本発明の実施形態は、カメラ(例えば、シネカメラ)のフォーカスを合わせるための方法、装置、システム、及びソフトウェアに関する。該カメラのフォーカスシステムは、概して、距離測定デバイスと、グラフィックス・オーバーレイ・ユニットと、モニタとを備える。距離測定デバイスは、照射ビームを放射するよう構成されるエミッタと、その照射ビームの1つ又は複数の反射を検出するよう構成される検出器と、それらの反射から、カメラの視野における2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体又は物体についての距離情報を決定するよう構成されるロジックとを備える。いくつかの実施形態において、距離測定デバイスは、サイズ(すなわち、高さ、幅、又は面積)がカメラ及びカメラのフォーカスレンズのサイズより実質的に大きい視野を有し得る。グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、カメラからのビデオ又は動画の情報と、距離測定デバイスからの距離情報とを受信するよう構成される。グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、グラフィックスを生成するよう構成されるビデオオーバーレイ及び処理ユニットを有し、該グラフィックスは、(1)検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置と、(2)カメラの被写界深度内にない各検出ゾーン内の被写体又は物体に対するフォーカス設定における変化の方向及び大きさとを示す。検出ゾーンのそれぞれの検出フィールドと位置は、予め決められた基準点からの一意の範囲の仰角及び/又は一意の範囲の方位角に対応する。モニタは、シネカメラからのビデオ又は動画と、その表示されたビデオ又は動画上にオーバーレイされたグラフィックスとを表示するよう構成される。
2次元アレイ検出ゾーンは、複数の水平方向の列及び複数の鉛直方向の行を含み得る。水平方向の列の数は、鉛直方向の行の数と同じであってよく、又はそれと異なってよい。一実施形態において、予め決められた基準点は、カメラのフォーカスレンズの入射瞳である。代替的に、予め決められた基準点は、距離測定デバイスの入射瞳、カメラの画像面における点又は位置(例えば、カメラの画像面の中心)、又は、カメラの視野における被写体及び/又は物体に対する測定が決定され得る他の固定された位置であり得る。
様々な実施形態において、グラフィックスは、(i)カメラの被写界深度内の被写体又は物体を含む各検出ゾーン、及び/又は(ii)カメラの被写界深度内の被写体又は物体の相対位置を示す。代替的な又は追加の実施形態において、グラフィックスは、選択された検出ゾーンにおける被写体又は物体のうち少なくとも1つに対して高度のフォーカスを実現するフォーカス設定における変化の方向及び大きさを示す。グラフィックスは、レンズ焦点長、Tストップ設定、カメラの種類、近方の被写界深度距離、遠方の被写界深度距離、及び/又は画像面から被写体までの1つ又は複数の距離測定をさらに示し得る。
グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、フォーカス、絞り、及び/又はズームの設定を調整し、カメラについてのレンズ設定データを送信する、カメラ上のモータ制御、データ処理、及び/又は通信ユニットからの情報を受信するよう構成される通信ユニットをさらに有し得る。フォーカスシステムは、シネカメラのズーム、フォーカス、又は絞りの設定又はパラメータを制御又は調整するよう構成されるズームコントローラ、フォーカスノブ、及び絞り制御スライダをさらに備える。一例において、ズームコントローラは、カメラが、フォーカス、絞り、及び/又はズームの設定又はパラメータを変更する割合又は速度を制御するジョイスティックを含む。
本フォーカスシステムの様々な実施形態は、(i)カメラを較正するため、及び/又は、カメラのフォーカス、絞り、及び/又はズームのモータを制御するためのメニューアイテムを表示するディスプレイ、(ii)ディスプレイ上のメニューアイテムを選択するためのスイッチ、及び/又は(iii)ディスプレイ上に表示されたアイテム又は機能を選択するための1つ又は複数の入力キーとを有するハンド制御ユニットをさらに備え得る。一例において、ハンド制御ユニットは、1つ又は複数の検出ゾーンを選択するよう構成されるジョイスティックを有する。本フォーカスシステムのさらなる実施形態は、フォーカス距離を選択するためのリングセレクタ、そのリングセレクタを用いて選択されたフォーカス距離を示す確認マーク、及び/又はフォーカスノブをさらに備え得る。
様々な実施形態において、距離測定デバイスは、検出ゾーンのうち選択された1つ又は複数における1つ又は複数の被写体又は物体のうちの1つについての距離情報を決定及び処理するよう構成される回路をさらに有し、及び/又は、グラフィックス・オーバーレイ・ユニットはさらに、オートフォーカスの検出ゾーンの検出フィールド及び位置を示すよう構成される。オートフォーカスの検出ゾーンの位置は、検出ゾーンのうち選択された1つ又は複数に対応する。そのような実施形態において、カメラは、オートフォーカスの検出ゾーンにおける1つの(例えば、最も近い)被写体又は物体に自動的にフォーカスを合わせるよう構成され得る。
本発明はさらに、本カメラフォーカスシステムと、該カメラと、モータ制御ユニットと、ビデオレシーバと、ビデオ又は動画の信号のビデオ又は動画、及びビデオ上にオーバーレイされたグラフィックスを表示するよう構成されるディスプレイデバイスとを備えるカメラシステムに関する。カメラは、レンズと、ビデオ又は動画の信号を送信するビデオ送信ユニットとを含み、ビデオ及び/又は動画の画像及び/又は情報を捉えるよう構成されるイメージセンサをさらに含み得る。モータ制御ユニットは、概して、(i)カメラのフォーカス、絞り、及び/又はズームの設定を調整し、(ii)レンズ設定データをビデオオーバーレイ及び処理ユニットに送信するよう構成される。ビデオレシーバは、ビデオ又は動画の信号を受信し、そのビデオ又は動画の信号をディスプレイデバイスに任意で送信するよう構成される。例えば、ディスプレイデバイスは、モニタを含み得る。
いくつかの実施形態において、モータ制御ユニットは、モータ制御、データ処理、及び通信ユニットを有し、該モータ制御、データ処理、及び通信ユニットは、ユーザ手動制御ユニットからの、及び/又はユーザ手動制御ユニットにおける変化の信号及び/又は情報に従ってカメラのフォーカス、絞り、及びズームの設定を調整し、及び/又は、ビデオオーバーレイ及び処理ユニットに、(例えば、無線リンクを通じて)レンズ設定データを送信する。さらなる又は代替的な実施形態において、本カメラシステムは、(i)検出ゾーンのそれぞれにおける複数の被写体及び物体のうち少なくとも1つに対する仰角及び方位角を決定し、(ii)画像面から、検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体までの、シネカメラの光軸に沿う距離を算出するよう構成されるデータプロセッサをさらに備え得る。データプロセッサはさらに、(i)距離測定デバイスからカメラの画像面における予め決められた位置までのオフセットに対して距離測定デバイスにより測定された距離を補正し、及び/又は、(ii)画像面から被写体及び/又は物体までの、カメラの光軸に沿う距離を算出するよう構成され得る。いくつかの実施形態において、データプロセッサはさらに、1つ又は複数の選択された検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体に対するレンズフォーカス設定を算出するよう構成される。
本カメラシステムにおいて、グラフィックスは、2次元アレイ検出ゾーンを含む。一実施形態において、カメラは、動画カメラであり、該動画カメラは、(i)モータ制御及びデータ処理ユニットからの信号に従ってレンズの設定を機械的に変更し、(ii)モータ制御ユニット及び/又はデータプロセッサに、モータ位置を通信するよう構成される1つ又は複数のモータエンコーダユニットをさらに含み得る。例えば、カメラは、レンズのフォーカス、絞り、及びズームの設定又は位置を別々に制御する、及び/又は機械的に変更するよう構成される3つのモータエンコーダユニットを含み得る。
本発明はさらに、ソフトウェア(非一時的なコンピュータ可読媒体など)に関し、該ソフトウェアは、シネカメラのフォーカス合わせをアシストするグラフィックスを生成し、該グラフィックスを、シネカメラから表示されたビデオ又は動画上にオーバーレイ又はスーパーインポーズするように適合される(例えば、該非一時的なコンピュータ可読媒体上に符号化された)命令のセットを備える。グラフィックスは、距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置と、ビデオ又は動画の各検出ゾーンにおいて検出された被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定と、シネカメラの被写界深度外の検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせる、シネカメラのレンズに対するフォーカス変更、調整、又は補正とを示す。検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置は、予め決められた基準点からの一意の範囲の仰角及び/又は一意の範囲の方位角に対応する。
命令のセットはさらに、検出ゾーンの位置を示すグラフィックスを、オートフォーカスの検出ゾーンを示すグラフィックに置き換え、又はそのようなオートフォーカスゾーンのグラフィックを、検出ゾーンアレイのグラフィックスに追加するよう適合され得る。オートフォーカスの検出ゾーンは、検出ゾーンのうちの1つ又は複数に対応する位置を有し得る。そのような実施形態において、命令のセットはさらに、オートフォーカスの検出ゾーンにおける選択された被写体又は物体に、自動的にシネカメラのフォーカスを合わせるように適合され得る。一実施形態において、オートフォーカスの検出ゾーングラフィック及び検出ゾーンアレイのグラフィックスは、同時に表示され、アクティブな(例えば、選択された)グラフィックは強調され、非アクティブな(例えば、選択されていない)グラフィックは非強調される。ソフトウェア又はコンピュータ可読媒体は、(i)検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び物体のうち少なくとも1つに対する仰角及び方位角を決定し、及び/又は(ii)画像面から検出ゾーンのそれぞれにおける少なくとも1つの被写体及び/又は物体までの、シネカメラの光軸に沿う距離を算出するように適合される1つ又は複数の命令をさらに含み得る。
本発明はさらに、シネカメラのフォーカスを合わせるべく、本カメラフォーカスシステム及び/又はコンピュータ可読媒体を用いる、及び/又は、そうでなければ、本明細書に開示されている発明概念のうちの1つ又は複数を具現化する、シネカメラのフォーカスを合わせる方法に関する。
モニタ上の画像に対するオーバーレイグラフィックスの位置及び/又は大きさのシフト又は他の変更でユーザの注意を引き離すことを回避するべく、本明細書において説明されているフォーカスシステム、シネカメラ、ソフトウェア、及び方法は、たとえ1つ又は複数の被写体とカメラの画像面との間の距離が変化したとしても、シネカメラの固定された視野に対するグラフィックスの位置及び大きさが固定されたままとなることを可能にする。言い換えれば、距離測定デバイスとカメラの画像面との間の離間に起因して視差の量を変化させたにもかかわらず、かつ、視野における様々な被写体及び/又は物体とカメラの画像面との間の異なる距離にもかかわらず、本発明は、ビデオモニタの画像上に表示されたオーバーレイグラフィックスが静止したままになることを可能にする。しかしながら、検出ゾーンの大きさは、例えば、広視野の場合において検出ゾーンの数を制限するべく、カメラの視野における変化で変更され得る。オーバーレイグラフィックスは、2次元アレイ検出ゾーンのうちの任意の1つ又は複数において選択された被写体に、カメラのフォーカスを合わせるレンズフォーカス設定に対する補正の方向及び大きさを表す。
