CN103828341A - 便携式投影捕捉装置 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，便携式投影捕捉装置包括数字式照相机和安装在照相机下面的投影仪。该照相机限定工作表面上的捕捉区域，照相机被配置成在在该捕捉区域内捕捉静止和视频图像。投影仪限定与捕捉区域重叠的在工作表面上的显示区域。投影仪被配置成将由照相机捕捉的图像和用于照亮捕捉区域中的实际对象以用于照相机图像捕捉的白光两者都投射到捕捉区域中。

Description

便携式投影捕捉装置

背景技术

已开发了一种新的投影捕捉系统，力求改善以数字方式捕捉文档及其他对象的图像，并且力求改善与实际对象和物理工作表面上的被投影对象一起工作的交互式用户体验。

附图说明

图1A和1B是图示出根据本发明的一个示例的新的投影捕捉系统的透视的外部视图。在图1A中，已经捕捉并显示了二维对象（硬拷贝照片）的图像。在图1B中，已经捕捉并显示了三维对象（立方体）的图像。

图2是图示出根据本发明的一个示例的投影捕捉系统、诸如图1的系统的透视的内部视图。

图3是图2中所示的投影捕捉系统的框图。

图4是图示出图2和3中所示的系统中的用户输入装置的一个示例的框图。

图5和6是分别地图示出图2和3中所示的投影捕捉系统中的照相机和投影仪的定位的侧面和正面立视图。

图7-11是示出了投影捕捉系统中的投影仪和照相机的各种位置的一系列侧面立视图，图示出与使眩光光斑移动到照相机捕捉区域之外相关联的某些问题。

图12和13图示出图2和3中所示的投影捕捉系统中的照相机的一个示例。

图14图示出图2和3中所示的投影捕捉系统中的投影仪的一个示例 。

图15和16图示出图2和3中所示的投影捕捉系统的用户输入装置的示例。

图17-19是图示出根据本发明的另一示例的新的便携式投影捕捉装置的透视图。

遍及各图使用相同的部件编号来指定相同或类似的部件。

具体实施方式

在图中示出并在下面描述的示例举例说明但并不限制在本具体实施方式之后的权利要求中定义的本发明。

在新的投影捕捉系统的一个示例中，数字照相机和投影仪被一起容纳在便携式装置中，在该便携式装置中，投影仪用于照亮用于图像捕捉的照相机捕捉区域中的对象以及用于将由照相机捕捉的图像投射到与捕捉区域重叠的显示区域中。在一个示例中，投影仪位于照相机下面，并被配置成沿着长于照相机在工作表面以上的高度的光路将光透射到显示区域中，例如使用位于投影仪上方的反射镜将来自投影仪的光反射到显示区域中。投影仪不限于显示由照相机捕捉的图像。该投影仪还可显示例如从外部源获取的数字内容，包括从在协作环境中链接的其他投影捕捉装置获取的内容。

图1A和1B是图示出新的投影捕捉系统10和与该系统10相关联的交互式工作空间12的一个示例的透视的外部视图。图2是图示出外壳13被去除的情况下的投影捕捉系统10的一个示例的透视图。图3是图2中所示的系统10的框图。参考图1A、1B、2和3，投影捕捉系统10包括数字式照相机14、投影仪16以及控制器18。照相机14和投影仪16被可操作地连接到用于捕捉工作空间12中的对象20的图像的照相机14和将对象图像22投射到工作空间12中的投影仪16且在某些实施例中用于捕捉被投影对象的图像22的照相机14的控制器18。外壳13的下部包括位于投影仪16（和红外照相机30）上方的透明窗口21。

在图1A中所示的示例中，已经由照相机14（图2）对被放置到工作空间20中的工作表面24上的二维对象20（硬拷贝照片）进行了拍摄，对象20被移除至工作空间12的一侧，并且对象图像22被投射到工作表面24上，在那里其可以通过照相机14（图2）被拍摄和/或以其它方式被用户操纵。在图1B中所示的示例中，已经由照相机14（图2）对被放置到工作表面24上的三维对象20（立方体）进行了拍摄，对象20被移除到工作空间12的一侧，并且对象图像22被投射到工作空间12中，在那里其可以通过照相机12被拍摄和/或以其它方式被用户操纵。

