WO2018116462A1 - カメラ装置、電子黒板システム及び描画信号生成方法 - Google Patents

カメラ装置、電子黒板システム及び描画信号生成方法 Download PDF

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light pulse
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infrared light
frames
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幸則 潮屋
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Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means

Definitions

  • the present invention relates to a camera device, an electronic blackboard system, and a drawing signal generation method.
  • the interactive electronic blackboard includes an electronic pen, an infrared camera, a projection unit, and a computer device.
  • the electronic pen includes a switch and a light emitting unit that emits infrared light when the switch is pressed.
  • the switch is provided at the tip of the electronic pen, and the user can press the tip of the electronic pen against the screen to press the switch to emit infrared light.
  • the infrared camera images infrared rays from the electronic pen.
  • the infrared camera is connected to the computer device via a communication cable, and provides the computer device with an image signal (drawing signal) indicating the light emission point of the electronic pen on the screen.
  • the computer device is connected to the projection unit via a communication cable.
  • the computer device generates a drawing video signal indicating the trajectory of the electronic pen based on the image signal from the infrared camera, and supplies the drawing video signal to the projection unit.
  • the projection unit projects a drawing image based on the drawing image signal onto the screen.
  • the computer device can recognize an operation using the electronic pen (drawing, erasing the drawn picture, clicking an icon, etc.) by analyzing a captured image from the infrared camera.
  • an electronic blackboard system with a pen ID (Identification) function capable of individually recognizing operations of a plurality of electronic pens has been proposed.
  • FIG. 11 shows a configuration of an electronic blackboard system with a pen ID function in which two electronic pens are used.
  • the electronic blackboard system with a pen ID function includes a projector 100, a camera device 200, a computer device 300, and an electronic pen 400.
  • the projector 100 is connected to the computer apparatus 300 via a communication cable 100a.
  • the projector 100 projects an image based on the video signal supplied from the computer device 300 on the screen 500.
  • the two electronic pens 400 have the same configuration, and each includes a light receiving unit 401 that receives a synchronization infrared light pulse, a light emitting unit 402 that emits a drawing infrared light pulse, and a switch (not shown).
  • the light emission timing of the drawing infrared light pulse of one electronic pen 400 is different from the light emission timing of the drawing infrared light pulse of the other electronic pen 400.
  • the light emitting unit 402 receives the infrared light pulse for synchronization.
  • a drawing infrared light pulse is generated at the timing.
  • the light emitting unit 402 waits for a predetermined time from the reception timing of the infrared light pulse for synchronization. When the time has elapsed, a drawing infrared light pulse is generated.
  • the predetermined time is a time corresponding to half of the period of the synchronization infrared light pulse.
  • the camera device 200 is connected to the computer device 300 via a USB (Universal Serial Bus) cable 200a.
  • the camera device 200 generates an image signal including captured images of the electronic pens 400 ⁇ / b> A and 400 ⁇ / b> B and supplies the image signal to the computer device 300.
  • the computer device 300 detects the position coordinates of the electronic pens 400A and 400B based on the image signal from the camera device 200.
  • FIG. 12 shows the configuration of the camera device 200 and the configuration of the computer device 300 related to the drawing video processing.
  • the camera device 200 includes a light emitting unit 201, a lens 202, and an image sensor 203.
  • the image sensor 203 captures infrared light through the lens 202, and the imaging range includes a projection screen on the screen 500.
  • the frame frequency of the image sensor 203 is 120 (Hz).
  • the image sensor 203 supplies a vertical synchronization signal to the light emitting unit 201.
  • the light emitting unit 201 generates a synchronization infrared light pulse at a cycle twice that of the vertical synchronization signal.
  • the light emitting unit 201 generates a synchronization infrared light pulse at a timing of once every two times with respect to the vertical synchronization signal.
  • the image sensor 203 can sequentially output captured images of the electronic pens 400A and 400B.
  • FIG. 13 shows a relationship between the light emission timing of the synchronization infrared light pulse of the light emitting unit 201 and the light emission timing of the drawing infrared light pulse of the electronic pens 400A and 400B.
  • the electronic pens 400A and 400B are both in a state where the switch is pressed.
  • the frame frequency of the image sensor 203 is 120 (Hz).
  • the light emitting unit 201 generates a synchronization infrared light pulse at the start timing of an odd frame.
  • the light emitting unit 402 when the synchronization infrared light pulse is received by the light receiving unit 401, the light emitting unit 402 generates a drawing infrared light pulse at the reception timing of the synchronization infrared light pulse. That is, the electronic pen 400A generates a drawing infrared light pulse at the start timing of an odd frame.
  • the electronic pen 400 ⁇ / b> B when the synchronization infrared light pulse is received by the light receiving unit 401, the light emitting unit 402 performs a predetermined time (1/120 (s)) from the reception timing of the synchronization infrared light pulse. When a period of time elapses, a drawing infrared light pulse is generated. That is, the electronic pen 400B generates a drawing infrared light pulse at the start timing of an even frame.
  • the computer apparatus 300 includes a frame separation unit 301, image processing units 302 and 303, and electronic pen position coordinate detection units 304 and 304.
  • An output image signal (hereinafter referred to as a USB signal) of the image sensor 203 is supplied to the frame separation unit 301.
  • the frame separation unit 301 separates the USB signal from the camera device 200 into odd frames and even frames, supplies the odd frame image signals to the image processing unit 302, and supplies the even frame image signals to the image processing unit 303. To do.
  • the image signal of the odd frame indicates a captured image of the electronic pen 400A
  • the image signal of the even frame indicates a captured image of the electronic pen 400B.
  • the image processing unit 302 performs image processing such as level detection on the captured image of the electronic pen 400A, and the electronic pen position detection unit 304 determines the position coordinates of the electronic pen 400A on the projection screen based on the level detection result. Is detected.
  • the image processing unit 303 performs image processing such as level detection on the captured image of the electronic pen 400B, and the electronic pen position detection unit 305 determines the position coordinates of the electronic pen 400B on the projection screen based on the level detection result. Is detected.
  • FIG. 14 shows the relationship between the positions of the electronic pens 400 ⁇ / b> A and 400 ⁇ / b> B on the projection screen, the USB signal output from the camera device 200, and the odd frame and even frame image signals separated by the computer device 300.
  • the USB signal, the odd-numbered frame image signal, and the even-numbered frame image signal are all assumed to be image signals only in the horizontal direction. It is an image signal consisting of the data.
  • the image signal of the (2n + 1) th frame that is, the image signal of the odd-numbered frame
  • the image signal of the (2n) frame (that is, the image signal of the even frame) indicates the position in the horizontal direction on the projection screen 500a of the emission point of the drawing infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the frame separation unit 301 separates the USB signal from the camera device 200 into an image signal of the (2n + 1) th frame and an image signal of the (2n) frame.
  • the image processing unit 302 performs level detection processing on the image signal of the (2n + 1) th frame to detect a position (light emission point) where the signal level exceeds the reference value, and the electronic pen position detection unit 304 detects the projection screen. The position coordinates of the light emitting point on 500a are detected.
  • the image processing unit 303 performs level detection processing on the image signal of the (2n) frame to detect a position (light emitting point) where the signal level exceeds the reference value, and the electronic pen position detection unit 305 The position coordinates of the light emitting point on the projection screen 500a are detected.
  • the light emission timings of the drawing infrared light pulses of the two electronic pens 400A and 400B are made different from each other, and the captured images of the electronic pens 400A and 400B are assigned to the odd and even frames of the USB signal, respectively.
  • the operations of the electronic pens 400A and 400B can be individually recognized.
  • the upper limit of the length of the USB kale is set to 5 m. For this reason, when the communication distance between the camera device 200 and the computer device 300 exceeds 5 m, a communication device capable of long-distance transmission, for example, a communication device or a wireless LAN unit compliant with the HD Base-T standard is used. Used.
  • Patent Document 2 describes a technique for simultaneously recognizing the positions of a plurality of electronic pens as a related technique.
  • the above-described electronic blackboard system with a pen ID function has the following problems when using a communication device compliant with the HD Base-T standard or a communication device capable of long-distance transmission such as a wireless LAN unit.
  • the transfer band of the USB signal is about 150 Mbps.
  • the camera device transmits a VGA (Video Graphics Array) resolution USB signal
  • the frame frequency is 120 Hz, so a transfer band of about 300 Mbps, which is twice that of the frame frequency, is required. For this reason, when transferring a USB signal from the camera device using a communication device compliant with the HD Base-T standard, there is a problem that a sufficient transfer bandwidth cannot be secured.
  • the bandwidth of the wireless LAN is narrower than that of the HD Base-T standard. For this reason, when transferring a USB signal from the camera device using a wireless LAN unit, it becomes more difficult to secure a sufficient transfer bandwidth.
  • the transfer band can be secured by lowering the frame frequency of the image sensor.
  • an object of the present invention is to provide a camera device, an electronic device capable of transferring a signal at a frame frequency in accordance with the wireless LAN standard or the HD Base-T standard without hindering the tracking of the trajectory of the electronic pen.
  • a blackboard system and a drawing signal generation method are provided.
  • Each is configured to receive a synchronization light pulse and generate an infrared light pulse in order at predetermined time intervals in accordance with the synchronization light pulse.
  • the position on the display screen is indicated by the infrared light pulse.
  • a camera device used in combination with a plurality of indicators A light emitting unit for generating the synchronizing light pulse at a predetermined period;
  • An imaging unit that images the infrared light at the predetermined time interval and outputs an image signal indicating the emission point of the infrared light pulse for each indicator, with the region including the display screen as an imaging region;
  • the image signal output from the imaging unit is separated into a plurality of frames corresponding to the plurality of indicators at each predetermined period, and the signal levels indicating the light emitting points are different from each other in the images of the frames.
  • a camera apparatus having a frame processing unit that adjusts and combines into one frame.
  • a display device having a display screen; A plurality of indicators for emitting infrared light pulses to indicate positions on the display screen; A camera device that outputs a drawing signal indicating a locus of the infrared light pulse of each of the plurality of indicators; Connected to the display device and the camera device via a communication cable, generates a drawing video signal for each of the plurality of indicators based on the drawing signal, and supplies the drawing video signal to the display device to display the drawing video.
  • a video generation device to be displayed The plurality of indicators are configured to receive a synchronization light pulse and generate infrared light pulses in order at predetermined time intervals according to the synchronization light pulse,
  • the camera device is A light emitting unit for generating the synchronizing light pulse at a predetermined period;
  • An imaging unit that images the infrared light at the predetermined time interval and outputs an image signal indicating the emission point of the infrared light pulse for each indicator, with the region including the display screen as an imaging region;
  • the image signal output from the imaging unit is separated into a plurality of frames corresponding to the plurality of indicators at each predetermined period, and the signal levels indicating the light emitting points are different from each other in the images of the frames.
  • an electronic blackboard system having a frame processing unit that adjusts and combines into one frame.
  • Each is configured to receive a synchronization light pulse and generate an infrared light pulse in order at predetermined time intervals in accordance with the synchronization light pulse.
  • the position on the display screen is indicated by the infrared light pulse.
  • a drawing signal generation method performed in a camera device used in combination with a plurality of indicators, Generating the synchronizing optical pulse at a predetermined period; Using an image sensor having an area including the display screen as an imaging area, image infrared light at the predetermined time interval, For each predetermined period, the image signal indicating the emission point of the infrared light pulse output from the image sensor for each indicator is separated into a plurality of frames respectively corresponding to the plurality of indicators, There is provided a drawing signal generation method for adjusting an image of a frame so that signal levels indicating the light emitting points are different from each other and combining them into one frame.
  • the present invention it is possible to transfer a signal at a frame frequency in accordance with the wireless LAN standard or the HD Base-T standard without hindering the tracking of the trajectory of the electronic pen.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a USB signal generation operation of the camera device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a USB signal generation operation of the camera device shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a portion that separates and combines frames when k electronic pens are used, which is a modification of the camera device illustrated in FIG. 4. It is a block diagram for demonstrating the structure of the camera apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. It is a schematic diagram for demonstrating the production
  • FIG. 11 It is a block diagram which shows the structure of the camera apparatus and computer apparatus of an electronic blackboard system shown in FIG. It is a figure for demonstrating the relationship of the light emission timing of the infrared light pulse for motivations of the electronic blackboard system shown in FIG. 11, and the infrared light pulse for drawing of each electronic pen. It is a schematic diagram for demonstrating operation
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of a camera apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the camera device 10 is connected to a computer device 20 via a USB cable 200a.
