JP2005354620A - テレビジョン受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 最適なアンテナ方向を誤差なく素早く特定し、方向調整することが可能なテレビジョン受信装置の提供を課題とする。
【解決手段】 本発明においは、電気信号により静的に指向方向が可変であるスマートアンテナによって方向検索が可能となり、動的に指向方向を変更するアンテナにみられるような誤差が少ない。さらに、全指向方向Ｄ１〜Ｄ１６についてＡＧＣ電圧により受信した信号状態を検出し、良好な指向方向を特定することで最適な指向方向が得られ放送電波を良好な受信状態で受信することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、スマートアンテナを使用したテレビジョン受信装置に関する。

従来、この種のテレビジョン受信装置として、アンテナ本体を所定の方向に移動させつつＡＧＣ電圧を検出し、上記ＡＧＣ電圧が極値となる方向を検索するものが知られている。
特開平０７−００７４４２号公報では、アンテナを全方向回転させつつＡＧＣ電圧を検出し、上記ＡＧＣ電圧が極値となる方向を検索する技術の開示がある。
また、特開平０６−０６９７１０号公報では、ユーザがアンテナを手動で位置調整し、装置側で以前検出したＡＧＣ値が現在のＡＧＣ値を比較して以前より不良でない場合に、現在の位置が最適であることを知らせる信号音を発する技術の開示がある。
このように上記技術によれば、いずれの方向から放送電波が発信されたとしても、良好な受信状態を実現することが可能であった。
特開平０７−００７４４２号公報 特開平０６−０６９７１０号公報

上述した従来の技術においては次のような課題があった。
特開平０７−００７４４２号公報に開示された技術では、アンテナを全方向回転するには時間がかかり、さらに、アンテナの回転機構による誤差が生じてしまう。
また、特開平０６−０６９７１０号公報に開示された技術では、ユーザによる手動の調整では微調整が困難であり、最適な方向が選択されない可能性もある。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、最適なアンテナ方向を誤差なく素早く特定し、方向調整することが可能なテレビジョン受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項２にかかる発明では、静的に指向性を変更可能なスマートアンテナと、上記スマートアンテナにおける指向方向を電気信号により切り換えるアンテナコントロール部と、上記スマートアンテナにて受信した周波信号から所望の周波数成分を抽出するチューナ部と、上記チューナ部にて抽出された周波信号から映像信号や音声信号を生成する再生部とを具備するテレビジョン受信装置において、
上記チューナ部にて所定の周波数帯域の全周波数についてスキャンし受信可能な周波数を自動的に抽出し所定の記憶部に記憶していくオートスキャンによる選局手段と、
上記アンテナコントロール部にて上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて検索方向を電気的に切り換えていき、
上記再生部にて上記選局手段により抽出された周波数を上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて、上記周波信号の増幅率を規定するＡＧＣ電圧を検出することにより信号状態を検出する信号状態検出手段と、
上記信号状態検出手段にてＡＧＣ電圧が極値となり上記信号状態が良好な複数の指向方向から所定の選択手段で一方向を特定し電気的に方向の切り換えが可能な指向方向特定手段とを具備する構成としてある。

上記のように構成した請求項２にかかる発明は、上記スマートアンテナは自身が動かずに指向方向が可変であり、上記アンテナコントロール部にて上記指向方向のうち上記スマートアンテナに設定する指向方向を選択的に切り換える。チューナ部は上記スマートアンテナにて受信した周波信号から所望の周波数成分を抽出し、再生部は上記チューナ部にて抽出された周波信号から映像信号や音声信号を生成する。
上記信号状態検出手段が上記チュ−ナ部にて抽出される周波数成分の信号状態を上記スマートアンテナにおける全指向方向について上記周波数のＡＧＣ電圧を検出し信号状態を検出する。ここで、上記ＡＧＣ電圧はチューナ部にて受信した信号の受信状態と関係し上記周波信号の電界強度の強弱が反映される、このＡＧＣ電圧を検出することにより上記周波信号の強いか弱いかを認識することができる。

従って、ＡＧＣ電圧が極値となる上記指向方向が最適の指向方向となり、上記指向方向検出手段は上記ＡＧＣ電圧が極値となる指向方向を一方向特定する。
このとき、上記指向方向特定手段において、上記信号状態検出手段にて検出したＡＧＣ電圧が極値となる指向方向が複数検出された場合、所定の選択手段によって一方向に特定する。
上記所定の選択手段はＡＧＣ電圧が同じ値で極値となった複数の指向方向のうちから一つに絞り込むことができればよい。従って、複数の指向方向のうちから無作為に抽出する手段であってもよいし、何らかの閾値を持たせる手段であってもよい。
上記選局手段は所定の周波数帯域内で受信可能となる周波数とその周波数にて上記指向方向検出手段によって特定した上記スマートアンテナの最適指向方向を自動的に所定の記憶部に記憶し、上記所定の周波数帯域内で次の周波数の抽出を始める。

ここで、本発明のテレビジョン受信装置におけるスマートアンテナ以外の構成要素は単独の機器に備えられるものであっても良いし、他の機器に備えられるものであっても良い。例えば、チューナボックス等のセットトップボックスに単独で本発明の構成要素を備えさせても良いし、テレビジョンやビデオやパーソナルコンピュータ等に本発明の構成要素を組み込まれても良い。むろん、スマートアンテナ自体が本発明のスマートアンテナ以外の構成要素を備えるものであっても良い。

上述のような指向方向選択手段の例として請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の上記選択手段は、複数の指向方向が選択された場合に上記指向方向について上記信号状態検出手段を所定回数繰り返し実行し、総合的に良好な一つの指向方向に特定する構成としてある。

