周波数切替え方法、周波数切替え装置および撮像装置
【課題】 回路規模が大きくなるのを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる周波数切替え方法を提供する。
【解決手段】 出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にし（Ｓ２）、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数Ｃ１に変更し（Ｓ４）、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数２Ｎに変更する（Ｓ５）。その後、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセット状態を解除して（Ｓ６）、分周数を目標周波数に対応した分周数Ｎに変更する（Ｓ８）。
【解決手段】 出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にし（Ｓ２）、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数Ｃ１に変更し（Ｓ４）、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数２Ｎに変更する（Ｓ５）。その後、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセット状態を解除して（Ｓ６）、分周数を目標周波数に対応した分周数Ｎに変更する（Ｓ８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数切替え方法および周波数切替え装置に関し、特にシステムの動作中に周波数の切替えを行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像撮影装置付きの携帯電話機（いわゆるカメラ付き携帯電話機）が知られている。従来のカメラ付き携帯電話機は、画像処理を行う画像処理部と無線通信を行う無線部を備えており、ＰＬＬ回路からの出力信号を動作クロックとして動作している。この従来のカメラ付き携帯電話機においては、画像処理部の動作クロック周波数の高調波が無線部の無線周波数に重畳した場合、無線部側がノイズを受け、無線機としての機能に支障をきたすおそれがある。したがって、画像処理部の動作クロック周波数を変更したい場合がある。この場合には、あらかじめ画像処理部の動作クロック周波数を無線周波数に対して倍数関係にならない周波数とする手段が考えられる。
【０００３】
カメラ付き携帯電話機が画像処理部の後段に既存の表示制御系回路を備えている場合には、動作許容周波数の制限により動画処理時と静止画処理時で動作周波数を変更したい場合がある。この場合には、画像処理部を後段の表示制御系回路へ画像データを伝送できる動作クロック周波数に変更するために、画像処理部の回路動作中に動作クロック周波数を切り替えるという方法も考えられる。しかし、画像処理部の回路動作中に動作クロック周波数を単に切り替えるという処理を行うと、以下に説明するように、後段の表示制御系回路が異常動作（停止や暴走など）を起こしてしまうおそれがあるという問題があった。
【０００４】
図９は、ＰＬＬ回路に含まれる逓倍設定回路の従来の動作を示した図である。図９に示すように、逓倍設定回路はカウンタ機能を備えており、カウンタ値は０からＣｍａｘまで増加して、Ｃｍａｘになると０に戻る。逓倍数は、任意に設定される数であり、１からＣｍａｘまでの整数が設定される。例えば、Ｃ１を逓倍数として設定した場合には、カウンタ値は０からＣ１まで増加して０に戻る。次に、例えば、逓倍数をＣ２（ここでＣ２＞Ｃ１とする）からＣ１へ切り替えた場合を考える。この場合、逓倍数をＣ２からＣ１へ切り替えたときに、カウンタ値がＸ（Ｃ１＜Ｘ＜Ｃ２）であると、カウンタ値はＸからＣｍａｘまでカウントアップされてから０に戻り、再度カウントをスタートしてＣ１までカウントし、ここで落ち着く。このように、逓倍数を切り替えるタイミングによって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまい、その結果、電圧制御発振回路（ＶＣＯ回路ともいう）から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数が最大値にまで達してしまうことがある。ＶＣＯ回路から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数が最大値まで達してしまうと、出力信号の周波数（動作クロック周波数）が高速すぎる（限界周波数を超えてしまう）ために、後段の回路が異常動作（停止や暴走など）を起こしてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、ＰＬＬ回路からの出力信号を動作クロックとして動作している回路において、回路動作中にＰＬＬ回路出力周波数を切り替える場合には、切り替える前の低域通過フィルタ（ＬＰＦ回路ともいう）への入力電圧値を記録できる回路構成とする方法が考えられる。また、ＰＬＬ回路を複数準備し、使用するＰＬＬ回路そのものを切り換えるという方法も考えられる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１１０４３１号公報（第２−４頁、第１図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の周波数の切替え方法では、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路を準備する必要があり、回路規模が大きくなるという問題があった。また、従来の周波数の切替え方法では、複数のＰＬＬ回路間での位相調整が必要になるという問題があった。
【０００７】
また、回路規模が大きくなるのを抑えて、画像処理部の回路動作中に動作クロック周波数を単に切り替えるという処理を行うと、上述のように、後段の表示制御系回路が異常動作（停止や暴走など）を起こしてしまうおそれがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、回路規模が大きくなることを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きることを防ぐことができる周波数切替え方法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】
【０００９】
本発明の周波数切替え方法は、第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を生成し、前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を生成し、前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を生成し、前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して前記第２入力信号を生成し、前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して生成する出力信号の周波数を切り替える周波数切替え方法であって、前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止し、前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開して前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号を生成し、前記電圧増減信号を生成するのを再開し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更する構成を有している。
【００１０】
この構成により、出力信号の周波数を動作中に切り替えるときに、第１入力信号と第２入力信号の比較を停止して、電圧増減信号の電圧を増減するのを停止する。そうすると、その電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号が生成される。この発振信号が分周されて出力信号が生成される。このとき、発振信号を逓倍する処理は行わず、カウンタ値は０にリセットされる。この状態（リセット状態ともいう）で、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更する。この場合、電圧増減信号の電圧レベルは最低のレベル（Ｌレベル）であるので、発振信号の周波数はＬレベルの電圧に応じた最低の周波数まで低減する。そして、逓倍数を切り替えるときにカウンタ値が０であるので、カウンタ値は０から目標周波数に対応した逓倍数まで増加して０に戻る。したがって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまうのを防ぐことができ、その結果、発振信号の周波数が最大値まで達してしまうのを防ぐことができる。このリセット状態で、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する。その後、第１入力信号と第２入力信号の比較を再開してＵＰ信号またはＤＮ信号を生成する。そして、ＵＰ信号またはＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を生成するのを再開し、発振信号の周波数を逓倍するのを再開する。そうすると、過渡応答により発振信号の周波数が変動し、その結果、出力信号の周波数も変動することになる。この場合、分周数が仮分周数に設定されており、この仮分周数が目標周波数に対応した分周数より大きいので、出力信号の周波数は目標周波数より低くなる。したがって、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。そして最後に、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更する。このように出力信号の周波数を動作中に切り替えることにより、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。また、この場合、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路を準備する必要がないので、従来に比べて回路規模が大きくなるのを抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の周波数切替え方法では、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止した後、前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の停止後ウェイト時間が経過した後に、前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する構成を有している。
【００１２】
この構成により、出力信号の周波数が安定した状態で、逓倍数と分周数の変更を行うことができる。逓倍数と分周数を変更すると出力信号の周波数が変動する。この場合、出力信号の周波数が低減して十分に安定した後、逓倍数と分周数の変更を行う。したがって、逓倍数と分周数の変更後に、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の周波数切替え方法では、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開し、前記電圧増減信号を生成するのを再開し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開した後、前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の再開後ウェイト時間が経過した後に、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更する構成を有している。
【００１４】
この構成により、出力信号の周波数が安定した状態で、分周数を変更することができる。分周数を目標周波数に対応した分周数に変更すると出力信号の周波数が増大する。この場合、過渡応答による出力信号の周波数の変動が終わって十分に安定した後、分周数の変更を行う。したがって、過渡応答によって出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００１５】
