JP2011147103A - 音声信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 風がマイク表面に当ることにより発生する乱流に起因する圧力変動を防止し、風雑音の少ない音声信号を取得する。
【解決手段】 装置外部の空気の流れの影響から第１の集音手段を遮蔽する所定の共振周波数を有する遮蔽手段によって装置外部の空気の流れの影響から遮蔽された第１の集音手段により得られた音声信号のうち、遮蔽手段の共振周波数より低い所定の周波数の音声信号を取得する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、音声信号処理装置に関し、特に、装置に配置されたマイクにより得られた音声信号を処理することができる音声信号処理装置に関する。

従来、撮像装置には音声信号を処理する機能が搭載されてきている。これらの撮像装置では、装置に配置されたマイクにより得られた音声信号を処理して音声データを生成し、動画データと共に記録していた。この様な撮像装置においては、マイクに直接風があたるとマイク表面に乱流が発生し、乱流の圧力変動の影響でマイクの振動板が不規則な振動をして、いわゆる風切り音が記録されてしまうことがあった。

この様な問題に対し、特許文献１のように、通気性のあるウレタンフォーム、布、金網等のシート状のスクリーンによって、外部からマイクに到達する風を緩和して、マイク表面に発生する乱流を低減する技術が開発されている。そして、通気性のある素材を使用することで、空気を媒介して伝搬する空気の圧力変動（通常の音声振動）をマイクに到達させるようにしている。

特開２００４−３２８２３１号公報

しかし、従来の技術では、空気を媒介して伝搬する空気の圧力変動（通常の音声振動）をマイクに到達させるために、通気性のあるシートを使用している。そのため、マイクに到達する風をある程度緩和することはできるが、緩和できなかった分の風により乱流が発生し、風雑音の影響による雑音を低減することはできなかった。

そこで、本発明は、マイクを風から隔離し、マイクに風が到達しないようにして、風雑音をより効果的に低減することができる音声処理装置を提供することを目的とする。

本発明の音声信号処理装置は、かかる目的を達成するために、音声振動を電気信号に変換し音声信号を取得する第１の集音手段を備えた音声処理装置であって、前記装置外部の空気の流れの影響から前記第１の集音手段を遮蔽する所定の共振周波数を有する遮蔽手段と、前記遮蔽手段によって前記装置外部の空気の流れの影響から遮蔽された前記第１の集音手段により得られた音声信号のうち、前記遮蔽手段の共振周波数より低い所定の周波数の音声信号を第１の音声信号として取得する取得手段とを有する構成とした。

本発明によれば、マイク表面に空気が流入するのを遮断する為の弾性体を付設したマイクからの音声信号を処理することで、風の影響による雑音をより効果的に低減した音声信号を取得することができる。

実施例１の撮像装置の外観図を示す図である。 実施例１の撮像装置の機能ブロックを示す図である。 本実施例の各マイクの周波数特性等を示す図である。 実施例１のマイクの別の配置を示す図である。 実施例２の撮像装置の外観図を示す図である。 実施例２の撮像装置の機能ブロックを示す図である。 実施例２の撮像装置のマイク１０６ｂの配置可能位置を示す図である。 実施例３の撮像装置の機能ブロックを示す図である。 実施例３の撮像装置のマイク１０６ｂの配置可能位置を示す図である。 実施例４の撮影装置のマイクの配置を示す図である。 実施例４の撮影装置の音声振動伝播の物理モデルを示す図である。 実施例４の撮影装置の弾性体１０８の周波数特性を示す図である。 実施例４の別のマイクの配置を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。また、以下に実施例ごとに分けて説明を行うが、以下の実施例に記載された機能を任意に組み合わせた機能を有するものであっても良い。

〔撮像装置の構成についての説明〕
本実施例では、音声処理装置の一例として、マイクにより入力された音声信号の風雑音を低減する処理をすることができる撮像装置について説明する。

図１は、本実施例の撮像装置の外観図を示す図である。

図１に示す撮像装置１００について説明する。撮像装置は、筐体１０１と、撮像装置１００に装着されたレンズ光軸１０３方向（撮影方向）の被写体像を取り込む撮影レンズ１０２が備えられている。また、撮像装置１００は、撮影の開始、終了を指示するためのボタン１０４、撮像装置の撮影モードや撮影設定などを指示するための操作ボタン１０５を備えている。

本実施例の撮像装置１００には、略無指向性のマイク１０６ａ（第１の集音部または、第１のマイク）、及びマイク１０６ｂ（第２の集音部または、第２のマイク）がそれぞれ備えられている。マイク１０６ａは、筐体１０１に設けられた開口部１０７の奥（筐体１０１の内部方向）に備えられている。また、マイク１０６ｂは、筐体１０１に設けられた樹脂フィルムなどで構成された弾性体１０８の奥（筐体１０１の内部方向）に備えられている。

本実施例の撮像装置１００は、レンズ１０２を通して取得した被写体の光学像から動画データを生成すると共に、マイク１０６ａ、１０６ｂにより得られた音声信号を処理して音声データを生成し、各データを関連づけて記録する。
なお、本実施例では、弾性体１０８を筐体１０１の外部とマイク１０６ｂとの間に配置し、筐体１０１の表面を通過する風によってマイク１０６ｂの表面の不要な空気が流入してしまうのを防いでいる。つまり、弾性体１０８は、風圧などによってマイク１０６ｂの表面の空気が移動しないように、筐体１０１の外部とマイク１０６ｂの表面とを遮断、遮蔽する隔壁の役割を果たしている。そうすることで、風が直接マイク１０６ｂに当たり、装置外部の空気の移動（風）に起因してマイク１０６ｂの表面付近で乱流が発生し、圧力が変動したりするのを防いでいる。一方で、風以外に起因して発生する振動（雑音ではない被写体の音声等による振動）は、マイク１０６ｂの表面に振動として伝える必要がある。そこで、本実施例では、隔壁として弾性体１０８を用いることで、弾性体１０８自身が音声振動に対して共振するような素材として樹脂フィルムなどにより構成している。これにより弾性体１０８の振動がマイクと弾性体との間の空気を振動させ、間接的に被写体の音声等による振動をマイク１０６ｂの表面に伝搬させるようにしている。

まとめると、従来の技術では、音声振動をマイクに伝搬させるため、空気の流量を無くしてしまわないように、例えば、直径５００μｍ程度の大きい孔を有する素材としていた。しかし、これでは、風がマイクの表面に到達して乱流を発生させてしまっていた。そこで、本実施例では、筐体１０１外部の風の影響からマイク１０６ｂの表面を隔絶し、被写体の音声等による振動をマイク１０６ｂの表面に伝搬させることができるように、弾性体１０８を先述の位置に設けた。弾性体１０８の素材としては、例えば、樹脂フィルム（ポリイミド）やセルロースを引き延ばしたフィルムなどの素材が望ましい。また、これ以外にも同様の特性が得られる素材であれば適用可能である。また、空気流量を極端に減らすことができるような多孔質材料からなる弾性体のような素材でも良い。例えば、多孔質材料では、直径０．１μｍ〜２．０μｍ程度の微細孔であれば、風が当ったとしてもマイク側の空気流量をほぼなくすことができる。

次に、本実施例の撮像装置１００の構成、動作について、図２、図３を用いて説明する。図２は、本実施例の撮像装置の構成、機能を模式的に示したブロック図である。図３は、各マイクの周波数特性等を示す図である。

図２において、図１と同じものには同一の番号を付し説明を省略する。図２において、制御部２０１は、撮像装置１００全体を制御する、操作部２０２は、ユーザの操作を受け付け制御部に制御信号を送信するもので、図１のボタン１０４や操作ボタン１０５からなる。また、撮像部２０３は、撮影レンズ１０２を通過してきた被写体の光学像を電気信号に変換し、記録に必要な画像フォーマットに変換して画像データを出力する。また、表示制御部２０４は、撮像部２０３によって得られた画像や、制御部２０１によってユーザの操作に応じて生成された画面を表示部２０５に表示させる。

