CN105579901B - 用于相机与至少一个远程闪光装置之间的无线通信的方法、发送单元、系统及数据承载装置 - Google Patents

Abstract

本发明总体上涉及用于摄影的电子装置之间的通信的领域。具体地，本发明涉及用于相机与诸如闪光灯单元及相关装备的至少一个远程闪光装置之间的无线通信的方法、发送单元、系统以及计算机程序。更具体地，本发明提供了一种从中间无线电发送单元控制多个闪光装置的方式，该中间无线电发送单元能够安装在相机上，并且该方式利用了延时序列闪光控制序列以在图像获取期间使相机的功能和远程闪光装置同步。

Description

用于相机与至少一个远程闪光装置之间的无线通信的方法、 发送单元、系统及数据承载装置

技术领域

本发明总体地涉及用于摄影的电子装置之间的通信的领域。具体地，本发明涉及用于相机与诸如闪光灯单元及相关装备的至少一个远程闪光装置之间的无线通信的方法、发送单元、系统以及计算机程序。

背景技术

在摄影中通常使用各种类型的也称为闪光装置、闪光光照装置等的闪光灯单元以产生人造光的闪光来辅助对场景照明，否则对于场景的捕获图像的观看者而言场景会被感知为曝光不足，即，太暗。闪光的其他用途是捕获快速移动的对象或者改变光的质量。大多数当前闪光光照装置是电子式的并且已经通过基于氙的闪光装置发展成人造发光二极管(LED)闪光装置的状态。历史上，借助于诸如单用途闪光灯泡和易燃粉末的相当不便利的装置来产生闪光。作为与这些历史装置的对比，现代相机通常自动地激活所连接的闪光光照装置，并且小型口袋相机、移动终端和智能电话的快速技术发展如今已导致具有超高分辨率以及作为事实标准基本无例外的可适配闪光装置的相对先进的内置相机。

为了使用各种常用的闪光光照装置，相机本体根据国际上接受的标准，配备有所谓的热靴附件连接器。闪光光照装置可以直接地或通过延长绳连接至热靴连接器。可以通过光照装置所接收的同步信号来使来自光照装置的闪光的发射与相机的图像获取同步。在现有技术相机系统中，经由至热靴连接器的闪光装置的连接来从相机向闪光装置发送同步信号。

在相机系统的现代应用中以及在用于摄影的摄影棚装备中，可以通过无线同步来触发远程闪光光照装置，这已经通过使用至远程闪光装置的诸如红外线的光学通信和射频通信而被实现。射频同步通常涉及将无线电发射器连接至相机本体以及将无线电接收器连接至远程闪光装置。无线电发射器向无线电接收器发送信号以与相机的图像获取同步地激活远程闪光装置。出于此目的，射频通信系统可以包括远程闪光装置处的发射器以向相机侧无线电设备发送回确认信号，从而指示闪光侧无线电设备已经成功激活使用中的闪光光照装置。

为了使相机系统中的这样的双向通信完全起作用并且可靠，相机和闪光装置必须符合现有标准。此外，相机与闪光装置的用于执行其间的通信的相应的外部模块或集成模块需要是兼容的并且支持针对市场上不同相机和闪光装置制造商所使用的信令方案的现有标准。因为该领域中的现有标准在机械和电子上允许针对某更先进功能的偏差，所以如果要求完全可操作性，则在实践中是难以或甚至不可能满足所有要求。

通过镜头(TTL)闪光摄影用控制通常涉及测量在闪光装置的测试点火或预闪期间由闪光光照装置提供的诸如光形式的能量的光照条件。该测量是通过相机的镜头来进行。相机然后向连接至热靴连接器的闪光装置提供对在实际图像获取过程期间要通过主闪施加的光量的指示，即对功率和定时的提供的指示。可以通过经由热靴连接器给闪光装置提供启动和停止信号来进行对光量的指示。