本発明の周波数切替え装置は、第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する位相周波数比較手段と、前記ＵＰ信号が入力されたときに電圧を増加させ、前記ＤＮ信号が入力されたときに電圧を減少させた電圧増減信号を出力する電圧増減手段と、前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を出力する電圧制御発振手段と、前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して、前記位相周波数比較手段の前記第２入力信号として出力する逓倍設定手段と、前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して、出力信号として出力する分周手段と、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させるリセット手段と、前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を設定する逓倍数設定手段と、前記分周手段で用いる分周数を設定する分周数設定手段と、前記リセット手段、前記逓倍数設定手段、前記分周数設定手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させ、前記逓倍数設定手段を制御して、前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段を起動させ、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更する構成を有している。
【００１６】
この構成によっても、上記のように、出力信号の周波数を動作中に切り替えるときに、位相周波数比較手段、電圧増減手段、逓倍設定手段の動作を停止する。そうすると、電圧増減手段では、電圧を増減させずに電圧増減信号が生成される。電圧制御発振手段からは、電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号が出力される。この発振信号が分周手段で分周されて出力信号が出力される。このとき、逓倍設定手段は発振信号を逓倍する処理を行わず、カウンタ値は０にリセットされる。この状態（リセット状態ともいう）で、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更する。この場合、電圧増減信号の電圧レベルは最低のレベル（Ｌレベル）であるので、発振信号の周波数はＬレベルの電圧に応じた最低の周波数まで低減する。そして、逓倍数を切り替えるときにカウンタ値が０であるので、カウンタ値は０から目標周波数に対応した逓倍数まで増加して０に戻る。したがって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまうのを防ぐことができ、その結果、発振信号の周波数が最大値まで達してしまうのを防ぐことができる。このリセット状態で、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する。その後、位相周波数比較手段、電圧増減手段、逓倍設定手段を起動する。位相周波数比較手段は、第１入力信号と第２入力信号を比較してＵＰ信号またはＤＮ信号を出力し、電圧増減手段は、ＵＰ信号またはＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を出力する。逓倍設定手段は、発振信号の周波数を逓倍する。そうすると、過渡応答により発振信号の周波数が変動し、その結果、出力信号の周波数も変動することになる。この場合、分周数が仮分周数に設定されており、この仮分周数が目標周波数に対応した分周数より大きいので、出力信号の周波数は目標周波数より低くなる。したがって、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。そして最後に、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更する。このように出力信号の周波数を動作中に切り替えることにより、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。また、この場合、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路を準備する必要がないので、従来に比べて回路規模が大きくなるのを抑えることができる。
【００１７】
本発明の撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段から得られた映像信号に画像処理を施す画像処理手段と、前記映像信号の垂直ブランキング期間を検出する垂直ブランキング期間検出手段と、上記の周波数切替え装置と、を備え、前記周波数切替え装置は、前記垂直ブランキング期間に前記画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行う構成を有している。
【００１８】
この構成により、垂直ブランキング期間中に画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行うことができる。したがって、動作クロック周波数を切り替えるときに、表示画像が乱れるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、第１入力信号と第２入力信号の比較、電圧増減信号の電圧の増減、発振信号の周波数の逓倍を停止し、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更し、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、第１入力信号と第２入力信号の比較、電圧増減信号の電圧の増減、発振信号の周波数の逓倍を再開し、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更することにより、従来のように回路規模が大きくなるのを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができるという効果を有する周波数切替え方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の周波数切替え方法、周波数切替え装置および撮像装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、撮像装置がカメラ付き携帯電話機であり、周波数切替え装置が周波数切替え器である場合を例示する。周波数切替え器は、カメラ付き携帯電話機の画像処理部等の動作中に動作クロック周波数の切替えを行うものである。
【００２１】
本発明の実施の形態のカメラ付き携帯電話機を図２に示す。図２は、カメラ付き携帯電話機の構成を示すブロック図である。図２に示すように、カメラ付き携帯電話機１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成された撮像素子２と、撮像素子２で撮影した画像に画像処理を施す画像処理部３と、無線通信を行う無線部４を備えている。また、カメラ付き携帯電話機１は、画像処理部３の動作クロック周波数の切替えを行う周波数切替え器５と、撮像素子２から得られた映像信号の垂直ブランキング期間を検出する垂直ブランキング期間検出部６を備えている。ここでは、撮像素子２が、本発明の撮像手段に相当し、画像処理部３が、本発明の画像処理手段に相当する。また、垂直ブランキング期間検出部６が、本発明の垂直ブランキング期間検出手段に相当する。
【００２２】
図３は、周波数切替え器５の構成を示すブロック図である。図３に示すように、周波数切替え器５は、ＰＬＬ回路７と、ＰＬＬ回路７の動作を制御する制御部８を備えている。本実施の形態では、この制御部８によりＰＬＬ回路７の動作を制御して、動作クロック周波数の切替えを行う。具体的には、基準周波数の入力信号（第１入力信号）がＰＬＬ回路７に入力されると、制御部８がＰＬＬ回路７の動作を制御して、逓倍・分周された周波数の出力信号がデジタル信号処理回路９に出力される。すなわち、本実施の形態の周波数切替え方法は、ＰＬＬ回路７の制御方法であるともいえる。
【００２３】
ここでは、まず、ＰＬＬ回路７の構成について説明する。図３に示すように、ＰＬＬ回路７は、位相周波数比較器１０と、チャージポンプ回路１１と、低域通過フィルタ１２（ＬＰＦ回路１２ともいう）と、電圧制御発振器１３（ＶＣＯ回路１３ともいう）と、逓倍設定回路１４と、分周回路１５を備えている。本実施の形態では、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１とＬＰＦ回路１２とＶＣＯ回路１３と逓倍設定回路１４によって、位相周波数同期ループが構成されており、ＶＣＯ回路１３の後段に分周回路１５が備えられている。そして、分周回路１５から出力された出力信号が、デジタル信号処理回路９へ動作クロック信号として入力される。このデジタル信号処理回路９が、カメラ付き携帯電話機１の画像処理部３や無線部４などである。
【００２４】
位相周波数比較器１０は、第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する。第１入力信号は、ＰＬＬ回路７に入力される基準周波数の基準クロック信号である。第２入力信号は、位相周波数同期ループによって基準周波数を逓倍した周波数の逓倍クロック信号である。この場合、位相周波数比較器１０は、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも低い場合には、チャージポンプ回路１１へＵＰ信号を出力し、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも高い場合には、チャージポンプ回路１１へＤＮ信号を出力する。なお、第１入力信号の周波数と第２入力信号の周波数が等しい場合には、チャージポンプ回路１１への出力は行わず、現状の周波数を維持する。この位相周波数比較器１０は、本発明の位相周波数比較手段に相当する。
【００２５】
チャージポンプ回路１１は、ＵＰ信号が入力されたときには電圧増加信号を出力し、ＤＮ信号が入力されたときには電圧減少信号を出力する。このチャージポンプ回路１１は、本発明の電圧増減手段に相当し、電圧増加信号および電圧減少信号は、本発明の電圧増減信号に相当する。
【００２６】
低域通過フィルタ１２（ＬＰＦ回路１２）は、所定のしきい周波数よりも低い周波数の信号のみを通過させる。本実施の形態では、電圧増減信号に含まれる高調波（高周波）のノイズがＬＰＦ回路１２によって除去されて、ＶＣＯ入力信号が出力される。
【００２７】
電圧制御発振器１３（ＶＣＯ回路１３）は、入力されるＶＣＯ入力信号の電圧に応じた周波数のＶＣＯ出力信号を出力する。図４は、ＶＣＯ回路１３の動作特性を示す説明図である。図４に示すように、ＶＣＯ入力信号の電圧が大きいほど、ＶＣＯ出力信号の周波数は高くなり、ＶＣＯ入力信号の電圧が小さいほど、ＶＣＯ出力信号の周波数は低くなる。このＶＣＯ回路１３が、本発明の電圧制御発振手段に相当し、ＶＣＯ出力信号が、本発明の発振信号に相当する。
【００２８】
逓倍設定回路１４は、ＶＣＯ出力信号の周波数を逓倍数に応じて逓倍して、位相周波数比較器１０への第２入力信号として出力する。図５は、逓倍設定回路１４の動作の説明図である。逓倍設定回路１４はカウンタ機能を備えており、カウンタ値は０からＣｍａｘまで増加して、Ｃｍａｘになると０に戻る。逓倍数は、任意に設定される数であり、１からＣｍａｘまでの整数が設定される。例えば、Ｃ１を逓倍数として設定した場合には、カウンタ値は０からＣ１まで増加して０に戻る。ここでは、この逓倍設定回路１４が、本発明の逓倍設定手段に相当する。
【００２９】
分周回路１５は、ＶＣＯ出力信号の周波数を分周数に応じて分周して、出力信号としてデジタル信号処理回路９へ出力する。本実施の形態では、この出力信号が、カメラ付き携帯電話機１の画像処理部３等の動作クロック信号である。ここでは、この分周回路１５が、本発明の分周手段に相当する。
【００３０】
