WO2009128199A1 - 半導体集積回路および撮像装置 - Google Patents

半導体集積回路および撮像装置 Download PDF

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WO2009128199A1
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energy saving
saving mode
imaging apparatus
apparatus characterized
unit
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French (fr)
Inventor
古武真晃
山本真嗣
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パナソニック株式会社
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32Means for saving power
    • G06F1/3203Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/65Control of camera operation in relation to power supply
    • H04N23/651Control of camera operation in relation to power supply for reducing power consumption by affecting camera operations, e.g. sleep mode, hibernation mode or power off of selective parts of the camera
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3828Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
    • G01R31/3832Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration without measurement of battery voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode

Definitions

  • the present invention relates to an image recording / playback apparatus for a digital camera, and more particularly to a digital camera equipped with a mode for measuring power consumption and limiting the camera function during recording / playback to reduce power consumption and extend operating time. Regarding the camera.
  • Patent Documents 1 and 2 are cited as prior art documents related to the present invention.
  • Patent Document 1 provides an integrated circuit power consumption measurement circuit using a voltage-controlled oscillator.
  • Patent Document 2 shows an example of a method for measuring an output voltage as a digital value by AD conversion. JP 2005-70045 JP 2005-86108 A
  • Patent Document 1 measures the current difference using a voltage controlled oscillator, and the current camera system needs to have an increased circuit configuration.
  • Patent Document 2 is only for measurement purposes, and the measurement method is mainly designed for performance evaluation and testing in the factory. That's not true.
  • An object of the present invention is to provide a method of extending the recordable time by measuring the battery remaining amount of a digital camera by correcting the minimum system configuration from the current camera system and limiting the functions used.
  • a semiconductor integrated circuit includes a conversion means for converting a current value of a power source input from the outside into a current voltage, an input path for inputting the converted voltage to a general-purpose AD conversion circuit built in the LSI, and AD And determining means for determining a decrease in the remaining battery level by integrating the digital values converted by the conversion circuit.
  • Another semiconductor integrated circuit includes an input path for inputting a voltage directly to a general-purpose AD converter circuit, in addition to a current value measurement path of a power source input from the outside, and a voltage based on a digital value converted by the AD converter circuit. And determining means for determining a decrease in the remaining battery level due to a decrease in battery power.
  • An image pickup apparatus is an image pickup apparatus provided with the above-described semiconductor integrated circuit, and when the determination means for determining a decrease in the remaining battery level determines that the remaining battery level is below a predetermined threshold value.
  • the apparatus includes a means for shifting to an energy saving mode for reducing power consumption.
  • the transition unit determines transition to the energy saving mode based on a prior mode designation from a user.
  • the imaging apparatus is further characterized by further comprising means for reducing the clock of the entire system when shifting to the energy saving mode.
  • the imaging apparatus further includes means for restricting a flash function of the imaging apparatus when the energy saving mode is entered.
  • the imaging apparatus is further characterized by further comprising means for restricting display on the LCD monitor when shifting to the energy saving mode.
  • the image pickup apparatus further includes means for restricting an optical zoom function of the image pickup apparatus when shifting to the energy saving mode.
  • the imaging apparatus further includes means for restricting memory access to be used in accordance with the system configuration when shifting to the energy saving mode.
  • the imaging apparatus further includes means for OSD displaying the recordable time or the recordable number calculated from the remaining battery power separately from the OSD display of the recordable number based on the remaining amount of the memory when shifting to the energy saving mode. It is characterized by that.
  • a system for extending the recordable time can be provided.
  • by displaying the recordable time and the number of sheets according to the remaining battery level it is possible to shoot with a focus on the subject to be taken in a planned manner. It can also provide safety measures against thermal runaway due to sudden changes in current consumption.
  • Threshold value judgment and operation restriction flowchart Block diagram showing another configuration example of the camera system Block diagram of system configuration for explaining a specific example of operation restriction
  • Imaging unit 107 Image processing unit 108... Compression / decompression section 109... Display output section 110... Display monitor 111 ... Memory control unit 112 ... CPU section 113 ... Power supply unit 114 ... Current-voltage converter 115 ... General-purpose AD converter 402 ... CLK controller 403 ... Flash control unit
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a camera system according to an embodiment of the present invention.
  • This camera system operates with power supplied from an external power supply unit 113.