在TTL闪光摄影用控制的另一示例中，可以通过经由热靴连接器向连接至该热靴连接器的闪光装置提供串行数据来进行对光量的指示，该串行数据包括对预闪中提供的光量的调节。热靴连接器中的闪光装置可以通过使用诸如可视光或红外光的光学闪光脉冲来激活远程闪光。还可以使用光学脉冲来向远程闪光装置发送TTL功率调节。然而，根据该控制系统，远程光照装置不向相机本体的热靴连接器中的闪光光照装置提供回任何信息。因此，该系统要求光发射装置要连接至热靴连接器。

使用目前市场上可用的相机和闪光光照系统或类似光照系统意味着在实践中对相机的选择限制对闪光装置或相关光照装置的选择，或替选地为以下意义：闪光或光照装置限制对相机的选择。相机的每个制造商支持针对与意在用于与该特定相机使用的闪光装置通信的该制造商的自身的特定通信协议。对于拥有闪光装置的业余摄影师，因为以上提及的限制所以该闪光装置不再能够与特定相机装备一起使用，这会是非常令人沮丧的。对于专业摄影师，或者与在其对相机装备的选择方面具有不同偏好的许多不同摄影师合作的商业摄影棚环境，这会是非常苛刻的限制。为了克服该限制，专业摄影棚通常不得不配备有众多品牌的闪光装置，以协调任何专业摄影师的需要，因而摄影棚的花费大大地增加。

已经进行了克服所提及的问题的尝试。允许对与相机的热靴连接器接触的零件进行机械替换的闪光光照装置已经可用。然而，非常不期望必须改变光照装置以用于各种相机本体。除此之外，除非所有光照装置是由同一供应商生产从而被推荐并且与使用中的相机装备完全兼容，否则不存在克服下述限制的方式，该限制为众多光照装置连同一个相机一起使用是不可能的。当考虑标准类型的摄影棚环境时，不同类型和品牌的光照装置通常在摄影棚的顶棚附近被用铰链连接，因此在实践中不能调节或替换各种相机上方的部件，仅能够连同各种相机一起使用。

因此可以想到假设存在市场激励以单向或其他方式去除所提及的限制。然而，尽管存在这样的激励，以及尽管先前试图克服与缺乏互操作性引起的对装备的选择被限制有关的问题，目前仍不存在可用解决方案。看起来合乎情理的是，开发能够与各种不同相机类型和品牌同时操作的闪光装置并引进市场。尚未开发出这样的闪光装置。

发明内容

因此本发明的目的在于减轻以上限制。该目的是通过下述方法、发送单元、系统和计算机程序来实现，该方法、发送单元、系统和计算机程序用于使用中间无线电发送单元来控制至少一个远程闪光装置的设置以及使远程闪光装置的功能与相机的图像获取同步，该中间无线电发送单元用于向远程闪光装置无线发送无线电信号以及用于经由中间无线电发送单元与相机之间的物理连接来与相机双向地交换信号，该方法包括以下步骤：

相机向中间无线电发送单元发送预闪激活信号；

中间无线电发送单元启动引起延时的定时器，该延时和用于向远程闪光装置转发预闪激活信号的后续时间段以及用于远程闪光装置接收预闪激活信号并且将预闪激活信号变换成光能发射的另一后续时间段一起进行延时，该延时连同各后续时间段一起被适配为在时间上与相机发送预闪激活信号的时间点与相机发起预闪图像分析的时间点之间的预定延时一致；

根据预闪图像分析，确定在后续主闪期间要应用的设置；

经由中间无线电发送单元从相机向远程闪光装置发送将在主闪期间远程闪光装置要应用的设置；以及

经由中间无线电发送单元从相机向远程闪光装置发送主闪激活信号，其中，根据主闪激活信号发生主闪和图像获取。

本发明的主要优势之一在于先前提及的缺点的解决方案。本发明消除了以下问题：由于来自不同生产商的相机系统之间缺乏互操作性，导致专有通信协议将摄影师和专业摄影棚限制成仅使用同一品牌的闪光装置作为其相机装备。借助于本发明，将从中间无线电发送单元进行的信号发送尽可能最大程度地被标准化，以能够与大范围的可用远程闪光装置、高端型号和更普通型号、现代和相对旧的型号通信。

