(57)【要約】【課題】選択されたチャンネル又は周波数が変わっても、受信した信号電力の後段回路への伝送率の低下を防止することを可能とする受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。【解決手段】アンテナで受信した放送波から選択されたチャンネル又は周波数の信号を抽出する受信部（２０、３０、４０）と、受信部のインピーダンスを整合させるための整合部（２１、３１、４１）と、デジタル信号を伝送する伝送ケーブル（３）と、伝送ケーブルを介してデジタル信号を受信し且つ受信したデジタル信号を復調する復調部（７２、８２、９２）と、制御データを生成し、制御データを伝送ケーブルを通じて伝送し、選択されたチャンネル又は周波数に応じて受信部のインピーダンスを整合させるように整合部を制御する制御部（１００）を有することを特徴とする受信装置（１）。【選択図】図１
2010136090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナで受信した放送波から選択されたチャンネル又は周波数の信号を抽出してデジタル信号に変換する受信部と、
前記受信部のインピーダンスを整合させるための整合部と、
前記デジタル信号を伝送する伝送ケーブルと、
前記伝送ケーブルを介して前記デジタル信号を受信し、受信した前記デジタル信号を復調する復調部と、
制御データを生成し、前記制御データを前記伝送ケーブルを介して伝送し、前記選択されたチャンネル又は周波数に応じて前記受信部のインピーダンスを整合させるように前記整合部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記制御データに基づいて、前記整合部に印加される制御信号を生成する制御信号生成部を更に有する、請求項１に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は受信装置に関し、特に広い帯域の高周波信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを利用して、複数の放送メディアの信号（例えば、ＡＭ、ＦＭ及びＤＴＶ（デジタルテレビ）を受信し、それぞれを、周波数変換し、ＢＰＦ（Band Pass Filter）を通過させることによって必要な帯域の信号のみを抽出し、ＡＤコンバータでデジタル信号に変換した後に、多重化処理部において多重化し、多重化された信号をケーブルによって、信号の復調化を行う第２処理部に伝送することが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ  ２００７／０５８３４１（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、日本のＤＴＶ放送に対応した受信装置では、４７０〜７７０ＭＨｚの放送帯域内で、ＵＨＦ１３ｃｈ〜６２ｃｈの５０チャンネル分を受信しなければならず、受信回路のインピーダンスを全てのチャンネルに対してマッチングさせることは困難であった。このため、マッチングが不完全なチャンネルを受信する場合には、受信した信号電力の後段回路への信号の伝達率が低下するという不具合があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解消することを可能とする受信装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、選択されたチャンネル又は周波数が変わっても、受信した信号電力の後段回路への伝送率の低下を防止することを可能とする受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る受信装置では、アンテナで受信した放送波から選択されたチャンネル又は周波数の信号を抽出してデジタル信号に変換する受信部と、受信部のインピーダンスを整合させるための整合部と、デジタル信号を伝送する伝送ケーブルと、伝送ケーブルを介して前記デジタル信号を受信し且つ受信した前記デジタル信号を復調する復調部と、制御データを生成し、制御データを伝送ケーブルを介して伝送し、選択されたチャンネル又は周波数に応じて前記受信部のインピーダンスを整合させるように整合部を制御する制御部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、整合部によって、整合部の後段回路への受信信号の伝送率が増加するため、受信性能を向上させた受信装置及び受信方法を提供することが可能となった。また、それによって、ＦＭ及びＡＭ放送と言ったアナログ放送では受信可能エリアの拡大や、弱電界地域での受信状態が向上し、ＤＴＶと言ったデジタル放送でも受信エリアが拡大する。さらに、整合部によって、受信部のインピーダンスが整合されることによって、受信装置が構成される基板パターンから外部への不要輻射と、外部から基板パターンへの影響を軽減することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照して、本発明に係る受信装置について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００１０】