本フォーカスシステム及び方法の付加的利点が、ユーザが、視差に起因するモニタ画像からのフォーカス距離情報の損失を回避することである。つまり、本発明は、(1)距離測定デバイスとカメラの画像面との間の離間と、(2)選択された被写体とカメラの画像面との間の異なる距離とに起因して視差の量を変化させたにもかかわらず、(カメラのフォーカスシステムが、手動で又は自動的にカメラレンズのフォーカスを合わせる画像のエリアを表す)オーバーレイグラフィックスが、静止したままとなることを可能にする。従って、本発明は、カメラレンズの広範囲のフォーカス距離に対して、(2次元アレイ検出ゾーンを含む)オーバーレイグラフィックスが静止したままとなることを可能にする。
距離測定デバイスは、2次元アレイセンサ又は検出器を含み得、又は組み込み得、該アレイは、カメラのイメージセンサ上で測定されたカメラの視野角より実質的に大きい水平方向の検出角及び/又は鉛直方向の検出角を含む(好ましくは、両方を含む)。距離測定デバイスにおけるセンサ又は検出器のアレイは、オーバーレイグラフィックスにおける2次元アレイ検出ゾーンに対応する。検出ゾーンのそれぞれが、少なくとも部分的に水平方向及び/又は鉛直方向の角度(例えば、1つ又は複数の角座標範囲)の範囲により、画定される。検出ゾーンの大きさ及び/又は位置が、固定された基準点に対する角座標により画定又は決定された場合、検出ゾーンの大きさ及び位置は、シネカメラの固定された視野に対して固定されたままとなる。
本発明は、検出ゾーンの大きさ及び形状が、ユーザにより変えられ、変更され、又は修正されることも可能にする。本発明(特に、オーバーレイグラフィックス)は、ユーザが手動モードとオートフォーカスモードとの間をスムーズに切り替えることを可能にする。本発明は、ユーザが、シネカメラにより捉えられた画像上にオーバーレイされたグラフィックスを観察することによって、動画又は他のシネカメラの撮影又はフォーカスレンズのフォーカスを正確に合わせる方法を有利に提供する。オーバーレイグラフィックスは、カメラレンズのフォーカス面(又は他の基準点)と、距離測定デバイスの検出フィールド内において、2次元アレイ検出ゾーン内の過多の被写体との間で、カメラレンズの光軸に沿って測定された距離の方向及び大きさの両方を示し得る。
フォーカス可能なシネカメラシステムにおける構成要素は、シネカメラと、距離測定デバイスと、レンズ読み取りデバイスと、モータ駆動/データ処理/通信ユニットと、ディスプレイオーバーレイ及び/又はデータ処理デバイスと、ビデオ又は動画ディスプレイデバイスとを含み得る。画像は、カメラにより、電子イメージセンサ、写真フィルム、又は他の媒体上に捉えられ又は記録され得る。ライブ画像は、モニタ上に表示され得る電気信号としてシネカメラにより利用可能なように作られ得る。モニタは、カメラ内にに統合され得、及び/又は別個の独立したデバイス内に置かれ得る。距離測定デバイスは、2次元アレイ光検知又は感光ブロック又はゾーンを有する2次元アレイ光センサ又はフォトセンサを用いて、基準点から複数のターゲットまでの距離並びに仰角及び方位角を測定する。レンズ読み取りデバイスは、フォーカス距離設定と、fストップ、及びズームレンズの場合は焦点長設定を示す1つ又は複数の信号を生成する。モータ駆動、データ処理、及び通信ユニットは、レンズの絞りと、カメラのフォーカス及びズームの機能とを遠隔で調整し、それらのレンズ設定を、(例えば、無線リンクを通じて)遠隔プロセッサ及び/又は制御ユニットに報告する。ディスプレイオーバーレイ及びデータ処理デバイスは、グラフィックス及び任意的なテキストを、(例えば、シネカメラにより捉えられた)ライブビデオストリーム上にオーバーレイする。ディスプレイオーバーレイ及びデータ処理デバイスはまた、検出ゾーン又はフィールドにおける1つ又は複数の被写体及び/又は物体に高度のフォーカスを合わせるべく、レンズフォーカス設定における変更の方向及び大きさを反映するよう、レンズの被写界深度を算出し得、オーバーレイグラフィックスを符号化し得る。
本発明は、ユーザが、カメラにより捉えられたビデオ又は動画の画像の上、又は上方に、グラフィックスをオーバーレイすることによって、1つ又は複数の被写体に、動画又は他のシネカメラのレンズのフォーカスを同時に、又は実質的に同時に合わせることを可能にするフォーカスデバイスを有利に提供する。グラフィックスは、画像において選択された被写体又は物体上に、カメラのフォーカスを合わせる本レンズフォーカス設定に対する補正の方向及び大きさを示す。グラフィックスは、カメラにより捉えられた画像に対する2次元アレイ検出ゾーンの位置を示す。グラフィックスは、どの被写体がカメラレンズの被写界深度内にあるか、カメラレンズの被写界深度内の被写体の相対位置、レンズ自体の現在のフォーカス設定において被写体のうちどれがレンズの被写界深度外にあるか、被写体をカメラレンズの被写界深度内に配置するフォーカス設定における補正の大きさ及び方向を示し得る。
本発明はまた、(例えば、視野において鉛直方向及び水平方向に配列された複数の検出ゾーン内に)それ自体からカメラの視野における複数の被写体のそれぞれまでの複数の距離のそれぞれを同時に又は実質的に同時に測定する測定デバイスと、オフセットに対して距離測定デバイスにより測定された、距離測定デバイス自体からカメラの画像面の中心又は他の基準点までの距離を補正し得、画像面/基準点から複数の被写体までのカメラレンズの光軸に沿う距離を算出し得、これにより、複数の被写体のそれぞれに対してレンズフォーカス設定を算出するデータ処理デバイスと、距離測定デバイスの各検出ゾーン(及び/又はそれぞれのそのような検出フィールドにおけるそれぞれの対象被写体又は物体)の水平方向及び鉛直方向の検出フィールド及び位置を示し、データ処理デバイスにより提供された情報に従って、検出フィールド及び/又は各検出ゾーンにおいて検出された被写体に対するレンズフォーカス設定を決定及び表示し得るグラフィックスを生成するビデオオーバーレイ、データ処理、及び通信ユニットとを備えるデバイス又は装置を有利に提供する。
距離測定デバイスにおける2次元検出アレイは、グラフィックスオーバーレイ上に現れる検出ゾーンの大きさ及び位置が、被写体距離における変化により誘起された視差と無関係で、カメラレンズの固定された視野角に対して一定のままになることを可能にする。従って、たとえ被写体をカメラ画像から離間させた距離が変更したとしても、検出ゾーンは、それらの被写体と位置合わせたままである。しかしながら、本シネカメラのフォーカスシステムは、ユーザが、検出ゾーンの数及び/又は大きさを変化させるよう、検出ゾーンを組み合わせる又は分割することも可能にする。例えば、距離測定デバイスにおける2つ以上の検出器アレイ素子(例えば、フォトセンサ)から距離データを組み合わせることによって、結果として生じる検出ゾーンは、より大きい検出方位角及び/又は仰角を有するであろう。グラフィックスオーバーレイ上に現れる検出ゾーンの数は、シネカメラからの画像がよく見えないことを減少又は最小化するよう、制約され得る。本発明のこれらの及び他の利点は、以下の様々な実施形態の詳細な説明から容易に明らかとなるであろう。
ここで、本願発明の様々な実施形態について詳細に言及する。それら様々な実施形態の例は添付の図面に示されている。以下の実施形態に関連して本願発明が説明されるが、それらの説明は、本願発明をそれらの実施形態に限定するよう意図されていないことが理解されるであろう。反対に、本願発明は、添付の請求項により画定される本願発明の思想及び態様に含まれ得る代替、修正、及び同等物を網羅するよう意図されている。さらに、以下の詳細な説明において、本願発明を深く理解するために、多数の具体的な詳細が明記される。しかし、本願発明がそれらの具体的な詳細なしでも実施され得ることは、当業者には容易に明らかとなるであろう。他の例においては、本願発明の態様を不必要に曖昧にしないよう、周知の方法、手段、構成要素、及び回路が詳細に説明されていない。
本発明は、カメラ及び撮影レンズからの画像又は画像ストリームの2次元アレイ検出ゾーンにおける複数の被写体のフォーカス状況を同時に又は実質的に同時に示し得る装置及び方法を提供し、該フォーカス状況は、撮影レンズのフォーカス面(又は他の基準点)から、被写体の、カメラ及びレンズの光軸に沿って測定された方向及び距離の両方を示し得る。フォーカス状況は、ディスプレイに示され、カメラにより捉えられた画像上にオーバーレイされるグラフィカル要素により、示され得る。グラフィカル要素は、カメラの視野における被写体及び/又は物体のうちの1つ又は複数に高度のフォーカス(例えば、フォーカス設定における任意のさらなる又は追加の変更により、所望された又は選択された被写体及び/又は物体においてカメラにより捉えられて得られ得るさらなる又は追加の詳細がないようなフォーカス設定)を合わせるレンズフォーカス設定における変更の大きさ及び方向を示す。本発明は、これにより、ユーザが、カメラにより捉えられた画像を同時に視認し、カメラのフォーカス設定を自動的に変更させ(又は撮影の美的な要件に従ってカメラレンズのフォーカス設定における変更の割合を手動で制御し)、カメラの視野における1つ又は複数の被写体上にレンズのフォーカスを合わせる際に高い正確性を実現することを可能にする。
角座標(例えば、仰角及び方位角)を用いて検出ゾーンの位置及び大きさを画定することによって、カメラレンズからの視野における被写体及び/又は物体の距離にかかわらず、各検出ゾーンの大きさ及び位置は、カメラの固定された視野に対して固定されたままとなる。結果として、本フォーカスシステムのフォーカスプラー又は他のユーザは、検出ゾーンの大きさ又は位置における変化により注意がそらされない。2次元アレイ検出ゾーンを用いることは、ユーザが、カメラの視野のより大きい部分上に広がり得る異なる被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるよう、より大きいカメラの視野の量を用いることを可能にし、1次元アレイ検出ゾーンのみを有する同様のカメラのフォーカスシステム及び方法に比べて、検出ゾーンを画定する際により大きい柔軟性をユーザに与える。
さらに、検出ゾーンの大きさ及び/又は数は、例えば、広視野の場合における検出ゾーンの数を減少させるよう、カメラの視野における変化で、変更され得る。一実施形態(例えば、カメラの視野が変化した場合)において、検出ゾーンの数は、カメラ/レンズの焦点長の機能として、自動的に変化し得る。例えば、検出ゾーンの数は、カメラ又はレンズの焦点長が第1の予め決められたフォーカス距離を超えるにつれて自動的に減少し得、カメラ又はレンズの焦点長が第1の予め決められたフォーカス距離未満に減少するにつれて自動的に増加する。この概念は、カメラの視野に依存して、検出ゾーンの数及び/又は大きさを自動的に変更するために、追加のフォーカス距離に拡張され得る。
本明細書に開示されている本発明は、レンズのフォーカス設定をカメラの視野における特定の被写体の位置へと合わせる方向及び大きさの両方を示すグラフィックスの形態の明確な視覚的プロンプトを、ユーザに与える。ディスプレイ上に示されるグラフィックスは、ユーザが、被写体までのフォーカス距離を推定することではなく、撮影被写体の移動に従ってフォーカス設定を調整することに集中することを可能にする。
