(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクランブル処理された複数の番組データと、前記各番組データのスクランブル方式に対応した属性データが同時にパケットストリームとして伝送される通信系におけるデジタル信号受信装置であって、
前記デジタル信号受信装置の動作を制御する制御手段と、
前記番組データの属性データに応じて異なるデスクランブル処理のためのキーデータを保持し、外部から駆動されてデータを出力する複数の記憶手段と、
該複数の記憶手段が同時に装着可能であり、受信している番組データに対応する記憶手段を選択する情報読取手段と、
前記情報読取手段からの受信番組データに対応したキーデータに応じて、該受信番組データをデスクランブル処理する手段とを備え、
前記記憶手段は、電源オン時に所定の初期化処理が必要であり、
前記制御手段は、前記情報読取手段を制御して、装置の主電源がオン状態である場合に全ての記憶手段に電源供給し、且つ該記憶手段に対するリセット動作を不活性状態として、初期化処理済状態を維持することを特徴とするデジタル信号受信装置。
【請求項２】
複数の番組データの各々が複数のパケットに分割され、かつスクランブルされて伝送され、前記番組データのスクランブル方式に対応した属性データが同時に伝送される通信系におけるデジタル信号受信装置であって、
外部からの制御信号に応じて、前記デジタル信号受信装置の動作を制御する制御手段と、
前記番組データおよび属性データを含む信号を伝送する搬送波を受けて、復調する手段と、
前記番組データの属性データに応じて異なるデスクランブル処理のためのキーデータを保持し、外部から駆動されてデータを出力する複数の記憶手段と、
該複数の記憶手段が同時に装着可能であり、受信している番組データに対応する記憶手段を選択する情報読取手段と、
前記復調手段からの出力を受け、前記情報読取手段からの受信番組データに対応したキーデータに応じて、該受信番組データをデスクランブル処理する手段と、
前記制御手段により制御され、前記デスクランブルされた信号から画像音響信号を抽出する復号手段とを備え、
前記記憶手段は、電源オン時に所定の初期化処理が必要であり、
前記情報読取手段は、前記複数の記憶手段の各々に対応して設けられ、該記憶手段に電源供給及びクロック信号供給を行う駆動手段を含み、
前記制御手段は、前記情報読取手段を制御して、装置の主電源がオン状態である場合に全ての記憶手段に電源供給し、且つ該記憶手段に対するリセット動作を不活性状態として、初期化処理済状態を維持することを特徴とするデジタル信号受信装置。
【請求項３】
前記記憶手段は、ＩＣカードであり、
前記駆動手段は、
前記ＩＣカードに電源電位を供給する電源電位供給手段と、
前記制御手段により制御され、対応するＩＣカードにクロック信号を供給するクロック信号供給手段とを含み、
前記電源電位供給手段は、対応するＩＣカードが選択状態であるか否かにかかわらず、電源電位の供給を行う請求項２記載のデジタル信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタル信号受信装置に関し、より特定的には、デジタル衛星放送を受信して、対応する画像および音響信号を出力するデジタル信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル衛星放送が実用化され、地上波放送、アナログ衛生放送やケーブルテレビ放送などの従来のどの放送よりも多いチャンネル数の放送が行われている。
【０００３】
このような多チャンネル放送は、動画圧縮技術（高効率符号化方式）の国際標準であるＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ  ｐｈａｓｅ２）とデジタル伝送方式の組み合わせにより実現されている。
【０００４】
衛星放送に搭載した、たとえば、２７ＭＨｚのトランスポンダ（中継器）１本を利用したとき、これまでのアナログ方式では１チャンネルのテレビ放送しか提供できなかった。デジタル放送では、たとえば１チャネル分の映像の符号化速度が６Ｍビット／秒の場合、４チャンネル分の放送が可能となる。