音声取得部２０６は、前述したように、マイク１０６ａの前面には開口部１０７が形成され、マイク１０６ｂの前方には樹脂フィルム等の弾性体１０８が配置されている。音声取得部２０６は、マイク１０６ａ、１０６ｂにより得られた音声信号を合成する合成部２０７や、マイク１０６ａ、１０６ｂにより得られた音声信号の特定の範囲の周波数帯域の信号を抽出したりするフィルタ２０８、２０９からなる。ここで、特定の範囲の周波数帯域の信号を抽出する為に、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０８や、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０９を用いるが、バンドパスフィルタやノッチフィルタなどの他のフィルタでも良い。ここで、ローパスフィルタ２０７、ハイパスフィルタ２０８の抽出する特定の周波数帯域などについては、図３を用いて後に詳細に説明する。ここで、例えば、ローパスフィルタ２０７が抽出する特定の周波数帯域は、所定の周波数帯域以下の周波数帯域であるが、その抽出される周波数帯域と、抽出されない周波数帯域の境目の周波数を一般にカットオフ周波数という。ハイパスフィルタ２０８におけるカットオフ周波数も同様に、その抽出される周波数帯域と、抽出されない周波数帯域の境目の周波数である。これらのフィルタは、このカットオフ周波数によって、抽出される周波数帯域が示されることが一般的である。すなわち、ローパスフィルタは、第１の周波数の帯域を抽出する第１の抽出部で、ハイパスフィルタは第２の周波数帯域を抽出する第２の抽出部のである。

また、これらのフィルタ２０８、２０９、合成部２０７は、制御部２０１によって必要に応じてその動作をＯＮ／ＯＦＦしたり、フィルタの係数やカットオフ周波数を切換えたり、合成割合を調整したりすることができる。

また、音声処理部２１０は、音声取得部２０６によって得られた音声信号のレベルを最適値に調整したり、得られた音声信号を記録に適したフォーマットに変換して出力したりする。音声出力部２１１は、音声処理部により得られた音声信号を再生して外部端子やスピーカなどに出力する。

記録制御部２１２は、操作部２０２により、記録開始の指示があった場合に、撮像部２０３や音声処理部２１０により得られた画像データや音声データをメモリカード２１３に記録する。

ここで、本実施例の撮像装置１００の通常の動作について説明する。

撮像装置１００は、ユーザが操作部２０２を操作することにより、電源が投入される。電源が投入されると、不図示の電源部から撮像装置の各ブロックに電力が供給される。

次に、ユーザが操作部２０２を操作することによって、記録モードに移行する指示が入力されると、制御部２０１は、撮像装置の各ブロックに記録の準備をするように指示を出す（この状態で、撮像装置は「撮影待機状態」となる）。そうすると、撮像部２０３では、撮影レンズ１０２から入力された被写体の光学像を電気信号に変換する動作を開始する。また、表示制御部２０４では、撮像部２０３により得られた画像を表示部２０５に表示させるように制御する。また、音声については、マイク１０６ａ、１０６ｂにより得られた音声信号が、音声取得部２０６によって得られた特定の周波数帯域の音声信号を抽出して、音声信号処理部２１０により処理する。このとき、音声出力部２１１の外部端子やスピーカからは、入力された音声信号の音声が出力されるようになっている。

ユーザは、表示部２０５に表示された画像を確認しながら、操作部２０２を操作して、画質設定、処理設定などを行う。また、ユーザは、音声出力部２１１に接続したスピーカから音声を聞きながら、記録音声のボリューム調整などを行う。

そして、ユーザが操作部２０２のボタン１０４を操作すると、制御部２０１は、各ブロックを記録開始処理を開始するよう制御する（この操作で撮像装置は「撮影状態」になる）。

動画像撮影であれば、撮像部１０３により得られた画像信号、音声処理部２１０により得られた音声信号を順次メモリカード２１３に記録するように、記録制御部２１２を制御する。そして、もう一度ボタン１０４が操作されたときに記録を停止し、得られた画像信号、音声信号をメモリカード２１３に記録し終えた時点で、記録待機状態に移行し、次の記録開始に備える。

また、ユーザが、操作部２０２を操作することにより再生モードに切換える（「再生状態」）と、撮影した静止画や、動画を確認することができる。特に、静止画を確認するモードでは、ユーザが操作部２０２を操作することにより、音声を静止画に関連づけて記録することができる。この場合、制御部２０１は、音声処理部２１０により得られた音声を静止画に関連づけて記録するよう、記録制御部２１２を制御する。

そして、ユーザが操作部２０２を操作することにより、電源を切る操作がされると、各ブロックへの電力供給を停止し、撮像装置１００の電源を切る。

このように、本実施例の撮像装置は、画像信号と共に音声信号を記録したり、音声信号のみを記録したりすることができる。

ここで、本実施例のマイク１０６ａ、１０６ｂにより得られる音声信号、合成部２０７の出力部における音声信号の周波数特性、について、図２および、図３を用いてさらに説明する。

図３において、各グラフは、それぞれマイクの周波数特性を表しており、縦軸にゲイン、横軸に周波数を示している。また、説明のため、音声に対する感度特性と、風雑音に対する感度特性とを分けて記載している。

図３（ａ）は、開口部１０７を介して到来する音声に対するマイク１０６ａの周波数特性を示した図である。図３（ｂ）は、通常の音声に対する弾性体１０８によって装置外部の空気と遮断された状態でのマイク１０６ｂの周波数特性である。図３（ｃ）は、風が撮像装置本体に当った場合のマイク１０６ａの風雑音に対する周波数特性である。通常、マイクにおける風雑音は、３ｋＨｚ以下、特に１ｋＨｚ以下に現れる傾向があるので、図３（ｃ）はその状態を示している。図３（ｄ）は、風が撮像装置本体に当った場合の、弾性体１０８によって装置外部の空気と遮断された状態でのマイク１０６ｂの風雑音に対する周波数特性である。図３（ｅ）は、合成部２０７の出力部における入力された音声に対する周波数特性である。図３（ｆ）は、風が撮像装置本体に当った場合の、合成部２０７の出力部における風雑音に対する周波数特性である。

図３（ｂ）（ｄ）には、破線で、マイク１０６ａの感度特性が示されており、また、ｆ０は、弾性体１０８の共振周波数を示している。また、ここではｆ１は、ローパスフィルタ２０８、ハイパスフィルタ２０９のカットオフ周波数を示している。

図３（ａ）に示すように、マイク１０６ａは、各周波数において、低周波数体域から高周波数帯域までほぼ均一な感度特性を持っている。

これに対し、図３（ｂ）に示すように、弾性体１０８によって装置外部の空気と遮断された状態でのマイク１０６ｂの周波数毎の感度特性は、弾性体１０８の共振周波数より低い周波数においては、均一な感度特性を持つ。これは、空気の粗密（圧力変動）波である音声によって弾性体１０８が共振し、弾性体１０８とマイク１０６ｂとの間の空気を振動させることができるからである。一方、弾性体の共振周波数より高い周波数においては音声に対する感度が低下している。なぜなら、弾性体１０８の共振周波数より高い周波数においては、弾性体１０８が振動するよりも早く空気の粗密が反転してしまい、弾性体１０８がほとんど振動しないからである。他の物理現象に直せば、１自由度のバネ質点系において固有振動数よりも高い周波数で振動が加えられても共振しない現象と等価にみることができよう。

また、本実施例の弾性体１０８は、従来の通気性のあるウレタンフォーム、布、金網等のシート状のスクリーンとは異なり、空気振動を直接マイク１０６ｂに伝えることができない。そのため、図３（ｂ）に示すように、高周波成分については、感度が低下しているのである。

