JP5247510B2 - 通信装置、外部装置及びそれらの制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信システムを構成する通信装置、外部装置、それらの制御方法及びプログラムに関する。
従来、電磁波や光を使った無線通信システムは、有線の通信システムと比較して、ケーブルで接続する必要が無いため取り扱いが容易である一方、通信の信頼性という面では劣っていた。例えば、通信経路に障害物があったり、同じ周波数帯の電磁波を発するような外乱があったり、通信中に強い光が入ったりした場合には通信エラーとなることがあった。そのため、エラー訂正機構を備えたり、パケットの再送処理を行ったりすることで、通信の信頼性を確保していた。
複数の機器間で同期して動作する無線通信システムとして、カメラとストロボからなるワイヤレスストロボシステムが実用化されている(特許文献1、特許文献2を参照)。そこでは、無線通信に光を用いており、数百分の1秒といった高速なシャッター秒時におけるストロボ同調撮影や、複数台のストロボをワイヤレスで集中制御する、ワイヤレス多灯ストロボシステムを実現している。これはクリップオンタイプのストロボや、ケーブル接続するストロボに対しても遜色ないスペックである。更には、数百ミリ秒というレリーズタイムラグを実現しており、ユーザの操作に対するレスポンスに対しても、十分なスペックを実現した無線通信システムとなっている。
特開2000−89304号公報 特開2000−89310号公報
しかしながら、このようなワイヤレスストロボシステムにおいても、無線通信システムが持つ信頼性の低さは拭いきれていなかった。例えば、同調撮影を行うために、マスターストロボからスレーブストロボに対して発光トリガとなる光通信を行う場合を考える。この場合、発光トリガとなる光通信を行った瞬間に別のストロボが光ると、スレーブストロボはマスターストロボが送信した発光トリガとの区別がつかず、誤発光してしまう不具合があった。
この問題を解決するために、エラー訂正機構を導入したり、パケットの再送処理を行ったりといった、従来の方法で無線通信の信頼性向上を図ると、無線通信にかかる時間が長くかかってしまう。このため、ユーザの操作に対して十分なレスポンスを確保することや、複数の機器が数ミリ秒、数マイクロ秒といった正確な時間で同期をとって動作することが難しかった。
このように無線通信システムにおいて、ユーザの操作に対するレスポンスを確保することと、複数の機器が正確な時間で同期動作を行うことと、外乱があっても確実に同期動作を行うことを両立するのは、技術的なハードルが高く難しかった。
本発明の通信装置は、通信部を有する外部装置に対する動作指示を無線で送信する通信装置であって、所定のトリガ信号を受け付ける入力手段と、前記入力手段により前記所定のトリガ信号が受け付けられた場合、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を複数回送信するよう制御する送信制御手段とを有し、複数回送信される前記所定の動作指示のそれぞれは、前記複数回送信される前記所定の動作指示のいずれに応じても前記外部装置が特定のタイミングに動作するよう、それぞれ異なるタイミング情報を含むことを特徴とする。
本発明によれば、ユーザの操作に対して十分なレスポンスを確保するとともに、正確な時間で同期をとって確実に外部装置を動作させることができる。
第1の実施形態に係るストロボ制御カメラシステムの模式図である。 カメラの主に光学的な構成を説明するための横断面図である。 ストロボの構成を説明するための横断面図である。 カメラの電気回路ブロック図である。 ストロボの電気回路ブロック図である。 第1の実施形態におけるストロボ同調撮影のシーケンスを示すフローチャートである。 第1の実施形態におけるストロボ同調撮影のシーケンスを示すタイミングチャートである。 発光コマンドパケット送信タイミングのカメラ送信データとストロボ動作を詳細に示すタイミングチャートである。 発光コマンドパケットのパケットデータ構造を示す図である。 第2の実施形態に係る多灯ストロボ制御カメラシステムの模式図である。 第2の実施形態における多灯ストロボ同調撮影のシーケンスを示すタイミングチャートである。 第3の実施形態に係る多灯ストロボ制御カメラシステムの模式図である。 他の例の無線通信システムの模式図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明を適用した実施形態に係るストロボ制御カメラシステムの模式図である。本実施形態に係るストロボ制御カメラシステムは、デジタル一眼レフレックスカメラとストロボ(閃光装置)とから構成されるワイヤレスストロボシステムである。
100は撮像装置の一例であるデジタル一眼レフレックスカメラ(以下、カメラと称する)であり、無線通信回路及び無線アンテナを内蔵している。101はストロボ装置の一例である外付けストロボであり、カメラ100と同様、無線通信回路及び無線アンテナを内蔵している。カメラ100とストロボ101とは、既知の無線通信規格であるIEEE802.15.4等の方法によって無線通信を行う。
102は被写体、103はスクリーン、104はカメラ100を固定する三脚であり、写真スタジオでのストロボ撮影を想定している。本実施形態では、カメラ100がマスター機器となり、ストロボ101がスレーブ機器となって、カメラ100のシャッターとストロボ101の発光とが同期した、ストロボ同調撮影を行う。
図2は、カメラ100の主に光学的な構成を説明するための横断面図である。カメラ本体内には、光学部品、メカ部品、電気回路、撮像素子、無線アンテナ等が収納され、写真撮影が行えるようになっている。116は主ミラーであり、観察状態と撮影状態に応じて撮影光路へ斜設され或いは退去される。また、主ミラー116はハーフミラーとなっており、後述する焦点検出光学系に被写体からの光線の約半分を透過させている。
115は撮影レンズ123の予定結像面に配置されたピント板である。110はファインダー光路変更用のペンタプリズムである。113、114はそれぞれアイピース、ファインダー接眼レンズである。撮影者はアイピース113の窓よりピント板115を観察することで、撮影画面を観察することができる。111、112はそれぞれ観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズ、測光センサであり、結像レンズ111はペンタプリズム110内の反射光路を介してピント板115と測光センサ112を共役に関係付けている。