本发明的另一显著优势在于：经由中间无线电发送单元从相机向其控制中的远程闪光装置发送在相机与远程闪光装置之间交换的所有信号，即发送与远程闪光装置的功能相关的信息和命令。没有从使用中的远程闪光装置向中间无线电发送单元或向相机朝回走的信令，这简化了过程并且使得相机能够控制不仅一个而是多个远程闪光装置以及相关装备。本发明能够在不使信令过度复杂化或不要求经由中间无线电发送单元从远程闪光装置发送并且往回向相机发送的确认消息的情况下操作。

本发明提供了一种使用与用于相机系统的各装置之间的信令的通信接口有关的可用工业标准的方式。从而，通过将来自中间无线电发送单元的信令和命令限制成不同相机和闪光装置生产商的专有通信接口协议的通用部分，实现各装置之间的兼容性。本发明的一个方面是：通过使不同品牌之间的摄影用装置能够互操作来给予摄影师更宽范围的选择权。

根据本发明的另一方面，中间无线电发送单元被附接至相机的热靴连接器。从中间无线电发送单元进行的发送是无线的，通常在常见射频范围内，从而将闪光装置放置在相机上的热靴连接器中的需要被中间无线电发送单元所替代，这提供了更通用和灵活的解决方案。这是在无需将闪光装置附接至相机的热靴连接器的情况下获得实用的TTL控制系统的方式，这尤其对于摄影棚摄影师非常有益。

根据本发明的再一方面，即在本发明的另外的实施方式中实现的方面，将中间无线电发送单元的操作特性适配成该中间无线电发送单元连接至的相机的对应操作特性。然后中间无线电发送单元的操作特性会与用于与所连接的相机的通信的信令方案有关。如先前提及的那样，不是所有相机都能够与所有闪光装置通信。因此，通过对中间无线电发送单元进行适配，能够通过将其信令方案更改成指挥相机，同时保持针对使用中的远程闪光装置的标准化接口，获得具有指挥远程闪光装置的数字TTL功能的相机系统中的各组成单元之间的交互性。

根据本发明的另一实施方式，远程闪光装置使用内置闪光无线电接收器单元，该内置闪光无线电接收器单元用于与中间无线电发送单元通信。此外，使用外部接收器装置以从中间无线电发送单元接收信息和命令是本发明的可能的实现方式。通过使用用于各装置之间的通信的模块，确保了不同品牌、型号和生产年份之间的兼容性，因此这是用于在摄影领域中使用的通信装置的新生产商进入市场并且与已经建立的生产商竞争的方式。

在本发明的又一实施方式中，通过分别将时钟信号设置成其低状态或高状态来实现远程闪光装置是不可用还是可用的指示。这通过下述方式来实现，该方式使用中间无线电发送单元中的最大现有功能以避免给最终用户带来不必要的复杂性和额外的花费。该时钟信号还可以被来自中间发送单元的应答信号所替代，该应答信号可以被延时达特定时间段以影响相机的定时。这是因为相机可能在发起某类型的动作之前需要等待应答信号作为确认。

根据本发明的更重要方面之一，通过中间无线电发送单元实现的无线发送使得能够实现所有必要通信，而无需将闪光装置物理地附接至相机的热靴连接器。从而，远程闪光装置可以包括形成下述装置的多个单元，该装置能够在图像获取期间管理各种不同光照条件。

