(57)【特許請求の範囲】
【請求項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信号と、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に対する、仰角座標及び方位角座標の一意の組により画定され、これにより、前記２次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出ゾーンの前記検出フィールド及び前記位置は、前記シネカメラの固定された視野に対して固定されたままであり、仰角座標及び方位角座標の一意の組のそれぞれの組は、仰角の範囲および方位角の範囲を含み、前記２次元アレイ検出ゾーンから選択される２つの検出ゾーンは、前記仰角の範囲および前記方位角の範囲の終点を除き、重ならない、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。
【請求項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、請求項１に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１又は２に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１から３の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１から４の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項５に記載のフォーカスシステム。
【請求項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１つ又は複数のフォーカス設定、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、前記シネカメラのためのレンズ設定データを送信する、
請求項１から６の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１から７の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１から８の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項９に記載のフォーカスシステム。
【請求項１１】
前記シネカメラを較正すること、並びに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、請求項１から１０の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１１に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、請求項１１又は１２に記載のフォーカスシステム。
【請求項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、
請求項１から１３の何れか一項に記載のフォーカスシステム。
【請求項１５】
シネカメラシステムであって、
ａ．請求項１から１４のいずれか一項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。
【請求項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、
請求項１５に記載のシネカメラシステム。
【請求項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に対する、仰角座標及び方位角座標の一意の組により画定され、これにより、前記２次元アレイ検出ゾーンのそれぞれの検出ゾーンの前記検出フィールド及び前記位置は、前記シネカメラの固定された視野に対して固定されたままであり、仰角座標及び方位角座標の一意の組のそれぞれの組は、仰角の範囲および方位角の範囲を含み、前記２次元アレイ検出ゾーンから選択される２つの検出ゾーンは、前記仰角の範囲および前記方位角の範囲の終点を除き、重ならない、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。
【請求項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、請求項１７に記載のプログラム。
【請求項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、請求項１７又は１８に記載のプログラム。
【請求項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、
請求項１７から１９の何れか一項に記載のプログラム。
【請求項２１】
請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］  本出願は、２０１５年１月２１日に出願した係属中の米国特許出願番号第１４／６０１，７０７号（代理人案件番号ＰＲＥＳ−００１−Ｃ１）に関し得、該米国特許出願は、現在、米国特許番号第８，９８２，２７２号である、２０１４年５月２３日に出願した米国特許出願番号第１４／２８６，４７９号の継続出願であり、該出願の関連部分は、参照により本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、概して、シネカメラ（例えば、ビデオ、動画、又は映画のカメラなど）のフォーカスを合わせる分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、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、及びソフトウェアに関係する。
【背景技術】
【０００３】
従来、動画カメラレンズのフォーカスは、レンズのフォーカス面が撮影被写体の位置と厳密に一致する距離に手動で設定される。カメラレンズは、カメラの画像面からフォーカス面までの距離に対応するフォーカス距離キャリブレーションを有する。動画カメラは、電気的インタフェースを通じてフォーカス距離設定を伝送するための電子メカニズムも有し得る。フォーカスプラー（例えば、カメラレンズのフォーカス設定を担当する技術士）は、撮影被写体までの距離を推定し、推定した距離と一致させるように、レンズのフォーカス距離を直接に、あるいは電気機械的な制御を用いて設定することによって、カメラレンズを被写体距離に調整し得る。
【０００４】
静止画カメラのフォーカス設定を推定するべく、フォーカスプラーは、従来、リハーサルの間に地面に付けられた基準マーク、又は、カメラに対する知られている位置が距離の基準として機能し得る他の物体などの距離キューを用いる。フォーカス設定が、レンズの被写界深度内にある被写体に対応するとした場合（この深度は、フォーカス距離設定の前及び／又は後ろの特定の距離範囲である）、被写体は、許容できる程度に鮮明に見える。
【０００５】
多くの状況において、フォーカスプラーは、これらの従来の方法を用いて、許容できる程度に高度のフォーカスを実現することができない。例えば、あるシーンを撮影処理の間にカメラが動いている場合、カメラが辿る経路が予測できないことがあるので、多くの場合、事前設定されたフォーカス基準マークを用いることは、可能ではない。他の状況において、レンズの被写界深度が浅いので、基準マークが利用可能な場合であったとしても、フォーカス設定は、フォーカスプラーにより確実に推定できない。