  • an electronic blackboard system with a pen ID function in which two electronic pens are used can be configured.
  • the electronic blackboard system with a pen ID function can be realized by replacing the camera device 200 and the computer device 300 with the camera device 10 and the computer device 20.
  • the configuration and operation of the camera device 10 and the computer device 20 will be described using the electronic blackboard system with a pen ID function shown in FIG. 11 as an example.
  • the camera device 10 includes a light emitting unit 11, a lens 12, an image sensor 13, an LUT (Look up Table) 14, a frame separation unit 15, a frame memory 16, an integration circuit 17, and an addition circuit 18.
  • the light emitting unit 11, the lens 12, and the image sensor 13 are the same as the light emitting unit 201, the lens 202, and the image sensor 203 illustrated in FIG.
  • the frame frequency of the image sensor 13 is 120 (Hz).
  • the image sensor 13 can be referred to as an imaging unit
  • the LUT 14, the frame separation unit 15, the frame memory 16, the integration circuit 17, and the addition circuit 18 can be referred to as a frame processing unit.
  • the image sensor 13 supplies a vertical synchronization signal to the light emitting unit 11.
  • the light emitting unit 11 generates a synchronization infrared light pulse at a cycle twice that of the vertical synchronization signal from the image sensor 13.
  • the light emitting unit 11 generates a synchronization infrared light pulse at the start timing of an odd frame.
  • the emission timing of the synchronization infrared light pulse of the light emitting unit 11 and the emission timing of the drawing infrared light pulse of the electronic pens 400A and 400B have the relationship shown in FIG.
  • the synchronization infrared light pulse and the drawing infrared light pulse have different wavelengths.
  • the wavelength of the synchronization infrared light pulse is 940 nm
  • the wavelength of the drawing infrared light pulse is 850 nm.
  • the light receiving portion of the image sensor 13 has an optical filter that transmits the drawing infrared light pulse and reflects or absorbs other light. Is provided.
  • the light receiving portion of the electronic pens 400A and 400B is provided with an optical filter that transmits the synchronization infrared light pulse and reflects or absorbs other light.
  • the image sensor 13 sequentially outputs image signals indicating the emission points of the drawing infrared light pulses for each of the electronic pens 400A and 400B.
  • the image signal output from the image sensor 13 is supplied to the frame separation unit 15 via the LUT 14.
  • the LUT 14 is a table that defines the output signal level on a one-to-one basis with respect to the input signal level.
  • the LUT 14 compares the input signal level with the threshold value for each pixel of the image signal from the image sensor 13. If the input signal level is higher than the threshold value, the LUT 14 is a first signal level (a predetermined signal level, here “a If the input signal level is equal to or lower than the threshold value, a second signal level lower than the first signal level (here, “0”) is output. That is, the LUT 14 converts the image signal from the image sensor 13 into a binary image signal having signal levels “a” and “0”. In this binarized image signal, the signal level “a” indicates the emission point of the drawing infrared light pulse generated by the electronic pen.
  • the frame separation unit 15 separates the binarized image signal output from the LUT 14 into odd frames and even frames.
  • the odd frame image is supplied to the first input terminal of the addition circuit 18 via the frame memory 16, and the even frame image is supplied to the second input terminal of the addition circuit 18 via the integration circuit 17. .
  • the frame memory 16 gives a delay of one frame to the image signal of the odd frame so that the image of the odd frame and the image of the even frame are simultaneously supplied to the adder circuit 18.
  • the integrating circuit 17 doubles the signal level of the image signal of the even frame.
  • the image signal of the even frame is converted into a binary image signal having signal levels “2a” and “0”.
  • the signal level indicating the emission point of the drawing infrared light pulse generated by the electronic pen differs between the even frame and the odd frame.
  • the adder circuit 18 generates a USB signal (drawing signal) by combining the binarized image of the odd frame and the binarized image of the even frame. By combining the odd and even frames, the frame frequency of the USB signal becomes 60 Hz.
  • the USB signal output from the adder circuit 18 is supplied to the computer device 20 via the USB cable 200a.
  • the computer apparatus 20 includes an image processing unit 21 and electronic pen position coordinate detection units 22 and 23.
  • the image processing unit 21 performs image processing such as level detection on the USB signal from the addition circuit 18.
  • the electronic pen position detection unit 22 detects the position coordinates of the electronic pen 400A on the projection screen based on the level detection result
  • the electronic pen position detection unit 23 detects the position on the projection screen based on the level detection result.
  • the position coordinates of the electronic pen 400B are detected.
  • the computer device 20 supplies a drawing video signal based on the position coordinates of the electronic pens 400A and 400B to the projector 100 via the communication cable 100a. Projector 100 projects an image based on the drawn video signal on screen 500.
  • FIG. 2 schematically shows a USB signal generation procedure of the camera apparatus 10.
  • (a) is an output signal of the image sensor 13
  • (b) is a characteristic diagram of the LUT 14
  • (c) is an output signal of the frame separation unit 15
  • (d) is a frame memory.
  • 16 shows an output signal
  • a fraction (e) shows the output signal of the integrating circuit 17
  • a fraction (f) shows the output signal of the adder circuit 18.
  • the USB signal, the odd-numbered frame image signal, and the even-numbered frame image signal are all image signals only in the horizontal direction. It is an image signal composed of two-dimensional data including a direction.
  • the image signal of the (2n + 1) th frame (that is, the image signal of the odd-numbered frame) is the drawing infrared light of the electronic pen 400A.
  • the position of the light emission point of the pulse in the horizontal direction on the projection screen 500a is shown.
  • the image signal of the (2n) frame (that is, the image signal of the even frame) indicates the position in the horizontal direction on the projection screen 500a of the emission point of the drawing infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the image signal of the (2n + 1) frame and the image signal of the (2n) frame are sequentially input to the LUT 14. As shown in FIG.
  • the LUT 14 has an output signal level “a” when the input signal level exceeds the threshold, and an output signal level “0” when the input signal level is less than or equal to the threshold. It is configured to be. Both the image signal of the (2n + 1) frame and the image signal of the (2n) frame pass through the LUT 14 and are converted into binary image signals of signal levels “a” and “0”.
  • the binarized image signal from the LUT 14 is converted into a (2n + 1) -th frame binarized image signal and a (2n) -th frame 2 by the frame separation unit 15. Separated into a valued image signal.
  • the binarized image signal of the (2n + 1) th frame is supplied to the first input terminal of the adder circuit 18 via the frame memory 16, and the binarized image signal of the (2n) frame is passed through the integrating circuit 17. To the second input terminal of the adder circuit 18.
  • the signal level indicating the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400A is “ a ".
  • the signal level indicating the emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400 ⁇ / b> B. Is “2a”.
  • the adder circuit 18 combines these binarized image signals to generate a USB signal. As shown in FIG.
  • the USB signal is a signal obtained by synthesizing two frames of the (2n + 1) frame and the (2n) frame, and the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400A is determined. And a signal level “2a” indicating the emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the image processing unit 21 detects the signal level “a” and the signal level “2a” from the USB signal. Then, the electronic pen position coordinate detection unit 22 detects the position (coordinates) on the projection screen 500a of the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400A based on the signal level “a”, and detects the electronic pen position coordinate. Based on the signal level “2a”, the unit 23 detects the position (coordinates) on the projection screen 500a of the emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the frame frequency of the image sensor 13 remains 120 Hz, an odd-numbered frame image indicating the light emission point of the electronic pen 400A and an even-numbered frame indicating the light emission point of the electronic pen 400B.
  • a USB signal is generated by combining images into one frame.
  • the frame frequency of the USB signal is 60 Hz by synthesizing the frames, the frame frequency of the USB signal can be lowered as compared with the camera device 200 shown in FIG.
  • a signal can be transferred at a frame frequency in accordance with the Base-T standard. Further, since the frame frequency of the image sensor 13 is 120 Hz, it does not hinder the tracking of the trajectory of the electronic pen.
  • the frame frequency of the USB signal can be lowered, so long-distance transmission such as communication equipment or wireless LAN unit compliant with the HD Base-T standard.
  • a communication device capable of the above When a communication device capable of the above is used, a sufficient USB signal transfer band can be secured.
  • the degree of freedom of arrangement of the camera device 10 and the computer device 20 is improved.
  • two electronic pens are used, but three or more electronic pens may be used. However, in the case of using three or more electronic pens, it is necessary to change the circuit configuration of the part that separates and combines the frames.
  • FIG. 3 shows a circuit configuration of a portion that separates and combines frames when k electronic pens are used.
  • k is a natural number (1, 2, 3,).
  • the circuit shown in FIG. 3 includes a frame separation unit 15, delay circuits 16 1 to 16 k ⁇ 1 , integration circuits 17 1 to 17 k ⁇ 1, and an adder circuit 18.
  • the frame separation unit 15 separates the image signal from the LUT 15 into k frames (1) to (k), and the frames (1) to (k ⁇ 1) are sent to the delay circuits 16 1 to 16 k ⁇ 1 . Each is supplied, and the frame (k) is supplied to the integration times 17 k ⁇ 1 .
  • Outputs of the delay circuits 16 2 to 16 k-1 are supplied to integrating circuits 17 1 to 17 k-2 , respectively.
  • the output of the delay circuit 16 1 is supplied to the addition circuit 18.
  • the outputs of the integrating circuits 17 1 to 17 k ⁇ 1 are supplied to the adding circuit 18.
  • the delay circuits 16 1 to 16 k ⁇ 1 adjust the delay between the frames (1) to (k ⁇ 1) so that the frames (1) to (k) are supplied to the adder circuit 18 at the same timing. I do.
  • Delay circuits 16 1 , 16 2 ,. . . , 16 k-1 frame delay times are (k-1), (k-2),. . . , 1.
  • the delay circuit 16 1 the frame (1) causes a frame delayed by the number of frames (k-1).
  • Delay circuit 16 2 relative to the frame (2), causing a frame delayed by the number of frames (k-2).
  • the delay circuit 16 k-1 causes a frame delay of one frame with respect to the frame (k ⁇ 1).
  • the integration circuits 17 1 to 17 k ⁇ 1 adjust the signal levels of the frames (2) to (k) so that the signal levels of the frames (1) to (k) are different from each other.
  • Each multiplier of the integrated circuit 17 1 ⁇ 17 k-1 is 2, 3,. . . , K.
  • the integrating circuit 17 1 doubles the signal level of the frame (2) from the delay circuit 16 1 .
  • the integrating circuit 17 2 triples the signal level of the frame (3) from the delay circuit 16 3 .
  • the integration circuit 17 k-1 multiplies the signal level of the frame (k) from the frame separation unit 15 by k.
  • the adding circuit 18 combines the frame (1) from the delay circuit 16 1 and the frames (2) to (k) from the integrating circuits 17 1 to 17 k ⁇ 1 into one frame to generate a USB signal.
  • the frame frequency of the image sensor 13 is (60 ⁇ k) Hz
  • the frame frequency of the USB signal is 60 Hz.
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining a configuration of a camera apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the camera device 30 is connected to the computer device 20 via the USB cable 200a.
  • an electronic blackboard system with a pen ID function in which two electronic pens are used can be configured using the camera device 30 and the computer device 20.
  • the configuration and operation of the camera device 30 and the computer device 20 in the configuration applied to the electronic blackboard system with the pen ID function shown in FIG. 11 will be described.
  • the camera device 30 includes a light emitting unit 31, a lens 32, an image sensor 33, a frame separation unit 34, LUTs 35 and 36, a frame memory 37, and an addition circuit 38.
  • the light emitting unit 31, the lens 32, and the image sensor 33 are the same as the light emitting unit 11, the lens 12, and the image sensor 13 described in the first embodiment.