すなわち、弾性体１０８によって、通常の音声に対して、物理的なローパスフィルタのような役割を果たすことになる。

次に実測値を用いて、説明すると、図３（ｃ）に示すように、マイク１０６ａは風雑音に対し、１ｋＨｚ程度より低い周波数において、風雑音に対する感度が高くなっている。一般に知られているように、風がマイクに当たった場合、風雑音は低周波数成分（例えば１ｋＨｚ程度以下）に、所定量以上含まれているので、図３（ｃ）のように風雑音に対して、低い周波数でのゲインが高く表現されている。言い換えれば、一定の風が吹いた場合に、マイク１０６ａは、低周波数成分ほど、その風雑音に対する感度が大きいことを示している。今回は、図３（ｃ）において、１ｋＨｚ程度より低い周波数において、マイク１０６ａの風雑音に対する感度が所定以上である例について説明する。マイク１０６ｂも樹脂フィルム等に覆われていないと同様の感度特性を示す。

これに対して、図３（ｄ）に示すように、マイク１０６ｂは風雑音に対し、１ｋＨｚ程度より低い周波数におけるゲインが、マイク１０６ａよりも低くなっている。マイク１０６ｂは、弾性体１０８によって、装置外部の空気流量の変化の影響をほとんどなくしているため、風が直接マイク１０６ｂに当ったり、空気乱流に起因する圧力変動がマイク１０６ｂの表面で生じたりしないようになっている。そのため、風が吹いたときであっても風雑音に対するゲインが低く示されている。

ここで、本実施例の合成部２０７では、ＨＰＦ２０９より得られたマイク１０６ａの周波数ｆ１以上の周波数成分と、ＬＰＦ２０８より得られたマイク１０６ｂの周波数ｆ１以下の周波数成分とを合成している。

図３（ｅ）に示すように、合成部２０７の出力における音声に対する周波数毎の感度特性は、周波数ｆ１以下の音声３０１と、周波数ｆ１以上の音声３０２とからなっている。ここで、周波数ｆ１以下の音声３０１は、ＬＦＰ２０８により得られた、マイク１０６ｂの周波数ｆ１以下の音声が支配的な音声である。そして、周波数ｆ１以上の音声３０２は、ＨＰＦ２０９により得られた、マイク１０６ａの周波数ｆ１以上の音声が支配的な音声である。

また、図３（ｆ）に示すように、合成部２０７の出力における一定の風が撮像装置に当った場合の、各周波数における風雑音の音量（感度特性）は、周波数ｆ１以下の音声３０３と、周波数ｆ１以上の音声３０４とからなっている。ここで、周波数ｆ１以下の音声３０３は、ＬＦＰ２０８により得られた、マイク１０６ｂの周波数ｆ１以下の風雑音が支配的な音声である。そして、周波数ｆ１以上の音声３０４は、ＨＰＦ２０９により得られた、マイクａの周波数ｆ１以上の風雑音が支配的な音声である。

図３（ｅ）からわかるように合成部２０７の出力においては、入力音声に対して、マイク１０６ａの感度特性とほぼ同様の感度特性を示している。そして、図３（ｆ）からわかるように合成部２０７の出力においては、風雑音に対して、マイク１０６ｂの感度特性と、ほぼ同様の感度特性を示している。

すなわち、合成部２０７で出力される音声信号は、音声に対しマイク１０６ａにより得られるのと同様に、低周波数帯域から高周波数帯域までほぼ均一な周波数特性を有する。そして、合成部２０７で出力される音声信号は、風が撮像装置にあたった場合、風雑音に対して、低周波数成分であっても感度が低い感度特性を有している。すなわち、合成部２０７で出力される音声信号は、風雑音の影響を低減させることができ、通常の音声に対する感度特性が低下してしまわない音声信号となる。

本実施例では、弾性体１０８によって風を遮断することで、風雑音を従来よりも低減させ、通常の音声に対する感度を低下させないようにすることができる。その反面、弾性体１０８の共振周波数ｆ０以上の音声については減衰してしまう。その分の音声信号を、弾性体１０８を設けていないマイク１０６ａからの入力音声によって周波数ｆ０以上の音声を補完し、風雑音を低減した音声を得ることができるようにしたのである。

このようにすることで、風雑音の影響を低減した音声信号を取得することができる。

ここで、弾性体１０８の共振周波数ｆ０と、ＬＦＰ２０８、ＨＰＦ２０９のカットオフ周波数ｆ１と、風雑音との関係についてさらに説明する。風雑音は、本実施例では１ｋＨｚ程度以下に多く現れている。

本実施例では、弾性体１０８によって、風雑音に対して感度を低くすることができるマイク１０６ｂにより得られた音声信号から、風雑音に対応する周波数の音声信号を得ることになっている。

そこで、弾性体１０８の共振周波数ｆ０は、本実施例においては、少なくとも１ｋＨｚ程度以上（風雑音に対する感度が低い周波数帯域）でなくてはならない。また、弾性体１０８は、装置外部の空気振動や空気移動に起因する大きな圧力変動の影響を直接マイク１０６ｂに伝えないようにした素材である必要がある。

通常、風雑音は、高くとも３ｋＨｚ以下に現れるので、３ｋＨｚ以上が共振周波数である弾性体１０８であればなお良い。

また、ＬＰＦ２０８は、マイク１０６ｂの周波数ｆ１以下が支配的な音声信号を、ＨＰＦ２０９は、マイク１０６ａの周波数ｆ１以下が支配的な音声信号を取得するようになっている。弾性体１０８の共振周波数ｆ０は、１ｋＨｚ程度以上（風雑音に対する感度が低い周波数帯域）に設定されている。ＨＰＦ２０９は、マイク１０６ａの１ｋＨｚ程度以上（風雑音に対する感度が低い周波数帯域）の音声信号を取得する必要があるので、少なくとも１ｋＨｚ程度以上（風雑音に対する感度が低い周波数帯域）をカットオフ周波数ｆ１とする必要がある。また、ＬＦＰ２０８は、弾性体１０８の共振周波数ｆ０以下の音声を取得しなければならない。従って、ＬＰＦ２０８のカットオフ周波数ｆ１は、弾性体１０８の共振周波数ｆ０以下でなくてはならない。従って、風雑音が発生している状況においては、ＬＰＦ２０８、ＨＰＦ２０９のカットオフ周波数ｆ１は、１ｋＨｚ程度以上（風雑音に対する感度が低い周波数）であって、弾性体１０８の共振周波数ｆ０以下である必要がある。本実施例では１ｋＨｚ程度以上を風雑音のレベルが小さい周波数としたが、マイクの特性などによって変更しても良い例えば、２ｋＨｚ、３ｋＨｚ、５００Ｈｚ等にしても良い。

整理すると、本実施例では、１ｋＨｚ＜カットオフ周波数ｆ１＜共振周波数ｆ０という関係となる。

以上説明してきたように、本実施例の撮像装置は、撮像部２０３により得られた画像データと共に、音声処理部２１０により得られた音声データをメモリカード２１３に記録することができる。そして、弾性体１０８によって装置外部と隔離されたマイク１０６ｂによって得られた音声とを合成して音声データを生成することで、風雑音を低減している。

このように、本実施例の撮像装置は、マイク１０６ｂを弾性体１０８によって装置外部と遮蔽することにより、風雑音をより効果的に除去した音声信号を取得することができる。

また、弾性体１０８によって装置外部と遮蔽されたマイク１０６ｂと、装置外部と遮蔽されていないマイク１０６ａとの２つのマイクを使用することによって、風雑音をより効果的に除去した音声信号を取得することができる。

また、本実施例の撮像装置に、風雑音を取り除いた低周波数の音声信号をモニタするための、「低周波音声モニタモード」を備えた場合の動作について説明する。このモードにおいては、弾性体１０８によって装置外部と遮蔽されたマイク１０６ｂの音声のみを使用して、風雑音を除去した低周波成分の音声を取得することができる。ユーザはこのモードを使用することで、撮影準備段階などに、風の音に隠れて人間の耳には聞こえない、低周波成分の音声をモニタすることができる。そうすると、風雑音以外の低周波数成分のノイズの存在を撮影前に認識することができるという効果を奏することができる。この様な機能は、本実施例の撮像装置に限らず、音声を記録する装置全般に備えられていれば、同様の効果を得ることができる。