【０００６】
前の段落に説明されているそれらの状況において、フォーカスプラーは、フォーカスを調整するよう、モニタにより表示された、カメラにより捉えられた画像を用い得る。しかしながら、モニタは、画像がどの程度フォーカスが合っているように見えるかとしか示すことができない。画像又は被写体にフォーカスが合っていない場合、モニタは、被写体を、フォーカス面と一致させる、又はレンズの被写界深度内にするためにいかなる必要なフォーカス設定変化の方向又は大きさも示すことができない。
【０００７】
ビデオモニタを用いてのカメラの（又は、カメラにより捉えられた画像の）フォーカス合わせには多数の課題が存在している。例えば、不鮮明な又は「ぶれた」フォーカスが一旦観察されると、特に、カメラの視野における被写体が動いている場合、フォーカスを維持する、または戻すのに、多くの場合、既に手遅れである。フォーカスを補正するために、前方に引かなければならないか、又は後方に引かなければならないかを決定することが困難であり得る場合がある。（例えば、縁部のコントラスト又は色を増加する、又は、縁部をちらちら光らせることによって、）画像内の物体の縁部を強調する、又はより見えるようにしても、重要なフォーカス情報は多く提供されない。また、エピソードからなる多くのＴＶシリーズにおいて、フォーカスプラーには、セットには十分な空間がなく、彼らは多くの場合、セットの外で作業している。複数のカメラ撮影では、各カメラ及び各助手に対して、１つのモニタ及び１つの無線フォーカスユニットが与えられ、これにより、フォーカスプラーのための空間に対する需要がさらに高くなる。
【０００８】
米国特許番号第８，９８２，２７２号（「ＵＳ'２７２」）では、フォーカスプラーに、カメラレンズのフォーカス設定が、複数の検出ゾーンのうちの１つ又は複数における被写体に、高度のフォーカスを合わせるために変更されなければならない方向及び量の両方を示すべく、ビデオモニタの画像上にオーバーレイされるグラフィックスを用いるフォーカス支援システムを説明している。加えて、ＵＳ'２７２は、オートフォーカス機能を説明しており、該オートフォーカス機能において、ユーザが１つ又は複数の検出ゾーンを選択し、選択されたゾーンにおける被写体からカメラの画像面まで最も近い距離が、被写体上に自動的にカメラのフォーカスを合わせるよう、システムにより用いられる。ＵＳ'２７２において、距離測定デバイス（ＤＭＤ）が、カメラ撮影レンズの入射瞳からある距離において搭載されている。この離間の結果として、ビデオ画像の対応エリアとのオーバーレイグラフィックスの位置合わせは、仰角及び方位角の両方においてシフトされなければならず、それらのシフトの大きさは、各検出ゾーンにおいて測定された距離で変化する。
【０００９】
ＵＳ'２７２は、ユーザにより設定されたフォーカス距離と、ＤＭＤとカメラレンズ入射瞳との間の離間とに従うオーバーレイグラフィックスの位置合わせを開示している。具体的には、ビデオオーバーレイ及び処理ユニットは、カメラの画像面から測定された、カメラの知られているフォーカス距離を用いて、水平方向及び鉛直方向の両方において、オーバーレイグラフィックスの位置をシフトする。知られているフォーカス設定に従ってオーバーレイグラフィックスをシフトすることには、１つ又は複数の欠点が存在し得る。まず、シフトは、概して、知られているフォーカス設定における被写体のみに有効であり、その設定は、概して、先験的に知られるものではない。さらに、カメラ画像は、カメラの画像面から異なる距離で複数の被写体を示し得、１つの対象被写体に有効なシフトが、別の対象被写体には有効ではない場合がある。ＵＳ'２７２は、カメラレンズの視野角に従ってオーバーレイグラフィックスをスケーリングすることも開示しており、これにより、カメラの視野が変化したとしても、検出ゾーンは、画像と位置合わせられる。
【００１０】
視野における被写体の移動に十分に、迅速に反応するために、フォーカスプラーは、ビデオモニタ上に表示されているカメラ画像に細心の注意を払わなければならない。しかしながら、オーバーレイグラフィックスが１次元アレイ検出ゾーンを有し、ＤＭＤがカメラセンサ又はレンズから水平方向にオフセットされている場合、グラフィックス（より具体的には、１つ又は複数の検出ゾーンの位置及び／又はサイズ）は、ズームの設定又はフォーカス距離が変化するにつれて変化し得る。従って、フォーカスプラー又はビデオモニタ上の画像の他の観察者は、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シフトにより注意がそらされるようになり得、被写体距離を変更することでフォーカス変更を調節するそれらの能力に、悪影響を及ぼし得る。 
【００１１】
さらに、フォーカスプラー又は他のユーザは、視差に起因してフォーカスの距離情報を失い得る。ＤＭＤがカメラセンサ又はレンズから鉛直方向にオフセットされる場合、被写体又は物体がカメラレンズに比較的近接しているとき、検出ゾーンのそれぞれにおいて正確な距離測定を得ることが、視差の関係で難しくなり得る。このことは、カメラからの被写体又は物体の距離のかなりの割合になっている入射瞳からのＤＭＤの距離に起因すると考えられる。例えば、ＤＭＤが、水平方向の列構成に配置された１次元検出器アレイを使用する場合、オーバーレイグラフィックスは、鉛直方向の視差によりオフセットされ、そのオーバーレイグラフィックスは、モニタ画像の範囲を越えてシフトされ得、ＤＭＤが、潜在的にフォーカスプラーに重要なエリアから距離情報を提供できなくなることをもたらす。水平方向の視差の場合、グラフィックスは、水平方向にもシフトし、距離情報の損失をもたらす可能性がある。
【００１２】
検出ゾーンの角度の大きさを一定に維持するカメラのフォーカスシステムにおいて、各検出ゾーンの大きさ（いくつかの場合において、表示されたゾーンの数）は、カメラレンズの焦点長及び視野が変化するにつれて変化する。特に、カメラが広視野を捉える場合、検出ゾーンの数は増加し得、これにより、検出ゾーンを図示するグラフィックスオーバーレイで、カメラ画像がよく見えなくなる。そのようなシステムにおいて、モニタ上に現れ得るゾーンの最大数は、ＤＭＤにおける検出素子（例えば、フォトディテクタ又はフォトダイオード）の数と同じであり得る。
【００１３】
本「背景技術」の部分は単に、背景情報のために提供されている。本「背景技術」における記述は、本「背景技術」の部分に開示されている主題が、本開示の先行技術を構成することを認めるものではなく、本「背景技術」の部分のいかなる部分も、本「背景技術」の部分を含む本出願の任意の部分が本開示の先行技術を構成する根拠として用いられ得るものではない。
【発明の概要】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る、モニタ上に表示される２次元アレイ検出ゾーンを含む例示的なグラフィックスを示す。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に係る、モニタ上に表示される２次元アレイ検出ゾーンを含む例示的なグラフィックスを示す。
【図１Ｃ】本発明の実施形態に係る、モニタ上に表示される２次元アレイ検出ゾーンを含む例示的なグラフィックスを示す。
【００３５】
【図２】本発明の１つ又は複数の実施形態に係る例示的なシネカメラ、及び２次元アレイ検出ゾーンを用いて被写体までの距離を決定する距離測定デバイスを示す。
【００３６】