  • the image sensor 33 can be called an imaging unit
  • the frame separation unit 34, the LUTs 35 and 36, the frame memory 37, and the addition circuit 38 can be called a frame processing unit.
  • the frame separation unit 34 separates the image signal from the image sensor 33 into odd frames and even frames.
  • the odd frame is supplied to the first input terminal of the adder circuit via the LUT 35 and the frame memory 37.
  • the even frame is supplied to the second input terminal of the adder circuit via the LUT 36.
  • the LUT 35 is configured such that the output signal level when the input signal level exceeds the threshold is “a”, and the output signal level when the input signal level is equal to or lower than the threshold is “0”.
  • the LUT 35 converts the image signal of the odd frame into a binary image signal having signal levels “a” and “0”. In this binarized image signal, the signal level “a” indicates the emission point of the drawing infrared light pulse generated by the electronic pen 400A.
  • the LUT 36 is configured such that the output signal level is “2a” when the input signal level exceeds the threshold value, and the output signal level is “0” when the input signal level is less than or equal to the threshold value.
  • the LUT 36 converts the image signal of the even frame into a binary image signal having signal levels “2a” and “0”.
  • the signal level “2a” indicates the emission point of the drawing infrared light pulse generated by the electronic pen 400B.
  • the frame memory 37 gives a delay of one frame to the image signal of the odd frame so that the image of the odd frame and the image of the even frame are supplied to the adding circuit 38 at the same time.
  • the adder circuit 38 combines the binarized image of the odd frame and the binarized image of the even frame to generate a USB signal. By combining the odd and even frames, the frame frequency of the USB signal becomes 60 Hz.
  • the USB signal output from the adder circuit 38 is supplied to the computer apparatus 20 via the USB cable 200a.
  • the image processing unit 21 performs image processing such as level detection on the USB signal from the addition circuit 38.
  • the electronic pen position detection unit 22 detects the position coordinates of the electronic pen 400A on the projection screen based on the level detection result
  • the electronic pen position detection unit 23 detects the position on the projection screen based on the level detection result.
  • the position coordinates of the electronic pen 400B are detected.
  • the computer device 20 supplies a drawing video signal based on the position coordinates of the electronic pens 400A and 400B to the projector 100 via the communication cable 100a. Projector 100 projects an image based on the drawn video signal on screen 500.
  • FIG. 5 schematically shows the USB signal generation operation of the camera device 20.
  • (a) is an output signal of the image sensor 33
  • (b) is a characteristic diagram of the LUTs 34 and 35
  • (c) is an output signal of the LUT 34
  • (d) is an output of the LUT 35.
  • the signal, part (e) shows the output signal of the adder circuit 38.
  • the USB signal, the odd-numbered frame image signal, and the even-numbered frame image signal are all image signals only in the horizontal direction. It is an image signal composed of two-dimensional data including a direction.
  • the image signal of the (2n + 1) th frame (that is, the image signal of the odd frame) is the infrared light for drawing by the electronic pen 400A.
  • the position of the light emission point of the pulse in the horizontal direction on the projection screen 500a is shown.
  • the image signal of the (2n) frame (that is, the image signal of the even frame) indicates the position in the horizontal direction on the projection screen 500a of the emission point of the drawing infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the LUT 34 has an output signal level “a” when the input signal level exceeds the threshold value, and an output signal level “0” when the input signal level is less than or equal to the threshold value. It is configured to be.
  • the LUT 35 is configured such that the output signal level is “2a” when the input signal level exceeds the threshold, and the output signal level is “0” when the input signal level is less than or equal to the threshold.
  • the image signal of the (2n + 1) th frame passes through the LUT 34 and is converted into a binary image signal having signal levels “a” and “0”.
  • the signal level indicating the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400A is “a”.
  • the image signal of the (2n) frame passes through the LUT 35 and is converted into a binary image signal of signal levels “2a” and “0”.
  • the signal level indicating the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400B is “2a”.
  • the adder circuit 38 synthesizes the binarized image of the (2n + 1) frame and the binarized image of the (2n) frame to generate a USB signal.
  • the USB signal is a signal obtained by synthesizing two frames of the (2n + 1) frame and the (2n) frame, the signal level “a” indicating the emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400A, and the red of the electronic pen 400B. And a signal level “2a” indicating a light emission point of the external light Hals.
  • the image processing unit 21 detects the signal level “a” and the signal level “2a” from the USB signal.
  • the electronic pen position coordinate detection unit 22 detects the position (coordinates) on the projection screen 500a of the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400A based on the signal level “a”, and detects the electronic pen position coordinate. Based on the signal level “2a”, the unit 23 detects the position (coordinates) on the projection screen 500a of the emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the camera device 30 of the present embodiment also has the same operational effects as the first embodiment.
  • two electronic pens are used, but three or more electronic pens may be used.
  • three or more electronic pens may be used.
  • FIG. 6 shows a circuit configuration of a portion that separates and combines frames when k electronic pens are used.
  • k is a natural number (1, 2, 3,).
  • the circuit shown in FIG. 6 includes a frame separation unit 34, LUTs 39 1 to 39 k , delay circuits 37 1 to 37 k ⁇ 1 and an adder circuit 38.
  • the frame separation unit 34 separates the image signal from the image sensor 33 into k frames (1) to (k), and supplies the frames (1) to (k1) to the LUTs 39 1 to 39 k , respectively.
  • the outputs of the LUTs 39 1 to 39 k-1 are supplied to the delay circuits 37 1 to 37 k-1 , respectively, and the output of the LUT 39 k is supplied to the adder circuit 38.
  • the outputs of the delay circuits 37 1 to 37 k ⁇ 1 are supplied to the adder circuit 38, respectively.
  • the LUTs 39 1 to 39 k convert the images of the frames (1) to (k) into binarized images.
  • the conversion levels of LUTs 39 1 to 39 k are a, 2a,. . . , Ka.
  • LUT 39 1 converts the image signal of the frame (1) signal level "a" in the binary image signal of "0”.
  • LUT 39 2 converts the image signal of the frame (2) the signal level and "2a" to the binary image signal of "0”.
  • the LUT 39 k converts the image signal of the frame (k) into a binary image signal having signal levels “ka” and “0”.
  • the delay circuits 37 1 to 37 k ⁇ 1 perform delay adjustment of the frames (1) to (k ⁇ 1) so that the frames (1) to (k) are supplied to the adder circuit 38 at the same timing.
  • Delay circuits 37 1 , 37 2 ,. . . , 37 k ⁇ 1 have frame delay times of (k ⁇ 1), (k ⁇ 2),. . . , 1.
  • the delay circuit 37 1 the frame (1) causes a frame delay of a few frames of minutes (k-1).
  • the delay circuit 37 2 relative to the frame (2), causes a frame delay of a few frames of minutes (k-2).
  • the adder circuit 38 combines the frames (1) to (k ⁇ 1) from the delay circuits 37 1 to 37 k ⁇ 1 and the frame (k) from the LUT 39 k to generate a USB signal.
  • the frame frequency of the image sensor 33 is (60 ⁇ k) Hz
  • the frame frequency of the USB signal is 60 Hz.
  • FIG. 7 is a block diagram for explaining a configuration of a camera apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the camera device 40 is connected to the computer device 20 via a USB cable 200a.
  • an electronic blackboard system with a pen ID function in which two electronic pens are used can be configured using the camera device 40 and the computer device 20.
  • the configurations and operations of the camera device 40 and the computer device 20 in the configuration applied to the electronic blackboard system with the pen ID function shown in FIG. 11 will be described.
  • the camera device 40 is obtained by replacing the LUT 14 with a binarization circuit 41 in the configuration of the camera device 10 shown in FIG.
  • the image sensor 13 can be called an imaging unit
  • the binarization circuit 41, the frame separation unit 15, the frame memory 16, the integration circuit 17, and the addition circuit 18 can be called a frame processing unit. Since the configuration of the camera device 40 other than the binarization circuit 41 is the same as that of the camera device 10, a detailed description thereof will be omitted here.
  • the image signal output from the image sensor 13 is supplied to the binarization circuit 41.
  • the binarization circuit 41 binarizes the image signal from the image sensor 13 with reference to a preset threshold value.
  • the binarization circuit 41 sets a pixel whose signal level is higher than the threshold value to “1”, and sets a pixel whose signal level is equal to or lower than the threshold value to “0”.
  • a pixel indicated by “1” indicates a light emitting point of a drawing infrared light pulse of the electronic pen.
  • the threshold value is set to a value capable of separating the signal level indicating the light emission point from the other signal levels in the image signal from the image sensor 13.
  • the binarization circuit 41 supplies the binarized image signal to the frame separation unit 15.
  • the frame separation unit 15 separates the binarized image signal from the binarization circuit 41 into odd frames and even frames.
  • the odd frame is supplied to the first input terminal of the adder circuit 18 via the frame memory 16.
  • the even frame is supplied to the second input terminal of the adder circuit 18 via the integrating circuit 17.
  • the frame memory 16, the integrating circuit 17, and the adding circuit 18 are as described in the first embodiment.
  • FIG. 8 schematically shows the USB signal generation operation of the camera device 40.
  • (a) is an output signal of the image sensor 13
  • (b) is an output signal of an odd frame of the binarization circuit 41
  • (c) is an even frame of the binarization circuit 41.
  • (D) shows the output signal of the frame memory 16
  • (e) shows the output signal of the integrating circuit 17
  • (f) shows the output signal of the adding circuit 18.
  • the USB signal, the odd-numbered frame image signal, and the even-numbered frame image signal are all image signals only in the horizontal direction. It is an image signal composed of two-dimensional data including a direction.
  • the image signal of the (2n + 1) th frame (that is, the image signal of the odd frame) is the infrared light for drawing by the electronic pen 400A.
  • the position of the light emission point of the pulse in the horizontal direction on the projection screen 500a is shown.
  • the image signal of the (2n) frame (that is, the image signal of the even frame) indicates the position in the horizontal direction on the projection screen 500a of the emission point of the drawing infrared light pulse of the electronic pen 400B.
  • the image signal of the (2n + 1) frame and the image signal of the (2n) frame are sequentially input to the binarization circuit 41. As shown in FIG.
  • the binarization circuit 41 converts the image signal of the (2n + 1) th frame into a binarized image signal whose signal levels are “1” and “0”. As shown in the diagram (c) of FIG. 8, the binarization circuit 41 converts the image signal of the (2n) frame into a binarized image signal with signal levels “1” and “0”.
  • the frame memory 16 outputs a binary image signal of “1” and “0” as the image signal of the (2n + 1) th frame.
  • the signal level indicating the light emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400A is “1”.
  • the integration circuit 17 outputs a binary image signal having signal levels “2” and “0” as the image signal of the (2n) frame.
  • the signal level indicating the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400B is “2”.
  • the arithmetic circuit 18 is a (2n + 1) th frame image signal output from the frame memory 16 and is a binary image signal of “1” and “0”, and a (2n) th frame output from the integrating circuit 17.
  • the USB signal is generated by synthesizing the binary image signal “2” and the binary image signal “0”.
  • the USB signal is a signal obtained by synthesizing two frames of the (2n + 1) frame and the (2n) frame, and the emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400A is determined.
  • a signal level “2” indicating a light emission point of the infrared light Hals of the electronic pen 400B.
  • the image processing unit 21 detects the signal level “1” and the signal level “2” from the USB signal. Then, the electronic pen position coordinate detection unit 22 detects the position (coordinates) on the projection screen 500a of the emission point of the infrared light pulse of the electronic pen 400A based on the signal level “1”, and detects the electronic pen position coordinate. Based on the signal level “2”, the unit 23 detects the position (coordinates) on the projection screen 500a of the infrared light pulse emission point of the electronic pen 400B.
  • the camera device 40 of the present embodiment also has the same operational effects as the first embodiment. Further, as in the first embodiment, in this embodiment, three or more electronic pens can be used. When using three or more electronic pens, the circuit shown in FIG. 3 is used.
  • the frame frequency of the USB signal is 60 Hz, but the present invention is not limited to this.
