JP4479620B2 - デジタル受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、多指向性アンテナ（スマートアンテナ）を用いた地上波デジタルテレビジョン放送受信装置（以下、テレビジョン放送受信装置と略称する）、特に、視聴者が多指向性アンテナを最適な受信方向に設定可能な機能を備えた地上波デジタルテレビジョン放送受信装置に関する。

ＡＴＳＣデジタルテレビジョン放送（以下、テレビジョン放送と略称する）が行なわれている北米大陸では、平野部に大都市が点在するため、各都市の近郊で放送されているテレビジョン放送信号を、他の都市やその中間地点で受信することが可能である。テレビジョン放送信号を受信するユーザ側から見ると、様々な方向からテレビジョン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節する必要がある。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。

地上波デジタル放送は、受信したデジタル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という特徴を有している。そのため、多指向性アンテナを用いることにより、多数のチャンネルのテレビジョン放送の視聴が可能となる。

なお、スマートアンテナなどの多指向性アンテナに接続される装置として、以下のような特許文献1〜３が知られている。
特開１０−７０５０２ 特開２００４−１５８００ 特開平７−８７０１１

上記特許文献１には、基地局の受信した信号を用いて到来方向推定手段が移動局から電波の到来を推定することにより、移動局の方向を推定し、その結果に基づいてアンテナの指向性制御手段がアンテナの指向性ビームの指向性のピーク方向を移動局の方向に向けることにより、交信を行う移動局方向以外への電波の放射を抑え、他の基地局や移動局への妨害を無くし、少ない送信電力や繰り返し周波数で複数の移動局に対して交信を行うことを可能とする技術が開示されている。

また、上記特許文献２には、再起動や起動直後の受信信号が所定のビットエラーレートより小さい時や、受信信号強度が所定の強度より小さい時に、アンテナの性能が一定量だけ劣化すると、事前のアンテナ構成を再利用してアンテナの受信方向を最適化する技術が開示されている。

また、上記特許文献３には、間接的に周囲を走査する走査手段と、この走査手段の位置する地点での電界強度を測定する測定手段と、この測定手段により最も強い電解強度が受信された方向に通信ビームの向きを切替える切替え手段とを備えた移動体との通信を行うための無線通信システムおよび無線装置及びスイッチが開示されている。

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。デジタルテレビジョン放送信号を受信するデ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の受信方向の全てに対して多指向性アンテナの受信方向を調節できるように設定されている。一般的に、デジタルテレビジョン放送信号受信装置では、正常に受信可能な各チャンネルについて、あらかじめ多指向性アンテナの１６の受信方向の全てにおいて、テレビジョン放送信号の受信を行い、受信したテレビジョン放送信号の信号受信強度を測定し、信号受信強度が最も高い方向を、そのチャンネルについての最適受信方向に設定している。

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、チャンネル毎に一度最適受信方向を設定しておけば、改めて最適受信方向を設定し直す必要はない。ところが、米国などでは放送局が各地に点在しており、電波塔から流される電波の経路によっては、必ずしも信号受信強度が強い方向が最適な受信方向であるとは限らない。例えば、送電線等による妨害波によって妨害されたテレビジョン放送信号波や、森を通って減衰したテレビジョン放送信号波等と比べて、高層ビルによって反射したテレビジョン放送信号波の方が信号受信強度は小さいが、良好な映像が得られる場合があり、上記1〜３の文献にはこの問題に関する解決策は何ら記載されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、特別な装置を追加することなく、ユーザが最適な映像チャンネルを選択し視聴できることにある。

