(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、録音用のマイクロフォンと、前記マイクロフォンの出力信号に含まれるノイズを低減するフィルターとを備え、
前記レンズの絞り値が大きい場合、前記レンズの絞り値が小さい場合に比べて前記フィルターのノイズ低減強度が強くなるように、前記レンズの絞り値に応じて前記フィルターのノイズ低減強度が制御される撮像装置。
【請求項２】
前記フィルターは、オートフォーカス動作を行うときに発生するノイズを低減するフィルターである請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今の撮像装置の一つであるデジタルカメラには、本体の後ろ側に液晶モニタが搭載されており、撮影した画像をすぐに確認できるようになっているため、撮影者にとって非常に便利である。また、デジタルカメラは静止画像だけではなく動画像も撮影できる機種が多く、機能の向上が見受けられる。また、デジタルカメラの一部には一般にデジタル一眼カメラと呼ばれるレンズ交換式の機種も増加し、撮影意図に向いたレンズを選択することにより画質の向上が見受けられる。
【０００３】
しかしながらかかる状況の中では、動画撮像中のレンズ動作、例えばズーム動作、ＡＦ動作（オートフォーカス動作）、アイリス動作（絞り調整動作）、光学手振れ補正動作による動作振動や動作雑音が大きく録音されてしまい、再生映像が鑑賞に耐えないものとなってしまうことが考えられる。即ち、レンズ動作雑音低減処理の効果は、動画撮影のデジタルカメラにおいて大なるものとなっている。
【０００４】
レンズ動作雑音低減処理については特許文献１に記載されている。この従来例ではレンズ動作雑音低減処理として、録音用マイクロフォンとは別に、レンズ動作振動検出用マイクロフォンを設けて、レンズ動作振動検出信号の逆位相を、録音用マイクロフォンの出力信号からキャンセルする手法を用いている。また、レンズがズーム動作をするときのみ、上記のキャンセルによるレンズ動作雑音低減処理を行うことで、平常時の録音データの歪みなどの影響を減ずる手法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には指向性合成の手法について記載されている。ここでは複数の無指向性マイクロフォンの出力信号を用い、それぞれ出力信号とそれらを遅延させた音声信号の合成により、ステレオの左右の指向性をもった（ステレオセパレーションの大きな）音声信号を合成する手法が記載されている。
【０００６】
また音声の入力レベルが低く、雑音の影響が大きい場合は、このステレオセパレーションの程度を減ずる様に、合成の割合を制御することによって、雑音の影響を減ずる手法が記載されている。
【０００７】
また特許文献３には、交換式レンズ内部にレンズ固有の雑音処理アルゴリズムに関するデータを持たせる手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３４４７８７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１８５０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら従来の撮像装置では、次のような課題が生じる。
【００１０】
一般的な撮像装置では動画撮影時に連続的にＡＦ動作を行うが、レンズの絞り値によってフォーカスレンズの動作距離・動作速度が変化する。レンズの絞り値が小さい場合には焦点深度が浅いためフォーカスを合焦させるためのフォーカスレンズの動作距離は小さく、動作速度は急峻にならない。しかし、レンズの絞り値が大きい場合には焦点深度が深くなり、フォーカスを合焦させるためのフォーカスレンズの動作距離が大きく、動作速度が急峻になる。その結果、レンズの絞り値が小さい場合と比較してレンズの絞り値が大きい場合にはレンズのＡＦ動作による雑音（ノイズ）が大きくなる。
【００１１】
従来の撮像装置のレンズ動作雑音低減処理については、交換レンズを含みレンズの種類に対応した雑音処理アルゴリズムを有しているものも存在するが、レンズの絞り値に依存するＡＦ動作雑音の大きさの変化に対して考慮されておらず、レンズの絞り値に対応した雑音低減処理ができていなかった。
【００１２】
また、レンズのＡＦ動作ではそれぞれの絞り値においてレンズ固有の雑音の周波数ピークを持つものが多く、ノッチフィルターなどによる雑音低減処理も、同一の雑音低減処理ではそれぞれの絞り値に適した音響処理ができていなかった。たとえばレンズの絞り値が小さい場合に発生するノイズを想定した音響処理を行った場合、レンズの絞り値を大きくして撮影し再生するとノイズが大きく記録され鑑賞に堪えないものとなり、逆にレンズの絞り値が大きい場合に発生するノイズを想定した音響処理を行った場合、レンズの絞り値を小さくして撮影すると記録する音声に対して過抑圧がかかり、音質が陳腐となってしまう。
