(57)【要約】【課題】  バースト的に送信する無線通信機器から放射される電波が外部マイクロホンのコード等を介して機器に入り込み、音声増幅回路等で疑似的に包絡線検波された信号が音声処理回路に混入すると、可聴域の周波数成分を持つ可聴ノイズとなる。【解決手段】  無線通信を継続しながら可聴ノイズを低減するため、可聴域の周波数成分を持つ可聴ノイズの逆相信号を、無線信号の送信バーストと同期して自機器の高周波回路より生成し、包絡線検波された音声信号に加算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信バーストをアンテナを介して送信する無線通信手段と、
音声信号を入力する音声入力手段と、
前記入力された音声信号を増幅する増幅手段と、
前記音声入力手段と前記増幅手段との間の経路がアンテナとして作用することで前記送信バーストの成分が該経路を介して前記音声信号に混入し、前記増幅手段が検波回路として作用することで該混入した前記送信バーストの成分の包絡線信号が検波され、該包絡線信号が可聴周波数成分を持つことにより生じた雑音を、前記音声信号から除去する雑音除去手段と、
を有し、
前記無線通信手段は、前記送信バーストの出力と同期した同期信号を前記雑音除去手段に出力し、
前記雑音除去手段は、前記無線通信手段から受信した前記同期信号と同期して、前記包絡線信号と逆相の相殺信号を生成し、該相殺信号を前記増幅手段から出力された音声信号に加算することで前記雑音を除去する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記無線通信手段は、前記送信バーストを出力する無線出力部と、前記無線出力部から出力された送信バーストを増幅する信号増幅部とを含み、
前記無線出力部は、前記信号増幅部の動作を許可するイネーブル信号を、前記信号増幅部及び前記雑音除去手段に対して出力するように構成され、
前記雑音除去手段は、前記無線出力部から受信した前記イネーブル信号を前記同期信号として用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線通信手段は、前記送信バーストを出力する無線出力部と、前記無線出力部から出力された送信バーストを増幅する信号増幅部と、前記信号増幅部から出力された送信バーストを検知すると検知信号を前記雑音除去手段に対して出力する信号検知部とを含み、
前記雑音除去手段は、前記信号検知部から受信した前記検知信号を前記同期信号として用いることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置を含む電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バースト的に放射される高周波信号に起因する可聴ノイズを低減するための機能を備えた無線通信装置及び電子カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＭＡや無線ＬＡＮなど、デジタル無線通信でバースト的に高周波信号を放射する機器では、バースト的に放射される無線信号に起因する可聴ノイズが、当該機器や周辺機器に含まれる音声処理回路に混入することが知られている。
【０００３】
電子カメラにおけるこのようなノイズの対策例としては、録画または録音時には、無線通信で使用する搬送波の生成を停止する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、外部マイクロホンの近傍に内蔵アンテナを設けて干渉ノイズ成分を検出し、干渉ノイズ成分と逆相の起電力を発生させることで相殺する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０７４７７号公報