系统10还包括允许用户与系统10相交互的用户输入装置26。用户可通过输入装置26与工作空间12中的对象20和/或对象图像22相交互，对象图像22被发送到远程系统10（未示出）上的其他工作空间12以用于协作的用户交互，并且如果期望的话，对象图像22可被照相机14拍摄并被重新投射到本地和/或远程工作空间12中以用于进一步的用户交互。在图1A中，工作表面24是桌面或其他底层支撑结构23的一部分。在图1B中，工作表面24在可包括触敏区域的便携式垫25上。在图1A中，例如，将用户控制面板27投射到工作表面24上，而在图1B中，可将控制面板27嵌入垫25的触敏区域中。相似地，可将A4、信纸（letter）或其他标准尺寸的文档放置区域29投射到图1A中的工作表面24上或打印在图1B中的垫25上。当然，可以有用于工作表面24的其他配置。例如，在某些应用中可能期望系统10使用其它的空白垫25来控制工作表面24的色彩、纹理或其他特性，并且因此可将控制面板27和文档放置区域29投射到图1B中的空白垫25上，就像其被投射到图1A中的桌面23上一样。

在图4中所示的示例中，用户输入装置26包括红外数字触针28和用于检测工作空间12中的触针28的红外照相机30。虽然可使用任何适当的输入装置，但数字触针具有在没有传感垫或其他特殊表面的情况下允许三维空间中（包括沿着工作表面24）的输入的优点。因此，可以在更多种类的工作表面24上使用系统10。并且，工作表面24的通常水平的取向使得其对许多常见任务有用。在工作表面24上使用传统书写器具的能力相比于垂直或移动计算界面而言是有利的。将交互式显示投射到工作桌面上使得计算任务与可能存在于实际桌面上的标准对象相混合，因此物理对象可以与被投影对象共存。这样，使用实际书写器具以及其数字相对物（类似于触针28）的舒适感是有效的使用模型。三维无垫数字触针使得能够在不使传感垫妨碍在工作表面24上使用传统器具的情况下实现在物理对象上或紧挨着物理对象进行注释。

在用于系统10的一个示例性实施方式中，投影仪16充当用于照相机14的光源。照相机捕捉区域32（图12）和投影仪显示区域34（图14）在工作表面24上重叠。因此，可以使用用于投射图像且用于照相机照明这两者的投影仪16来获得相当大的工作效率。从投影仪16通过工作空间12至工作表面24的光路应相对于照相机14被定位以使得能够在避免从工作空间12中的对象和工作表面24的镜面眩光的同时以最小的阴影遮挡实现用户显示交互，所述镜面眩光否则将使照相机14变盲。下述系统结构在仍保持对于工作空间12中的二维和三维对象的适当照明和投影来说被期望的投影仪光路的足够陡的入射角的同时避免由于常规照相机照明几何结构引起的眩光致伪像。

理想地，投影仪16将在工作表面25以上的无限高度处被安装在工作空间12正上方以确保平行光线。此结构当然是不切实际的。即使投影仪16向下移动至工作表面24以上的实际高度（但仍笔直指向下方），投影仪的光也将被从光滑的或半光滑的表面和对象反射回来直接进入照相机14中，从而产生致盲镜面眩光。因此，必须使眩光光斑移动到照相机捕捉区域32之外。（镜面眩光指的是来自镜面反射的眩光，在镜面反射中入射光线的入射角和反射光线的反射角是相等的，并且入射、反射以及法线方向是共面的。）

为了实现对镜面眩光的此问题的商业上合理的解决方案，将照相机14和投影仪16从捕捉和显示区域32、24的中心移开，并且将投影仪16定位在基座36下面、附近，如图5和6中所示，并且将折叠反射镜38引入到投影仪的光路中以模拟在工作表面24以上很高的投影仪位置。在图5和6中用阴影线示出了投影仪16的模拟位置和反射镜38上方的相应光路。然而，在更详细地描述图5和6中所示的结构之前，考虑与用于将眩光光斑移动到照相机捕捉区域32之外的其他可能结构相关联的问题是有帮助的。

