JP6573003B2 - テレビジョン受信装置およびテレビジョン受信方法 - Google Patents

Description

本開示は、地上デジタル放送等のテレビジョン放送を受信するためのテレビジョン受信装置および受信方法に関する。

従来のテレビジョン放送などを受信するチューナに要求される仕様は、希望波信号強度が微弱であったり、希望波信号強度に対し妨害波信号強度が強かったりと、厳しい受信環境においても、所期の特性が確保されるように設定されている。しかしながら、実際の受信環境は、想定するほど厳しいものでないことが多い。その結果、チューナの受信性能に余剰分を残した状態での受信となる。一般的に、受信性能が高い場合は、それが低い場合に比して消費電力が多いので、余分な電力浪費が発生する問題があった。

さらに、地震津波のような災害が発生したときなどに受信機が自動的に起動して視聴者に緊急情報を知らせるための緊急警報放送（以下、ＥＷＳ：Emergency Warning Systemと適宜称する）の仕組みが定められている。デジタル放送では、ＴＭＣＣ(Transmission and Multiplexing Configuration Control)に特別な起動ビットを含ませることと伝送制御
情報ＰＳＩ(Program Specific Information)の運用により実現されている。ＥＷＳを受信するために、テレビジョン受信機が視聴中でなくてもチューナは稼働していなくてはならず、その分テレビジョン受信機の待機電力を小さくすることができない問題があった。

特許文献１には、回線の状況に応じて変調方式を切り換える適応変調方式において、パワーアンプの経路として使用電力の異なる二つの経路を切り換えて消費電力を低減することが記載されている。

特開２０１１−４５１３９号公報

特許文献１に記載のものは、適応変調方式の送信装置に関するもので、テレビジョン受信装置には、適用できない問題がある。

したがって、本開示の目的は、テレビジョン受信装置において、所望の放送電波を受信する性能を確保しつつ、消費電力をより削減することが可能なテレビジョン受信装置およびテレビジョン受信方法を提供することにある。

本開示は、中間周波数信号が入力され、複数のバンドパスフィルタが多段に選択され、段数を切り替えることによって、ｍ次のバンドパスフィルタとｎ次（但し、ｍ＜ｎ）のバンドパスフィルタが構成されるようになされた同調回路と、
段数の切り替えの制御を行なうと共に、スルーされるバンドパスフィルタを低消費電力状態の動作状態に設定する制御部とを有し、
チャンネルスキャンによって希望波のあるチャンネルと、当該チャンネルの信号強度とを取得し、取得した情報をチャンネルスキャンデータとして記憶し、
制御部は、チャンネルスキャンデータを使用して希望波と妨害波との関係に応じて、段数の切り替えを制御すると共に、緊急警報信号の受信待機時には、ｍ次のバンドパスフィルタを構成するように切り替えるテレビジョン受信装置である。

本開示によれば、受信部の例えばフィルタの選択特性を必要以上の性能とすることを防止して、消費電力を少なくできる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。

本開示の第１の実施の形態におけるチューナのブロック図である。 チューナの同調回路の選択特性の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態における同調回路の一例のブロック図である。 本開示の第１の実施の形態のチャンネルスキャン動作の処理の流れを示すフローチャートである。 チャンネルスキャンにより取得されたチャンネルスキャンデータの一例の略線図である。 本開示の第１の実施の形態の説明に使用する略線図である。 本開示の第１の実施の形態の説明に使用する略線図である。 本開示の第２の実施の形態の説明に使用する電波の存在状況の一例を示す略線図である。 イメージキャンセル回路の制御の一例を示す略線図である。 イメージキャンセル回路の制御の他の例を示す略線図である。

以下に説明する実施の形態は、本開示の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本開示の範囲は、以下の説明において、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
以下の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
＜１．第１の実施の形態＞
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．変形例＞

＜１．第１の実施の形態＞
図１を参照して本開示の第１の実施の形態について説明する。アンテナ１００により受信された信号が例えば地上デジタル放送のチューナ１０１の同調回路１０２に対して供給される。なお、チューナの用語は、受信装置において、選局、同調操作等を行う部分、またはこの部分に対して復調回路を付加した部分のことを指すものとして使用する。さらに、チューナモジュールは、ケース内にＩＣを内蔵する単体部品のチューナを意味する。なお、図１の構成では、復調回路を含まない構成とされている。