つぎに、制御部８の構成について説明する。図３に示すように、制御部８は、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４へ動作を停止させるリセット信号を送るリセット部１６と、逓倍設定回路１４で用いる逓倍数を設定する逓倍数設定部１７と、分周回路１５で用いる分周数を設定する分周数設定部１８を備えている。また、制御部８は、後述する所定のウェイト時間（停止後ウェイト時間、再開後ウェイト時間）を計測するウェイト時間計測部１９を備えている。そして、制御部８は、マイコン等で構成されており、この制御部８によって、リセット部１６、逓倍数設定部１７、分周数設定部１８、ウェイト時間計測部１９の動作が制御されている。ここでは、リセット部１６が、本発明のリセット手段に相当する。また、逓倍数設定部１７が、本発明の逓倍数設定手段に相当し、分周数設定部１８が、本発明の分周数設定手段に相当する。そして、制御部８が、本発明の制御手段に相当する。
【００３１】
以上のように構成されたカメラ付き携帯電話機１について、図面を用いてその動作を説明する。ここでは、画像処理部３の動作クロック周波数の切替えを行うときの周波数切替え器５の動作について説明する。
【００３２】
図１は、周波数切替え器５で動作クロック周波数の切替えを行うときのフロー図であり、図６は、周波数切替え器５の各回路の設定値と入出力値の表である。また、図７は、周波数切替え器５からの出力信号の説明図であり、図８は、垂直ブランキング期間の説明図である。ここでは、図６および図７に示すように、出力信号の周波数（動作クロック周波数）をｆ７からｆ６に切り替えるときの動作について説明する。この場合、ｆ６が本発明の目標周波数である。
【００３３】
（垂直ブランキング期間検出）
図１に示すように、本実施の形態のカメラ付き携帯電話機１において、画像処理部３の動作クロック周波数の切替えを行うときには、垂直ブランキング期間が開始したか否かの判断を行う（Ｓ１）。本実施の形態では、図８に示すように、垂直ブランキング信号をトリガとして、垂直ブランキング期間検出部６が垂直ブランキング期間の開始を検出する。垂直ブランキング期間の開始が検出されると、制御部８がＰＬＬ回路７の制御を開始して、動作クロック周波数の切替えを開始する。
【００３４】
図６に示すように、動作クロック周波数の切替えを開始したときの出力信号の周波数はｆ７である。このとき、分周回路１５の分周数はＮに設定されており、逓倍設定回路１４の逓倍数はＣ２に設定されている。また、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ３であり、ＶＣＯ出力信号の周波数はＦ３である。
【００３５】
（リセット処理）
動作クロック周波数の切替えを開始すると、まず、制御部８によってリセット部１６を制御して、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４にリセット信号を入力する（Ｓ２）。このときの位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４の状態をリセット状態ともいう。図７では、時間ｔ１において、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にした例が図示されている。
【００３６】
リセット信号が入力された位相周波数比較器１０は、第１入力信号（基準クロック信号）と第２入力信号（逓倍クロック信号）の比較動作を停止する。この場合、位相周波数比較器１０からの出力がＬレベルに固定されているともいえる。
【００３７】
リセット信号が入力されたチャージポンプ回路１１は、電圧増減動作を停止し、電圧を増減させずに電圧増減信号を出力する。このとき、電圧増減信号のレベルはＬレベルである。
【００３８】
ＬＰＦ回路１２では、コンデンサに充電された電圧が放電によって低下し、ＶＣＯ入力信号の電圧は最小値Ｖ１になる。ＶＣＯ入力信号の電圧が低下すると、ＶＣＯ回路１３から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数も低減し、ＶＣＯ回路１３が出力できる最低の周波数Ｆ１になる。リセット信号が入力された逓倍設定回路１４は、カウンタ値を０にリセットして、カウンタ動作を停止する。つまり、逓倍設定回路１４は、ＶＣＯ出力信号の周波数の逓倍を行わずに、そのままの周波数で第２入力信号として出力する。
【００３９】
位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にすると、ＶＣＯ回路１３から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数は、Ｆ３からＦ１へ向かって徐々に小さくなっていき（図４参照）、それに伴って分周回路１５からの出力信号の周波数もｆ７からｆ２へ向かって徐々に小さくなっていく（図７参照）。このとき、逓倍設定回路１４の逓倍数はＣ２のままであり、分周回路１５の分周数もＮのままである（図６参照）。
【００４０】
（リセット後の発振安定）
位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態した後、所定の停止後ウェイト時間が経過したか否かの判断を行う（Ｓ３）。この停止後ウェイト時間は、ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ１となるまでの時間（出力信号の周波数がｆ２となるまでの時間）を、シミュレーション等で予め見積ることによって決められる。本実施の形態では、ウェイト時間計測部１９によって、リセット信号の入力後からの経過時間が計測され、制御部８によって、停止後ウェイト時間が経過したか否かが判断される。このようにして、出力信号の周波数の変動（低減変化）が安定するまで、停止後ウェイト時間が経過するのを待ってから次の処理に移行する。この停止後ウェイト時間には、ある程度のマージンを付加しておくことが望ましい。図７に示した例では、時間ｔ１からｔ２までの期間が、停止後ウェイト時間である。
【００４１】
（逓倍数設定処理）
次に、逓倍設定回路１４の逓倍数を、目標周波数に対応した逓倍数Ｃ１に設定する（Ｓ４）。本実施の形態では、制御部８によって逓倍数設定部１７が制御されて、逓倍設定回路１４の逓倍数がＣ１に設定される。この逓倍数Ｃ１は、出力信号の周波数がｆ２となる（ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ２となる）ときの逓倍数である。逓倍設定回路１４がリセット状態のとき、図５に示すように、逓倍設定回路１４のカウンタ値は、リセット信号の入力によりリセットされて０となる。したがって、例えば、逓倍数をＣ２（ここでＣ２＞Ｃ１とする）からＣ１へ切り替えたときに、カウンタ値がＸ（Ｃ１＜Ｘ＜Ｃ２）であっても、カウンタ値はＸから０に戻ってから、カウントを再開してＣ１までカウントする。つまり、この場合には、カウンタ値がＣｍａｘまでカウントアップされず、ＶＣＯ出力信号の周波数が最大値にまで達してしまうことが防止される。
【００４２】
（仮分周数設定処理）
次に、分周回路１５の分周数を、目標周波数に対応した分周数Ｎよりも大きい仮分周数２Ｎに設定する（Ｓ５）。本実施の形態では、制御部８によって分周数設定部１８が制御されて、分周回路１５の分周数が仮分周数２Ｎに設定される。分周数Ｎは、出力信号の周波数がｆ２となる（ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ２となる）ときの分周数であり、仮分周数２Ｎは、その２倍の分周数である。なお、分周数は、分周比の逆数であり、分周数Ｎは分周比１／Ｎに対応し、仮分周数２Ｎは仮分周比１／２Ｎに対応する。したがって、この場合、分周回路１５の分周比を、目標周波数に対応した分周比１／Ｎの半分の仮分周比１／２Ｎに設定するともいえる。
【００４３】
このとき、分周回路１５にはリセット信号が入力されていないので、分周回路１５はリセット状態になっていない。したがって、分周回路１５の分周数を仮分周数２Ｎに設定すると、出力信号の周波数がｆ２からｆ１に減少する（図７参照）。図７に示した例では、時間ｔ３のときに、出力信号の周波数が仮分周数２Ｎに対応する周波数ｆ１になっている。この出力信号の周波数ｆ１は、デジタル信号処理回路９の動作保証最低周波数よりも大きくなくてはならない。したがって、分周回路１５の仮分周数２Ｎは、仮分周数２Ｎに対応する周波数ｆ１が動作保証最低周波数よりも小さくならないような値に設定する。
【００４４】
（リセット解除処理）
次に、制御部８によってリセット部１６を制御して、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４へリセット信号を入力するのを停止する（Ｓ６）。このときの位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４の状態をリセット解除状態ともいう。図７では、時間ｔ４において、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット解除状態にした例が図示されている。
【００４５】
リセット解除された位相周波数比較器１０は、第１入力信号と第２入力信号の比較動作を再開する。つまり、位相周波数比較器１０は、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも低い場合には、チャージポンプ回路１１へＵＰ信号を出力し、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも高い場合には、チャージポンプ回路１１へＤＮ信号を出力する。
【００４６】
リセット解除されたチャージポンプ回路１１は、電圧増減動作を再開し、ＵＰ信号が入力されたときには電圧増加信号を出力する。また、ＤＮ信号が入力されたときには電圧減少信号を出力する。この電圧増減信号（電圧増加信号および電圧減少信号）は、ＬＰＦ回路１２へ入力されて高調波ノイズが除去される。ＶＣＯ回路１３では、ＶＣＯ入力信号の電圧に応じた周波数のＶＣＯ出力信号が出力される。
【００４７】
リセット解除された逓倍設定回路１４は、逓倍数Ｃ１に基づいてＶＣＯ出力信号の周波数を逓倍し、第２入力信号として位相周波数比較器１０へ出力する。
【００４８】
位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセット状態を解除すると、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ１からＶ２へ変化し、ＶＣＯ出力信号の周波数もＦ１からＦ２へ変化する。そうすると、それに伴って分周回路１５からの出力信号の周波数もｆ１からｆ４へ変化する。
【００４９】
このとき、ＰＬＬ回路７には、位相周波数同期ループが形成されているので、また、ＰＬＬ再起動時の過渡応答によって、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ１からＶ４の間で変動（振動）し、ＶＣＯ出力信号の周波数もＦ１からＦ４の間で変動（振動）する（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ４、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ４）。そして、出力信号の周波数もｆ３からｆ５の間で変動（振動）する（ｆ３＜ｆ４＜ｆ５）。この過渡応答が終了すると、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ２で安定し、ＶＣＯ出力信号の周波数もＦ２で安定する。そして、出力信号の周波数はｆ４で安定する。
【００５０】
（リセット後の発振安定）
本実施の形態では、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセット状態を解除した後、所定の再開後ウェイト時間が経過したか否かの判断を行う（Ｓ７）。この再開後ウェイト時間は、過渡応答が終了して、ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ２で安定するまでの時間（出力信号の周波数がｆ４で安定するまでの時間）を、シミュレーション等で予め見積ることによって決められる。本実施の形態では、ウェイト時間計測部１９によって、リセット信号の解除後からの経過時間が計測され、制御部８によって、再開後ウェイト時間が経過したか否かが判断される。このようにして、出力信号の周波数の変動（振動）が安定するまで、再開後ウェイト時間が経過するのを待ってから次の処理に移行する。この再開後ウェイト時間には、ある程度のマージンを付加しておくことが望ましい。図７に示した例では、時間ｔ４からｔ６までの期間が、停止後ウェイト時間である。
【００５１】
（分周数設定処理）
次に、分周回路１５の分周数を、目標周波数に対応した分周数Ｎに設定する（Ｓ８）。本実施の形態では、制御部８によって分周数設定部１８が制御されて、分周回路１５の分周数がＮに設定される。分周回路１５の分周数をＮに設定すると、出力信号の周波数が直ちにｆ４からｆ６に変更される（図７参照）。図７に示した例では、時間ｔ７のときに、分周回路１５の分周数を、目標周波数に対応した分周数Ｎに設定している。