119はシャッターである。118はCMOS方式やCCD方式の撮像センサであり、この撮像センサ118によって被写体を撮影し、出力信号をA/D変換してデジタルデータを取り出す。デジタルデータを更に画像処理することで、JPEGフォーマット等の画像データを生成し、CFカードやSDカードといった記録媒体に記録する。
117はサブミラーであり、被写体からの光線を下方に折り曲げて、焦点検出ユニット120に導く。120は焦点検出光学系として機能する焦点検出ユニットであり、2次結像ミラー、2次結像レンズ、焦点検出センサ等からなる。焦点検出ユニット120は、既知の位相差検出法により撮影画面内の被写体の焦点状態を検出し、撮影レンズの焦点調節機構を制御することにより自動焦点検出装置を実現している。
121はカメラ本体とレンズ123とのインターフェースとなるマウント接点群である。マウント接点群121には、レンズ123に電源を供給する接点、レンズマイコン152(図4を参照)と通信するための信号接点が含まれる。123はカメラ本体に装着されるレンズである。124はレンズ駆動モータであり、レンズ123内の複数の撮影レンズのうち一部を光軸上で前後に移動させることで、撮影画面のピント位置を調整する。122はレンズ絞りモータであり、レンズ123内の撮影レンズ絞りを駆動することで、撮影レンズ絞りを所望の絞り径に調節する。
125は無線アンテナであり、これによって外部のストロボやリモコン等のカメラアクセサリと電波を用いたデータの送受信を行う。
図3は、ストロボ101の構成を説明するための横断面図である。本実施形態のストロボ101は、カメラ100からのデータに従って発光制御を行う。133は無線アンテナであり、カメラ100と電波を用いたデータの送受信を行う。
136は発光手段としてのキセノン管(Xe管)であり、電流エネルギーを発光エネルギーに変換する。138は反射笠、137はフレネルレンズであり、それぞれ発光エネルギーを効率良く被写体に向けて集光する役目を担う。130は発光部の角度を変えるための角度調節機構である。132はカメラ100や三脚等にメカ的に固定するためのクリップオンコネクタである。
134はグラスファイバー等の光伝達手段、131はXe管136の発光した光をモニタする受光手段である、フォトダイオード等の受光素子である。Xe管136の発光した光を光伝達手段134を介して受光素子131に導いており、ストロボ101のプリ発光及び本発光の光量を直接測光する。139はやはりXe管136の発光した光をモニタする受光手段である、フォトダイオード等の受光素子である。受光素子139の出力によりXe管136の発光電流を制限してフラット発光の制御を行うものである。135a、135bは反射笠138と一体となったライトガイドであり、受光素子139、131にXe管136の光を反射して導く。
図4は、本実施形態に係るカメラ100の電気回路ブロック図である。カメラ本体において、カメラマイコン158は、カメラ100の制御を行うメインマイコンであり、電源制御、スイッチ制御、レンズ制御、測光、測距制御、シャッター制御、無線通信制御等を行う。
カメラマイコン158には、電源回路163、SW1やSW2等のスイッチアレイ170、発振回路154、無線通信回路147、焦点検出回路148、測光回路149が接続されている。また、LCD駆動回路150、シャッター制御回路155、モータ制御回路157、画像処理エンジン162等も接続されている。また、レンズ123内に配置されたレンズ制御回路としてのレンズマイコン152とはマウント接点を介して信号の伝達がなされる。外付けストロボ101とは、無線通信回路147及び無線アンテナ140(無線アンテナ125に相当)を介して、カメラマイコン158によって生成された無線通信パケットをやりとりする。これにより、ストロボ101のストロボマイコン184(図5を参照)と信号の伝達がなされる。
カメラマイコン158は、発振回路154で生成されたクロックにより駆動されるとともに、このクロックをカウントすることによって正確な時間管理を行う。これにより、カメラ全体の動作シーケンスにおけるタイミング、及び、外部のストロボやリモコン等との通信シーケンスにおけるタイミングをコントロールする。
焦点検出回路148は、カメラマイコン158からの信号に従って、測距センサの蓄積制御と読み出し制御を行って、ぞれぞれの画素情報をカメラマイコン158に出力する。カメラマイコン158は、この情報をA/D変換し、周知の位相差検出法による焦点検出を行う。カメラマイコン158は、焦点検出情報により、レンズ123のレンズマイコン152と信号のやりとり行うことによりレンズの焦点調節を行う。
測光回路149は、被写体の輝度信号として、測光センサからの出力をカメラマイコン158に出力する。測光回路149は、被写体に向けてストロボ光をプリ発光していない定常状態とプリ発光しているプリ発光状態と双方の状態で輝度信号を出力する。カメラマイコン158は、輝度信号をA/D変換し、撮影の露出の調節のための絞り値の演算とシャッタースピードの演算、及び露光時のストロボ本発光量の演算を行う。
シャッター制御回路155は、カメラマイコン158からの信号に従って、シャッター119を制御する。ここでは、シャッター119がフォーカルプレンシャッターであり、フォーカルプレンシャッターを構成する2つのシャッター駆動マグネットを制御し、シャッター幕を走行させ、露出動作を担う。
モータ制御回路157は、カメラマイコン158からの信号に従ってモータ156を制御することにより、主ミラー116のアップダウン及びシャッター119のチャージを行う。
スイッチアレイ170のSW1はレリーズ釦の第1ストロークでオンし、測光、AFを開始するスイッチとなる。SW2はレリーズ釦の第2ストロークでオンし、露光動作を開始するスイッチとなる。SW1、SW2及びその他不図示のカメラの操作部材からの信号は、カメラマイコン158が検知する。
LCD駆動回路150は、カメラマイコン158からの信号に従って、ファインダー内LCD141とモニタ用LCD142の表示を制御する。