同調回路１０２は、帯域制限フィルタを備え、制御回路１１０による制御に基づいて、この帯域制限フィルタによりアンテナ１００から供給されるＲＦ（Radio Frequency)信号の内、ユーザの所望のチャンネルの帯域外の信号レベルを低減させる。同調回路１０２は、選局チャンネルを設定する。同調回路１０２によって、妨害波が除去された信号が高周波増幅回路１０３に供給される。高周波増幅回路１０３によって所望のレベルまで増幅された信号が混合回路１０５に供給される。

混合回路１０５には、局部発振回路１０４からの局部発振信号が供給される。混合回路１０５において、周波数変換がなされる。局部発振信号は、所望のチャンネルと対応する周波数とされている。混合回路１０５は、ＲＦ信号と局部発振信号とを混合して中間周波数の中間周波信号にダウンコンバートする。

混合回路１０５の所定の周波数の中間周波信号（希望波信号）が増幅回路１０６によって所望のレベルまでを増幅されて同調回路１０７に供給される。同調回路１０７によって妨害波信号が除去される。例えば同調回路１０７によって、イメージ妨害となる信号が減衰または除去される。同調回路１０７の出力信号が復調部例えばISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial)方式の復調部に対して供給される。復調部によってトランスポートストリーム（ＴＳ）が得られる。復調部は、復調回路、誤り訂正部、トランスポートストリーム復号部を有している。

チューナ１０１を制御するための制御回路１１０が設けられている。制御回路１１０は、上位のコントロールユニット１０８と制御線を介して接続されている。制御回路１１０と関連して不揮発性メモリの構成のメモリ１１１が設けられている。さらに、制御回路１１０に対して、信号判定装置１０９からの判定信号が供給される。信号判定装置１０９は、受信される信号のレベルを検出するもので、検出されたレベルの情報が制御回路１１０に供給される。メモリ１１１には、信号判定装置１０９から供給される受信信号レベルの情報が記憶される。

さらに、制御回路１１０は、局部発振回路１０４が選局チャンネルに応じてイメージ妨害となる受信妨害の影響を抑制するための局部発振周波数を発振するように局部発振回路１０４を制御する。具体的には、選局チャンネルに応じて受信妨害の影響を抑制するための選局チャンネルに応じた局部発振周波数が設定される。局部発振周波数を設定するための設定値がメモリ１１１が備えるテーブルにチャンネル毎に記憶されている。制御回路１１０は、この設定値を選択的に読み出して設定値が局部発振回路１０４に供給される。局部発振回路１０４は、制御回路１１０から供給される設定値と対応する局部発振周波数の局部発振信号を発生し、局部発振信号が混合回路１０５に供給される。

上述したように、同調回路１０７は、希望波信号のレベル（Ｄ）に対する妨害波信号のレベル（Ｕ）の比（以下、ＤＵと表記する）が所望の値となるように、妨害波信号を抑圧する。この場合、要求される希望波信号選択特性は、アンテナ１００における受信信号のＤＵに依存し、受信ができなければならないＤＵが規格上で規定されている。同調回路１０７は、多段で構成されるバンドパスフィルタとされることが多い。この種のバンドパスフィルタでは、フィルタ次数が大きくなれば、選択特性は良好となる反面、回路規模と消費電流は増大する。

図２は、同調回路１０７の選択特性の一例を示す。図２において、実線２０１は６次のバンドパスフィルタの選択特性を示し、点線２０２は８次のバンドパスフィルタの選択特性を示す。８次のバンドパスフィルタの選択特性（点線２０２）の方がより急峻な特性となり、優れていることが分かる。

表１は、６次のバンドパスフィルタおよび８次のバンドパスフィルタのそれぞれの隣接妨害特性と消費電流を示す。一例として、妨害波が希望波の上側隣接チャンネル（Ｎ＋１ｃｈ）の場合の妨害抑圧比と、それぞれの消費電流とが示されている。妨害抑圧比は、選択特性の差によって、６次：−３３．２ｄＢ、８次：−３６．２ｄＢとなり、８次の方が良好である。しかしながら、消費電流は、６次：３１ｍＡ、８次：４２ｍＡとなり、８次の方が大きい。