【００５２】
以上のような手順により、カメラ付き携帯電話機１の画像処理部３の動作中に動作クロック周波数をｆ７からｆ６に切り替える。このように動作クロック周波数を切り替えることにより、過度に高いクロック周波数の出力信号が後段のデジタル信号処理回路９に入力されることを防ぐことができる。したがって、ＰＬＬ回路７から動作クロックが供給されるシステム全体の回路動作を停止、もしくは暴走させることなく動作クロック周波数を切り替えることができる。
【００５３】
このような発明の実施の形態のカメラ付き携帯電話機１によれば、出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にし、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更し、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセットを解除して、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更することにより、周波数切替え器５の回路規模が大きくなるのを抑えることができ、画像処理部３の動作中に動作クロック周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。
【００５４】
すなわち、本実施の形態では、出力信号の周波数（動作クロック周波数）を画像処理部３の動作中に切り替えるときに、位相周波数比較器１０、チャージポンプ回路１１、逓倍設定回路１４の動作を停止する。そうすると、チャージポンプ回路１１では、電圧が増減されずに電圧増減信号が生成される。そして、電圧制御発振器１３からは、その電圧増減信号の電圧に応じた周波数のＶＣＯ出力信号が出力される。このＶＣＯ出力信号が分周回路１５で分周されて出力信号が出力される。このとき、逓倍設定回路１４はＶＣＯ出力信号を逓倍する処理を行わず、カウンタ値は０にリセットされる。この状態（リセット状態ともいう）で、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更する。この場合、ＤＮ信号の電圧レベルは最低のレベル（Ｌレベル）であるので、ＶＣＯ出力信号の周波数はＬレベルの電圧に応じた最低の周波数まで低減する。そして、逓倍数を切り替えるときにカウンタ値が０であるので、カウンタ値は０から目標周波数に対応した逓倍数まで増加して０に戻る。したがって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまうのを防ぐことができ、その結果、ＶＣＯ出力信号の周波数が最大値まで達してしまうのを防ぐことができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、このリセット状態で、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する。その後、位相周波数比較器１０、チャージポンプ回路１１、逓倍設定回路１４を起動する。位相周波数比較器１０は、第１入力信号と第２入力信号を比較してＵＰ信号またはＤＮ信号を出力し、チャージポンプ回路１１は、ＵＰ信号またはＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を出力する。逓倍設定回路１４は、ＶＣＯ出力信号の周波数を逓倍する。そうすると、過渡応答によりＶＣＯ出力信号の周波数が変動し、その結果、出力信号の周波数も変動することになる。この場合、分周数が仮分周数に設定されており、この仮分周数が目標周波数に対応した分周数より大きいので、出力信号の周波数は目標周波数より低くなる。したがって、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数がデジタル信号処理回路９の限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。そして最後に、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更する。このように出力信号の周波数（動作クロック周波数）を画像処理部３の動作中に切り替えることにより、画像処理部３の動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。また、この場合、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路７を準備する必要がないので、従来に比べて回路規模が大きくなるのを抑えることができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、停止後ウェイト時間が経過して、出力信号の周波数が安定した状態で、逓倍数と分周数の変更を行う。逓倍数と分周数を変更すると出力信号の周波数が変動する。この場合、出力信号の周波数が低減して十分に安定した後、逓倍数と分周数の変更を行うことができる。したがって、逓倍数と分周数の変更後に、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、再開後ウェイト時間が経過して、出力信号の周波数が安定した状態で、分周数を変更する。分周数を目標周波数に対応した分周数に変更すると出力信号の周波数が増大する。この場合、過渡応答による出力信号の周波数の変動が終わって十分に安定した後、分周数の変更を行うことができる。したがって、過渡応答によって出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、垂直ブランキング期間中に画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行うことができる。したがって、動作クロック周波数を切り替えるときに、表示画像が乱れるのを防ぐことができる。
【００５９】
このように、本実施の形態では、ＰＬＬ回路７から動作クロックを供給しているシステム全体の回路動作を停止、もしくは暴走させることなく動作クロック周波数を切り替えることが可能である。したがって、画像処理分野において、本手法を垂直ブランキング中に適応することにより、表示画像を乱すことなくフレームレートを変更することができる。
【００６０】
また、このようなＰＬＬ回路７の制御方法をカメラ付き携帯電話機１（画像撮影装置付き携帯電話機１）に適用した場合には、画像処理部３の動作クロック周波数が無線部４の無線周波数と干渉する場合であっても、画像撮影装置を停止することなく、画像撮影装置の動作クロックを変更することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる周波数切替え方法は、回路規模が大きくなるのを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができるという効果を有し、カメラ付き携帯電話機等に用いられ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態における周波数切替え方法のフロー図
【図２】本発明の実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機のブロック図
【図３】本発明の実施の形態における周波数切替え器のブロック図
【図４】本発明の実施の形態におけるＶＣＯ回路の入出力信号の説明図
【図５】本発明の実施の形態における逓倍設定回路の動作の説明図
【図６】本発明の実施の形態における周波数切替え器の各回路の設定値と入出力値の表
【図７】本発明の実施の形態における周波数切替え器の出力信号の説明図
【図８】本発明の実施の形態における垂直ブランキング期間の説明図
【図９】従来の逓倍設定回路の動作の説明図
【符号の説明】
【００６４】
１ カメラ付き携帯電話機
２ 撮像素子
３ 画像処理部
５ 周波数切替え器
６ 垂直ブランキング期間検出部
７ ＰＬＬ回路
８ 制御部
９ デジタル信号処理回路
１０ 位相周波数比較器
１１ チャージポンプ回路
１３ 電圧制御発振器（ＶＣＯ回路）
１４ 逓倍設定回路
１５ 分周回路
１６ リセット部
１７ 逓倍数設定部
１８ 分周数設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数切替え方法および周波数切替え装置に関し、特にシステムの動作中に周波数の切替えを行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像撮影装置付きの携帯電話機（いわゆるカメラ付き携帯電話機）が知られている。従来のカメラ付き携帯電話機は、画像処理を行う画像処理部と無線通信を行う無線部を備えており、ＰＬＬ回路からの出力信号を動作クロックとして動作している。この従来のカメラ付き携帯電話機においては、画像処理部の動作クロック周波数の高調波が無線部の無線周波数に重畳した場合、無線部側がノイズを受け、無線機としての機能に支障をきたすおそれがある。したがって、画像処理部の動作クロック周波数を変更したい場合がある。この場合には、あらかじめ画像処理部の動作クロック周波数を無線周波数に対して倍数関係にならない周波数とする手段が考えられる。
【０００３】
カメラ付き携帯電話機が画像処理部の後段に既存の表示制御系回路を備えている場合には、動作許容周波数の制限により動画処理時と静止画処理時で動作周波数を変更したい場合がある。この場合には、画像処理部を後段の表示制御系回路へ画像データを伝送できる動作クロック周波数に変更するために、画像処理部の回路動作中に動作クロック周波数を切り替えるという方法も考えられる。しかし、画像処理部の回路動作中に動作クロック周波数を単に切り替えるという処理を行うと、以下に説明するように、後段の表示制御系回路が異常動作（停止や暴走など）を起こしてしまうおそれがあるという問題があった。
【０００４】
図９は、ＰＬＬ回路に含まれる逓倍設定回路の従来の動作を示した図である。図９に示すように、逓倍設定回路はカウンタ機能を備えており、カウンタ値は０からＣｍａｘまで増加して、Ｃｍａｘになると０に戻る。逓倍数は、任意に設定される数であり、１からＣｍａｘまでの整数が設定される。例えば、Ｃ１を逓倍数として設定した場合には、カウンタ値は０からＣ１まで増加して０に戻る。次に、例えば、逓倍数をＣ２（ここでＣ２＞Ｃ１とする）からＣ１へ切り替えた場合を考える。この場合、逓倍数をＣ２からＣ１へ切り替えたときに、カウンタ値がＸ（Ｃ１＜Ｘ＜Ｃ２）であると、カウンタ値はＸからＣｍａｘまでカウントアップされてから０に戻り、再度カウントをスタートしてＣ１までカウントし、ここで落ち着く。このように、逓倍数を切り替えるタイミングによって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまい、その結果、電圧制御発振回路（ＶＣＯ回路ともいう）から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数が最大値にまで達してしまうことがある。ＶＣＯ回路から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数が最大値まで達してしまうと、出力信号の周波数（動作クロック周波数）が高速すぎる（限界周波数を超えてしまう）ために、後段の回路が異常動作（停止や暴走など）を起こしてしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、ＰＬＬ回路からの出力信号を動作クロックとして動作している回路において、回路動作中にＰＬＬ回路出力周波数を切り替える場合には、切り替える前の低域通過フィルタ（ＬＰＦ回路ともいう）への入力電圧値を記録できる回路構成とする方法が考えられる。また、ＰＬＬ回路を複数準備し、使用するＰＬＬ回路そのものを切り換えるという方法も考えられる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１１０４３１号公報（第２−４頁、第１図、第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の周波数の切替え方法では、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路を準備する必要があり、回路規模が大きくなるという問題があった。また、従来の周波数の切替え方法では、複数のＰＬＬ回路間での位相調整が必要になるという問題があった。
【０００７】
