(57)【要約】【課題】オートフォーカス動作や、ズーム動作を行う電気モーターの騒音を除去し、被写体からの所望の音信号のみを抽出することができる電子機器を提供する。【解決手段】集音マイクａ１２は、被写体から到来する外部音Ａと、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音ｙＢとを集音する。集音マイクａ１３は、被写体から到来する外部音Ａと、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とからなる雑音ｘＢを集音する。信号処理回路は、第１の集音マイクａ１２の第１の音声信号と第２の集音マイクａ１３の第２の音声信号とから、機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、被写体から到来する外部音Ａのみを抽出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段を備える電子機器であって、
被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音とを集音し、第１の音声として出力する第１の集音手段と、
被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とを集音し、第２の音声信号として出力する第２の集音手段と、
前記第１の集音手段から出力される第１の音声信号と、前記第２の集音手段から出力される第２の音声信号とから、前記機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、前記被写体から到来する外部音のみを抽出する信号処理手段と
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第１の集音手段と前記第２の集音手段とは、
前記被写体から到来する外部音を略同一レベルで集音すべく、前記機器筐体に近接して設けられ、
前記機器筐体は、
前記第２の集音手段が取り付けられる筐体部分に、前記第２の雑音を前記第２の集音手段に取り込めるよう形成されたスリット部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記信号処理手段は、
前記第１の集音手段から出力される前記第１の音声信号と前記第２の集音手段から出力される前記第２の音声信号との差分を算出し、第１の差分信号を出力する第１の減算手段と、
前記第１の減算手段で算出される前記第１の差分信号を、所定の調整値に基づいて増減する増減手段と、
前記第１の集音手段から出力される前記第１の音声信号と前記増減手段により増減された前記第１の差分との差分を算出し、第２の差分信号を出力する第２の減算手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記増減手段は、
前記所定の調整値に基づいて、前記第１の減算手段で算出される前記第１の差分信号を、前記第１の集音手段で集音される、前記機器動作に伴って発生し、前記機器筐体の外部から到来する第１の雑音と略同一レベルに調整する
ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記所定の調整値は、
予め生産段階で、無響箱により外来音が無い状態で動作させ、機器動作に伴って発生する雑音を完全に消去できるようキャリブレーションを行うことで取得される
ことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
撮像装置を備える電子機器の雑音除去方法であって、
被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音とを、第１の集音装置で集音し、第１の音声として出力する過程と、
被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とを、第２の集音装置で集音し、第２の音声信号として出力する過程と、
前記第１の音声信号と、前記第２の音声信号とから、前記機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、前記被写体から到来する外部音のみを抽出する信号処理過程と
を含むことを特徴とする雑音除去方法。
【請求項７】
前記被写体から到来する外部音を略同一レベルで集音すべく、前記第１の集音装置と前記第２の集音装置とを前記機器筐体に近接して設け、
前記第２の集音装置が取り付けられる筐体部分に、前記第２の雑音を前記第２の集音装置に取り込めるようスリット部を形成したことを特徴とする請求項６に記載の雑音除去方法。
【請求項８】
前記信号処理過程は、
前記第１の集音装置から出力される前記第１の音声信号と前記第２の集音装置から出力される前記第２の音声信号との差分を算出し、第１の差分信号を出力する第１の減算過程と、