  • This camera system includes a camera processing unit 101 that captures image data and processes it as recording data, a media unit 102 that records and saves recording data, a lens unit 103 that collects an external optical signal and inputs it to a sensor, And a memory unit 104 used as a work area for temporarily storing image data to be processed.
  • the camera processing unit 101 includes a sensor unit 105, an imaging unit 106, an image processing unit 107, a compression / decompression unit 108, a display output unit 109, a display monitor unit 110, a memory control unit 111, and a CPU unit 112.
  • the camera processing unit 101 is realized by a single-chip or multiple-chip semiconductor integrated circuit (LSI).
  • the optical signal is collected by the lens unit 103, converted from the optical signal into electric charge through the sensor unit 105, and the converted electric charge is further converted into digital data by AD conversion.
  • the digital data is recorded from the memory control unit 111 to the memory unit 104 as imaging data by the imaging unit 106.
  • the captured image data is processed by the image processing unit 107 from the memory unit 104 via the memory control unit 111, recorded as display image data in the memory unit 104 by the memory control unit 111, and compressed by the compression / decompression unit 108.
  • the encoded data is recorded in the memory unit 104 by the memory control unit 111.
  • the display image data recorded in the memory unit 104 is displayed and output to the display monitor unit 110 by the display output unit 109 via the memory control unit 111.
  • the code data recorded in the memory unit 104 is recorded and saved in the media unit 102 via the memory control unit 111.
  • the lens 103, the sensor unit 105, the imaging unit 106, the image processing unit 107, the compression / decompression unit 108, the display output unit 109, and the memory control unit 111 are controlled by the CPU unit 112.
  • a current-voltage conversion unit 114 that converts a current input from the power supply unit 113 into a voltage, and a path through which the voltage converted by the current-voltage conversion unit 114 is input to an existing general-purpose AD conversion unit 115
  • the CPU unit 112 integrates the conversion results converted by the general-purpose AD conversion unit 115 to measure the power consumption. Further, power consumption is calculated by the CPU unit 112, and when this power consumption exceeds a predetermined threshold value, the imaging time is extended by shifting to the energy saving mode and limiting each function.
  • step S201 the CPU 112 determines the energy saving mode based on the setting mode input by the user.
  • the energy saving mode is set to OFF by the user (NO in S201)
  • the process is terminated as it is.
  • step S202 the CPU unit 112 integrates the input current with the configuration shown in FIG.
  • step S203 the CPU 112 compares the integrated value with a preset threshold value. When the integrated value exceeds the threshold value (NO in S203), in steps S204-1 to S204-n, the CPU unit 112 is an item for which operation restriction in the energy saving mode is permitted (restriction permission 1 to n). ) And the operation is restricted in steps S205-1 to S205-n (operation restriction 1 to n).
  • This operation limit can reduce current consumption and extend recording time. Further, if the threshold value has a certain range and the process of repeatedly confirming the operation restriction is performed, it is possible to cope with a change in restriction permission.
  • FIG. 3 is a block diagram showing another configuration example of the camera system according to the embodiment of the present invention.
  • the internal configuration of the camera processing unit 301 is partially different from the configuration of FIG.
  • the camera processing unit 301 in FIG. 3 has a configuration in which the current / voltage conversion unit 114 in FIG. 1 is deleted, the voltage level is measured, and a decrease in the voltage level is determined by the CPU unit 312 to check the remaining battery level.
  • Other configurations are the same as those in FIG.
  • the camera system of FIG. 3 can be realized with a simpler system configuration than the configuration of FIG. 1, but since the current consumption cannot be obtained, it is more desirable to use it together with the system configuration of FIG.
  • step S201 in FIG. 2 When the transition to the energy saving mode is permitted in step S201 in FIG. 2 and the integrated value exceeds the threshold value in step S203, various operation restrictions such as those shown in (a) to (f) below are performed. It can be implemented in S205-1 to S205-n.
  • the CPU unit 112 controls the CLK control unit 402 that controls the clock of each block to lower the clock of each block.
  • the flash control unit 403 that controls the flash is controlled to turn off the flash function.
  • the CPU 112 controls the display output unit 109 to turn off the LCD display output.
  • the CPU unit 112 controls the lens unit 103 to turn off the optical zoom function.
  • the CPU unit 112 by controlling the memory control unit 111, for example, in the case of a system with a built-in flash, writing to the built-in flash and suppressing access to the media unit 102, In the system having the configuration, it is possible to perform control such that one of the systems is powered down and not accessed.
  • the display monitor unit displays the recordable time or the number of recordable images calculated from the remaining battery level separately from the OSD display of the recordable number based on the remaining memory capacity. OSD display on 110.
  • the user can set whether or not to permit execution of the operation restriction. Based on this setting, the CPU unit 112 performs steps S204-1 to S204 in FIG. In -n, it is determined whether or not operation restriction is permitted for each item (restriction permission 1 to n).
  • the present invention can be applied to various digital cameras (digital still camera, digital video camera, camera-equipped mobile phone, etc.).