上記のように構成した請求項３にかかる発明においては、複数の指向方向が選択された場合でも一方向に特定される。
すなわち、ＡＧＣ電圧が同じ値で極値となった複数の指向方向のうちから一つに絞り込むために、検出された上記指向方向のみ再度信号状態を検出する。上記信号状態の検出を所定回数繰り返して、各指向方向のＡＧＣ電圧が極値となる回数を比較し指向方向を一方向に特定する。
また、上記所定の選択手段として上述のようにあらかじめ設定されている選択手段でもよいが、選択された複数の指向方向のうちからユーザによって一方向に特定してもよく、本発明のテレビジョン受信装置におけるモニタにＯＳＤ表示等で当該指向方向を表示し、リモコン等でユーザが選択することも可能である。また、このユーザーによる指向方向の選択を受信周波数ごとに蓄積し、所定の標本数を超えた以降はその統計処理を上記ユーザーによる指向方向選択手段に加えて自動的に選択するようにしてもよい。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１または請求項２に記載の上記指向方向特定手段は、設定されたＡＧＣ電圧の閾値により特定する構成としてある。

上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、特定される指向方向はあらかじめ設定したＡＧＣ電圧の閾値によって指向方向が特定される。上述してきたようにＡＧＣ電圧は周波信号の電界強度の強弱が反映されるものであり、所望の電界強度で受信できるようにＡＧＣ電圧の閾値を設定しておくことができる。すなわち、常に良好な受信状態を保つために、上述の信号状態検出手段にて検出したＡＧＣ電圧が設定した閾値に満たなければ当該周波数は受信しないことになる。また上述の閾値による選択で複数の指向方向が選択された場合は請求項３による選択手段を加えればよい。
上記閾値の設定は本発明のテレビジョン受信装置使用時の初期設定として始めから既定値として設定されていてもよいし、ユーザが設定してもよい。

ここで、請求項１は、静的に指向性を変更可能なスマートアンテナと、上記スマートアンテナにおける指向方向を電気信号により切り換えるアンテナコントロール部と、上記スマートアンテナにて受信した周波信号から所望の周波数成分を抽出するチューナ部と、上記チューナ部にて抽出された周波信号から映像信号や音声信号を生成する再生部とを具備するテレビジョン受信装置において、
上記チューナ部にて所定の周波数帯域の全周波数についてスキャンし受信可能な周波数を自動的に抽出し所定の記憶部に記憶していくオートスキャンによる選局手段と、
上記アンテナコントロール部にて上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて検索方向を電気的に切り換えていき、
上記再生部にて上記選局手段により抽出された周波数を上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて、上記周波信号の増幅率を規定するＡＧＣ電圧を検出することにより信号状態を検出する信号状態検出手段と、
上記信号状態検出手段にてＡＧＣ電圧が極値となり上記信号状態が良好な指向方向を一方向特定し電気的に方向の切り換えが可能な指向方向特定手段とを具備する構成としており、請求項１は上記請求項２から請求項４までの手段と作用を総合したものと言える。

上述のようなスマートアンテナを用いて放送電波を受信する手法は必ずしも実体のある装置に限られるものではなく、方法の発明としても有効である。また、上述のスマートアンテナによるテレビジョン受信装置は単独で存在する場合もあるし、ある機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としては、各種の態様を含むものである。また、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。

以上説明したように請求項１、請求項２にかかる発明によれば、電気信号により静的に指向方向が可変であるスマートアンテナによって方向検索が可能となり、動的に指向方向を変更するアンテナにみられるような誤差が少なく、最適な指向方向が得られる。
請求項３にかかる発明によれば、アンテナの指向方向を一方向に特定できる手段を提供することができる。
請求項４にかかる発明によれば、放送電波を良好な受信状態で受信することができる。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）テレビジョン受信装置の構成：
（２）ＡＧＣ電圧による指向方向特定処理：
（３）変形例：
（４）まとめ：

（１）テレビジョン受信装置の構成：
図１は、本発明にかかるテレビジョン受信装置の概略構成を示している。同図において、テレビジョン３０が備えられており、同テレビジョン３０と図示しないケーブルで接続された略矩形箱状のコントロールユニット２０が備えられている。コントロールユニット２０はいわゆるセットトップボックスであり、テレビジョン３０と接続可能な限り任意の位置に設置することができる。コントロールユニット２０にはアンテナケーブル１６が接続されており、アンテナケーブル１６を介してコントロールユニット２０とスマートアンテナユニット１０とが接続している。

スマートアンテナユニット１０は床面に安定して設置するための脚部１７を有しており、同脚部から略円柱状の柱部１８が略鉛直に立設している。同柱部１８の上端には略円盤状のアンテナ保持部１９が保持されている。アンテナ保持部１９は略水平とされており、その側面からは４本の棒状指向性アンテナ１１，１１，１１，１１が外側に向かって放射状に突出している。互いに隣接する指向性アンテナ１１同士がなす角度はそれぞれ９０度とされているため、指向性アンテナ１１，１１，１１，１１はアンテナ保持部１９の側面の円周方向に均等に配設されていることとなる。また、指向性アンテナ１１，１１，１１，１１は、それぞれ伸長可能であり使用者が適宜引き出して使用することが可能となっている。

指向性アンテナ１１，１１，１１，１１はそれぞれ独立して放送電波を受信することが可能であり、それぞれ軸方向外側の方向に対して受信感度が高いものとなっている。すなわち、それぞれ軸方向外側の方向に対して受信感度が高い４本の指向性アンテナ１１，１１，１１，１１をアンテナ保持部１９の周方向に均等に配置することにより、全方向に対して受信感度が良好なアンテナを構成することができる。かかる構成により、地上波のテレビジョン放送電波がスマートアンテナユニット１０のいずれの方向から発信されたとしても、いずれかの指向性アンテナ１１，１１，１１，１１にて放送電波を受信することができる。すなわち、スマートアンテナユニット１０が受信可能な放送電波の方向に指向性をなくすことができるため、より多くの放送局から発信されるテレビジョン放送電波を受信することができ、より多くのチャンネルを楽しむことが可能となる。

ただし、常時、全方向から放送電波を受信可能とすると、所望の放送局から発信される放送電波以外の方向から発信されるノイズ電波も受信してしまうこととなるため、受像するチャンネルに応じて受信可能とする指向方向を限定するような制御を行うものとしている。また、各指向性アンテナ１１，１１，１１，１１からの入力される位相量をそれぞれ制御し、合成することにより、細かい指向方向の切換を行っている。以下、スマートアンテナユニット１０の内部構成について説明する。