【０００５】
ここで、有料放送を行う場合には、伝送データに対するスクランブル処理と、受信機側でのデスクランブル処理を行うためのコンディショナル・アクセス・システムとが必須である。
【０００６】
図６は、このような衛星放送による画像放送のシステムの一例の概要を説明するための図である。
【０００７】
番組供給業者からの種々の番組は、ＭＰＥＧエンコーダで圧縮されてデジタル化され、１８８バイト単位のＭＰＥＧ２トランスポート・パケットのパケット・ストリームに変換される。これら番組データは、基本的には、有料放送であるため、画像、音声のパケットはパケットごとに暗号化（スクランブル）されている。このスクランブルを解く鍵は、関連情報として映像・音声信号とともにパケットの一つとして送信される。
【０００８】
ただし、後に説明するように、スクランブルが不法に解除されることのないように、この伝送される鍵自体も暗号化されており、これを解くための各個人の鍵は、各受信機に挿入されているＩＣカードの中に、それぞれ秘密に格納されている。たとえば、特定の番組供給業者からの放送に対しても、その放送のうちのどの番組のスクランブルを解くことができるかについては、各受信者の契約情報をもとに送信側から選択できる構成となっている。
【０００９】
通常は、視聴者の契約はチャンネルごとに行われ、契約したチャンネルの番組は常に視聴可能であるが、ペイパービュー（以下、ＰＰＶ）と呼ばれる契約形態も存在する。すなわち、たとえば２時間のある映画番組だけをその都度、有料で視聴可能とする契約形態である。受信機のリモコンの操作により、ＰＰＶの番組を視聴可能となり、たとえば、月末に、その月に見たＰＰＶの番組の情報が自動的に顧客管理システムに伝送されて課金される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図７は、デジタル衛星放送を受信するための従来のデジタル信号受信装置２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００１１】
デジタル信号受信装置２０００は、アンテナ１００により受信された衛星波を受け、受信トランスポンダの切換、受信した信号の復調、誤り訂正を行い、ＭＰＥＧ２トランスポート・ストリームを出力するチューナモジュール１０２と、トランスポート・ストリームを受けて、ＩＣカード１２４から供給されるデスクランブル用の鍵データＫｓを用いてデスクランブル処理を行うデスクランブルＬＳＩ１０４と、デスクランブルＬＳＩ１０４から転送されるデータを受けて、視聴者の選局操作に基ずくＰＳＩ（プログラム仕様情報）を受信し、トランスポート・ストリームの中から必要な映像データおよび音声データに対応するパケットを抽出し、それぞれ対応する復号化ＬＳＩ１０８および１１８に出力するトランスポート・ストリーム処理ＬＳＩ１０６とを含む。
【００１２】
デジタル信号受信装置２０００は、さらに、トランスポート・ストリーム処理ＬＳＩ１０６からの出力を受けて、圧縮処理前の映像データに変換するＭＰＥＧ２ビデオ復号化ＬＳＩ１０８と、ＭＰＥＧ２ビデオ復号化ＬＳＩ１０８からの復号信号を受けて、ＮＴＳＣ信号（コンポジット信号）に変換して出力するＮＴＳＣ変換ＬＳＩ１１０とを含む。ここで、たとえば、コンポーネント信号（輝度（Ｙ）信号と色信号（Ｃ）を分離した信号）を出力する端子も備えられている。
【００１３】
デジタル信号受信装置２０００は、さらに、トランスポート・ストリーム処理ＬＳＩ１０６からの出力を受けて、データ圧縮する前の音声データに変換して出力するＭＰＥＧ１オーディオ復号化ＬＳＩ１１８と、ＭＰＥＧ１オーディオ復号化ＬＳＩ１１８からの復号信号を受けて、Ｄ−Ａ変換して出力するＤ−Ａ変換ＬＳＩ１２０とを含む。
【００１４】
ＮＴＳＣ変換ＬＳＩ１１０とＤ−Ａ変換ＬＳＩ１２０とからの信号は、表示装置（たとえば、テレビ受像機）１２６に入力され、対応する画像および音声が出力される。
【００１５】
ＩＣカード１２４は、暗号化された状態で伝送されるスクランブル鍵Ｋｓの暗号解除、ＰＰＶ視聴記録の一次保存、受信機本体へのモデムの発呼指示といった課金・通信関連制御を行う。
【００１６】
