JP4581559B2

JP4581559B2 - ディジタルテレビジョン放送信号受信装置

Info

Publication number: JP4581559B2
Application number: JP2004246870A
Authority: JP
Inventors: 丈洋小野松
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2006067208A

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（ＴＶ）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するため、各都市の近郊で放送されているＴＶ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。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節する必要がある。このため、このような問題を解決すべく、アンテナの受信方向を変更できるように、ＴＶ放送信号受信装置からアンテナをコントロールする規格、ＥＩＡ−９０９”ＡｎｔｅｎｎａＣｏｎｔｒｏｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ”が制定された。これは、ＴＶ放送信号受信装置に、通称スマートアンテナと呼ばれる受信方向を変更できるアンテナ（以下、このように受信方向を変更できるアンテナを多指向性アンテナという）を接続し、これをＴＶ放送信号受信装置側からモジュラ端子を介して制御するための規格である。

ところで、ユーザがアンテナの受信方向を容易に調整できるようにした装置として、例えば、特許文献１乃至特許文献４に記載される装置等が知られている。これらの装置においては、受信したＴＶ放送信号のエラーレートや信号強度等に基づいて、アンテナの受信方向を調整する際に利用される情報が取得される。しかしながら、これらの装置は、自動的にアンテナの受信方向を調整できるものではない。また、アンテナの受信方向を自動的に調整できるようにした装置として、例えば、特許文献５に記載される装置が知られている。この装置においては、受信したＴＶ放送信号のエラーレートに基づいて、アンテナの受信方向が自動的に調整される。

特開平６−３３４９３２号公報特開２００１−３２０７４４号公報特開２００１−９４４５５号公報特開２００１−９４８９９号公報特開２００１−８６０１９号公報

しかしながら、特許文献５に記載される装置のように、受信したＴＶ放送信号のエラーレートに基づいてアンテナの受信方向を調整する装置においては、エラーレートを検出するために一定時間以上、エラー値を測定する必要があるため、アンテナの受信方向を調整するために必要な情報が得られるまでに長い時間を要していた。このため、このような装置においては、ＴＶ放送信号を最も状態良く受信できるアンテナの方向（以下、最適受信方向という）を検出するまでに長い時間を要していた。

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、多指向性アンテナの受信方向を自動的に調整するＴＶ放送信号受信装置において、最適受信方向を高速に検出することができるＴＶ放送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、予め定められている複数の受信方向を有する多指向性アンテナが接続され、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して、放送局から配信される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が接続され、テレビジョン放送信号の受信を行う受信手段と、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際の受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力すると共に、前記多指向性アンテナに対して受信したテレビジョン放送信号を増幅させる際の利得レベルを複数段階の中から選択して指示するための利得制御信号を出力することにより、前記多指向性アンテナを制御するアンテナ制御手段と、前記放送局から配信される任意の１チャンネルについて、前記アンテナ制御手段により前記多指向性アンテナの各利得レベル、及び各受信方向を順次指示して、前記受信手段によりテレビジョン放送信号を受信することにより、受信したテレビジョン放送信号の同期又は非同期状態に基づいて、各利得レベル及び各受信方向において同期が取れたか否かを示す同期情報を決定し、この同期情報を同期情報テーブルに記憶するスキャン手段と、前記同期情報テーブルに記憶された同期情報に基づいて複数の受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリアを検出する同期エリア検出手段と、前記同期エリア検出手段により検出された同期エリアが、複数の前記利得レベルに存在する場合に、複数の前記同期エリアのなかで、最も低い利得レベルにおける同期エリアの中央に位置する受信方向を、前記チャンネルを受信する際の前記多指向性アンテナの最適受信方向として決定する最適受信方向決定手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、受信したテレビジョン放送信号の同期状態に基づいて同期情報を決定し、この同期情報に基づいて最適受信方向を決定するので、テレビジョン放送信号を受信してから検出されるまでに長い時間を要するエラーレートを利用することなく、高速に最適受信方向を決定することができる。また、同期が取れている受信方向が必ずしも受信状態がよい（エラーレートが低い）受信方向とは限らないが、同期が取れている受信方向の中でも連続している同期エリアの中央に位置する受信方向を最適受信方向として決定するので、同期が取れている受信方向の中でも、より受信状態がよい可能性が高い受信方向を最適受信方向とすることができる。