  • the projector is used as the display device, but a direct-view display device such as a liquid crystal display device may be used instead.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining a configuration of a camera apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • Each of the camera devices 50 shown in FIG. 9 receives the synchronization light pulse, and generates the infrared light pulse in order at a predetermined time interval t according to the synchronization light pulse. It is used in combination with a plurality of indicators that indicate the position on the display screen by light pulses.
  • the camera device 50 includes a light emitting unit 51, an imaging unit 52, and a frame processing unit 53.
  • the light emitting unit 51 generates a synchronization optical pulse at a predetermined period T.
  • the imaging unit 52 uses the region including the display screen as an imaging region, images infrared light at a predetermined time interval t, and outputs an image signal indicating the emission point of the infrared light pulse for each indicator.
  • the frame processing unit 53 separates the image signal output from the imaging unit 52 into a plurality of frames respectively corresponding to the plurality of indicators at a predetermined period T, and displays an image of each frame indicating the light emitting point.
  • the signal levels are adjusted to be different from each other and combined into one frame.
  • the camera device 50 of the present embodiment also has the same operational effects as the first embodiment.
  • the camera device 50 can be modified as follows.
  • (Deformation 1) When the number of indicators is k (a positive integer), the frame processing unit 53 receives the image signal output from the imaging unit 52, compares the input signal level with the threshold value for each pixel, and determines the input signal level.
  • a look-up table that outputs a predetermined value when the input signal level is higher than the threshold value, and outputs 0 when the input signal level is less than or equal to the threshold value, and frame separation that separates the image signal output from the look-up table into k frames
  • a frame synthesizing unit that performs level adjustment for multiplying the signal level by a multiplier different for each frame, and synthesizes the k frames after the level adjustment into one frame. May be.
  • (Deformation 2) In the camera device according to the first modification, when the value of k is 2, the frame separation unit separates the image signal output from the lookup table into the odd frame and the even frame, and the frame synthesis unit performs the operation for the odd frame.
  • a frame memory that causes a delay of one frame, an integration circuit that doubles the signal level of the even frame, and an odd frame output from the frame memory and an even frame output from the integration circuit are combined into one frame. And an adder circuit.
  • the frame processing unit 53 is provided for each frame with a frame separation unit that separates the image signal output from the imaging unit 52 into k frames.
  • a frame separation unit that separates the image signal output from the imaging unit 52 into k frames.
  • the input signal level is compared with the threshold value, and when the input signal level is higher than the threshold value, a predetermined value is output, and when the input signal level is equal to or lower than the threshold value, k lookup tables that output 0, and k items
  • a frame synthesizing unit that synthesizes the frames output from the lookup table into one frame.
  • the k lookup tables are configured such that the predetermined values are different from each other.
  • the frame separation unit separates the image signal output from the imaging unit 52 into odd frames and even frames, and the k lookup tables include odd frames.
  • the input signal level is compared with the threshold value for each pixel, and the first value is output when the input signal level is higher than the threshold value, and 0 is output when the input signal level is equal to or lower than the threshold value.
  • a lookup table and an even frame are input, the input signal level is compared with a threshold value for each pixel, and if the input signal level is higher than the threshold value, a second value different from the first value is output, and the input signal And a second lookup table that outputs 0 when the level is equal to or lower than the threshold.
  • the frame processing unit 53 receives the image signal output from the imaging unit 52, compares the input signal level with the threshold value for each pixel, and determines the input signal level. 1 is output when the threshold is higher than the threshold, and 0 is output when the input signal level is less than or equal to the threshold, and the frame separation that separates the image signal output from the binarization circuit into k frames
  • a frame synthesizing unit that performs level adjustment for multiplying the signal level by a multiplier different for each frame, and synthesizes the k frames after the level adjustment into one frame. May be.
  • the frame separation unit separates the image signal output from the binarization circuit into odd frames and even frames
  • the frame synthesis unit A frame memory that causes a delay of one frame, an integration circuit that doubles the signal level of an even frame, and an odd frame output from the frame memory and an even frame output from the integration circuit into one frame And an adder circuit.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an electronic blackboard system according to an embodiment of the present invention.
  • the electronic blackboard system includes a projector 100, a camera device 600, a computer device 20, an electronic pen 400, an HD Base-T receiver 601 and an HD Base-T sender 602.
  • the projector 100 and the electronic pen 400 are the same as those shown in FIG. In FIG. 10, only one electronic pen 400 is shown for convenience, but in reality, two or more electronic pens 400 are used.
  • the camera device 600 and the computer device 20 are the camera device and the computer device described in any of the first to third embodiments described above.
  • the camera device 600 is connected to the HD Base-T receiver 601 via the USB cable 600a.
  • the projector 100 is connected to the HD Base-T receiver 601 via the communication cable 100a.
  • the HD Base-T receiver 601 is connected to the HD Base-T sender 602 via the LAN cable 603.
  • the HD Base-T sender 602 is connected to the computer apparatus 20 via the communication cable 100b and the USB cable 500b.
  • the communication cables 100a and 100b are video cables such as HDMI (High-Definition Multimedia Interface) cables.
  • the camera device 600 generates a USB signal by combining the frame images of the plurality of electronic pens 400 and supplies the USB signal to the computer device 20 via the HD Base-T receiver 601 and the HD Base-T sender 602. Since the frame frequency of the USB signal is about 60 Hz, the restriction of the transfer band (150 Mbps) of the HD Base-T standard is satisfied. When the communication distance between the camera device 600 and the computer device 20 is less than 5 m, the HD Base-T receiver 601 and the HD Base-T sender 602 may be removed.