本発明は、ユーザが、シネカメラにより捉えられた画像の上、又は上方にグラフィックスをオーバーレイすることによって、1つ又は複数の被写体上に、シネカメラ(例えば、ビデオ又は動画カメラ)のレンズのフォーカスを同時に又は実質的に同時に合わせることを可能にする距離測定及び/又はフォーカスデバイスに関し、該グラフィックスは、(例えば、選択された検出ゾーン内に)選択された被写体上に高度のフォーカスを実現する本レンズフォーカス設定の補正の方向及び/又は大きさを示す。グラフィックスは、シネカメラにより捉えられた画像に対する2次元アレイ検出ゾーンの位置を示す。グラフィックスはまた、カメラレンズの被写界深度内の被写体、又はカメラレンズの被写界深度内の被写体の相対位置、及び/又は、被写体のうちのどれがその現在のフォーカス設定でレンズの被写界深度外にあるかを示し得る。さらなる実施形態において、グラフィックスは、被写体をカメラレンズの被写界深度内に配置するフォーカス設定における補正の大きさ及び/又は方向を示し又は表示し得る。距離測定デバイスの検出ゾーンは、複数の列及び行のアレイに配置され得る。
本発明はまた、フォーカス可能なシネカメラシステムに関し、該シネカメラシステムは、距離測定デバイスであって、それ自体からカメラの視野の2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける複数の被写体までの距離を同時に測定する距離測定デバイスと、距離測定デバイスにより測定された距離を、それ自体からカメラの画像面の中心又は他の基準点までのオフセットに対して補正するデータ処理デバイスであって、さらなる実施形態において、基準点から複数の被写体又は物体までの、カメラレンズの光軸に沿う距離を算出し、これにより、それら複数の被写体に対するレンズフォーカス設定を算出するデータ処理デバイスと、距離測定デバイスの各検出ゾーンの水平方向の検出フィールド及び位置、並びに、各検出ゾーン又は(ゾーン又はゾーンの群がユーザにより選択され得る)検出ゾーン群内において検出された被写体又は物体に対して1つ又は複数のレンズフォーカス設定を示すグラフィックスを生成するビデオオーバーレイ、データ処理、及び通信ユニットと、フォーカス、絞り、及びズームの設定を(例えば、ユーザ手動制御ユニットに従って)調整し、レンズ設定データを、(例えば、無線リンクを通じて)ビデオオーバーレイ、データ処理、及び通信ユニットに送信するモータ制御、データ処理、及び通信ユニットと、モータ制御、データ処理、及び通信ユニットからの1つ又は複数の信号に従ってカメラレンズの設定を機械的に変更し、任意で、モータ位置をモータ制御ユニットに通信するよう構成される1つ又は複数のモータ/エンコーダユニットと、レンズを有し、ビデオ又は動画の信号出力を有するシネカメラとを備える。シネカメラは、ビデオ送信ユニットをさらに有し得、システムは、(例えば、ビデオ送信ユニットの出力を受信する)ビデオレシーバをさらに備え得る。一実施形態において、ビデオ送信ユニット及びビデオレシーバは、無線で通信する。システムは、概して、シネカメラ又は距離測定デバイスと独立し得る、又は統合され得るディスプレイデバイスも備え、グラフィックスがその上に表示され、ユーザ(例えば、フォーカスプラー)は、それを視認して対話し得る。
本発明は、その様々な態様において、例示的な実施形態に関し、以下でさらに詳細に説明される。 [例示的なカメラのフォーカスシステム及びそのための例示的なグラフィックス]
図1Aは、ディスプレイ画面20を有するビデオ処理ユニット(例えば、図6参照)のための例示的なモニタ10を示す。ビデオ処理ユニットは、シネカメラからビデオ又は動画の信号を受信し、検出ゾーン32aa−32ddの2次元アレイ30を、ディスプレイ画面20上に表示された画像上にオーバーレイするグラフィックス・オーバーレイ・ユニット(図1Aに示されず)をさらに含む。検出ゾーンのアレイ30は、複数の水平方向の列及び複数の鉛直方向の行を含む。列の数は、最低2(例えば、2、3、4、5、6、8、10、12、16等)であり、行の数は、独立して最低2(例えば、2、3、4、5、6、8、10、12、16等)である。列の数は、行の数と同じであり得るが、必ずしも同じというわけではない。本カメラフォーカスシステムは、基準点(例えば、シネカメラのレンズの入射瞳。例えば、図2参照)から、検出ゾーン32aa−32ddのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体又は物体までの距離を決定するよう構成される。
本グラフィックスの1つの利点は、シネカメラのフォーカス距離にかかわらず、各検出ゾーン32aa−32ddの大きさ及び位置は変化しないことである。このことは、角座標(例えば、仰角及び方位角に基づく座標)を用いて検出ゾーン32aa−32ddの大きさ及び位置を画定した結果である。例えば、検出ゾーン32aa−32adの最上部の列は、少なくとも部分的に、仰角Φ1−Φ2の第1の範囲により画定され得、検出ゾーン32ba−32bdの次の列は、少なくとも部分的に、仰角Φ3−Φ4の第2の範囲により画定され得、検出ゾーン32ca−32cdの第3列は、少なくとも部分的に、仰角Φ5−Φ6の第3の範囲により画定され得る、等など。同様に、検出ゾーン32aa−32daの最左の行は、少なくとも部分的に、方位角θ1−θ2の第1の範囲により画定され得、検出ゾーン32ab−32dbの次の行は、少なくとも部分的に、方位角θ3−θ4の第2の範囲により画定され得、検出ゾーン32ac−32dcの第3行は、少なくとも部分的に、方位角θ5−θ6の第3の範囲により画定され得る、等など。隣接する範囲の終点が等しい場合があるが、仰角及び方位角の様々な範囲は重ならない。
図1Bは、2次元アレイ40が、64の検出ゾーン42aa−42hhを含む代替的な実施形態を示す。図1Bの実施形態において、隣接する範囲の仰角及び方位角はまったく重ならない(すなわち、隣接する範囲の最も近い角度の間に差異が存在する)。各検出ゾーン42aa−42hhの大きさ及び位置が、角座標に基づく場合、周辺の検出ゾーン(すなわち、42aa−42ah、42aa−42ha、42ah−42hh、及び42ha−42hhなど、最も外側の列及び行におけるそれら)は、カメラの水平方向及び/又は鉛直方向の視野角に依存して、中央検出ゾーン(すなわち、42dd、42de、42ed、及び42eeなど、視野の中心に最も近いそれら)より僅かに大きい場合がある。従って、所与のアレイにおける検出ゾーンの大きさは、検出ゾーンの間の視差の量に依存して、僅かに異なり得る。
例えば、水平方向のフィールド又は視野角が±8°であり、2次元アレイ検出ゾーンが16の列及び16の行を有する場合、周辺の検出ゾーンは、中央検出ゾーンの大きさ又は面積よりちょうど1%大きい大きさ又は面積を有し、これにより、大きさ又は面積における差異は無視できる。一方、カメラが、±15°の水平方向のフィールド又は視野角を有する場合、同じアレイにおける周辺の検出ゾーンは、中央検出ゾーンの大きさ又は面積より3.7%大きい大きさ又は面積を有する。この差異は、顕著であり得る。ユーザが均一の検出ゾーンの寸法を所望する場合、そのアレイに対して、既知の検出角度(例えば、仰角及び方位角範囲)を用いて、各検出ゾーンに対する尺度因子を含む早見表が作成され得る。
いくつかの実施形態において、さらなる処理のため、又はさらなる情報を得るよう、ユーザは、ビデオモニタ上で鉛直方向に中央寄せしていない、検出ゾーンの水平方向の列(例えば、列42ba−42bh)を選択することも可能である。例えば、クロップマーク(例えば、「[ ]」)は、検出の仰角の対応範囲を示すよう、選択された列の左右のビデオ画像に表示され得る。
さらなる実施形態において、検出ゾーンの1つ又は複数の水平方向の列は、(例えば、米国特許番号第8,982,272号に開示されているように、その関連部分が本明細書に参照により組み込まれる)「棒グラフ」の検出ゾーンに置き換えられ得る。一実施形態において、アレイの選択された列における検出ゾーンは、カメラのフォーカス面からの、ゾーンにおける被写体又は物体の距離及び方向を示す上部又は底部にバーを有し得る(例えば、米国特許番号第8,982,272号の図5参照)。ゾーンの色は、ゾーンにおける被写体がカメラレンズの被写界深度内にある場合、(例えば、白色から緑色に)変更し得る。一例において、選択された列の中線の上のゾーン又はバーは、対応する検出ゾーンの被写体又は物体が、カメラのフォーカス面の後ろにあることを示し得る一方、中線の下にあるゾーン又はバーは、対応する検出ゾーンにおける被写体又は物体が、カメラのフォーカス面の前にあることを示し得る。異なる色(例えば、緑色)を有するバー又はゾーンは、被写体又は物体にフォーカスが合っているゾーンを図示し得、従って、そのようなゾーンは、レンズ焦点長、距離、及びT−ストップにより算出される被写界深度を自動的に示し得る。
代替的に、図1Cに示されているように、選択された列における検出ゾーンの高さは、各検出ゾーンにおいて最も近い被写体又は物体の距離測定に対応し得る(例えば、検出ゾーンにおける被写体又は物体が遠く離れていればいるほど、検出ゾーンがより高くなる)。図1Cの例において、検出ゾーン32ba−32bdの列は、「棒グラフ」列であるべきアレイ30における列として選択される。物体34(例えば、フェンス又は壁)が、検出ゾーン32ba−32bdのそれぞれにあるが、検出ゾーン32ba−32bdのそれぞれにおける物体34の部分は、異なる距離でカメラのフォーカス面から離れている。検出ゾーン32bdにおける物体34の部分は、検出ゾーン32baにおける物体34の部分よりも、カメラレンズからより遠く離れ、これにより、検出ゾーン32bdは、検出ゾーン32baより高い。この例は、距離及び/又はフォーカス情報が迅速に得られるべき場合、又は、ユーザがフォーカステープを作動できない場合、比較的に単純な距離測定モードに非常に有用である。「棒グラフ」検出ゾーンの列が、クロップマークにより、列の左右に指定され得る。
[例示的な距離測定システム及びそれを含んだ例示的なカメラシステム]
図2は、本発明を実装するよう構成される距離測定デバイス(DMD)105及びシネカメラ(例えば、動画カメラ)101を示す。DMD105は、カメラのイメージセンサ103上で測定される、カメラ101の視野角より実質的に大きい水平方向及び鉛直方向の検出角を有する2次元センサアレイを備え得る、又は組み込み得る。DMD105の2次元センサアレイは、検出ゾーンの2次元アレイ(例えば、図1A−Bに示されているアレイ30及び40)に対応する。
図2によれば、キャリブレーション被写体S1に対するレンズフォーカス設定が|A|+Dyである。ベクトルAは、タイル又はブロック122aa−122pjのアレイ120のy軸と平行し、カメラのイメージセンサ103上で中央寄せしたy軸OA1(図4のイメージセンサ220から延在するY軸も参照)と同一直線上にあると想定される。タイル又はブロック122aa−122pjのアレイ120は、カメラレンズ102の入射瞳EPから離れて所与距離DyにおいてDMD105の検出ゾーンに対応する2次元平面を表す。タイル又はブロック122aa−122pjの位置は、予め決められた基準点(この場合は、入射瞳EP)に対する角座標(又は、代替的に、角座標及びデカルト座標(Cartesian coordinate)の組み合わせ)により画定される。ベクトルBは、カメラレンズ102の入射瞳EPからDMD105の検出器アレイの中心のオフセットを表す。また、図2によれば、ベクトルA、B、C、及びDは、以下の数1により関連される。
レンズ102のフォーカス設定は、|A|+Dyであり、By+Cyに等しい。
