JP2023088131A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本来録音したい音声成分が除去されてしまうことを抑制しつつ、雑音が除去された音声の録音を可能にする。【解決手段】撮像装置10は、メインマイクA201,B202を有するマイクユニット200と、NCマイク210と、NCマイク210が配置される本体部100と、メインマイクA201,B202により集音された音声の電気信号をNCマイク210により集音された音声の電気信号を用いて補正する音声処理部125を備え、本体部100はNCマイク210が撮像装置10の外部からの集音を行うための音孔を有しておらず、NCマイク210は本体部100の内部においてレンズユニット150の駆動源の近傍に配置されてレンズユニット150の駆動源で発生する雑音を取得する。【選択図】図4

Description

本発明は、集音手段を備える撮像装置に関する。
従来、デジタルスチルカメラは、静止画像の撮影を主たる目的として設計されてきた。しかし、近年では動画像の記録及び再生のニーズが高まっており、そのため、デジタルスチルカメラのデザイン形状を踏襲しつつ、静止画像の撮影のみならず、本格的な動画像の撮影を可能とする撮像装置が求められている。
デジタルスチルカメラのレンズ鏡筒は、ズーム動作や合焦動作を行うための回転型又は直道型の操作部材、レンズを光軸方向に駆動するモータ、モータの駆動力をレンズに伝達する駆動力伝達機構を備えており、これらの動作時に機械的な作動音が発生する。また、撮像装置にはボタンやスイッチ等の操作部材が設けられており、これらの操作時に操作音が発生する。
動画像の撮影時には高音質な音声記録が求められるため、撮像装置で発生する前述の機械的な作動音は、動画像の撮影時に記録すべき音声に可能な限り入り込まないようにすることが望ましい。そこで、例えば特許文献1は、撮像装置内部で発生する雑音成分を集音する雑音記録用マイクを設け、音声記録用マイクに入力される音声から雑音記録用マイクで集音した音声(雑音)を減算する撮像装置を開示している。
特開2009-253676号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示された技術では、発生する雑音が大きい場合に雑音を減算しきれない場合があり、また、雑音を減算する処理を強く行った場合に本来録音したい音声の成分が損なわれてしまうおそれがある。
本発明は、本来録音したい音声成分が除去されてしまうことを抑制しつつ、雑音が除去された音声の録音を可能にする撮像装置を提供することを目的とする。
本発明に係る撮像装置は、撮像手段と、第1のマイクを有するマイクユニットと、所定の駆動源で発生する雑音を取得する第2のマイクと、前記第2のマイクが配置される本体部と、前記第1のマイクにより集音された音声の電気信号を前記第2のマイクにより集音された音声の電気信号を用いて補正する補正手段と、を備える撮像装置であって、前記第2のマイクは、前記本体部の内部において前記駆動源の近傍に配置され、前記本体部は、前記第2のマイクが前記撮像装置の外部からの集音を行うための音孔を有さないことを特徴とする。
本発明によれば、本来録音したい音声成分が除去されてしまうことを抑制しつつ、雑音が除去された音声の録音を可能にする撮像装置を提供することができる。
実施形態に係る撮像装置の斜視図である。 撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 マイクユニットをポップアップさせた状態での撮像装置の外観斜視図である。 マイクユニットをポップアップさせた状態での撮像装置の概略断面図である。 NCマイクに録音される雑音を説明する模式図である。 マイクユニットで録音される音声を説明する模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は実施形態に係る撮像装置10の斜視図であり、図1(a)と図1(b)とでは撮像装置10を見る方向が異なっている。撮像装置10は、所謂デジタルスチルカメラであるが、動画撮影機能を有する。
撮像装置10は、大略的に、撮像装置本体100(以下「本体部100」と記す)と、本体部100の前面に設けられたレンズマウント21を介して本体部100に機械的且つ電気的に接続されるレンズユニット150(レンズ鏡筒)から構成される。レンズユニット150は、レンズマウント21に対して着脱可能であり、ユーザは所望の光学特性を有するものを本体部100に装着することができる。