スクランブル鍵Ｋｓの暗号解除に必要な鍵データ（ワーク鍵Ｋｗとマスター鍵Ｋｍ）は、トランスポート・ストリーム処理ＬＳＩ１０６で分離され、ＩＣカード１２４に転送される。
【００１７】
制御用ＣＰＵ１１２は、上記のような処理をすべて制御する。また、制御用ＣＰＵ１１２は、番組表（ＥＰＧ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｇｕｉｄｅ）データを受信してメモリ１１４に格納し、各種機能、たとえば番組表の表示装置１２６への出力等を実現するためのソフトウェア処理、ＩＣカード上の処理、モデムに関連した通信処理等も実行する。
【００１８】
また、視聴者からの指示は、リモコン１２２により発せられる信号をユーザ・インターフェース回路１１６が受けて、制御用ＣＰＵ１１２に与えることにより行われる。
【００１９】
従来のデジタル信号受信装置２０００は、以上のような構成を有するので以下のような問題があった。
【００２０】
ここで、複数の衛星（ネットワーク）からデジタル放送を受信するには、複数の衛星からの電波を受信するアンテナを有し、受信するネットワークを切り替えるか、同一の衛星から複数のネットワークのデジタル放送が供給されている場合には、受信装置側でネットワークの切り換えを行う必要がある。ところで、１台の受信機で複数のネットワークの映像などを同時に受信することは一般にはできない。同時に受信する場合は、複数のチューナ、トランスポートストリーム処理ＬＳＩ、ＭＰＥＧ復号化ＬＳＩ等が必要となり、システムの構成上、コスト等を考慮すると現実的でない。
【００２１】
すなわち、１台の受信機で複数の衛星または同じ衛星内の複数のネットワークを受信するためには、ネットワークの切換とネットワークに対応したＩＣカードの切換が必要となる。
【００２２】
選択的に単一のネットワークからしか受信しない構成とした場合、デジタル放送の受信機では、映像を受信していない電源ＯＦＦ（メイン電源はＯＮ）状態でもメール、番組ガイドやアップリンク指示等のデータを取得しているため、スタンバイ状態で一つのネットワークのみからの情報しか受け取っていないときは、複数のネットワークについての番組ガイドを同時に表示したりすることや、一方のネットワークの画像等を見ながら、他方のネットワークの番組ガイド表示を見ること等は不可能である。
【００２３】
また、複数のネットワークを受信するために複数のＩＣカードからの鍵データを受け入れる構成とする場合、ネットワークの切換ごとにＩＣカードの初期化処理を行うこととすると画像情報等の表示に大きなタイムラグが生じてしまい、視聴者に不快感を与えてしまうという問題がある。
【００２４】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされもので、その目的は、複数のネットワークからの放送を受信している場合でも、ネットワークの切換による画像表示のタイムラグを防止することが可能なデジタル信号受信装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のデジタル信号受信装置は、スクランブル処理された複数の番組データと、前記各番組データのスクランブル方式に対応した属性データが同時にパケットストリームとして伝送される通信系におけるデジタル信号受信装置であって、前記デジタル信号受信装置の動作を制御する制御手段と、前記番組データの属性データに応じて異なるデスクランブル処理のためのキーデータを保持し、外部から駆動されてデータを出力する複数の記憶手段と、該複数の記憶手段が同時に装着可能であり、受信している番組データに対応する記憶手段を選択する情報読取手段と、前記情報読取手段からの受信番組データに対応したキーデータに応じて、該受信番組データをデスクランブル処理する手段とを備え、前記記憶手段は、電源オン時に所定の初期化処理が必要であり、前記制御手段は、前記情報読取手段を制御して、装置の主電源がオン状態である場合に全ての記憶手段に電源供給し、、且つ該記憶手段に対するリセット動作を不活性状態として、初期化処理済状態を維持することを特徴とする。
【００２６】