また、同期情報を得る際、多指向性アンテナに対して受信したテレビジョン放送信号を増幅する際の利得レベルを指示して複数段階の利得レベルについて同期情報を取得し、より多くの同期情報に基づいて最適受信方向を決定するので、より受信状態がよい可能性が高い受信方向を最適受信方向とすることができる。また、利得レベルを高くするとテレビジョン放送信号と共にノイズも増幅されることとなるが、同期エリアが複数の利得レベルに存在する場合には、複数の同期エリアのなかで、最も低い利得レベルにおける同期エリアの中央に位置する受信方向を最適受信方向として決定するので、よりノイズの影響を抑えて最適受信方向を決定することができる。

請求項２の発明によれば、同期情報テーブルに記憶された同期情報に基づいて最適受信方向を決定するので、エラーレートを検出する必要がなく、高速に最適受信方向を決定することができる。

請求項３の発明によれば、同期が取れている受信方向の中でも最大同期エリアの中央に位置する受信方向を最適受信方向として決定するので、同期が取れている受信方向の中でも、より受信状態がよい可能性が高い受信方向を最適受信方向とすることができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係るテレビジョン（ＴＶ）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ディジタルＴＶ放送信号（以下、単にＴＶ放送信号という）を受信する状況を図１に示す。ディジタルＴＶ放送が行われている地域では、受信したＴＶ放送信号の強度が一定の閾値以上であれば、エラー訂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。

図２に示されるように、ＴＶ放送信号受信装置１は、スマートアンテナ２に接続され、スマートアンテナ２の有効な受信方向を切り替えることにより、複数箇所に点在する放送局から所定周波数帯域で配信されてくるＴＶ放送信号を受信して各チャンネルのＴＶ放送信号に含まれるＴＶ番組をモニタ装置３に出力する。なお、以下の説明においては、ＴＶ番組の放送に使用されている搬送波の周波数帯域である物理チャンネルのことを、単にチャンネルという。

ＴＶ放送信号受信装置１は、スマートアンテナ２に接続されＴＶ放送信号を受信するチューナ（受信手段）１１と、チューナ１１で受信したＴＶ放送信号に対して所定の信号処理を行い、復号化するフロントエンド１２と、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１３と、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（ＯＳＤ）部１４と、ユーザによるボタン操作に応じた信号を出力するリモコン１５と、リモコン１５から出力された信号を受信し、制御部１９へ出力するリモコン受信部１６と、後述する同期情報テーブル及び受信方向テーブル等を記憶するメモリ１７と、モジュラ端子１８と、不図示のＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて各種処理を実行しＴＶ放送信号受信装置１全体を制御する制御部１９とを備えている。

制御部（アンテナ制御手段）１９は、チューナ１１に対して選局するチャンネルを指示するためのチャンネル制御信号を出力することによりチューナ１１を制御し、スマートアンテナ２に対してＴＶ放送信号を受信する際の受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力することによりスマートアンテナ２を制御して、ＴＶ放送信号の受信動作を制御する。また、制御部１９は、後述する第１スキャン処理、及び最適受信方向決定処理を実行することにより、スキャン手段、最大同期エリア検出手段、最適受信方向決定手段として機能する。

スマートアンテナ２は、有効な受信方向を機械的又は電子的に切り替えることにより複数の受信方向Ｄ０〜Ｄ１５（図３参照）からＴＶ放送信号を受信するアンテナ部２１と、アンテナ部２１の動作を制御する制御ユニット２２とを備えている。制御ユニット２２は、ＴＶ放送信号受信装置１からの受信方向制御信号に応じて、アンテナ部２１の複数ある受信方向Ｄ０〜Ｄ１５のうち、指示された受信方向のみを有効にする。

次に、ＴＶ放送信号受信装置１によるＴＶ放送信号の受信処理について、図４を参照して説明する。制御部１９は、上述したように、チューナ１１に対してチャンネル制御信号を出力し、スマートアンテナ２に対して受信方向制御信号を出力して、スマートアンテナ２を介してチューナ１１にＴＶ放送信号を受信させる。チューナ１１は、受信したＴＶ放送信号に含まれる同期信号を検出し、検出された同期信号に基づいてＴＶ放送信号の同期を取る（＃１）。フロントエンド１２は、同期が取れたＴＶ放送信号についてエラーレートを検出し（＃２）、エラー訂正をして、多重化された信号から必要なＴＳ（Transport Stream）パケットを分離抽出し、ＴＶ放送信号受信装置１内の各ブロックへそれぞれ必要なＴＳパケットを供給する（＃３）。ＭＰＥＧデコーダ１３は、フロントエンド１２から入力される映像信号及び音声信号を含むＴＳパケットをデコードする（＃４）。デコードされた映像信号等は、オンスクリーンディスプレイ部１４を介してモニタ装置３に出力される（＃５）。