【００１３】
本開示は、レンズの絞り値が異なる場合でも、雑音が少なくかつ明瞭な録音ができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本開示の撮像装置は、レンズと、録音用のマイクロフォンと、マイクロフォンの出力信号に含まれるノイズを低減するフィルターとを備えている。そして、レンズの絞り値が大きい場合、レンズの絞り値が小さい場合に比べてフィルターのノイズ低減強度が強くなるように、レンズの絞り値に応じてフィルターのノイズ低減強度が制御されている。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、レンズの絞り値によって変化するＡＦ動作により発生するＡＦレンズノイズに対して、それぞれに適した音響処理を行うことにより、雑音が少なくかつ明瞭な録音が行える撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態における撮像装置の構成図
【図２】第１の実施の形態における撮像装置の指向性合成部の構成図
【図３】第１の実施の形態における撮像装置の指向性合成部の動作を説明する図
【図４】第１の実施の形態における撮像装置の指向性合成部の動作を説明する図
【図５】第１の実施の形態における撮像装置の指向性合成部の動作を説明する図
【図６】第１の実施の形態における撮像装置の指向性合成部の動作を説明する図
【図７】第１の実施の形態における撮像装置のフィルター部の構成図
【図８】第１の実施の形態における撮像装置のフィルター部の動作を説明する図
【図９】第１の実施の形態における撮像装置のフィルター部の動作を説明する図
【図１０】第１の実施の形態における撮像装置の変形例の構成図
【図１１】第２の実施の形態における撮像装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔１．第１の実施の形態〕
以下、第１の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は第１の実施の形態における撮像装置の構成図、図２は第１の実施の形態における指向性合成部の構成図、図３〜図６は第１の実施の形態における撮像装置の撮影時の動作を説明する図である。
【００１８】
まず図１中、録音用の無指向性マイクロフォン（以下、マイクロフォンという）１，２から音声信号が出力され、指向性合成部３、フィルター部４、周波数補正部５、によってそれぞれ音響処理をした後の音声信号が、記録部１０に入力される。一方、レンズ７を通して、撮像素子８上に結像した画像信号が、ＲＧＢの電気信号に変換され画像処理部９に出力される。画像処理部９ではＹＣ処理、ガンマ処理、ＪＰＥＧ圧縮処理を行い動画像信号として記録部１０に出力する。
【００１９】
記録部１０はＣＰＵ６の制御に従い、入力される動画像信号と音声信号の時間的同期を取り、音声付動画像信号として記録メディア１３に記録する。
【００２０】
また、画像処理部９からは、画像各部の明るさデータや、輝度信号の高周波成分のデータをＣＰＵ６に出力する。ＣＰＵ６では、画像各部の明るさデータから、アイリス制御信号を算出し、また輝度信号の高周波成分のデータからＡＦ制御信号を算出し、レンズ７に出力する。レンズ７は、ＣＰＵ６から入力されるアイリス制御信号とＡＦ制御信号にしたがって、アイリス調整動作とＡＦ調整動作を行う。
【００２１】
また、使用者はユーザーインターフェース（以下ＵＩと称す）１１を通して、ズームの操作及びレンズの絞りの操作を行う。ズーム操作制御信号及びレンズの絞り操作制御信号は、ＵＩ１１からＣＰＵ６に入力され、ＣＰＵ６でズーム動作の速度調整処理後に、レンズ７に出力される。
【００２２】
レンズ７は、ＣＰＵ６から入力されるズーム操作制御信号にしたがってズーム調整動作を行う。レンズ７の絞り７ａは、レンズの絞り操作制御信号にしたがって絞り調整動作を行う。
【００２３】
また、マイクロフォン１，２から出力される音声信号に対する、指向性合成部３、フィルター部４、周波数補正部５でのそれぞれ音響処理は、ＣＰＵ６からの制御によって調整される。以下図２を用いてその動作を説明する。
【００２４】