図2は、10列及び16行に配置される160の検出ゾーン122aa−122pjを有する実施形態におけるDMD105を示す。しかしながら、DMD105は、n列 x m行に配置される任意の数の検出ゾーンを有し得、ここで、n及びmはそれぞれ独立して、2、3、4に等しい又はより大きい任意の整数、又は最低2である他の整数であり得る。アレイ120は、グラフィックスによりカメラの画像上に表示されるべき検出ゾーンのアレイを含むが、グラフィックスは、アレイ120に存在するそれらより少ない検出ゾーンを図示し得る。アレイ120は、水平方向の検出角又は幅θh及び鉛直方向の検出角又は高さθvを有し、各検出ゾーン122aa−122pjは、水平方向の検出角γh及び鉛直方向の検出角γvを有する。キャリブレーション被写体S1は、検出ゾーンアレイ120の中心110に対して、θh1及びθv1で測定される。カメラ101は、被写体S1のフォーカス距離において水平方向の視野角又は幅αh及び鉛直方向の視野角又は高さαvを有する。カメラレンズ102の入射瞳EPとDMD105との間の視差オフセットであるベクトルBは、カメラレンズ102の入射瞳EPからDMD105の画像検出器の中心へ方向付けられる。パラメータεv及びεnは、検出ゾーンアレイ120の中心とカメラの視野130の中心OC又はカメラセンサ103との間の鉛直方向及び水平方向の角度オフセットを表す。カメラ101の光軸OA1は、DMD105の光軸OA2と平行である。
[カメラから被写体までの距離を決定し、カメラから距離測定デバイスまでのオフセットに対して補正する例示的な方法]
ここで、図3Aを参照すると、DMD105におけるセンサアレイ210の中心とカメラ101のイメージセンサ220の中心との間のx−z平面におけるオフセットは、x−z平面におけるベクトルBの成分であるBxzにより表される。オフセットBxzは、カメラのイメージセンサ220により見られる被写体S1の1つの仰角ΦCと、DMD105の検出器アレイ210における異なる仰角ΦDとをもたらす。図3Bによれば、DMD105における検出器アレイ210の中心とカメラ101のイメージセンサ220の中心との間のx−y平面におけるオフセットは、x−y平面におけるベクトルBの成分であるBxyにより表される。オフセットBxyは、カメラのイメージセンサ220により見られる被写体S1の方位角θCと、DMD105の対応検出器アレイ210からの異なる方位角θDとをもたらす。
再び図3A及び図3Bを参照すると、カメラセンサ210の中心から見られるキャリブレーション被写体S1の仰角ΦC及び方位角θCは、以下の数2及び数3により、DMDの検出器アレイ220の対応仰角ΦD及び方位角θDに関連付けられる。
図4は、カメラのイメージセンサ220、距離測定デバイスの検出器/センサアレイ210、カメラの入射瞳EP、及びキャリブレーション被写体S1を離間する距離を決定するための座標系を示す図である。DMD105の検出器アレイ210の光軸は、検出器アレイ210の中心240から延在するY軸と同一直線上にある。ベクトルCは、検出器アレイ210の中心240からキャリブレーション被写体S1へ方向付けられる。図5を参照すると、C−y平面310及びx−y平面320により定めた角度がλである。ベクトルEは、ベクトルCyに垂直であり、大きさ|C|sinγを有する。C−y平面310及びx−y平面300により定めた角度λは、関係式である数4により与えられる。
Cz/Cx比は、キャリブレーション被写体S1の検出ゾーンに対する検出器の仰角ΦDと検出器の方位角θDとの比(すなわち、ΦD/θD)に等しい。Cz及びCxは、パラメータθv1及びθh1にも対応する(図2)。φC及びθCを判定するC及び角度γの成分に関する数5、数6、数7は以下の通りである。
再び図5を参照すると、Cのy成分が以下の数式により与えられる。
図4に戻って参照すると、カメラ101の画像面220から被写体S1までのy軸に沿う距離は、ベクトルA及びDのy成分の合計である。また、図4に示されているように、A+Dのベクトル合計は、B+Cのベクトル合計に等しい。
映画又は動画作品に用いられるレンズは、概して、実質的に平坦なフォーカス面を有し、レンズのフォーカス距離キャリブレーションは、概して、カメラの画像面(例えば、図4の平面220)からカメラレンズの光軸OA1に沿って(フォーカス面へ)参照される。従って、DMD105における検出器アレイ210により検出されるキャリブレーション被写体S1に対して、ビデオオーバーレイ及び処理ユニット(VOPU、以下の図6の説明参照)が、キャリブレーション被写体S1に対する、カメラ101の画像面220から光軸OA1とフォーカス面との交差まで光軸OA1に沿って(例えば、図2の視野130参照)、カメラの画像面220から被写体S1までの距離(すなわち、距離A+Dy。ここで、DyはベクトルDのy成分)を算出する。使用の間に、VOPUは、カメラの画像面から光軸と被写体又は物体に対するフォーカス面との交差まで光軸に沿って、カメラの画像面から各検出ゾーンにおける少なくとも1つの被写体又は物体までの距離を算出する。
距離A+Dyは、(1)カメラ101の画像面220(図4)からレンズ230の入射瞳EPへ方向付けられるベクトルA、(2)レンズ230の入射瞳EPからDMDの基準面(例えば、検出器アレイ210)とDMDの光軸OA2との交差点へ方向付けられるベクトルB(図2参照。以降、本交差は、DMDの基準面の中心と称される)、及び(3)DMDの基準面210の中心から被写体(例えば、S1)へ方向付けられるベクトルC(図4)を加算又は合計し、かつ、DMD105の光軸OA2と平行である、結果として生じるベクトルの成分を算出することによって、算出される。ベクトルAは、光軸OA1に沿って並び得、この場合、光軸に沿うその成分が、その絶対値|A|である。軸OA1と平行する軸に沿うベクトルBの成分(すなわち、By)は、(例えば、以下の数12を用いて、)直接又は経験的に測定され、又はキャリブレーションにより決定され、算出され得る。
そのようなキャリブレーションを実現するための1つの方法が、カメラ101の視線(すなわち、OA1)上で中央寄せした距離Sにおいて試験用被写体又はキャリブレーション被写体(図示せず)を用いるものである。例示的なキャリブレーション方法において、小さいキャリブレーションターゲットが、(例えば、カメラの光軸OA1に沿って)カメラの画像検出器220上で中央寄せし、画像検出器220からキャリブレーション距離Sにおいて位置付けられる。キャリブレーション距離Sは、カメラレンズ102の近フォーカス距離制限の1倍と2倍との間である。キャリブレーションターゲットは、DMD105に最も近いターゲットであり、結果として、ターゲット距離Sは、正確に決定され又は識別され得る。レンズ102の絞りは、その最大開口に設定され、これにより、高度のフォーカスが正確に決定され得る。DMD105の検出器アレイ210上のキャリブレーションターゲットの画像は、検出器アレイ210の単一要素(例えば、フォトディテクタ)より小さく、従って、単一信号検出ゾーン内に含まれ得る。ユーザは、最大シャープネスが得られるまで、カメラレンズ102のフォーカスを手動で調整し、その後、データを保存する。
保存されたキャリブレーションデータを用いて、ビデオオーバーレイ及び処理ユニット(VOPU。以下の図6及び対応説明参照)は、任意の検出された被写体に対して、全てベクトルBの成分の値に従って、入射瞳EPの中心に相対する仰角ΦC(図3A)及び方位角θC(図3B)、並びに、センサアレイ210の中心240に相対する仰角ΦD(図3A)及び方位角θD(図3B)を算出する。キャリブレーションターゲットは、カメラレンズの光軸OA1と被写体面との交差に配置され得、この場合、キャリブレーション被写体S1のイメージセンサ上の仰角及び方位角は両方ともゼロである。成分Bx及びBzは、以下の数10及び数11から決定され得る。
Bz及びBxは、検出ゾーンアレイ120の中心とカメラセンサ103の中心との間の鉛直方向及び水平方向の角度オフセットεv及びεhに対応する。
キャリブレーション距離において、Dy cal((図4の)レンズ230の入射瞳EPの中心からキャリブレーション被写体S1までの距離のy成分)及びCy cal(DMD105のセンサアレイ210の中心からキャリブレーション被写体S1までの距離のy成分)が決定される。上記の数9により、y成分Dy cal及びCy calは、By及び|A|の値から決定され得る。
数7及び数8により、以下の数式が得られる。
By−|A|の値を用いて、VOPU(図6)は、以下の数14に従ってレンズ距離を算出する。
カメラ101のイメージセンサ220に対する仰角及び方位角についての数式(数10及び数11)と組み合わせた上記の数14に係るレンズフォーカス距離Dyは、モニタ上のオーバーレイグラフィックスにより表された検出エリアのうちのどれが、DMD105により検出された被写体又は物体のうち与えられた任意の1つに対応するかを特定する。
モニタの中心にわたって長方形の2次元アレイを含むグラフィックスオーバーレイ(例えば、図1A−図1B参照)について、各長方形のグラフィック(例えば、32aa−dd、42aa−hh)は、仰角Θv1±γv/2及び方位角Θh1±γh/2の範囲をカバーし(例えば、図2参照)、VOPU(図6)は、(その仰角及び方位角が数10及び数11により決定される)DMD105の検出ゾーンからのフォーカス距離データを、長方形のグラフィックスのそれぞれにより表される仰角及び方位角の範囲と相関させる。
[例示的な無線ビデオ処理ユニット]
図6は、アンテナ313搭載のビデオレシーバ321と、アンテナ342搭載のグラフィックス・オーバーレイ・ユニット340と、ビデオレシーバ321からのビデオ信号を受信するよう構成されるコネクタ345と、ディスプレイ画面20を有するモニタ10とを備える例示的なビデオ処理ユニット300を示す。モニタ10は、(エネルギモードを変更又は調整する複数の制御(例えば、バッテリ給電の動作、又はコンセント給電)、マーカ、WFM、ズーム、アスペクト比、ユーザ選択、及び/又は入力ソース、並びに/又は他の調整の実施を含む)制御ブロック/インターフェース336と、メニューディスプレイオン/オフボタン337と、電源オン/オフボタン338と、選択されたカメラ/入力ソースが記録しているか否かを示すタリーインジケータ339とをさらに含み得る。オーバーレイされた本グラフィックスでビデオ及び/又は画像を表示することに加えて、モニタ10は、ディスプレイ20の予め決められた領域における(例えば、画面の底部の別個のバーにおける)レンズデータも表示し得る。レンズデータは、フォーカス距離、絞り設定、レンズの焦点長、被写界深度範囲の終点(すなわち、被写界深度の近方距離及び被写界深度の遠方距離)のうちの1つ又は複数を含み得る。
グラフィックス・オーバーレイ・ユニット340は、ビデオレシーバ321からのビデオ信号を受信し、2次元アレイ検出ゾーンを含むグラフィックスを、ビデオ信号上にオーバーレイ又はスーパーインポーズする。カメラレンズの所与の視野角及び/又は視野に対して、グラフィックス・オーバーレイ・ユニット340は、視差と無関係で、静止したグラフィックス検出ゾーンのエリアを維持する。カメラのフォーカス距離の範囲を超え、検出ゾーンの大きさは、実質的に固定されたままである。その結果として、焦点長は、変更又は減少され、ビデオ画像は、クラッタされることとならず、フォーカスプラーは、検出ゾーンの大きさにおける変更に対して調整を行う必要がない。
図7は、カメラの較正とフォーカス、絞り、及びズームモータ制御の使用とに用いるデジタルディスプレイ315と、カメラ開始/停止インジケータ317及び323と、(ズーム機能/設定などのレンズを較正するための)制御インターフェース324と、ズームコントローラ316と、フォーカスノブ319と、絞り制御スライダ320と、ディスプレイ315上でメニューアイテムを選択するための切り替え322と、ディスプレイ315上の特定の表示されたアイテム又は機能を選択するためのソフト入力キー325と、フォーカス距離を選択するためのリングセレクタ318と、リングセレクタ318を用いて選択されたフォーカス距離を示す確認マーク327と、フォーカスノブ319と、ユーザが(図2のカメラ101における)フォーカス、絞り、及び/又はズームのモータに対する制限を選択することを可能にするよう構成される限界選択キー326のセットとを含む例示的なハンド制御ユニット350を示す。ズームコントローラ316は、感圧性ジョイスティックを含み得、該ジョイスティックに印加された圧力により、カメラがフォーカス、絞り、及び/又はズームを変化させる割合又は速度が、制御される。