本体部100は、ユーザが撮影動作や各種の設定を行うための複数のボタンやダイヤル等からなる操作部材103を備える。操作部材103の一部として、本体部100の天面(上面)には、電源のオン/オフを切り替える電源ボタン31、撮影動作を行うシャッタボタン32、撮影モードを切り替えるモードダイヤル33が配置されている。また、操作部材103の一部として、本体部100の背面には、動画撮影を行うための動画ボタン34と、各種の設定を行うためのメニューボタン35が配置されている。なお、操作部材103は、ここに挙げたものに限定されない。
本体部100の天面には音声を録音するためのマイクユニット200が配置されており、また、本体部100の背面にはライブビュー画像やメニュー画面、撮影画像等を表示する背面モニタ40(表示パネル)が配置されている。
図2は、撮像装置10の概略構成を示すブロック図である。レンズユニット150は、光学レンズ151、絞り152、レンズ内像振れ補正駆動部153、フォーカス駆動部154及び絞り駆動部155を備える。
レンズユニット150がレンズマウント21を介して本体部100に装着されると、システム制御部101はレンズユニット150の種類を識別し、装着されたレンズユニット150に適した制御を行う。光学レンズ151は、AFレンズや像振れ補正レンズを含む複数枚のレンズで構成されている。また、光学レンズ151は、単焦点レンズであってもよいし、ズームレンズであってもよい。
フォーカス駆動部154は、後述の測距制御部123から駆動信号を受けてAFレンズを光軸方向に駆動することにより、被写体に対する合焦動作を行うアクチュエータである。レンズ内像振れ補正駆動部153は、撮像装置10の動きによる像振れが低減されるように、後述のレンズ内像振れ補正制御部124から駆動信号を受けて像振れ補正レンズを撮像光軸と直交する平面内で揺動(変位)させるアクチュエータである。絞り駆動部155は、後述の絞り制御部122から駆動信号を受けて複数の絞り羽根から構成される絞り152を駆動することにより、後述の撮像素子111への入射光量を調整するアクチュエータである。
本体部100は、システム制御部101、シャッタ120、撮像素子ユニット110、A/D変換部106、画像処理部107、像振れ補正制御部108、シャッタ制御部121、絞り制御部122及び測距制御部123を備える。撮像素子ユニット110は、撮像素子111と筐体内像振れ補正駆動部112を有する。
また、本体部100は、レンズ内像振れ補正制御部124、電源制御部102、操作部材103、ファン104、背面モニタ40、外部I/F160、音声処理部125、メモリ170及びスピーカー130を備える。更に本体部100は、メインマイクA201,B202(第1のマイク)を収納したマイクユニット200と、ノイズキャンセリングマイク210(第2のマイク(以下「NCマイク210」と記す))を有する。
システム制御部101は、CPU、ROM、RAM等で構成されたマイクロコンピュータであり、CPUがROMに格納されている各種のプログラムをRAMに展開して撮像装置10の各部の動作を制御することにより、撮像装置10の全体的な動作を制御する。シャッタ120は、撮像時に撮像素子111に露光される光量を調節する。シャッタ制御部121は、設定又はシステム制御部101によるAE処理の結果に基づいてシャッタ120の動作を制御する。絞り制御部122は、設定又はシステム制御部101によるAE処理の結果に基づいて絞り駆動部155へ絞り152を駆動するための信号を送信する。測距制御部123は、例えば、画像処理部107が検出したデフォーカス量に基づいてAFレンズの駆動量を演算し、演算結果をフォーカス駆動部154へ送信する。レンズ内像振れ補正制御部124は、不図示のジャイロセンサ等が検出した撮像装置10の振れ情報に基づいて、像振れを抑制するための像振れ補正レンズの駆動量を演算し、演算結果をレンズ内像振れ補正駆動部153へ送信する。