図２は、マイクロフォン１，２と指向性合成部３の構成を説明する構成図である。まずマイクロフォン１，２は、距離ｄの間隔をあけて設置されている。指向性合成部３中の遅延器２１，２２は、それぞれ空気中の音波が距離ｄを進む時間の遅延を持っている。録音用のマイクロフォン１，２からの音声信号はそれぞれ直接加算器２５，２６に入力されるとともに、遅延器２１，２２で遅延され、またＣＰＵ６からの制御パラメータαの係数を乗算器２３，２４で乗ぜられて、加算器２５，２６で減算される。ＣＰＵ６からの制御パラメータαは、図３に示すように０〜１の間の値をとる。
【００２５】
α＝０の場合は、乗算器２３，２４の出力が０となるので、加算器２５，２６の出力は、マイクロフォン１，２の出力がそのまま出力される。そのため、その周波数特性は図４の周波数特性４１のようになる。またα＝１の場合は、他方のマイクロフォンの信号が減ぜられるため位相の違いの少ない低域でゲインが少なくなり、その周波数特性は図４の周波数特性４２のようになる。
【００２６】
周波数補正部２７，２８では、図５の周波数特性５１，５２に示すように図４に示す周波数特性と逆の周波数特性のフィルター処理を行う。このことによって、制御パラメータα＝０〜１に変化しても、周波数補正部２７，２８からの出力の周波数特性は一定となり、音色の変化などは生じない。
【００２７】
この指向性合成部３の動作について説明する。制御パラメータα＝１の場合、マイクロフォン１からみてマイクロフォン２の位置の方向からくる音声は、まずマイクロフォン２で音声信号として検出されたのち、空気中の音波が距離ｄを進む時間の遅延をもってマイクロフォン１で音声信号として検出され加算器２５に入力される。マイクロフォン２で検出された信号は遅延器２１を通り乗算器２３経由で加算器２５に入力され、加算器２５において減ぜられるので、この音声は理想的には、加算器２５の出力では完全にキャンセルされることになる。
【００２８】
一方、マイクロフォン２で検出され、加算器２６に入力された信号と、マイクロフォン１で遅延をもって検出されさらに遅延器２２を通り、乗算器２４経由で加算器２６に入力された信号では、検出の遅延と遅延器の時間差があるので完全にはキャンセルされない。加算器２５、加算器２６の出力の周波数特性を図６に示す。図６中、加算器２５、加算器２６の出力の周波数特性はそれぞれ６１，６２となる。周波数特性６１は、全域において周波数特性６２よりゲインが低く、加算器２５の出力が小さいことを示す。したがってマイクロフォン２の方向からくる音声については、加算器２６からの出力が大きく、指向性をもつことになる。
【００２９】
一方、α＝０の場合は、マイクロフォン１、２はそれぞれ無指向性であり、それがそのまま加算器２５，２６から出力されるので音声の方向にかかわらずゲインは一定で無指向性となる。したがって、図１のＣＰＵ６からの制御パラメータαを０〜１に制御することによって、指向性の小−大（ステレオセパレーション効果：小−大）を制御することができる。ただし、α＝１の場合、α＝０の場合に比べ、図５に示すように周波数補正でのゲインが大きいことから、ノイズ成分も拡大される傾向にある。
【００３０】
したがって、ＣＰＵ６では、入力のノイズ成分の大小を予測して、制御パラメータαを制御し、出力のノイズ成分を一定に抑えながら、指向性合成量（ステレオセパレーション効果量）の制御を行う。
【００３１】
図７は、図１で示すフィルター部４の動作を説明するブロック図である。まず指向性合成部３から２ｃｈの音声信号が入力される。フィルター部４内はデジタルフィルターモジュール（以下ＤＦＭと称す）７１，７２で構成され、それぞれＣＰＵ６からの制御パラメータにしたがってフィルター特性を調整できる。
【００３２】
ＤＦＭ７１，７２は、ノッチフィルターであり、フィルターのＯＮ／ＯＦＦ、中心周波数Ｆｏ，バンド幅Ｆｂ，ゲインＧａを選択調整できる。２ｃｈの入力音声信号はそれぞれのＤＦＭ７１，７２でフィルター処理され出力される。
【００３３】
図８は、レンズ７がＡＦ動作を行ったときに生じる雑音の周波数特性を示したものである。図８に示すように、中心周波数Ｆｏ＝８１，バンド幅Ｆｂ＝８２と中心周波数Ｆｏ＝８３，バンド幅Ｆｂ＝８４、の２つのピーク信号を持つ。レンズの絞り値によって雑音のレベルは増減し、レンズの絞り値が小さい場合には周波数特性８０ａとなり、レンズの絞り値が大きい場合には周波数特性８０ｂとなり、レンズの絞り値が中間の場合には周波数特性８０ｃとなる。すなわち、同一の周波数における雑音のレベルを比較すると、レンズの絞り値が大きい場合の方が、レンズの絞り値が小さい場合に比べて雑音が大きい。
【００３４】