上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、本発明のテレビジョン放送信号受信装置は、多指向性アンテナを接続することが可能で、且つ、複数の受信方向のうちのいずれか１つの受信方向のみを有効にする制御信号に基づいて指向性を制御する制御ユニットに対して、前記制御信号を送ることが可能な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の受信方向を指示するための制御部と、初期チャンネル設定動作を行うことが可能なチューナ部と、前記チューナ部により受信された前記テレビジョン放送信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、前記信号処理部から前記制御部に送られる信号を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記初期チャンネル設定時に前記多指向性アンテナの受信方向が前記複数の受信方向のうちのいずれか１つの受信方向のみを有効にするように、所定の間隔で前記制御ユニットへ制御信号を出力し、前記信号処理部から前記初期チャンネル設定時に、前記チューナ部で受信したチャンネルのテレビジョン放送信号に所定の処理を施したチャンネル毎に切換え可能な全ての方向について信号受信強度データを取得し、チャンネル毎に各方向の前記信号受信強度データをマトリックス状に前記記憶部に記憶させ、次に、通常受信時にあるチャンネルが選択されると、前記記憶部から選択されたチャンネルの最大信号受信強度を示す方向を読み出して制御信号を前記制御ユニットに送り、前記多指向性アンテナの受信方向を選択されたチャンネルの最大受信強度方向に設定し、有効となった受信方向に対応する映像に切換え、さらに、ユーザ入力に基づいて、前記信号受信強度の高い順に選択されたチャンネルの受信方向を切換えることにより、ユーザが希望する映像に設定可能とすることを特徴とするテレビジョン放送信号受信装置。

本発明に係るデジタルテレビジョン放送信号受信装置によると、ユーザが映像を見て最適な画面を決定する事ができるので、受信強度が強いにも関わらずユーザが見づらい映像を受信してしまうという状況を回避する事ができる。また、本発明に関わるデジタルテレビジョン放送受信装置によると、記憶部にチャンネル毎の受信強度を蓄えておけばよいので、ハードの設計変更や機器のコストを増大させる事なく、ユーザが所望の最適な画面を表示させる事ができる。

本発明の一実施の形態に係るデジタルテレビジョン放送信号受信装置について説明する。ユーザが家庭においてテレビジョン放送信号を受信する状況を図１に示す。デジタル（地上波）テレビジョン放送が行われている地域では、受信したデジタルテレビジョン放送信号の信号受信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地域など複数箇所に点在する放送局から送信されてくるテレビジョン放送信号を受信して、テレビジョン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。

多指向性アンテナには、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や、複数のアンテナを有し、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など、様々な構造が考えられる。多指向性アンテナの受信方向の数は、ＥＩＡ−９０９規格によれば、１６方向と規定されており、ＥＩＡ−９０９規格に準拠したデジタルテレビジョン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スペックなどにかかわらず、１６の受信方向の全てに対して切り換えが可能である。

デジタルテレビジョン放送信号受信装置において多指向性アンテナの受信方向を切り換える際、一般的に、各チャンネルについて受信したテレビジョン放送信号の信号受信強度の最も高い方向を、そのチャンネルの最適受信方向に設定している。ところが、デジタルテレビジョン放送の場合、上記のように受信したデジタルテレビジョン放送信号の信号受信強度が一定の閾値以上であれば一定の画質の画像が得られるため、必ずしも信号受信強度の最も高い方向でなくても、そのチャンネルのテレビジョン放送信号を受信して、モニタ装置の画面上に正常に表示することができる。本実施の形態の説明では、デジタルテレビジョン放送信号の信号受信強度が一定の閾値以上である場合を「テレビジョン放送信号を正常に受信できる」と定義する。

本実施の形態に係るデジタルテレビジョン放送信号受信装置では、正常に受信可能な各チャンネルについて、それぞれ多指向性アンテナで正常に受信可能な受信方向が複数あるときは、最適受信方向から、信号受信強度が一定の閾値以上である方向までの受信強度を、受信信号強度の高い順に優先順位をつけて記憶部に保存しておく。そして、受信強度の高い順に、ユーザが手動で画面を切り換えて、ユーザが最適と判断したテレビジョン放送信号の受信を行う。