撮像素子111は、CCDセンサやCMOSセンサ等であり、レンズユニット150からの入射光が結像して形成される光学像をアナログ電気信号からなる画像信号に変換し、画像信号をA/D変換部106へ出力する。A/D変換部106は、撮像素子111から送信されてくる画像信号をデジタル信号からなる画像データに変換し、画像データを画像処理部107へ出力する。画像処理部107は、A/D変換部106から送信されてくる画像データに対して画素補間処理や色変換処理等の所定の画像処理を行う。筐体内像振れ補正制御部108は、不図示のジャイロセンサ等が検出した撮像装置10の振れ情報に基づいて、像振れを低減させるたの撮像素子111の駆動量を演算して、筐体内像振れ補正駆動部112へ送信する。筐体内像振れ補正駆動部112は、筐体内像振れ補正制御部108からの駆動信号を受けて、撮像装置10の動きによる像振れが低減されるように、撮像素子111を撮像光軸と直交する平面内で揺動(変位)させるアクチュエータである。なお、筐体とは、本体部100の全体的なフレームを構成する箱状構造物を指す。
電源制御部102は、電源検出回路やDC-DCコンバータ、電力を供給する回路ブロックを切り換えるスイッチ回路等により構成され、電池やACアダプタ等の電源の装着の有無、電源の種類、電池残量の検出等を行う。また、電源制御部102は、これらの検出結果及びシステム制御部101の指示に基づいてDC-DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、メモリカード等の記憶媒体(不図示)を各部へ供給する。外部I/F160は、撮像装置10と外部機器との間で音声データや画像データ等の各種データの送受信を可能とするインタフェースである。ファン104は、外気を撮像装置10(本体部)の内部へ取り入れ、撮像装置10の動作によって内部で発生した熱により温められた空気を外部に放出することで、撮像装置10の内部の温度上昇を抑制する役割を担う。操作部材103及び背面モニタ40については、図1を参照して説明済みであるため、ここでの説明を省略する。
メインマイクA201,B202及びNCマイク210は、音声入力手段であり、これらのマイクを異なる位置に配置することによって異なる音声波形を取得することができる。NCマイク210は、ユーザが録音を意図しない音声波形(雑音)を取得するための集音手段である。音声処理部125は、メインマイクA201,B202で得られた音声信号からNCマイク210で得られた音声信号を減算する等のノイズキャンセリング処理(以下「NC処理」という)を行う音声補正手段である。これにより、雑音の低減された音声を生成することができる。音声処理部125は、NC処理の他にも、メインマイクA201,B202で得られた音声波形に対して定位の設定、コンプレッサ処理、イコライザ処理等により、好適な音声の生成を行い、生成された音声データをメモリ170に格納する。更に音声処理部125は、メモリ170に格納された音声データをスピーカー130から出力させる音声再生処理を行う。
図3は、マイクユニット200がポップアップ位置にある状態での撮像装置10の外観斜視図である。本体部100の側面には、マイクユニット200を本体部100からポップアップさせるためのロックレバー220が設けられている。図1には、マイクユニット200が本体部100に納められた収納位置にある状態が示されている。マイクユニット200が収納位置にある状態でロックレバー220をスライドさせると、不図示のトーションバネの付勢力が解放されて、マイクユニット200は本体部100の天面から突出したポップアップ位置へ移動し、図3に示す状態となる。ポップアップ位置にあるマイクユニット200の天面を本体部100に向けて押し下げると、マイクユニット200を収納位置へ戻すことができる。このように、マイクユニット200は、本体部100に収納された収納位置(第1の位置)とポップアップ位置(第2の位置)との間で移動可能に配置されている。
メインマイクA201,B202はマイクユニット200の内部に配置されている(図4参照)。そして、マイクユニット200の天面には、メインマイクA201,B202への撮像装置10の周囲の音声の取り込み口となる開口203(音孔)が設けられている。2つの開口203のうちの1つの開口の直下に一方のメインマイクA201が配置され、別の1つの開口の直下に他方のメインマイクB202が配置されている。
図4は、マイクユニット200がポップアップ位置にある状態での撮像装置10の概略構成を示す断面図である。ここでは、図1乃至図3を参照したこれまでの説明において触れていない内容についてのみ説明する。