【特許文献２】特開２００１−１８６０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示された解決手段では、無線通信と録画や録音を同時に行うことができないため、ユースケースが限られてしまうという問題がある。また、特許文献２に示された解決手段では、自機器から放射されるバースト的な可聴ノイズに対して、時間的な同期を取ることが難しいという問題や、アンテナを用いることで外部からの影響を受けやすいという問題がある。また、一般的にノイズ除去のために内蔵される帯域阻止フィルタでは、音声増幅回路が外部マイクロホンに付属していた場合に、包絡線検波されたノイズを除去できないという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、専用の内蔵アンテナや帯域フィルタを用いずに、無線通信を停止することなく可聴ノイズを低減する技術を実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によれば、送信バーストをアンテナを介して送信する無線通信手段と、音声信号を入力する音声入力手段と、前記入力された音声信号を増幅する増幅手段と、前記音声入力手段と前記増幅手段との間の経路がアンテナとして作用することで前記送信バーストの成分が該経路を介して前記音声信号に混入し、前記増幅手段が検波回路として作用することで該混入した前記送信バーストの成分の包絡線信号が検波され、該包絡線信号が可聴周波数成分を持つことにより生じた雑音を、前記音声信号から除去する雑音除去手段とを有し、前記無線通信手段は、前記送信バーストの出力と同期した同期信号を前記雑音除去手段に出力し、前記雑音除去手段は、前記無線通信手段から受信した前記同期信号と同期して、前記包絡線信号と逆相の相殺信号を生成し、該相殺信号を前記増幅手段から出力された音声信号に加算することで前記雑音を除去することを特徴とする無線通信装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、本発明は、専用の内蔵アンテナや帯域フィルタを用いずに、無線通信を停止することなく可聴ノイズを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態における無線通信機能を備えた電子カメラのブロック図。
【図２】無線通信部及び雑音除去部の詳細ブロック図。
【図３】（Ａ）はＩＥＥＥ８０２．１１ｇにおける送信バーストの包絡線信号、（Ｂ）は（Ａ）の送信バーストのスペクトラムを示す図。
【図４】（Ａ）は図３（Ａ）の包絡線信号に対する相殺信号、（Ｂ）は図３（Ａ）の包絡線信号と図４（Ａ）の相殺信号とを加算した後の包絡線信号を示す図。
【図５】無線通信部及び雑音除去部における各信号のタイミングチャート。
【図６】（Ａ）は相殺信号との時間差によって生じた演算後の包絡線信号、（Ｂ）は演算後の包絡線信号のスペクトラムを示す図。
【図７】（Ａ）は相殺信号との時間差に加えて振幅が異なる場合における演算後の包絡線信号、（Ｂ）は演算後の包絡線信号のスペクトラムを示す図。
【図８】無線通信部及び雑音除去部の詳細ブロック図。
【図９】無線通信部及び雑音除去部における各信号のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係る無線通信装置を含む電子カメラのブロック図である。これは例えば無線ＬＡＮによる無線通信機能を持つ電子カメラであり、電子カメラ本体１０に、アンテナ１１と無線通信部１２を備える。
【００１２】
音声入力部１９は、内蔵マイクロホンと、外部マイクロホンに接続されるマイクロホン用入力端子を含む。音声処理部２０は、少なくとも、音声入力部１９で電気信号として取り込まれたアナログ音声信号を、経路１９１を介して入力し増幅する増幅器２０１と、デジタル音声信号へ変換するＡＤコンバータ２０２を含む。制御部１３は、レンズ１４、画像処理部１５、操作部１６、表示部１７、記憶部１８などを含む電子カメラ全体の動作を制御する。例えば、操作部１６を介して録画操作が行われた場合、制御部１３は、撮影により得られた、画像処理部１５からの画像データ及び音声処理部２０からの音声データを互いに関連付けてファイルとして記憶部１８に格納する。また、操作部１６を介してファイル転送操作が行われた場合、制御部１３は、記憶部１８に記憶されたファイルを、無線ＬＡＮ等の無線通信機能を用いて、無線通信部１２、アンテナ１１を介して外部の機器に転送することができる。
【００１３】