次に、本実施の形態に係るデジタルテレビジョン放送信号受信装置１の構成を図２に示す。デジタルテレビジョン放送信号受信装置１は、多指向性アンテナ２に接続され、テレビジョン放送信号を受信するチューナ（放送信号受信手段）３、チューナ３で受信したデジタルテレビジョン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（デジタル信号処理手段）、チューナ３で受信したアナログテレビジョン放送信号を復号化するＮＴＳＣデコーダ、ＭＰＥＧ圧縮されていたテレビジョン放送信号をデコードするＭＰＥＧデコーダ（信号出力手段）からなる信号処理部４、デコードされたテレビジョン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）５、チューナ３により受信したテレビジョン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９を制御する（受信方向設定手段及び制御信号出力手段として機能する）とともに、ＡＴＳＣフロントエンドやＮＴＳＣデコーダなど信号処理部４を制御する（全体制御手段として機能する）制御部（ＣＰＵ）６、デコードされたテレビジョン放送信号を一時的に記憶したり、デコードされたテレビジョン放送信号に重畳させる表示画像を記憶したりするメモリ（記憶手段）７などで構成されている。信号処理部４によりデコードされたテレビジョン放送信号は、オンスクリーンディスプレイ部５を介して表示部８に出力され表示される。

多指向性アンテナ２の制御ユニットは、制御部６からの制御信号に応じて、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９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。

次に、デジタルテレビジョン放送信号受信装置１の制御部６による受信可能な各チャンネルについての多指向性アンテナ２の最適受信方向設定について、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、制御部６がチューナ３に多指向性アンテナ２が接続されたことを検出すると、初期動作として、接続された多指向性アンテナ２により受信可能な各チャンネルについて受信強度の強い順番に、その第１候補から第ｎ候補までの方向をメモリに保存する処理（アンテナ処理）を行う。制御部６は、方向カウンタにｎ＝１６をセットすると（Ｓ１）、第ｎ番目の方向を指定する制御信号を出力する（Ｓ２）。制御信号を多指向性アンテナ２の制御ユニット９に出力した後、制御部６は、さらにチャンネルカウンタに、例えばｍ＝１２をセットする（Ｓ３）。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３により１２個のチャンネルのテレビジョン放送信号を受信する（Ｓ４）。テレビジョン放送信号を受信すると、制御部６は、受信したテレビジョン放送信号の信号受信強度を測定し、測定結果をメモリ７に保存する（Ｓ５）。そして、チャンネルカウンタを１つ減算し（Ｓ６）、１２個のチャンネルの全てについてデジタルテレビジョン放送信号の信号受信強度を測定したか否かを判断する（Ｓ７）。１２個のチャンネルの全てについてテレビジョン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に戻って次のチャンネルについてデジタルテレビジョン放送信号の信号受信強度を測定する。１２個のチャンネルの全てについてテレビジョン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６は、方向カウンタを１つ減算し（Ｓ８）、１６個の受信方向の全てについてデジタルテレビジョン放送信号の信号受信強度を測定したか否かを判断する（Ｓ９）。１６の受信方向の全てについてテレビジョン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Ｓ２に戻って次の受信方向についてデジタルテレビジョン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、１２個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が完了すると（Ｓ９でＹＥＳ）、制御部６は、メモリ７に保存されている測定データを読み出し、全ての測定した信号受信強度を所定の閾値と比較する（Ｓ１１）。そして、制御部６は、１２個のチャンネルについて、それぞれ閾値以上の値を示す信号受信強度のデータが得られた受信方向を抽出し（Ｓ１２）、得られた受信方向の中から受信強度の大きい順に並替え設定を行う（Ｓ１３）。

次に、ユーザがあるチャンネルを選択した場合の受信方向切換処理について、図４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ここでは、ユーザがあるチャンネルを選択し、そのチャンネルにおける閾値以上の値を示す信号受信強度のデータが５つ得られた場合を示す。ユーザがあるチャンネルを選択すると、まず、制御部６は、メモリ７から選択されたチャンネルの最大受信強度を示す方向を読み出し、多指向性アンテナ２の制御ユニットに制御信号を出力し、多指向性アンテナ２の受信方向を、選択されたチャンネルの最大受信強度方向に設定する（Ｓ１３）。次に、制御部６は、設定された受信強度の方向から得られるテレビジョン放送信号受信し、表示部８に表示させる。ユーザが最適な表示であると判断した場合は（Ｓ１４でＹＥＳ）、そのままテレビジョン放送信号の受信を継続する（Ｓ２０）。