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Abstract

 電源供給部(113)から入力された電流を電圧に変換する電流電圧変換部(114)と、電流電圧変換部(114)によって変換された電圧を既存の汎用AD変換部(115)へ入力する経路とを設け、汎用AD変換部(115)によって変換された変換結果をCPU部(112)で積算することで消費電力を測定する。また、CPU部(112)によって消費電力を計算し、この消費電力が事前に決めたスレッシュ値を越えたとき、省エネモードへ移行し各機能を制限することで撮像時間を延ばすことを実現する。

Description

半導体集積回路および撮像装置
 本発明は、デジタルカメラの画像記録再生装置に関するものであり、特に消費電力を測定する手段を備え、記録再生時のカメラ機能を制限することで消費電力を抑え動作時間を延ばすモードを備えたデジタルカメラに関する。
 近年、デジタルカメラ(デジタルスチルカメラ,デジタルビデオカメラ,カメラ付き携帯電話等)を所有している人は増加の一途を辿っており、社会の至るところでデジタルカメラによる写真撮影が行われている。しかしデジタルカメラは充電式であり、長時間の使用には限界がある。つまり電池がなくなれば全く使用することができなくなる。
 そこで、電池残量を正確に把握し、電池残量に応じてデジタルカメラで使用する機能を制限し記録可能時間を延ばす方法が考えられている。
 なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献1、特許文献2が挙げられる。特許文献1は、電圧制御発振器を利用した集積回路の消費電力測定回路を提供するものである。また特許文献2は、出力電圧をAD変換しデジタル値として測定する方法の一例を示したものである。
特開2005-70045号公報 特開2005-86108号公報
 しかしながら特許文献1は、電圧制御発振器を用いてその電流差を測定するものであり、現状のカメラシステムには増長な回路構成をとる必要がある。また特許文献2は、あくまでも測定を目的としたものであり、その測定方法は、工場での性能評価、テストを主眼に構成されているため、上記同様、現状のカメラシステムには最適な回路構成とはいえない。
 本発明は、現状のカメラシステムからの最小のシステム構成の修正によってデジタルカメラの電池残量を測定し、使用する機能を制限することで記録可能時間を延ばす方法を提供することを目的とする。
 本発明による半導体集積回路は、外部から入力される電源の電流値を電流電圧変換する変換手段と、変換された電圧をLSI内部に内蔵している汎用AD変換回路に入力する入力経路と、AD変換回路によって変換されたデジタル値を積算することにより電池残量の低下を判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
 本発明によるもう1つの半導体集積回路は、外部から入力された電源の電流値測定経路とは別に電圧を直接汎用AD変換回路に入力する入力経路と、AD変換回路によって変換されたデジタル値により電圧の低下により電池残量の低下を判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
 本発明による撮像装置は、上記の半導体集積回路を備えた撮像装置であって、電池残量の低下を判断する前記判断手段によって電池残量が事前に決めたスレッシュ値を下回ると判断したときに、消費電力を抑える省エネモードに移行する手段を備える、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、前記移行手段は、ユーザーからの事前のモード指定に基づいて省エネモードへの移行を判断する、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、省エネモードに移行した際にはシステム全体のクロックを低下させる手段をさらに備える、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、省エネモードに移行した際には撮像装置のフラッシュ機能を制限する手段をさらに備える、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、省エネモードに移行した際にはLCDモニタの表示を制限する手段をさらに備える、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、省エネモードに移行した際には撮像装置の光学ズーム機能を制限する手段をさらに備える、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、省エネモードに移行した際にはシステムの構成に合わせて使用するメモリアクセスを制限する手段をさらに備える、ことを特徴とする。
