JP4165463B2

JP4165463B2 - ディジタルテレビジョン放送信号受信装置

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Publication number: JP4165463B2
Application number: JP2004189741A
Authority: JP
Inventors: 敏弘高城; 吉富長村; 泰寛乾
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
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Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2024-06-28
Also published as: US7761897B2; JP2006014026A; US20050287968A1

Description

本発明は、例えばＡＴＳＣなどのディジタルテレビジョン放送信号を受信するためのディジタルテレビジョン放送信号受信装置に関する。

ＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送（以下、ＴＶ放送と略称する）が行われている北米大陸では、平野部に大都市が点在し、各都市の近郊で放送されているＴＶ放送信号を受信するユーザ側から見ると、様々な方向からＴＶ放送信号が送信されてくるため、自分の見たい番組が放送されている放送局の方向にアンテナの向きを調整する必要がある。そこで、スマートアンテナなど多指向性アンテナが実用化されつつある。一般的な地上波テレビジョン放送用のアンテナは、八木アンテナと呼ばれる形状をしており、これは、強い指向性により、弱い電波でも受信することができるのが特徴のアンテナである。一方、指向性が強いために、ある放送局の電波しか受信できないと言う弱点もある。同時に、指向性が高い分、わずかな方向変化でも信号受信強度が変化する。

なお、アンテナの受信方向を制御する装置に関しては、アンテナの回転角度を感知するセンサーを用いて最適受信状態にアンテナを制御する方法（特許文献１参照）、また車載用衛星放送受信アンテナで、信号レベル判別と連動する駆動信号と方向信号を発生することによりアンテナを回転制御する方法（特許文献２参照）、また、車載用の衛星放送受信ンテナで受信強度の変化にともないアンテナの回転速度を変化させて追尾を行う方法が知られている（特許文献３参照）。
特開平０５−２６７９１９号公報特開平０６−２２５２３０号公報特開２００３−３４４５１７号公報

上述のように、米国のＡＴＳＣディジタルテレビジョン放送では、放送電波が全方向から来る可能性があり、そのため、ＴＶ放送受信においては、多指向性のアンテナ（スマートアンテナ）が必要とされ、ＥＩＡ−９０９規格によれば、スマートアンテナは円を１６分割した各方向に受信方向を有すると規定されている。一方、ＴＶ放送信号を受信するディジタルテレビジョン放送信号受信装置としては、ＥＩＡ−９０９規格に準拠して１６方向の全てに対して多指向性アンテナ受信方向を調整できるように設定されている。

また、ディジタルテレビジョン放送信号受信装置（以下、ディジタルＴＶ放送信号受信装置と略称する）には、ユーザが選択したチャンネルのＴＶ放送信号を最も状態良く受信できるアンテナの方向を選択するオートスキャン機能が備え付けられているものも存在する。通常、放送局側のアンテナ、すなわち送信塔の位置は変化しないので、各チャンネル毎に１６方向についてスキャンを行い、最も受信状態の良い方向をそのチャンネルの受信方向に設定すればよい。ところが、米国などでは、比較的容易に放送局が新規開業する一方、放送局が倒産することもあり得る。そのため、従来受信できなかったチャンネルが新たに受信できるようになったり、従来受信できていたチャンネルが受信できなくなったりすることがある。さらに、高層ビルの建設によってＴＶ放送信号の受信状態が変化することもあり得る。そのため、必要に応じてユーザが選択したチャンネルについて最適な受信方向を設定し直す必要がある場合もあり得る。オートスキャン機能が備えられたディジタルＴＶ放送信号受信装置に、受信方向の切り換えに要する時間が短い多指向性アンテナが接続された場合であっても、受信方向切り替えるための制御信号が出力される間隔が長いので、選択されたチャンネルのＴＶ放送信号の最適受信方向を決定するのに要する時間が非常に長くなり、ユーザを苛立たせることになる。