実際の信号環境においては、上側隣接チャンネルとのＤＵを−３３．２ｄＢまで厳しくする必要性があるのは稀であり、多くの場合、６次のフィルタ次数の同調回路の性能で充分である。しかしながら、極端に厳しい信号条件の下でも受信性能を確保するために８次のバンドパスフィルタが採用されることが多い。本開示は、このような点を考慮して、受信環境を信号判定装置１０９によって観測し、受信環境に対応して同調回路１０７の次数を設定するものである。本開示によれば、同調回路１０７における消費電力を低減できる。

さらに、テレビジョン受信機がＥＷＳ受信待機状態に入ると、チューナは、視聴または録画など本来の用途に使用されないが、ＥＷＳ受信のために稼働している必要があった。ＥＷＳ受信において、チューナはＴＭＣＣの緊急警報放送用起動フラグを監視し、このフラグが０から１になった後、受信トランスポートストリームのＰＭＴ(Program Map Table) にある緊急情報記述子を監視する。

実放送における伝送パラメータが例えば６４ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調)である場合でもＴＭＣＣはＤＢＰＳＫ(Differential Binary Phase Shift Keying:差動２相位相偏移変調)で伝送されている。ＤＢＰＳＫは、６４ＱＡＭに比して
１５ｄＢ以上、ＤＵを緩和することができるので、視聴および録画など本来の用途において８次のフィルタが必要とされていても、ＥＷＳ受信待機状態において６次のフィルタとすることが可能となる。

本開示の第１の実施の形態における同調回路１０７は、図３に示すように、４次バンドパスフィルタ３０１、スイッチ３０２、２次バンドパスフィルタ３０３、スイッチ３０４、２次バンドパスフィルタ３０５から構成されている。スイッチ３０２および３０４は、制御回路１１０によって制御される。スイッチ３０２は、４次バンドパスフィルタ３０１の出力信号を２次バンドパスフィルタ３０３に出力するか、２次バンドパスフィルタ３０３をスルーするかを切り替えるものである。スイッチ３０４は、２次バンドパスフィルタ３０３の出力信号を２次バンドパスフィルタ３０５に出力するか、２次バンドパスフィルタ３０５をスルーするかを切り替えるものである。図３の構成では、スイッチ３０２および３０４の接続状態に応じて同調回路１０７の次数を８次、６次、４次と切り替えることが可能とされている。

さらに、２次バンドパスフィルタ３０３は、スイッチ３０２によってスルーされる場合に、制御回路１１０によってスリープ状態（非動作状態）に制御される。同様に、２次バンドパスフィルタ３０５は、スイッチ３０４によってスルーされる場合に、制御回路１１０によってスリープ状態（非動作状態）に制御される。スリープ状態では、動作状態に比して消費電力が少ない。このように必要に応じて同調回路１０７の次数を４次、６次、８次と変換し、不使用となるバンドパスフィルタをスリープ状態とすることで、省電力化を達成することができる。

例えば、ＥＷＳ受信待機状態に入ると、同調回路１０７が４次または６次のバンドパスフィルタの構成とされる。それによって、ＥＷＳ受信待機状態における消費電力を削減することができる。なお、図３では、４次と２次と２次の合計３段で８次バンドパスフィルタを構成しているが、段数、次数は他の数に適宜選定できる。

さらに、本開示の第１の実施の形態では、例えばチャンネルスキャンにおいて、信号判定装置１０９によって、受信される信号のレベルを検出し、検出された受信信号レベルの情報が制御回路１１０によって、メモリ１１１に記憶される。従来のチャンネルスキャンは、テレビジョン受信装置を新たに購入した場合に、設置場所において地上デジタル放送等の放送電波の有無を調べ、受信可能な放送局をリモートコントローラのボタンに自動的に割り当てる操作である。本開示では、加えて受信信号のレベルの情報がメモリ１１１に記憶される。

図４のフローチャートを参照してチャンネルスキャン時の処理について説明する。ステップＳ１において探索が開始される。
ステップＳ２：探索開始周波数がＸに設定される。
ステップＳ３：周波数Ｘが選局される。
ステップＳ４：無信号かどうかが判定される。この判定は、信号判定装置１０９の判定出力を使用してなされる。