画像処理エンジン162は、主にデジタル画像処理を行うプロセッサであり、FROM169に保存されたプログラムによって、撮像センサ159(撮像センサ118に相当)の制御や、画像処理、画像表示、画像記録等の制御を行う。
画像処理エンジン162は、カメラマイコン158から撮像制御要求があると、タイミングジェネレータ(TG)160を介して撮像センサ159の蓄積制御、読み出し制御を行う。撮像センサ159から読み出された画像信号はADコンバータ161によりアナログ=デジタル変換され、画像処理エンジン162に入力した後、DRAM168に一時保存される。DRAM168に一時保存された画像信号は、画像処理エンジン162に再度読み込まれ、既知の色補完処理やホワイトバランス処理、ガンマ処理等の画像処理が行われ、最終的にJPEG等のデジタル画像データに変換される。デジタル画像データが生成されると、再度DRAM168に一時保存されるとともに、TFT表示装置166にクイックレビュー表示され、更に記録媒体167に記録される。外部インターフェース165を介してカメラ100がパーソナルコンピュータ(PC)等の外部デバイスと接続されている場合は、画像データは記録媒体167に記録されるとともに、外部デバイスへも送信される。
レンズ123において、レンズマイコン152には、フォーカス位置検出回路151、フォーカス駆動モータ144(レンズ駆動モータ124に相当)、絞り駆動モータ145(レンズ絞りモータ122に相当)等が接続されている。レンズマイコン152は、フォーカス駆動モータ144及び絞り駆動モータ145を動作させ、レンズの焦点調節と絞りを制御する。
図5は、本実施形態に係るストロボ101の電気回路ブロック図である。180は電源であるところの電池、186は公知のDC/DCコンバータであり、電池電圧を数100Vに昇圧する。187は発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサ、190、191は抵抗であり、メインコンデンサ187の電圧を所定比に分圧する。
188は発光電流を制限するための第1のコイル、189は発光停止時に発生する逆起電圧を吸収するための第1のダイオードである。198は発光電流を制限するための第2のコイル、217は発光停止時にコイル198に発生する逆起電圧を吸収するための第2のダイオードである。136はXe管である。205はトリガ発生回路、206はIGBT等の発光制御回路である。
199はコイル198をバイパスさせるためのスイッチング素子であるところのサイリスタであり、閃光発光時の発光停止時の停止制御性を良くする際にコイル198に電流を流さないように発光電流をバイパスさせる。
196はサイリスタ199をターンオンさせるためにサイリスタ199の制御極であるゲートに電流を流すための抵抗である。200はサイリスタ199がオフ状態の時に該サイリスタのゲートにノイズが印加されてターンオンすることを防止するためのゲート電位安定化抵抗である。202はサイリスタ199を急速にオンさせるためのコンデンサである。201はサイリスタ199がオフ状態の時に該サイリスタのゲートにノイズが印加されてターンオンすることを防止するためのノイズ吸収コンデンサである。193はサイリスタ199のゲート電流をスイッチングするためのトランジスタである。192、203は抵抗、204はトランジスタ193をスイッチングするためのトランジスタ、194、195は抵抗である。
207はデータセレクタであり、Y0、Y1の2入力の組み合わせにより、D0、D1、D2を選択してYに出力する。208はフラット発光の発光光度制御用のコンパレータ、209は閃光発光時の発光量制御用のコンパレータ、139はフラット発光制御用の受光センサであるところのフォトダイオードであり、Xe管136の光出力をモニタする。210はフォトダイオード139に流れる微少電流を増幅するとともに光電流を電圧に変換する測光回路、131は閃光発光制御用の受光センサであるところのフォトダイオードであり、Xe管136の光出力をモニタする。211はフォトダイオード131に流れる光電流を対数圧縮するとともにXe管136の発光量を圧縮積分するための測光積分回路である。
184はストロボ全体の動作を制御するストロボマイコンである。183はストロボの動作状態を表示する液晶ディスプレイ等の表示装置である。185は無線通信回路、133は無線アンテナである。216は電源制御メインスイッチやバックライト点灯スイッチ、発光モード切り替えスイッチ等のスイッチアレイである。181はストロボの充電完了を表示するLED、182はストロボが適正光量で撮影できたことを表示する調光表示LEDである。214はモータ制御回路、215はカメラ本体に装着されたレンズ123の焦点距離に合致してXe管136及び反射笠138を移動し、照射角を設定するためのモータである。
次に、ストロボマイコン184の各端子を説明する。CNTはDC/DCコンバータ186の充電を制御する制御出力端子である。YINはデータセレクタ207の出力状態検出のための入力端子である。INTは測光積分回路211の積分制御出力端子である。AD0は測光積分回路211の発光量を示す積分電圧を読み込むためのA/D変換入力端子である。DA0はコンパレータ208及び209のコンパレート電圧を出力するためのD/A出力端子である。Y0、Y1はデータセレクタ207の選択状態設定出力端子である。TRIGは発光トリガ発生出力端子である。SCR_CTRLはサイリスタ199の制御出力端子である。
次に、図6を用いて、図1に示すようにカメラ100とストロボ101が1対1の場合のストロボ同調撮影のシーケンスを説明する。まず、既知の無線ペアリングによって、カメラ100とストロボ101とは、予め通信相手としてお互いに登録が行われている。
カメラ100の電源がオンされ、ストロボ発光モードに設定されていると、カメラ100のカメラマイコン158は無線通信回路147を制御し、無線周波数を振ってチャンネルをスキャンし、通信相手であるストロボ101を検索する。ストロボ101は、電源がオンされると、カメラ100と同様に無線通信回路185を制御し、使用するチャンネルを設定して、カメラ100からの検索に応答できる状態に設定される。
カメラ100が検索によってストロボ101を見つけると、カメラ100はネットワークコーディネータとして定期的なビーコンパケット(ビーコン信号)の発行を開始することでネットワークを立ち上げる。ストロボ101はネットワークデバイスの役割を担い、カメラ100の通信相手としてお互いにリンクを張ることで、いつでも通信可能な状態となる。