一方、スマートアンテナの初期方向設定では、全ての地域チャンネルの、全ての方向について、最適受信方向と最大信号受信レベルを予め時間をかけて測定し、ＴＶ受信機内蔵のメモリに記憶させて、チャンネル選択のアクセス時に、直ぐに希望のチャンネルにアンテナの方向を合わせられるようにしている。しかしながら、室内アンテナを使用時の場合などにおいて、ユーザはアンテナの設置場所を変更したり、誤って設置したアンテナの方向を物理的に変えてしまう可能性が少なくなく、急にＴＶ受像ができなくなるといったトラブルが発生し易い。この様な場合、一旦、アンテナの方向が変わると、ＴＶ受像機に記憶している方向データが狂い、チャンネルごとの方向のデータは全く無意味になってしまう。このため、正常な受信に戻すには改めて、再度最初から、アンテナのサーチを始め、全チャンネルの、全方向での受信レベル測定を繰り返さなければならず、従って、非常に手間がかかり、大変無駄な時間とエネルギーを費やすことが生じるという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、一度記憶した各チャンネルのデータを有効に利用し、無駄な多指向性アンテナのサーチ回転を防ぎ、迅速に最大信号受信強度方向にアンテナを制御し、最適な受信方向を決定、維持し、常に最適な受信状態を得ると共に、所望の受信チャンネル選局に要する時間を短縮及びスキャン数の削減を可能とするディジタルＴＶ信号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に請求項１の発明は、予め規格で定められている１６の受信方向を有する多指向性アンテナが接続されて、前記受信方向のうちいずれか１つの受信方向のみを有効にして、テレビジョン放送信号を受信するディジタルテレビジョン放送信号受信装置において、前記多指向性アンテナに対して、テレビジョン放送信号を受信するための受信方向を指示するための制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記多指向性アンテナが接続され、テレビジョン放送信号の受信を行う放送信号受信手段と、前記テレビジョン放送信号受信手段により受信されたテレビジョン放送信号に対して所定の信号処理を行う放送信号処理手段と、前記放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力する信号出力手段と、前記放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された信号を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、前記制御信号出力手段により制御され、前記多指向性アンテナの方向のずれを調整するアンテナ方向調整手段と、ディジタルテレビジョン放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段とを備え、前記制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナへ制御信号を送り、この多指向性アンテナの受信方向が、順に前記受信方向を向くように、所定の間隔で制御信号を出力し、前記放送信号処理手段は、順に所定のチャンネルのテレビジョン放送信号の信号受信強度の測定を行い、測定した各受信方向の信号受信強度と、各チャンネル毎に最適な受信方向と、この方向で得られるベスト信号受信強度のレベル値、及び前記多指向性アンテナの追尾の起動を決めるために、前記ベスト信号受信強度から一定レベルの低い値に設定された信号受信強度の閾値とを前記記憶手段に記憶し、前記制御信号出力手段は、前記放送信号処理手段がテレビジョン放送受信時に、受信チャンネルにおける信号受信強度のレベルが、記憶されている前記受信チャンネルの閾値以下に低下したことを検出した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を制御し、前記アンテナ方向調整手段は、少なくとも１つ以上の受信チャンネルにおける信号受信強度が、前記記憶手段に記憶されている前記ベスト信号受信強度のレベル値以下で、受像表示可能な一定レベル以上の信号受信強度が得られず、一定遅延時間をおいた後も、なお前記信号受信強度が受像表示可能なレベルに達しない場合、又は、ユーザがアンテナ方向再調整スイッチを入力した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を１回転し、得られた信号受信強度最大の方向と、この方向のベスト信号受信強度レベル値を、前記記憶手段に記憶させ、さらに、前記アンテナ方向調整手段は、前記受信チャンネルにおける前記記憶手段に回転前に記憶されていた前記多指向性アンテナの前記１６方向の中の方向番号（Ｄｍ）と、回転後に得られた方向番号（Ｄｎ）との方向番号差（Ｌ）を検出し、この方向番号差（Ｌ）を用いて、前記記憶手段に記憶されている各チャンネルの各方向番号を、前記方向番号差（Ｌ）だけシフトし、このシフトに連動してベスト信号受信強度レベルも同時にシフトさせ、前記記憶手段の記憶されている全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータを全て電子的に一括更新し、前記多指向性アンテナの回転が一定時間内に一定回数以上起きた場合は、多指向性アンテナの追尾起動時における前記一定遅延時間をおく動作を機能させず、前記多指向性アンテナの回転が一定時間内に一定回数未満の場合には、前記一定遅延時間をおく動作を機能させるものである。

請求項２の発明は、予め規格で定められている１６の受信方向を有する多指向性アンテナが接続されて、前記受信方向のうちいずれか１つの受信方向のみを有効にして、テレビジョン放送信号を受信するディジタルテレビジョン放送信号受信装置において、前記多指向性アンテナに対して、テレビジョン放送信号を受信するための受信方向を指示するための制御信号を出力する制御信号出力手段と、前記多指向性アンテナが接続され、テレビジョン放送信号の受信を行う放送信号受信手段と、前記テレビジョン放送信号受信手段により受信されたテレビジョン放送信号に対して所定の信号処理を行う放送信号処理手段と、前記放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力する信号出力手段と、前記放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された信号を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、前記制御信号出力手段により制御され、前記多指向性アンテナの方向のずれを調整するアンテナ方向調整手段と、ディジタルテレビジョン放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段とを備え、前記制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナへ制御信号を送り、この多指向性アンテナの受信方向が、順に前記受信方向を向くように、所定の間隔で制御信号を出力し、前記放送信号処理手段は、順に所定のチャンネルのテレビジョン放送信号の信号受信強度の測定を行い、測定した各受信方向の信号受信強度と、各チャンネル毎に最適な受信方向と、この方向で得られるベスト信号受信強度のレベル値とを前記記憶手段に記憶し、前記制御信号出力手段は、前記放送信号処理手段がテレビジョン放送受信時に、受信チャンネルにおける信号受信強度のレベルが、記憶されている前記受信チャンネルのベスト信号受信強度のレベル値より低下したことを検出した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を制御し、前記アンテナ方向調整手段は、少なくとも１つ以上の受信チャンネルにおける信号受信強度最大の方向が、前記記憶手段に記憶されている前記信号受信強度最大の方向と異なっている場合に、前記異なる二つの方向の前記多指向性アンテナの前記１６の方向番号内における方向の差分値を求め、前記記憶手段に記憶されている各チャンネルの各方向番号を、前記二方向の差分値だけ連動シフトすることにより、前記記憶手段の記憶されている全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータを全て電子的に一括更新するものである。