撮像素子111の前方(不図示の被写体側)には光学ローパスフィルタ113が配置されている。光学ローパスフィルタ113は、所定のカットオフ周波数以上の入射光成分の撮像素子111への入射を抑制する。なお、筐体内像振れ補正駆動部112の駆動時には、光学ローパスフィルタ113は撮像素子111と一体的に揺動する。
撮像素子ユニット110の背面側には制御基板114が配置されている。制御基板114は、システム制御部101をはじめとして各種の電子部品や電気部品が実装されたプリント配線板である。ファン104は、制御基板114の背面側に配置されており、吸気口104aから本体部100の内部に空気を取り込み、排気口104bから排気する。その際、本体部100に取り入れられた空気と制御基板114との間で熱交換が行われて、温められた空気が外部へ排出されることで、制御基板114の温度上昇が抑制される。
マイクユニット200は回転中心となる軸Xで旋回アーム204に回動自在に軸支されており、マイクユニット200と旋回アーム204はトーションバネ(不図示)の付勢力によって互いに開方向に付勢されている。旋回アーム204は回転中心となる軸Yで本体部100に回動自在に軸支されており、旋回アーム204と本体部100は別のトーションバネ(不図示)の付勢力によって互いに開方向に付勢されている。このように、マイクユニット200は、旋回アーム204を介して本体部100に軸Xと軸Yの2軸で軸支されて、ポップアップ位置に付勢される。
ポップアップ位置では、収納位置に比べて、マイクユニット200と本体部100との結合が弱まり、レンズユニット150又は本体部100で発生した振動がマイクユニット200に固体伝播し難い状態(浮遊状態)となる。
ポップアップ位置にあるマイクユニット200の上面を2つトーションバネの付勢力に抗するように本体部100へ向けて押し込むことにより、マイクユニット200を収納位置へ戻して保持することができる。その際、マイクユニット200と旋回アーム204は軸Xを中心として開方向の逆方向に回動し、旋回アーム204と本体部100は軸Yを中心として開方向の逆方向に回動する。
NCマイク210は、本体部100におけるレンズマウント21の取り付け部において、撮像光軸に平行な向きで取り付けられている。本体部100においてNCマイク210のレンズユニット150側には、レンズユニット150で発生した雑音をNCマイク210に取り込むための音孔となる開口211が設けられている。開口211は、レンズユニット150がレンズマウント21に装着された状態において、本体部100の内部に向かって開いているが、本体部100の外部に対しては開いていない。つまり、NCマイク210は、撮像装置10の外部に対して集音のための音孔となる開口を持たず、レンズユニット150側に集音指向性を有する。
このような構成とすることにより、レンズユニット150で発生する雑音をNCマイク210で選択的に集音して記録することができる。レンズユニット150で発生する雑音には、以下のものがある。即ち、レンズ内像振れ補正駆動部153やフォーカス駆動部154のレンズ駆動モータの作動音、レンズ駆動モータの駆動力を光学レンズ151に伝達するギヤ等の駆動力伝達機構の作動音が雑音となる。また、絞り駆動部155の絞り駆動モータの作動音や、絞り駆動モータの駆動力を絞り152に伝達するギヤ等の駆動力伝達機構の作動音、絞り152を構成する絞り羽根の摩擦音(摺動音)が雑音となる。
撮像装置10では、レンズユニット150で発生するこれらの雑音はレンズユニット150に密接しているレンズマウント21に固体伝播し、レンズマウント21へ固体伝播した雑音をNCマイク210で集音して記録する。その際、雑音の発生源であるレンズユニット150に密接した部材にNCマイク210を近接配置することで、他の部位にNCマイクを配置した場合よりも効果的にレンズユニット150から固体伝播した雑音を集音して記録することができる。また、レンズユニット150に近接させてNCマイク210を配置することにより、他の部位にNCマイク210を配置する場合よりも、レンズユニット150で発生して本体部100の内部を空気伝播した雑音も効果的に集音して記録することができる。