また、「低周波音声モニタモード」において、マイク１０６ａにより得られた音声と、マイク１０６ｂにより得られた音声とを選択的にまたは、交互に出力することもできる。そうすると、ユーザは、風雑音の低減度効果を同時に確認することができ、風雑音に紛れて聞き逃していた低周波数成分のノイズの存在に気づきやすくなるという効果を奏することもできる。

また、「低周波音声モニタモード」は、操作部２０２の所定の操作部材を押している間または、押していない間、マイク１０６ｂにより得られた音声（第１の音声信号）のみを出力するようにしても良い。

また、マイク１０６ｂと弾性体との関係は、図４に示すような関係でも良い。すなわち、上述の説明では、図２に示すように、弾性体１０８を筐体１０１の外側に配置していた。しかし、図４（ａ）に示すように、筐体の内側に弾性体１０８を配置してもよい。また、図４（ｂ）の筐体の一部を弾性体１０８で構成されるようにしても良い。

〔マイクの配置〕
次に、本実施例の撮像装置における、マイクの配置ついて説明する。

本実施例では、先述したように、ＬＰＦ２０８とＨＰＦ２０９から出力された音声信号を、合成部２０７で合成したものを音声信号として記録するようにしている。また、ＬＰＦ２０８、ＨＰＦ２０９といったフィルタは、完全にカットオフ周波数ｆ１以上または以下の周波数を完全にカットできるわけではない。

そのため、合成部２０７でＬＰＦ２０８、ＨＰＦ２０９の出力信号を合成する際、マイク１０６ａ、マイク１０６ｂにより得られる音声同士の位相差が大きくずれてしまうと、聴感上の悪影響を与えてしまう。

そこで、本実施例では、マイク１０６ａとマイク１０６ｂとの位置関係を以下のように規定する。

まず、聴感上の悪影響が発生する可能性がある位相差について考えると、少なくとも９０度以内の位相差でなくてはならない。なぜなら、９０度の位相差がある場合には、例えば、マイク１０６ａの信号のピークに対して、マイク１０６ｂの信号がゼロになってしまうことがあり、この場合、音声としての歪みが大きくなってしまうからである。本実施例では、例えば、４５度以下の位相差（以下、許容位相差）になるようにすることで、聴感上の悪影響を緩和した音声信号を取得するものとする。そのためには、ＬＰＦ２０８、ＨＰＦ２０９のカットオフ周波数ｆ１を例えば１ｋＨｚとした場合、音速３４０ｍ／ｓとすると、マイク１０６ａとマイク１０６ｂとの位置関係は、以下の計算式により求められる。
３４００００［ｍｍ／ｓ］÷１０００［Ｈｚ（＝１／ｓ）］×４５［ｄｅｇ］÷３６０［ｄｅｇ］＝４２．５［ｍｍ］ 数式１
この式の一般式は、以下の式になる。
音速÷カットオフ周波数ｆ１×許容位相差／３６０＝マイク間距離範囲 数式２
すなわち、マイク１０６ａとマイク１０６ｂは、カットオフ周波数と許容位相差によって求められる範囲内に存在する関係にある。

本実施例では、マイク１０６ａとマイク１０６ｂとは、４２．５ｍｍ以内の距離に置くことになる。また、仮に、撮影方向に対し、上下方向からの音声は基本的に入力されないと仮定するならば、撮像装置の水平方向で、４２．５ｍｍ以内の距離であれば、垂直方向にはどれだけ離れて配置しても良い。この様な配置としても、通常の撮像装置の特に動画像撮影における使用形態においては、カットオフ周波数周辺のマイク１０６ａの信号のピークと、マイク１０６ｂの信号ピークとが許容位相差以内に収まる可能性が高い。

なぜなら、通常、撮像装置における音声の収録は、撮影している被写体の音声を収録することが目的である場合が多い。そのため、撮像装置の上方向や下方向から収録したい音声が到来する可能性は低いが、左右方向（撮像装置の水平方向）には、前後左右どの方向からも音声が入力される可能性は高いからである。これについて説明すると、撮像装置に対して水平方向から到来した音声は、撮像装置の水平方向には遅延（位相差）が発生するが、垂直方向にはほぼ同時に音声が到達することになる。すなわち、撮像装置の右方向から到来した音声については、撮像装置の右と左とで、（撮像装置の長さ）÷（音速）の時間分の遅延が発生する。しかし、撮像装置の右上と右下とではほぼ同時に音声が到達するため、ほぼ遅延が発生しない。また、左上と左下についても同様にほぼ遅延が発生しない。本実施例ではこの様な状況を想定し、マイクの配置の自由度を高くしている。

本実施例ではこの様な構成とすることにより、マイク１０６ｂにより得られた音声は、低周波成分における風雑音の影響を低減した音声信号を取得することができる。また、マイク１０６ａとマイク１０６ｂにより得られた音声信号から通常音声の風雑音の影響を低減した音声信号を取得することができる。

続いて、実施例１とは異なるマイク配置の撮像装置について説明する。本実施例において、実施例１の構成と同じ機能を持つものには同一の番号を付して説明を省略する。また、実施例１において説明した撮像装置の通常の動作、基本的な機能は、本実施例の撮像装置も有するものとする。本実施例では第１の集音部、第２の集音部、第３の集音部を備える。

本実施例で、実施例１と異なる点は、マイクの配置である。本実施例では、弾性体１０８によって装置の外部と遮蔽されたマイクの他に、弾性体によって遮蔽されていないマイクを２つ有する。この様な構成により、本実施例の撮像装置は複数チャンネルの音声信号を生成することができるようになっている。

図５は、本実施例の撮像装置の構成を示す図である。

図５において、５００は、本実施例の撮像装置である。略無指向性のマイク１０６ｂは、弾性体１０８によって装置の外部と遮蔽されている。そして、略無指向性のマイク５０１ａ及び、マイク５０１ｂは、撮像装置の筐体１０１に設けられた開口部１０７の奥（装置の内部方向）に備えられている。その他の構成は実施例１と同様のため、同じ符番を付してその説明を省略する。

続いて、本実施例の撮像装置５００の構成、動作について、図６を用いて説明する。図６においても、図２と同様の機能のものには同様の符番を付して説明を省略する。

図６において、６０１は、合成部６０２ａ、６０２ｂ、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６０３ａ、６０３ｂ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６０４等を含む音声取得部である。音声取得部６０１では、マイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂにより得られた音声信号同士を合成する処理を行う。ここで、合成部６０２ａは、マイク５０２ａ、１０６ｂにより得られた音声信号を合成する。また、合成部６０２ｂは、５０２ｂ、１０６ｂにより得られた音声信号を合成する。また、ＨＰＦ６０３ａ、６０３ｂはそれぞれ、マイク５０２ａ、５０２ｂにより得られた音声信号の特定の周波数帯域の信号を抽出する。ここでは、実施例１と同様にカットオフ周波数ｆ１以上の周波数帯域の信号を抽出する。

また、ＬＰＦ６０４は、マイク１０６ｂにより得られた音声信号の特定の周波数帯域の信号を抽出する。ここでも、実施例１と同様にカットオフ周波数ｆ１以下の周波数帯域の信号を抽出する。本実施例では、特定の周波数帯域の信号を抽出するために、ハイパスフィルタやローパスフィルタを用いているが、バンドパスフィルタやノッチフィルタなどの他のフィルタでも良い。また、ＨＰＦ６０３ａ、６０３ｂ、ＬＰＦ６０４のカットオフ周波数ｆ１は、実施例１と同様に、１ｋＨｚ程度以上（風雑音に対する感度が低下する周波数帯域）であって、弾性体１０８の共振周波数ｆ０以下である。また、ＨＰＦ６０３ａ、６０３ｂ、ＬＰＦ６０４のカットオフ周波数は、制御部２０１によって必要に応じてその動作をＯＮ／ＯＦＦしたり、フィルタの係数を切換えたりすることができる。また、合成部６０２ａ，６０２ｂは、制御部２０１によって必要に応じて、その動作をＯＮ／ＯＦＦしたり、合成割合を調整したりすることができる。