請求項２記載のデジタル信号受信装置は、複数の番組データの各々が複数のパケットに分割され、かつスクランブルされて伝送され、前記番組データのスクランブル方式に対応した属性データが同時に伝送される通信系におけるデジタル信号受信装置であって、外部からの制御信号に応じて、前記デジタル信号受信装置の動作を制御する制御手段と、前記番組データおよび属性データを含む信号を伝送する搬送波を受けて、復調する手段と、前記番組データの属性データに応じて異なるデスクランブル処理のためのキーデータを保持し、外部から駆動されてデータを出力する複数の記憶手段と、該複数の記憶手段が同時に装着可能であり、受信している番組データに対応する記憶手段を選択する情報読取手段と、前記復調手段からの出力を受け、前記情報読取手段からの受信番組データに対応したキーデータに応じて、該受信番組データをデスクランブル処理する手段と、前記制御手段により制御され、前記デスクランブルされた信号から画像音響信号を抽出する復号手段とを備え、前記記憶手段は、電源オン時に所定の初期化処理が必要であり、前記情報読取手段は、前記複数の記憶手段の各々に対応して設けられ、該記憶手段に電源供給及びクロック信号供給を行う駆動手段を含み、前記制御手段は、前記情報読取手段を制御して、装置の主電源がオン状態である場合に全ての記憶手段に電源供給し、且つ該記憶手段に対するリセット動作を不活性状態として、初期化処理済状態を維持することを特徴とする。
【００２７】
請求項３記載のデジタル信号受信装置は、請求項２記載のデジタル信号受信装置の構成において、前記記憶手段は、ＩＣカードであり、前記駆動手段は、前記ＩＣカードに電源電位を供給する電源電位供給手段と、前記制御手段により制御され、対応するＩＣカードにクロック信号を供給するクロック信号供給手段とを含み、前記電源電位供給手段は、対応するＩＣカードが選択状態であるか否かにかかわらず、電源電位の供給を行う。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態のデジタル信号受信装置１０００の構成を示す概略ブロック図であり、図７と対比される図である。
【００２９】
図７の従来のデジタル信号受信装置２０００の構成と異なる点は、複数のＩＣカードを同時に受け入れることが可能なＩＣカードスロット１３０が設けられる構成となっている点である。その他の点は、基本的にデジタル信号受信装置２０００の構成と同様であり、同一部分には同一参照符号を付して、説明は繰り返さない。
【００３０】
すなわち、デジタル信号受信装置１０００は、複数のＩＣカードからのデータを同時に受け取ることが可能で、複数のネットワークからの衛星波をデスクランブル処理することが可能である構成において、複数のネットワークに対して、チューナモジュール１０２，デスクランブルＬＳＩ１０４、トランスポートストリーム処理ＬＳＩ１０６、ＭＰＥＧ２ビデオ復号化ＬＳＩ１０８、ＭＰＥＧ１オーディオ復号化ＬＳＩ１１８等を共用化する構成となっている。
【００３１】
図２は、図１に示したＩＣカードスロット１３０の構成を示す概略ブロック図である。図２においては、二つのＩＣカードを同時に受け入れる構成となっているが、以下の説明から明らかとなるように、本発明はこのような構成に限定されることなく、より多くの枚数のＩＣカードを受け入れる構成とすることも可能である。
【００３２】
ＩＣカードスロット１３０は、第１のＩＣカード１３０２に対応して設けられ、制御用ＣＰＵ１１２に制御される第１の電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１３０４およびクロックＯＮ／ＯＦＦ回路１３０４と、第２のＩＣカード１３１０に対応して設けられ、制御用ＣＰＵ１１２に制御される第２の電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１３１２およびクロックＯＮ／ＯＦＦ回路１３１４と、第１および第２のＩＣカード１３０２、１３１０に対応して共通に設けられ、制御用ＣＰＵ１１２に制御されていずれかのＩＣカードとの通信を選択的に可能とする通信チャンネル切換回路１３０８とを含む。
【００３３】
また、第１および第２のＩＣカード１３０２、１３１０に対しては、それぞれ独立にリセット信号１およびリセット信号２が与えられる構成となっている。