ビデオグラフィックスオーバーレイ及び(データ)処理ユニットVOPU340は、モニタ330に、電気的に(及び任意で、機械的に)取り付けられ得る。ビデオオーバーレイユニット340は、DMD105(図2)及びハンド制御ユニット350(図7)の両方からフォーカス情報を受信する。DMD105における1つ又は複数のエミッタからの照射ビーム(例えば、赤外光)が、シーン(例えば、カメラの視野)における被写体又は物体で反射する、又は跳ね返る。照射の角度は、5°から45℃までであり得(一例において、約9であり、別の例において、約15°であり)、その範囲は、約300メートル又は1000フィートまでとなり得る(一例において約50メートル又は150フィートである)。反射されたビームは、距離測定ユニット105のレンズの後ろの検出器アレイ210(例えば、図3A)により捉えられる。概して、検出器アレイ210は、VOPU340により生成されるべき検出ゾーンのアレイ(例えば、図1Aのアレイ30、又は図1Bのアレイ40)に対応する。検出器アレイ210は、単一基板上に統合された、又は別個のデバイスとしての画像検出器のアレイを含み得る。その結果として、本距離測定デバイス又はユニット105は、狭くコリメートされたレーザの使用を回避し得(これにより、結果として生じる目の安全面での課題を取り除き得)、超音波信号の使用を回避し得、トランスポンダが、カメラ101の視野における役者又は他の動いている被写体に取り付けられる必要がない。
様々な実施形態において、VOPU340は、2つ以上の素子(例えば、検出器アレイ及び/又は検出ゾーンアレイのゾーンにおける検出器)が、検出ゾーンの集合又は合成を形成するよう組み合わせられ得る検出ゾーンのグラフィックスを生成する。検出器アレイ及び/又は検出ゾーンアレイの2つ以上の素子を組み合わせることによって、結果として生じる検出ゾーンの集合又は合成は、より大きい検出角を有する。カメラレンズの視野角が検出器アレイ及び/又は検出ゾーンアレイの素子の角度に対して大きい場合、検出ゾーンのグラフィックスは、ビデオ画像をクラッタさせ得、下にある画像を識別することが困難となる。
一実施例において、ユーザは、検出ゾーンの数を減少させるよう、1つ又は複数の列及び/又は行における2つ以上の隣接する検出ゾーンを組み合わせるように、(例えば、モニタ10上の接触感知式表示画面20を用いて)VOPU340を命令し得る。同様に、ユーザは、検出ゾーンの数を増加するよう、1つ又は複数の検出ゾーンを、1つ又は複数の列及び/又は行に分割するように、VOPU340を命令し得る。一般に、与えられた列又は行(又は、一例において、アレイ全体)における検出ゾーンの全てが、実行された同じ組み合わせ動作又は離間動作を有する。例えば、ユーザが、1つ又は複数の選択された列における(又はアレイ全体における)隣接する検出ゾーンを組み合わせるよう、VOPU340を命令する場合、VOPU340は、第1の及び第2の隣接する検出ゾーン、第3の及び第4の隣接する検出ゾーン、第5の及び第6の隣接する検出ゾーン等を組み合わせ、これにより、選択された列における(又はそのアレイにおける)全ての検出ゾーンは、隣接する検出ゾーンと組み合わせられ、これにより、選択された列における(又はそのアレイにおける)検出ゾーンの数を、50%で減少する。
代替的に、カメラレンズの視野角と検出ゾーンの視野角との比が、所与の方位(例えば、水平方向又は鉛直方向)において予め決められた閾値(例えば、8、10、12等)を超えた場合、VOPU340は、検出ゾーンの数を減少するよう、各列及び/又は行における隣接する検出ゾーンを自動的に組み合わせ得る。例えば、カメラレンズの水平方向の視野角と検出ゾーンの水平方向の視野角との比が、予め決められた閾値を超えた場合、検出ゾーンの数は、1/2で減少され得、各列における隣接する検出ゾーンのペアが組み合わせられる。水平方向の視野角の比が、予め決められた閾値未満に減少した場合、この処理は、逆にできる。カメラレンズの視認仰角と検出ゾーンの視認仰角との比が、所与の閾値を超える場合、同じ手法は、各行における隣接する検出ゾーンに適用され得る。
ここで図7を参照すると、カメラ101上のモータ制御、データ処理、及び通信ユニット(図示せず)が、制御316、319及び320により送信されたモータ位置情報及び/又はデータに従ってフォーカス、絞り、及びズームのモータ及び/又はエンコーダのギアを配置する。例えば、レンズ102(図2)のフォーカス、絞り、及びズームの機能は、フォーカスのレンズギア、ズームのレンズギア、及び絞りのレンズギアにより調整及び/又は制御される。フォーカスのモータ/エンコーダのギアが、フォーカスのギアに結合され、ズームのモータ/エンコーダのギアは、ズームのギアに結合され、絞りのモータ/エンコーダのギアが絞りのギアに結合される。フォーカスノブ319(図7)の手動回転が、フォーカスのモータ/エンコーダのギアの位置を制御し、絞りノブ320の直線的な移動又は動きが、絞りのモータ/エンコーダのギアの位置を制御し、ズーム制御ノブ316上の圧力が、ズームのモータ/エンコーダのギアの位置を制御する。レンズ102(図2)のフォーカス、絞り、及びズームの設定は、本明細書においてレンズ設定と称され得る。レンズ設定は、ユーザ手動制御ユニット350(図7)により、(例えば、アンテナ329を含む)無線リンクを介して、シリアルデジタルデータの形態で、モータ制御、データ処理、及び通信ユニットに送信される。レンズ設定はまた、電気的インタフェース(図示せず)を通じてそれらのレンズデータを提供するレンズにより、モータ制御、データ処理、及び通信ユニットに直接送信され得る。モータ制御、データ処理、及び通信ユニットは、距離測定デバイス105(図2)から距離データを受信し、モータ制御、データ処理、及び通信ユニットが、ハンド制御ユニット350(図7)から受信する距離データ及び現在のフォーカス距離設定の両方を、ビデオオーバーレイ及び処理ユニット340に送信する。
[例示的な方法]
本発明はさらに、距離測定デバイスから、距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体及び/又は物体までの距離を同時に又は実質的に同時に決定する段階と、(i)検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置、及び(ii)ビデオ又は動画における各検出ゾーンにおいて検出された被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定を示すグラフィックスを生成する段階と、シネカメラの被写界深度外の検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせる、シネカメラのレンズに対するフォーカス変更、調整、又は補正をグラフィックスに示す段階と、ビデオ又は動画を、表示されたビデオ又は画像上にオーバーレイ又はスーパーインポーズされたグラフィックスを有するディスプレイ上に表示する段階とを備える、シネカメラのフォーカスを合わせる方法に関する。距離測定デバイス又は他の基準点から、被写体及び/又は物体までの距離は、距離測定デバイスにおける2次元アレイ検出素子(例えば、フォトダイオード)のそれぞれにより決定され又は測定され得る。
さらなる実施形態において、グラフィックスは、1つ又は複数の被写体又は物体が、シネカメラの被写界深度内にある検出ゾーンをさらに示し、シネカメラは、動画カメラであり、ビデオ又は動画は、動画であり、各検出ゾーンにおける被写体又は物体の距離は、照射でカメラの視野における被写体又は物体を照射し、被写体又は物体から反射された照射を検出し、反射された照射から距離を算出することによって決定され、及び/又は、方法は、カメラの被写界深度外の1つ又は複数の検出ゾーンの被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるレンズのフォーカスを変更又は調整する段階をさらに備える。
図8Aは、カメラのフォーカスを合わせる例示的な方法400を示すフローチャート400である。一実施形態において、カメラは、動画カメラであり、方法は、ビデオ又は動画の2次元アレイ検出ゾーンにおける1つ又は複数の被写体又は物体上に、カメラのフォーカスを合わせる。フローチャート400は概して、本明細書にて説明されているように、シネカメラのフォーカスを合わせるための手動フォーカスモードに適用可能である。
本明細書にて説明されているように、第1段階において、410で、カメラの視野における1つ又は複数の被写体及び/又は物体は、距離測定デバイスからの照射ビームで照射され、被写体及び/又は物体から反射された照射は、距離測定デバイスにより検出される。例えば、(i)被写体及び/又は物体を損傷又は負傷させるリスク、及び(ii)ビデオの撮像又は記録に対する潜在的な中断を最小化するべく、照射は、赤外(IR)光(例えば、非干渉性非レーザIR光)からなり得る。被写体及び/又は物体を照射し、反射された照射を検出する前に、距離測定デバイスは、カメラレンズの上及び/又はそれに隣接して、カメラに取り付けられ得る。距離測定デバイスのエミッタは、レンズの光軸と同じ方向に向けられる。様々な実施形態において、距離測定デバイスは、カメラレンズの光軸と距離測定デバイスの受信/光軸との間の平行度を維持しつつ、カメラレンズから調整可能な離間距離を可能とする搭載デバイスを組み込み得る。(例えば、バッテリ又はAC−DC変換器から10−30V DCの)電力が、電力ポート(例えば、2ピンの電力コネクタ)を通じて距離測定デバイスに供給され得る。一実施形態において、距離測定デバイスは、各デバイス/ユニット上のシリアルポート及び/又は接続(例えば、USBケーブル又はワイヤ)を通じて、カメラのモータ制御、データ処理、及び通信ユニットへ/から、電気信号を送信及び受信する。
420では、検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体の距離は、基準点(例えば、距離測定デバイスにおける検出器アレイの中心、カメラにおけるイメージセンサの中心等)から、反射された照射を用いて、当業者に既知の方式で上記で説明されているように算出され及び/又は補正され、同時に又は実質的に同時に算出される。任意で、基準点からの被写体及び/又は物体の距離は、照射ビームの特性(例えば、波長、強度等)を用いて、又はそれ自体上に変調された情報から、算出される。
430では、(i)検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置、及び(ii)カメラからのビデオ又は動画の画像の各検出ゾーンにおいて検出された被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定を示すグラフィックスが生成される。440では、グラフィックスは、カメラの被写界深度外の検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるカメラレンズに対するフォーカス変更も示す。多くの実施形態において、445では、グラフィックスは、1つ又は複数の被写体又は物体がカメラの被写界深度内にある(例えば、フォーカスが合っている)検出ゾーンの全ても示す。グラフィックスを伴うオーバーレイされたテキストの形態において、レンズ設定データが、レンズ設定に加えて、被写界深度の近方及び遠方制限を示し得る。
グラフィックスを生成する前に、グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、ビューイングモニタの背面に取り付けられ得、又はビューイングモニタと並んで接続され得る。概して、電力、ビデオ入力、及びビデオ出力という少なくとも3つのグラフィックス・オーバーレイ・ユニットへの接続が存在する。ビデオ入力及びビデオ出力のそれぞれは、HD−SDI又はHDMI(登録商標)準拠の接続部を含み得、BNCケーブルなどで伝搬され得る。カメラレンズに対する距離測定デバイスの位置の視差補正が、(例えば、本明細書にて説明されているように)グラフィックスオーバーレイメニュー(例えば、モニタ上に表示され、入力され、及び/又は選択されたコマンド及び入力)を用いて、決定され、算出及び/又は制御され得る。