また、回路規模が大きくなるのを抑えて、画像処理部の回路動作中に動作クロック周波数を単に切り替えるという処理を行うと、上述のように、後段の表示制御系回路が異常動作（停止や暴走など）を起こしてしまうおそれがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、回路規模が大きくなることを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きることを防ぐことができる周波数切替え方法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】
【０００９】
本発明の周波数切替え方法は、第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を生成し、前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を生成し、前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を生成し、前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して前記第２入力信号を生成し、前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して生成する出力信号の周波数を切り替える周波数切替え方法であって、前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止し、前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開して前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号を生成し、前記電圧増減信号を生成するのを再開し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更する構成を有している。
【００１０】
この構成により、出力信号の周波数を動作中に切り替えるときに、第１入力信号と第２入力信号の比較を停止して、電圧増減信号の電圧を増減するのを停止する。そうすると、その電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号が生成される。この発振信号が分周されて出力信号が生成される。このとき、発振信号を逓倍する処理は行わず、カウンタ値は０にリセットされる。この状態（リセット状態ともいう）で、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更する。この場合、電圧増減信号の電圧レベルは最低のレベル（Ｌレベル）であるので、発振信号の周波数はＬレベルの電圧に応じた最低の周波数まで低減する。そして、逓倍数を切り替えるときにカウンタ値が０であるので、カウンタ値は０から目標周波数に対応した逓倍数まで増加して０に戻る。したがって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまうのを防ぐことができ、その結果、発振信号の周波数が最大値まで達してしまうのを防ぐことができる。このリセット状態で、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する。その後、第１入力信号と第２入力信号の比較を再開してＵＰ信号またはＤＮ信号を生成する。そして、ＵＰ信号またはＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を生成するのを再開し、発振信号の周波数を逓倍するのを再開する。そうすると、過渡応答により発振信号の周波数が変動し、その結果、出力信号の周波数も変動することになる。この場合、分周数が仮分周数に設定されており、この仮分周数が目標周波数に対応した分周数より大きいので、出力信号の周波数は目標周波数より低くなる。したがって、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。そして最後に、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更する。このように出力信号の周波数を動作中に切り替えることにより、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。また、この場合、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路を準備する必要がないので、従来に比べて回路規模が大きくなるのを抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の周波数切替え方法では、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止した後、前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の停止後ウェイト時間が経過した後に、前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する構成を有している。
【００１２】
この構成により、出力信号の周波数が安定した状態で、逓倍数と分周数の変更を行うことができる。逓倍数と分周数を変更すると出力信号の周波数が変動する。この場合、出力信号の周波数が低減して十分に安定した後、逓倍数と分周数の変更を行う。したがって、逓倍数と分周数の変更後に、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の周波数切替え方法では、前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開し、前記電圧増減信号を生成するのを再開し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開した後、前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の再開後ウェイト時間が経過した後に、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更する構成を有している。
【００１４】
この構成により、出力信号の周波数が安定した状態で、分周数を変更することができる。分周数を目標周波数に対応した分周数に変更すると出力信号の周波数が増大する。この場合、過渡応答による出力信号の周波数の変動が終わって十分に安定した後、分周数の変更を行う。したがって、過渡応答によって出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００１５】
本発明の周波数切替え装置は、第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する位相周波数比較手段と、前記ＵＰ信号が入力されたときに電圧を増加させ、前記ＤＮ信号が入力されたときに電圧を減少させた電圧増減信号を出力する電圧増減手段と、前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を出力する電圧制御発振手段と、前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して、前記位相周波数比較手段の前記第２入力信号として出力する逓倍設定手段と、前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して、出力信号として出力する分周手段と、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させるリセット手段と、前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を設定する逓倍数設定手段と、前記分周手段で用いる分周数を設定する分周数設定手段と、前記リセット手段、前記逓倍数設定手段、前記分周数設定手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させ、前記逓倍数設定手段を制御して、前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段を起動させ、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更する構成を有している。
【００１６】
この構成によっても、上記のように、出力信号の周波数を動作中に切り替えるときに、位相周波数比較手段、電圧増減手段、逓倍設定手段の動作を停止する。そうすると、電圧増減手段では、電圧を増減させずに電圧増減信号が生成される。電圧制御発振手段からは、電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号が出力される。この発振信号が分周手段で分周されて出力信号が出力される。このとき、逓倍設定手段は発振信号を逓倍する処理を行わず、カウンタ値は０にリセットされる。この状態（リセット状態ともいう）で、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更する。この場合、電圧増減信号の電圧レベルは最低のレベル（Ｌレベル）であるので、発振信号の周波数はＬレベルの電圧に応じた最低の周波数まで低減する。そして、逓倍数を切り替えるときにカウンタ値が０であるので、カウンタ値は０から目標周波数に対応した逓倍数まで増加して０に戻る。したがって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまうのを防ぐことができ、その結果、発振信号の周波数が最大値まで達してしまうのを防ぐことができる。このリセット状態で、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する。その後、位相周波数比較手段、電圧増減手段、逓倍設定手段を起動する。位相周波数比較手段は、第１入力信号と第２入力信号を比較してＵＰ信号またはＤＮ信号を出力し、電圧増減手段は、ＵＰ信号またはＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を出力する。逓倍設定手段は、発振信号の周波数を逓倍する。そうすると、過渡応答により発振信号の周波数が変動し、その結果、出力信号の周波数も変動することになる。この場合、分周数が仮分周数に設定されており、この仮分周数が目標周波数に対応した分周数より大きいので、出力信号の周波数は目標周波数より低くなる。したがって、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。そして最後に、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更する。このように出力信号の周波数を動作中に切り替えることにより、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。また、この場合、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路を準備する必要がないので、従来に比べて回路規模が大きくなるのを抑えることができる。
【００１７】
本発明の撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段から得られた映像信号に画像処理を施す画像処理手段と、前記映像信号の垂直ブランキング期間を検出する垂直ブランキング期間検出手段と、上記の周波数切替え装置と、を備え、前記周波数切替え装置は、前記垂直ブランキング期間に前記画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行う構成を有している。
【００１８】
この構成により、垂直ブランキング期間中に画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行うことができる。したがって、動作クロック周波数を切り替えるときに、表示画像が乱れるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、第１入力信号と第２入力信号の比較、電圧増減信号の電圧の増減、発振信号の周波数の逓倍を停止し、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更し、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、第１入力信号と第２入力信号の比較、電圧増減信号の電圧の増減、発振信号の周波数の逓倍を再開し、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更することにより、従来のように回路規模が大きくなるのを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができるという効果を有する周波数切替え方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の周波数切替え方法、周波数切替え装置および撮像装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、撮像装置がカメラ付き携帯電話機であり、周波数切替え装置が周波数切替え器である場合を例示する。周波数切替え器は、カメラ付き携帯電話機の画像処理部等の動作中に動作クロック周波数の切替えを行うものである。