ところで、このようなファイルの転送中に例えば録画録音機能を同時に働かせると、録音された音声にバースト状の雑音が重畳されてしまうという問題がある。この問題の雑音が発生する過程は、以下のように説明できる。まず、音声入力部１９のマイクロホンと音声処理部２０の増幅器２０１との間の経路１９１が無線ＬＡＮの送信バーストに対してアンテナとして作用してしまうことで、送信バーストの少なくとも一部の成分が電子カメラ内部に取り込まれる。次に、取り込まれた送信バーストの成分が増幅器２０１を通過する際に、増幅器２０１を構成する不図示のトランジスタやダイオード等が送信バーストの成分に対して疑似的に検波回路として作用することで送信バーストの成分の包絡線信号が検波される。そして、この包絡線信号が可聴周波数成分を持つことで人に知覚される雑音が生じる。特に、電子カメラに内蔵されたマイクロホンではなく、外部マイクロホンを用いた場合には、経路１９１の長さが長くなるため、雑音が顕著に現れる傾向がある。
【００１４】
以下に示すように、本実施形態は、このような雑音を効果的に除去又は低減する構成を提供する。
【００１５】
無線通信部１２と雑音除去部２１を詳細なブロック図として図２に示す。無線通信部１２は、無線出力部３０、信号増幅部３１を備える。無線出力部３０は、制御部１３からの制御信号に従ってＲＦの無線信号、すなわち送信バーストを出力する。信号増幅部３１は、無線出力部３０から出力された送信バーストを増幅してアンテナ１１に供給する。また、無線出力部３０は、送信バースト毎に信号増幅部３１の動作を許可するイネーブル信号を出力する。信号増幅部３１は、無線出力部３０からのイネーブル信号が例えばＨＩＧＨを示す間、無線信号（送信バースト）の増幅を行う。
【００１６】
雑音除去部２１は、信号生成部３２と演算部３３を備える。信号生成部３２は、信号増幅部３１のイネーブル信号を同期信号として用いて信号増幅部３１と同期を取る。演算部３３は、音声処理部２０の出力信号と信号生成部３２の出力信号を受けて、演算結果を出力する。
【００１７】
無線通信中に音声処理部２０が動作する場合には、信号生成部３２が、信号増幅部３１と同期して送信バーストの包絡線信号と逆相の相殺信号を生成する。演算部３３は、音声処理部２０が出力したデジタル音声信号に、信号生成部３２が生成した相殺信号を加算することで、包絡線信号のスペクトラムに含まれる可聴ノイズの低減を図る。
【００１８】
一般に、無線通信の送信バーストが包絡線検波されると、検波信号は矩形状の波形となる。検波信号の矩形波はバーストの周期と同じ周期となり、パルス幅は、バースト長と同じになる。
【００１９】
人間の可聴周波数は２０Ｈｚから２０ｋＨｚ程度までとされており、その範囲外の信号は音声として認識されない。また、可聴域の周波数成分があっても、その振幅が十分に小さければ、音声として認識されない。
【００２０】
ここで、無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｇを例として、音声処理部２０で包絡線検波されるノイズ成分について説明する。図３（Ａ）は、送信バーストの包絡線信号の例を示す図であり、例えば、バースト長は２５０μｓ、バースト間隔は１００μｓである。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）で示した包絡線波形をフーリエ解析して得た周波数軸上のスペクトラムの例を示す図である。
【００２１】
図３（Ｂ）から分かるように、検波信号には３５０μｓの逆数に相当する２８５７Ｈｚ付近を始めとして、広い帯域内で大きなスペクトラムを何本も持つことが分かる。これらの周波数成分は可聴域に当たるため、音声信号に混入した場合は可聴ノイズとして感知されてしまう。
【００２２】
この時に、信号生成部３２が、信号増幅部３１と同期して生成した相殺信号は図４（Ａ）に示すようになる。図４（Ｂ）に、演算部３３が、図３（Ａ）の包絡線信号と図４（Ａ）の相殺信号とを加算した結果の波形を示す。図４（Ｂ）に示されるように、時間軸上の振幅は０となり、当然ながら周波数軸上のスペクトラムも０となる。よって、信号生成部３２が、信号増幅部３１と正確に同期が取れ、相殺信号の振幅が最適に制御されれば、可聴ノイズを低減することが可能となる。
【００２３】
一例として、図２の構成による各信号のタイミングチャートを図５に示す。図５において、（１）は信号増幅部３１のイネーブル信号、（２）は送信バーストの包絡線信号、（３）は信号生成部３２が出力する相殺信号、（４）、（５）は演算部３３の出力信号をそれぞれ表している。
【００２４】
無線出力部３０が出力する信号増幅部３１のイネーブル信号は、信号増幅部３１が無線信号の送信バーストを漏れなく増幅できるように、無線出力部３０が無線信号を出力する前から無線信号が無くなるまでの間で、イネーブル時間の余裕を取る。この時のイネーブル信号の時間的マージンは、消費電力の観点から１μｓ程度であることが多い。