450では、ビデオ又は動画の画像は、ディスプレイ(例えば、モニタ又は視聴画面)上に表示され、グラフィックスは、その表示されたビデオ又は画像上にオーバーレイ又はスーパーインポーズされる。グラフィックスは、2次元アレイ検出ゾーン(例えば、図1Aのゾーン32aa−32dd、又は図1Bのゾーン42aa−42hh)を含み得る。各検出ゾーンの大きさ及び位置は、比較的にカメラレンズに近い被写体又は物体上にフォーカスを合わせる場合、カメラのフォーカス設定又は視差にかかわらず、カメラレンズの固定された視野角又は焦点長に対して変化しない。グラフィックスは、(i)検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置、(ii)各検出ゾーンにおいて検出されるビデオ又は動画における被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定、及び(iii)カメラの被写界深度外の検出ゾーンにおけるそれらの被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせる、カメラレンズに対するフォーカス変更又は調整(任意で、絞り及び/又はズーム変更又は調整)を示す。グラフィックスは、1つ又は複数の被写体又は物体がカメラの被写界深度内にある(例えば、フォーカスが合っている)検出ゾーンがあれば、それらの検出ゾーンも示し得る。検出ゾーンは、固定された検出角を有し得、この場合、それらの数及び位置は、カメラの視野角に従って変化し得る。さらに、検出ゾーンアレイにおける隣接素子(例えば、ゾーン)が、より大きい(例えば、合成又は集合の)検出ゾーンを形成するよう、組み合わせられ得、及び/又は、1つ又は複数の列及び/又は行における(又はアレイ全体における)検出ゾーンが、より小さい検出ゾーンを形成するよう、分割され得る。
460では、フォーカスを異なる被写体又は物体に変更するか否かを決定する。変更しない場合、方法400は、410及び420で、照射ビームで視野における被写体及び/又は物体を照射し続け、被写体及び/又は物体から反射された照射を検出し続け、基準点から検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体の距離を算出し続ける。変更する場合、470では、異なる被写体又は物体を含む検出ゾーンが選択され、その後、410−430で、選択された検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるよう、フォーカス(及び任意で、絞り及び/又はズーム)設定又はレンズの位置が、変更又は調整される。本明細書にて説明されているように、撮像及び/又はビデオ記録が連続的な処理なので、カメラの視野における被写体及び/又は物体は連続的に照射され、反射された照射は連続的に検出され、距離測定デバイス又は他の基準点からの、検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体の距離は、連続的に算出される。加えて、フォーカスが合っていない被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるために必要とされるフォーカス設定における任意の変更は、グラフィックスにおいて連続的に更新され得、又は要求されると(例えば、「フォーカス更新」ボタン又はアイコンを押すことによって)更新され得る。
480では、ユーザは、カメラのフォーカスシステムを、手動フォーカスモードからオートフォーカスモードに変更するか否かを決定する。変更しない(すなわち、手動フォーカスモードで続ける)場合、方法400は、410−430で、視野における被写体及び/又は物体を照射ビームで照射し続け、被写体及び/又は物体から反射された照射を検出し続け、基準点からの、検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体の距離を算出し続け、2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置と、各検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体のフォーカス設定とを示すグラフィックスを生成し続ける。変更する場合、本明細書にて説明されているように、ユーザは、カメラのフォーカスシステムを、手動フォーカスモードからオートフォーカスモードに切り替え得る。
図8Bは、シネカメラのオートフォーカスの例示的な方法400を示すフローチャート500である。例えば、510では、オートフォーカスの検出ゾーンの検出フィールド及び位置を示すグラフィックスが生成される。本明細書にて説明されているように、オートフォーカスの検出ゾーンの検出フィールド及び位置は、2次元アレイ検出ゾーンにおける1つ又は複数の検出ゾーンに対応し得る。
520では、本明細書にて説明されているように、オートフォーカスの検出ゾーンにおける1つ又は複数の被写体及び/又は物体は、距離測定デバイスからの照射ビームで照射され、被写体及び/又は物体から反射された照射は、距離測定デバイスにより検出される。いくつかの実施形態において、初期又はデフォルト条件として、シネカメラのフォーカスシステムは、オートフォーカスの検出ゾーンにおける最も近い被写体又は物体上に自動的にフォーカスを合わせ得る。530では、オートフォーカスの検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体の距離は、本明細書にて説明されているように、反射された照射を用いて、基準点から同時に又は実質的に同時に算出される。540では、カメラの被写界深度外の(すなわち、フォーカスが合っていない)オートフォーカスの検出ゾーンにおいて検出された被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定を示す追加のグラフィックスが生成され得る。代替的に、グラフィックスは、基準点(例えば、カメラレンズの入射瞳)からのそのような被写体及び/又は物体の距離、又は、フォーカスが合っていない検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるフォーカス変更を示し得る。
550では、グラフィックスは、ビデオ又は動画の画像上にオーバーレイされ又はスーパーインポーズされ、560では、それらの上にオーバーレイされ又はスーパーインポーズされたグラフィックスを伴うビデオ又は動画の画像は、ディスプレイ上に表示される。グラフィックスは、褪色した色、より狭い境界線、破線、又は、(手動フォーカスモードではアクティブな)2次元アレイ検出ゾーンが非アクティブである他のインジケータ(例えば、図9A及びその説明参照)を有する2次元アレイ検出ゾーンをさらに含み得る。570では、初期又はデフォルトの被写体又は物体が(あれば)オートフォーカスする所望の被写体又は物体ではないことを想定し、ユーザは、シネカメラのフォーカスシステムが自動的にシネカメラのフォーカスを合わせる特定の被写体又は物体を選択し得る。560−570で、またはそれらの後、オートフォーカスの検出ゾーンの大きさ及び/又は位置は、ユーザにより、(ディスプレイが接触感知式画面を含む場合は)ディスプレイ上に直接変更され得、あるいは、(例えば、同じ又は異なるディスプレイ上に表示されるインタラクティブメニューにおいて)1つ又は複数の制御ボタン、キー、及び/又はコマンドを用いて、変更され得る。
580では、ユーザは、オートフォーカスの検出ゾーンにおける異なる被写体又は物体にフォーカスを変更するか否かを決定し得る。例えば、ディスプレイが接触感知式画面を含む場合、ユーザは、オートフォーカスのための異なる被写体又は物体を選択するよう、ディスプレイの異なる被写体又は物体を単にタッチ又はタップし得る。ユーザは、フォーカスを異なる被写体又は物体に変更することを所望していない場合、方法500は、510−530で、オートフォーカスの検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体を照射ビームで照射し続け、被写体及び/又は物体から反射された照射を検出し続け、基準点からの、検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体の距離を算出し続け、オートフォーカスの検出ゾーンにおける同じ被写体又は物体上に自動的にカメラのフォーカスを合わせ続ける。ユーザがフォーカスを異なる被写体又は物体に変更することを所望する場合、580で、オートフォーカスの検出ゾーンにおける異なる被写体又は物体が選択される。異なる被写体又は物体は、それ自体がオートフォーカスの検出ゾーンにある場合、直接選択され得る。ディスプレイが接触感知式画面を含む例において、ユーザは、オートフォーカスのための異なる被写体又は物体を選択するよう、ディスプレイのその異なる被写体又は物体を単にタッチ又はタップし得る。異なる被写体又は物体が、アクティブオートフォーカスの検出ゾーンの外にある場合、オートフォーカスの検出ゾーンの大きさ及び/又は位置は、新しい(異なる)被写体又は物体を選択する前に、その異なる被写体又は物体を含む、又は包含するように変更され得る。カメラのフォーカスシステムは、その後、その新しい/異なる被写体又は物体上に、自動的にカメラのフォーカスを合わせる。
590では、ユーザは、カメラのフォーカスシステムを、手動フォーカスモードからオートフォーカスモードに変更するか否かを決定し得る。変更しない(すなわち、オートフォーカスモードで続ける)場合、方法500は、510−540で、少なくともオートフォーカスの検出ゾーン(より概しては、少なくともシネカメラの視野全体)における被写体及び/又は物体を照射ビームで照射し続け、被写体及び/又は物体から反射された照射を検出し続け、オートフォーカスの検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体の距離を算出し続け、グラフィックスを生成し続け、オートフォーカスの検出ゾーンにおける選択された被写体又は物体上に、自動的にカメラのフォーカスを合わせ続ける。変更する場合、本明細書にて説明されているように、ユーザは、カメラのフォーカスシステムを、オートフォーカスモードから手動フォーカスモードに(図8A)切り替え得る。
[例示的なソフトウェア]
本開示は、汎用コンピュータ又は従来のデジタル信号プロセッサを搭載したワークステーションに実装可能及び/又は実行可能で、本明細書にて開示されている方法のうちの1つ又は複数、及び/又はハードウェアの1つ又は複数の動作を実行するよう構成されるアルゴリズム、コンピュータプログラム、コンピュータ可読媒体、及び/又はソフトウェアも含む。従って、本発明のさらなる態様は、距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体及び/又は物体に対するフォーカス状況を示すグラフィックスを作成又は生成し、及び/又は、本明細書にて開示されている何れかの方法の一部又は全てを実装するアルゴリズム及び/又はソフトウェアに関する。例えば、コンピュータプログラム又はコンピュータ可読媒体は、概して、適切な処理デバイス(例えば、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又はDSPデバイスなどの信号処理デバイス)により実行された場合、上述の方法、動作、及び/又はアルゴリズムを実行するよう構成される命令のセットを含む。