在图7中，照相机14位于捕捉区域32的中心处，其中悬吊式投影仪16略微偏离中心，使得照相机14不阻挡投影仪光路。在图7的结构中，镜面眩光光斑39（在入射光线41和反射光线43的交叉点处）落在捕捉区域32内，并且因此将使照相机14对捕捉区域32中的某些对象和图像变盲。另外，针对图7中所示的结构，在照相机14和投影仪16两者都被定位在基座上方很高的位置处的情况下，系统10将是上部过重的，并且因此对于商用产品实现而言并不是期望的。如果投影仪16被定位到使眩光光斑39移动到照相机捕捉区域32之外所需的距离的一侧，如图8中所示，则所需的相应投影仪透镜偏移将是不可行的。并且，用于图8中所示的系统10的结构的任何产品实现将是不期望地宽且上部过重的。

移动照相机14偏离捕捉区域32上方的中心会使投影仪16靠内、从而使得系统不那么宽，如图9中所示，但是投影仪透镜偏移仍是过大的，并且产品仍是上部过重的。在图10中所示的结构中，投影仪16升高至使得可以使其靠里至足够靠近以得到可接受的透镜偏移的高度，但是当然，该产品现在是过高且上部过重的。最期望的解决方案是图5和11中所示的用于投影仪16的“折叠”光路，其中，使用折叠反射镜38来模拟图10的“高且紧凑”的结构。在图5和11中，投影仪16和上部光路在反射镜38的反射表面上被折叠以与在图10的结构中一样将相同的光路投射到工作表面24上。此折叠效果在图5中被最好地看到，其中，折叠角                                               

1＝

2且

1＝

2。

如图5和6中所示，照相机14被放置在工作空间12上面的反射镜38的前面，使得其并不阻挡投影仪的光路。照相机14作为总体几何结构的一部分被定位为在Y方向上偏离中心（图5），以便以对于照相机14和投影仪16两者而言可接受的偏移将眩光光斑30保持在捕捉区域32之外。使投影仪16聚焦在反射镜38上，以使得来自投影仪16的光被从反射镜38反射到工作空间12中。通过使投影会16向下移动至低位置且将折叠反射镜38引入到投影仪光路中，眩光光斑39被以可接受的投影仪偏移保持在捕捉区域32之外，并且10系统是足够窄、短且稳定的（不是上部过重的），以支持商业上有吸引力的产品实现。

因此且再次参考图1A、1B和2，可将系统10的部件作为单个装置40容纳在一起。还参考图3，为了帮助将系统10实现为集成的独立装置40，控制器18可包括被一起容纳在装置40中的处理器42、存储器44以及输入端/输出端46。对于控制器18的此结构而言，用以控制和协调照相机14和投影仪16的功能的系统编程可基本上存在于控制器存储器44上以便由处理器42执行，因此使得能够实现独立装置40并减少对照相机14和投影仪16进行特殊编程的需要。虽然可以有其他结构，例如在控制器18整体地或部分地被使用远离照相机14和投影仪16的计算机或服务器来形成的情况下，诸如图1A、1B和2中所示的装置40的紧凑式独立器械为用户提供集成的紧凑式移动装置40中的全部功能。