前記第１の減算過程で算出される前記第１の差分信号を、所定の調整値に基づいて増減する増減過程と、
前記第１の集音装置から出力される前記第１の音声信号と前記増減過程で増減された前記第１の差分との差分を算出し、第２の差分信号を出力する第２の減算過程と
を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の雑音除去方法。
【請求項９】
前記増減過程は、
前記所定の調整値に基づいて、前記第１の減算過程で算出される前記第１の差分信号を、前記第１の集音装置で集音される、前記機器動作に伴って発生し、前記機器筐体の外部から到来する第１の雑音と略同一レベルに調整する
ことを特徴とする請求項８に記載の雑音除去方法。
【請求項１０】
前記所定の調整値は、
予め生産段階で、無響箱により外来音が無い状態で動作させ、機器動作に伴って発生する雑音を完全に消去できるようキャリブレーションを行うことで取得される
ことを特徴とする請求項９に記載の雑音除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ、またはビデオカメラ機能を有するコンパクトデジタルカメラや、携帯電話機等の電子機器、及び雑音除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートフォーカス機能、ズーム機能付きのビデオカメラ機器（または、同機能を有する携帯電話機等の電子機器）において、録画中にオートフォーカス、ズーム操作によりカメラ部のレンズが電気モーターにより前後動作する際、駆動モーター音、レンズ移動音が集音マイクに入って雑音となり、録音品質が下がる場合が多い。
【０００３】
一般に対策方法として、構造的にカメラ部を分離遮音、またマイク部へのカメラ騒音の侵入を防ぐといった機構的な対策を行うが、コンパクトデジタルカメラや携帯電話機の様に小型筐体による製品では、機構的な対策には限界がある。
【０００４】
このため、このような機器の多くは、デジタル信号処理によるモーター騒音のキャンセリング技術等が採用され対策とされるケースが多い（例えば特許文献１、２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−００４４９４
【特許文献２】特開２０１０−１１８９７５
【特許文献３】特開２０００−２９３９６５
【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、上記従来技術では、ソフトウェアの開発工数に時間がかかったり、カメラの個体ごとの騒音音量、周波数分布のバラツキなどにより十分な除去効果が得られなかったり、適応演算処理が収束するまでの時間ディレイの発生や、記録するべき録音対象音にまで抑圧効果が及んでしまい、音声が歪んだりするといった問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、オートフォーカス動作や、ズーム動作を行う電気モーターの騒音を除去し、被写体からの所望の音信号のみを抽出することができる電子機器、及び雑音除去方法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】
【０００８】
この発明は、撮像手段を備える電子機器であって、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音とを集音し、第１の音声として出力する第１の集音手段と、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とを集音し、第２の音声信号として出力する第２の集音手段と、前記第１の集音手段から出力される第１の音声信号と、前記第２の集音手段から出力される第２の音声信号とから、前記機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、前記被写体から到来する外部音のみを抽出する信号処理手段とを備えることを特徴とする電子機器である。
【０００９】
また、この発明は、撮像装置を備える電子機器の雑音除去方法であって、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音とを、第１の集音装置で集音し、第１の音声として出力する過程と、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とを、第２の集音装置で集音し、第２の音声信号として出力する過程と、前記第１の音声信号と、前記第２の音声信号とから、前記機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、前記被写体から到来する外部音のみを抽出する信号処理過程とを含むことを特徴とする雑音除去方法である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、オートフォーカス動作や、ズーム動作を行う電気モーターの騒音を除去し、被写体からの所望の音信号のみを抽出することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による録音装置を具備したビデオカメラの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による録音装置を具備したビデオカメラの構造を示す斜視図である。