ここで、本実施例の撮像装置５００の通常の動作について説明する。撮像装置５００は、概ね実施例１の撮像装置１００と同様の通常の動作をするので、異なる点を説明する。

「撮影待機状態」において、音声については、マイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂにより得られた音声信号を、音声取得部６０１によって得られた特定の周波数帯域の信号を抽出して、音声信号処理部２１０により処理する。

また、「撮影状態」においても、音声については、マイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂにより得られた音声信号を、音声取得部６０１によって得られた特定の周波数帯域の信号を抽出して、音声信号処理部２１０により処理する。そして、音声信号処理部２１０によって得られた音声信号を順次メモリカード２１３に記録する。

「再生状態」においては実施例１の撮像装置１００と同様の動作である。

本実施例の撮像装置５００のマイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂにより得られる音声信号、合成部６０２ａ、６０２ｂの出力部における音声信号の周波数特性は、図３を用いて説明ができる。

すなわち、図３（ａ）は、開口部１０７を介して到来する音声に対するマイク５０２ａ、５０２ｂの周波数特性である。図３（ｂ）は、通常の音声に対する弾性体１０８によって装置外部の空気と遮断された状態でのマイク１０６ｂの周波数特性である。図３（ｃ）は、風が撮像装置本体に当った場合のマイク５０２ａ、５０２ｂの風雑音に対する周波数特性である。通常、マイクにおける風雑音は、３ｋＨｚ以下、特に１ｋＨｚ以下に現れる傾向があるので、図３（ｃ）はその状態を示している。図３（ｄ）は、風が撮像装置本体に当った場合の、弾性体１０８によって装置外部の空気と遮断された状態でのマイク１０６ｂの風雑音に対する周波数特性である。図３（ｅ）は、合成部６０２ａ、６０２ｂの出力部における入力された音声に対する周波数特性である。図３（ｆ）は、風が撮像装置本体に当った場合の、合成部６０２ａ、６０２ｂの出力部における風雑音に対する周波数特性である。ＨＰＦ６０３ａ、６０３ｂ、ＬＰＦ６０４のカットオフ周波数ｆ１や、弾性体１０８の共振周波数ｆ０は実施例１と同様であるので説明を省略する。

ここで、本実施例の撮像装置５００における、マイクの好適な配置について、図７を用いて説明する。

実施例１で説明したように、弾性体１０８によって装置外部の空気と遮断された状態でのマイク１０６ｂと、マイク５０２ａ、５０２ｂとはそれぞれ、〔数式２〕で求められるような範囲に配置されることが望ましい。例えば、カットオフ周波数ｆ１を例えば１ｋＨｚとした場合、音速３４０ｍ／ｓとすると、マイク１０６ｂは、マイク５０２ａ、５０２ｂの双方から４２．５ｍｍ以内に配置されることが望ましい。

マイク１０６ｂの配置される範囲を示したものが、図７の領域７０１である。

仮に、この領域７０１にマイク１０６ｂが配置できない場合は、マイク５０２ａ、５０２ｂを直線で結んだ線で、双方のマイクから４２．５ｍｍの範囲の線分から垂直な領域、にマイク１０６ｂの配置するようにしてもよい。この領域は、図７における領域７０２である。

なぜ、この領域に配置してもよい理由は実施例１と同じ理由の他、さらに、本実施例の撮像装置５００は、ステレオ音声を生成するため、音声に関して、上下方向に対する再現性がないことを利用している。音声は、左右方向の位相が合っていれば、再生時にユーザに対して違和感を与えにくい。そのため、マイク５０２ａ、５０２ｂを直線で結んだ線で、双方のマイクから４２．５ｍｍの範囲の線分から垂直な領域、すなわち領域７０２をマイク１０６ｂの配置することとした。言い換えれば、マイク５０２ａ、５０２ｂを結んだ線のマイクと平行な領域には、４２．５ｍｍ以内に配置するが、その線と垂直な方向にはどの位置に配置しても良い。

本実施例の撮像装置５００では、この様な構成とすることにより、風雑音の影響を低減した複数チャンネルの音声信号を取得することができる。

続いて、実施例２とは異なる構成の撮像装置について説明する。本実施例において、実施例２の構成と同じ機能を持つものには同一の番号を付して説明を省略する。また、実施例１において説明した撮像装置の通常の動作、基本的な機能は、本実施例の撮像装置も有するものとする。

本実施例で、実施例２と異なる点は、マイクの配置である。本実施例では、マイク５０２ａ、５０２ｂに対するマイク１０６ｂの配置される位置が異なる。また、そのため、マイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂにより得られた音声信号の合成を行う音声取得部の構成が異なる。ここで、実施例２同様にマイクは略無指向性である。

図８は本実施例の撮像装置８００の構成を示す図である。図８においても、図２と同様の機能のものには同様の符番を付して説明を省略する。

図８において、８０１は、マイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂにより得られた音声信号同士を合成する処理を行う音声取得部である。この音声取得部８０１には、ＨＰＦ８０２ａ、８０２ｂ、ＬＰＦ８０３、遅れ検出器８０４、遅延器８０５ａ、８０５ｂ、適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂ、合成部８０７ａ、８０７ｂが含まれる。本実施例では、この音声処理部８０１の処理により、マイク１０６ｂの配置する自由度を上げて配置することができる。

ＨＰＦ８０２ａ、８０２ｂ、ＬＰＦ８０３は、実施例１、２同様に、それぞれ、マイク５０２ａ、５０２ｂ、１０６ｂ特定の範囲の周波数を取得することができる。遅れ検出器８０４は、マイク５０２ａ、５０２ｂにより得られた音声信号同士がどの程度の位相差なのかを検出することができる。例えば、本実施例では、マイク５０２ａ、５０２ｂにより得られた音声信号同士の相関が最も大きくなる時間分の遅延（位相差）があると検出する方法などを用いればよい。具体的には、マイク５０２ａ、５０２ｂにより得られた音声信号をＡ／Ｄ変換した後に、メモリに記憶し、両者の相関を検出して最も相関の高くなるときの差の時間を遅延時間として検出する方法などを用いる。

遅れ検出器８０４では、マイク５０２ａ、５０２ｂにより得られた音声信号のどちらかが他方の音声信号に対してどの程度遅れているか、または進んでいるかを検出することができる。

この様な、遅延検出器８０４によれば、どの程度の遅れがあるかを検出することにより、マイク５０２ａ、５０２ｂに入力されている音声の主たる音源の方向を、計算により求めることができる。この計算は、装置の正面からの音声であれば、音声はほぼ同時にマイク５０２ａ、５０２ｂに到達する。一方、装置の真横からであれば、マイク同士の距離と音速との関係から、片方のマイクに音声が遅れて、または進んで到達する。この関係を利用し、マイク５０２ａ、同士の距離と、遅延時間とから、主たる音声の入力された角度（方向）を算出することができる。この様、マイク５０２ａ、５０２ｂに入力された音声信号同士を比較し、比較結果に応じて音声の到来方向を算出する方法は公知の技術であるため説明を省略する。

本実施例では、撮像装置であるので、撮影されるほとんどの場合において、主たる音声は、撮影される映像の左右方向からの音声になることが多い。この性質を利用して、本実施例の撮像装置では、主たる音声の入力される角度は、撮影される映像の左右方向の角度として算出している。

また、マイク５０２ａ、５０２ｂと、マイク１０６ｂの配置されている位置関係の情報をあらかじめ入力しておけば、マイク１０６ｂにどの程度の時間遅れて主たる音声が入力されるのかを算出することができる。例えば、主たる音声の入力された角度と、マイク５０２ａとマイク１０６ｂとの撮影される映像の左右方向での距離とに基づいて、音声の到来する遅延時間を算出することができる。