図２は、スマートアンテナユニット１０の内部構成を概念的に示している。同図において、４本の指向性アンテナ１１，１１，１１，１１がそれぞれ位相器１２，１２，１２，１２と接続されている。位相器１２，１２，１２，１２は指向性アンテナ１１，１１，１１，１１から入力される信号の位相量をそれぞれ制御することができる回路であり、コントロールユニット２０から出力されるバイアス電圧に応じて位相を遅らすことが可能となっている。位相器１２，１２，１２，１２にて位相量が制御された信号は合成器１４に入力され、同合成器１４にて合成される。合成器１４にて合成された信号はブースター回路１３に入力され、増幅される。

このように、４本の指向性アンテナ１１，１１，１１，１１から入力された信号の位相を可変させつつ合成させることにより、４本の指向性アンテナ１１，１１，１１，１１が軸方向のみならず任意の方向に指向性を持たせることができる。すなわち、各位相器１２，１２，１２，１２の位相量を適当な値に設定することにより、スマートアンテナユニット１０により形成される主ビームの方向を任意の方向とすることができる。

図３は、コントロールユニット２０の内部構成を概念的に示している。同図において、コントロールユニット２０は、スマートアンテナユニット１０における各位相器１２，１２，１２，１２の位相量を制御するアンテナコントロール部２１と、スマートアンテナユニット１０から周波信号を入力するチューナ部２２とを備えている。コントロールユニット２０はＣＰＵ２８ａの指令にしたがってスマートアンテナユニット１０に設定する指向方向を切り換えるための信号を生成する。具体的には、各位相器１２，１２，１２，１２に出力するバイアス電圧を可変させることにより、スマートアンテナユニット１０における指向方向を可変させている。コントロールユニット２０は各位相器１２，１２，１２，１２に出力するバイアス電圧の組み合わせを記憶させるための図示しないＲＯＭを備えている。このバイアス電圧の組み合わせは１６パターン記憶されており、コントロールユニット２０はＣＰＵ２８ａの指令にしたがっていずれかのパターンを各位相器１２，１２，１２，１２に出力する。

すなわち、以上の構成によりスマートアンテナユニット１０は１６とおりの指向方向を実現することが可能となる。図４は、上記１６パターンの指向方向を表している。同図において、アンテナ保持部１９を中心として放射状に均一な１６方位の指向方向を設定することが可能となっている。すなわち、隣接し合う指向方向の角度差は３６０／１６＝２２．５度で、均等となっている。このように、アンテナ保持部１９を中心として均等に指向方向を設定することにより、いずれの方向から入射する放送電波にも追従することができる。なお、紙面上方の指向方向をパターンＤ１とし、時計回りにパターンＤ２，Ｄ３，Ｄ４・・・Ｄ１６と識別するものと定義する。

図３に示すチューナ部２２は、いわゆるシンセサイザ方式のチューナの構成とされ、選局制御信号としてＰＬＬデータ、すなわち、ＰＬＬループにおける可変分周回路の分周比のデータがチューナ部２２に与えられる。また、チューナ部２２では、ＣＰＵ２８ａからの選局制御信号としてのＰＬＬデータを受けて、入力された周波信号から所望の周波数帯域の周波信号を抽出することにより、複数のチャンネルの中から一つのチャンネルを選択する。ＣＰＵ２８ａはチューナ部２２における周波数のずれを検出し、この検出結果に基づいてＡＦＴ電圧をチューナ部２２に供給する。そして、チューナ部２２がＡＦＴ電圧に応じて、抽出する周波数帯域を補正することにより、最適な選局が行われるようになっている。

チューナ部２２の出力は、デジタル再生部２３とアナログ再生部２４のいずれかに供給される。すなわち、本実施形態にかかるコントロールユニット２０は、デジタル放送とアナログ放送の双方を再生することが可能となっている。デジタル再生部２３は、デジタルＩ／Ｆ２３ａと復調回路２３ｂとデスクランブル部２３ｃとデマルチプレックス部２３ｄとＭＰＥＧデコーダ２３ｇとから構成されている。チューナ部２２から周波信号が入力されるデジタルＩ／Ｆ２３ａにはＡ／Ｄコンバータが備えられており、このデジタルＩ／Ｆ２３ａから信号の供給を受ける復調部には、チャンネルイコライザ、エラー訂正デコード部等も備えられている。

すなわち、デジタルＩ／Ｆ２３ａと復調回路２３ｂは、チューナ部２２から入力される周波信号をデジタル信号に変換するとともに、ＣＰＵ２８ａからの制御情報に基づいてデジタル復調した信号に対していわゆるゴーストキャンセルを行う。さらに、デジタルＩ／Ｆ２３ａと復調回路２３ｂは、伝送路上で発生したビット誤りを訂正し、トランスポートストリーム（ＴＳ）出力を得る。なお、以上の処理において復調回路２３ｂは、全体のデータに対する上記ビット誤りの割合をエラーレートとして検出している。

また、復調回路２３ｂにて復調およびエラー訂正処理を行うことにより得られたトランスポートストリームはデスクランブル部２３ｃに供給される。トランスポートストリームは、通常、スクランブルがかかっているため、このままでは適正に映像・音声を再生することはできない。そこで、デスクランブル部２３ｃがトランスポートストリームに対してデ・スクランブル処理を行うことにより、トランスポートストリームを再生可能なデータ配列に復元する。デ・スクランブル処理が行われたトランスポートストリームは、映像信号や音声信号や文字情報等が多重化された形式となっており、デマルチプレックス部２３ｄに供給される。デマルチプレックス部２３ｄでは入力されたデータに対してデ・マルチプレックス処理を行う。すなわち、ここで多重化が解除される。なお、デスクランブル部２３ｃとデマルチプレックス部２３ｄとはそれぞれの処理を行う際にワークエリアとしてＤＲＡＭ２３ｅを利用することが可能である。