【図３】本実施形態によるビデオカメラの集音マイクａ１２、ａ１３の取り付け構造を示す断面図、及び一部拡大図である。
【図４】本実施形態によるビデオカメラの集音マイクａ１２、ａ１３で集音される音を説明するための概念図である。
【図５】本実施形態によるビデオカメラの電子回路の構成を示すブロック図である
【図６】本実施形態による、減算器ａ１５、ａ１６の回路構成を示す回路図である。
【図７】本実施形態による集音マイクａ１２で集音される源音声信号の一例を示す図である。
【図８】本実施形態による集音マイクａ１３とで集音される源音声信号の一例を示す図である。
【図９】本実施形態によるビデオカメラによる音声信号処理の動作を説明するための概念図である。
【図１０】本実施形態によるビデオカメラによる音声信号処理の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
本発明では、２つの集音マイクとオペアンプによる減算器、及び簡易なデジタル制御を用いてカメラ騒音を除去することを特徴とする。２つの集音マイクは、外来の被写体からの音信号を同レベルで集音するが、意図的に各集音マイクに入るカメラ騒音のレベルに違いが出るような取り付け筐体構造とする。２つの集音マイクに集音される音信号の差をとることで、カメラ騒音のみを抽出し、該抽出されたカメラ騒音を、記録される録音対象信号より減算することによって、カメラ騒音を除去し、被写体からの所望の音信号のみを抽出する。
【００１３】
図１、図２は、本発明の実施形態による録音装置を具備したビデオカメラの構造を示す斜視図である。図１において、ビデオカメラ筐体ａ１は、密閉された箱構造とする。該密閉構造の筐体ａ１内にカメラモジュールａ１１、集音マイクａ１２、集音マイクａ１３が収められている。カメラモジュールａ１１は、オートフォーカス、またはズーム機能を有する。カメラモジュールａ１１からは、オートフォーカス動作や、ズーム動作を行う電気モーターの騒音が発せられる。
【００１４】
２つの集音マイクａ１２、ａ１３は、近接して配置され、カメラモジュールａ１１からは等距離とする。２つの集音マイクａ１２、ａ１３は、図２に示すように、被写体からの音声Ａを同レベルで集音するようになっている。また、詳細は後述するが、信号処理を行うための基板ａ３も内蔵されている。
【００１５】
図３は、本実施形態によるビデオカメラの集音マイクａ１２、ａ１３の取り付け構造を示す断面図、及び一部拡大図である。２つの集音マイクａ１２、ａ１３は、近接して配置され、被写体からの音声Ａを同レベルで集音する。集音マイクａ１３側には、取り付け部にスリットａ１４が設けられている。
【００１６】
筐体ａ１内部で発生した騒音（オートフォーカス動作や、ズーム動作を行う電気モーターの騒音）は、該スリットａ１４を介して、集音マイクａ１３に到達する。ゆえに、集音マイクａ１３は、筐体内部で発生したカメラ騒音を、集音マイクａ１２に比べて、より多く集音することができるようになっている。
【００１７】
図４は、本実施形態によるビデオカメラの集音マイクａ１２、ａ１３で集音される音を説明するための概念図である。図４に示すように、本実施形態によるビデオカメラによって撮影操作を行うと、集音マイクａ１２と集音マイクａ１３とは、被写体からの音Ａを同レベルで集音し、モーターなどからのカメラ騒音を、それぞれカメラ騒音ｘＢ、ｙＢ（ｘＢとｙＢとにはレベル差がある）として集音することになる。
【００１８】
つまり、集音マイクａ１２で集音されるカメラ騒音ｙＢには、筐体外部から回り込んで集音されるカメラ騒音だけであるが、集音マイクａ１３で集音されるカメラ騒音ｘＢには、スリットａ１４を介して集音されるカメラ騒音と筐体外部から回り込んで集音されるカメラ騒音とが含まれる。
【００１９】
図５は、本実施形態によるビデオカメラの電子回路の構成を示すブロック図である。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けている。基板ａ３には、信号処理を行うための回路が形成されている。減算器ａ１５は、集音マイクａ１２と集音マイクａ１３とから集音された音信号の差をとり、振幅レベルの異なる音成分のみを抽出する。アンプａ１７は、抽出された差成分の振幅を増減する。
【００２０】
プロセッサａ１８は、上記アンプａ１７の増幅率（ゲイン）を電気的に制御するようになっており、その調整値ａ１９は、電気的にメモリに記録され、毎回の録音のたびに呼び出され、アンプａ１７に設定される。より具体的には、調整値ａ１９は、生産段階で、無響箱により外来音が無い状態でカメラを動作させ、カメラ騒音を完全に消去できるようキャリブレーションを行うことで取得される。減算器ａ１６は、集音マイクａ１２からの音信号からアンプａ１７でレベル調整された２つの集音マイクａ１２、ａ１３の差信号を差し引く。