本実施例の撮像装置は、マイク５０２ａ、５０２ｂに入力される音声信号の遅れまたは進み（位相差）を遅れ検出器８０４で検出し、検出された位相差に基づいて、マイク１０６ｂにより得られた音声の遅延量を調節するようにしている。そして、マイク１０６ｂの位置による位相差を補正した上で、合成部８０７ａ、８０７ｂでこれらの音声信号を合成して音声処理部２１０に出力している。

本実施例の撮像装置８００は、遅延器８０５ａ、８０５ｂ、適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂ、によって、マイク１０６ｂに入力される音声の位相差を修正している。具体的には、遅延器８０５ａ、８０５ｂは、入力された音声信号を所定量遅延させるように設定されている。適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂは、遅れ検出部８０４で検出された位相差に応じて、入力された音声信号の遅延量を変化させることができる。

例えば、遅れ検出部８０４で検出された遅延量が０秒である場合には、主たる音声が装置の正面から入力されている状況であることがわかる。その場合には、適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂは、遅延器８０５ａ、８０５ｂと同じだけ位相を遅延させるように遅延量を変化させる。この様にすることで、マイク５０２ａにより得られた音声信号と、マイク１０６ｂにより得られた音声信号とを合成部８０７ａで合成する際に、マイク位置の差に起因して発生する位相の差を補正して音声同士を合成することができる。同様に、マイク５０２ｂにより得られた音声信号と、マイク１０６ｂにより得られた音声信号とを合成部８０７ｂで合成する際に、マイク位置の差に起因する位相の差を補正して音声同士を合成することができる。

また、遅れ検出器８０４が、検出した遅延量が、ｔ秒である場合（例えばマイク５０２ａにより得られた音声信号を基準として、マイク５０２ｂにより得られた音声信号がｔ秒遅れている場合）。この場合には、主たる音声の到来方向を推測することができる。仮に、マイク１０６ｂがマイク５０２ａ、５０２ｂよりも音源の近傍に配置されている場合には、適用型遅延器８０６ａの遅延量を遅延器８０６ａの遅延量よりも大きくし、適用型遅延器８０６ｂの遅延量を遅延器８０６ｂの遅延量よりも大きくする。このように適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂの遅延量は、マイク１０６ｂと、マイク５０２ａまたは５０２ｂとの位置関係と、主たる音声の到来方向（遅れ検出器８０４で検出される遅れ量）とに応じて設定される。

ここで、本実施例の撮像装置８００における、マイクの好適な配置について、図９を用いて説明する。

本実施例では、適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂの遅延量は、マイク１０６ｂと、マイク５０２ａまたは５０２ｂとの位置関係と、主たる音声の到来方向（遅れ検出器８０４で検出される遅れ量）とに応じて設定される。主たる音声の到来方向は、マイク５０２ａ、５０２ｂの出力位相差から予測される。また、先述したように、本実施例の撮像装置では、主たる音声の到来方向は、撮影している映像の左右方向の角度として検出している。

そのため、例えば、撮像装置の左下（４５度）から到来した音声についても左右方向の角度として検出されることになってしまう。マイク５０２ａ、５０２ｂの真下で、例えば撮像装置の底面にマイク１０６ｂが配置されていた場合について考える。そうすると、装置の真下から到来する音声が入力される場合には、マイク１０６ｂに最も早く音声が到来することになる。しかし、マイク５０２ａ、５０２ｂには同時に音声が到達する。そうすると、先述したように、音声入力部８０１は、音声が正面から到達したものと検出してしまい、適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂの遅延量を遅延器８０５ａ、８０５ｂと同じだけ遅延させるように設定してしまう。

そうすると、１０６ｂにより得られた音声信号を合成部８０７ａで合成すると、マイク１０６ｂとマイク５０２ａの距離を音速で割った時間分、マイク５０２ａにより得られた音声信号が遅れて合成されてしまうことになる。この様に、マイク１０６ｂの位置が、マイク５０２ａ、５０２ｂと上下方向に離れすぎると、合成部８０７ａ、８０７ｂで合成される音声信号の遅延量が合わなくなり音声が乱れてしまうことになる。

この様な状況を回避するために、本実施例では、マイク１０６ｂの配置する位置を、撮像装置の上下方向については、ＨＰＦ、ＬＰＦのカットオフ周波数ｆ１によって決定される距離以内に配置するのが好適である。

すなわち、撮像装置の上下方向については、〔数式２〕で求められるような範囲、例えばカットオフ周波数ｆ１を１ｋＨｚとした場合は、マイク５０２ａ、５０２ｂ双方から４２．５ｍｍ以内の範囲が好適である。

横方向については、適用型遅延器８０６ａ、８０６ｂにおける遅延量で調整できるため、撮像装置上のどの位置に配置しても良い。すなわち、図９の９０１で示される領域に、マイク１０６ｂが配置されることが望ましい。

本実施例の撮像装置８００では、この様な構成とすることにより、風雑音の影響を低減した複数チャンネルの音声信号を取得することができる。

続いて、実施例１とは異なるマイク配置の撮像装置について説明する。本実施例において、実施例１の構成と同じ機能を持つものには同一の番号を付して説明を省略する。また、実施例１において説明した撮像装置の通常の動作、基本的な機能は、本実施例の撮像装置も有するものとする。

本実施例で実施例１と異なる点は、マイク１０６ｂ周辺の構成である。本実施例では、マイク１０６ｂ、マイク１０６ｂの開口部材１１０、及び弾性体１０８が筺体１０１に対して弾性支持部材１０９に弾性支持されている。このような構成にすることにより、実施例１の構成よりも、たとえば、ユーザが撮像装置の筺体を触った時に発生する振動により発生する雑音（いわゆるタッチノイズ）などの筺体を伝播する雑音（以後、「筺体伝播雑音」などをさらに低減できるようになる。

まず、筺体伝播雑音について説明する。本実施例のように、マイクを有する撮像装置などでは、装置の筺体をユーザが触ることによって発生するタッチノイズと呼ばれる雑音がマイクで集音されることが知られている。これは、ユーザが装置の筺体を触った際に発生する振動が、筺体内を伝播していきマイクに伝播してしまうことなどが原因である。実施例１における撮像装置の場合は、タッチノイズの他の筺体伝播雑音として、撮影レンズ１０２の光学系の移動に伴って発生する振動に起因するものがある。これも、撮影レンズ１０２の移動により発生する振動が、撮像装置の筺体を伝播してマイクに集音されるものである。

さらに実施例１においては、筺体を伝播する振動が筺体と接した弾性体１０８を振動させ、弾性体１０８自体がスピーカの振動板のような動作をし、弾性体１０８がない場合よりも大きな筺体伝播雑音がマイクに集音されることがある。本実施例では、このような弾性体１０８が振動する現象を避けるために、筺体を伝搬する所定の周波数よりも低い振動から隔離するための構造を説明する。ここでいう所定の周波数とは、実施例１から３などで説明した、ローパスフィルタ２０７のカットオフ周波数よりも高い周波数である。

図１０は実施例４のマイク１０６ａ，ｂおよび、弾性体１０８の周辺の構成を示す図であり、他の構成は実施例１と同様である。また、図２と同様の機能のものには同様の符番を付して説明を省略する。図１０（ａ）は収音部周辺の断面図であり、図１０（ｂ）を筺体１０１の外側から見たものである。