デ・マルチプレックス処理にて多重化が解除されると、映像信号および音声信号が所定の方式により圧縮されたＭＰＥＧデータと、例えば番組に関する文字情報といった映像信号や音声信号以外のデータに分離され、後者のデータはＣＰＵ２８ａに供給される。また、所定の周波数帯において複数のチャンネルのＭＰＥＧデータが多重化されて搬送される場合においては、これらについても多重化を解除される。前者のＭＰＥＧデータはＭＰＥＧデコーダ２３ｇに供給され、同ＭＰＥＧデコーダ２３ｇにて圧縮解凍処理、つまりＭＰＥＧデコード処理が行われる。ＭＰＥＧデータをＭＰＥＧデコード処理することにより、デジタル映像信号とデジタル音声信号とが生成され、同生成されたデジタル映像信号はさらにアナログの映像信号に変換される。

ＭＰＥＧデコーダ２３ｇはＯＳＤ処理部２３ｈを備えており、映像に所定の静止画面を重ねて表示したり、所定の静止画像を差し替えて表示するなどの処理も行うことができるようにされている。ＯＳＤ処理部２３ｈは受信された文字情報等のデータをＣＰＵ２８ａから入力し、同文字情報等のデータに基づいて静止画像等を生成することが可能となっている。

なお、ＭＰＥＧデコーダ２３ｇはＭＰＥＧデコード処理やＯＳＤ処理を行う際にワークエリアとしてＤＲＡＭ２３ｆを利用することが可能である。このように、ＭＰＥＧデコーダ２３ｇは圧縮解凍処理を実行可能であるとともに、ＯＳＤ処理部２３ｈにてグラフィックス処理を実行可能になっている。そして、圧縮解凍・アナログ変換された映像信号は映像出力部２６に供給され、同映像出力部２６にて同映像信号がテレビジョン３０に出力される。テレビジョン３０に対してアナログ映像信号を出力する方式としては、コンポジット出力やＳーＶｉｄｅｏ出力等の各種方式を採用することができる。

一方、ＭＰＥＧデコード処理により生成された音声信号は、Ｄ／Ａ変換部２５に入力され、同Ｄ／Ａ変換部２５にてアナログ音声信号に変換される。このアナログ音声信号は音声出力部２７に入力され、同音声出力部２７からテレビジョン３０に出力される。ただし、テレビジョン３０がオプティカル入力端子等を備え、デジタル音声信号を受け付けることができれば、Ｄ／Ａ変換部２５を介することなくデジタル音声信号をそのままテレビジョン３０に出力させても良い。

一方、アナログ再生部２４は、アナログＩ／Ｆ２４ａと復調回路２４ｂとＮＴＳＣデコーダ２４ｄと音声デコーダ２４ｅとから構成されている。アナログＩ／Ｆ２４ａと復調回路２４ｂは、チューナ部２２から入力される中間周波信号を増幅させるＡＧＣ回路２４ｂ１を備えている。ＡＧＣ回路２４ｂ１における中間周波信号の増幅率はＡＧＣ電圧により規定されており、同ＡＧＣ電圧は同ＡＧＣ回路２４ｂ１にて増幅された中間周波信号の振幅レベルに応じて変動する。すなわち、ＡＧＣ回路２４ｂ１はＡＧＣ電圧をフィードバック信号として中間周波信号を増幅させている。

具体的に、増幅された中間周波信号が強い場合には増幅率を低下させるべくＡＧＣ電圧を低下させ、増幅された中間周波信号が弱い場合には増幅率を増加させるべくＡＧＣ電圧を増加させる。すなわち、本実施形態においてＡＧＣ電圧が高いほどチューナ部２２から入力される中間周波信号が弱いと言える。これにより、増幅された中間周波信号の振幅レベルをほぼ一定とすることができるため、各チャンネル間で再現される色に違いがないようにすることができる。また、ＡＧＣ電圧は増幅された中間周波信号を所定の基準電圧と比較することにより生成されているため、増幅後の中間周波信号の振幅レベルは理想的な値を維持することができる。ＡＧＣ電圧はＣＰＵ２８ａに出力されており、同出力されたＡＧＣ電圧に基づいてＣＰＵ２８ａが各種制御を実行させる。

復調回路２４ｂは復調した中間周波信号を分離することにより、ＮＴＳＣ形式のアナログ映像信号とアナログ音声信号とを生成する。同生成されたアナログ映像信号はＮＴＳＣデコーダ２４ｄに入力され、同ＮＴＳＣデコーダ２４ｄにてＣＣＩＲ６５６形式のデジタル映像信号に変換される。なお、ＮＴＳＣ形式はアナログテレビジョン信号の標準形式であり、色を再現するための信号と１５．７５ｋＨｚの水平同期信号と６０Ｈｚの垂直同期信号等が含まれる。復調回路２４ｂには水平同期信号と垂直同期信号とを抽出するための同期分離回路２４ｂ２が備えられており、同期分離回路２４ｂ２が抽出した水平同期信号と垂直同期信号に基づいて、ＮＴＳＣデコーダ２４ｄが同期の取れたデジタル映像信号を生成することが可能とされている。なお、ＣＣＩＲ６５６形式はＹＵＶの各要素がデジタル階調で表現されるデジタル映像信号の形式である。一方、復調回路２４ｂにて分離されたアナログ音声信号は音声デコーダ２４ｅに供給され、同音声デコーダ２４ｅにて左右独立したステレオ音声信号に分離される。

ＮＴＳＣデコーダ２４ｄにて生成されたデジタル映像信号は、ＭＰＥＧデコーダ２３ｇに入力され、上述と同様にＯＳＤ処理やアナログ変換が行われる。そして、アナログ変換された映像信号は映像出力部２６に供給され、同映像出力部２６からテレビジョン３０に出力される。一方、音声信号が音声出力部２７に入力され、同音声出力部２７からテレビジョン３０に出力される。

上述したＣＰＵ２８ａはバス２９に接続されており、バス２９に接続されたＲＡＭ２８ｂをワークエリアとしながら、当該コントロールユニット２０の各種機能を実現するための制御処理を実行する。この制御処理を実行するプログラムは、予めＲＯＭ２８ｃに格納されており、ＣＰＵ２８ａは、適宜ＲＯＭ２８ｃから所定のプログラムをＲＡＭ２８ｂに読み込みつつ制御処理を実行することになる。また、バス２９には書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ２８ｄが備えられており、ＣＰＵ２８ａはＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶された各種データを使用して制御処理を実行する。

ＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶されるデータの一例として、選局データ２８ｄ１が記憶されている。図５は、この選局データ２８ｄ１の一例を示している。選局データ２８ｄ１は、リモコン送信機４０等にて指定可能なチャンネル番号と、チューナ部２２にて抽出を行う周波数帯域と、受信に好適な指向方向Ｄ１〜Ｄ１６とが対応づけられたテーブルであり、ＣＰＵ２８ａが同テーブルを参照することにより指定されたチャンネル番号に対応した周波数帯域と受信に使用する指向方向Ｄ１〜Ｄ１６を特定することが可能となっている。なお、本実施形態においてチューナ部２２はシンセサイザ方式を採用しているため、チャンネル番号と分周比のデータとの対応関係が選局データ２８ｄ１として記憶されている。

このような選局データ２８ｄ１として、予め最適な組み合わせを記憶しておくことにより、最適な条件で各チャンネルを受像することができる。チャンネル番号毎に放送電波の発信局が異なり、スマートアンテナユニット１０に対してチャンネル番号毎に異なる方向から放送電波が入射することが考えられる。従って、チャンネル番号に応じて指向性が合致する指向方向Ｄ１〜Ｄ１６を予め設定しておくことは、良好な受信品質を確保するために重要である。最適な指向方向Ｄ１〜Ｄ１６を特定する情報は、ＣＰＵ２８ａを通じてアンテナコントロール部２１に供給され、これに基づいて各位相器１２，１２，１２，１２にバイアス電圧が出力される。ここで、最適な指向方向Ｄ１〜Ｄ１６とは、原則的に受像するチャンネル番号に対応する放送電波の放送局が存在する方向と一致する指向方向Ｄ１〜Ｄ１６である。すなわち、放送局が存在する方向と一致する方向の指向方向Ｄ１〜Ｄ１６を設定することにより、強い放送電波を受信すること可能となるとともに、他方向からのノイズ電波の影響を受けにくくすることができる。

また、ＥＥＰＲＯＭ２８ｄにはＯＳＤ処理部２３ｈにてＯＳＤ画像を生成するためのＯＳＤデータ２８ｄ２が記憶されている。ＣＰＵ２８ａはリモコン送信機４０からの指令や各回路の動作状況等に応じて、適宜、ＯＳＤデータ２８ｄ２を読み出して、ＯＳＤ処理部２３ｈにＯＳＤデータ２８ｄ２を供給する。例えば、ＣＰＵ２８ａが使用者に対して警告が必要であると判断すると、警告画面が生成可能なＯＳＤデータ２８ｄ２を読み出して、ＯＳＤ処理部２３ｈに警告画面を映像に組み込むよう指令する。また、ＥＥＰＲＯＭ２８ｄにはスマートアンテナユニット１０の設置位置を特定するための住所情報が格納された住所データ２８ｄ４や、放送電波の発信元である放送局についての情報が格納された放送局データ２８ｄ３等が記憶されている。このようなデータは、リモコンＩ／Ｆ２８ｅやバスＩ／Ｆ２８ｆやＩＣカードＩ／Ｆ２８ｇやＬＡＮＩ／Ｆ２８ｈを介して入力され、ＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶される。

バス２９にはリモコン送信機Ｉ／Ｆ２８ｅが接続されており、外部機器としてのリモコン送信機４０から出力される赤外線明滅信号を入力可能になっている。この赤外線明滅信号はバス２９を介してＣＰＵ２８ａに送出され、ＣＰＵ２８ａは対応する制御処理を実行する。また、バス２９には外部機器とケーブルを介して接続するためのバスＩ／Ｆ２８ｆと、ＩＣカードとデータを授受するためのＩＣカードＩ／Ｆ２８ｇとＬＡＮ規格に準拠した外部機器と通信を行うためのＬＡＮＩ／Ｆ２８ｈが接続されている。バスＩ／Ｆ２８ｆおよびＩＣカードＩ／Ｆ２８ｇから読み取った情報は、バス２９を介してＣＰＵ２８ａに送出され、ＣＰＵ２８ａにて所定の処理が行われる。

（２）ＡＧＣ電圧による指向方向特定処理：
上記選局データ２８ｄ１として予め最適な組み合わせを記憶しておくことにより、最適な条件で各チャンネルを受像することができる。上述のようにチャンネル番号に応じて指向性が合致する指向方向Ｄ１からＤ１６を予め設定しておくことは、良好な受信品質を確保するために重要である。ここでは、上記スマートアンテナの１６パターンの指向方向において受信した放送電波の信号状態をＡＧＣ電圧によって検出することにより良好な受信品質を確保するのに最適な指向方向を特定する処理の説明をする。この処理により特定された指向方向を受信可能なチャンネル番号ごとに設定していけばよい。

本発明にかかる当該周波数でのＡＧＣ電圧による指向方向特定処理のフローチャートを図６に示す。
まず、図６に示されるステップＳ１００では、図４に示す指向性アンテナ１１の指向方向Ｄｎ（ｎは１から１６までの自然数）について、コントロールユニット２０はＣＰＵ２８ａの指令にしたがって指向方向Ｄｎのバイアス電圧パターンを各位相器１２に出力して指向方向Ｄｎを選択する。ここで、上記指向方向ＤｎについてＡＧＣ電圧を取得し始める際の指向方向Ｄｎの初期値としてｎ＝１に設定され、指向方向Ｄ１から順にＡＧＣ電圧による信号状態検出を始める。
ステップ１１０では選択した指向方向ＤｎのＡＧＣ電圧をアナログ再生部２４のＡＧＣ回路２４ｂ１から検出する。
検出されたＡＧＣ電圧はステップ１２０にてＡＧＣ回路２４ｂ１からＣＰＵ２８ａに接続されたバス２９を介してＥＥＰＲＯＭ２８ｄに格納されることで記憶される。