【００２１】
本発明の実施の形態のカメラ付き携帯電話機を図２に示す。図２は、カメラ付き携帯電話機の構成を示すブロック図である。図２に示すように、カメラ付き携帯電話機１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成された撮像素子２と、撮像素子２で撮影した画像に画像処理を施す画像処理部３と、無線通信を行う無線部４を備えている。また、カメラ付き携帯電話機１は、画像処理部３の動作クロック周波数の切替えを行う周波数切替え器５と、撮像素子２から得られた映像信号の垂直ブランキング期間を検出する垂直ブランキング期間検出部６を備えている。ここでは、撮像素子２が、本発明の撮像手段に相当し、画像処理部３が、本発明の画像処理手段に相当する。また、垂直ブランキング期間検出部６が、本発明の垂直ブランキング期間検出手段に相当する。
【００２２】
図３は、周波数切替え器５の構成を示すブロック図である。図３に示すように、周波数切替え器５は、ＰＬＬ回路７と、ＰＬＬ回路７の動作を制御する制御部８を備えている。本実施の形態では、この制御部８によりＰＬＬ回路７の動作を制御して、動作クロック周波数の切替えを行う。具体的には、基準周波数の入力信号（第１入力信号）がＰＬＬ回路７に入力されると、制御部８がＰＬＬ回路７の動作を制御して、逓倍・分周された周波数の出力信号がデジタル信号処理回路９に出力される。すなわち、本実施の形態の周波数切替え方法は、ＰＬＬ回路７の制御方法であるともいえる。
【００２３】
ここでは、まず、ＰＬＬ回路７の構成について説明する。図３に示すように、ＰＬＬ回路７は、位相周波数比較器１０と、チャージポンプ回路１１と、低域通過フィルタ１２（ＬＰＦ回路１２ともいう）と、電圧制御発振器１３（ＶＣＯ回路１３ともいう）と、逓倍設定回路１４と、分周回路１５を備えている。本実施の形態では、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１とＬＰＦ回路１２とＶＣＯ回路１３と逓倍設定回路１４によって、位相周波数同期ループが構成されており、ＶＣＯ回路１３の後段に分周回路１５が備えられている。そして、分周回路１５から出力された出力信号が、デジタル信号処理回路９へ動作クロック信号として入力される。このデジタル信号処理回路９が、カメラ付き携帯電話機１の画像処理部３や無線部４などである。
【００２４】
位相周波数比較器１０は、第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する。第１入力信号は、ＰＬＬ回路７に入力される基準周波数の基準クロック信号である。第２入力信号は、位相周波数同期ループによって基準周波数を逓倍した周波数の逓倍クロック信号である。この場合、位相周波数比較器１０は、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも低い場合には、チャージポンプ回路１１へＵＰ信号を出力し、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも高い場合には、チャージポンプ回路１１へＤＮ信号を出力する。なお、第１入力信号の周波数と第２入力信号の周波数が等しい場合には、チャージポンプ回路１１への出力は行わず、現状の周波数を維持する。この位相周波数比較器１０は、本発明の位相周波数比較手段に相当する。
【００２５】
チャージポンプ回路１１は、ＵＰ信号が入力されたときには電圧増加信号を出力し、ＤＮ信号が入力されたときには電圧減少信号を出力する。このチャージポンプ回路１１は、本発明の電圧増減手段に相当し、電圧増加信号および電圧減少信号は、本発明の電圧増減信号に相当する。
【００２６】
低域通過フィルタ１２（ＬＰＦ回路１２）は、所定のしきい周波数よりも低い周波数の信号のみを通過させる。本実施の形態では、電圧増減信号に含まれる高調波（高周波）のノイズがＬＰＦ回路１２によって除去されて、ＶＣＯ入力信号が出力される。
【００２７】
電圧制御発振器１３（ＶＣＯ回路１３）は、入力されるＶＣＯ入力信号の電圧に応じた周波数のＶＣＯ出力信号を出力する。図４は、ＶＣＯ回路１３の動作特性を示す説明図である。図４に示すように、ＶＣＯ入力信号の電圧が大きいほど、ＶＣＯ出力信号の周波数は高くなり、ＶＣＯ入力信号の電圧が小さいほど、ＶＣＯ出力信号の周波数は低くなる。このＶＣＯ回路１３が、本発明の電圧制御発振手段に相当し、ＶＣＯ出力信号が、本発明の発振信号に相当する。
【００２８】
逓倍設定回路１４は、ＶＣＯ出力信号の周波数を逓倍数に応じて逓倍して、位相周波数比較器１０への第２入力信号として出力する。図５は、逓倍設定回路１４の動作の説明図である。逓倍設定回路１４はカウンタ機能を備えており、カウンタ値は０からＣｍａｘまで増加して、Ｃｍａｘになると０に戻る。逓倍数は、任意に設定される数であり、１からＣｍａｘまでの整数が設定される。例えば、Ｃ１を逓倍数として設定した場合には、カウンタ値は０からＣ１まで増加して０に戻る。ここでは、この逓倍設定回路１４が、本発明の逓倍設定手段に相当する。
【００２９】
分周回路１５は、ＶＣＯ出力信号の周波数を分周数に応じて分周して、出力信号としてデジタル信号処理回路９へ出力する。本実施の形態では、この出力信号が、カメラ付き携帯電話機１の画像処理部３等の動作クロック信号である。ここでは、この分周回路１５が、本発明の分周手段に相当する。
【００３０】
つぎに、制御部８の構成について説明する。図３に示すように、制御部８は、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４へ動作を停止させるリセット信号を送るリセット部１６と、逓倍設定回路１４で用いる逓倍数を設定する逓倍数設定部１７と、分周回路１５で用いる分周数を設定する分周数設定部１８を備えている。また、制御部８は、後述する所定のウェイト時間（停止後ウェイト時間、再開後ウェイト時間）を計測するウェイト時間計測部１９を備えている。そして、制御部８は、マイコン等で構成されており、この制御部８によって、リセット部１６、逓倍数設定部１７、分周数設定部１８、ウェイト時間計測部１９の動作が制御されている。ここでは、リセット部１６が、本発明のリセット手段に相当する。また、逓倍数設定部１７が、本発明の逓倍数設定手段に相当し、分周数設定部１８が、本発明の分周数設定手段に相当する。そして、制御部８が、本発明の制御手段に相当する。
【００３１】
以上のように構成されたカメラ付き携帯電話機１について、図面を用いてその動作を説明する。ここでは、画像処理部３の動作クロック周波数の切替えを行うときの周波数切替え器５の動作について説明する。
【００３２】
図１は、周波数切替え器５で動作クロック周波数の切替えを行うときのフロー図であり、図６は、周波数切替え器５の各回路の設定値と入出力値の表である。また、図７は、周波数切替え器５からの出力信号の説明図であり、図８は、垂直ブランキング期間の説明図である。ここでは、図６および図７に示すように、出力信号の周波数（動作クロック周波数）をｆ７からｆ６に切り替えるときの動作について説明する。この場合、ｆ６が本発明の目標周波数である。
【００３３】
（垂直ブランキング期間検出）
図１に示すように、本実施の形態のカメラ付き携帯電話機１において、画像処理部３の動作クロック周波数の切替えを行うときには、垂直ブランキング期間が開始したか否かの判断を行う（Ｓ１）。本実施の形態では、図８に示すように、垂直ブランキング信号をトリガとして、垂直ブランキング期間検出部６が垂直ブランキング期間の開始を検出する。垂直ブランキング期間の開始が検出されると、制御部８がＰＬＬ回路７の制御を開始して、動作クロック周波数の切替えを開始する。
【００３４】
図６に示すように、動作クロック周波数の切替えを開始したときの出力信号の周波数はｆ７である。このとき、分周回路１５の分周数はＮに設定されており、逓倍設定回路１４の逓倍数はＣ２に設定されている。また、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ３であり、ＶＣＯ出力信号の周波数はＦ３である。
【００３５】
（リセット処理）
動作クロック周波数の切替えを開始すると、まず、制御部８によってリセット部１６を制御して、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４にリセット信号を入力する（Ｓ２）。このときの位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４の状態をリセット状態ともいう。図７では、時間ｔ１において、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にした例が図示されている。
【００３６】
リセット信号が入力された位相周波数比較器１０は、第１入力信号（基準クロック信号）と第２入力信号（逓倍クロック信号）の比較動作を停止する。この場合、位相周波数比較器１０からの出力がＬレベルに固定されているともいえる。
【００３７】
リセット信号が入力されたチャージポンプ回路１１は、電圧増減動作を停止し、電圧を増減させずに電圧増減信号を出力する。このとき、電圧増減信号のレベルはＬレベルである。
【００３８】
ＬＰＦ回路１２では、コンデンサに充電された電圧が放電によって低下し、ＶＣＯ入力信号の電圧は最小値Ｖ１になる。ＶＣＯ入力信号の電圧が低下すると、ＶＣＯ回路１３から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数も低減し、ＶＣＯ回路１３が出力できる最低の周波数Ｆ１になる。リセット信号が入力された逓倍設定回路１４は、カウンタ値を０にリセットして、カウンタ動作を停止する。つまり、逓倍設定回路１４は、ＶＣＯ出力信号の周波数の逓倍を行わずに、そのままの周波数で第２入力信号として出力する。
【００３９】
位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にすると、ＶＣＯ回路１３から出力されるＶＣＯ出力信号の周波数は、Ｆ３からＦ１へ向かって徐々に小さくなっていき（図４参照）、それに伴って分周回路１５からの出力信号の周波数もｆ７からｆ２へ向かって徐々に小さくなっていく（図７参照）。このとき、逓倍設定回路１４の逓倍数はＣ２のままであり、分周回路１５の分周数もＮのままである（図６参照）。
【００４０】
（リセット後の発振安定）
位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態した後、所定の停止後ウェイト時間が経過したか否かの判断を行う（Ｓ３）。この停止後ウェイト時間は、ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ１となるまでの時間（出力信号の周波数がｆ２となるまでの時間）を、シミュレーション等で予め見積ることによって決められる。本実施の形態では、ウェイト時間計測部１９によって、リセット信号の入力後からの経過時間が計測され、制御部８によって、停止後ウェイト時間が経過したか否かが判断される。このようにして、出力信号の周波数の変動（低減変化）が安定するまで、停止後ウェイト時間が経過するのを待ってから次の処理に移行する。この停止後ウェイト時間には、ある程度のマージンを付加しておくことが望ましい。図７に示した例では、時間ｔ１からｔ２までの期間が、停止後ウェイト時間である。
【００４１】
（逓倍数設定処理）