ステップＳ５：ステップＳ４の判定結果が無信号の場合では、周波数Ｘが探索終了周波数かどうかが判定される。
ステップＳ６：ステップＳ５の判定結果が肯定の場合、探索が終了する。

ステップＳ７：ステップＳ４の判定結果が否定、すなわち、有信号の場合では、有信号（候補）リストに当該周波数（チャンネル）が信号レベルと共に追加される。そして、ステップＳ５に進む。上述したように、周波数Ｘが探索終了周波数かどうかが判定される。 ステップＳ８：ステップＳ５の判定結果が否定の場合、すなわち、周波数Ｘが探索終了周波数でないと判定される場合には、周波数Ｘに所定の周波数Ｙを加算した次のチャンネルの周波数（Ｘ＋Ｙ）が次の探索対象の周波数とされる。

地上デジタル放送においては、所定の周波数帯域例えばＵＨＦ（１３〜５２チャンネル）帯をスキャンすると、スキャンが終了する。図５に概略的に示すように、チャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，・・・，Ｆに信号が有ると判定される。この場合には、一例として、表２のようなリストが作成され、メモリ１１１に記憶される。このように、チャンネルスキャンによって取得されたデータ（チャンネルおよび信号強度のリスト）をチャンネルスキャンデータと称する。なお、信号強度としてＡＧＣ（Automatic Gain Control)用のＡＧＣレベ
ルを使用しても良い。

チャンネルスキャンデータを参照してあるチャンネルを受信する場合に、同調回路１０７の受信性能が制御される。すなわち、必要な受信性能を持ちつつ、なるべく省電力で動作するように制御される。例えば図６および表３に示すように、チャンネルＢを受信する場合には、上下のチャンネルとの信号強度の差が求められる。表３は、チャンネルＢに対する他のチャンネルのＤＵ（差分Δ）を算出したものである。

表３から、チャンネルＢから見た上側隣接チャンネルであるチャンネルＣとのＤＵが−２０ｄＢであることが判る。したがって、上述したように、例えばＤＶＢ−Ｔ２受信であれば、同調回路１０７は、８次は、必要なく、６次で充分であることが分かる。したがって、同調回路１０７が６次の構成に設定される。

図７および表４は、他の例を示す。他の例において、チャンネルＣを受信する場合には、上下のチャンネルとの信号強度の差が求められる。表４は、チャンネルＣに対する他のチャンネルのＤＵ（差分Δ）を算出したものである。

表４から、チャンネルＣから見た上側隣接チャンネルであるチャンネルＤとのＤＵが−３５ｄＢであることが判る。したがって、上述したように、例えばＤＶＢ−Ｔ２受信であれば、同調回路１０７は、６次では不十分であり、８次が必要であることが判別できる。したがって、同調回路１０７が８次の構成に設定される。

上述した第１の実施の形態によれば、チャンネルスキャンデータを基に、同調回路１０７の選択特性を最適設定化することができ、省電力化を図ることができる。

＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、チャンネルスキャンデータを基に同調回路１０７の選択特性を最適化する点では、上述した第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態は、チャンネルスキャンの探索開始周波数および探索終了周波数をテレビジョン放送波の範囲ではなく、チューナの選局可能範囲とするものである。

例えばチューナが（４６ＭHzから１ＧHz）の範囲を選局可能である。日本国内における地上デジタル放送のテレビジョン放送波の周波数は、９３ＭHzから７６７ＭHzである。したがって、従来のチューナの探索開始周波数および探索終了周波数として、９３ＭHzおよび７６７ＭＨｚが設定される。第２の実施の形態においては、探索開始周波数が４６ＭHz以上から９３ＭHz以下までに設定され、探索終了周波数が７６７ＭHz以上で１ＧHz以下に設定される。少なくとも、テレビジョン放送波の低域側および高域側の少なくとも一方が拡張されれば良い。

このように、テレビジョン放送波の周波数帯以外の周波数帯も、チャンネルスキャン時の探索周波数範囲とすることで、図８に示すように、その周波数帯に存在するＦＭ放送波（７６〜９０ＭHz）、携帯無線波（７７０〜９６０ＭHz）など、テレビジョン放送波以外の信号を検出することができる。

したがって、チャンネルスキャン時に信号の有無と、信号強度とを検出して表５に示すようなチャンネルスキャンデータ（リスト）が作成される。そして、妨害波レベルを認識し、受信環境に基づいた最適設定が可能となる。