因此，本发明使得能够实现相机和各种类型的远程闪光装置系统的完整功能，以在摄影这段时间期间获得最优质量的捕获图像。

附图说明

当与附图一起阅读时根据本发明的示例性实施方式的以下详细描述，本发明的目的、优势和效果以及特征将更容易理解，在附图中：

图1示意性地图示了根据本发明的相机系统，该系统包括相机、中间无线电发送单元以及由相机控制的多个闪光装置。

图2图示了根据本发明的数字TTL闪光摄影用控制的信令方案。

图3图示了根据本发明的用于无线通信的方法的流程图。

具体实施方式

贯穿本文献，术语闪光或者指代光本身的闪光或者指代发出光的电子闪光单元。

通过镜头(TTL)闪光摄影用控制最初以模拟形式出现在约1980年，之后已被变换成了数字TTL，数字TTL更准确还允许更先进的功能。数字TTL的主要特征是：在实际曝光和主闪的点火之前，发射称为预闪的一个或更多个小型闪光。通过镜头返回的光被测量并且该值被用于计算实际曝光所需的光量。可以使用多个预闪来提高闪光输出。佳能(Canon)将该技术称为“E-TTL”并且最近已经改进了具有新一代“E-TTL II”的系统。尼康(Nikon)的第一种形式的数字TTL，被称为“D-TTL”，最初被引进，并且自此，已经推广了更好的“i-TTL”系统。从用户的视角来看，两个数字TTL版本E-TTL与i-TTL遗憾地不兼容，至少对于更先进的功能是这样，所有现代数字闪光控制系统具有更先进的功能。

当使用前帘闪光时，即当在快门打开后闪光立即点火时，预闪和主闪对于人眼作为一个闪光出现，因为它们之间的时间微乎其微。当使用后帘闪光时，即当在曝光结束时闪光点火时，并且使用缓慢快门速度时，主闪与预闪之间的差别更明显。

不同相机和闪光单元取决于型号、预期市场区隔及生产年份而自然与不同规格和性能相关联。一些相机和闪光单元在计算必要闪光输出时考虑更多信息，包括主体距镜头的距离。这改善了当主体位于背景前面时尤其是当对于镜头而言背景比主体显著更暗时的光照。如果镜头聚焦在主体上，闪光被控制成允许对主体的适当曝光，从而让更暗的背景处于曝光不足。替选地，如果镜头聚焦在背景上，则背景将被适当曝光，让前景中的主体通常处于曝光过度。该技术要求能够计算距离信息的相机以及能够向本体传送焦距的镜头两者。

更先进的TTL闪光技术包括相机外闪光光照，其中，一个或更多个闪光单元位于主体周围的不同位置处。在这种情况下，使用可以集成在相机本体中的所谓的指挥单元来控制所有远程单元。指挥单元通常通过使用可见光或红外光的闪光来控制远程闪光。摄影师在正常情况下可以改变不同闪光之间的光比。然而，如所提及的那样，各品牌和型号之间缺乏互操作性仍是尚未被完全避免的限制，至少不是以满足如摄影师和摄影棚的利益相关者的方式完全避免该限制。

具体参照图1，示意图图示了根据本发明的相机系统。该系统包括具有镜头120和物镜的相机110。相机配备有热靴连接器150，热靴连接器 150上附接有中间无线电发送单元130。示出了中间发送单元的天线140，从该天线140发送信号，信号被具有透明窗口170的远程闪光装置160上的对应接收器天线180接收，实际闪光从该透明窗口170被照明。

当结合闪光灯单元使用相机时，取决于各种起因，闪光灯单元可能未点火。可能的起因包括相机自身或闪光灯单元的故障、在二者之间的连接处电接触不良以及用于点火的传送到闪光灯单元信号不合适。

国际标准ISA 10330:2002(E)指定对相机同步器、闪光灯单元中的点火电路、以及连接常见闪光灯系统中的这些组成单元的线缆的电气要求。当然，在不偏离该标准的范围的情况下，可以将线缆与无线发送系统互换线缆，该标准也涉及确保闪光灯单元的绝对点火(positive firing)的方法的测试规范。