次に、逓倍設定回路１４の逓倍数を、目標周波数に対応した逓倍数Ｃ１に設定する（Ｓ４）。本実施の形態では、制御部８によって逓倍数設定部１７が制御されて、逓倍設定回路１４の逓倍数がＣ１に設定される。この逓倍数Ｃ１は、出力信号の周波数がｆ２となる（ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ２となる）ときの逓倍数である。逓倍設定回路１４がリセット状態のとき、図５に示すように、逓倍設定回路１４のカウンタ値は、リセット信号の入力によりリセットされて０となる。したがって、例えば、逓倍数をＣ２（ここでＣ２＞Ｃ１とする）からＣ１へ切り替えたときに、カウンタ値がＸ（Ｃ１＜Ｘ＜Ｃ２）であっても、カウンタ値はＸから０に戻ってから、カウントを再開してＣ１までカウントする。つまり、この場合には、カウンタ値がＣｍａｘまでカウントアップされず、ＶＣＯ出力信号の周波数が最大値にまで達してしまうことが防止される。
【００４２】
（仮分周数設定処理）
次に、分周回路１５の分周数を、目標周波数に対応した分周数Ｎよりも大きい仮分周数２Ｎに設定する（Ｓ５）。本実施の形態では、制御部８によって分周数設定部１８が制御されて、分周回路１５の分周数が仮分周数２Ｎに設定される。分周数Ｎは、出力信号の周波数がｆ２となる（ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ２となる）ときの分周数であり、仮分周数２Ｎは、その２倍の分周数である。なお、分周数は、分周比の逆数であり、分周数Ｎは分周比１／Ｎに対応し、仮分周数２Ｎは仮分周比１／２Ｎに対応する。したがって、この場合、分周回路１５の分周比を、目標周波数に対応した分周比１／Ｎの半分の仮分周比１／２Ｎに設定するともいえる。
【００４３】
このとき、分周回路１５にはリセット信号が入力されていないので、分周回路１５はリセット状態になっていない。したがって、分周回路１５の分周数を仮分周数２Ｎに設定すると、出力信号の周波数がｆ２からｆ１に減少する（図７参照）。図７に示した例では、時間ｔ３のときに、出力信号の周波数が仮分周数２Ｎに対応する周波数ｆ１になっている。この出力信号の周波数ｆ１は、デジタル信号処理回路９の動作保証最低周波数よりも大きくなくてはならない。したがって、分周回路１５の仮分周数２Ｎは、仮分周数２Ｎに対応する周波数ｆ１が動作保証最低周波数よりも小さくならないような値に設定する。
【００４４】
（リセット解除処理）
次に、制御部８によってリセット部１６を制御して、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４へリセット信号を入力するのを停止する（Ｓ６）。このときの位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４の状態をリセット解除状態ともいう。図７では、時間ｔ４において、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット解除状態にした例が図示されている。
【００４５】
リセット解除された位相周波数比較器１０は、第１入力信号と第２入力信号の比較動作を再開する。つまり、位相周波数比較器１０は、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも低い場合には、チャージポンプ回路１１へＵＰ信号を出力し、第２入力信号の周波数が第１入力信号の周波数よりも高い場合には、チャージポンプ回路１１へＤＮ信号を出力する。
【００４６】
リセット解除されたチャージポンプ回路１１は、電圧増減動作を再開し、ＵＰ信号が入力されたときには電圧増加信号を出力する。また、ＤＮ信号が入力されたときには電圧減少信号を出力する。この電圧増減信号（電圧増加信号および電圧減少信号）は、ＬＰＦ回路１２へ入力されて高調波ノイズが除去される。ＶＣＯ回路１３では、ＶＣＯ入力信号の電圧に応じた周波数のＶＣＯ出力信号が出力される。
【００４７】
リセット解除された逓倍設定回路１４は、逓倍数Ｃ１に基づいてＶＣＯ出力信号の周波数を逓倍し、第２入力信号として位相周波数比較器１０へ出力する。
【００４８】
位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセット状態を解除すると、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ１からＶ２へ変化し、ＶＣＯ出力信号の周波数もＦ１からＦ２へ変化する。そうすると、それに伴って分周回路１５からの出力信号の周波数もｆ１からｆ４へ変化する。
【００４９】
このとき、ＰＬＬ回路７には、位相周波数同期ループが形成されているので、また、ＰＬＬ再起動時の過渡応答によって、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ１からＶ４の間で変動（振動）し、ＶＣＯ出力信号の周波数もＦ１からＦ４の間で変動（振動）する（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ４、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ４）。そして、出力信号の周波数もｆ３からｆ５の間で変動（振動）する（ｆ３＜ｆ４＜ｆ５）。この過渡応答が終了すると、ＶＣＯ入力信号の電圧はＶ２で安定し、ＶＣＯ出力信号の周波数もＦ２で安定する。そして、出力信号の周波数はｆ４で安定する。
【００５０】
（リセット後の発振安定）
本実施の形態では、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセット状態を解除した後、所定の再開後ウェイト時間が経過したか否かの判断を行う（Ｓ７）。この再開後ウェイト時間は、過渡応答が終了して、ＶＣＯ出力信号の周波数がＦ２で安定するまでの時間（出力信号の周波数がｆ４で安定するまでの時間）を、シミュレーション等で予め見積ることによって決められる。本実施の形態では、ウェイト時間計測部１９によって、リセット信号の解除後からの経過時間が計測され、制御部８によって、再開後ウェイト時間が経過したか否かが判断される。このようにして、出力信号の周波数の変動（振動）が安定するまで、再開後ウェイト時間が経過するのを待ってから次の処理に移行する。この再開後ウェイト時間には、ある程度のマージンを付加しておくことが望ましい。図７に示した例では、時間ｔ４からｔ６までの期間が、停止後ウェイト時間である。
【００５１】
（分周数設定処理）
次に、分周回路１５の分周数を、目標周波数に対応した分周数Ｎに設定する（Ｓ８）。本実施の形態では、制御部８によって分周数設定部１８が制御されて、分周回路１５の分周数がＮに設定される。分周回路１５の分周数をＮに設定すると、出力信号の周波数が直ちにｆ４からｆ６に変更される（図７参照）。図７に示した例では、時間ｔ７のときに、分周回路１５の分周数を、目標周波数に対応した分周数Ｎに設定している。
【００５２】
以上のような手順により、カメラ付き携帯電話機１の画像処理部３の動作中に動作クロック周波数をｆ７からｆ６に切り替える。このように動作クロック周波数を切り替えることにより、過度に高いクロック周波数の出力信号が後段のデジタル信号処理回路９に入力されることを防ぐことができる。したがって、ＰＬＬ回路７から動作クロックが供給されるシステム全体の回路動作を停止、もしくは暴走させることなく動作クロック周波数を切り替えることができる。
【００５３】
このような発明の実施の形態のカメラ付き携帯電話機１によれば、出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４をリセット状態にし、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更し、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、位相周波数比較器１０とチャージポンプ回路１１と逓倍設定回路１４のリセットを解除して、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更することにより、周波数切替え器５の回路規模が大きくなるのを抑えることができ、画像処理部３の動作中に動作クロック周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。
【００５４】
すなわち、本実施の形態では、出力信号の周波数（動作クロック周波数）を画像処理部３の動作中に切り替えるときに、位相周波数比較器１０、チャージポンプ回路１１、逓倍設定回路１４の動作を停止する。そうすると、チャージポンプ回路１１では、電圧が増減されずに電圧増減信号が生成される。そして、電圧制御発振器１３からは、その電圧増減信号の電圧に応じた周波数のＶＣＯ出力信号が出力される。このＶＣＯ出力信号が分周回路１５で分周されて出力信号が出力される。このとき、逓倍設定回路１４はＶＣＯ出力信号を逓倍する処理を行わず、カウンタ値は０にリセットされる。この状態（リセット状態ともいう）で、逓倍数を目標周波数に対応した逓倍数に変更する。この場合、ＤＮ信号の電圧レベルは最低のレベル（Ｌレベル）であるので、ＶＣＯ出力信号の周波数はＬレベルの電圧に応じた最低の周波数まで低減する。そして、逓倍数を切り替えるときにカウンタ値が０であるので、カウンタ値は０から目標周波数に対応した逓倍数まで増加して０に戻る。したがって、カウンタ値がＣｍａｘに達してしまうのを防ぐことができ、その結果、ＶＣＯ出力信号の周波数が最大値まで達してしまうのを防ぐことができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、このリセット状態で、分周数を目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更する。その後、位相周波数比較器１０、チャージポンプ回路１１、逓倍設定回路１４を起動する。位相周波数比較器１０は、第１入力信号と第２入力信号を比較してＵＰ信号またはＤＮ信号を出力し、チャージポンプ回路１１は、ＵＰ信号またはＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を出力する。逓倍設定回路１４は、ＶＣＯ出力信号の周波数を逓倍する。そうすると、過渡応答によりＶＣＯ出力信号の周波数が変動し、その結果、出力信号の周波数も変動することになる。この場合、分周数が仮分周数に設定されており、この仮分周数が目標周波数に対応した分周数より大きいので、出力信号の周波数は目標周波数より低くなる。したがって、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数がデジタル信号処理回路９の限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。そして最後に、分周数を目標周波数に対応した分周数に変更する。このように出力信号の周波数（動作クロック周波数）を画像処理部３の動作中に切り替えることにより、画像処理部３の動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができる。また、この場合、入力電圧値を記録できる回路を追加したり、複数のＰＬＬ回路７を準備する必要がないので、従来に比べて回路規模が大きくなるのを抑えることができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、停止後ウェイト時間が経過して、出力信号の周波数が安定した状態で、逓倍数と分周数の変更を行う。逓倍数と分周数を変更すると出力信号の周波数が変動する。この場合、出力信号の周波数が低減して十分に安定した後、逓倍数と分周数の変更を行うことができる。したがって、逓倍数と分周数の変更後に、過渡応答により出力信号の周波数が変動しても、出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、再開後ウェイト時間が経過して、出力信号の周波数が安定した状態で、分周数を変更する。分周数を目標周波数に対応した分周数に変更すると出力信号の周波数が増大する。この場合、過渡応答による出力信号の周波数の変動が終わって十分に安定した後、分周数の変更を行うことができる。したがって、過渡応答によって出力信号の周波数が限界周波数を超えるのを防ぐことができ、異常動作（停止や暴走など）が起こるのを防ぐことができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、垂直ブランキング期間中に画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行うことができる。したがって、動作クロック周波数を切り替えるときに、表示画像が乱れるのを防ぐことができる。
【００５９】
このように、本実施の形態では、ＰＬＬ回路７から動作クロックを供給しているシステム全体の回路動作を停止、もしくは暴走させることなく動作クロック周波数を切り替えることが可能である。したがって、画像処理分野において、本手法を垂直ブランキング中に適応することにより、表示画像を乱すことなくフレームレートを変更することができる。