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Abstract

電子ペンの軌跡への追従を妨げることなく、ＵＳＢ信号のフレーム周波数を下げることができるカメラ装置を提供する。カメラ装置（５０）は、それぞれが同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成された、該赤外光パルスにより表示画面上の位置を指示する複数の指示体と組み合わされて使用される。カメラ装置（５０）は、所定の周期で同期用光パルスを発生する発光部（５１）と、表示画面を含む領域を撮像領域とし、所定の時間間隔で赤外光を撮像して指示体毎に赤外光パルスの発光点を示す画像信号を出力する撮像部（５２）と、所定の周期毎に、撮像部（５２）から出力された画像信号を複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して１つのフレームに合成するフレーム処理部（５３）と、を有する。

Description

カメラ装置、電子黒板システム及び描画信号生成方法
　本発明は、カメラ装置、電子黒板システム及び描画信号生成方法に関する。
　電子ペンと呼ばれる指示体を用いて表示画面上に任意の情報を書き込むことができる電子黒板システムが提供されている。
　電子黒板システムの一例として、インタラクティブ電子黒板が特許文献１に記載されている。このインタラクティブ電子黒板は、電子ペン、赤外線カメラ、投写部及びコンピュータ装置を有する。
　電子ペンは、スイッチと、このスイッチが押された状態のときに赤外線を発光する発光部とを有する。スイッチは電子ペンの先端部に設けられ、使用者は、電子ペンの先端をスクリーンに押し付けることで、スイッチを押して赤外線を発光させることができる。
　赤外線カメラは、電子ペンからの赤外線を撮像する。赤外線カメラは、通信用ケーブルを介してコンピュータ装置と接続されており、スクリーン上の電子ペンの発光点を示す画像信号（描画信号）をコンピュータ装置に提供する。
　コンピュータ装置は、通信用ケーブルを介して投写部と接続されている。コンピュータ装置は、赤外線カメラからの画像信号に基づいて電子ペンの軌跡を示す描画映像信号を生成し、該描画映像信号を投写部に供給する。投写部は、描画映像信号に基づく描画映像をスクリーンに投写する。
　上記のインタラクティブ電子黒板において、コンピュータ装置は、赤外線カメラからの撮像画像を解析することで、電子ペンを用いた操作（描画や、描画した絵の消去、アイコンのクリックなど）を認識することができる。
　しかし、上記のインタラクティブ電子黒板においては、２本以上の電子ペンを用いる場合に、各電子ペンの操作を個別に認識することは困難である。
　そこで、複数の電子ペンの操作を個別に認識することが可能なペンＩＤ（Identification）機能付き電子黒板システムが提案されている。
　図１１に、２本の電子ペンが用いられるペンＩＤ機能付き電子黒板システムの構成を示す。
　図１１を参照すると、ペンＩＤ機能付き電子黒板システムは、プロジェクタ１００、カメラ装置２００、コンピュータ装置３００、及び電子ペン４００を有する。図１１において、便宜上、電子ペン４００は１つしか示されていないが、実際は、２本の電子ペン４００が用いられる。
　プロジェクタ１００は、通信ケーブル１００ａを介してコンピュータ装置３００と接続されている。プロジェクタ１００は、コンピュータ装置３００から供給される映像信号に基づく画像をスクリーン５００上に投写する。
　２本の電子ペン４００は同じ構成であり、それぞれ同期用赤外光パルスを受光する受光部４０１と、描画用赤外光パルスを発光する発光部４０２と、スイッチ（不図示）とを有する。ただし、一方の電子ペン４００の描画用赤外光パルスの発光タイミングが、他方の電子ペン４００の描画用赤外光パルスの発光タイミングと異なる。
　具体的には、一方の電子ペン４００では、スイッチが押された状態で、受光部４０１にて同期用赤外光パルスが受信されると、発光部４０２が、同期用赤外光パルスの受信タイミングで描画用赤外光パルスを発生する。他方の電子ペン４００では、スイッチが押された状態で、受光部４０１にて同期用赤外光パルスが受信されると、発光部４０２が、同期用赤外光パルスの受信タイミングから所定時間を経過した時点で描画用赤外光パルスを発生する。ここで、所定時間は、同期用赤外光パルスの周期の半分に相当する時間である。
　以下では、一方の電子ペンの符号を４００Ａとし、他方の電子ペンの符号を４００Ｂとしてそれらの動作を説明する。
　カメラ装置２００は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル２００ａを介してコンピュータ装置３００と接続されている。カメラ装置２００は、電子ペン４００Ａ、４００Ｂそれぞれの撮像画像を含む画像信号を生成してコンピュータ装置３００に供給する。コンピュータ装置３００は、カメラ装置２００からの画像信号に基づいて電子ペン４００Ａ、４００Ｂそれぞれの位置座標を検出する。
　図１２に、カメラ装置２００の構成とコンピュータ装置３００の描画映像処理に関わる部分の構成を示す。
　図１２を参照すると、カメラ装置２００は、発光部２０１、レンズ２０２及びイメージセンサ２０３を有する。イメージセンサ２０３は、レンズ２０２を介して赤外光を撮像するものであって、その撮像範囲は、スクリーン５００上の投写画面を含む。イメージセンサ２０３のフレーム周波数は１２０（Ｈｚ)である。
　イメージセンサ２０３は垂直同期信号を発光部２０１に供給する。発光部２０１は、垂直同期信号の２倍の周期で同期用赤外光パルスを発生する。具体的には、発光部２０１は、垂直同期信号に対して、２回に１回のタイミングで同期用赤外光パルスを発生する。その結果、イメージセンサ２０３は、電子ペン４００Ａ、４００Ｂの撮像画像を順に出力することができる。
　図１３に、発光部２０１の同期用赤外光パルスの発光タイミングと電子ペン４００Ａ、４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光タイミングとの関係を示す。この例では、電子ペン４００Ａ、４００Ｂはいずれも、スイッチが押された状態である。イメージセンサ２０３のフレーム周波数は１２０（Ｈｚ）である。
　図１３に示すように、イメージセンサ２０３では、発光部２０１が、奇数フレームの開始タイミングで同期用赤外光パルスを発生する。電子ペン４００Ａでは、受光部４０１にて同期用赤外光パルスが受信されると、発光部４０２が、その同期用赤外光パルスの受信タイミングで描画用赤外光パルスを発生する。すなわち、電子ペン４００Ａでは、奇数フレームの開始タイミングで描画用赤外光パルスを発生する。
　一方、電子ペン４００Ｂでは、受光部４０１にて同期用赤外光パルスが受信されると、発光部４０２が、その同期用赤外光パルスの受信タイミングから所定時間（１／１２０（ｓ））を経過した時点で描画用赤外光パルスを発生する。すなわち、電子ペン４００Ｂでは、偶数フレームの開始タイミングで描画用赤外光パルスを発生する。
　再び、図１２を参照する。コンピュータ装置３００は、フレーム分離部３０１、画像処理部３０２、３０３、及び電子ペン位置座標検出部３０４、３０４を有する。イメージセンサ２０３の出力画像信号（以下、ＵＳＢ信号と呼ぶ）がフレーム分離部３０１に供給される。
　フレーム分離部３０１は、カメラ装置２００からのＵＳＢ信号を奇数フレームと偶数フレームとに分離し、奇数フレームの画像信号を画像処理部３０２に供給し、偶数フレームの画像信号を画像処理部３０３に供給する。奇数フレームの画像信号は電子ペン４００Ａの撮像画像を示し、偶数フレームの画像信号は電子ペン４００Ｂの撮像画像を示す。
　画像処理部３０２は、電子ペン４００Ａの撮像画像に対してレベル検出等の画像処理を行い、電子ペン位置検出部３０４が、そのレベル検出結果に基づいて、投写画面上の電子ペン４００Ａの位置座標を検出する。画像処理部３０３は、電子ペン４００Ｂの撮像画像に対してレベル検出等の画像処理を行い、電子ペン位置検出部３０５が、そのレベル検出結果に基づいて、投写画面上の電子ペン４００Ｂの位置座標を検出する。
　図１４に、投写画面上の電子ペン４００Ａ、４００Ｂの位置と、カメラ装置２００から出力されるＵＳＢ信号と、コンピュータ装置３００で分離された奇数フレーム及び偶数フレームの画像信号との関係を示す。ここでは、説明を簡単にするために、ＵＳＢ信号、奇数フレームの画像信号及び偶数フレームの画像信号はいずれも、水平方向のみの画像信号としているが、実際は、水平方向及び垂直方向を含む２次元のデータからなる画像信号である。
　図１４に示すように、カメラ装置２００から出力されるＵＳＢ信号において、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号（すなわち、奇数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ａの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。一方、（２ｎ）フレーム目の画像信号（すなわち、偶数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。ここで、ｎは、自然数（＝１，２，３，．．．）である。
　コンピュータ装置３００では、フレーム分離部３０１が、カメラ装置２００からのＵＳＢ信号を、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号と（２ｎ）フレーム目の画像信号とに分離する。画像処理部３０２が、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号に対して、レベル検出処理を行って信号レベルが基準値を超える位置（発光点）を検出し、電子ペン位置検出部３０４が、投写画面５００ａ上の発光点の位置座標を検出する。また、画像処理部３０３が、（２ｎ）フレーム目の画像信号に対して、レベル検出処理を行って信号レベルが基準値を超える位置（発光点）を検出し、電子ペン位置検出部３０５が、投写画面５００ａ上の発光点の位置座標を検出する。
　上記のように、２本の電子ペン４００Ａ、４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光タイミングを互いに異ならせ、電子ペン４００Ａ、４００Ｂの撮像画像をそれぞれＵＳＢ信号の奇数フレームと偶数フレームに割り振ることで、電子ペン４００Ａ、４００Ｂの操作を個別に認識することができる。
　ところで、ＵＳＢ規格によれば、ＵＳＢケールの長さの上限は５ｍとされている。このため、カメラ装置２００とコンピュータ装置３００の間の通信距離が５ｍを超える場合には、長距離伝送が可能な通信機器、例えば、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に準拠した通信機器や無線ＬＡＮユニットなどが用いられる。
　特許文献２には、関連技術として、複数の電子ペンの位置を同時に認識する技術が記載されている。
特開２００３－２７６３９９号公報 特開２０１１－２３９３１９号公報
　上述したペンＩＤ機能付き電子黒板システムにおいては、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に準拠した通信機器や無線ＬＡＮユニットなどの長距離伝送が可能な通信機器を用いる場合に、以下のような問題がある。
　ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格によれば、ＵＳＢ信号の転送帯域は１５０Ｍｂｐｓ程度である。カメラ装置がＶＧＡ（Video Graphics Array）解像度のＵＳＢ信号を送信する場合、フレーム周波数が６０Ｈｚであれば、１５０Ｍｂｐｓ程度の転送帯域が必要である。上述したペンＩＤ機能付き電子黒板システムでは、フレーム周波数は１２０Ｈｚであるので、その２倍の３００Ｍｂｐｓ程度の転送帯域が必要である。このため、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に準拠した通信機器を用いてカメラ装置からのＵＳＢ信号を転送する場合は、十分な転送帯域を確保することができないという問題がある。
　無線ＬＡＮの帯域は、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格よりもさらに狭い。このため、無線ＬＡＮユニットを用いてカメラ装置からのＵＳＢ信号を転送する場合は、十分な転送帯域を確保することがさらに難しくなる。
　なお、イメージセンサのフレーム周波数を下げることで、転送帯域を確保することができる。しかし、上述したペンＩＤ機能付き電子黒板システムにおいて、２本の電子ペンの軌跡に違和感なく追従する描画映像を作成するためには、イメージセンサを１２０Ｈｚ程度のフレーム周波数で動作させる必要がある。このため、転送帯域を確保するためにイメージセンサのフレーム周波数を下げると、電子ペンの軌跡に違和感なく追従する描画映像を作成することが困難になる。
　本発明の目的は、上記課題に鑑み、電子ペンの軌跡への追従を妨げることなく、無線ＬＡＮ規格やＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に沿ったフレーム周波数で信号を転送することができる、カメラ装置、電子黒板システム及び描画信号生成方法を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
　それぞれが同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成された、該赤外光パルスにより表示画面上の位置を指示する複数の指示体と組み合わされて使用されるカメラ装置であって、
　所定の周期で前記同期用光パルスを発生する発光部と、
　前記表示画面を含む領域を撮像領域とし、前記所定の時間間隔で赤外光を撮像して前記指示体毎に前記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を出力する撮像部と、
　前記所定の周期毎に、前記撮像部から出力された前記画像信号を前記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、前記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して１つのフレームに合成するフレーム処理部と、を有する、カメラ装置が提供される。
　本発明の別の態様によれば、
　表示画面を備えた表示装置と、
　赤外光パルスを発して前記表示画面上の位置を指示する複数の指示体と、
　前記複数の指示体それぞれの前記赤外光パルスの軌跡を示す描画信号を出力するカメラ装置と、
　前記表示装置及びカメラ装置と通信ケーブルを介して接続され、前記描画信号に基づいて前記複数の指示体それぞれの描画映像信号を生成し、該描画映像信号を前記表示装置に供給して描画映像を表示させる映像生成装置と、を有し、
　前記複数の指示体は、同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成され、
　前記カメラ装置は、
　所定の周期で前記同期用光パルスを発生する発光部と、
　前記表示画面を含む領域を撮像領域とし、前記所定の時間間隔で赤外光を撮像して前記指示体毎に前記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を出力する撮像部と、
　前記所定の周期毎に、前記撮像部から出力された前記画像信号を前記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、前記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して1つのフレームに合成するフレーム処理部と、を有する、電子黒板システムが提供される。
　本発明のさらに別の態様によれば、
　それぞれが同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成された、該赤外光パルスにより表示画面上の位置を指示する複数の指示体と組み合わされて使用されるカメラ装置にて行われる描画信号生成方法であって、
　所定の周期で前記同期用光パルスを発生し、
　前記表示画面を含む領域を撮像領域とするイメージセンサを用いて、前記所定の時間間隔で赤外光を撮像し、