现在参考图12，照相机14被定位在工作空间12上方反射镜38前面偏离捕捉区域32的中心的位置处。如上所述，用于照相机14的此偏移位置在不阻挡投影仪16的光路的情况下帮助在对工作空间12中的对象拍摄时避免镜面眩光。虽然照相机14一般地表示用于选择性地捕捉工作空间12中的静止和视频图像的任何适当的数字照相机，但可预期在系统10的大多数应用中将使用高分辨率数字照相机。如在本文中使用的“高分辨率”数字照相机意指具有至少12兆像素的传感器阵列的照相机。较低分辨率的照相机对于某些基本扫描和复制功能来说是可接受的，但当前在12兆像素以下的分辨率不足以生成对于全范围的操纵和协作功能而言足够详细的数字图像。具有高分辨率传感器的小尺寸、高质量数字照相机现在是相当常见的，并且可从多种照相机制造商处购买到。与在许多数字照相机中可获得的高性能数字信号处理（DSP）芯片配对的高分辨率传感器提供足够快速的图像处理时间，例如小于一秒的点击预览时间，以便为大多数系统10应用提供可接受的性能。

现在还参考图13，在所示的示例中，照相机传感器50在平行于工作表面24的平面的平面中被定向，并且光通过移位透镜52被聚焦在传感器50上。用于传感器50和透镜52的此结构可在没有对象图像中的数字梯形失真修正的情况下被用来在光学上修正梯形失真。照相机14的视场限定工作空间12中的三维捕捉空间51，在其内部照相机14能够有效地捕捉图像。捕捉空间51在X和Y维度上由工作表面24上的照相机捕捉区域32来界定。可针对对应于捕捉空间51的固定距离、固定焦点以及固定变焦来优化透镜52。

参考图14，投影仪16被定位在投影仪显示区域34外面在基座36附近，并且被聚焦在反射镜38上，使得来自投影仪16的光被从反射镜38反射到工作空间12中。投影仪16和反射镜38限定工作空间12中的三维显示空间53，在其内部投影仪16可以有效地显示图像。投影仪显示空间53与照相机捕捉空间51（图12）重叠，并且在X和Y维度上由工作表面24上的显示区域34来界定。虽然投影仪16一般地表示任何适当的光投影仪，但基于LED或激光器的DLP（数字光处理）投影仪的紧凑尺寸和功率效率对于系统10的大多数应用而言将是期望的。投影仪16还采用移位透镜来允许所投射的图像中的完全光学梯形失真修正。如上所述，反射镜38的使用增加投影仪的有效光路的长度，从而模拟投影仪16的悬吊放置，同时仍允许用于集成的独立装置40的商业上合理的高度。

在表1中展示了用于作为独立装置40的系统10的适当特性的一个示例。（表1中的尺寸参考是对图5和6）。

 

由于投影仪16充当用于静止和视频捕捉的照相机12的光源，所以投影仪光必须足够明亮以压倒可能导致来自镜面眩光的缺陷的任何环境光。已确定的是，对于系统10和装置40的典型桌面应用而言，200流明或更大的投影仪光将足够明亮而压倒环境光。为了视频捕捉和实时视频协作，投影仪16向工作空间12中照射白光以照亮对象20。对于LED投影仪16而言，形成白光的红色、绿色和蓝色LED的时间定序与照相机14的视频帧速率同步。投影仪16的刷新速率和每个LED子帧刷新周期应是整数个的用于每个已捕捉帧的照相机曝光时间以避免视频图像中的“彩虹带”及其他不期望效果。并且，照相机的视频帧速率应与通常以AC线路频率的两倍（例如，针对60Hz AC电源线的120Hz）闪烁的任何环境荧光照明的频率同步。可以使用环境光传感器来感测环境光频率并相应地调整照相机14的视频帧速率。针对静止图像捕捉，可以针对照相机闪光同时地开启投影仪的红色、绿色和蓝色LED以增大工作空间12中的光亮度，从而帮助压倒环境光并允许更快的快门速度和/或更小的光圈以减少图像中的噪声。

在图中被示出且在上文被描述的用于被集成到独立装置40中的系统10的示例性结构实现产品尺寸、性能、可用性以及成本之间的期望平衡。用于投影仪16的折叠光路在保持将投影仪有效地放置在工作空间12之上很高位置处的同时减小装置40的高度，以防止照相机12的捕捉区域中的镜面眩光。投影仪的光路以使得能够实现3D对象图像捕捉的陡峭角度照射在水平工作表面24上。较长的光路和陡峭角度的此组合使跨越捕捉区域跌落的光最小化以使用于照相机闪光的光均匀度最大化。另外，折叠光路使得能够实现将投影仪16放置在基座36附近以获得产品稳定性。