ステップ１３０では現在の指向方向Ｄ１が当該周波数において最終に検索される指向方向Ｄ１６（すなわち、ｎ＝１６）であるか否かを判断する。
ここでは指向方向Ｄ１から始まり、図４における時計回りに最終の指向方向Ｄ１６まで順に上記ＡＧＣ電圧を検出していく。
ｎ＝１６でない場合は、ステップ１３５にてｎ＝ｎ＋１として指向方向のパターンを一つ増加させる。このとき、コントロールユニット２０はＣＰＵ２８ａの指令にしたがいスマートアンテナユニット１０に設定する指向方向を切り換えるための信号を生成する。具体的には、各位相器１２に出力するバイアス電圧を可変させることにより、スマートアンテナユニット１０における指向方向を可変させている。
このように、上記指向方向Ｄ１の右に隣接し次に検索する指向方向Ｄ２におけるＡＧＣ電圧の検出に移行する。
以上のように指向方向を変えてゆき最終のｎ＝１６になるまで繰り返すことで、全指向方向のＡＧＣ電圧の検出を行う。（信号状態検出手段）

一方、ステップ１３０にてｎ＝１６、すなわち最終の指向方向Ｄ１６であった場合は、全指向方向の検索が完了したとしてステップ１４０へ移行する。
ステップ１４０ではＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶されたＡＧＣ電圧は全指向方向が最大の値で一定になっていないか、すなわち、当該周波数にて受信可能な信号の有無が判断される。ここで、ＡＧＣ電圧が最大で一定になっていると判断された場合、当該チャンネル番号および当該周波数で受信可能な信号は無いと判断され指向方向特定処理は終了する。
また、ＡＧＣ電圧が最大で一定になっていない場合は、ステップ１５０に移行する。
ステップ１５０では、ステップ１２０でＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶された指向方向Ｄ１から指向方向Ｄ１６までのＡＧＣ電圧を比較し、良好な受信状態とするために最適な指向方向を特定する。ここでは最もＡＧＣ電圧が低くなる極値の指向方向が特定される。

図７に全指向方向で取得したＡＧＣ電圧についてのＡＧＣ特性図の一例を示す。
同図において、縦軸はＡＧＣ電圧を示し、横軸は指向方向Ｄｎを示す。上記ＡＧＣ電圧は、上記ＡＧＣ回路２４ｂ１にて増幅された中間周波信号の振幅レベルに応じて変動する。上述したように、ＡＧＣ電圧が高いほどチューナ部２２から入力される中間周波信号が弱いと言える。また、受信可能な信号が無い、すなわち放送局が無い周波数ではＡＧＣ電圧が最大となり、図８に示すように全指向方向においてＡＧＣ電圧が一定となる。
従って、図７においては、取得したＡＧＣ電圧が最も低い指向方向Ｄ５が上記中間周波信号の強い方向となり、本実施例の当該周波数ではその指向方向Ｄ５を特定すれば良好な受信状態が得られることになる。（指向方向特定手段）
このように、当該周波数における良好な受信状態となる最適な指向方向Ｄｎの特定は終了する。

まず、ある地域において、チャンネル番号１に対応する周波数では指向方向Ｄ５が、チャンネル番号２に対応する周波数では受信信号がないとして、以下に図６に示した指向方向特定処理の具体的手順について、図７，図８を参照し説明する。

上述の指向方向特定処理を上記チャンネル番号１について開始すると、まず、アンテナ１１の指向方向ＤｎについてＡＧＣ電圧を取得し始める際の指向方向の初期値としてｎ＝１に設定される（Ｓ１００）。次に、設定された指向方向Ｄ１のＡＧＣ電圧ＡＧ１を取得し（Ｓ１１０）、指向方向Ｄ１に対するＡＧＣ電圧ＡＧ１をＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶する（Ｓ１２０）。
ここで、ＡＧＣ電圧の取得を全ての指向方向Ｄｎについて行っていないので（Ｓ１３０）、既に取得済みの指向方向Ｄ１のｎ＝１をｎ＝ｎ＋１として指向方向のパターンを一つ増加させｎ＝２、すなわち指向方向Ｄ２に設定を変更する（Ｓ１３５）。
そして、次の指向方向Ｄ２についてのＡＧＣ電圧ＡＧ２を取得し（Ｓ１１０）、指向方向Ｄ２に対するＡＧＣ電圧ＡＧ２をＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶する（Ｓ１２０）。
同様にして、指向方向Ｄｎをｎ＝１６まで指向方向のパターンを一つずつ増加させて、全指向方向Ｄ１からＤ１６のそれぞれのＡＧＣ電圧ＡＧ１からＡＧ１６を取得し記憶していく。

全ての指向方向についてＡＧＣ電圧の取得が完了して図７に示す指向方向とＡＧＣ電圧の特性が得られた後（Ｓ１３０）、ＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶されたＡＧＣ電圧は全指向方向が最大の値で一定になっていないことが判断される（Ｓ１４０）。
そして、全指向方向のＡＧＣ電圧を比較し、図７に示すようにＡＧＣ電圧が極値ＡＧ５となった指向方向Ｄ５が特定される。（Ｓ１５０）
上記のように特定された指向方向Ｄ５には、チャンネル番号１とその周波数とが対応づけられ、選局データ２８ｄ１に最適な組み合わせとして記憶される。

次に、上記指向方向特定処理を上記チャンネル番号２について開始する。上述と同様に、指向方向Ｄｎをｎ＝１６まで指向方向のパターンを一つずつ増加させて、全指向方向Ｄ１からＤ１６のそれぞれのＡＧＣ電圧ＡＧ１からＡＧ１６を取得し記憶していく。（Ｓ１００〜Ｓ１２０）
全ての指向方向についてＡＧＣ電圧の取得が完了して図８に示す指向方向とＡＧＣ電圧の特性が得られたら（Ｓ１３０）、上記全指向方向のＡＧＣ電圧を比較する。
ここでは、図８のようにＡＧＣ電圧が最大で一定となっており、この場合は、受信可能な信号が無いと判断される（Ｓ１４０）。従って、選局データ２８ｄ１へはチャンネル番号と指向方向の対応づけがなされず、記憶も行われない。