このようにしてカメラ100とストロボ101からなるシステムが起動した後、カメラ100はユーザからのレリーズ操作待ちの状態(SW1のオン待ちの状態)となる(ステップS101)。この状態において、カメラ100が定期的に発行するビーコンパケットの間隔を100ミリ秒といった比較的長い間隔に設定しておくことで、ストロボ101の無線通信回路185の受信動作頻度を抑えることができる。その結果、ストロボ101の省電力を図ることが可能である。
ステップS101においてSW1がオンになると、焦点調節動作に入るとともに(ステップS102)、SW2のオン待ちの状態となる(ステップS103)。ステップS103においてSW2がオンになると、カメラ100はカメラマイコン158の制御下でストロボ101の充電状態を取得するため、ストロボ101の充電状態を示す充完情報をストロボ101と通信して取得する(ステップS104)。そして、ストロボ発光可能かどうかの判断を行う(ステップS105)。
ステップS105において発光可能であった場合、続けて調光動作に入る。調光動作は、定常光の測光動作1(ステップS106)、及び、ストロボプリ発光状態での測光動作2(ステップS107、S108)を行う。このようにして得られた測光情報から、シャッタースピード、絞り値、ストロボ101の発光量を演算する。
続いて、カメラ100がカメラマイコン158の制御下でストロボ101に対して発光量の設定通信を行うと(ステップS109)、ストロボ101では発光準備が完了し、発光トリガ通信待ちの状態となる。カメラ100はカメラマイコン158の制御下でミラーアップ、絞り制御し、シャッター119の先幕走行を開始するとともに、撮像センサ118を制御して蓄積を開始する(ステップS110)。
シャッター119が全開状態に近くなると、カメラ100はカメラマイコン158の制御下で発光指示である発光トリガ通信を行う(ステップS111)。このとき、詳細は後述するが、ストロボ101にタイミング情報を含む複数の発光トリガを順次送信するとともに、その送信順に応じて各発光トリガに含めるタイミング情報を異ならせる。この処理が、発光指示送信制御手段による処理例である。
ストロボ101は、カメラ100から順次送信される複数の発光トリガのうち、最初に受信できた発光トリガに含まれるタイミング情報に従って発光を行う。これにより、シャッター119が全開になるタイミングに合わせて、ストロボ101が発光し(ステップS112)、シャッター先幕同調のストロボ撮影が行われる。この処理が、発光制御手段による処理例である。
測光動作によって決定されたシャッタースピードに従って、カメラ100はカメラマイコン158の制御下でシャッター119の後幕走行を行う(ステップS113)。その後、撮像センサ118が読み出し制御されることによって(ステップS114)、撮影画像データが読み出され、ストロボ同調撮影のシーケンスが完了する。
図7は、図6のフローチャートをタイミングチャートの形で表した図である。SW1がオンになる前は、カメラ100は100ミリ秒間隔でビーコンパケットを発行している。ストロボ101は、それに合わせて100ミリ秒間隔で無線通信回路185を受信動作させ、ビーコンパケットを常に受信できるように制御している。ビーコンパケットの受信に要する時間は数ミリ秒であり、特に通信する必要がないアイドル状態のときには、受信動作が終わってから次の受信動作までの間、ストロボ側の無線通信回路185は動作する必要が無いので、省電力を図ることが可能である。
SW1がオンになると、カメラ100は、ビーコンパケットの直後のタイミングで、ストロボ101に対してSW1がオンになったことを通知するためのパケットを送信する(カメラ送信データのSW1)。これとともに、それまで100ミリ秒間隔であったビーコンパケットを、10ミリ秒程度のより細かい間隔で発行するように制御を変更する。このようにレリーズ操作の前後でビーコンパケットの発行間隔を変更することによって、次にSW2がオンになったときのストロボ101の反応レスポンスを向上させている。ビーコンパケットの間隔が短くなったことに伴い、ストロボ101側の受信動作のタイミングも、ビーコンの間隔に合わせて短くしている。これによって、レスポンスが向上する代わりに無線通信回路185の動作頻度が高くなり消費電力が増加する。
SW2がオンになると、カメラ100は、ビーコンパケットの直後のタイミングで、ストロボ101に対してSW2がオンになったことを通知するためのパケットを送信する(カメラ送信データのSW2)。ストロボ101は、自身の充電状態をチェックして、発光可能な状態であれば、カメラ100側にその旨を通知する(ストロボ送信データの充完情報/Ack)。これとともに、ストロボ101は常に無線パケットを受信可能な状態に設定される。
このような状態になった後、図6のステップS106〜S110までを順次実行していく。すなわち、カメラ100は、調光動作に入るとともに(カメラ動作の調光1、調光2、露出計算)、プリ発光通信、光量設定通信を行う(カメラ送信データのプリ発光、光量設定)。
ストロボ101は、カメラ100からのパケットを受信するたびに、Ackパケットを送信することで、通信の信頼性を確保している。カメラ100は、送信したパケットに対して一定時間が経過してもストロボ101からAckパケットが送られてこない場合には、通信異常が発生したとして、再度同じパケットを送信する再送処理を行う。
ストロボ101は、ステップS109で光量設定通信がなされた後は、いつでも同期動作のためのコマンドパケットである、発光コマンドパケットを受信可能な状態になる。つまり、いつでも本発光して同調撮影が可能なスタンバイ状態となる。
カメラ100は、先幕の走行を開始する。そして、シャッター119が全開状態に近くなった段階で、ストロボ101に対して、発光トリガとして、同期コマンドパケットである、タイミング情報が付加された複数の発光コマンドパケットを順次送信する(カメラ送信データの発光コマンド)。図7においては、10発の発光コマンドパケットを送信している。図7では、シャッタースピードが1/250秒の同調撮影を示しており、シャッター119の走行開始から全開までの時間が2ミリ秒、シャッター119の全開時間が2ミリ秒となっている。この場合においては、シャッター119の走行開始から全開までの2ミリ秒の間に、10発の発光コマンドパケットが送信されることになる。本実施形態において、発光コマンドパケットは10発としているが、複数であれば同様の効果が得られるため、何発であってもかまわない。