供在系统10中使用的适当输入装置和技术包括例如手指触摸、触摸手势、触针、空中手势、语音识别、头部跟踪和眼睛跟踪。可以使用触摸板来使得能够实现用于对图形用户界面进行导航或执行类似于推到、弹开、挥击、滚动、捏住变焦以及两手指旋转的直观手势动作的多触摸界面。还可能使用使用结构化光、渡越时间、受扰光图案或立体视觉的深度照相机来使得能够在没有触摸板的情况下实现空中手势或有限触摸和触摸手势检测。无触摸数字触针特别地非常适合于作为用于系统10的用户输入端26。因此，在图中所示的示例中，用户输入端26包括红外数字触针28和用于检测工作空间12中的触针28的红外照相机30。如上所述，无触摸数字触针具有在没有传感垫或其他特殊表面的情况下允许三维（包括沿着工作表面24）的输入的优点。

现在参考图4和15，输入装置26包括红外触针28、红外照相机30和触针充电坞54。触针28包括红外灯56、用以基于触摸而自动地开启和关闭灯56的触敏尖端开关58以及用以手动地开启和关闭灯56的手动开/闭开关60。（尖端开关58和手动开关60在图4的框图中被示出。）灯56可如图15中所示的那样被定位在例如触针28的尖端中以帮助保持照相机30与灯56之间的无障碍视线。灯56还可发射可见光以帮助用户确定灯是开的还是关的。

尖端开关58可以是对约2gr的力触摸敏感的，例如用以模拟传统书写器具。当触针的尖端碰触工作表面24或另一对象时，尖端开关58检测该接触并开启灯56。灯56的开启被照相机30检测，其用信号通知触摸接触事件（类似于鼠标按钮点击或触摸板上的手指触摸）。只要灯56保持开启，照相机30就继续用信号通知接触，跟踪触针28的任何移动。用户可以使触针28像钢笔那样在任何表面上来回滑动，以追踪表面或激活控制功能。当触针尖端不再与对象接触时，灯56被关断，并且照相机30用信号通知没有接触。可使用手动灯开关60来用信号通知非触摸事件。例如，当在三维工作空间12中工作时，用户可能希望通过手动地用信号通知“虚拟”接触事件来修改、改变或以其他方式操纵工作表面24上的被投影图像。

红外照相机30和反射镜38限定工作空间12中的三维红外捕捉空间61，在其内部红外照相机30能够有效地检测来自触针28的光。捕捉空间61在X和Y维度上由工作表面24上的红外照相机捕捉区域62来界定。在所示的示例中，如通过比较图14和15最好地看到的，红外照相机捕捉空间61与投影仪显示空间64是同延的。因此，红外照相机30可捕捉在显示空间53中的任何地方的触针激活。

在图16中所示的一个示例性实施方式中，照相机30被集成到投影光路中，使得投影仪视场和红外照相机视场是重合的，以帮助确保触针28和因此的来自红外照相机30的跟踪信号与工作空间12中的任何地方的投影仪显示适当地对准。参考图16，由投影仪16中的红色、绿色和蓝色LED 66、68和70产生的可见光64穿过各种光学器件72（包括移位透镜74）出来至反射镜38（图14）。被从反射镜38朝着投影仪16反射的来自工作空间12中的触针28的红外光75被红外分束器78引导通过移位透镜80而至红外照相机传感器76。（类似于上述的照相机14的示例性结构，用于照相机30的红外光传感器76可被定向在平行于工作表面24的平面的平面中，并且光通过移位透镜80被聚焦在传感器76上以用于全光学梯形失真修正。）

对于某些商业实现而言如图16中所示地将投影仪16和红外照相机30一起容纳在单个外壳82中可能是期望的。用于图16中所示的红外照相机30的几何结构帮助确保触针跟踪信号与显示对准，无论触针28在工作表面24以上什么高度。如果投影仪视场和红外照相机视场不是重合的，则可能难以对在工作表面24以上的不止一个高度处进行跟踪的触针进行校准，从而产生期望的触针输入位置与结果得到的显示位置之间的视差移位的风险。