このように、上記指向方向特定処理にて、当該チャンネル番号に対応する放送局からの放送電波に対し、アンテナの指向方向を可変させ全指向方向の信号状態をＡＧＣ電圧によって比較し最良の指向方向を特定する。そして、チャンネル番号とその周波数、指向方向Ｄｎというように対応づけられて図５のような選局データ２８ｄ１としてＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶される。
また、同様に上記指向方向特定処理を行ったが、図８のようにＡＧＣ電圧が最大で一定となった場合は、受信可能な信号が無いとして選局データ２８ｄ１へは指向方向の対応づけがなされない。
以上により、上記選局データ２８ｄ１には各チャンネル番号に応じて指向性が合致する指向方向Ｄ１からＤ１６を予め設定しておくことが可能となり、常に良好な受信品質を確保できる。

（３）変形例：
放送電波は反射や迂回することがあるため、最も低いＡＧＣ電圧が必ずしも一つの指向方向Ｄｎから検出されるとは限らない。
図９に示す本変形例における全指向方向でのＡＧＣ特性図のように、ＡＧＣ電圧が極値となる複数の指向方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１０が検出されたとしても、検出時において上記指向方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１０はいずれも最も受信状態が良好とすることができると言える。
しかし、上述の選局データ２８ｄ１に各チャンネル番号に応じて指向方向を設定しておくため、複数指向方向が検出された場合は一方向に特定したい。
そこで本変形例では、上記ステップ１５０の指向方向特定において最もＡＧＣ電圧が低くなる指向方向として二方向以上検出された場合に、所定の選択手段によって指向方向を特定する例を説明する。

所定の選択手段の一例として一方向に特定される指向方向は、上記指向方向について信号状態検出手段を所定回数実行し、所定の比較手段で指向方向を一方向に特定する。図１０に本変形例における一方向特定処理を含んだ指向方向特定処理のフローチャートを示す。
全ての指向方向のうち最も低いＡＧＣ電圧の指向方向を特定するステップ１５０までは、上述した図６に示す指向方向特定処理と同様なので説明を省略する。

ステップ１６０では、上記ステップ１５０においてＡＧＣ電圧が極値となる複数の指向方向が検出された場合に、上記指向方向のうちいずれか一方向に絞り込む処理を行うため、ＡＧＣ電圧が最も低い指向方向が一方向であるかを判断する。
このとき、ＡＧＣ電圧が極値となる指向方向がＭ方向検出された場合、Ｍ＝１すなわち一方向に特定できる場合はステップ１７０へ移行する。一方、Ｍ＞１すなわち指向方向が二方向以上検出された場合はステップ２００の一方向特定処理へ移行する。

ステップ２００では、二方向以上検出された指向方向のうちから一つに絞り込むための一方向特定処理が行われる。図１１に示す上記一方向特定処理のフローチャートにしたがってステップ２００における処理を説明していく。
図１１に示されるステップ２１０は、ステップ１５０で検出されたＭ方向の指向方向についてのみ再度各ＡＧＣ電圧を取得する。
取得された各ＡＧＣ電圧はステップ２２０にてＥＥＰＲＯＭ２８ｄに格納されることで記憶される。上記ＥＥＰＲＯＭ２８ｄには、上述の指向方向特定処理からの指向方向に対するＡＧＣ電圧のデータが蓄積され、当該チャンネル番号における一方向の特定が完了するまで上記データは保持される。

次に、ステップ２３０でＭ方向の各方向でＡＧＣ電圧が極値となった数を上記データから呼び出して比較する。
上記ステップ２３０で比較した結果、ステップ２４０にて上記Ｍ方向のうち上記極値の数が一方向だけ他の方向よりも多い場合、当該一方向が選択されて一方向特定処理は終了する。
そして、図１０に示す指向方向特定処理のステップ１７０に移行し最適な指向方向として特定されて上記指向方向特定処理を終了する。
また、ステップ２４０にて、Ｍ方向のうち複数の方向で上記極値の数が同じである場合、さらにデータの数を増やして比較するためにステップ２１０に移行する。このように、一方向に特定できるまでこの処理を繰り返す。

上記一方向特定処理を、上記極値が複数存在する一例として図９をもとに具体的に説明する。
同図において初回検出データとしてＣ１０１，Ｃ１０２，Ｃ１１０でＡＧＣ電圧が同じ値で極値となる指向方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１０の三方向が検出されている。ここで、ＡＧＣ電圧が極値であるのは一方向（Ｍ＝１）かを判断するが（Ｓ１６０）、ここでは三方向（Ｍ＝３）が極値となっているので、特定する指向方向を絞り込むため一方向特定処理（Ｓ２００）に移行する。
そして、上記一方向特定処理では上記三方向の各ＡＧＣ電圧を取得しデータＣ２０１，Ｃ２０２，Ｃ２１０が得られ（Ｓ２１０）、この結果を２回目の検出データとして上記ＥＥＰＲＯＭ２８ｄに記憶する（Ｓ２２０）。上記２回目の検出データによればＣ２０１，Ｃ２０２でＡＧＣ電圧が同じ値で最も低くなり、指向方向Ｄ１，Ｄ２が極値となった。

ここで、各指向方向の極値となった回数を比較すると、Ｄ１＝２、Ｄ２＝２、Ｄ１０＝１となり（Ｓ２３０）、指向方向Ｄ１，Ｄ２で同回数のため、まだ一方向の特定はできない（Ｓ２４０）。
そこで、上記データを増やすためさらに上記三方向の各ＡＧＣ電圧を取得しデータＣ３０１，Ｃ３０２，Ｃ３１０を得る（Ｓ２１０）。三回目の検出データによれば極値となったのはＤ１のみである。上記と同様に各指向方向の極値となった回数を比較すると、Ｄ１＝３、Ｄ２＝２、Ｄ１０＝１となり（Ｓ２３０）、指向方向Ｄ１だけ極値の数が多くなったため（Ｓ２４０）、当該チャンネルにおいてはＤ１が最適な指向方向と特定される（Ｓ１７０）。