ストロボ101は、10発の発光コマンドパケットのうち、いずれか一つの発光コマンドパケットを受信することができれば、シャッター119が全開となるタイミングに合わせて本発光を行い、ストロボ同調撮影が可能となる。いずれか一つの発光コマンドパケットを受信した時点で、以降の残りの発光コマンドパケットは受信する必要がなくなるため、ストロボ101は受信動作を終了する。
カメラ100は、シャッター119の先幕走行開始とともに、撮像センサ118を蓄積状態に制御している。そして、シャッター119の後幕走行完了とともに、撮像センサ118を蓄積状態から読み出し状態に制御して、画像データの読み出しを開始する。
それと同時に、ストロボ101に対して、シーケンスが終了したことを通知するパケットを送信する(カメラ送信データのシーケンス終了)。ストロボ101は、発光コマンドパケットを受信して正常に発光できた場合には、カメラ100に対してその旨を伝える通信を行う(ストロボ送信データの正常発光/Ack)。カメラ100は、今撮影した画像が、正常にストロボ発光したときの撮影画像であると判断し、画像を記録する再に撮影条件の情報としてファイルに添付して保存する。反対にストロボ撮影が正常に行われなかった場合には、その旨を画像ファイルに添付して記録する。
このようにして撮影シーケンスが終了すると、カメラ100とストロボ101はSW1を待つアイドル状態に戻る。すなわち、カメラ100は再度100ミリ秒間隔で定期的にビーコンパケットを発行し、ストロボ101はそれに応じて100ミリ秒間隔で無線通信回路185を受信動作させる。
図8は、図7における発光コマンドパケット送信タイミングのカメラ送信データとストロボ動作を詳細に示すタイミングチャートである。また、図9は、発光コマンドパケットのパケットデータ構造を示す図である。
図8において、先幕走行完了のタイミングが同調撮影のターゲットとなるタイミングである。なお、本実施形態では、シャッター先幕走行完了タイミングとストロボ発光とが同期した、先幕シンクロ撮影を想定しているが、シャッター後幕走行開始タイミングとストロボ発光とが同期した、後幕シンクロ撮影に本発明を適用しても、同様の効果が得られる。また、シャッター先幕走行開始とストロボ発光開始が同期したハイスピードシンクロ撮影であっても、本発明を適用することで同様の効果が得られる。
図8において一発目の発光コマンドパケットP1は、先幕走行完了のタイミングからパケット送信にかかる時間に900マイクロ秒を加えた時間だけ遡ったタイミングで送信が開始される。
図9に示すように、発光コマンドパケットは16ビットの長さを持つパケットであり、カメラマイコン158によって生成される。なお、発光コマンドパケットとしては、図9に示すような構造の16ビットパケットでなくてもかまわない。しかしながら、図9に示すように比較的長さの短い簡単なパケットとすることで、パケット自身の送信にかかる時間や、受信したときにパケットの解析にかかる時間を短くすることができるので、同期動作の時間精度を高めることができる。
無線通信システムが250kbpsの転送スピードを持つとすると、一つの発光コマンドパケットの送信にかかる時間は64マイクロ秒となる。従って、一発目の発光コマンドパケットP1は、先幕走行完了の964マイクロ秒前に送信が開始される。この通信タイミングは、カメラマイコン158がクロックをカウントすることによって、正確にタイミング管理される。
発光コマンドパケットP1は、送信先情報としてストロボ101を示す4ビットのコード(例えば、"0001")を、発光コマンドパケットであることを示す8ビットのコード(例えば、"01011010")を含む。更に、タイミング情報として、一発目の発光コマンドパケットであることを示す4ビットのコード(例えば、"0001")を含む。
同様に、発光コマンドパケットP2は、送信先情報として一発目の発光コマンドパケットP1と同じく"0001"、発光コマンドパケットを示す"01011010"を含む。更に、タイミング情報として二発目の発光コマンドパケットであることを示す"0010"を含み、先幕走行完了の864マイクロ秒前に送信が開始される。
同様に、発光コマンドパケットP3は、送信先情報として発光コマンドパケットP1/P2と同じく"0001"、発光コマンドパケットを示す"01011010"を含む。更に、タイミング情報として三発目の発光コマンドパケットであることを示す"0011"を含み、先幕走行完了の764マイクロ秒前に送信が開始される。
発光コマンドパケットP4以降も同様に送信される。最後の発光コマンドパケットP10は、先幕走行完了の64マイクロ秒前に送信が開始され、送信が完了するタイミングは、先幕走行完了のタイミングと略一致する。本実施形態においては、送信完了タイミングと先幕走行完了タイミングは略一致しているが、回路構成やプログラムによって動作タイミングは異なるし、システムによって要求されるスペックが異なる。したがって、要求スペック内で同期して動作可能であるならば、略一致していなくてもかまわない。
ストロボ101の無線通信回路185において、発光コマンドパケットを受信すると、パケットの解析を行う。送信先情報がストロボ101宛てであり、かつ、パケットが発光コマンドパケットであると判断すると、ストロボマイコン184に対して割り込み信号を発生させる。ストロボマイコン184は、この割り込み信号を受けて、タイミング情報が何発目のコマンドパケットのものであるかを判断する。ストロボ101はタイミング情報と発光タイミングを関連付けて保持している。例えば、タイミング情報が"0001"は発光タイミング"900マイクロ秒"と対応付けて保持されている。これは、タイミング情報が"0001"であるパケットを受信した場合は、受信から900マイクロ秒後に発光するよう制御するための対応付けである。タイミング情報を判断した結果、一発目の発光コマンドパケットP1であると判断すると、発振回路213で生成されたクロックのカウントを開始し、900マイクロ秒後に本発光を行うように制御する。この場合は、以降の発光コマンドパケットP2〜P10の受信を行わない。