図１０において、マイク１０６ａ，ｂはマイク支持部材１１１により弾性支持されている。１１０はマイク１０６ｂの開口部を有する開口部材であり、弾性体１０８によって開口部は遮蔽されている。１０９はマイク１０６ｂ、弾性体１０８及び開口部材１１０を弾性支持する円状の弾性支持部材であり、例えばエラストマ・ゴム・ゲル等の硬度の低い弾性素材が望ましい。また、弾性支持部材１０９は筺体１０１に設けられた穴に対して嵌め込まれて配置する。弾性支持部材１０９によりタッチノイズ等の筺体を伝播する振動を吸収することができ、弾性体１０８に伝わる筺体伝播雑音を低減することができる。すなわち、弾性指示部材１０９は、筺体１０１からの振動を開口部材１１０に、伝えないために配置されている。したがって、本実施例のように円状でなくともよい。

次に、図１１、１２を用いて実施例４の撮像装置の特徴と望ましい構成について述べる。

図１１は、弾性体１０８の振動をモデル化した図であり、図１１（ａ）は実施例１の場合のモデルであり、図１１（ｂ）は実施例４の場合のモデルある。１０８ａは弾性体１０８の重りを表しており、質量をＭ１とする。１０８ｂは弾性体１０８の筺体１０１に設置された時のばね性を表しており、ばね係数をＫ１とする。同様に、１１０ａは開口部材１１０の重りを表しており、質量をＭ２とする。１０９ｂは弾性支持部材１０９のばね性を表しており、ばね係数をＫ２とする。Ｍ２はＭ１に比べると十分大きく、Ｋ２はＫ１に比べると十分に小さい。本実施例ではばね係数と表現としたが、弾性係数であっても良い。

図１２は図１１（ａ），（ｂ）でモデル化した重り１０８ａ及び１１０ａの周波数特性をそれぞれ表したものである。図１２（ａ），（ｂ）はＭ１に振動が与えられ時、つまり音声による空気の振動が弾性体に伝わった場合の周波数特性である。図１２では、それぞれの材質を、弾性体１０８をポリイミドフィルム、開口部材１１０を真鍮、弾性支持部材１０９をエラストマゴムとして、各質量とばね係数を数式３のように設定した。

図１２（ａ）において、３１１は図１１（ａ）の弾性体１０８への入力に対する弾性体１０８の周波数特性（すなわち、１０８ａの周波数特性）を示している。周波数特性３１１によれば、弾性体１０８の質量とばね係数から求められる共振周波数ｆ２までは帯域３１４の範囲でフラットな特性を示している。しかし、この系では筺体１０１が振動する筺体伝播雑音に対して同様の周波数特性を持つことになる。すなわち、筺体を伝播する振動に対しても、弾性体１０８に伝わる音声振動と同様に応答してしまい、結果として、マイクによりその振動が集音されて、筺体伝播雑音が集音されてしまうことになる。

一方、図１２（ｂ）の３１２は図１１（ｂ）の弾性体１０８への入力に対する開口部材１１０の周波数特性（すなわち、１１０ａの周波数特性）を示している。そして、３１３は図１１（ｂ）の弾性体１０８への入力に対する弾性体１０８の周波数特性（すなわち、１０８ａの周波数特性）を示している。周波数特性３１３によれば、弾性体１０８は、弾性体１０８の質量とばね係数から求められる共振周波数ｆ２以上の帯域で３１３は減衰している。そして、ほぼ、開口部材１１０の質量と、弾性支持体１０９のばね係数とから求められる共振周波数ｆ３からｆ２の帯域３１５でフラットな特性を示している。

また、図１２（ｃ）の３１６は筺体１０１からの入力に対する図１１（ｂ）の弾性体１０８ａの周波数特性（すなわち、弾性体１０８の周波数特性）を示している。周波数特性３１６によれば、ほぼ、開口部材１１０の質量と、弾性支持体１０９のばね係数とから求められる共振周波数ｆ３以上の帯域において、応答特性は減衰している。つまり、筺体１０１に筺体伝播雑音となる振動が伝播した場合でも弾性支持部材１０９及び開口部材１１０が除振台のような効果を果たし、弾性体１０８に対する筺体伝播雑音を低減することができる。さらに言えば、弾性支持部材１０９のばね係数と開口部材１１０の質量により求められる共振周波数ｆ３を低くするほど、除振可能な周波数の幅が広がることになる。そのためには、たとえば、弾性支持部材１０９のばね係数をより低く、開口部材１１０の質量をより大きくすることが考えられる。

図１２（ｂ）、（ｃ）によれば、図１１（ｂ）のモデル、すなわち、図１０に示すような構成にすることにより、筺体伝播振動による振動の影響を弾性体１０８が受けにくくなり、筺体伝播雑音がマイクに集音されにくくすることができる。すなわち図１２（ｃ）によれば、筺体伝播振動のうち、共振周波数ｆ３以上の振動については、弾性体１０８はほとんど応答しない。したがって、筺体伝播振動による振動の影響を弾性体１０８が受けにくくなる。そして、図１２（ｂ）によれば、共振周波数ｆ３から共振周波数ｆ２までの間、の音声振動に対しては、フラットな応答特性を持つ。

したがって、筺体伝播雑音による振動を、弾性体１０８に伝えにくくするとともに、音声振動に対しては、応答することができる。理想的には、共振周波数ｆ３を２０Ｈｚ以下に設定することが好ましい。

以上述べたように、実施例４ではマイク１０６ｂ、マイク１０６ｂの開口部材１１０、及び弾性体１０８が筺体１０１に対して弾性支持部材１０９に弾性支持されている。このような構成にすることにより実施例１の構成では混入してしまうタッチノイズ等の筺体１０１が振動して発生する筺体伝播雑音を低減することができる。

また、たとえば、図１３で示すような構成をであってもよい。図１３は実施例４のマイク１０６ａ，ｂおよび、弾性体１０８の周辺の構成を示す図であり、他の構成は実施例１と同様である。

まず図１３（ａ）について説明する。１１１ａはマイク１０６ａを弾性支持するマイク支持部材である。１１０はマイク１０６ｂの開口部を有する開口部材である。開口部材１１０の開口部には弾性体１０８が配され、これにより空気の侵入が遮断される。１１２はマイク１０６ｂと開口部材１１０を筺体１０１に対し弾性支持するマイクユニット弾性支持部材であり、エラストマ、ゴム、ゲル等の弾性材で構成される。

図１１と異なるのは、マイクユニット弾性支持部材１１２が弾性支持部材１０９とマイク支持部材１１１ａを兼ねている点であり、これにより、部品点数が減らすことができる。マイクユニット弾性支持部材１１２は、筺体１０１に設けられた凹み部１０１ａに対して嵌装される。また、開口支持部材１１０の端部に抜け留めの折り返しが設けられ、マイクユニット弾性支持部材１１２に嵌装される。このような構成をとることで、図１１の構成と同様の効果が得られつつも部品点数を減らすことができ、コスト削減、組立性の向上につながる。

次に、図１３（ｂ）について説明する。図１３（ａ）と同様の機能のものには同様の符番を付して説明を省略する。１１３はマイク１０６ｂを有するマイク剛性支持部材であり、金属等の剛体で構成される。マイク剛性支持部材１１３にはマイク１０６ｂの収音のために開口部１１３ａが設けられ、反対側にはマイク１０６ｂの配線のための開口部１１３ｂが設けられている。開口部１１３ｂには弾性体１０８が配され、これにより空気の侵入が遮断される。図１３（ａ）と異なるのは、開口部１１３ａを有するマイク剛性支持部材１１３が、筺体１０１に対し弾性支持されていることである。図１０及び図１３（ａ）の開口部材１１０に比べ、弾性体１０８が配される部材の重量を重くすることが容易である。その為、図１２（ｂ）で示した共振周波数ｆ３をより低域に設定することができる。