図１は、受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１１】
受信装置１は、車両のウインドシールド等に配置されるＤＴＶ用の第１アンテナ１０、ＦＭ用の第２アンテナ１１、ＡＭ用の第３アンテナ１２、及び第ｎ番目のアンテナ１３アンテナの近傍に配置されるアンテナ直下筐体２、復調部筐体４、アンテナ直下筐体２及び復調部筐体４を接続するシリアルケーブル３、液晶ディスプレイ等から構成され車両に配置される表示部１４、車両に配置されるスピーカ１５、表示部１４上に設けられたタッチパネル、表示部１４の周囲に配置されたボタン及びつまみ等を含む操作部１６等から構成される。受信装置１は、少なくとも、デジタルＴＶ（ＤＴＶ）放送帯域（４７０〜７７０ＭＨｚ）、ＦＭ放送帯域（７６〜９０ＭＨｚ）、ＡＭ放送帯域（５２２〜１６２９ｋＨｚ）の放送波及びその他の放送波に対応するように構成されている。
【００１２】
アンテナ直下筐体２と第１アンテナ１０〜第ｎアンテナ１３を一体的に構成しても良いし、復調部筐体４と、表示部１４、スピーカ１５及び操作部１６の一部又は全部を一体的に構成しても良い。
【００１３】
図２は、受信装置１の配置例を示す図である。
【００１４】
第１アンテナ１０〜第ｎアンテナ１３は、車両６の内側から車両６のリアガラス５上に導体を蒸着することによって形成されている。しかしながら、第１アンテナ１０〜第ｎアンテナ１３は、フィルム状に形成されたアンテナ又はロッドアンテナであっても良い。なお、図２の例では、各放送波毎に１本づつ、合計３本のアンテナの例を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、最大比合成によるダイバーシティを利用するために、各放送波について複数本（２本、４本等）のアンテナを利用することも可能である。
【００１５】
第１アンテナ１０〜第ｎアンテナ１３は、アンテナ直下筐体２と接続され、アンテナ直下筐体２は接地兼取り付け金具７によって、車両６に取り付けられている。また、アンテナ直下筐体２は、シリアルデータ伝送ケーブル３によって、車両６の所定の位置に配置された復調部筐体４と接続されている。
【００１６】
アンテナ直下筐体２は、ＤＴＶ放送波を受信するための第１ユニット２０、ＦＭ放送波を受信するための第２ユニット３０、ＡＭ放送波を受信するための第３ユニット４０、他のバンド用の第ｎユニット５０、多重化部５６、シリアルデータ送出部５７、制御データ受信部５８、及び制御データ解析部５９等を含んで構成される。また、第１ユニット２０はＤＴＶ用の第１アンテナ１０と、第２ユニット３０はＦＭ用の第２アンテナ１１と、第３ユニット４０はＡＭ用の第３アンテナ１２と、第ｎユニット５０は第ｎアンテナ１３とそれぞれ接続されている。
【００１７】
第１ユニット２０は、第１可変マッチング部２１、第１高周波増幅部２２、第１周波数変換部２３、ＤＴＶ用の第１ＢＰＦ（Band Pass Filter）２４及び第１ＡＤコンバータ２５を含んで構成されている。第２ユニット３０は、第２可変マッチング部３１、第２高周波増幅部３２、第２周波数変換部３３、ＦＭ用の第２ＢＰＦ（Band Pass Filter）３４及び第２ＡＤコンバータ３５を含んで構成されている。第３ユニット４０は、第３可変マッチング部４１、第３高周波増幅部４２、第３周波数変換部４３、ＡＭ用の第３ＢＰＦ（Band Pass Filter）４４及び第３ＡＤコンバータ４５を含んで構成されている。第ｎユニット５０は、第ｎ可変マッチング部５１、第ｎ高周波増幅部５２、第ｎ周波数変換部５３、第ｎＢＰＦ５４及び第ｎＡＤコンバータ５５を含んで構成されている。図１では、便宜上、各放送波についてそれぞれ１つの受信ユニット及びｎ番目のユニットを有するように表示したが、例えば、ダイバーシチィ用に、同じ種類の放送波に関して、複数のユニットを含むように構成することもできる。すなわち、ｎ番目を必要に応じて決めることができる。勿論、第ｎユニット５０を設けなくても良い。
【００１８】