発光コマンドパケットP1の受信に失敗すると、発光コマンドパケットP2の受信を試みる。発光コマンドパケットP2の受信に成功した場合は、800マイクロ秒後に本発光を行うように制御を行う。
発光コマンドパケットP1〜P9の受信に失敗し、最後の発光コマンドパケットP10の受信に成功した場合は、ストロボ101は、受信完了次第、本発光を行うように制御する。
本実施形態では、通常の通信と異なり、発光コマンドパケットを受信した後は、ストロボ101は本発光の準備に入り、余計な動作は行わないようにするため、カメラ100に対してAckパケットを返信しない。しかしながら、Ackパケットを返信するようにしてもかまわない。Ackパケットを返信することで、カメラ100側でそれ以降の発光コマンドパケットの送信を中止し、無駄な無線通信を削減することができる。
このようにして、複数の発光コマンドパケットうち、最初に受信できたパケットを解析し、該パケットに含まれるタイミング情報によって、クロックカウント数を変えることで本発光のタイミングを制御する。最終的にどのパケットを受信しても、同じタイミングでストロボ101が本発光することができるので、正確なタイミングでカメラ100とストロボ101の同調撮影が可能である。
以上述べたように、タイミング情報を付加した同期コマンドパケット(発光コマンドパケット)という、簡単な通信パケットを用いるので、1回の通信にかかる時間が短く、正確な時間でストロボ101を同期して動作させることができ、かつ、レスポンスが良い。更に、ユーザはレリーズ操作を1回行うだけで、デジタル一眼レフレックスカメラ304は複数の発光コマンドパケットを送信し、ストロボ101はそのうち一つでも受信できれば正確なタイミングで発光する。したがって、通信パケットを何回かに1回は取りこぼすような外乱の多い通信環境においても、通信路の信頼性が高く、同期動作の精度を高めることが可能である。これにより、ケーブル接続のストロボシステムや、クリップオンタイプのストロボシステムに比べて、ストロボ同調速度等のスペックを落とすことなしに、信頼性の高いワイヤレスストロボシステムを構築することができる。なお、本実施形態におけるタイミング情報は何発目の発光コマンドパケットかを示す情報としたが、例えば発光コマンドパケットの受信から何秒後に発光すればよいかを示す時間情報としてもよい。
(第2の実施形態)
図10は、第2の実施形態に係るストロボ制御カメラシステムの模式図である。第2の実施形態では、1台のデジタル一眼レフレックスカメラ304と、4台のストロボ300〜303とから構成される多灯ストロボ制御カメラシステムに本発明を適用した例を説明する。
1台のカメラ304と4台のストロボ300〜303には、第1の実施形態と同様、無線通信回路及び無線アンテナがそれぞれ内蔵されており、無線通信が可能になっている。本実施形態では、カメラ304がマスター機器となり、4台のストロボ300〜303がスレーブ機器となって、カメラ304の操作によって4台のストロボ300〜303が同時に発光してストロボ同調撮影を行う。
図10において、ストロボ300はカメラ304のアクシューにクリップオン接続されており、カメラ304と一体となっている。その他のストロボ301、302、303は、カメラ304と別の位置に配置され、無線アンテナもそれぞれ異なる方向を向いているため、カメラ304と無線通信を行う際の電波状態がそれぞれ異なっている。
カメラ304のレリーズ操作がなされると、第1の実施形態の図6と同様の撮影シーケンスで、多灯ストロボ同調撮影が行われる。
図11は、多灯ストロボ同調撮影シーケンスをタイミングチャートの形で表した図である。SW1がオンになると、第1の実施形態と同様、各ストロボ300〜303に対してSW1がオンになったことを通知するためのパケットを送信する。第1の実施形態とは異なり、通信相手のストロボが複数台となるので、通信パケットはブロードキャストパケットとして、4台のストロボ30〜303に同時に送信される。
同様にSW2がオンになったときのパケットも、4台のストロボ300〜303にブロードキャストされ、4台のストロボ300〜303が撮影準備に入る。この際、4台のストロボ300〜304のうち、いずれか1台でも充電が完了していない等の理由で発光準備ができないと、カメラ304は表示手段を用いてユーザにその旨を知らせる。
4台のストロボ300〜303すべてが撮影準備に入った場合、カメラ304は無発光状態で調光動作を行った後、1台ずつプリ発光通信を行い、ストロボ300〜303にプリ発光させるとともに調光動作を行う。このようにして、4台のストロボ300〜303それぞれに対してプリ発光状態で調光動作を行うことで、全体の露出計算を行う。最終的な露出計算において、ユーザはカメラ任せの露出計算を行うことも可能である。また、それぞれのストロボ300〜303に対してユーザが意図した任意の発光比率を設定した状態で、発光量を計算させても良い。また、カメラ304に露出計算をさせることなく、発光量をマニュアルでそれぞれのストロボに設定しても良い。
このようにして露出計算が終了すると、カメラ304はそれぞれのストロボ300〜304に対して光量設定通信を行う。これによって、多灯ストロボ制御カメラシステムの撮影準備が整う。
撮影準備が整うと、カメラ304は、シャッター119の先幕を走行させる。第1の実施形態と同様、シャッター119が全開状態に近くなった段階で、4台のストロボ300〜304に対して、同期コマンドパケットとして、タイミング情報が付加された複数の発光コマンドパケットを送信する。本実施形態では、第1の実施形態と同様、10発の発光コマンドパケットを送信しており、4台のストロボ300〜304すべてを発光させるようにしているので、発光コマンドパケットの宛て先としては4台すべてを示すブロードキャストの宛て先となる。
上述したように、4台のストロボ300〜304はそれぞれ別々の位置に配置され、向いている方向もばらばらなので、カメラ304と無線通信を行う際の電波状況はそれぞれに異なっている。このため、10発の発光コマンドパケットのうち、ストロボ300は一発目の発光コマンドパケットを受信できたとしても、ストロボ301、302、303も同様に一発目の発光コマンドパケットが受信できるとは限らない。しかしながら、どのストロボであっても、10発の発光コマンドパケットのいずれか一つを受信できれば、他のストロボと同じタイミングで本発光をすることが可能である。