図5は、NCマイク210に録音される雑音を説明する模式図であり、縦軸には信号レベルが取られ、横軸には周波数が対数軸にて取られている。図5中に示される第1の周波数帯301は、レンズユニット150で発生し、主に固体伝播でNCマイク210に録音される雑音の周波数帯である。図5中に示される第2の周波数帯302は、レンズユニット150で発生し、主に空気伝播でNCマイク210に録音される雑音の周波数帯である。同一の駆動源で発生した振動が固体伝播する場合と空気伝播する場合とでは、同一の駆動源からNCマイク210までの伝達関数が異なるため、周波数帯域の異なる第1の周波数帯301と第2の周波数帯302が発生する。
図6(a)は、マイクユニット200が収納位置にある場合に録音される音声を説明する模式図である。録音したい音声400は、例えば、被写体や撮影者の声、環境音等の空気伝播による音声である。雑音401は、前述したレンズユニット150で発生する機械的な作動音等であり、固体伝播と空気伝播によるものがある。メイン1マイクA201,B202には、録音したい音声400と共に雑音401が集音される。
一方、前述したように、NCマイク210にはレンズユニット150から発生する雑音が固体伝播と空気伝播によって集音される。その際、前述したように、NCマイク210は本体部100の内部に設けられた開口211を通して集音するため、撮像装置10の外部の空気伝播による録音したい音声400は集音されにくい。
音声処理部125は、固体伝播による第1の周波数帯301の雑音と空気伝播による第2の周波数帯302の雑音のそれぞれに重み付け係数を設定する。そして、音声処理部125は、メインマイクA201,B202で集音された音声から、NCマイク210により集音されて重み付け係数により重み付けされた雑音を除去するNC処理を行うことで、雑音401が除去された音声402を生成する。
雑音401の発生量や周波数帯によっては、図6(a)に示すように録音したい音声400の一部の音声410が除去されてしまう場合や、雑音の一部が処理しきれずに残ってしまう場合(不図示)がある。音声410を少なくする方法として、マイクユニット200をポップアップ位置で使用する方法がある。
図6(b)は、マイクユニット200がポップアップ位置にある場合に録音される音声を説明する模式図である。マイクユニット200がポップアップ位置にある状態では、メインマイクA201,B202とレンズユニット150と間の距離が長くなり、また、本体部100との結合が弱まるため、メインマイクA201,B202の浮遊状態が強まる。
メインマイクA201,B202には録音したい音声400と共に雑音403が集音されるが、雑音403のうちレンズユニット150で発生する作動音等の雑音は主に空気伝播によるもののみとなる。そのため、ポップアップ位置で録音される雑音403は、収納位置で録音される雑音401よりも少なくなる。一方、NCマイク210の位置は、マイクユニット200が収納位置にあるかポップアップ位置にあるかで変化することはないため、NCマイク210には、レンズユニット150で発生する雑音が固体伝播と空気伝播によって集音される。
音声処理部125は、メインマイクA201,B202に集音された音声からNCマイク210に集音された音声を除去するNC処理を行う。これにより、マイクユニット200がポップアップ位置にある場合の、雑音403を除去した音声404が生成される。その際、NCマイク210が集音する雑音の第1の周波数帯301と第2の周波数帯302に設定する重み付け係数を、マイクユニット200が収納位置にある場合よりも小さくする。これにより、マイクユニット200の位置の差による雑音401と雑音403の違いに対応することができる。
具体的には、第1の周波数帯301の重み付け係数を第2の周波数帯302の重み付け係数より小さくすることで、主に空気伝播による雑音を除去することができる。これにより、マイクユニット200がポップアップ位置にある状態では、マイクユニット200が収納位置にある状態よりも、本来録音したい音声400からNC処理で除去されてしまう一部の音声411を少なくすることができる。その結果、本来録音したい音声400が損なわれることなく、雑音403の除去された音声404を生成することができる。
このように、マイクユニット200をポップアップ位置で使用する方が収納位置で使用するよりもNC処理に関して優位である。但し、撮影者は雑音の状況や携行状態に応じてマイクユニット200の位置を選択的に決定して、動画像を撮影することができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