第１ユニット２０では、第１アンテナ１０からの受信信号は、第１高周波増幅部２２で増幅され、第１周波数変換部２３で周波数変換され、中間周波信号となって第１ＢＰＦ２４に入力される。中間周波信号は、ＤＴＶ用の通過帯域幅（例えば、中間周波数が、４．０６３ＭＨｚの場合、４．０６３ＭＨｚ±２．８ＭＨｚ）を有する第１ＢＰＦ２４を通過し、第１ＡＤコンバータ２５でデジタルデータに変換される。第２ユニット３０、第３ユニット４０及び第ｎユニット５０についての動作も、第１ユニット２０と同様である。
【００１９】
図３は、第１可変マッチング部の構成例を示す図である。
【００２０】
図３では、第１可変マッチング部２１とその後段の第１高周波増幅部２２の構成例が示されている。第１可変マッチング部２１は、第１直流カットコンデンサＣｃ１、第１抵抗Ｒ１、リアクタンス制御素子として働く第１可変容量コンデンサＣｄ１、高周波カット用のチョークコイルＬｃ１、リアクタンス制御素子として働く第２可変容量コンデンサＣｄ２、及び第１コイルＬ１等から構成される。また、第１高周波増幅部２２は、第２直流カットコンデンサＣｃ２、第２抵抗Ｒ２、第２コイルＬ２、及び増幅用のトランジスタＴ１より構成される。
【００２１】
後述するマッチング制御信号に対応した制御電圧Ｖ０（ＤＣ）は、制御データ解析部５３から直接チョークコイルＬｃ１を介して、第１可変マッチング部２１へ供給される。第１可変マッチング部２１の第１及び第２可変容量コンデンサＣｄ１及びＣｄ２は、制御電圧Ｖ０に従った静電容量に設定される。これによって、第１可変マッチング部２１において、第１及び第２可変容量コンデンサＣｄ１及びＣｄ２と、チョークコイルＬｃ１によって、第１アンテナ１０と第１高周波増幅部２２とが整合され、ユーザが選択したチャンネル（又は周波数）に適合したインピーダンスに設定されるように構成されている。即ち、第１可変マッチング部２１は、第１ユニット２０の後段回路とのインピーダンスの整合をとるための整合部として機能することとなる。
【００２２】
また、第１可変マッチング部２１において、リアクタンス制御素子として働く第１及び第２可変容量コンデンサＣｄ１及びＣｄ２は、可変容量コンデンサ（バリキャップ）でなくても良く、コイルのインダクタンスを可変させるような構成であって良い。即ち、可変マッチング部２１は、後段回路のインピーダンス整合を行うために、容量性又は誘導性リアクタンスを可変することが可能な素子を有していれば良い。また、リアクタンス制御素子は、半導体デバイスである必要もなく、ＲＦ−ＭＥＭＳ（Radio Frequency Micro Electro Mechanical Sysytem）のような微小加工された機械的変化要素を持つデバイスであっても良い。
【００２３】
なお、上記の構成、動作、作用は、第２可変マッチング部３１及び第２高周波増幅部３２、第３可変マッチング部４１及び第３高周波増幅部４２、及び第ｎ可変マッチング部５１及び第ｎ高周波増幅部５２についても同様である。
【００２４】
図４は、制御電圧Ｖ０と設定される静電容量との関係の一例を示す図である。
【００２５】
図４に示すように、制御電圧Ｖ０に応じて、第１及び第２可変容量コンデンサＣｄ１及びＣｄ２の静電容量が設定される。
【００２６】
多重化部５６は、第１ＡＤコンバータ２５〜第ｎＡＤコンバータ５５から出力される複数のデジタル信号を予め定められたフォーマットに多重化して、シリアルデータ送出部５１へ出力する。多重化部５６では、所定のデータフレームにデータを格納することによってデータの多重化を行う。シリアルデータ送出部５７では、所定のデータフレームに格納されたデータをデータフレームナンバの若い順にシリアルデータとして、ケーブル３へ送出する。
【００２７】
復調部筐体４は、シリアルデータ受信部６０、多重分離部６１、ＤＴＶ用の復調ユニット７０、ＦＭ用の復調ユニット８０、ＡＭ用の復調ユニット９０、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等から構成される制御部１００、制御データ送出部１０１、映像処理部１０２、音声処理部１０３等を含んで構成されている。また、ＤＴＶ用の復調ユニット７０は第１利得制御部７１及び第１復調処理部７２を含み、ＦＭ用の復調ユニット８０は第２利得制御部８１及び第２復調処理部８２を含み、ＡＭ用の復調ユニット９０は第３利得制御部９１及び第３復調処理部９２を含んで構成されている。
【００２８】
シリアルデータ受信部６０は、ケーブル３を介してシリアルデータを受信し、多重分離部６１へ出力する。多重分離部６１では、多重化部５０と同一のフォーマットを利用して、元の信号系統毎の信号に分離し、それらをＤＴＶ用の復調ユニット７０、ＦＭ用の復調ユニット８０及びＡＭ用の復調ユニット９０にそれぞれ出力する。
【００２９】