このようにして、最終的にカメラ304のシャッター119が全開となったタイミングで、すべてのストロボ300〜303が発光し、多灯ストロボの同調撮影を行うことが可能となる。
(第3の実施形態)
図12は、第3の実施形態に係るストロボ制御カメラシステムの模式図である。第3の実施形態では、デジタル一眼レフレックスカメラ310〜312と、ストロボ313〜315と、遠隔操作装置の一例であるカメラレリーズリモコン(以下、リモコンと称する)316とからなるストロボ制御カメラシステムに本発明を適用した例を説明する。
3台のカメラ310〜312、3台のストロボ313〜315及びリモコン316には、第1、2の実施形態と同様、無線通信回路及び無線アンテナがそれぞれ内蔵されており、無線通信が可能になっている。本実施形態では、リモコン316がマスター機器となり、3台のカメラ310〜312及び3台のストロボ313〜315がスレーブ機器となる。そして、リモコン316の操作によって3台のストロボ313〜315が同時に発光し、3台のカメラ310〜312が同時にレリーズしてストロボ同調撮影を行う。
リモコン316のレリーズ操作がなされると、撮影シーケンスが行われ、ストロボ同調撮影が行われる。
撮影準備が整うと、リモコン316は、3台のカメラ310〜312に対して、同期コマンドパケットとして、シャッター119の先幕走行開始を指示する複数のパケットを送信する。この場合は、パケットの宛て先としては、カメラ310〜312のみとなる。この同期コマンドパケットには、最終的にシステムが同期動作できるように、コマンドを送るタイミングに応じてそれぞれ異なるタイミング情報タイミング情報が付加されている。この処理が、撮影動作開始指示送信制御手段による処理例である。このため、カメラ310〜312は、複数の同期コマンドパケットのうち、いずれか一つでも受信できれば、同じタイミングでシャッター119の先幕の走行を開始することが可能である。この処理が、撮影動作開始制御手段による処理例である。
このようにしてカメラ310〜312のシャッター119の先幕が走行すると、リモコン316は、先幕が走行完了に近づいたタイミングで、今度はストロボ313〜315に対して、第1、2の実施形態と同様、複数の発光コマンドパケットを送信する。この場合は、パケットの宛て先としては、ストロボ313〜315のみとなる。この発光コマンドパケットには、最終的にシステムが同期動作できるように、コマンドを送るタイミングに応じてそれぞれ異なるタイミング情報タイミング情報が付加されている。このため、ストロボ313〜315は、複数の発光コマンドパケットのうち、いずれか一つでも受信できれば、同じタイミングで本発光することが可能である。
このようにしてリモコン316は、システムがストロボ同調撮影できるように、カメラ310〜312及びストロボ313〜315に対して、それぞれ複数の同期コマンドパケットを送信する。これにより、最終的にすべてのカメラとストロボが同期、同調して撮影することが可能となる。
(第4の実施形態)
第1〜3の実施形態において、本発明をカメラとアクセサリからなる、カメラシステムに適応してきたが、本発明はそれとは異なる分野のシステムに応用しても効果が得られる。図13は、本発明を無線通信を利用したゲーム機に応用した場合の模式図である。図13において、320はディスプレイ、321はゲーム機本体、322は操作リモコンである。操作リモコン322には、音声出力スピーカが内蔵されており、ボタンが押されると無線通信によりゲーム機本体にその旨を伝えるとともに、状況に応じた音声が出力されるようになっている。
ゲーム機本体321は、無線通信パケットを受信すると、操作リモコン322とは別に状況に応じた音声と映像を出力するが、このときに、操作リモコン322の音声出力とのタイミングが異なると、ユーザに違和感が生じてしまう。
そこで、ゲーム機本体321は、操作リモコン322に対して、複数の同期コマンドパケットを送信する。このようにして、ゲーム機本体321側の映像、音声出力と、操作リモコン322側の音声出力との同期を取って、同じタイミングで出力することが可能となる。
なお、本発明の目的は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけに限らない。例えば、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(基本システム或いはオペレーティングシステム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現されてもよい。
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる形態でもよい。この場合メモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される。
100 カメラ
101 ストロボ
118 撮像センサ
125 無線アンテナ
133 無線アンテナ
140 無線アンテナ
147 無線通信回路
154 発振回路
158 カメラマイコン
159 撮像センサ
184 ストロボマイコン
185 無線通信回路
300 ストロボ
301 ストロボ
302 ストロボ
303 ストロボ
304 カメラ
310 カメラ
311 カメラ
312 カメラ
313 ストロボ
314 ストロボ
315 ストロボ
316 カメラレリーズリモコン

Claims (19)

  1. 通信部を有する外部装置に対する動作指示を無線で送信する通信装置であって、
    所定のトリガ信号を受け付ける入力手段と、
    前記入力手段により前記所定のトリガ信号が受け付けられた場合、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を複数回送信するよう制御する送信制御手段とを有し、
    複数回送信される前記所定の動作指示のそれぞれは、前記複数回送信される前記所定の動作指示のいずれに応じても前記外部装置が特定のタイミングに動作するよう、それぞれ異なるタイミング情報を含むことを特徴とする通信装置。
  2. 前記外部装置は発光装置であり、