　前記所定の周期毎に、前記イメージセンサから前記指示体毎に出力された前記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を、前記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、前記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して1つのフレームに合成する、描画信号生成方法が提供される。
　本発明によれば、電子ペンの軌跡への追従を妨げることなく、無線ＬＡＮ規格やＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に沿ったフレーム周波数で信号を転送することができる。
本発明の第１の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。 図1に示すカメラ装置のＵＳＢ信号の生成動作を説明するための模式図である。 図１に示すカメラ装置の変形例である、ｋ本の電子ペンを用いた場合のフレームの分離及び合成を行う部分の回路構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。 図４に示すカメラ装置のＵＳＢ信号の生成動作を説明するための模式図である。 図４に示すカメラ装置の変形例である、ｋ本の電子ペンを用いた場合のフレームの分離及び合成を行う部分の回路構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。 図７に示すカメラ装置のＵＳＢ信号の生成動作を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態によるカメラ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の電子黒板システムの一例を示す模式図である。 ２本の電子ペンが用いられるペンＩＤ機能付き電子黒板システムの構成を示す模式図である。 図１１に示す電子黒板システムのカメラ装置及びコンピュータ装置の構成を示すブロック図である。 図１１に示す電子黒板システムの動機用赤外光パルスと各電子ペンの描画用赤外光パルスとの発光タイミングの関係を説明するための図である。 図１１に示すカメラ装置及びコンピュータ装置の動作を説明するための模式図である。
　次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。
　図１を参照すると、カメラ装置１０は、ＵＳＢケーブル２００ａを介してコンピュータ装置２０と接続されている。これらカメラ装置１０及びコンピュータ装置２０を用いて、２本の電子ペンが用いられるペンＩＤ機能付き電子黒板システムを構成することができる。例えば、図１１に示したペンＩＤ機能付き電子黒板システムにおいて、カメラ装置２００及びコンピュータ装置３００をカメラ装置１０及びコンピュータ装置２０に置き換えることで、ペンＩＤ機能付き電子黒板システムを実現できる。ここでは、図１１に示したペンＩＤ機能付き電子黒板システムを例に、カメラ装置１０及びコンピュータ装置２０の構成及び動作を説明する。
　カメラ装置１０は、発光部１１、レンズ１２、イメージセンサ１３、ＬＵＴ（Look up Table）１４、フレーム分離部１５、フレームメモリ１６、積算回路１７及び加算回路１８を有する。発光部１１、レンズ１２及びイメージセンサ１３は、図１１に示した発光部２０１、レンズ２０２及びイメージセンサ２０３と同じものである。イメージセンサ１３のフレーム周波数は１２０（Ｈｚ)である。ここで、イメージセンサ１３は撮像部と呼ぶことができ、ＬＵＴ１４、フレーム分離部１５、フレームメモリ１６、積算回路１７及び加算回路１８はフレーム処理部と呼ぶことができる。
　イメージセンサ１３は、垂直同期信号を発光部１１に供給する。発光部１１は、イメージセンサ１３からの垂直同期信号の２倍の周期で同期用赤外光パルスを発生する。ここでは、発光部１１は、奇数フレームの開始タイミングで同期用赤外光パルスを発生する。発光部１１の同期用赤外光パルスの発光タイミングと電子ペン４００Ａ、４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光タイミングは、前述の図１３に示した関係を有する。
　同期用赤外光パルスと描画用赤外光パルスは互いの波長が異なる。例えば、同期用赤外光パルスの波長は９４０ｎｍであり、描画用赤外光パルスの波長は８５０ｎｍである。同期用赤外光パルスと描画用赤外光パルスを区別するために、イメージセンサ１３の受光部には、描画用赤外光パルスを透過し、それ以外の光を反射または吸収する光学フィルタが設けられている。一方、電子ペン４００Ａ、４００Ｂの受光部には、同期用赤外光パルスを透過し、それ以外の光を反射または吸収する光学フィルタが設けられている。
　イメージセンサ１３は、電子ペン４００Ａ、４００Ｂそれぞれについて、描画用赤外光パルスの発光点を示す画像信号を順に出力する。イメージセンサ１３から出力された画像信号は、ＬＵＴ１４を介してフレーム分離部１５に供給される。
　ＬＵＴ１４は、入力信号レベルに対して出力信号レベルを１対１で定義したテーブルである。ＬＵＴ１４は、イメージセンサ１３からの画像信号について、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は、第１信号レベル（所定の信号レベルで、ここでは「ａ」とする）を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は、第１信号レベルよりも低い第２信号レベル（ここでは、「０」とする）を出力する。すなわち、ＬＵＴ１４は、イメージセンサ１３からの画像信号を信号レベル「ａ」と「０」の２値化画像信号に変換する。この２値化画像信号において、信号レベル「ａ」が、電子ペンが発生した描画用赤外光パルスの発光点を示す。
　フレーム分離部１５は、ＬＵＴ１４から出力された２値化画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離する。奇数フレームの画像は、フレームメモリ１６を介して加算回路１８の第１の入力端子に供給され、偶数フレームの画像は、積算回路１７を介して加算回路１８の第２の入力端子に供給される。
　フレームメモリ１６は、奇数フレームの画像と偶数フレームの画像が同時に加算回路１８に供給されるように、奇数フレームの画像信号に対して１フレーム分の遅延を与える。積算回路１７は、偶数フレームの画像信号の信号レベルを２倍にする。これにより、偶数フレームの画像信号は、信号レベル「２ａ」と「０」の２値化画像信号に変換される。その結果、偶数フレームと奇数フレームの間で、電子ペンが発生した描画用赤外光パルスの発光点を示す信号レベルが異なる。
　加算回路１８は、奇数フレームの２値化画像と偶数フレームの２値化画像を合成してＵＳＢ信号（描画信号）を生成する。奇数フレームと偶数フレームを合成することで、ＵＳＢ信号のフレーム周波数は６０Ｈｚになる。加算回路１８から出力されたＵＳＢ信号は、ＵＳＢケーブル２００ａを介してコンピュータ装置２０に供給される。
　コンピュータ装置２０は、画像処理部２１及び電子ペン位置座標検出部２２、２３を有する。画像処理部２１は、加算回路１８からのＵＳＢ信号に対してレベル検出等の画像処理を行う。そして、電子ペン位置検出部２２が、レベル検出結果に基づいて、投写画面上の電子ペン４００Ａの位置座標を検出し、電子ペン位置検出部２３が、レベル検出結果に基づいて、投写画面上の電子ペン４００Ｂの位置座標を検出する。コンピュータ装置２０は、電子ペン４００Ａ、４００Ｂの位置座標に基づく描画映像信号を、通信ケーブル１００ａを介してプロジェクタ１００に供給する。プロジェクタ１００は、描画映像信号に基づく画像をスクリーン５００上に投写する。
　次に、カメラ装置１０のＵＳＢ信号生成動作を詳細に説明する。
　図２に、カメラ装置１０のＵＳＢ信号の生成手順を模式的に示す。図２において、分図（ａ）はイメージセンサ１３の出力信号、分図（ｂ）はＬＵＴ１４の特性図、分図（ｃ）はフレーム分離部１５の出力信号、分図（ｄ）はフレームメモリ１６の出力信号、分図（ｅ）は積算回路１７の出力信号、分図（ｆ）は加算回路１８の出力信号を示す。なお、図２の例では、説明を簡単にするために、ＵＳＢ信号、奇数フレームの画像信号及び偶数フレームの画像信号はいずれも、水平方向のみの画像信号としているが、実際は、水平方向及び垂直方向を含む２次元のデータからなる画像信号である。
　図２の分図（ａ）に示すように、イメージセンサ１３の出力信号において、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号（すなわち、奇数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ａの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。一方、（２ｎ）フレーム目の画像信号（すなわち、偶数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。ここで、ｎは、自然数（＝１，２，３，．．．）である。
　（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号及び（２ｎ）フレーム目の画像信号は順次、ＬＵＴ１４に入力される。図２の分図（ｂ）に示すように、ＬＵＴ１４は、入力信号レベルが閾値を超えた場合の出力信号レベルが「ａ」、入力信号レベルが閾値以下の場合の出力信号レベルが「０」になるように構成されている。（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号及び（２ｎ）フレーム目の画像信号はいずれも、ＬＵＴ１４を通過することで、信号レベル「ａ」と「０」の２値化画像信号に変換される。
　図２の分図（ｃ）に示すように、ＬＵＴ１４からの２値化画像信号は、フレーム分離部１５にて、（２ｎ＋１）フレーム目の２値化画像信号と、（２ｎ）フレーム目の２値化画像信号に分離される。（２ｎ＋１）フレーム目の２値化画像信号は、フレームメモリ１６を介して加算回路１８の第１の入力端子に供給され、（２ｎ）フレーム目の２値化画像信号は、積算回路１７を介して加算回路１８の第２の入力端子に供給される。
　図２の分図（ｄ）に示すように、フレームメモリ１６から出力された（２ｎ＋１）フレーム目の２値化画像信号において、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベルは「ａ」である。一方、図２の分図（ｅ）に示すように、積算回路１７から出力された（２ｎ）フレーム目の２値化画像信号において、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベルは「２ａ」である。加算回路１８は、これら２値化画像信号を合成してＵＳＢ信号を生成する。図２の分図（ｆ）に示すように、ＵＳＢ信号は、（２ｎ＋１）フレームと（２ｎ）フレームとの２つのフレームを合成した信号であり、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベル「ａ」と、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベル「２ａ」とを含む。
　コンピュータ装置２０では、画像処理部２１が、ＵＳＢ信号から信号レベル「ａ」と信号レベル「２ａ」をそれぞれ検出する。そして、電子ペン位置座標検出部２２が、信号レベル「ａ」に基づいて、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点の投写画面５００ａ上の位置（座標）を検出し、電子ペン位置座標検出部２３が、信号レベル「２ａ」に基づいて、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点の投写画面５００ａ上の位置（座標）を検出する。
　上述した本実施形態のカメラ装置１０によれば、イメージセンサ１３のフレーム周波数は１２０Ｈｚのままで、電子ペン４００Ａの発光点を示す奇数フレームの画像と、電子ペン４００Ｂの発光点を示す偶数フレームの画像を1つのフレームに合成してＵＳＢ信号を生成する。この場合、フレームを合成することで、ＵＳＢ信号のフレーム周波数は６０Ｈｚとなるので、図１１に示したカメラ装置２００と比較して、ＵＳＢ信号のフレーム周波数を下げることができ、無線ＬＡＮ規格やＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に沿ったフレーム周波数で信号を転送することができる。また、イメージセンサ１３のフレーム周波数は１２０Ｈｚであるので、電子ペンの軌跡への追従を妨げることもない。
　また、本実施形態のカメラ装置１０を用いた電子黒板システムによれば、ＵＳＢ信号のフレーム周波数を下げることができるため、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格に準拠した通信機器や無線ＬＡＮユニットなどの長距離伝送が可能な通信機器を用いた場合に、ＵＳＢ信号の転送帯域を十分に確保することができる。長距離伝送が可能な通信機器を用いることで、カメラ装置１０とコンピュータ装置２０の配置の自由度が向上する。
　なお、本実施形態では、２本の電子ペンを用いているが、３本以上の電子ペンが用いられても良い。ただし、３本以上の電子ペンを用いる場合は、フレームの分離及び合成を行う部分の回路構成を変更する必要がある。
　図３に、ｋ本の電子ペンを用いた場合のフレームの分離及び合成を行う部分の回路構成を示す。ｋは、自然数（１，２，３，．．．）である。
　図３に示す回路は、フレーム分離部１５、遅延回路１６1～１６k-1、積算回路１７1～１７k-1及び加算回路１８を有する。フレーム分離部１５は、ＬＵＴ１５からの画像信号をｋ個のフレーム（１）～フレーム（ｋ）に分離し、フレーム（１）～フレーム（ｋ－１）を遅延回路１６1～１６k-1にそれぞれ供給し、フレーム（ｋ）を積算回１７k-1に供給する。
　遅延回路１６2～１６k-1の出力は、積算回路１７1～１７k-2にそれぞれ供給される。遅延回路１６1の出力は、加算回路１８に供給される。積算回路１７1～１７k-1の出力は、加算回路１８に供給される。
　遅延回路１６1～１６k-1は、フレーム（１）～フレーム（ｋ）が同じタイミングで加算回路１８に供給されるように、フレーム（１）～フレーム（ｋ－１）の間の遅延調整を行う。遅延回路１６1，１６2，．．．，１６k-1のフレーム遅延時間はそれぞれ（ｋ－１），（ｋ－２），．．．，１である。例えば、遅延回路１６1は、フレーム（１）に対して、（ｋ－１）のフレーム数だけフレーム遅延を生じさせる。遅延回路１６2は、フレーム（２）に対して、（ｋ－２）のフレーム数だけフレーム遅延を生じさせる。遅延回路１６k-1は、フレーム（ｋ－１）に対して、１フレームだけフレーム遅延を生じさせる。
　積算回路１７1～１７k-1は、フレーム（１）～フレーム（ｋ）の信号レベルが互いに異なるように、フレーム（２）～フレーム（ｋ）の信号レベルを調整する。積算回路１７1～１７k-1の乗数はそれぞれ２，３，．．．，ｋである。例えば、積算回路１７1は、遅延回路１６1からのフレーム（２）の信号レベルを２倍する。積算回路１７2は、遅延回路１６3からのフレーム（３）の信号レベルを３倍する。積算回路１７k-1は、フレーム分離部１５からのフレーム（ｋ）の信号レベルをｋ倍する。
　加算回路１８は、遅延回路１６1からのフレーム（１）及び積算回路１７1～１７k-1からのフレーム（２）～（ｋ）を1つのフレームに合成してＵＳＢ信号を生成する。この場合のイメージセンサ１３のフレーム周波数は（６０×ｋ）Ｈｚであり、ＵＳＢ信号のフレーム周波数は６０Ｈｚである。
　(第２の実施形態)
　図４は、本発明の第２の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。
　図４を参照すると、カメラ装置３０は、ＵＳＢケーブル２００ａを介してコンピュータ装置２０と接続されている。第１の実施形態と同様、これらカメラ装置３０及びコンピュータ装置２０を用いて、２本の電子ペンが用いられるペンＩＤ機能付き電子黒板システムを構成することができる。ここでは、図１１に示したペンＩＤ機能付き電子黒板システムに適用した構成において、カメラ装置３０及びコンピュータ装置２０の構成及び動作を説明する。