請求項３の発明は、前記放送信号処理手段は、順に所定のチャンネルのテレビジョン放送信号の信号受信強度の測定を行い、測定した各受信方向の信号受信強度と、各チャンネル毎に最適な受信方向と、この方向で得られるベスト信号受信強度のレベル値、及び前記多指向性アンテナの追尾の起動を決めるために、前記ベスト信号受信強度から一定レベル低い値に設定された信号受信強度の閾値とを前記記憶手段に記憶し、前記制御信号出力手段は、前記放送信号処理手段がテレビジョン放送受信時に、受信チャンネルにおける信号受信強度のレベルが、記憶されている前記受信チャンネルの閾値以下に低下したことを検出した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を制御し、前記アンテナ方向調整手段は、少なくとも１つ以上の受信チャンネルにおける信号受信強度が、前記記憶手段に記憶されている前記ベスト信号受信強度のレベル値以下で、受像表示可能な一定レベル以上の信号受信強度が得られず、一定時間後もなお前記信号受信強度が受像表示可能なレベルに達しない場合、又は、ユーザがアンテナ方向再調整スイッチを入力した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を１回転し、得られた信号受信強度最大の方向と、この方向のベスト信号受信強度レベル値を、前記記憶手段に記憶させ、さらに、前記受信チャンネルにおける前記記憶手段に回転前に記憶されていた前記多指向性アンテナの前記１６方向の中の方向番号（Ｄｍ）と、回転後の方向番号（Ｄｎ）との方向番号差（Ｌ）を検出し、この方向番号差（Ｌ）を用いて、前記記憶手段に記憶されている各チャンネルの各方向番号を、前記方向番号差（Ｌ）だけシフトし、このシフトに連動してベスト信号受信強度レベルも同時にシフトさせて、前記記憶手段の記憶されている全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータを全て電子的に一括更新するものである。

請求項４の発明は、前記アンテナ方向調整手段による前記多指向性アンテナの回転が、一定時間内に一定回数以上起きた場合は、前記多指向性アンテナの追尾起動時における前記一定遅延時間をおく動作を機能させず、前記多指向性アンテナの回転が一定時間内に一定回数未満の場合には、前記一定遅延時間をおく動作を機能させるものである。

請求項５の発明は、前記アンテナ方向調整手段において、３つのチャンネルにおける最適受信方向のデータを再測定し、これらの方向番号データと、既に記憶されている前記３つの各チャンネルの最適受信の方向番号とを比較し、３つの方向番号差を求め、このうちの一致する２つの方向番号差でもって、アンテナ方向シフトの方向番号差とするものである。

請求項１の発明によれば、アンテナ移動による方向再調整において、１つのチャンネルについての、初期設定で記憶された方向と、移動後に測定されたアンテナ方向との方向差分を求めるだけで、既に記憶されている全チャンネルの方向データを、全てこの方向差分の数だけシフトすることにより、多指向性アンテナの移動後の全チャンネルの方向データ、及びこれに連動して対応する各チャンネルの信号受信強度最大レベルの書き換え等を、全て電子的に一括更新することで簡単に再調整を行うことができる。従って、全チャンネルの全方向で測定をやり直す必要はなく、アンテナ方向の再調整に無駄な時間とエネルギーを費やすことないので、ユーザに苛々させず、直ぐに正常な受信を提供することができる。

また、ＴＶ受信中に、信号受信強度が瞬間的に低下した場合、スマートアンテナの応答に遅延時間を設けているので、アンテナが回転せず、急激な画質劣化が起こらない。また、レベルが低下したその都度、ベスト信号受信強度、その方向を更新することにより、受信レベルが変動しても、何回でもアンテナの方向設定のし直しをすることができる。従って、受信レベルが低下しても、其の時点の、最適な信号受信強度を得ることができるので、常に高画質なＴＶ画像を受信することが可能となる。

請求項２の発明によれば、アンテナの移動に伴うアンテナ方向の再調整おいて、受信チャンネルの方向が、既に記憶されている方向とが異なっている場合に、この異なる二つの方向の多指向性アンテナの１６の方向番号内における方向の差分値だけ、記憶されている他の全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータをシフトすることにより、全て電子的に一括更新することで、簡単に再調整することができる。従って、全チャンネルの全方向で測定をやり直す必要はなく、アンテナ方向の再調整に無駄な時間とエネルギーを費やすことないので、ユーザに苛々させず、直ぐに正常な受信を提供することができる。

請求項３の発明によれば、アンテナの移動に伴うアンテナ方向の再調整は、１つのチャンネルについての、初期設定で記憶された方向と、変更後の測定されたアンテナ方向との方向変化の差分を取ることにより、この方向差分を用いて、全チャンネルの方向データ、及びこれに連動して対応する信号受信強度最大データの書き換えを、全て簡単に電子的に一括更新してすることにより行える。従って、請求項２と同様の効果を得ることができる。

請求項４の発明によれば、アンテナ方向再調整時のアンテナの回転の際、この回転が一定時間内に一定回数以上の頻度で起きた場合、アンテナの回転を速くして測定を迅速にするため、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）の作用をなくし（Ｒｏｔａｔｅモード）、先の調整回転の頻度が一定時間未満起こらなければ、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）の作用を動作させる（Ｒｏｔａｔｅモード解除）ことにより、アンテナの再調整をよりスムーズに行えるようにできる。

請求項５の発明によれば、受信アンテナ方向再調整時において、３つのチャンネルにおける最適受信方向の再測定したデータ値と、既に記憶されている各チャンネルの最適受信の方向番号とを比較することにより、このうちの一致する２つの方向番号差でもって、アンテナ方向シフトの方向番号差を導出するので、電波の反射波などで、一部測定が乱されても、より確実に精度の高いアンテナ方向を導出できる。