参照图2和图3，显示了根据本发明的信令方案及流程图。在无线控制中，在包括相机、中间无线电发送单元及一个远程闪光装置的三个主要组成部分之间交换信号，并且可以向主要组成部分添加多个远程闪光装置。在相机向中间无线电发送单元发送预闪激活信号301时序列开始。此后，中间无线电发送单元启动引起延时的定时器303，该延时连同用于向远程闪光装置转发预闪激活信号的后续时间段以及用于远程闪光装置接收预闪激活信号并且将预闪激活信号变换成光能发射的另一后续时间段一起构成所提及的三个不同时间段的复合延时。因为定时器延时可调节，所以该复合延时是可变的。从而进行适配以使复合延时在时间上与相机发送预闪激活信号的时间点与相机发起预闪图像分析307的时间点之间的预定延时一致。

因此该适配使得预闪图像分析307能够与预闪同步发生。这有以下效果：相机好像相机具有附接至其热靴连接器的闪光装置一样表现，然而并非闪光装置，而是将发射器附接至相机，并且该发射器将多个远程闪光装置控制成与相机的数字TTL功能同步。

根据预闪图像分析，相机确定在后续主闪期间要应用的设置308，并且经由中间无线电发送单元向远程闪光装置发送在主闪期间远程闪光装置要应用的所确定的设置309，并且还经由中间无线电发送单元向远程闪光装置发送主闪激活信号310，根据主闪激活信号发生主闪和图像获取。

可以从相机、从与相机或与中间无线电发送单元相关联的存储器检索关于预定延时的信息，还可以通过测试序列来确定该信息，从而中间无线电收发器单元运行测试周期以获得在预闪图像分析期间捕获到光的时间。

在闪光摄影中使用的定义之一是同步器或同步器件。对于同步器或同步器件表示在相机或快门单元中设置的装置，该装置与相机快门的操作同步地对闪光灯单元进行点火，并且该装置包括同步器端子、同步开关以及连接这二者的电子电路。

预定义了相机中的同步器端子的极性以及与相机耦合的闪光灯单元中的点火电路端子的极性。应使同步器端子的极性将与所耦接的闪光灯单元中的点火电路端子的极性匹配。本发明的构造符合这样的要求以对已知的国际标准接口适用。

对于具有电接触的相机附件靴，其通常指相机的热靴连接器，以及对于具有电接触的闪光灯装备的底部，其通常指闪光装置的底部，预定义了正极、负极和/或接地极及其相对电势。此外，预定义了热靴和底部的几何形状，这是对不同相机和闪光装置的互操作性的要求。然而，不同相机或闪光生产商可能已经布置了额外的极和连接点，以允许超过标准化功能和要求的附加功能。作为添加被适配成支配附加功能的连接点的这种实践的结果，即使存在国际标准的成就，仍丧失了不同品牌的相机型号和闪光装备的互操作性。具有更简单的性质的一些功能可以仍起作用，但是至少对于专业摄影师而言必须的较广范围的附加功能不再可能使用，除非相机及相关闪光装置和其他装备被完全地匹配。

具体实施方式是用于实践本发明的当前所考虑的最佳模式。具体实施方式不是意在以限制意义被接受，而是仅出于描述一般原理的目的而被作出的。参照所提出的权利要求来确定本发明的范围。

Claims (18)

1.一种用于使用中间无线电发送单元(130)来控制至少一个远程闪光装置(160)的设置以及用于使所述至少一个远程闪光装置的功能与相机(110)的图像获取同步的方法，所述中间无线电发送单元用于向所述远程闪光装置无线发送无线电信号以及用于经由所述中间无线电发送单元与所述相机之间的物理连接来与所述相机双向地交换信号，所述方法包括以下步骤：