　カメラ装置３０は、発光部３１、レンズ３２、イメージセンサ３３、フレーム分離部３４、ＬＵＴ３５、３６、フレームメモリ３７及び加算回路３８を有する。発光部３１、レンズ３２及びイメージセンサ３３は、第１の実施形態で説明した発光部１１、レンズ１２及びイメージセンサ１３と同じものである。ここで、イメージセンサ３３は撮像部と呼ぶことができ、フレーム分離部３４、ＬＵＴ３５、３６、フレームメモリ３７及び加算回路３８は、フレーム処理部と呼ぶことができる。
　フレーム分離部３４は、イメージセンサ３３からの画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離する。奇数フレームは、ＬＵＴ３５及びフレームメモリ３７を介して加算回路の第１入力端子に供給される。偶数フレームは、ＬＵＴ３６を介して加算回路の第２入力端子に供給される。
　ＬＵＴ３５は、入力信号レベルが閾値を超えた場合の出力信号レベルが「ａ」、入力信号レベルが閾値以下の場合の出力信号レベルが「０」になるように構成されている。ＬＵＴ３５は、奇数フレームの画像信号を信号レベル「ａ」と「０」の２値化画像信号に変換する。この２値化画像信号において、信号レベル「ａ」が、電子ペン４００Ａが発生した描画用赤外光パルスの発光点を示す。
　ＬＵＴ３６は、入力信号レベルが閾値を超えた場合の出力信号レベルが「２ａ」、入力信号レベルが閾値以下の場合の出力信号レベルが「０」になるように構成されている。ＬＵＴ３６は、偶数フレームの画像信号を信号レベル「２ａ」と「０」の２値化画像信号に変換する。この２値化画像信号において、信号レベル「２ａ」が、電子ペン４００Ｂが発生した描画用赤外光パルスの発光点を示す。
　フレームメモリ３７は、奇数フレームの画像と偶数フレームの画像が同時に加算回路３８に供給されるように、奇数フレームの画像信号に対して１フレーム分の遅延を与える。加算回路３８は、奇数フレームの２値化画像と偶数フレームの２値化画像を合成してＵＳＢ信号を生成する。奇数フレームと偶数フレームを合成することで、ＵＳＢ信号のフレーム周波数は６０Ｈｚになる。加算回路３８から出力されたＵＳＢ信号は、ＵＳＢケーブル２００ａを介してコンピュータ装置２０に供給される。
　コンピュータ装置２０では、画像処理部２１が、加算回路３８からのＵＳＢ信号に対してレベル検出等の画像処理を行う。そして、電子ペン位置検出部２２が、レベル検出結果に基づいて、投写画面上の電子ペン４００Ａの位置座標を検出し、電子ペン位置検出部２３が、レベル検出結果に基づいて、投写画面上の電子ペン４００Ｂの位置座標を検出する。コンピュータ装置２０は、電子ペン４００Ａ、４００Ｂの位置座標に基づく描画映像信号を、通信ケーブル１００ａを介してプロジェクタ１００に供給する。プロジェクタ１００は、描画映像信号に基づく画像をスクリーン５００上に投写する。
　次に、カメラ装置３０のＵＳＢ信号生成動作を詳細に説明する。
　図５に、カメラ装置２０のＵＳＢ信号の生成動作を模式的に示す。図５において、分図（ａ）はイメージセンサ３３の出力信号、分図（ｂ）はＬＵＴ３４、３５の特性図、分図（ｃ）はＬＵＴ３４の出力信号、分図（ｄ）はＬＵＴ３５の出力信号、分図（ｅ）は加算回路３８の出力信号を示す。なお、図５の例では、説明を簡単にするために、ＵＳＢ信号、奇数フレームの画像信号及び偶数フレームの画像信号はいずれも、水平方向のみの画像信号としているが、実際は、水平方向及び垂直方向を含む２次元のデータからなる画像信号である。
　図５の分図（ａ）に示すように、イメージセンサ３３の出力信号において、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号（すなわち、奇数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ａの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。一方、（２ｎ）フレーム目の画像信号（すなわち、偶数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。ここで、ｎは、自然数（＝１，２，３，．．．）である。
　図５の分図（ｂ）に示すように、ＬＵＴ３４は、入力信号レベルが閾値を超えた場合の出力信号レベルが「ａ」、入力信号レベルが閾値以下の場合の出力信号レベルが「０」になるように構成されている。また、ＬＵＴ３５は、入力信号レベルが閾値を超えた場合の出力信号レベルが「２ａ」、入力信号レベルが閾値以下の場合の出力信号レベルが「０」になるように構成されている。
　図５の分図（ｃ）に示すように、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号は、ＬＵＴ３４を通過することで、信号レベル「ａ」と「０」の２値化画像信号に変換される。ＬＵＴ３４から出力された（２ｎ＋１）フレーム目の２値化画像信号において、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベルは「ａ」である。
　図５の分図（ｄ）に示すように、（２ｎ）フレーム目の画像信号は、ＬＵＴ３５を通過することで、信号レベル「２ａ」と「０」の２値化画像信号に変換される。ＬＵＴ３５から出力された（２ｎ）フレーム目の２値化画像信号において、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベルは「２ａ」である。
　図５の分図（ｅ）に示すように、加算回路３８は、（２ｎ＋１）フレーム目の２値化画像と（２ｎ）フレーム目の２値化画像とを合成してＵＳＢ信号を生成する。ＵＳＢ信号は、（２ｎ＋１）フレームと（２ｎ）フレームとの２つのフレームを合成した信号であり、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベル「ａ」と、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベル「２ａ」とを含む。
　コンピュータ装置２０では、画像処理部２１が、ＵＳＢ信号から信号レベル「ａ」と信号レベル「２ａ」をそれぞれ検出する。そして、電子ペン位置座標検出部２２が、信号レベル「ａ」に基づいて、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点の投写画面５００ａ上の位置（座標）を検出し、電子ペン位置座標検出部２３が、信号レベル「２ａ」に基づいて、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点の投写画面５００ａ上の位置（座標）を検出する。
　本実施形態のカメラ装置３０においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
　なお、本実施形態では、２本の電子ペンを用いているが、３本以上の電子ペンが用いられても良い。ただし、３本以上の電子ペンを用いる場合は、フレームの分離及び合成を行う部分の回路構成を変更する必要がある。
　図６に、ｋ本の電子ペンを用いた場合のフレームの分離及び合成を行う部分の回路構成を示す。ｋは、自然数（１，２，３，．．．）である。
　図６に示す回路は、フレーム分離部３４、ＬＵＴ３９1～３９k、遅延回路３７1～３７k-1及び加算回路３８を有する。フレーム分離部３４は、イメージセンサ３３からの画像信号をｋ個のフレーム（１）～フレーム（ｋ）に分離し、フレーム（１）～フレーム（ｋ１）をＬＵＴ３９1～３９kにそれぞれ供給する。ＬＵＴ３９1～３９k-1の出力は遅延回路３７1～３７k-1にそれぞれ供給され、ＬＵＴ３９kの出力は加算回路３８に供給される。遅延回路３７1～３７k-1の出力はそれぞれ加算回路３８に供給される。
　ＬＵＴ３９1～３９kは、フレーム（１）～フレーム（ｋ）の画像を２値化画像に変換する。ＬＵＴ３９1～３９kの変換レベルはそれぞれａ，２ａ，．．．，ｋａである。例えば、ＬＵＴ３９1は、フレーム（１）の画像信号を信号レベル「ａ」と「０」の２値化画像信号に変換する。ＬＵＴ３９2は、フレーム（２）の画像信号を信号レベル「２ａ」と「０」の２値化画像信号に変換する。ＬＵＴ３９kは、フレーム（ｋ）の画像信号を信号レベル「ｋａ」と「０」の２値化画像信号に変換する。
　遅延回路３７1～３７k-1は、フレーム（１）～フレーム（ｋ）が同じタイミングで加算回路３８に供給されるように、フレーム（１）～フレーム（ｋ－１）の遅延調整を行う。遅延回路３７1，３７2，．．．，３７k-1のフレーム遅延時間はそれぞれ（ｋ－１），（ｋ－２），．．．，１である。例えば、遅延回路３７1は、フレーム（１）に対して、（ｋ－１）のフレーム数分のフレーム遅延を生じさせる。遅延回路３７2は、フレーム（２）に対して、（ｋ－２）のフレーム数分のフレーム遅延を生じさせる。遅延回路３７k-1は、フレーム（ｋ－１）に対して、１フレーム分のフレーム遅延を生じさせる。
　加算回路３８は、遅延回路３７1～３７k-1からのフレーム（１）～フレーム（ｋ－１）及びＬＵＴ３９kからのフレーム（ｋ）を合成してＵＳＢ信号を生成する。この場合のイメージセンサ３３のフレーム周波数は（６０×ｋ）Ｈｚであり、ＵＳＢ信号のフレーム周波数は６０Ｈｚである。
　（第３の実施形態）
　図７は、本発明の第３の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。
　図７を参照すると、カメラ装置４０は、ＵＳＢケーブル２００ａを介してコンピュータ装置２０と接続されている。第１の実施形態と同様、これらカメラ装置４０及びコンピュータ装置２０を用いて、２本の電子ペンが用いられるペンＩＤ機能付き電子黒板システムを構成することができる。ここでは、図１１に示したペンＩＤ機能付き電子黒板システムに適用した構成において、カメラ装置４０及びコンピュータ装置２０の構成及び動作を説明する。
　カメラ装置４０は、図１に示したカメラ装置１０の構成において、ＬＵＴ１４を２値化回路４１に置き換えたものである。ここで、イメージセンサ１３は撮像部と呼ぶことができ、２値化回路４１、フレーム分離部１５、フレームメモリ１６、積算回路１７及び加算回路１８はフレーム処理部と呼ぶことができる。なお、カメラ装置４０の２値化回路４１以外の構成は、カメラ装置１０と同じであるので、ここでは、それらの構成の詳細な説明は省略する。
　イメージセンサ１３から出力された画像信号が、２値化回路４１に供給される。２値化回路４１は、イメージセンサ１３から画像信号を、あらかじめ設定された閾値を基準に２値化する。具体的には、２値化回路４１は、入力画像の各画素について、信号レベルが閾値より高い画素を「１」に設定し、信号レベルが閾値以下の画素を「０」に設定する。「１」で示される画素が、電子ペンの描画用赤外光パルスの発光点を示す。なお、閾値は、イメージセンサ１３からの画像信号において、発光点を示す信号レベルとそれ以外の信号レベルとを切り分けることができる値に設定する。
　２値化回路４１は、２値化画像信号をフレーム分離部１５に供給する。フレーム分離部１５は、２値化回路４１からの２値化画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離する。奇数フレームは、フレームメモリ１６を介して加算回路１８の第１入力端子に供給される。偶数フレームは、積算回路１７を介して加算回路１８の第２入力端子に供給される。フレームメモリ１６、積算回路１７及び加算回路１８は、第１の実施形態で説明したとおりである。
　次に、カメラ装置４０のＵＳＢ信号生成動作を詳細に説明する。
　図８に、カメラ装置４０のＵＳＢ信号の生成動作を模式的に示す。図８において、分図（ａ）はイメージセンサ１３の出力信号、分図（ｂ）は２値化回路４１の奇数フレームの出力信号、分分図（ｃ）は２値化回路４１の偶数フレームの出力信号、分図（ｄ）はフレームメモリ１６の出力信号、分図（ｅ）は積算回路１７の出力信号、分図（ｆ）は加算回路１８の出力信号を示す。なお、図８の例では、説明を簡単にするために、ＵＳＢ信号、奇数フレームの画像信号及び偶数フレームの画像信号はいずれも、水平方向のみの画像信号としているが、実際は、水平方向及び垂直方向を含む２次元のデータからなる画像信号である。
　図８の分図（ａ）に示すように、イメージセンサ１３の出力信号において、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号（すなわち、奇数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ａの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。一方、（２ｎ）フレーム目の画像信号（すなわち、偶数フレーム目の画像信号）は、電子ペン４００Ｂの描画用赤外光パルスの発光点の投写画面５００ａ上の水平方向における位置を示す。ここで、ｎは、自然数（＝１，２，３，．．．）である。
　（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号及び（２ｎ）フレーム目の画像信号は順次、２値化回路４１に入力される。図８の分図（ｂ）に示すように、２値化回路４１は、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号を信号レベルが「１」と「０」の２値化画像信号に変換する。図８の分図（ｃ）に示すように、２値化回路４１は、（２ｎ）フレーム目の画像信号を信号レベルが「１」と「０」の２値化画像信号に変換する。
　図８の分図（ｄ）に示すように、フレームメモリ１６は、（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号として、「１」と「０」の２値化画像信号を出力する。フレームメモリ１６から出力された（２ｎ＋１）フレーム目の２値化画像信号において、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベルは「１」である。
　図８の分図（ｅ）に示すように、積算回路１７は、（２ｎ）フレーム目の画像信号として、信号レベルが「２」と「０」の２値化画像信号を出力する。積算回路１７から出力された（２ｎ）フレーム目の２値化画像信号において、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベルは「２」である。
　算回路１８は、フレームメモリ１６から出力された（２ｎ＋１）フレーム目の画像信号である、「１」と「０」の２値化画像信号と、積算回路１７から出力された（２ｎ）フレーム目の画像信号である、「２」と「０」の２値化画像信号とを合成してＵＳＢ信号を生成する。図８の分図（ｆ）に示すように、ＵＳＢ信号は、（２ｎ＋１）フレームと（２ｎ）フレームとの２つのフレームを合成した信号であり、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベル「１」と、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点を示す信号レベル「２」とを含む。
　コンピュータ装置２０では、画像処理部２１が、ＵＳＢ信号から信号レベル「１」と信号レベル「２」をそれぞれ検出する。そして、電子ペン位置座標検出部２２が、信号レベル「１」に基づいて、電子ペン４００Ａの赤外光ハルスの発光点の投写画面５００ａ上の位置（座標）を検出し、電子ペン位置座標検出部２３が、信号レベル「２」に基づいて、電子ペン４００Ｂの赤外光ハルスの発光点の投写画面５００ａ上の位置（座標）を検出する。
　本実施形態のカメラ装置４０においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
　また、第１の実施形態と同様、本実施形態においても、３本以上の電子ペンを用いることができる。３本以上の電子ペンを用いる場合は、図３に示した回路が用いられる。
　以上説明した各実施形態において、ＵＳＢ信号のフレーム周波数を６０Ｈｚとしたが、これに限定されない。例えば、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔや無線ＬＡＮなどの外部通信機器の伝送性能が高い場合や、電子黒板システムの使用用途が追従性能を重視しない用途の場合などは、ＵＳＢ信号のフレーム周波数を適宜に設定することができる。
　また、各実施形態において、表示装置としてプロジェクタを用いたが、これに代えて、液晶表示装置等の直視型の表示装置を用いても良い。
　（第４の実施形態）
　図９は、本発明の第４の実施形態によるカメラ装置の構成を説明するためのブロック図である。
　図９に示すカメラ装置５０は、それぞれが同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔ｔで順に赤外光パルスを発生するように構成された、該赤外光パルスにより表示画面上の位置を指示する複数の指示体と組み合わされて使用される。