以下、任意の１チャンネルについて、ＴＶ放送信号を最も状態良く受信できるスマートアンテナ２の受信方向（最適受信方向）を検出する際のＴＶ放送信号受信装置１の動作について説明する。受信したＴＶ放送信号に基づいて最適受信方向を決定する際、エラーレートに基づいて最適受信方向を決定する場合には、一定時間以上、エラー値を測定する必要があるため、最適受信方向を決定するまでに長い時間を要することになるが、本実施形態のＴＶ放送信号受信装置１では、エラーレートを検出する前段階であるＴＶ放送信号の同期又は非同期状態（図４のステップ＃１）に基づいて、最適受信方向を決定する。

まず、最適受信方向を決定する際に利用される同期情報テーブルを作成する第１スキャン処理について図５を参照して説明する。第１スキャン処理が開始されると、制御部１９は、スマートアンテナ２の受信方向Ｄ０〜Ｄ１５の数に応じてカウンタの初期値ｍ（ここでは”１６”）を設定する（＃２１）。そして、第ｍ番目の方向を指定する受信方向制御信号をスマートアンテナ２に出力し（＃２２）、チューナ１１により所定チャンネルのＴＶ放送信号を受信する（＃２３）。そして、受信したＴＶ放送信号の同期信号が検出されたか否かに基づいて、同期状態か非同期状態か判断し、同期信号が検出された場合には（＃２４でＹＥＳ）、同期が取れたこと示す同期フラグをオンにして同期情報テーブルに登録し（＃２５）、ステップ＃２６に移行する。一方、同期信号が検出されなかった場合には（＃２４でＮＯ）、同期フラグをオンにせず（同期フラグをオフのまま）ステップ＃２６に移行する。このように、同期が取れたか否かを示す同期情報は、同期フラグのオン／オフによって表される。次に、制御部１９は、カウンタを１つ減算し（＃２６）、スマートアンテナ２の全ての受信方向について同期情報を取得したか否かを判断する（＃２７）。全ての受信方向について同期情報を取得していない場合は（＃２７でＮＯ）、ステップ＃２２に戻って次の受信方向について同期情報を取得する。全ての受信方向について同期情報が取得されると（＃２７でＹＥＳ）、第１スキャン処理を終了する。

図６は、上記第１スキャン処理により作成された同期情報テーブルの例を示す図である。同期情報テーブル５０には、受信方向Ｄ０〜Ｄ１５と対応させて同期情報５１が登録されている。なお、図６及び後述する図１０（ａ）〜（ｄ）において、同期フラグのオン状態を”○”印で示し、同期フラグのオフ状態を”×”印で示している。図６の例では、３つの受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリア５２と、７つの受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリア５３が示されている。これら同期エリア５２，５３のうち、最も広範囲となる同期エリア５３が最大同期エリアとなる。

次に、任意の１チャンネルについて最適受信方向を決定する際に行われる最適受信方向決定処理について、図７を参照して説明する。制御部１９は、まず、任意の１チャンネルについて上記第１スキャン処理を実行し、同期情報テーブルを作成する（＃４１）。そして、同期情報テーブルに記憶された同期情報に基づいて同期エリアを検出し、検出された同期エリアのうちで最も広範囲となる最大同期エリアを検出する（＃４２）。そして、最大同期エリアの中央に位置する受信方向を、このチャンネルを受信する際のスマートアンテナ２の最適受信方向として決定し（＃４３）、受信方向テーブルに登録する（＃４４）。なお、最大同期エリアが偶数の受信方向からなる場合には、例えば、番号が少ないほうの受信方向を最適受信方向として決定する。図６の例によれば、最大同期エリアとなる同期エリア５３の中央に位置する受信方向Ｄ１０が最適受信方向として受信方向テーブルに登録される。

図８は、上記最適受信方向決定処理により作成された受信方向テーブルの例を示す図である。受信方向テーブル４０には、チャンネル番号４１と対応させて最適受信方向４２が登録されている。制御部１９は、ユーザによってチャンネルが選局された際、この受信方向テーブル４０に基づいて、選局されるチャンネルの最適受信方向４２をメモリ１７から読み出して、この最適受信方向４２を指示する受信方向制御信号をスマートアンテナ２に出力等することにより、このチャンネルの受信処理を実行する。

