的双凸透镜方法也可应用于透射式显示器10。双凸透镜方法已被描述为用于在多视点处的立体观看的方法的示例，但是可应用于该实施例的方法不限于此。例如，可以应用视差屏障方法或多投影方法。因此，在该实施例中，可以应用在透射式显示器10中实现多视点立体观看显示的方法。在图4中，上面已经描述了其中左眼82或右眼84可以所在的各个位置E的数量是8的情况。然而，本实施例中采用的各个位置E的数量不限于此。例如，各个位置E的数量可以是数十个或更多。在该实施例中，可以设定任何数量的各个位置E。
图5是图示可以立体地显示的显示对象的示例的图。参考图5，在屏幕200上显示了具有偏移O的分别针对左眼82和右眼84的左眼对象230b和右眼对象230c。结果，偏移O造成双眼之间的视差，因此拥有左眼82和右眼84的人觉察到显示对象230a的深度D1（即，z轴方向上的D1）。
透射式显示器10可以是包括接触检测表面的接触板装置。在这种情况下，在透射式显示器10的屏幕200上显示的显示对象230的显示位置可以响应于屏幕200上的接触而变化。而且，电阻膜方法、静电电容方法、光学方法、电磁感应方法、超声波方法等可被应用为检测接触的方法。然而，本公开的实施例不限于此，而是可以使用检测接触的任何方法。
图6是图示透射式显示器10、对象90和将被设定的视点位置80之间的位置关系的图。在该实施例中，对象90位于透射式显示器10的第一表面侧（即图6中的方向B）上，且视点位置80被设定在透射式显示器10的第二表面侧（即图6中的方向A）上。透射式显示器10的显示是基于透射式显示器10与对象90之间的相对位置关系来控制的。此处，对象90可以是静止对象或独立地运动的对象，例如另一个人、动物或机器。甚至当对象是静止对象时，对象90受外力（例如人的力量）操作。
相机20
相机20对位于透射式显示器10的第一表面侧（即图6中的方向B）上的对象90成像。如图1中所示，相机20被提供在例如图1中所示的xz平面（即水平平面）上的透射式显示器10的相同位置处。如稍后将要描述的，相机20具有例如水平图像角2α和垂直图像角2β。该水平和垂直图像角用来识别对象90的方向。相机20将通过成像获得的数字图像输出到显示控制装置100。此处，为了测量对象90的距离，相机20由诸如立体摄像机之类的相机或者能够测量物体的距离的相机（例如飞行时间（TOF）范围图像传感器）来构成。例如，TOF范围图像传感器使用当起始于光源的光从物体反射且到达传感器时测量的光的延迟来测量直到对象的距离。
显示控制装置100
显示控制装置100控制透射式显示器10的显示。在该实施例中，显示控制装置100获取表示透射式显示器10与对象90之间的相对位置关系的位置信息。然后，显示控制装置100根据位置信息中的相对位置关系的变化来改变从视点位置80觉察到的显示对象230距屏幕200的深度，显示对象230显示为将要由透射式显示器10立体地观看。因此，当位于视点位置处的人通过透射式显示器观看对象时，可以实现能够减少人眼负担的透射式显示器的显示。将在“2.显示控制装置的配置”中详细描述显示控制装置100。
其他配置
除了透射式显示器10、相机20和显示控制装置100以外，显示控制系统1可以进一步包括其他元件。例如，显示控制系统1可以不仅包括相机20，还可以包括对位于透射式显示器10的第二表面侧（即图6中的方向A）上的人成像的另外相机。而且，该另外相机可以是能够测量对象的距离的相机。可以使用另外相机来识别人的实际位置，而不是假设人位于视点位置80处。结果，可以实现不论人所在的位置如何也能够减少人双眼负担的透射式显示器的显示。
显示控制装置1可以进一步包括单独装置来代替相机20或上述的另外相机用来提供识别对象90或人的位置的信息。该单独装置可以是被提供在透射式显示器10的第一表面侧（即图6中的方向B）或第二表面侧（图2中的方向A）上的红外传感器或压力传感器。该单独装置可以是接收装置，用来接收来自对象90或人拥有的发射器的无线电波，并且随后基于接收到的无线电波生成用来指定对象90或人的位置的信息。根据该实施例的显示控制系统1可以包括提供用来指定对象90或人的位置或距离的信息的任何装置。
显示控制系统1可以包括根据相机20的数字图像或其它装置的信息来识别对象90或人的位置的装置。在这种情况下，显示控制装置100可以不具有识别对象90或人的位置的功能。显示控制系统1可以包括在显示控制装置100的控制下生成将被显示在透射式显示器10上的显示图像的装置。在这种情况下，显示控制系统100可以不具有生成显示图像的功能。
显示控制系统1可以进一步包括用来操作显示在透射式显示器10上的显示对象230的输入装置。输入装置的示例包括对应于透射式显示器10的操作的鼠标、键盘、接触板、按钮、开关、控制杆、遥控器和外部连接装置，例如蜂窝电话或PDA。
2.显示控制装置的配置
接着，将参考图7到图27来描述根据该实施例的显示控制装置100的配置。
2.1.显示控制装置的逻辑配置
首先，将参考图7到图10来描述根据该实施例的显示控制装置100的逻辑配置的示例。图7是图示根据该实施例的显示控制装置100的逻辑配置的示例的方框图。参考图7，显示控制装置100包括识别单元110、获取单元120、存储单元130、图像生成单元140和显示控制单元150。
识别单元110
识别单元110识别对象90相对于透射式显示器10的相对位置。例如，识别单元110根据从相机20获取的数字图像来识别对象90相对于透射式显示器10的相对位置。
例如，识别单元110通过在图1中所示的xz平面（即水平表面）上指定对象90距透射式显示器10的中心的方向和距离来识别对象90相对于透射式显示器10的相对位置。
首先，将描述指定对象90距透射式显示器10的中心的方向的方法。图8是图示在xz平面（水平平面）上指定对象90的方向的方法的图。参考图8的8‑1，相机20具有水平图像角2α。对象90位于从相机20的水平图像角的中心向左偏离θ1的角度处。此处，如图1中所示，相机20被提供在xz平面上与透射式显示器10的中心相同的位置处。因此，在xz平面上，对象90位于从与z轴平行并且穿过透射式显示器10的中心的直线仅偏离θ1的角度处。因此，通过角度θ1来表达xz平面上对象90距透射式显示器10的中心的方向。而且，当对象90向左边偏移时，角度θ1可被表达为正值，而当对象90向右边偏移时，角度θ1可被表达为负值，或者反之亦然。
参考图8的8‑2，示出了由相机20成像的数字图像22。识别单元110检测数字图像22中的对象90，并且获得对象90距数字图像22的中心的距离d1。例如，当假设数字图像22的水平宽度为1（即，水平宽度的一半为0.5）时，距离d1是小于0.5的正数。在这种情况下，满足下列表达式。
[等式1]