【００２１】
図６は、本実施形態による、減算器ａ１５、ａ１６の回路構成を示す回路図である。減算器ａ１５、ａ１６は、抵抗器ａ２１、ａ２２、ａ２３、ａ２４、及びオペアンプａ２５から構成されるアナログ減算器であり、時間的にリアルタイムな信号処理を実施する。
【００２２】
次に、上述した実施形態の動作について説明する。
図７、図８は、各々、本実施形態による集音マイクａ１２と集音マイクａ１３とで集音される源音声信号の一例を示す図である。また、図９、図１０は、各々、本実施形態によるビデオカメラによる音声信号処理の動作を説明するための概念図である。
【００２３】
図２に示すように、ビデオカメラによって撮影操作を行うと、図４に示すように、集音マイクａ１２と集音マイクａ１３とは、被写体からの音Ａを同レベルで集音し、モーターからのカメラ騒音を、それぞれ差がある状態（ｘＢ、ｙＢ）として集音することになる。したがって、集音マイクａ１２では、Ａ＋ｙＢ、集音マイクａ１３では、Ａ＋ｘＢが集音される。なお、ｘＢ＞ｙＢである。
【００２４】
マイクａ１２側が集音した源音声（Ａ＋ｙＢ）を図７に示す。また、マイクａ１３側が集音した源音声（Ａ＋ｘＢ）を図８に示す。ビデオカメラの電子回路では、減算器ａ１５が、集音マイクａ１２と集音マイクａ１３との差をとり、（Ａ＋ｘＢ）−（Ａ＋ｙＢ）＝ｘＢ−ｙＢ＝（ｘ−ｙ）Ｂを出力する。すなわち、減算器ａ１５に集音マイクａ１２と集音マイクａ１３の音信号を入力することにより、図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、被写体からの音信号Ａが消去され、カメラ騒音（ｘ−ｙ）Ｂが出力される。
【００２５】
アンプａ１７は、プロセッサａ１８からの調整値ａ１９に従って、抽出された（ｘ−ｙ）Ｂの振幅を増減する。この増減量は、生産段階で、無響箱により外来音が無い状態でカメラを動作させ、カメラ騒音を完全に消去できるようキャリブレーションを行うことを前提とする。ここで決定される増減量は、係数ｋとしてカメラ騒音（ｘ−ｙ）Ｂに乗算され、ｋ（ｘ−ｙ）Ｂとなる。
【００２６】
次に、減算器ａ１６は、マイクａ１２から別線路にて伝達されてきた源信号（Ａ＋ｙＢ）とアンプａ１７より出力されるｋ（ｘ−ｙ）Ｂとの差をとる。この際、アンプａ１７から出力されるｋ（ｘ−ｙ）Ｂは、上記キャリブレーションにより集音マイクａ１２から集音されるカメラ騒音ｙＢと同じレベルに調整されているものとすると、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、減算器ａ１６の出力は、源信号（Ａ＋ｙＢ）からカメラ騒音ｋ（ｘ−ｙ）Ｂ＝ｙＢが減算され、源信号Ａのみとなる。プロセッサａ１８は、以上の処理を経て源信号からカメラ騒音が除去された録音信号の振幅調整、Ａ／Ｄ変換を経てメモリ部に記録する。
【００２７】
上述した実施形態によれば、オートフォーカスやズーム機能を備えたビデオカメラ機能を有し、かつ、携帯電話機のように小型の筐体による電子機器において、集音マイクを２つ用い近接して配置し外来からかの音声は同レベルで集音するが、２つのマイクの取り付け構造部に違いを設け筐体内から発せられる騒音の集音レベルに差を持たせ、アナログ回路による信号処理を用いることで、ＤＳＰ（Digital Signal
Processing）によるデジタル信号処理や、ソフトウエアなどの充分な機構的な騒音対策ができなくとも、ソフトウェア開発費用を発生させることなく、簡易な回路構成、回路規模で、時間遅延も発生することなく、カメラのオートフォーカス、ズーム動作時の電気モーターによるカメラ騒音を良好に除去し、被写体からの所望の音信号のみを抽出することができる。
【００２８】
また、カメラモジュールの騒音量に個体バラツキがあっても、ノイズ減算処理の源信号は本体のカメラ騒音自体であるため、特殊な信号処理なしで、電子機器の個体差に最適化される。
【００２９】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は、これらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００３０】
（付記１）
撮像手段を備える電子機器であって、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音とを集音し、第１の音声として出力する第１の集音手段と、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とを集音し、第２の音声信号として出力する第２の集音手段と、前記第１の集音手段から出力される第１の音声信号と、前記第２の集音手段から出力される第２の音声信号とから、前記機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、前記被写体から到来する外部音のみを抽出する信号処理手段とを備えることを特徴とする電子機である。