以下、本発明の一実施の形態に係るディジタルＴＶ放送信号受信装置について図面を参照して説明する。図１は、ユーザが家庭においてＴＶ放送信号を受信する状況を示す。ディジタル（地上波）ＴＶ放送が行われている地域では、受信したディジタルＴＶ放送信号の強度が一定の閾値以上であれば、補正などにより一定の画質の画像が得られる。そのため、図１に示すように、Ａ地域、Ｂ地域、Ｃ地域など複数箇所の点在する放送局から送信されてくるＴＶ放送信号を受信して、ＴＶ番組を視聴することができる。このような状況に対応して、複数の受信方向を有するスマートアンテナと呼ばれる多指向性アンテナが実用化されている。

ディジタルＴＶ放送信号受信装置は、アナログＴＶ放送信号も受信することができ、ディジタルＴＶ放送信号と同様に、多指向性アンテナの受信方向の数を確認して、無駄のない最適な受信方向制御を行うことができる。従って、特にディジタルＴＶ放送信号とアナログＴＶ放送信号を区別する必要がないときは、単にＴＶ放送信号とする。

一方、ＥＩＡ−９０９規格に準拠したディジタルＴＶ放送信号受信装置は、接続される多指向性アンテナの種類や受信方向の数などにかかわらず、１６の受信方向の全てに対して切り換えが可能でなければならない。

本実施の形態に係るディジタル放送信号受信装置は、多指向性アンテナが接続されたときに、規格で定められている１６の受信方向のそれぞれについてＴＶ放送信号の受信を行い、受信状態を測定する。そして、各受信チャンネルの信号受信強度の最大の方向を記憶しておき、チャンネル選択時にすぐに多指向性アンテナを最適方向に向ける。

図２は、本実施の形態に係るディジタルＴＶ放送信号受信装置１の構成を示す。ディジタルＴＶ放送信号受信装置１は多指向性アンテナ２に接続され、ＴＶ放送信号を受信するチューナ（放送信号受信手段）１１、チューナ１１で受信したディジタルＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行い、復号化するＡＴＳＣフロントエンド（ディジタル信号処理手段）１２、チューナ１１で受信したアナログＴＶ放送信号を復号化するＮＴＳＣデコーダ（アナログ信号処理手段）１３、ＭＰＥＧ圧縮されていたＴＶ放送信号をデコードするＭＰＥＧデコーダ（信号出力手段）１４、デコードされたＴＶ放送信号に所定の表示画像を重畳させるオンスクリーンディスプレイ部（ＯＳＤ）１５、チューナ１１により受信したＴＶ放送信号の受信状態を検知し、多指向性アンテナ２の制御ユニット２１を制御する（受信方向決定手段、アンテナ方向調整手段及び制御信号出力手段として機能する）とともに、ＡＴＳＣフロントエンド１２やＮＴＳＣデコーダ１３などを制御する（全体制御手段として機能する）制御部（ＣＰＵ）１６、デコードされたＴＶ放送信号を一時的に記憶し、またデコードされたＴＶ放送信号に重畳させる表示画像を記憶するメモリ（記憶手段）１７などで構成されている。ＭＰＥＧデコーダ１４によりデコードされたＴＶ放送信号は、オンスクリーンディスプレイ部１５を介してモニタ装置３に出力され、表示される。１８は、スマートアンテナの方向の再調整が必要な場合に使用するスイッチである。なお、ディジタルＴＶ放送では、ユーザ側のディジタルＴＶ放送信号受信装置１から放送局に向けてデータの送信が可能であるが、本発明とは直接関係がないので、その説明は省略する。

多指向性アンテナ２の制御ユニット２１は、制御部１６からの制御信号に応じて起動し、多指向性アンテナの検出後、多指向性アンテナ２の複数ある受信方向のうち、指示された方向のみを有効にする。多指向性アンテナ２がモータでアンテナを回転させて受信方向を切り換えるタイプである場合、制御ユニット２１はモータの回転を制御して、アンテナを指示された方向に向ける。一方、多指向性アンテナ２が電子スイッチのオン／オフにより有効なアンテナの方向を切り換えるタイプである場合、指示された方向のアンテナに接続された電子スイッチのみをオンし、その他の電子スイッチをオフする。

図３（ａ）、（ｂ）は、多指向性アンテナ２（スマートアンテナ）がＥＩＡ−９０９規格で定められた１６方向の受信方向を有する場合おけるＴＶ放送信号のアンテナの方向の違いによる受信状態例を示したものである。同図（ａ）、（ｂ）において、符号Ｄ０１〜Ｄ１６は、それぞれＥＩＡ−９０９規格で定められた１６の受信方向を示す。ＴＶ放送の各チャンネルの電波到来方向は、例として、太字の矢印の中にＣＨ−１，ＣＨ−２、ＣＨ−３（ＣＨはチャンネルの略称）のようにで示しており、同図（ａ）は、アンテナの方向の初期設定の受信状態例で、同図（ｂ）は、アンテナが使用中に移動して、その向きがずれた場合の受信状態例を示す。

従って、例えば、チャンネル２（ＣＨ−２と略す）に対して、アンテナの方向は当初、同図（ａ）のように方向番号Ｄ０１の方向で受信できていたが、移動により、同図（ｂ）で示すように受信方向が、方向番号Ｄ０４に変更されたとすると、受信機に記憶されているアンテナ方向のデータは、以前の方向番号Ｄ０１を維持したままなので、アンテナは同図（ｂ）のＴＶ電波が全く存在しない方向Ｄ０１を向き、何も受信することができない状態となる。従って、受信するにはアンテナの方向番号をＤ０４に変更する必要がある。