　カメラ装置５０は、発光部５１、撮像部５２及びフレーム処理部５３を有する。発光部５１は、所定の周期Ｔで同期用光パルスを発生する。撮像部５２は、上記表示画面を含む領域を撮像領域とし、所定の時間間隔ｔで赤外光を撮像して指示体毎に上記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を出力する。フレーム処理部５３は、所定の周期Ｔ毎に、撮像部５２から出力された画像信号を上記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、上記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して1つのフレームに合成する。
　本実施形態のカメラ装置５０においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
　本実施形態のカメラ装置５０において、以下のような変形が可能である。
　（変形１）
　指示体の数がｋ（正の整数）である場合、フレーム処理部５３は、撮像部５２から出力された画像信号を入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は所定値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力するルックアップテーブルと、このルックアップテーブルから出力された画像信号をｋ個のフレームに分離するフレーム分離部と、ｋ個のフレームに対して、フレーム毎に異なる乗数を信号レベルに乗算するレベル調整を行い、該レベル調整後のｋ個のフレームを１つのフレームに合成するフレーム合成部と、を有してもよい。
　（変形２）
　変形１のカメラ装置において、ｋの値が２である場合、フレーム分離部は、ルックアップテーブルから出力された画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離し、フレーム合成部は、奇数フレームに対して１フレーム分の遅延を生じさせるフレームメモリと、偶数フレームの信号レベルを２倍する積算回路と、フレームメモリから出力された奇数フレームと積算回路から出力された偶数フレームとを１つのフレームに合成する加算回路と、を有してもよい。
　（変形３）
　指示体の数がｋ（正の整数）である場合、フレーム処理部５３は、撮像部５２から出力された画像信号をｋ個のフレームに分離するフレーム分離部と、フレーム毎に設けられ、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は所定値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力するｋ個のルックアップテーブルと、ｋ個のルックアップテーブルからそれぞれ出力されたフレームを１つのフレームに合成するフレーム合成部と、を有してもよい。この場合、ｋ個のルックアップテーブルは、上記所定値が互いに異なるように構成される。
　（変形４）
　変形３のカメラ装置において、ｋの値が２である場合、フレーム分離部は、撮像部５２から出力された画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離し、ｋ個のルックアップテーブルは、奇数フレームを入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は第１の値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力する第１のルックアップテーブルと、偶数フレームを入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は第１の値とは異なる第２の値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力する第２のルックアップテーブルと、を有してもよい。
　（変形５）
　指示体の数がｋ（正の整数）である場合、フレーム処理部５３は、撮像部５２から出力された画像信号を入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は１を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力する２値化回路と、２値化回路から出力された画像信号をｋ個のフレームに分離するフレーム分離部と、ｋ個のフレームに対して、フレーム毎に異なる乗数を信号レベルに乗算するレベル調整を行い、該レベル調整後のｋ個のフレームを１つのフレームに合成するフレーム合成部と、を有してもよい。
　（変形６）
　変形５のカメラ装置において、ｋの値が２である場合、フレーム分離部は、２値化回路から出力された画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離し、フレーム合成部は、奇数フレームに対して１フレーム分の遅延を生じさせるフレームメモリと、偶数フレームの信号レベルを２倍する積算回路と、フレームメモリから出力された奇数フレームと積算回路から出力された偶数フレームとを１つのフレームに合成する加算回路と、を有してもよい。
　（電子黒板システム）
　次に、本発明のカメラ装置を備えた電子黒板システムについて説明する。
　図１０は、本発明の一実施形態である電子黒板システムの構成を示す模式図である。
　図１０を参照すると、電子黒板システムは、プロジェクタ１００、カメラ装置６００、コンピュータ装置２０、電子ペン４００、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔレシーバー６０１及びＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔセンダー６０２を有する。プロジェクタ１００及び電子ペン４００は図１１に示したものと同じである。図１０において、便宜上、電子ペン４００は１つしか示されていないが、実際は、２本以上の電子ペン４００が用いられる。
　カメラ装置６００及びコンピュータ装置２０は、上述した第１乃至第３の実施形態のいずれかで説明したカメラ装置及びコンピュータ装置である。
　カメラ装置６００は、ＵＳＢケーブル６００ａを介してＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔレシーバー６０１に接続されている。プロジェクタ１００は、通信ケーブル１００ａを介してＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔレシーバー６０１に接続されている。ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔレシーバー６０１は、ＬＡＮケーブル６０３を介してＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔセンダー６０２に接続されている。ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔセンダー６０２は、通信ケーブル１００ｂ及びＵＳＢケーブル５００ｂを介してコンピュータ装置２０に接続されている。通信ケーブル１００ａ、１００ｂは、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）ケーブル等の映像ケーブルである。
　カメラ装置６００は、複数の電子ペン４００のフレーム画像を合成したＵＳＢ信号を生成し、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔレシーバー６０１及びＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔセンダー６０２を介して、そのＵＳＢ信号をコンピュータ装置２０に供給する。ＵＳＢ信号のフレーム周波数は６０Ｈｚ程度であるので、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔ規格の転送帯域（１５０Ｍｂｐｓ）の制約を満たす。
　なお、カメラ装置６００とコンピュータ装置２０との通信距離が５ｍ未満である場合は、ＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔレシーバー６０１及びＨＤ　Ｂａｓｅ－Ｔセンダー６０２を取り除いてもよい。
　５０　カメラ装置
　５１　発光部
　５２　撮像部
　５３　フレーム処理部

Claims (9)

  1. 　それぞれが同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成された、該赤外光パルスにより表示画面上の位置を指示する複数の指示体と組み合わされて使用されるカメラ装置であって、
    　所定の周期で前記同期用光パルスを発生する発光部と、
    　前記表示画面を含む領域を撮像領域とし、前記所定の時間間隔で赤外光を撮像して前記指示体毎に前記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を出力する撮像部と、
    　前記所定の周期毎に、前記撮像部から出力された前記画像信号を前記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、前記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して１つのフレームに合成するフレーム処理部と、を有する、カメラ装置。
  2. 　請求項１に記載のカメラ装置において、
    　前記指示体の数がｋ（正の整数）であり、
    　前記フレーム処理部は、
    　前記撮像部から出力された画像信号を入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は所定値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力するルックアップテーブルと、
    　前記ルックアップテーブルから出力された画像信号をｋ個のフレームに分離するフレーム分離部と、
    　前記ｋ個のフレームに対して、フレーム毎に異なる乗数を信号レベルに乗算するレベル調整を行い、該レベル調整後のｋ個のフレームを１つのフレームに合成するフレーム合成部と、を有する、カメラ装置。
  3. 　請求項２に記載のカメラ装置において、
    　前記ｋの値が２であり、
    　前記フレーム分離部は、前記ルックアップテーブルから出力された画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離し、
    　前記フレーム合成部は、
    　前記奇数フレームに対して１フレーム分の遅延を生じさせるフレームメモリと、
    　前記偶数フレームの信号レベルを２倍する積算回路と、
    　前記フレームメモリから出力された奇数フレームと前記積算回路から出力された偶数フレームとを１つのフレームに合成する加算回路と、を有する、カメラ装置。
  4. 　請求項１に記載のカメラ装置において、
    　前記指示体の数がｋ（正の整数）であり、
    　前記フレーム処理部は、
    　前記撮像部から出力された画像信号をｋ個のフレームに分離するフレーム分離部と、
    　前記フレーム毎に設けられ、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は所定値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力するｋ個のルックアップテーブルと、
    　前記ｋ個のルックアップテーブルからそれぞれ出力されたフレームを１つのフレームに合成するフレーム合成部と、を有し、
    　前記ｋ個のルックアップテーブルは、前記所定値が互いに異なるように構成されている、カメラ装置。
  5. 　請求項４に記載のカメラ装置において、
    　前記ｋの値が２であり、
    　前記フレーム分離部は、前記撮像部から出力された画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離し、
    　前記ｋ個のルックアップテーブルは、
    　前記奇数フレームを入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は第１の値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力する第１のルックアップテーブルと、
    　前記偶数フレームを入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は前記第１の値とは異なる第２の値を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力する第２のルックアップテーブルと、を有する、カメラ装置。
  6. 　請求項１に記載のカメラ装置において、
    　前記指示体の数がｋ（正の整数）であり、
    　前記フレーム処理部は、
    　前記撮像部から出力された画像信号を入力とし、画素毎に、入力信号レベルと閾値を比較し、入力信号レベルが閾値より高い場合は１を出力し、入力信号レベルが閾値以下の場合は０を出力する２値化回路と、
    　前記２値化回路から出力された画像信号をｋ個のフレームに分離するフレーム分離部と、
    　前記ｋ個のフレームに対して、フレーム毎に異なる乗数を信号レベルに乗算するレベル調整を行い、該レベル調整後のｋ個のフレームを１つのフレームに合成するフレーム合成部と、を有する、カメラ装置。
  7. 　請求項６に記載のカメラ装置において、
    　前記ｋの値が２であり、
    　前記フレーム分離部は、前記２値化回路から出力された画像信号を奇数フレームと偶数フレームに分離し、
    　前記フレーム合成部は、
    　前記奇数フレームに対して１フレーム分の遅延を生じさせるフレームメモリと、
    　前記偶数フレームの信号レベルを２倍する積算回路と、
    　前記フレームメモリから出力された奇数フレームと前記積算回路から出力された偶数フレームとを１つのフレームに合成する加算回路と、を有する、カメラ装置。
  8. 　表示画面を備えた表示装置と、
    　赤外光パルスを発して前記表示画面上の位置を指示する複数の指示体と、
    　前記複数の指示体それぞれの前記赤外光パルスの軌跡を示す描画信号を出力するカメラ装置と、
    　前記表示装置及びカメラ装置と通信ケーブルを介して接続され、前記描画信号に基づいて前記複数の指示体それぞれの描画映像信号を生成し、該描画映像信号を前記表示装置に供給して描画映像を表示させる映像生成装置と、を有し、
    　前記複数の指示体は、同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成され、
    　前記カメラ装置は、
    　所定の周期で前記同期用光パルスを発生する発光部と、
    　前記表示画面を含む領域を撮像領域とし、前記所定の時間間隔で赤外光を撮像して前記指示体毎に前記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を出力する撮像部と、
    　前記所定の周期毎に、前記撮像部から出力された前記画像信号を前記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、前記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して１つのフレームに合成するフレーム処理部と、を有する、電子黒板システム。
  9. 　それぞれが同期用光パルスを受信し、該同期用光パルスに応じて所定の時間間隔で順に赤外光パルスを発生するように構成された、該赤外光パルスにより表示画面上の位置を指示する複数の指示体と組み合わされて使用されるカメラ装置にて行われる描画信号生成方法であって、
    　所定の周期で前記同期用光パルスを発生し、
    　前記表示画面を含む領域を撮像領域とするイメージセンサを用いて、前記所定の時間間隔で赤外光を撮像し、
    　前記所定の周期毎に、前記イメージセンサから前記指示体毎に出力された前記赤外光パルスの発光点を示す画像信号を、前記複数の指示体にそれぞれ対応する複数のフレームに分離し、各フレームの画像を、前記発光点を示す信号レベルが互いに異なるように調整して１つのフレームに合成する、描画信号生成方法。
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