このように、本実施形態のＴＶ放送信号受信装置１によれば、受信したＴＶ放送信号の同期又は非同期状態に基づいて同期情報を決定し、この同期情報に基づいて最適受信方向を決定するので、ＴＶ放送信号を受信してから検出されるまでに長い時間を要するエラーレートを利用することなく、高速に最適受信方向を決定することができる。また、同期が取れている受信方向が必ずしも受信状態がよい（エラーレートが低い）受信方向とは限らないが、同期が取れている受信方向の中でも最大同期エリアの中央に位置する受信方向を最適受信方向として決定するので、同期が取れている受信方向の中でも、より受信状態がよい可能性が高い受信方向を最適受信方向とすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係るＴＶ放送信号受信装置について説明する。本実施形態のＴＶ放送信号受信装置１は、同期情報を得る際、スマートアンテナ２に対して受信したＴＶ放送信号を増幅させる際の利得レベルを複数段階の中から選択して指示し、各利得レベルにおいて取得された同期情報に基づいて最適受信方向を決定する点で第１の実施形態と異なる。

制御部（アンテナ制御手段）１９は、スマートアンテナ２に対してＴＶ放送信号を受信する際の受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力すると共に、スマートアンテナ２に対して受信したＴＶ放送信号を増幅させる際の利得レベルを複数段階の中から選択して指示するための利得制御信号を出力することにより、スマートアンテナ２を制御する。スマートアンテナ２は、ＴＶ放送信号受信装置１から入力された利得制御信号に基づいて、ＴＶ放送信号を増幅する際の利得レベルを”ＯＦＦ”，”ＬＯＷ”，”ＭＩＤＤＬＥ”，”ＨＩＧＨ”のいずれかに制御してＴＶ放送信号を受信する。

まず、図９を参照して、同期情報テーブルを作成する際に行われる第２スキャン処理について説明する。第２スキャン処理が開始されると、制御部１９は、スマートアンテナ２の制御可能な利得レベルの段階数に応じてカウンタの初期値ｎ（ここでは”４”）を設定する（＃６１）。そして、第ｎ段階の利得レベルを指定する利得制御信号をスマートアンテナ２に出力し（＃６２）、上記第１スキャン処理を実行して第ｎ段階の利得レベルにおける同期情報テーブルを作成する（＃６３）。そして、カウンタを１つ減算し（＃６４）、全ての利得レベルについて同期情報テーブルが作成された否かを判断する（＃６５）。全ての利得レベルについて同期情報テーブルが作成されていない場合は（＃６５でＮＯ）、ステップ＃６２に戻って次の利得レベルについて同期情報テーブルを作成する。全ての利得レベルについて同期情報テーブルが作成されると（＃６５でＹＥＳ）、第２スキャン処理を終了する。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、上記第２スキャン処理により作成された同期情報テーブルの例を示す図である。各利得レベル（ＯＦＦ，ＬＯＷ，ＭＩＤＬＬＥ，ＨＩＧＨ）毎に作成された同期情報テーブル６０，７０，８０，９０には、受信方向Ｄ０〜Ｄ１５と対応させて同期情報６１，７１，８１，９１が登録されている。図１０（ａ）〜（ｄ）の例では、利得レベル”ＯＦＦ”において７つの受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリア６２と、利得レベル”ＬＯＷ”において６つの受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリア７２と、利得レベル”ＭＩＤＤＬＥ”において５つの受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリア８２と、利得レベル”ＨＩＧＨ”において７つの受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリア９２が示されている。これら同期エリア６２，７２，８２，９２のうち、最も広範囲となる同期エリア６２及び同期エリア９２が最大同期エリアとなる。