【００３１】
（付記２）
前記第１の集音手段と前記第２の集音手段とは、前記被写体から到来する外部音を略同一レベルで集音すべく、前記機器筐体に近接して設けられ、前記機器筐体は、前記第２の集音手段が取り付けられる筐体部分に、前記第２の雑音を前記第２の集音手段に取り込めるよう形成されたスリット部を有することを特徴とする付記１記載の電子機器である。
【００３２】
（付記３）
前記信号処理手段は、前記第１の集音手段から出力される前記第１の音声信号と前記第２の集音手段から出力される前記第２の音声信号との差分を算出し、第１の差分信号を出力する第１の減算手段と、前記第１の減算手段で算出される前記第１の差分信号を、所定の調整値に基づいて増減する増減手段と、前記第１の集音手段から出力される前記第１の音声信号と前記増減手段により増減された前記第１の差分との差分を算出し、第２の差分信号を出力する第２の減算手段とを備えることを特徴とする付記１または２に記載の電子機器である。
【００３３】
（付記４）
前記増減手段は、前記所定の調整値に基づいて、前記第１の減算手段で算出される前記第１の差分信号を、前記第１の集音手段で集音される、前記機器動作に伴って発生し、前記機器筐体の外部から到来する第１の雑音と略同一レベルに調整することを特徴とする付記３に記載の電子機器である。
【００３４】
（付記５）
前記所定の調整値は、予め生産段階で、無響箱により外来音が無い状態で動作させ、機器動作に伴って発生する雑音を完全に消去できるようキャリブレーションを行うことで取得されることを特徴とする付記４に記載の電子機器である。
【００３５】
（付記６）
撮像装置を備える電子機器の雑音除去方法であって、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部から到来する第１の雑音とを、第１の集音装置で集音し、第１の音声として出力する過程と、被写体から到来する外部音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体の外部を回り込んで到来する第１の雑音と、機器動作に伴って発生し、機器筐体内部から到来する第２の雑音とを、第２の集音装置で集音し、第２の音声信号として出力する過程と、前記第１の音声信号と、前記第２の音声信号とから、前記機器動作に伴って発生する第１、第２の雑音を除去し、前記被写体から到来する外部音のみを抽出する信号処理過程とを含むことを特徴とする雑音除去方法である。
【００３６】
（付記７）
前記被写体から到来する外部音を略同一レベルで集音すべく、前記第１の集音装置と前記第２の集音装置とを前記機器筐体に近接して設け、前記第２の集音装置が取り付けられる筐体部分に、前記第２の雑音を前記第２の集音装置に取り込めるようスリット部を形成したことを特徴とする付記６に記載の雑音除去方法である。
【００３７】
（付記８）
前記信号処理過程は、前記第１の集音装置から出力される前記第１の音声信号と前記第２の集音装置から出力される前記第２の音声信号との差分を算出し、第１の差分信号を出力する第１の減算過程と、前記第１の減算過程で算出される前記第１の差分信号を、所定の調整値に基づいて増減する増減過程と、前記第１の集音装置から出力される前記第１の音声信号と前記増減過程で増減された前記第１の差分との差分を算出し、第２の差分信号を出力する第２の減算過程とを含むことを特徴とする付記６または７に記載の雑音除去方法である。
【００３８】
（付記９）
前記増減過程は、前記所定の調整値に基づいて、前記第１の減算過程で算出される前記第１の差分信号を、前記第１の集音装置で集音される、前記機器動作に伴って発生し、前記機器筐体の外部から到来する第１の雑音と略同一レベルに調整することを特徴とする付記８に記載の雑音除去方法である。
【００３９】
（付記１０）
前記所定の調整値は、予め生産段階で、無響箱により外来音が無い状態で動作させ、機器動作に伴って発生する雑音を完全に消去できるようキャリブレーションを行うことで取得されることを特徴とする付記９に記載の雑音除去方法である。
【符号の説明】
【００４０】
ａ１  筐体
ａ１１  
ａ１２、ａ１３  集音マイク
ａ１４  スリット
Ａ  被写体の音声
ｘＢ、ｙＢ  カメラ騒音
ａ１５、ａ１６  減算器
ａ１７  アンプ
ａ１８  プロセッサ
ａ１９  調整値
ａ２１〜ａ２４  抵抗器
ａ２５  オペアンプ
ａ３  基板
【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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【図１０】
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