例えば、NCマイクは撮影レンズの近傍に配置する構成に限られず、筐体内像振れ補正駆動部112やファン104等の本体部100の内部における雑音発生源の近傍に配置してもよい。その場合には、各雑音発生源で発生する雑音を効果的に録音するために、NCマイクは雑音発生源に対して指向性を有するように配置されることが望ましい。また、設置されるNCマイクは1つに限られず、雑音の発生源に応じて複数のNCマイクを設置してもよい。
上記実施形態では、本発明をデジタルスチルカメラである撮像装置10に適用して説明したが、本発明は撮像機能と機械的な雑音を発生させる駆動手段を備える電子機器に広く適用することができる。
10 撮像装置
21 レンズマウント
100 本体部
125 音声処理部
150 レンズユニット
200 マイクユニット
201,202 メインマイク
210 NCマイク
211 開口

Claims (8)

  1. 撮像手段と、
    第1のマイクを有するマイクユニットと、
    所定の駆動源で発生する雑音を取得する第2のマイクと、
    前記第2のマイクが配置される本体部と、
    前記第1のマイクにより集音された音声の電気信号を前記第2のマイクにより集音された音声の電気信号を用いて補正する補正手段と、を備える撮像装置であって、
    前記第2のマイクは、前記本体部の内部において前記駆動源の近傍に配置され、
    前記本体部は、前記第2のマイクが前記撮像装置の外部からの集音を行うための音孔を有さないことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記補正手段は、前記第2のマイクにより得られた電気信号のうち第1の周波数帯と第2の周波数帯のそれぞれに重み付け係数を設定し、前記第1のマイクにより得られた電気信号から前記第2のマイクにより得られた電気信号に前記重み付け係数により重み付けされた電気信号を除去する処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記マイクユニットは前記本体部に対して第1の位置と第2の位置の間で移動可能に配置され、
    前記駆動源で発生した振動が前記第2の位置へは前記第1の位置よりも固体伝播し難いことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記補正手段は、前記マイクユニットが前記第2の位置にある場合には、前記マイクユニットが前記第1の位置の場合よりも、前記第1の周波数帯の重み付け係数を小さくすることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記第1の位置は、前記本体部に収納される位置であり、
    前記第2の位置は、前記本体部から突出した位置であることを特徴とする請求項3又は4に記載の撮像装置。
  6. 前記所定の駆動源としてレンズを駆動するアクチュエータと、絞りを駆動するアクチュエータの少なくとも1つを有し、前記本体部に対して着脱可能なレンズユニットを備え、
    前記本体部は前記レンズユニットが着脱されるレンズマウントを有し、
    前記本体部は、前記レンズユニットが前記レンズマウントに装着された状態で前記本体部の内部に向かって開口した音孔を有し、
    前記第2のマイクは前記音孔を通じて集音を行うことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
  7. 前記音孔は、撮像光軸と平行な方向を向いて開口し、
    前記第2のマイクは、前記本体部の内部において前記音孔に対して前記撮像光軸と平行な向きに配置され、前記音孔を通じて集音を行うことで、前記レンズユニットに対して集音指向性を持つことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
  8. 、前記第1の周波数帯は、前記レンズユニットで発生し、主に固体伝播で前記第2のマイクに集音される音の周波数帯であり、
    前記第2の周波数帯は、前記レンズユニットで発生し、主に空気伝播で前記第2のマイクに集音される音の周波数帯であることを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像装置。
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