虽然可预期工作空间12通常将包括用于支撑对象20的物理工作表面24，但还可以将工作空间12实现为没有物理工作表面的整体被投影工作空间。另外，可将工作空间12实现为用于与二维和三维对象一起工作的三维工作空间或用于仅与二维对象一起工作的二维工作空间。虽然工作空间12的结构通常在很大程度上将由系统10的硬件和编程元件来确定，但工作空间12的结构还可受到物理工作表面24的特性的影响。因此，在用于系统10和装置40的某些示例中，在当装置36可操作时虚拟工作空间伴随系统10被显示在物理工作空间中的意义上，认为工作空间12是系统10的一部分可能是适当的，并且在其他示例中，认为工作空间12不是系统10的一部分可能是适当的。

图17-19是图示出便携式投影捕捉装置40的另一示例和与装置40相关联的交互式工作空间12的透视图。参考图17-19，便携式装置40包括用于在捕捉区域32中（以及在捕捉空间51中）捕捉对象20的静止和视频图像的数字照相机14和用于照亮捕捉区域32（和捕捉空间51）中的对象并用于将图像投射到显示区域34上（和显示空间53中）的投影仪16。被放置在捕捉区域32中的二维对象20（硬拷贝照片）已被照相机14（图17和18）拍摄，对象20被从捕捉区域32去除，并且对象图像22被投射到显示区域34（图19）上，在那里，其可以被照相机14拍摄和/或以其他方式被用户操纵。

在本示例中，装置40还包括电子显示器84，其用于选择性地显示来自照相机14的实时馈送、即由照相机14先前捕捉的图像或当图像被用户通过被投射到显示空间53中的图形用户界面（GUI）而操纵时的图像的表示。（在图17-19中所示的示例中，GUI 86被投射到显示区域32上。）照相机14、投影仪16以及显示器84通过控制器18被可操作地连接在一起，并且被一起容纳在外壳13中作为单个便携式装置40。投影仪16位于照相机14下面在外壳13中的高位置处，以将光直接投射到显示空间53中和显示区域34上。投影仪显示空间53和显示区域34与照相机捕捉空间51和捕捉区域32重叠，使得投影仪16可充当用于照相机14捕捉空间51中和区域32上的实际对象20的图像的光源，并且使得照相机14可捕捉被投射到空间51中和区域32上的图像20的图像。

控制器18被编程以生成GUI 86且投影仪16投射GUI 86，GUI 86包括例如装置控制“按钮”，诸如图17和18中的捕捉（Capture）按钮88和图19中的分别为Undo、Fix和OK按钮90、92和94。虽然图17-19中的装置40还可能包括更复杂的GUI和控制器18中的相应控制编程以及其他用户输入装置，但图17-19的装置结构图示出了更适合于价格比较低廉的消费者桌面产品市场的基本数字拷贝和图像操纵功能。

图中所示的具有一个照相机14和一个投影仪16的系统10和装置40的示例并不排除两个或更多照相机14和/或两个或更多投影仪16的使用。事实上，在某些应用中可能期望系统10和装置40包括不止一个照相机、不止一个投影仪或不止一个其他系统部件。因此，如在本文中使用的冠词“一”和“一个”意指一个或多个。

如在本具体实施方式开始时所述，在图中被示出且在上文中被描述的示例举例说明但并不限制本发明。可以有其他示例、实施例和实施方式。因此，不应将前述描述理解成限制在以下权利要求中被限定的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种便携式投影捕捉装置，包括：