【００２５】
よって、イネーブル信号は、無線信号のバースト長よりも信号増幅部３１の動作開始時と動作終了時でそれぞれ１μｓ程度ずつ長くなる。同様に、イネーブル信号と同期して生成された相殺信号も１μｓ程度ずつ長くなる。即ち、演算部３３による加算の結果、（４）のように無線信号が存在しない１μｓ程度の区間において、バースト信号が２箇所に生成される可能性がある。
【００２６】
図３に示した送信バーストに対する相殺信号が１μｓずつ長くなった場合における、演算後の包絡線信号を図６（Ａ）に、制御部１３によるフーリエ変換後のスペクトラムを図６（Ｂ）に示す。可聴域においては、最大値を観測した２８４０Ｈｚ付近において５０分の１程度にまで低減されており、１μｓ程度のずれでは可聴域ノイズを認識できないほど低減することが可能である。
【００２７】
また、信号生成部３２が生成した相殺信号の振幅が、ノイズ成分の振幅と異なる場合には、前後２箇所のバースト信号に加えて、図５の（５）のように、ある程度の振幅を持ったバースト信号が残ることになる。例として、相殺信号がノイズ成分の振幅よりも５分の１程度小さい場合における、演算後の包絡線信号を図７（Ａ）に、フーリエ変換後のスペクトラムを図７（Ｂ）に示す。この場合にもスペクトラムは５分の１程度に収まるため、可聴域ノイズを低減することが可能である。
【００２８】
本実施形態では、音声処理部２０を介して混入した可聴ノイズの低減の最適化を図るべく、図１に示すように、制御部１３内に、可聴ノイズを検出する可聴ノイズ検出部１３ａを設ける。可聴ノイズ検出部１３ａは、雑音除去部２１より受け取った音声信号に対してフーリエ解析等を行うことで可聴ノイズを検出する。この検出結果を信号生成部３２における振幅の制限範囲に反映することで可聴ノイズの低減の最適化が可能となる。
【００２９】
この時、アンテナ１１から放射された無線信号がマイクロホンに回り込むまでの遅延時間が可聴ノイズに与える影響は無視できるほど小さいため、演算時における信号の位相ずれも無視できる。
【００３０】
図８に、図２の変形例を示す。図８において、図２と同一の構成要素には同一の参照番号が付されている。図２と異なる点は、信号増幅部３１とアンテナ１１との間に信号検知部３４が設けられている点である。信号検知部３４は、無線信号の送信バーストを検知すると検知信号を雑音除去部２１の信号生成部３２に対して出力するように構成されている。
【００３１】
無線通信中に音声処理部２０が動作する場合には、信号生成部３２は、無線通信部１２の信号検知部３４から受信した検知信号を同期信号として用い、無線信号の送信バーストと逆相の相殺信号を生成する。
【００３２】
一例として、図８の構成による各信号のタイミングチャートを図９に示す。図９において、（１）は送信バーストの包絡線信号、（２）は信号検知部３４が出力する検知信号、（３）は信号生成部３２が出力する相殺信号、（４）は演算部３３の出力信号をそれぞれ表している。
【００３３】
検知信号は、送信バーストと同期する。同様に、検知信号と同期して生成された相殺信号も送信バーストと同期する。即ち、演算部３３による加算の結果、可聴ノイズを低減することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の可聴ノイズの低減は、デジタル演算で実現してもよいし、ＯＰアンプなどによるアナログ演算で実現してもよい。
【００３５】
また、信号生成部３２の出力信号を音声処理部２０の出力信号と同相とし、演算部３３によって減算を行っても同様の効果が得られる。
【００３６】
以上説明した実施形態によれば、従来技術において必要とされた専用の内蔵アンテナや帯域フィルタを用いる必要がない。また、本実施形態によれば、録音録画のためにファイル転送等の無線通信を停止する必要もなくなる。
【００３７】
（他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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８】
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【図９】
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