    前記所定の動作指示は前記発光装置に対する発光指示であることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記タイミング情報は、前記外部装置が前記所定の動作指示を受信してから動作を実行するまでの時間を示す情報を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
  4. 前記タイミング情報は、前記送信制御手段により複数回送信される前記所定の動作指示の順番を示す情報を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5. 前記所定のトリガ信号は、前記通信装置に接続された撮像部による撮像を指示する操作がなされたことを示す信号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の通信装置。
  6. 前記タイミング情報は、前記撮像部のシャッターが全開になるタイミングに基づき決定されることを特徴とする請求項5に記載の通信装置。
  7. 前記外部装置に定期的にビーコン信号を発行するとともに、前記撮像の準備を指示する操作の前後で前記ビーコン信号の発行間隔を変更することを特徴とする請求項5または6に記載の通信装置。
  8. 前記送信制御手段は、前記所定の動作指示を複数回ブロードキャストすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の通信装置。
  9. 前記送信制御手段は、前記所定の動作指示に先立ち事前動作指示を送信することが可能であって、前記複数の外部装置の1台ずつに対する前記事前動作指示を送信することを特徴とする請求項8に記載の通信装置。
  10. 通信装置と無線通信を行う外部装置であって、
    前記通信装置から複数回送信される、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を受信する受信手段と、
    前記受信手段により最初に受信できた前記所定の動作指示に含まれるタイミング情報に従ったタイミングで動作が実行されるよう制御する動作制御手段とを有し、前記所定の動作指示のそれぞれには、前記所定の動作指示のいずれを受信しても特定のタイミングで動作が実行されるよう、それぞれ異なるタイミング情報が含まれることを特徴とする外部装置。
  11. 前記通信装置から最初の所定の動作指示を受信した場合、以降の所定の動作指示に応じた動作制御を行わないことを特徴とする請求項10に記載の外部装置。
  12. 前記外部装置には発光装置が接続され、
    前記所定の動作指示は前記発光装置に対する発光指示であることを特徴とする請求項10または11に記載の外部装置。
  13. 前記タイミング情報は、前記外部装置が前記所定の動作指示を受信してから動作が実行されるまでの時間を示す情報であることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の外部装置。
  14. 前記タイミング情報は、前記通信装置により複数回送信される前記所定の動作指示の順番を示す情報を含むことを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の外部装置。
  15. 前記所定の動作指示の順番と動作タイミングとの対応付けを保持する保持手段をさらに有し、
    前記受信手段により前記所定の動作指示が受信された場合、前記動作制御手段は、前記保持手段により保持されている対応付けに基づくタイミングで前記動作が実行されるよう制御することを特徴とする請求項14に記載の外部装置。
  16. 通信部を有する外部装置に対する動作指示を無線で送信する通信装置の制御方法であって、
    所定のトリガ信号を受け付ける入力ステップと、
    前記入力ステップにより前記所定のトリガ信号が受け付けられた場合、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を複数回送信するよう制御する送信制御ステップとを有し、
    複数回送信される前記所定の動作指示のそれぞれは、前記複数回送信される前記所定の動作指示のいずれに応じても前記外部装置が特定のタイミングに動作するよう、それぞれ異なるタイミング情報を含むことを特徴とする通信装置の制御方法。
  17. 通信装置と無線通信を行う外部装置の制御方法であって、
    前記通信装置から複数回送信される、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を受信する受信ステップと、
    前記受信ステップにより最初に受信できた前記所定の動作指示に含まれるタイミング情報に従ったタイミングで動作が実行されるよう制御する動作制御ステップとを有し、
    前記所定の動作指示のそれぞれには、前記所定の動作指示のいずれを受信しても特定のタイミングで動作が実行されるよう、それぞれ異なるタイミング情報が含まれることを特徴とする外部装置の制御方法。
  18. 通信部を有する外部装置に対する動作指示を無線で送信する通信装置を制御するためのプログラムであって、
    所定のトリガ信号を受け付ける入力処理と、
    前記入力処理により前記所定のトリガ信号が受け付けられた場合、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を複数回送信するよう制御する送信制御処理とをコンピュータに実行させ、
    複数回送信される前記所定の動作指示のそれぞれは、前記複数回送信される前記所定の動作指示のいずれが受信されても前記外部装置が特定のタイミングに動作するよう、それぞれ異なるタイミング情報を含むことを特徴とするプログラム。
  19. 通信装置と無線通信を行う外部装置を制御するためのプログラムであって、
    前記通信装置から複数回送信される、動作タイミングに関するタイミング情報を含む所定の動作指示を受信する受信処理と、
    前記受信処理により最初に受信できた前記所定の動作指示に含まれるタイミング情報に従ったタイミングで動作が実行されるよう制御する動作制御処理とをコンピュータに実行させ、
    前記所定の動作指示のそれぞれには、前記所定の動作指示のいずれを受信しても特定のタイミングで動作が実行されるよう、それぞれ異なるタイミング情報が含まれることを特徴とするプログラム。
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