図４は、上記の問題を解決するための取り組むステップを図示したものである。同図において、４１は物理的なＴＶチャンネルで、例えば、４２のチャンネル選択フラグでＣＨ−２が選ばれた場合において、４３のスマートアンテナ初期設定時に記憶されている方向番号Ｄ_Ｍ（Ｄ_Ｍは任意のチャンネルＰでの方向番号）をＤ０１とした時、アンテナの移動に伴うアンテナ方向再調整後、４４のスマートアンテナのＣＨ−２での修正方向番号Ｄ_ＮがＤ０４を示したとすると、関係式（１）、（２）により、シフト方向差Ｌを３と算出することができる。この得られたシフト方向差Ｌと、関係式（３）、（４）を用いることにより、４７に示すように、ＣＨ−２以外の、他の全てのチャンネルに対するスマートアンテナの再調整後の修正方向番号Ｄ_Ｎを得ることができる。

次に、ディジタルＴＶ放送信号受信装置１の制御部１６による多指向性アンテナ２の受信方向制御について、図５（ａ）、（ｂ）に示すフローチャートを参照しつつ説明する。まず、図５（ａ）において、制御部１６は、チューナ１１に多指向性アンテナ２に接続されたことを検出すると、オートスキャンが開始し、所定のチャンネルが設定されると（Ｓ１）、制御部１６は、カウンタにｎ＝１６をセットし（Ｓ２）、第ｎ番目の方向を指定する制御信号を出力する（Ｓ３）。制御信号を多指向性アンテナ２の制御ユニット２１に出力し、多指向性アンテナ２の受信方向切り換えに要する時間を経過した後、チューナ１１により所定のチャンネルのＴＶ放送信号を受信する（Ｓ４）。ＴＶ放送信号を受信すると、制御部１６は、受信したＴＶ放送信号の信号受信強度を測定し、測定結果をメモリ１７に保存する（Ｓ５）。そして、カウンタを１つ減算し（Ｓ６）、１６の受信方向の全てについてディジタルＴＶ放送信号の信号強度を測定したか否かを判断する（Ｓ７）。１６の全ての受信方向についてディジタルＴＶ放送信号の信号受信強度を測定していない場合は、ステップＳ３に戻って次の受信方向についてディジタルＴＶ放送信号の信号受信強度を測定する。

１６の受信方向の全てについてＴＶ放送信号の信号受信強度の測定が完了すると（Ｓ７でＹＥＳ）、制御部１６は、メモリ１７に保存されている測定データを読み出し、全信号受信強度比較（Ｓ８）、受信チャンネルでの信号受信強度の最大方向Ｄ_Ｍと、このＤ_Ｍ方向の受信信号強度Ｅ（Ｄ_Ｍ）を検出し、信号受信強度Ｅ（Ｄ_Ｍ）に基づく閾値Ｅ_ＴＨ（Ｄ_Ｍ）を設定して、それぞれ記憶し（Ｓ９）、次に、チャンネルを切り換えて（Ｓ１０）、同様の測定を地域全チャンネルについて行い、それぞれの信号受信強度最大の方向Ｄ、この方向での信号受信強度最大のレベルＥ、及び信号受信強度Ｅ（Ｄ）に基づく各チャンネルの閾値Ｅ_ＴＨ（Ｄ）を設定し、各値をメモリ１７に記憶しておく（Ｓ１１）。閾値Ｅ_ＴＨ（Ｄ）は信号受信強度最大の値から受信電界強度が数デシベル下がったレベルに設定し、アンテナのサーチを起動させる基準としている。そして、スマートアンテナの起動するタイミングにおいて、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）をもたせ、一定時間遅延後もなお、信号受信強度が閾値以下である場合にのみ、スマートアンテナの回転起動をスタート始めるようにすることで、突発的、瞬時的レベル変動には応答しないように制御し、余分なアンテナサーチをなくし、安定な受像が出来るようにしている。

次に、図５（ａ）において得られた全ての地域チャンネルの信号受信強度最大方向Ｄ、最適の信号受信強度Ｅ（Ｄ）、閾値Ｅ_ＴＨ（Ｄ）を記憶した後、アンテンナの物理的な方向変動が起こった場合におけるアンテナの制御について、図５（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。同図において、選択する受信チャンネルＡ（ＣＨ−Ａとする）が選ばれると（Ｓ２１）、アンテナは、既に記憶されているデータより、ＣＨ−Ａの方向Ｄ_M（Ｄ_MはＣＨ−Ａの初期方向設定時の信号受信強度が最大の方向とする）にアンテナの方向が設定される（Ｓ２２）。受信方向Ｄ_Mにおいて、現在受信している信号受信強度レベルをＥ_２（Ｄ_Ｍ）（アンテナ方向初期設定時の最大レベルＥ（Ｄ_Ｍ）と異なる）とすると、Ｅ_２（Ｄ_Ｍ）が、初期に設定された閾値Ｅ_ＴＨ（Ｄ_M）より低下した場合で、低下した時点からある一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）経過後も、なお信号受信強度が閾値より低いままである場合には（Ｓ２３でＹＥＳ）、アンテナへ制御信号を送り、アンテナを１回転し（Ｓ２４）、信号受信強度の最大になる方向を探し、その時の信号受信強度が、受像表示可能な一定レベル以上の最適なベスト信号受信強度である場合には、このアンテナ回転後のベスト信号受信強度の方向Ｄ_Ｎ、レベルＥ（Ｄ_Ｎ）、及びこのレベルに基づく閾値Ｅ_ＴＨ（Ｄ_Ｎ）を別途記憶する（Ｓ２５）。なお、ユーザが、アンテナの物理的移動を感知して、アンテナ方向の再調整を必要と判断したときは、アンテナ再調整スイッチを押すことにより、指定されたチャンネルで強制的に、アンテナ方向修正モードに入ることができる。ステップＳ２３で「ＮＯ」の場合は、信号受信強度が対応する閾値より高いので、スマートアンテナは回転させない。