図９は、ＦＭ放送波、携帯無線波などのテレビジョン放送波以外の信号レベルが取得された場合、イメージキャンセル回路が必要でない環境を検出した場合の処理を示す。この場合には、制御回路１１０によってイメージキャンセル回路をスリープ状態として消費電力を抑制するようになされる。図９に示すように、受信ｃｈ（チャンネル）と、イメージ周波数にあたる妨害波の差であるイメージＤＵに対し、ミキシング回路に備えられているイメージキャンセル回路によるイメージ抑圧量の分だけＤＵが改善され、そのＳＩ比が所要ＣＮ以下となれば受信可能となる。

表６は、あるチューナのイメージキャンセル抑圧量とイメージキャンセル回路の動作の有無による消費電流を示している。受信チャンネルとのイメージＤＵが１９ｄＢであることが判別できれば、イメージキャンセル回路が不要であると判断でき、１０ｍＡの電流削減が可能となる。

さらに、図１０は、３倍ローカル妨害において、図９に示すイメージ妨害特性と類似の方法で消費電流を削減する処理を示す。ローカル妨害とは、ミキシングの際、局発周波数に含まれる高次成分と妨害周波数成分とのミキシング成分が、ミキシング後に受信ｃｈ周辺の周波数となる妨害である。３倍のみと限らないが、ここでは、３倍を具体例としている。

イメージ妨害と同様、３倍ローカル妨害成分と受信ｃｈとの差である３倍ローカルＤＵ比が判別できる。このＤＵ比が表７に示すように、−３６ｄＢよりも緩い場合は３倍ローカルキャンセル回路を無効とすることができ、そのことによって３５ｍＡの消費電流削減ができる。

＜３．変形例＞
以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いても良い。

本説明では、地上デジタルチューナ内部のメモリと制御回路を使うとしたが、復調部内部に同じような機能を持たせることによっても実現可能である。さらに、外部に各常時録画用チューナに対して専用のマイコン等を設置することでも対応は可能である。さらに、本開示は、日本の放送のみに当てはまるものではなく、世界中のデジタル放送に対しても適用できる。

１００・・・アンテナ
１０１・・・チューナ
１０８・・・コントロールユニット
１１０・・・制御回路
１１１・・・メモリ
４０１・・・分配器
３０１・・・４次バンドパスフィルタ
３０３，３０５・・・２次バンドパスフィルタ

Claims (2)

1. 中間周波数信号が入力され、複数のバンドパスフィルタが多段に選択され、段数を切り替えることによって、ｍ次のバンドパスフィルタとｎ次（但し、ｍ＜ｎ）のバンドパスフィルタが構成されるようになされた同調回路と、
   前記段数の切り替えの制御を行なうと共に、スルーされるバンドパスフィルタを低消費電力状態の動作状態に設定する制御部とを有し、
   チャンネルスキャンによって希望波のあるチャンネルと、当該チャンネルの信号強度とを取得し、取得した情報をチャンネルスキャンデータとして記憶し、
   前記制御部は、前記チャンネルスキャンデータを使用して前記希望波と妨害波との関係に応じて、前記段数の切り替えを制御すると共に、緊急警報信号の受信待機時には、前記ｍ次のバンドパスフィルタを構成するように切り替えるテレビジョン受信装置。
2. 中間周波数信号が入力され、複数のバンドパスフィルタが多段に選択され、段数を切り替えることによって、ｍ次のバンドパスフィルタとｎ次（但し、ｍ＜ｎ）のバンドパスフィルタが構成されるようになされた同調回路と、
   前記段数の切り替えの制御を行なうと共に、スルーされるバンドパスフィルタを低消費電力状態の動作状態に設定する制御部とを有し、
   チャンネルスキャンによって希望波のあるチャンネルと、当該チャンネルの信号強度とを取得し、取得した情報をチャンネルスキャンデータとして記憶し、
   前記制御部によって、前記チャンネルスキャンデータを使用して前記希望波と妨害波との関係に応じて、前記段数の切り替えを制御すると共に、緊急警報信号の受信待機時には、前記ｍ次のバンドパスフィルタを構成するように切り替えるテレビジョン受信方法。

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