次に、任意の１チャンネルについて最適受信方向を決定する際に行われる最適受信方向決定処理について、図１１を参照して説明する。制御部１９は、まず、上記第２スキャン処理を実行し、各利得レベルの同期情報テーブルを作成する（＃８１）。そして、これら同期情報テーブルに登録された同期情報に基づいて同期エリアを検出し、検出された同期エリアのうちで最も広範囲となる最大同期エリアを検出する（＃８２）。次に、制御部１９は、検出された最大同期エリアが、複数の利得レベルに存在するか否か判断し、最大同期エリアが複数の利得レベルに存在する場合には（＃８３でＹＥＳ）、複数の最大同期エリアのなかで、最も低い利得レベルにおける最大同期エリアの中央に位置する受信方向を、このチャンネルを受信する際のスマートアンテナ２の最適受信方向として決定し（＃８４）、受信方向テーブルに登録する（＃８６）。一方、最大同期エリアが複数の利得レベルに存在しない場合には（＃８３でＮＯ）、最大同期エリアの中央に位置する受信方向を、最適受信方向として決定し（＃８５）、受信方向テーブルに登録する（＃８６）。図１０（ａ）〜（ｄ）の例によれば、最大同期エリアとなる同期エリア６２及び同期エリア９２のなかで、より低い利得レベルにおける同期エリア６２の中央に位置する受信方向Ｄ１０が、最適受信方向として受信方向テーブルに登録される。

このように、本実施形態のＴＶ放送信号受信装置１によれば、同期情報を得る際、スマートアンテナ２に対して受信したテレビジョン放送信号を増幅させる際の利得レベルを指示して複数段階の利得レベルについて同期情報を取得し、より多くの同期情報に基づいて最適受信方向を決定するので、より受信状態がよい可能性が高い受信方向を最適受信方向とすることができる。また、利得レベルを高くするとＴＶ放送信号と共にノイズも増幅されることとなるが、最大同期エリアが複数の利得レベルに存在する場合には、複数の最大同期エリアのなかで、最も低い利得レベルにおける最大同期エリアの中央に位置する受信方向を最適受信方向として決定するので、よりノイズの影響を抑えて最適受信方向を決定することができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、スマートアンテナ２の受信方向数は、上記実施形態で例示した１６方向に限られず、４方向や８方向など、その他の数であってもよい。

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概念図。本発明の第１の実施形態に係るＴＶ放送信号受信装置の構成を示すブロック図。同受信装置に接続されるスマートアンテナの受信方向の説明図。同受信装置による受信処理を示すフローチャート。同受信装置による第１スキャン処理を示すフローチャート。同第１スキャン処理により作成された同期情報テーブルを示す図。同受信装置による最適受信方向決定処理を示すフローチャート。同最適受信方向決定処理により作成された受信方向テーブルを示す図。本発明の第２の実施形態に係るＴＶ放送信号受信装置による第２スキャン処理を示すフローチャート。同第２スキャン処理により作成された同期情報テーブルを示す図であり、（ａ）乃至（ｄ）は、それぞれ、利得レベル”ＯＦＦ”、”ＬＯＷ”、”ＭＩＤＤＬＥ”、”ＨＩＧＨ”における同期情報テーブルを示す図。同受信装置による最適受信方向決定処理を示すフローチャート。

符号の説明

１テレビジョン放送信号受信装置
２スマートアンテナ（多指向性アンテナ）
３モニタ装置
１１チューナ
１２フロントエンド
１３ＭＰＥＧデコーダ
１４オンスクリーンディスプレイ部
１５リモコン
１６リモコン受信部
１７メモリ
１８モジュラ端子
１９制御部
２１アンテナ部
２２制御ユニット

Claims

予め定められている複数の受信方向を有する多指向性アンテナが接続され、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して、放送局から配信される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が接続され、テレビジョン放送信号の受信を行う受信手段と、
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際の受信方向を指示するための受信方向制御信号を出力すると共に、前記多指向性アンテナに対して受信したテレビジョン放送信号を増幅させる際の利得レベルを複数段階の中から選択して指示するための利得制御信号を出力することにより、前記多指向性アンテナを制御するアンテナ制御手段と、
前記放送局から配信される任意の１チャンネルについて、前記アンテナ制御手段により前記多指向性アンテナの各利得レベル、及び各受信方向を順次指示して、前記受信手段によりテレビジョン放送信号を受信することにより、受信したテレビジョン放送信号の同期又は非同期状態に基づいて、各利得レベル及び各受信方向において同期が取れたか否かを示す同期情報を決定し、この同期情報を同期情報テーブルに記憶するスキャン手段と、
前記同期情報テーブルに記憶された同期情報に基づいて複数の受信方向に亘って連続して同期が取れる同期エリアを検出する同期エリア検出手段と、
前記同期エリア検出手段により検出された同期エリアが、複数の前記利得レベルに存在する場合に、複数の前記同期エリアのなかで、最も低い利得レベルにおける同期エリアの中央に位置する受信方向を、前記チャンネルを受信する際の前記多指向性アンテナの最適受信方向として決定する最適受信方向決定手段と、
を備えた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。