そして、図５（ｂ）に示すように、選局されたＣＨ−Ａに対し、既に記憶されているＣＨ−Ａのアンテナ方向の方向番号をＤ_Ｍとし、アンテナの移動後に、アンテナを回転して信号受信強度最大の得られた、同じＣＨ−Ａに対する新しい方向の方向番号をＤ_Ｎとすると、アンテナの移動により生じた方向番号の差異（Ｌとする）は、（１）Ｄ_ＮーＤ_Ｍ≧０の時、Ｌ＝Ｄ_ＮーＤ_Ｍ、（２）Ｄ_ＮーＤ_Ｍ＜０の時、Ｌ＝１６―（Ｄ_Ｍ―Ｄ_Ｎ）となり、アンテナの方向ずれＬがアンテナ方向測定により求まる（Ｓ２６）。

次に、ステップＳ２６で求められた方向番号の差異Ｌを用いて、他のアンテナ方向の方向番号は、記憶されている各チャンネルの方向番号データに方向番号差異Ｌだけ足してシフトすることにより求められる。すなわち、シフト後の各チャンネルの新しい方向番号Ｄ_Ｎと、記憶されていた方向番号Ｄ_Ｍとの関係は、（３）１６≧Ｄ_Ｍ＋Ｌの時、Ｄ_Ｎ＝Ｄ_Ｍ＋Ｌ、（４）１６＜Ｄ_Ｍ＋Ｌの時、Ｄ_Ｎ＝Ｄ_Ｍ＋Ｌ―１６となる（Ｓ２７）。これにより、方向番号が更新されると同様に、他の記憶されている信号受信強度等のデータも連動して、メモリー内のデータの格納場所を電子的にシフトすることにより、簡単に全チャンネルの全記憶データが更新される。

なお、アンテナ方向再調整時のアンテナ回転において、この回転が一定時間内に一定回数以上の頻度で起こった場合、アンテナ回転を速くして測定を迅速にするため、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）の作用はなくし（Ｒｏｔａｔｅモード）、逆に、調整回転の頻度が一定時間未満起こらなければ、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）の作用を動作させる（Ｒｏｔａｔｅモード解除）。

以上述べたように、本発明によるディジタルＴＶ放送受信装置によれば、１つのチャンネルについてのみ、初期設定で記憶された方向と、変更後の測定されたアンテナ方向との方向差分を取ることにより、アンテナが移動したことによる方向変化分が簡単に求められる。そして、これにより算出した１つのチャンネルの方向差分を用いて、全チャンネルの記憶されている方向データを、全て同じ方向差分の数だけシフトすることにより、全チャンネルの方向データの書き換え、及びこれに連動して対応する信号受信強度最大データの書き換えを、簡単に短時間で行うことが出来る。従って、アンテナ移動があった場合、全チャンネルの全方向で測定をやり直す必要は全く無く、アンテナ方向の再調整に無駄な時間とエネルギーを費やすことないので、ユーザに苛々させず、直ぐに正常な受信を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、アンテナ移動のズレを判定するのに、１つのチャンネルでのみ再測定をし、この方向データのみでもって、方向番号差を求め、他の全チャンネルのデータを更新していたが、１つのチャンネルで受信できる方向が複数ある場合に、反射波等の影響で、１つのチャンネルの測定だけでは方向決定が困難な場合があり、例えば、３つのチャンネルにおける最適受信方向のデータを再測定し、これらの方向番号データと、既に記憶されている３つの各チャンネルの最適受信の方向番号とを比較し、３つの方向番号差を求め、このうちの一致する少なくとも２つの方向番号差でもって、アンテナ方向シフトの方向番号差とすることにより、精度の高い修正を行うことが可能である。即ち、このような場合、複数チャンネルの方向データにより、誤差の少ない精度の高い方向番号差を得ることができ、これにより、全チャンネルの方向修正の精度も向上できる。

また、アンテナ方向の自動設定においては、予め測定した値に基づき、信号受信強度が最大となるベスト信号受信強度及びこのベスト信号受信強度から求まる閾値（例えば、ベスト信号受信強度から受信電界強度で３〜６ｄＢ低下した値等）を設け、この閾値を、ＴＶ受信時に信号受信強度が低下した場合におけるスマートアンテナの回転起動時の基準とするとともに、スマートアンテナを起動するタイミングにおいて、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）をもたせ、一定時間遅延後もなお、信号受信強度が閾値以下である場合にのみ、スマートアンテナの回転起動をスタート始めるようにしている。従って、室内アンテナ使用時などに、人が横切った場合に起こる信号受信強度の瞬時的なレベル変動に対して、従来はアンテナが直ぐ追従して、電波状態が元の状態に戻っても、アンテナだけ別の方向を向いて直ぐに正常な受信ができないという問題が発生したが、本アルゴリズムを適用すると、このような突発的に受信電波の瞬時低下変動があっても、アンテナが直ぐ追従しないので、アンテナの方向の変化がなく、受信状態が戻った時に、元の受信状態を保っているので、直ぐに正常なＴＶ映像を受信を楽しむことができる。従って、不必要にアンテナを１回転するなど、無駄な時間とエネルギーを費やすことなく、安定したＴＶ映像を受信をすることができ、ユーザに不安を与えることもない。