【図３Ａ】本発明の１つ又は複数の実施形態に係るカメラのイメージセンサ、距離測定デバイスの検出器／センサ、及びカメラの視野における被写体を離間する距離を決定するための座標系のグラフィカルな表示を示す。
【図３Ｂ】本発明の１つ又は複数の実施形態に係るカメラのイメージセンサ、距離測定デバイスの検出器／センサ、及びカメラの視野における被写体を離間する距離を決定するための座標系のグラフィカルな表示を示す。
【００３７】
【図４】本発明の１つ又は複数の実施形態に係るカメラのイメージセンサ、距離測定デバイスの検出器／センサ、カメラの入射瞳、及びカメラの視野における被写体を離間する距離を決定するための座標系のグラフィカルな表示である。
【００３８】
【図５】本発明の１つ又は複数の実施形態に係る、基準点からの物体の距離を決定するための距離測定デバイスの例示的な水平方向及び鉛直方向の検出角を示すグラフィカルな表示である。
【００３９】
【図６】本発明の１つ又は複数の実施形態に係る無線ビデオ処理ユニットのための例示的なグラフィックス・オーバーレイ・ユニットを示す。
【００４０】
【図７】本発明の１つ又は複数の実施形態に係る無線ビデオ処理ユニットのための例示的なハンド（手動）制御ユニットを示す。
【００４１】
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る距離測定デバイスの検出ゾーン内の１つ又は複数の被写体上に、動画又は他のシネカメラのフォーカスを合わせる例示的な方法を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】本発明の実施形態に係る距離測定デバイスの検出ゾーン内の１つ又は複数の被写体上に、動画又は他のシネカメラのフォーカスを合わせる例示的な方法を示すフローチャートである。
【００４２】
【図９Ａ】本発明の１つ又は複数の実施形態に係るアクティブ及び非アクティブなフォーカスモードを示すための例示的なグラフィックスを示す。
【図９Ｂ】本発明の１つ又は複数の実施形態に係るアクティブ及び非アクティブなフォーカスモードを示すための例示的なグラフィックスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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］
【００５１】
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。
【００５２】
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。 
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
［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。
【００５９】
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。
【数１】
0006740537.tif 000002
レンズ１０２のフォーカス設定は、｜Ａ｜＋Ｄｙであり、Ｂｙ＋Ｃｙに等しい。
【００６０】
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。
【００６１】
［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。
【００６２】
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。
【数２】
0006740537.tif 000003
【数３】
0006740537.tif 000004
【００６３】
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。
【数４】
0006740537.tif 000005
【００６４】
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。
【数５】
0006740537.tif 000006
【数６】
0006740537.tif 000007
【数７】
0006740537.tif 000008
【００６５】
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。 
【数８】
0006740537.tif 000009
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。
【数９】
0006740537.tif 000010
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【数１０】
0006740537.tif 000011
【数１１】
0006740537.tif 000012
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。
【００７０】
キャリブレーション距離において、Ｄｙｃａｌ（（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Ｃｙｃａｌ（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Ｄｙｃａｌ及びＣｙｃａｌは、Ｂｙ及び｜Ａ｜の値から決定され得る。
【数１２】
0006740537.tif 000013
【００７１】
数７及び数８により、以下の数式が得られる。
【数１３】
0006740537.tif 000014
【００７２】
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。
【数１４】
0006740537.tif 000015
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
［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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
［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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。 
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
［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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。 
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
［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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【図１Ａ】
0006740537.tif 000016
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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