数字照相机，其在所述装置被部署为与工作表面一起使用时限定工作表面上的捕捉区域，所述照相机被配置成在所述捕捉区域内捕捉静止图像和视频图像；以及

投影仪，其被安装在照相机下面并在所述装置被部署为与工作表面一起使用时限定工作表面上的显示区域，所述显示区域与捕捉区域重叠且投影仪被配置成向所述显示区域中投射：

由照相机捕捉的图像；以及

用于照亮捕捉区域中的实际对象以用于照相机图像捕捉的白光。

2.权利要求1的装置，其中，所述投影仪被配置成用与照相机的视频帧速率同步的红色、绿色和蓝色发光二极管（LED）向捕捉区域中投射至少200流明的白光。

3.权利要求2的装置，其中，投影仪的刷新速率和每个LED子帧的刷新周期是整数个的用于每个被捕捉帧的照相机的曝光时间。

4.权利要求1的装置，其中，当所述装置被部署为与工作表面一起使用时：

所述投影仪被定位在照相机下面在由显示区域在两个维度上界定的体积之外；以及

所述照相机被定位在捕捉区域上方偏离捕捉区域的中心的位置处。

5.权利要求4的装置，其中，当所述装置被部署为与水平的工作表面一起使用时，投影仪被配置成沿着长于照相机在工作表面以上的高度的光路向显示区域中投射光。

6.一种便携式投影捕捉装置，包括：

数字照相机，其用以捕捉捕捉空间中的对象的静止图像和视频图像；以及

投影仪，其与照相机被容纳在一起以照亮捕捉空间中的对象并将由照相机捕捉的图像投射到与捕捉空间重叠的显示空间中。

7.权利要求6的装置，还包括与照相机和投影仪被容纳在一起的控制器，所述照相机和所述投影仪通过所述控制器被可操作地相互连接以便：

用投影仪照亮捕捉空间中的对象；

用照相机捕捉被投影仪照亮的捕捉空间中的对象的图像；以及

用投影仪将由照相机捕捉的图像投射到显示空间中。

8.权利要求7的装置，其中，所述照相机和所述投影仪通过所述控制器被可操作地相互连接以向显示空间中投射图形用户界面。

9.权利要求7的装置，还包括与所述控制器、所述投影仪和所述照相机一起被容纳的电子显示器，该显示器被可操作地连接到所述控制器以显示由照相机捕捉的图像。

10.权利要求7的装置，还包括用户输入装置，所述用户输入装置被可操作地连接到所述控制器且被配置成使得用户能够在显示空间中与所述装置相交互。

11.权利要求10的装置，其中，所述用户输入装置包括红外数字触针和红外照相机，所述红外数字触针和红外照相机与控制器、投影仪以及用于在与显示空间重合的红外照相机的捕捉空间中捕捉由所述触针发射的红外光的照相机被容纳在一起。

12.权利要求11的装置，其中，所述红外照相机被集成到投影仪光的光路中，使得投影仪的视场和红外照相机的视场是重合的。

13.一种供与具有水平的工作表面的三维工作空间一起使用的交互式便携投影捕捉装置，该装置包括：

基座，其具有用于在平坦、水平的工作表面上支撑所述装置的平坦部分；

数字照相机，其在所述装置被部署为供在所述工作表面上使用时被所述基座支撑在所述工作表面上方的位置处，所述照相机限定在两个维度上由所述工作表面上的捕捉区域来界定的三维捕捉空间；

投影仪，其被所述基座支撑在照相机下面，所述投影仪限定在两个维度上由与捕捉区域的至少一部分重叠的所述工作表面上的显示区域来界定的三维显示空间；以及

控制器，其被所述基座支撑且被配置成：

　　用投影仪照亮捕捉空间中的对象；

　　用照相机捕捉由投影仪照亮的捕捉空间中的对象的图像；以及

　　用投影仪将由照相机捕捉的图像投射到显示空间中。

14.权利要求13的装置，还包括外壳，所述外壳具有容纳所述基座上方的照相机的第一部分和容纳所述基座上的投影仪和控制器的第二部分。

15.权利要求14的装置，还包括在所述外壳的第一部分中与照相机被容纳在一起的反射镜，所述投影仪和所述反射镜被相对于彼此而定位以使得被从反射镜反射的来自投影仪的光照亮捕捉空间。

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