コンピュータ可読媒体は、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、磁気テープ又はハードディスクドライブなど、媒体を読み出し、その上又はその中に保存された符号を実行するよう構成される信号処理デバイスにより読み出され得る任意の媒体を含み得る。そのような符号は、物体符号、ソース符号、及び/又は二進符号を含み得る。符号は、概して、デジタルであり、かつ、概して、従来のデジタルデータプロセッサ(例えば、プログラム可能ゲートアレイ、プログラム可能な論理回路/デバイス、又は特定用途向け集積回路(ASIC)などの、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は論理回路)により処理するために構成される。
従って、本発明の態様は、シネカメラのフォーカス合わせをアシストするグラフィックスを生成するよう適合される符号化された命令のセットを含む非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。グラフィックスは、距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置を示す。検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置は、予め決められた基準点(例えば、距離測定デバイスにおける検出器アレイの中心、カメラにおけるイメージセンサ、又はカメラレンズの入射瞳)からの一意の範囲の仰角及び一意の範囲の方位角に対応する。グラフィックスは、ビデオ又は動画の検出ゾーンのそれぞれにおいて検出された被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定、カメラの被写界深度外の検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるカメラレンズに対するフォーカス変更、調整、又は補正も示す。命令のセットは、カメラから表示されたビデオ又は動画上に、グラフィックスをオーバーレイ又はスーパーインポーズするよう適合される命令をさらに含む。
本明細書にて説明されているように、順番にソフトウェアにより生成されるグラフィックスにより示されている検出ゾーンは、概して、2次元アレイ検出ゾーンを含む。既知の距離データ及びカメラレンズの焦点長を用いて、本ソフトウェアは、フォーカスが合っていない検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体に高度のフォーカスを合わせる、フォーカス、絞り、及びズームの設定変更を同時に又は実質的に同時に決定し得、そのような設定変更の方向及び大きさを示すグラフィックスを、ビデオ又は動画の画像上にオーバーレイし得る。本ソフトウェアは、グラフィックスを伴うオーバーレイされたテキストとして、レンズ設定データも追加し得る。そのようなテキストは、被写界深度の近方及び遠方制限も示し得る。
様々な実施形態において、予め決められた基準点が、カメラのフォーカスレンズの入射瞳であり、命令のセットは、(i)検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び物体のうち少なくとも1つに対する仰角及び方位角を決定し、(ii)画像面から検出ゾーンのそれぞれにおける被写体及び/又は物体までの、カメラの光軸に沿う距離を算出するよう適合される1つ又は複数の命令をさらに含み得る。他の又はさらなる実施形態において、命令のセットは、検出ゾーンの位置を示すグラフィックスを、オートフォーカスの検出ゾーンを示すグラフィックに置き換え、オートフォーカスの検出ゾーンにおける選択された被写体又は物体上に、自動的にカメラのフォーカスを合わせるようさらに適合される。オートフォーカスの検出ゾーンは、1つ又は複数の検出ゾーンに対応する位置を有する。オートフォーカスの検出ゾーンの位置及びオートフォーカスの検出ゾーンに含まれる特定の検出ゾーンは、ハンド制御350のマルチ機能キー322を通じて、フォーカスプラーにより選択され得る(図7)。代替的に、ビデオモニタ10(図6)が接触感知式表示画面20を含む場合、オートフォーカスゾーンの位置及び大きさは、ディスプレイ画面20を通じて制御され得る。
さらなる実施形態において、グラフィックスオーバーレイソフトウェア/命令は、手動モード及びオートフォーカスモードから情報を組み合わせ得、検出ゾーンアレイ及びオートフォーカスゾーンの両方のオーバーレイを総括する及び/又は含む。例えば、図9Aは、例示的な非アクティブ検出ゾーンアレイ30'上にスーパーインポーズされたアクティブなオートフォーカスゾーン40を図示するディスプレイ画面20を有する例示的なモニタ10を示す。図9Aの例において、シネカメラのフォーカスシステムは、オートフォーカスモードにあり、シネカメラのフォーカスシステムは、オートフォーカスゾーン40における選択された被写体又は物体上に自動的にフォーカスを合わせる。例示的なオートフォーカスゾーン40は、非アクティブな検出ゾーンにおける検出ゾーンアレイ30'の境界線より暗くてより厚いその境界線により、検出ゾーンアレイ30'に対して強調されるが、強調するための他のメカニズム(例えば、異なる色、暗さのみ、厚みのみ、実線対破線又は点線等)は適用され得る。また、アクティブなオートフォーカスゾーン40は、非アクティブな検出ゾーンアレイ30'上へのその重ね合わせにより強調される。そのような強調のメカニズムは、色、線の厚み又は形状等におけるsの別個のコントラストにより、より明白に示され得る。
図9Bは、非アクティブなオートフォーカスゾーン40'上にスーパーインポーズされるアクティブな検出ゾーンアレイ30を示す。図9Bの例において、シネカメラのフォーカスシステムは、手動フォーカスモードにあり、ゾーンにおける1つ又は複数の被写体又は物体にフォーカスを合わせる、アレイ30内の検出ゾーンのそれぞれにおけるレンズ設定情報を提供する。アレイ30における検出ゾーンは、非アクティブなオートフォーカスの検出ゾーン40'の境界線より暗くてより厚いその境界線により、オートフォーカスの検出ゾーン40'に対して強調されるが、強調のための他のメカニズムは適用され得る。例えば、アクティブなオートフォーカスゾーン40は、非アクティブな検出ゾーンアレイ30'上にスーパーインポーズされる。従って、ユーザは、アクティブな検出ゾーンアレイ30と、非アクティブなオートフォーカスの検出ゾーン40'との間を容易に区別し得る。
図9A−図9Bに図示されている合成オーバーレイ配置は、ユーザ(例えば、フォーカスプラー)が、オートフォーカスレンズ設定と一致させるようにオートフォーカスモードにありつつ、フォーカス制御(例えば、図7のフォーカスノブ319)を調整及び/又は設定することを可能にする。フォーカス制御設定をオートフォーカス設定と一致させることによって、フォーカスモータは、オートフォーカスモード(図9A)から手動フォーカスモード(図9B)に切り替える場合、1つ又は複数の特定の被写体及び/又は物体上に高度のフォーカスを維持する。より概して、オートフォーカスモードから手動フォーカスモードに変更する場合、フォーカス制御は、2次元アレイ30における任意の検出ゾーンにおける選択された被写体又は物体上にフォーカスを合わせるよう事前設定され得る。加えて、図9A−図9Bに図示されている合成オーバーレイ配置は、検出ゾーンの1次元(例えば、水平方向の列)のアレイにも適用され得る。
[結論/概要]
従って、本発明は、シネカメラのフォーカスを合わせるための方法、装置、システム、及びソフトウェアを提供する。シネカメラのフォーカスシステムは、概して、(a)距離測定デバイスと、(b)シネカメラからのビデオ及び/又は画像を受信するよう構成されるビデオレシーバと、(c)グラフィックス・オーバーレイ・ユニットと、(d)モニタとを備える。距離測定デバイスは、照射ビームを放射するよう構成されるエミッタと、照射ビームの1つ又は複数の反射を検出するよう構成される検出器と、反射から、カメラの視野の2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体又は物体についての距離情報を決定及び処理するよう構成されるロジックとを有する。検出器は従って、2次元アレイフォトディテクタ、又は、検出ゾーンのアレイに対応する2次元アレイ検出領域を含むフォトディテクタを有し得る。グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、(i)ビデオレシーバからビデオ及び/又は動画の情報、及び(ii)距離測定デバイス又は他の基準点からの距離情報を受信し、(1)複数の検出ゾーンのそれぞれに対する検出フィールド及び位置、及び(2)カメラの被写界深度内にない各検出ゾーン内の被写体又は物体に対するフォーカス設定における(例えば、被写体又は物体にフォーカスを合わせる)変化又は補正の方向及び/又は大きさを示すグラフィックスを生成するよう構成されるビデオオーバーレイ及びデータ処理ユニットを含む。モニタは、カメラからのビデオ及び/又は画像と、表示されたビデオ及び/又は動画上にオーバーレイされ又はスーパーインポーズされるグラフィックスとを表示する。
シネカメラシステムは、概して、本シネカメラのフォーカスシステムと、ビデオ又は動画の信号出力を送信するビデオ送信ユニット及びレンズを有するシネカメラと、(i)シネカメラのフォーカス、絞り、及びズームの設定を調整し、(ii)ビデオオーバーレイ及びデータ処理ユニットに、レンズ設定データを送信するよう構成されるモータ制御及びデータ処理ユニットと、ビデオ又は画像の信号出力を受信するよう構成されるビデオレシーバと、ビデオ又は動画、及びそれらの上にオーバーレイされ又はスーパーインポーズされたグラフィックスを表示するよう構成されるディスプレイデバイスとを備える。フォーカスを合わせる方法は、概して、シネカメラのフォーカスを合わせる本シネカメラのフォーカスシステムを用い、距離測定デバイスから、距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体及び/又は物体までの距離を同時に又は実質的に同時に決定する段階と、(i)検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置、及び(ii)シネカメラからのビデオ又は動画の画像の各検出ゾーンにおいて検出された被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定を示すグラフィックスを生成する段階と、シネカメラの被写界深度外の検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせる、シネカメラのレンズに対するフォーカス変更、調整、又は補正を、グラフィックスに示す段階と、ビデオ又は動画と、表示されたビデオ又は動画上にオーバーレイ又はスーパーインポーズされているグラフィックスとをディスプレイ上に表示する段階とを備える。ソフトウェアは、本方法及びシネカメラのフォーカスシステムに有用なグラフィックスを作成する。グラフィックスは、(i)距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置、(ii)各検出ゾーンにおいて検出された1つ又は複数の被写体及び/又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定、(iii)カメラの被写界深度外の検出ゾーンにおける被写体及び/又は物体にフォーカスを合わせるカメラレンズに対するフォーカス変更、調整、又は補正、及び(iv)1つ又は複数の被写体又は物体がカメラの被写界深度内にある任意の検出ゾーン任意を示す。ソフトウェアはまた、画面又はモニタ上に表示されている、シネカメラからのビデオ又は動画の画像上に、グラフィックスをオーバーレイ又はスーパーインポーズする。