次に、図１３（ｃ）について説明する。図１３（ｂ）と同様の機能のものには同様の符番を付して説明を省略する。図１３（ｂ）と異なるのは、マイク剛性支持部材１１３がマイク１０６ｂと共にマイク１０６ａも有することである。マイク１０６ｂの開口部１１３ａには弾性体１０８が配されているが、マイク１０６ａの開口部１１３ｃには弾性体１０８は配していない。このようにすることで、弾性体１０８が配される部材の重量をさらに重くすることが容易である。また、２つのマイク１０６ａ，ｂを一体のユニット化することができ、組立が容易になる。また、マイク１０６ａに対して、直接伝わる筺体伝播振動も図１２（ｃ）で説明したことと同様に、軽減される。また、マイク１０６ａ，ｂは収音部の背面からケーブルが配線されているが、実装基板に直接マイク１０６を実装してもよい。
本実施例では、説明を簡単にするために、実施例１と差がある部分について説明したが、実施例２、３において、マイク１０６ｂの周辺構造を本実施例に示すような構造にしてもよい。そうすることにより、同様に、撮像装置の筺体にユーザが触れた場合などに発生するタッチノイズなどの筺体伝播振動により、弾性体１０８が振動するのを防止でき、筺体振雑音を低減することができる。

（他の実施例）
以上の実施例では、撮像装置について説明したが、内蔵マイクユニットを備えた音声記録可能な装置であって、外部マイクユニットからの音声信号の記録も可能な装置であれば、どのような装置であっても良い。例えば、パソコンや携帯電話、ＩＣレコーダでもよい。これらの装置のうち、外部マイクユニットからの音声信号を受信するための接続端子を有しており、また、内蔵されたマイクユニットを備えたものであれば、どのような装置であっても良い。

また、本発明の目的は、前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、達成されることは言うまでもない。このとき、供給されたシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、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前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、上述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（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、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込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、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う。

Claims (22)

1. 音声振動を電気信号に変換し音声信号を取得する第１の集音手段を備えた音声処理装置であって、
   前記装置外部の空気の流れの影響から前記第１の集音手段を遮蔽する所定の共振周波数を有する遮蔽手段と、
   前記遮蔽手段によって前記装置外部の空気の流れの影響から遮蔽された前記第１の集音手段により得られた音声信号のうち、前記遮蔽手段の共振周波数より低い所定の周波数の帯域の音声信号を第１の音声信号として取得する取得手段とを有することを特徴とする音声処理装置。
2. 前記取得手段は、前記所定の周波数を、前記遮蔽手段の共振周波数より低く、前記第１の集音手段を遮蔽していない状態における風雑音に対する感度が所定以上である周波数帯域より高い周波数とすることを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
3. 前記取得手段は、前記所定の周波数を、前記遮蔽手段の共振周波数より低く、前記第１の集音手段を遮蔽していない状態で前記装置外部の空気の流れの影響によって前記第１の集音手段により得られる音声信号に発生する雑音が所定量以上含まれる周波数より高い周波数とすることを特徴とする請求項１記載の音声処理装置。
4. 前記音声処理装置は、さらに、音声振動を電気信号に変換し音声信号を取得する第２の集音手段を有し、
   前記取得手段は、前記第１の音声信号と、前記第２の集音手段により得られた音声信号を合成した音声信号を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の音声処理装置。
5. 前記音声処理装置は、さらに、音声振動を電気信号に変換し音声信号を取得する第３の集音手段を有し、
   前記取得手段は、前記第１の音声信号と前記第２の集音手段により得られた音声信号を合成した音声信号及び、前記第１の音声信号と前記第３の集音手段により得られた音声信号を合成した音声信号を取得することを有することを特徴とする請求項４記載の音声処理装置。
6. 前記第１の集音手段と前記第２の集音手段との位置関係は、前記音声処理装置の水平方向または垂直方向で、所定の距離以内になる位置関係であり、
   前記所定の距離は、前記第１の音声信号と前記第２の集音手段により得られた音声信号との位相差が、前記所定の周波数の帯域において、９０度以内となる距離であることを特徴とする請求項４または５記載の音声処理装置。
7. 前記第１の集音手段と前記第３の集音手段との位置関係は、前記音声処理装置の水平方向または垂直方向で、所定の距離以内になる位置関係であり、
   前記所定の距離は、前記第１の音声信号と前記第３の集音手段により得られた音声信号との位相差が、前記所定の周波数の帯域において、９０度以内となる距離であることを特徴とする請求項６記載の音声処理装置。
8. 前記取得手段は、前記第２の集音手段により得られた音声信号と前記第３の集音手段により得られた音声信号とを比較し、比較結果と前記第１の集音手段の配置された位置とに応じて、前記第１の音声信号を遅延させることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の音声処理装置。
9. 前記遮蔽手段の前記共振周波数は３ｋＨｚより大きい周波数であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の音声処理装置。
10. 前記所定の周波数は、３ｋＨｚより小さい周波数で有ることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の音声処理装置。
11. 前記第１の音声信号と、前記第２の集音手段により得られた音声信号とを選択的に出力する出力手段を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の音声処理装置。
12. 前記第１の音声信号と、前記第２の集音手段により得られた音声信号とを交互に出力する出力手段を有すること特徴とする請求項１１記載の音声処理装置。
13. 風雑音を低減することができる第１のマイクと、風雑音を低減することができない第２のマイクとを備えた音声処理装置であって、
    前記第１のマイクは、装置外部の空気の流れの影響を遮蔽する所定の共振周波数を有する遮蔽手段を有し、
    前記第１のマイクにより得られた音声信号のうち、前記遮蔽手段の共振周波数より低い第１の周波数の帯域の音声信号を抽出する第１の抽出手段と、
    前記第２のマイクにより得られた音声信号のうち、前記所定の周波数より周波数の大きい第２の周波数の帯域の音声信号を抽出する第２の抽出手段と、
    前記第１の抽出手段により得られた音声信号と、前記第２の抽出手段により得られた音声信号とを合成した音声信号を取得する取得手段とを有することを特徴とする音声処理装置。
14. 前記第１の集音手段と前記第２の集音手段との位置関係は、前記音声処理装置の水平方向または垂直方向で、所定の距離以内になる位置関係であり、
    前記所定の距離は、前記第１のマイクにより得られた音声信号と前記第２のマイクにより得られた音声信号との位相差が、前記第１の周波数の帯域おいて、９０度以内となる距離であることを特徴とする請求項１３記載の音声処理装置。
15. 前記第１の周波数の帯域は、３ｋＨｚより小さい周波数の帯域であることを特徴とする請求項１３または１４記載の音声処理装置。
16. さらに、前記音声処理装置本体の振動による前記遮蔽手段の振動を低減する低減手段を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の音声処理装置。
17. 前記低減手段は、前記遮蔽手段を設置した設置部材と、前記設置部材を前記前記音声処理装置の筺体との間に配置された弾性体とからなることを特徴とする請求項１６記載の音声処理装置。
18. 前記低減手段は、前記設置部材の質量と、前記弾性体の弾性係数に基づく周波数の振動を低減することを特徴とする請求項１６または１７記載の音声処理装置。
19. 前記設置部材の質量と、前記弾性体の弾性係数に基づく周波数を１００Ｈｚよりも小さくすることを特徴とする請求項１８記載の音声処理装置。
20. 前記弾性体が第１の集音手段をさらに弾性支持することを特徴とする請求項１７記載の音声処理装置。
21. 前記低減手段は、前記遮蔽手段で遮蔽された開口部を有し前記第１の収音部が固着された収音部剛性支持手段と、
    遮蔽手段及び収音手段を含む前記収音部剛性支持手段を前記音声処理装置の外装に対し弾性支持する収音ユニット弾性支持手段とを有することを特徴とする請求項１６記載の音声処理装置。
22. 遮蔽手段で遮蔽された開口部を有し前記第１の収音部及び第２の収音部が固着された複数収音部剛性支持手段と、
    遮蔽手段及び第１及び第２の集音手段を含む前記複数収音部剛性支持手段を前記音声処理装置の外装に対し弾性支持する複数集音ユニット弾性支持手段とを有し、
    前記複数収音ユニット弾性支持手段により前記外装部から前記遮蔽手段への振動伝播を低減することを特徴とする請求項４から１２のいずれか１項記載の音声処理装置。

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