図９はこのＡＦ動作を行ったときに生じる雑音成分を低減するためのフィルター処理を説明する図である。図７に示すＤＦＭ７１，７２を用いて、レンズの絞り値が小さい場合にはそれぞれ中心周波数Ｆｏ＝８１，バンド幅Ｆｂ＝８２，ゲインＧａ＝９１と、中心周波数Ｆｏ＝８３，バンド幅Ｆｂ＝８４，ゲインＧａ＝９２のノッチフィルター（周波数特性９０ａ）でフィルター処理を行うことでこの雑音成分を低減できる。またレンズの絞り値が大きい場合にはそれぞれ中心周波数Ｆｏ＝８１，バンド幅Ｆｂ＝８２，ゲインＧａ＝９３と中心周波数Ｆｏ＝８３、バンド幅Ｆｂ＝８４，ゲインＧａ＝９４のノッチフィルター（周波数特性９０ｂ）でフィルター処理を行うことでこの雑音成分を低減できる。また、レンズの絞り値が中間の場合にはそれぞれ中心周波数Ｆｏ＝８１，バンド幅Ｆｂ＝８２，ゲインＧａ＝９５と中心周波数Ｆｏ＝８３，バンド幅Ｆｂ＝８４，ゲインＧａ＝９６のノッチフィルター（周波数特性９０ｃ）でフィルター処理を行うことでこの雑音成分を低減できる。
【００３５】
以上説明したように、フィルター部４を構成するＤＦＭ７１，７２は、マイクロフォン１，２の出力信号に含まれるノイズを低減する。レンズの絞り値が大きい場合、レンズの絞り値が小さい場合に比べてＤＦＭ７１，７２のノイズ低減強度が強くなるように、レンズの絞り値に応じてＤＦＭ７１，７２のノイズ低減強度が制御されている。これにより、ＡＦ動作を行うときに発生する雑音成分を効果的に低減することができる。以上説明した構成では、レンズの絞り値に応じてＤＦＭ７１，７２のノイズ低減強度を３段階に変える例を説明したが、３段階に限らず適宜設定することができる。
【００３６】
図１に示すメモリ１２には、これらの各動作に対応するフィルター音響処理のデータが格納される。
【００３７】
なお、本実施の形態ではノイズ低減にＤＦＭ７１，７２を使用したが、発生するノイズ成分に応じてローパスフィルターやハイパスフィルター、別のノッチフィルターを使用してもよい。また、図１では指向性合成部３と周波数補正部５との間にフィルター部４を設けた構成であったが、図１０に示すように、マイクロフォン１，２から出力される音声信号をフィルター部４に入力し、フィルター部４の出力を指向性合成部３に入力する構成としてもよい。
〔２．第２の実施の形態〕
第１の実施の形態ではレンズ一体型の撮像装置について述べたが、それに限定しない。図１１は第２の実施の形態の動作を示すブロック図である。図１１において図１と同じ構成要素は第１の実施の形態と同じ動作をする。
【００３８】
第２の実施の形態では、レンズ交換が可能な撮影装置を意図しており、この撮像装置ではレンズマウント１４を通して、レンズ１０７や、レンズ２０７等に交換可能である。さらにレンズ交換式の撮像装置においてメモリ１２に記憶されている音響処理データを更新することができる。まず音響更新データ１５を、記録メディア１３に記憶させ本撮像装置に挿入する。使用者はＵＩ１１を通して、音響更新データ１５とメモリ１２に記憶されている音響処理データを比較し、より最新のものに更新するようＣＰＵ６に指示する。このような構成によって、撮像装置本体が開発された後に開発されたレンズに対しても適した音響処理が可能となる。
【００３９】
また、ここではレンズ２０７では、光学データの他にレンズ２０７固有の音響処理データ１６を記憶している。レンズ２０７がレンズマウント１４を通して装着された場合、通信によってＣＰＵ６で自動的に音響処理データ１６とメモリ１２に記憶されている音響処理データを比較し、より最新のものに更新される。
【００４０】
このような構成によって使用者が更新操作をすることなく自動的に、撮像装置本体が開発された後に開発されたレンズに対しても適した音響処理が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２  マイクロフォン
３  指向性合成部
４  フィルター部
５  周波数補正部
６  ＣＰＵ
７、１０７、２０７  レンズ
７ａ  絞り
８  撮像素子
９  画像処理部
１０  記録部
１１  ＵＩ（ユーザーインターフェース）
１２  メモリ
１３  記録メディア
１４  レンズマウント
１５  音響更新データ
１６  音響処理データ
２１、２２  遅延器
２３、２４  乗算器
２５、２６  加算器
２７、２８  周波数補正部
７１、７２  ＤＦＭ（デジタルフィルターモジュール）
【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】
0006398084.tif 000010
【図１０】
0006398084.tif 000011
【図１１】
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