本発明は、たとえ被写体及び/又は物体とカメラの画像面との間の距離が変化したとしても、位置及び大きさを固定したままの検出ゾーンのグラフィックスを提供することによって、検出ゾーンがデカルト座標に基づくフォーカスデバイス及びシステムの欠点を克服する。距離測定デバイスとカメラの画像面との間の離間に起因する視差の量の変化にもかかわらず、かつ、視野における様々な被写体及び/又は物体と、カメラの画像面との間の異なる距離にもかかわらず、ビデオモニタ上に表示されているオーバーレイグラフィックスが、静止したままである。本フォーカスシステム及び方法の付加的利点が、ユーザは、視差に起因するモニタ画像からのフォーカス距離情報を失うことを回避することである。従って、本発明は、(2次元アレイ検出ゾーンを含む)オーバーレイグラフィックスが、カメラレンズの広範囲のフォーカス距離において静止したままとなることを可能にする。従って、本発明は、動画及びビデオ撮影の専門家及び愛好家が、人々及び事物が現実の生活の中で、又は動画/ビデオの中で動き回る間に注意を引き離すことなく、鮮明な画像を連続的に維持することを可能にする。
本発明の特定の実施形態の前述の説明は、図示及び説明の目的で提示されている。それらは網羅的であること、又は本願発明を開示されている精確な形態に制限することを意図されておらず、明らかに、多くの修正及び変形が上記の教示を考慮すれば可能である。実施形態は、本願発明及びその実際的な応用の原則を最良に説明し、これにより本願発明及び様々な実施形態を、想到される特定の利用に適した様々な修正を用いて当業者が最良に利用できるために、選択及び説明されている。本願発明の範囲は、本明細書に添付の請求項及びそれらの同等物により画定されることが意図されている。
[項目1]
シネカメラ用のフォーカスシステムであって、
a.距離測定デバイスであって、
i.照射ビームを放射するエミッタと、
ii.前記照射ビームの1つ又は複数の反射を検出する検出器と、
iii.前記1つまたは複数の反射から、前記シネカメラの視野における2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける1つ又は複数の被写体又は物体についての距離情報を決定するロジックと
を有する距離測定デバイスと、
b.前記シネカメラからのビデオ又は動画の情報と、前記距離測定デバイスからの前記距離情報とを受信するグラフィックス・オーバーレイ・ユニットであって、前記グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、ビデオオーバーレイ及び処理ユニットを有し、前記ビデオオーバーレイ及び処理ユニットは、(1)前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置と、(2)前記シネカメラの被写界深度内にない各検出ゾーン内の前記1つ又は複数の被写体又は物体に対する1つ又は複数のフォーカス設定における変更の方向及び大きさとを示すグラフィックスを生成し、前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの前記検出フィールド及び前記位置は、予め決められた基準点からの一意の範囲の仰角及び一意の範囲の方位角に対応する、グラフィックス・オーバーレイ・ユニットと、
c.前記シネカメラからのビデオ又は動画と、表示された前記ビデオ又は動画上にオーバーレイされた前記グラフィックスとを表示するモニタと
を備える
フォーカスシステム。
[項目2]
前記2次元アレイ検出ゾーンは、複数の水平方向の列及び複数の鉛直方向の行を含む、項目1に記載のフォーカスシステム。
[項目3]
前記予め決められた基準点は、前記シネカメラのフォーカスレンズの入射瞳である、項目1又は2に記載のフォーカスシステム。
[項目4]
前記グラフィックスは、前記シネカメラの前記被写界深度内の前記1つ又は複数の被写体又は物体を含む各検出ゾーンを示す、項目1から3の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目5]
前記グラフィックスは、選択された検出ゾーンにおける前記1つ又は複数の被写体又は物体のうち少なくとも1つの上で高度のフォーカスを実現する、前記1つ又は複数のフォーカス設定における前記変更の前記方向及び前記大きさを示す、項目1から4の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目6]
前記グラフィックスは、前記シネカメラの前記被写界深度内の前記1つ又は複数の被写体又は物体の相対位置を示す、項目5に記載のフォーカスシステム。
[項目7]
前記グラフィックス・オーバーレイ・ユニットは、前記シネカメラ上のユニットからの情報を受信する通信ユニットをさらに有し、前記ユニットは、モータ制御、データ処理、及び通信のうち少なくとも1つのためであって、前記フォーカス設定、絞り設定、及びズーム設定のうち少なくとも1つを調整し、前記シネカメラのためのレンズ設定データを送信する、項目1から6の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目8]
前記グラフィックスは、レンズ焦点長、Tストップ設定、カメラの種類、近方の被写界深度距離、遠方の被写界深度距離、及び画像面から被写体までの1つ又は複数の距離測定のうち少なくとも1つをさらに示す、項目1から7の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目9]
前記シネカメラのズーム設定、フォーカス設定、又は絞り設定又はパラメータを制御又は調整するズームコントローラと、フォーカスノブと、絞り制御スライダとをさらに備える項目1から8の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目10]
前記ズームコントローラは、前記シネカメラが、前記フォーカス設定、前記絞り設定、及び前記ズーム設定又はパラメータのうち少なくとも1つを変更する割合又は速度を制御するジョイスティックを含む、項目9に記載のフォーカスシステム。
[項目11]
前記シネカメラを較正すること、及び、前記シネカメラのフォーカスのモータ、絞りのモータ、及びズームのモータのうち少なくとも1つを制御することのうち少なくとも1つを行うためのメニューアイテムを表示するディスプレイを有するハンド制御ユニットと、前記ディスプレイ上の前記メニューアイテムを選択するためのスイッチ、及び前記ディスプレイ上に表示されるアイテム又は機能を選択するための1つ又は複数の入力キーのうち少なくとも一方とをさらに備える項目1から10の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目12]
前記ハンド制御ユニットは、前記2次元アレイ検出ゾーンのうちの1つ又は複数を選択するジョイスティックを有する、項目11に記載のフォーカスシステム。
[項目13]
フォーカス距離を選択するためのリングセレクタと、前記リングセレクタを用いて選択された前記フォーカス距離を示す確認マークと、フォーカスノブとをさらに備える項目11又は12に記載のフォーカスシステム。
[項目14]
前記距離測定デバイスは、前記2次元アレイ検出ゾーンのうち選択された1つ又は複数における前記1つ又は複数の被写体又は物体のうちの1つについての距離情報を決定及び処理する回路をさらに有し、前記グラフィックス・オーバーレイ・ユニットはさらに、オートフォーカスの検出ゾーンの検出フィールド及び位置を示し、前記オートフォーカスの検出ゾーンの前記位置は、前記2次元アレイ検出ゾーンのうち前記選択された1つ又は複数に対応し、前記シネカメラは、前記オートフォーカスの検出ゾーンにおける前記1つの被写体又は物体上に自動的にフォーカスを合わせる、項目1から13の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
[項目15]
シネカメラシステムであって、
a.項目1に記載のシネカメラのフォーカスシステムと、
b.レンズと、ビデオ又は動画の信号を送信するビデオ送信ユニットとを有する前記シネカメラと、
c.i)前記シネカメラのフォーカス設定、絞り設定、及びズーム設定のうち少なくとも1つを調整し、(ii)前記ビデオオーバーレイ及び処理ユニットに、レンズ設定データを送信するモータ制御ユニットと、
d.前記ビデオ又は動画の信号を受信するビデオレシーバと、
e.前記ビデオ又は動画の信号の前記ビデオ又は動画と、前記ビデオ上にオーバーレイされた前記グラフィックスとを表示するディスプレイデバイスと
を備える
シネカメラシステム。
[項目16]
(i)前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける前記1つ又は複数の被写体及び物体のうち少なくとも1つに対する仰角及び方位角を決定し、(ii)画像面から、前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける前記1つ又は複数の被写体及び物体のうち前記少なくとも1つまでの、前記シネカメラの光軸に沿う距離を算出するデータプロセッサをさらに備える項目15に記載のシネカメラシステム。
[項目17]
実行された場合、符号化された命令のセットをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記命令のセットは、
a.シネカメラのフォーカス合わせをアシストするグラフィックスを生成し、前記グラフィックスは、
i.距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置であって、前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの前記検出フィールド及び前記位置は、予め決められた基準点からの一意の範囲の仰角及び一意の範囲の方位角に対応する、距離測定デバイスの2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出フィールド及び位置と、
ii.ビデオ又は動画の各検出ゾーンにおいて検出された1つ又は複数の被写体及び物体のうち少なくとも1つに対する1つ又は複数のフォーカス設定と、
iii.前記シネカメラの被写界深度外の複数の検出ゾーンにおける前記1つ又は複数の被写体及び物体のうち前記少なくとも1つにフォーカスを合わせる、前記シネカメラのレンズに対するフォーカス変更、調整、又は補正とを示し、
b.前記シネカメラから表示されるビデオ上に、前記グラフィックスをオーバーレイ又はスーパーインポーズする
ように適合される
プログラム。
[項目18]
前記予め決められた基準点は、前記シネカメラのフォーカスレンズの入射瞳である、項目17に記載のプログラム。
[項目19]
前記命令のセットは、前記2次元アレイ検出ゾーンの1つ又は複数の前記位置を示す前記グラフィックスを、オートフォーカスの検出ゾーンを示すグラフィックに置き換え、前記オートフォーカスの検出ゾーンにおいて選択された被写体又は物体上に、自動的に前記シネカメラのフォーカスを合わせるようさらに適合され、前記オートフォーカスの検出ゾーンは、前記2次元アレイ検出ゾーンのうちの1つ又は複数に対応する位置を有する、項目17又は18に記載のプログラム。
[項目20]
符号化された1つ又は複数の命令をさらに備え、前記1つ又は複数の命令は、(i)前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける前記1つ又は複数の被写体及び物体のうち少なくとも1つに対する仰角及び方位角を決定し、(ii)画像面から、前記2次元アレイ検出ゾーンのそれぞれにおける前記1つ又は複数の被写体及び物体のうち前記少なくとも1つまでの、前記シネカメラの光軸に沿う距離を算出するよう適合される、項目17から19の何れか一項に記載のプログラム。
[項目21]
項目17から20の何れか一項に記載のプログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。