所述相机向所述中间无线电发送单元发送预闪激活信号(301)；

所述中间无线电发送单元启动引起延时的定时器(303)，其中，所述延时能够调节，所述延时和用于向所述远程闪光装置转发所述预闪激活信号的后续时间段以及用于所述远程闪光装置接收所述预闪激活信号并且将所述预闪激活信号变换成光能发射的另一后续时间段一起进行延时，所述延时连同各后续时间段一起被适配为在时间上与所述相机发送所述预闪激活信号的时间点与所述相机发起预闪图像分析(307)的时间点之间的预定延时一致；

根据所述预闪图像分析，确定在后续主闪期间要应用的设置(308)；

经由所述中间无线电发送单元从所述相机向所述远程闪光装置发送在所述主闪期间所述远程闪光装置要应用的设置(309)；以及

经由所述中间无线电发送单元从所述相机向所述远程闪光装置发送主闪激活信号(310)，其中，根据所述主闪激活信号，发生所述主闪和图像获取。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于增量序列来对所述中间无线电发送单元所应用的所述定时器延时进行适配，其中，所述中间无线电发送单元基于在所述预闪图像分析期间通过连续测量而捕获的光能的量来确定所述相机的所述预定延时。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于从所述相机检索的与所述相机应用的所述预定延时有关的数据来对所述中间无线电发送单元所应用的所述定时器延时进行适配。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于从相关数据承载装置检索的指示不同相机的预定延时的数据来对所述中间无线电发送单元所应用的所述定时器延时进行适配。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间无线电发送单元能够安装在所述相机的热靴连接器(150)中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述预闪图像分析来确定与在当前光照条件下图像获取的曝光所需的光能的量有关的设置。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定延时在650μs与750μs之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定延时为690μs。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述定时器延时合并在所述定时器延时之后的用于转发所述预闪激活信号和用于接收和变换所述预闪激活信号的其它后续时间段的任意之一中。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述预定延时划分成100μs的定时器延时、490μs的用于向所述远程闪光装置转发所述预闪激活信号的时间段以及100μs的用于所述远程闪光装置接收所述预闪激活信号并且将所述预闪激活信号变换成光能发射的时间段。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述相机发送确认信号，所述确认信号指示所述远程闪光装置暂时不能够使用(302)，所述指示是通过将所述中间无线电发送单元的时钟信号设置在其低状态来实现的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述相机发送可用性信号(304)，所述可用性信号指示所述远程闪光装置能够使用(305)，所述指示是通过将所述中间无线电发送单元的时钟信号设置在其高状态来实现的。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间无线电发送单元能够适配所述中间无线电发送单元连接至的所述相机的操作特性。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述中间无线电发送单元的操作特性与所述中间无线电发送单元连接至的所述相机的物理特性和/或通信接口有关。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述远程闪光装置使用内置闪光无线电接收器单元(180)，所述内置闪光无线电接收器单元用于从所述中间无线电发送单元接收信号。

16.一种中间无线电发送单元(130)，所述中间无线电发送单元用于向至少一个远程闪光装置(160)无线发送无线电信号，以及用于经由所述中间无线电发送单元与相机(110)之间的物理连接(150)来与所述相机双向地交换信号，所述中间无线电发送单元被适配成根据权利要求1至15中的任一项所述的方法来控制所述远程闪光装置的设置，以及使所述远程闪光装置的功能与所述相机的图像获取同步。

17.一种相机系统(110、130、160)，所述相机系统用于控制至少一个远程闪光装置(160)的设置，以及用于使所述远程闪光装置的功能与相机(110)的图像获取同步，所述相机系统包括根据权利要求16所述的中间无线电发送单元(130)，并且所述相机系统被适配成根据权利要求1至15中的任一项所述的方法来控制所述远程闪光装置的设置，以及使所述远程闪光装置的功能与所述相机的图像获取同步。

18.一种数据承载装置，其上存储有用于执行根据权利要求1至15中的任一项所述的方法的计算机程序。

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