【００３４】
すなわち、第１または第２のＩＣカード１３０２、１３１０に対するインターフェースとしては、それぞれ制御用ＣＰＵ１１２との間のシリアル通信チャンネル、制御用ＣＰＵ１１２から供給される電源、クロック、およびリセット信号がある。
【００３５】
１個のチューナーで受信する場合には、ある一時点をとってみれば、受信している番組提供業者に対応する、第１または第２のＩＣカード１３０２、１３１０のいづれかが動作する。
【００３６】
すなわち、一つのシリアルチャンネルを随時切り換えることによって、複数のネットワークからの受信に対応することが可能である。このとき、第１および第２のＩＣカードのいずれに対しても、電源供給を行っておくことで、シリアルチャンネルの切り換え毎に、選択されたＩＣカードに対する初期リセットシーケンスを実行することが不要で、切り換え時に無駄な時間や動作が必要になることがない。
【００３７】
しかも、各ＩＣカードに対して個別に設けるのは、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路およびクロックＯＮ／ＯＦＦ回路のみでよいため、デジタル信号受信装置１０００をコンパクトに、かつ低コストで製造することが可能である。
【００３８】
図３は、制御用ＣＰＵ１１２が、各ＩＣカードに対して行うリセット動作を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
このようなＩＣカードに対するリセット動作のシーケンスは、規格ＩＳＯ／ＩＥＣ８１６−３およびＪＩＳ  Ｘ−６３０４の調歩式外部リセット方式に該当する。
【００４０】
制御用ＣＰＵ１１２は、メイン電源投入後（デジタル信号受信装置１０００の本体側電源はオフ状態）、各ＩＣカードに対するリセット信号を活性状態（”Ｌ”状態）とする（ステップＳ１００）。
【００４１】
続いて、本体側電源がオン状態となると（ステップＳ１０２）、制御用ＣＰＵ１１２は、各ＩＣカードに対してクロック信号の供給を開始する（ステップＳ１０４）。
【００４２】
制御用ＣＰＵ１１２は、クロック信号を４０００周期以上供給するまで待機し（ステップＳ１０６）、リセット信号を不活性状態（”Ｈ”レベル状態）とする（ステップＳ１０８）。
【００４３】
続いて、制御用ＣＰＵ１１２は、クロック信号を４０００周期以上供給したかの判断を行い（ステップＳ１１０）、４０００周期以上のクロック信号の供給が行われている場合は初期化は失敗と判断して（ステップＳ１１６）、リセットシーケンスを終了する。
【００４４】
４０００周期以上のクロックが、供給されていないと判断されると（ステップＳ１１０）、制御用制御用ＣＰＵ１１２は、ＩＣカードからの初期応答を受信したかの判断を行う（ステップＳ１１２）。初期応答を受信していれば、初期化は成功しているものと判断して（ステップＳ１１４）、リセットシーケンスを終了する。初期応答を受信していない場合は、処理をステップＳ１１０に復帰させる。
【００４５】
制御用ＣＰＵ１１２は、各ＩＣカードについて、以上のようなリセットシーケンスを行った後、スタンバイ状態においても、複数のＩＣカードに対して電源供給を継続するように、電源ＯＮ／ＯＦＦ回路１３０４および１３１２を制御する。
【００４６】
従って、本発明においては、ネットワークの切換の際、ＩＣカードのリセットシーケンス等をその都度行う必要がない。
【００４７】
そこで、たとえば、スタンバイ状態において、複数のネットワークからのデータ取得、すなわち、各ネットワークのメールの有無の判断、時間および予約番組の変更の有無の判断、視聴履歴の転送指示の有無の判断、現放送の番組データ（番組ガイドデータ）の取得等を行うことも可能である。
【００４８】
図４は、送信側で行われるスクランブル処理を行うシステムおよび受信側でデスクランブルを行うコンディショナル・アクセス・システムの構成を示す概略図である。
【００４９】
スクランブル処理およびデスクランブル処理は、共通鍵暗号方式による３種類の鍵を使って行われる。
【００５０】