ＤＴＶ用の復調ユニット７０では、受信したデジタルデータに基づいて、第１利得制御部７１が予め定められたレベルの出力になるように利得制御を行い、第１復調処理部７２において、復調信号を生成し、映像に係る信号を映像処理部１０２へ出力し、音声に係る信号を音声処理部１０３へ出力する。また、第１利得制御部７１では、利得制御に対応した信号（例えば、８ｂｉｔ（０〜２５５）の信号）を制御部１００へ出力する。利得制御に対応した信号は、制御データとして制御データ解析部５３に送信され、第１高周波増幅部２２〜第ｎ高周波増幅部５２のゲインを調整するためのＡＧＣ（Ａｃｔｉｖｅ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ）Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御のために用いられる。なお、ＦＭ用の復調ユニット８０及びＡＭ用の復調ユニット９０においても、それぞれ復調されたデータを音声処理部１０３へ出力する。
【００３０】
このようにして処理されたＤＴＶ用の映像に係る復調信号は、映像処理部１０２において表示部１４のスペックに応じた描画処理等がなされて、車両６に搭載されている表示部１４へ所望のチャンネルの映像信号として出力される。同様に、各帯域の音声に係る復調信号は、音声処理部１０３においてＤ／Ａ変換や出力レベルの調整等がなされて、車両６に搭載されているスピーカ１４へ所望のチャンネルの音声信号として出力される。
【００３１】
図１に示す受信システム１では、第１アンテナ１０〜第ｎアンテナ１３の近傍に、高周波信号をデジタル信号に変換し、且つデジタル信号を多重化してシリアルデータを生成するアンテナ直下筐体２を配置し、ケーブル３によってシリアルデータを車両６の所定の位置に配置した復調部筐体４へ伝送している。したがって、複数系統の高周波信号を複数のケーブルで車両６中を引き回す必要がなく、ケーブル量やケーブルを配置するスペースの節約、ケーブルを伝送することによる高周波信号の減衰、高周波ノイズの輻射の防止を行える利点がある。
【００３２】
図５は、受信装置１におけるチャンネル選択の処理フローの一例を示す図である。
【００３３】
図５に示す処理フローは、制御部１００のＲＯＭ等に予め記録されたプログラムに従って、制御部１００（ＣＰＵ）が、受信装置１の各構成要素と協働して実行するものとし、図５に示す処理フローが実行される時点で、受信装置１の各構成要素には電力が供給され、動作可能な状態に維持されているものとする。
【００３４】
最初に、制御部１００は、操作部１６によって、ユーザがＤＴＶ及びその特定のチャンネルを選択したか否かの判断を行う（Ｓ１０）。
【００３５】
制御部１００は、チャンネル（又は周波数）の選択を受けて、選択されたチャンネルに同調するための統合受信制御データを生成する(Ｓ１１)。
【００３６】
次に、制御部１００は、選択されたチャンネルに同調した場合に、アンテナ直下筐体２の各ユニットにおける特性インピーダンスを最適化するためのマッチング制御データを生成する（Ｓ１２）。マッチング制御データには、放送波の種類（ＤＴＶ、ＦＭ、ＡＭ）、チャンネル情報、リアクタンス制御データ等が含まれる。
【００３７】
次に、制御部１００は、所定のヘッダを生成し、Ｓ１１で生成された統合受信制御データを伝送するためのデータフレームの空き領域に、Ｓ１２で生成されたマッチング制御データを入れ込んで、アンテナ直下筐体２へ伝送するデータフレームを完成させる（Ｓ１３）。
【００３８】
図６は、制御データのデータフレームの構成例を示す図である。
【００３９】
データフレームの構造は、図６に示す様に、１〜２５６の送信フレーム２００と、フレーム毎に割当られた１６ｂｉｔのデータ２０１から構成されている。ここで、送信フレーム３及び４データがマッチング制御データに対応し、送信フレーム５〜３２が統合受信制御データに対応している。図６の例では、マッチング制御データには、チャンネル情報及びリアクタンス制御データが含まれているが、チャンネル情報及びリアクタンス制御データの何れか一方のみとしても良い。
【００４０】
次に、制御部１００は、Ｓ１３で生成した制御データをアンテナ直下筐体２側へ伝送する（Ｓ１４）。具体的には、制御部１００は、Ｓ１３で生成した制御データ（図６参照）を、制御データ送出部１０１へ出力し、制御データ送出部１０１は、ケーブル３を介して制御データをアンテナ直下筐体２側へ送出する。受信装置１では、１本のケーブル３を用い、全二重伝送方式を利用して、シリアルデータ送出部５７からのデジタルデータの伝送及び制御データ送出部１０１からの制御データの伝送という多重伝送を行っている。しかしながら、全二重伝送方式ではなく、半二重伝送方式を利用しても良い。