一方、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）については、アンテナ方向再調整時のアンテの回転の際、この回転が一定時間内に一定回数以上の頻度で起こった場合、アンテナの回転を速くして測定を迅速にするため、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）の作用はなくし（Ｒｏｔａｔｅモード）、逆に、調整回転の頻度が一定時間未満起こらなければ、一定の遅延時間（Ｗｅａｋａｔｔａｃｋｄｅｌａｙ）の作用を動作させる（Ｒｏｔａｔｅモード解除）ことにより、アンテナの再調整をよりスムーズに行えるようにできる。

ユーザが家庭においてディジタルＴＶ放送信号を受信する状況を示す概念図。本発明の一実施形態に係るディジタルＴＶ放送信号受信装置の構成を示す電気的ブロック図。（ａ）、（ｂ）はアンテナの方向とＴＶ放送信号の受信状態例を示す図。アンテナ方向修正のプロセスを説明する図。（ａ）、（ｂ）は上記ディジタルＴＶ放送信号受信装置によるオートスキャンの動作を示すフローチャート。

符号の説明

１ディジタルＴＶ放送信号受信装置
２多指向性アンテナ（スマートアンテナ）
３モニタ装置
１１チューナ（放送信号受信手段）
１２ＡＴＳＣフロントエンド（ディジタル信号処理手段）
１３ＮＴＳＣデコーダ
１４ＭＰＥＧデコーダ
１５オンスクリーンディスプレイ部
１６制御部（制御信号出力手段、受信方向決定手段、全体制御手段）
１７メモリ（記憶手段）
１８スマートアンテナ再調整スイッチ
２１制御ユニット
４３スマートアンテナ初期設定時の方向番号
４５アンテナ方向移動シフト数算出関係式
４６シフト数とシフト後の方向番号関係式
４７再調整後の修正アンテナ方向番号