【００６０】
また、このようなＰＬＬ回路７の制御方法をカメラ付き携帯電話機１（画像撮影装置付き携帯電話機１）に適用した場合には、画像処理部３の動作クロック周波数が無線部４の無線周波数と干渉する場合であっても、画像撮影装置を停止することなく、画像撮影装置の動作クロックを変更することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる周波数切替え方法は、回路規模が大きくなるのを抑えることができ、動作中に周波数を切り替えたときに異常動作が起きるのを防ぐことができるという効果を有し、カメラ付き携帯電話機等に用いられ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態における周波数切替え方法のフロー図
【図２】本発明の実施の形態におけるカメラ付き携帯電話機のブロック図
【図３】本発明の実施の形態における周波数切替え器のブロック図
【図４】本発明の実施の形態におけるＶＣＯ回路の入出力信号の説明図
【図５】本発明の実施の形態における逓倍設定回路の動作の説明図
【図６】本発明の実施の形態における周波数切替え器の各回路の設定値と入出力値の表
【図７】本発明の実施の形態における周波数切替え器の出力信号の説明図
【図８】本発明の実施の形態における垂直ブランキング期間の説明図
【図９】従来の逓倍設定回路の動作の説明図
【符号の説明】
【００６４】
１ カメラ付き携帯電話機
２ 撮像素子
３ 画像処理部
５ 周波数切替え器
６ 垂直ブランキング期間検出部
７ ＰＬＬ回路
８ 制御部
９ デジタル信号処理回路
１０ 位相周波数比較器
１１ チャージポンプ回路
１３ 電圧制御発振器（ＶＣＯ回路）
１４ 逓倍設定回路
１５ 分周回路
１６ リセット部
１７ 逓倍数設定部
１８ 分周数設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を生成し、
前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を生成し、
前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を生成し、
前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して前記第２入力信号を生成し、
前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して生成する出力信号の周波数を切り替える周波数切替え方法であって、
前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、
前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、
前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止し、
前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、
前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開して前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号を生成し、
前記電圧増減信号を生成するのを再開し、
前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開し、
前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更することを特徴とする周波数切替え方法。
【請求項２】
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止した後、
前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の停止後ウェイト時間が経過した後に、前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更することを特徴とする請求項１に記載の周波数切替え方法。
【請求項３】
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開し、前記電圧増減信号を生成するのを再開し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開した後、
前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の再開後ウェイト時間が経過した後に、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の周波数切替え方法。
【請求項４】
第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する位相周波数比較手段と、
前記ＵＰ信号が入力されたときに電圧を増加させ、前記ＤＮ信号が入力されたときに電圧を減少させた電圧増減信号を出力する電圧増減手段と、
前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を出力する電圧制御発振手段と、
前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して、前記位相周波数比較手段の前記第２入力信号として出力する逓倍設定手段と、
前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して、出力信号として出力する分周手段と、
前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させるリセット手段と、
前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を設定する逓倍数設定手段と、
前記分周手段で用いる分周数を設定する分周数設定手段と、
前記リセット手段、前記逓倍数設定手段、前記分周数設定手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させ、前記逓倍数設定手段を制御して、前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段を起動させ、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更することを特徴とする周波数切替え装置。
【請求項５】
撮像手段と、
前記撮像手段から得られた映像信号に画像処理を施す画像処理手段と、
前記映像信号の垂直ブランキング期間を検出する垂直ブランキング期間検出手段と、
請求項４に記載の周波数切替え装置と、
を備え、
前記周波数切替え装置は、前記垂直ブランキング期間に前記画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を生成し、
前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号に応じて電圧を増減させた電圧増減信号を生成し、
前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を生成し、
前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して前記第２入力信号を生成し、
前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して生成する出力信号の周波数を切り替える周波数切替え方法であって、
前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、
前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、
前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止し、
前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、
前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開して前記ＵＰ信号または前記ＤＮ信号を生成し、
前記電圧増減信号を生成するのを再開し、
前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開し、
前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更することを特徴とする周波数切替え方法。
【請求項２】
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を停止し、前記電圧増減信号の電圧を増減させるのを停止し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを停止した後、
前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の停止後ウェイト時間が経過した後に、前記逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更することを特徴とする請求項１に記載の周波数切替え方法。
【請求項３】
前記第１入力信号と前記第２入力信号の比較を再開し、前記電圧増減信号を生成するのを再開し、前記発振信号の周波数を逓倍するのを再開した後、
前記出力信号の周波数の変動が安定するまでの所定の再開後ウェイト時間が経過した後に、前記分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の周波数切替え方法。
【請求項４】
第１入力信号と第２入力信号を比較し位相差に応じてＵＰ信号またはＤＮ信号を出力する位相周波数比較手段と、
前記ＵＰ信号が入力されたときに電圧を増加させ、前記ＤＮ信号が入力されたときに電圧を減少させた電圧増減信号を出力する電圧増減手段と、
前記電圧増減信号の電圧に応じた周波数の発振信号を出力する電圧制御発振手段と、
前記発振信号の周波数を所定の逓倍数に応じて逓倍して、前記位相周波数比較手段の前記第２入力信号として出力する逓倍設定手段と、
前記発振信号の周波数を所定の分周数に応じて分周して、出力信号として出力する分周手段と、
前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させるリセット手段と、
前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を設定する逓倍数設定手段と、
前記分周手段で用いる分周数を設定する分周数設定手段と、
前記リセット手段、前記逓倍数設定手段、前記分周数設定手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記出力信号の周波数を目標周波数に切り替えるときに、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段の動作を停止させ、前記逓倍数設定手段を制御して、前記逓倍設定手段で用いる逓倍数を前記目標周波数に対応した逓倍数に変更し、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数より大きい仮分周数に変更した後、前記リセット手段を制御して、前記位相周波数比較手段、前記電圧増減手段、前記逓倍設定手段を起動させ、前記分周数設定手段を制御して、前記分周手段で用いる分周数を前記目標周波数に対応した分周数に変更することを特徴とする周波数切替え装置。
【請求項５】
撮像手段と、
前記撮像手段から得られた映像信号に画像処理を施す画像処理手段と、
前記映像信号の垂直ブランキング期間を検出する垂直ブランキング期間検出手段と、
請求項４に記載の周波数切替え装置と、
を備え、
前記周波数切替え装置は、前記垂直ブランキング期間に前記画像処理手段の動作クロック周波数の切替えを行うことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１７２３８５（Ｐ２００８−１７２３８５Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９１７（Ｐ２００７−１９１７）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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