【００４１】
制御データ送出部１０１から送出された制御データは、アンテナ直下筐体２の制御データ受信部５８で受信されて、制御データ解析部５９へ転送される。制御データ解析部５９では、受信した制御データの内のマッチング制御データに基づいて、アナログの制御電圧Ｖ０を生成して、第１可変マッチング部２１に印加する(Ｓ１５)。制御データ解析部５９は、ＤＡコンバータを内蔵しており、受信したデジタルのマッチング制御データに応じた制御電圧Ｖ０を生成する。しかしながら、ＤＡコンバータを動作させる場合には、クロック信号が必要であり、クロック信号によって受信信号にノイズが重畳する可能性があるので、制御電圧Ｖ０は、ＰＷＭ信号を積分することによって生成したり、アナログスイッチ用のＩＣを用いて複数のスイッチのＯＮ−ＯＦＦ制御を行うことによって生成したりしても良い。
【００４２】
次に、制御データ解析部５９は、受信した制御データの統合受信制御データに基づいて、アンテナ直下筐体２に含まれる第１ユニット２０を制御して、ユーザが選択したＤＴＶのチャンネルに同調させるように制御を行い（Ｓ１６）、一連の動作を終了する。
【００４３】
図６に示す処理フローでは、制御部１００が生成するマッチング制御データに、チャンネル情報及びリアクタンス制御データが含まれているが、例えば、リアクタンス制御データのみをマッチング制御データとしてアンテナ直下筐体２側に伝送し、制御データ解析部５９において、リアクタンス制御データに直接的に基づいて制御電圧Ｖ０を生成するようにしても良い。また、マッチング制御データとして、放送波の種類（ＤＴＶ、ＦＭ、ＡＭ）及びチャンネル情報のみをアンテナ直下筐体２側に伝送し、制御データ解析部５９において、アンテナ直下筐体２が有するロジック回路にルックアップテーブル機能を持たせ、参照テーブルデータ又は変換式を利用しながら、制御電圧Ｖ０を生成するようにしても良い。
【００４４】
図６に示す処理フローでは、ＤＴＶが利用される場合について説明したが、ＦＭ放送波及びＡＭ放送波が受信される場合についても同様である。それらの場合には、利用される放送波に応じてマッチング制御データが作成され、それに応じて第２可変マッチング部３１又は第３可変マッチング部４１が制御される。
【００４５】
上記の例では、ＤＴＶ、ＦＭ及びＡＭ用の放送波を受信可能な受信装置について説明したが、ＤＴＶ、ＦＭ、ＡＭ及びその他の放送の何れか１つ又は２つのみを受信可能な受信装置に本発明を適用することが可能である。
【００４６】
また、上記の例では、１つのアンテナ直下筐体２と１つの復調部筐体４がケーブル３で接続される例を示したが、複数のアンテナ直下筐体（例えば、リアウインドウ用及びフロントウインドウ用）と１つの復調部筐体とが、それぞれシリアルデータ伝送用のケーブルによって接続されるように構成されても良い。また、複数のアンテナ直下筐体と１つの復調部筐体とが車載ネットワークにそれぞれ接続されるように構成しても良い。その場合、車載ネットワークとしては、マルチキャスト・マルチタスク機能を有するＣＡＮ（Controller Area Network）を利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】受信装置の配置例を示す図である。
【図３】第１可変マッチング部の構成例を示す図である。
【図４】制御電圧Ｖ０と設定される静電容量との関係の一例を示す図である。
【図５】受信装置１における処理フローの一例を示す図である。
【図６】制御信号のデータフレームを伝送するためのデータフレームの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    受信装置
２    アンテナ直下筐体
３    ケーブル
４    復調部筐体
１０〜１３    アンテナ
１４    表示部
１５    スピーカ
１６    操作部
２０    第１ユニット
２１    第１可変マッチング部
３０    第２ユニット
３１    第２可変マッチング部
４０    第３ユニット
４１    第３可変マッチング部
５０    第ｎユニット
５１    第ｎ可変マッチング部
５８    制御データ受信部
５９    制御データ解析部
１００    制御部
１０１    制御データ送出部
【図１】
2010136090.tif 000003
【図２】
2010136090.tif 000004
【図３】
2010136090.tif 000005
【図４】
2010136090.tif 000006
【図５】
2010136090.tif 000007
【図６】
2010136090.tif 000008