以上のように、複数指向方向が検出された場合においても一方向に特定され、上述の選局データ２８ｄ１に各チャンネル番号に応じて一方向ずつ指向方向を設定することができる。

また、上記指向方向特定手段は、設定されたＡＧＣ電圧の閾値により特定する構成としてもよい。特定される指向方向はあらかじめ設定したＡＧＣ電圧の閾値によって指向方向が特定される。上述してきたようにＡＧＣ電圧は周波信号の電界強度の強弱が反映されるものであり、所望の電界強度で受信できるようにＡＧＣ電圧の閾値を設定しておくことができる。
すなわち、常に良好な受信状態を保つために、上述の信号状態検出手段にて検出したＡＧＣ電圧が設定した閾値に満たなければ当該周波数は受信しないことになる。また上述の閾値による選択で複数の指向方向が選択された場合は、上述の変形例にて説明した一方向特定処理を加えればよい。
上記閾値の設定は本発明のテレビジョン受信装置使用時の初期設定として始めから既定値として設定されていてもよいし、ユーザが設定してもよい。

（４）まとめ：
以上説明したように、本発明においては、電気信号により静的に指向方向が可変であるスマートアンテナによって方向検索が可能となり、動的に指向方向を変更するアンテナにみられるような誤差が少ない。さらに、全指向方向Ｄ１〜Ｄ１６についてＡＧＣ電圧により受信した信号状態を検出し、良好な指向方向を特定することで最適な指向方向が得られ放送電波を良好な受信状態で受信することができる。

スマートアンテナによるテレビジョン受信装置の外観斜視図である。 スマートアンテナユニットの回路ブロック図である。 コントロールユニットの回路ブロック図である。 指向方向を示す模式図である。 選局データを示す表である。 指向方向特定処理のフローチャートである。 全指向方向におけるＡＧＣ特性図である。 受信周波数が無い場合のＡＧＣ特性図である。 複数の極値を有するＡＧＣ特性図である。 変形例における指向方向特定処理のフローチャートである。 指向方向特定処理フローチャートのＳ２００における一方向特定処理のフローチャートである。

符号の説明

１０…スマートアンテナユニット
１１…指向性アンテナ
１２…位相器
１３…ブースター回路
１４…合成器
１６…アンテナケーブル
１７…脚部
１８…柱部
１９…アンテナ保持部
２０…コントロールユニット
２１…アンテナコントロール部
２２…チューナ部
２３…デジタル再生部
２３ｂ…復調回路
２３ｃ…デスクランブル部
２３ｄ…デマルチプレックス部
２３ｅ，２３ｆ…ＤＲＡＭ
２３ｇ…ＭＰＥＧデコーダ
２３ｈ…ＯＳＤ処理部
２４…アナログ再生部
２４ｂ…復調回路
２４ｂ１…ＡＧＣ回路
２４ｂ２…同期分離回路
２４ｄ…デコーダ
２４ｅ…音声デコーダ
２６…映像出力部
２７…音声出力部
２８ａ…ＣＰＵ
２８ｂ…ＲＡＭ
２８ｃ…ＲＯＭ
２８ｄ…ＥＥＰＲＯＭ
２８ｄ１…選局データ
２８ｄ２…ＯＳＤデータ
２８ｄ３…放送局情報
２８ｄ４…住所情報
２９…バス
３０…テレビジョン
４０…リモコン送信機

Claims (4)

1. 静的に指向性を変更可能なスマートアンテナと、上記スマートアンテナにおける指向方向を電気信号により切り換えるアンテナコントロール部と、上記スマートアンテナにて受信した周波信号から所望の周波数成分を抽出するチューナ部と、上記チューナ部にて抽出された周波信号から映像信号や音声信号を生成する再生部とを具備するテレビジョン受信装置において、
   上記チューナ部にて所定の周波数帯域の全周波数についてスキャンし受信可能な周波数を自動的に抽出し所定の記憶部に記憶していくオートスキャンによる選局手段と、
   上記アンテナコントロール部にて上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて検索方向を電気的に切り替えていき、
   上記再生部にて上記選局手段により抽出された周波数を上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて、上記周波信号の増幅率を規定するＡＧＣ電圧を検出することにより信号状態を検出する信号状態検出手段と、
   上記信号状態検出手段にてＡＧＣ電圧が極値となり上記信号状態が良好な指向方向を一方向特定し電気的に方向の切り替えが可能な指向方向特定手段とを具備することを特徴とするテレビジョン受信装置。
2. 静的に指向性を変更可能なスマートアンテナと、上記スマートアンテナにおける指向方向を電気信号により切り換えるアンテナコントロール部と、上記スマートアンテナにて受信した周波信号から所望の周波数成分を抽出するチューナ部と、上記チューナ部にて抽出された周波信号から映像信号や音声信号を生成する再生部とを具備するテレビジョン受信装置において、
   上記チューナ部にて所定の周波数帯域の全周波数についてスキャンし受信可能な周波数を自動的に抽出し所定の記憶部に記憶していくオートスキャンによる選局手段と、
   上記アンテナコントロール部にて上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて検索方向を電気的に切り換えていき、
   上記再生部にて上記選局手段により抽出された周波数を上記スマートアンテナの複数の指向方向のそれぞれについて、上記周波信号の増幅率を規定するＡＧＣ電圧を検出することにより信号状態を検出する信号状態検出手段と、
   上記信号状態検出手段にてＡＧＣ電圧が極値となり上記信号状態が良好な複数の指向方向から所定の選択手段で一方向を特定し電気的に方向の切り換えが可能な指向方向特定手段とを具備することを特徴とするテレビジョン受信装置。
3. 上記選択手段は、複数の指向方向が選択された場合に上記指向方向について上記信号状態検出手段を所定回数繰り返し実行し、総合的に良好な一つの指向方向に特定することを特徴とする請求項２に記載のテレビジョン受信装置。
4. 上記指向方向特定手段は、設定されたＡＧＣ電圧の閾値により特定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のテレビジョン受信装置。

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