送信側において、映像などの送信データをスクランブルするのには、スクランブル鍵Ｋｓが用いられる。スクランブル鍵Ｋｓは、ワーク鍵Ｋｗを用いることで暗号化され、衛星波に多重化されて配送される。ワーク鍵Ｋｗも、マスタ鍵Ｋｍを用いることで暗号化され、衛星波に多重化されて配送される。
【００５１】
受信側においては、衛星波から分離されたワーク鍵Ｋｗは、ＩＣカード中のマスタ鍵Ｋｍにより復号化される。また、衛星波から分離されたスクランブル鍵Ｋｓは、復号化されたワーク鍵Ｋｗにより復号化され、ＩＣカードから出力される。この鍵Ｋｓを用いて、映像信号等のデスクランブル処理が行われる。
【００５２】
図５は、デスクランブル処理における制御用ＣＰＵ１１２およびＩＣカードの動作を説明するフローチャートである。
【００５３】
以下で、ＥＣＭデータとは、スクランブル解除（デスクランブル処理）のためのキーデータを暗号化したデータである。
【００５４】
制御用ＣＰＵ１１２は、ＥＣＭデータを受信すると（ステップＳ２００）、ＥＣＭデータを選択されているＩＣカードに送信する（ステップＳ２０２）。
【００５５】
選択されているＩＣカードは、ＥＣＭデータを受信すると（ステップＳ２０４）、ＥＣＭデータの暗号を解読し、スクランブルキーＫｓを算出し（ステップＳ２０６）、制御用ＣＰＵ１１２に送信する（ステップＳ２０８）。
【００５６】
制御用ＣＰＵ１１２は、ＩＣカードからキーデータを受信すると（ステップＳ２１０）、デスクランブル回路に対してキーの設定を行う（ステップＳ２１２）。
【００５７】
上述したとおり、デジタル信号受信装置１０００では、通信チャンネル回路１３０８の切換のみで、以上のようなスクランブルキーデータＫｓの対応するＩＣカードからの取得が可能なため、切り換えによるタイムラグを発生させることなく、ネットワークの切り換えが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、複数のネットワークからのスクランブルされた番組データを受信する場合に、ネットワークの切り換えによるタイムラグを抑制することが可能となる。
【００５９】
さらに、複数のネットワークからのスクランブルされた番組データを受信する場合に、デスクランブル処理のためのキーデータを供給する複数のＩＣカードとのインターフェースを簡易に構成できるので製造コストの低減、装置のコンパクト化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のデジタル信号受信装置１０００の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示したＩＣカードスロット１３０の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】制御用ＣＰＵ１１２のＩＣカードに対するリセット動作を説明するフローチャートである。
【図４】スクランブル処理を行うシステムおよびデスクランブルを行うシステムの構成を示す概略図である。
【図５】デスクランブル処理を説明するフローチャートである。
【図６】デジタル衛星放送システムの構成を示す概念図である。
【図７】従来のデジタル信号受信装置２０００の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
１００  アンテナ
１０２  チューナモジュール
１０４  デスクランブルＬＳＩ
１０６  トランスポートストリーム処理ＬＳＩ
１０８  ＭＰＥＧ２ビデオ復号ＬＳＩ
１１０  ＮＴＳＣ変換ＬＳＩ
１１２  制御用ＣＰＵ
１１４  メモリ
１１６  ユーザインターフェース回路
１１８  ＭＰＥＧ１オーディオ復号ＬＳＩ
１２０  Ｄ−Ａ変換ＬＳＩ
１２２  リモコン
１２４  ＩＣカード
１２６  表示装置
１０００、２０００  デジタル信号受信装置
【図１】
0003639400.tif 000002
【図２】
0003639400.tif 000003
【図３】
0003639400.tif 000004
【図４】
0003639400.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003639400.tif 000007
【図７】
0003639400.tif 000008