一方、テレビジョン放送信号の表示が最適でないとユーザが判断したときは（Ｓ１４でＮＯ）、例えばユーザがリモコンの下ボタンを押下すると、制御部６がメモリ７から、選択されたチャンネルのうち２番目に大きい受信強度方向を読み出し、多指向性アンテナ２の受信方向を、選択されたチャンネルのうち２番目に大きい受信強度を示す方向に設定して（Ｓ１５）表示部８に表示させる。ユーザが最適な表示であると判断した場合は（Ｓ１６でＹＥＳ）、そのままテレビジョン放送信号の受信を継続する（Ｓ２０）。そして、テレビジョン放送信号の表示が最適でないとユーザが判断したときは（Ｓ１６でＮＯ）、再度ユーザがリモコンの下ボタンを押下すると、制御部６がメモリ７から選択されたチャンネルのうち３番目（Ｓ１７）に大きい受信強度方向を読み出し、多指向性アンテナ２の受信方向を、選択されたチャンネルのうち３番目に大きい受信強度を示す方向に設定し（Ｓ１５）、表示部に表示させる。ユーザが最適な表示であると判断した場合は（Ｓ１６でＹＥＳ）、そのままテレビジョン放送信号の受信を継続する（Ｓ２０）。

あらかじめ設定されている最適受信方向、その第２候補から第５候補のいずれもユーザが最適な表示であると判断できなかった場合は、何らかの理由でそのチャンネルの放送信号が送信されていないと考えられるので、制御部６は、受信不能処理を行う（Ｓ１９）。

以上説明したように、本実施の形態に係るデジタルテレビジョン放送受信装置によれば、あらかじめ正常に受信可能な各チャンネルについて、最適受信方向だけでなく、例えばその第２候補から第５候補までを設定しておき、ユーザがリモコンの押下によって最適と思うチャンネルについて、順次受信方向を切り換えてテレビジョン放送信号を受信することができる。

ユーザが家庭においてデジタルテレビジョン放送信号を受信する状況を示す概念図。 本発明の一実施の形態に係るデジタルテレビジョン放送信号受信装置の構成を示すブロック図。 上記デジタルテレビジョン放送信号受信装置による各チャンネルについての多指向性アンテナの複数の受信方向設定処理を示すフローチャート。 図４のフローチャートにおける最適受信方向、その第２候補及び第５候補設定サブルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ デジタルテレビジョン放送信号受信装置
２ 多指向性アンテナ（スマートアンテナ）
３ チューナ（放送信号受信手段）
４ 信号処理部（ディジタル信号処理手段、信号出力手段）
５ オンスクリーンディスプレイ部
６ 制御部（制御信号出力手段、受信方向設定手段、全体制御手段）
７ メモリ（記憶手段）
８ 表示部
９ 制御ユニット

Claims (1)

1. 多指向性アンテナを接続することが可能で、且つ、複数の受信方向のうちのいずれか１つの受信方向のみを有効にする制御信号に基づいて指向性を制御する制御ユニットに対して、前記制御信号を送ることが可能な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の受信方向を指示するための制御部と、
   初期チャンネル設定動作を行うことが可能なチューナ部と、
   前記チューナ部により受信された前記テレビジョン放送信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
   前記信号処理部から前記制御部に送られる信号を記憶する記憶部とを備え、
   前記制御部は、前記初期チャンネル設定時に前記多指向性アンテナの受信方向が前記複数の受信方向のうちのいずれか１つの受信方向のみを有効にするように、所定の間隔で前記制御ユニットへ制御信号を出力し、前記信号処理部から前記初期チャンネル設定時に、前記チューナ部で受信したチャンネルのテレビジョン放送信号に所定の処理を施したチャンネル毎に切換え可能な全ての方向について信号受信強度データを取得し、チャンネル毎に各方向の前記信号受信強度データをマトリックス状に前記記憶部に記憶させ、
   次に、通常受信時にあるチャンネルが選択されると、前記記憶部から選択されたチャンネルの最大信号受信強度を示す方向を読み出して制御信号を前記制御ユニットに送り、前記多指向性アンテナの受信方向を選択されたチャンネルの最大受信強度方向に設定し、有効となった受信方向に対応する映像に切換え、
   さらに、ユーザ入力に基づいて、前記信号受信強度の高い順に選択されたチャンネルの受信方向を切換えることにより、ユーザが希望する映像に設定可能とすることを特徴とするテレビジョン放送信号受信装置。