Claims

予め規格で定められている１６の受信方向を有する多指向性アンテナが接続されて、前記受信方向のうちいずれか１つの受信方向のみを有効にして、テレビジョン放送信号を受信するディジタルテレビジョン放送信号受信装置において、
前記多指向性アンテナに対して、テレビジョン放送信号を受信するための受信方向を指示するための制御信号を出力する制御信号出力手段と、
前記多指向性アンテナが接続され、テレビジョン放送信号の受信を行う放送信号受信手段と、
前記テレビジョン放送信号受信手段により受信されたテレビジョン放送信号に対して所定の信号処理を行う放送信号処理手段と、
前記放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力する信号出力手段と、
前記放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された信号を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、
前記制御信号出力手段により制御され、前記多指向性アンテナの方向のずれを調整するアンテナ方向調整手段と、
ディジタルテレビジョン放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段とを備え、
前記制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナへ制御信号を送り、この多指向性アンテナの受信方向が、順に前記受信方向を向くように、所定の間隔で制御信号を出力し、
前記放送信号処理手段は、順に所定のチャンネルのテレビジョン放送信号の信号受信強度の測定を行い、測定した各受信方向の信号受信強度と、各チャンネル毎に最適な受信方向と、この方向で得られるベスト信号受信強度のレベル値、及び前記多指向性アンテナの追尾の起動を決めるために、前記ベスト信号受信強度から一定レベルの低い値に設定された信号受信強度の閾値とを前記記憶手段に記憶し、
前記制御信号出力手段は、前記放送信号処理手段がテレビジョン放送受信時に、受信チャンネルにおける信号受信強度のレベルが、記憶されている前記受信チャンネルの閾値以下に低下したことを検出した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を制御し、
前記アンテナ方向調整手段は、受信チャンネルにおける信号受信強度レベルが、前記記憶手段に記憶されている初期に設定された閾値より低下した場合に、この低下した時点からある一定の遅延時間経過後も、なお信号受信強度が前記閾値より低いままである場合、又は、ユーザがアンテナ方向再調整スイッチを入力した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を１回転し、得られた信号受信強度最大の方向と、この方向のベスト信号受信強度レベル値を、前記記憶手段に記憶させ、さらに、
前記アンテナ方向調整手段は、前記受信チャンネルにおける前記記憶手段に回転前に記憶されていた前記多指向性アンテナの前記１６方向の中の方向番号（Ｄｍ）と、回転後に得られた方向番号（Ｄｎ）との方向番号差（Ｌ）を検出し、この方向番号差（Ｌ）を用いて、前記記憶手段に記憶されている各チャンネルの各方向番号を、前記方向番号差（Ｌ）だけシフトし、前記方向番号が更新されると同様に、他の信号受信強度のデータも連動させて、前記記憶手段に記憶されている該データの格納場所を電子的にシフトし、前記記憶手段の記憶されている全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータを全て電子的に一括更新し、前記多指向性アンテナの回転が一定時間内に一定回数以上起きた場合は、多指向性アンテナの追尾起動時における前記一定遅延時間をおく動作を機能させず、前記多指向性アンテナの回転が一定時間内に一定回数未満の場合には、前記一定遅延時間をおく動作を機能させることを特徴とするディジタルテレビジョン放送信号受信装置。
予め規格で定められている１６の受信方向を有する多指向性アンテナが接続されて、前記受信方向のうちいずれか１つの受信方向のみを有効にして、テレビジョン放送信号を受信するディジタルテレビジョン放送信号受信装置において、
前記多指向性アンテナに対して、テレビジョン放送信号を受信するための受信方向を指示するための制御信号を出力する制御信号出力手段と、
前記多指向性アンテナが接続され、テレビジョン放送信号の受信を行う放送信号受信手段と、
前記テレビジョン放送信号受信手段により受信されたテレビジョン放送信号に対して所定の信号処理を行う放送信号処理手段と、
前記放送信号処理手段により処理された信号をモニタ装置に出力する信号出力手段と、
前記放送信号処理手段により処理された信号を一時的に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された信号を用いて、受信可能な各チャンネルについての最適な受信方向を決定する受信方向決定手段と、
前記制御信号出力手段により制御され、前記多指向性アンテナの方向のずれを調整するアンテナ方向調整手段と、
ディジタルテレビジョン放送信号受信装置の各部を制御する全体制御手段とを備え、
前記制御信号出力手段は、前記多指向性アンテナへ制御信号を送り、この多指向性アンテナの受信方向が、順に前記受信方向を向くように、所定の間隔で制御信号を出力し、
前記放送信号処理手段は、順に所定のチャンネルのテレビジョン放送信号の信号受信強度の測定を行い、測定した各受信方向の信号受信強度と、各チャンネル毎に最適な受信方向と、この方向で得られるベスト信号受信強度のレベル値、及び前記多指向性アンテナの追尾の起動を決めるために、前記ベスト信号受信強度から一定レベルの低い値に設定された信号受信強度の閾値とを前記記憶手段に記憶し、
前記制御信号出力手段は、前記放送信号処理手段がテレビジョン放送受信時に、受信チャンネルにおける信号受信強度レベルが、前記記憶手段に記憶されている初期に設定された閾値より低下した場合に、この低下した時点からある一定の遅延時間経過後も、なお信号受信強度が前記閾値より低いままである場合には、前記多指向性アンテナの指向性を制御し、
前記アンテナ方向調整手段は、少なくとも１つ以上の受信チャンネルにおける信号受信強度最大の方向が、前記記憶手段に記憶されている前記信号受信強度最大の方向と異なっている場合に、前記異なる二つの方向の前記多指向性アンテナの前記１６の方向番号内における方向の差分値を求め、前記記憶手段に記憶されている各チャンネルの各方向番号を、前記二方向の差分値だけ連動シフトすることにより、前記記憶手段の記憶されている全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータを全て電子的に一括更新することを特徴とするディジタルテレビジョン放送信号受信装置。
前記放送信号処理手段は、順に所定のチャンネルのテレビジョン放送信号の信号受信強度の測定を行い、測定した各受信方向の信号受信強度と、各チャンネル毎に最適な受信方向と、この方向で得られるベスト信号受信強度のレベル値、及び前記多指向性アンテナの追尾の起動を決めるために、前記ベスト信号受信強度から一定レベル低い値に設定された信号受信強度の閾値とを前記記憶手段に記憶し、
前記制御信号出力手段は、前記放送信号処理手段がテレビジョン放送受信時に、受信チャンネルにおける信号受信強度のレベルが、記憶されている前記受信チャンネルの閾値以下に低下したことを検出した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を制御し、
前記アンテナ方向調整手段は、受信チャンネルにおける信号受信強度レベルが、前記記憶手段に記憶されている初期に設定された閾値より低下した場合に、この低下した時点からある一定の遅延時間経過後も、なお前記信号受信強度が前記閾値より低いままである場合、又は、ユーザがアンテナ方向再調整スイッチを入力した場合に、前記多指向性アンテナの指向性を１回転し、得られた信号受信強度最大の方向と、この方向のベスト信号受信強度レベル値を、前記記憶手段に記憶させ、さらに、前記受信チャンネルにおける前記記憶手段に回転前に記憶されていた前記多指向性アンテナの前記１６方向の中の方向番号（Ｄｍ）と、回転後の方向番号（Ｄｎ）との方向番号差（Ｌ）を検出し、この方向番号差（Ｌ）を用いて、前記記憶手段に記憶されている各チャンネルの各方向番号を、前記方向番号差（Ｌ）だけシフトし、前記方向番号が更新されると同様に、他の信号受信強度のデータも連動させて、前記記憶手段に記憶されている該データの格納場所を電子的にシフトし、前記記憶手段の記憶されている全チャンネルの受信方向、信号受信強度のデータを全て電子的に一括更新することを特徴とする請求項２に記載のディジタルテレビジョン放送信号受信装置。
前記アンテナ方向調整手段による前記多指向性アンテナの回転が、一定時間内に一定回数以上起きた場合は、前記多指向性アンテナの追尾起動時における前記一定遅延時間をおく動作を機能させず、前記多指向性アンテナの回転が一定時間内に一定回数未満の場合には、前記一定遅延時間をおく動作を機能させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のディジタルテレビジョン放送信号受信装置。
前記アンテナ方向調整手段において、３つのチャンネルにおける最適受信方向のデータを再測定し、これらの方向番号データと、既に記憶されている前記３つの各チャンネルの最適受信の方向番号とを比較し、３つの方向番号差を求め、このうちの一致する２つの方向番号差でもって、アンテナ方向シフトの方向番号差とすることを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４のいずれかに記載のディジタルテレビジョン放送信号受信装置。