 また、上記撮像装置において、省エネモードに移行した際にはメモリ残量による記録可能枚数のOSD表示とは別に、電池残量から計算した記録可能時間または記録可能枚数をOSD表示する手段をさらに備える、ことを特徴とする。
 本発明によれば、現状のカメラシステムからの最小のシステム構成の修正によってカメラシステムの電池残量を正確に測定し、電池残量に応じて省エネモードに突入しカメラ機能を制限することで、記録可能時間を延ばすシステムを提供することができる。また、電池残量に応じた記録可能時間や枚数を表示することで、計画的にどうしても撮影したい被写体に絞った撮影が可能になる。また、消費電流の急激な変化による熱暴走に対する安全対策も提供できる。
本発明の実施形態によるカメラシステムの構成を示すブロック図 スレッシュ値判断と動作制限のフローチャート カメラシステムの別の構成例を示すブロック図 動作制限の具体例を説明するためのシステム構成のブロック図
符号の説明
101,301,401…カメラ処理部
102…メディア部
103…レンズ
104…メモリ部
105…センサ部
106…撮像部
107…画像処理部
108…圧縮伸張部
109…表示出力部
110…表示モニタ部
111…メモリ制御部
112…CPU部
113…電源供給部
114…電流電圧変換部
115…汎用AD変換部
402…CLK制御部
403…フラッシュ制御部
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する実施の形態はあくまで一例であり、後述する改変例を含めて、様々な改変を行うことが可能である。また、図面においては実質的に同一の構成要素には同じ参照符号を付けている。
 (システム構成)
 図1は、本発明の実施形態によるカメラシステムの構成を示すブロック図である。このカメラシステムは、外部からの電源供給部113によって電源供給され動作する。このカメラシステムは、画像データを撮像し記録データとして処理するカメラ処理部101と、記録データを記録保存するメディア部102と、外部からの光信号を集光しセンサに入力するレンズ部103と、処理する画像データを一時保存するためのワーク領域として使用するメモリ部104とを備えている。カメラ処理部101は、センサ部105,撮像部106,画像処理部107,圧縮伸張部108,表示出力部109,表示モニタ部110,メモリ制御部111,CPU部112を備えている。カメラ処理部101は、1チップまたは複数チップの半導体集積回路(LSI)で実現される。
 光信号は、レンズ部103によって集光され、センサ部105を介して光信号から電荷に変換され、変換された電荷はさらにAD変換することによってデジタルデータへ変換される。デジタルデータは、撮像部106によって撮像データとしてメモリ制御部111からメモリ部104へ記録される。撮像データは、メモリ部104からメモリ制御部111を介して画像処理部107によって画像処理され、表示画像データとしてメモリ制御部111によってメモリ部104に記録され、一方、圧縮伸張部108によって圧縮処理された符号データが、メモリ制御部111によってメモリ部104に記録される。メモリ部104に記録された表示画像データは、メモリ制御部111を介して表示出力部109によって表示モニタ部110に表示出力される。また、メモリ部104に記録された符号データは、メモリ制御部111を介してメディア部102に記録保存される。このときレンズ103,センサ部105,撮像部106,画像処理部107,圧縮伸張部108,表示出力部109,メモリ制御部111はCPU部112によって制御される。
 当該カメラシステムにおいては、電源供給部113から入力された電流を電圧に変換する電流電圧変換部114と、電流電圧変換部114によって変換された電圧を既存の汎用AD変換部115へ入力する経路とを設け、汎用AD変換部115によって変換された変換結果をCPU部112で積算することで消費電力を測定する。また、CPU部112によって消費電力を計算し、この消費電力が事前に決めたスレッシュ値を越えたとき、省エネモードへ移行し各機能を制限することで撮像時間を延ばすことを実現する。
 (フローチャート)
 次に、本実施形態によるカメラシステムにより行われる処理について図2を参照して説明する。
 ステップS201にて、ユーザーから入力された設定モードを元にCPU部112は省エネモード判断を行う。ユーザーにより省エネモードOFFに設定されている時(S201でNO)は、そのまま処理を終了する。
 省エネモードONに設定されている時(S201でYES)は、ステップS202にて、図1で示した構成により、CPU部112が入力電流を積算する。
 ステップS203にて、CPU部112は上記積算値と事前に設定したスレッシュ値を比較判断する。上記積算値がスレッシュ値を越えたとき(S203でNO)、ステップS204-1~S204-nにて、CPU部112は、省エネモードでの動作制限が許可されている項目(制限許可1~n)を判断し、ステップS205-1~S205-nにて動作制限を行う(動作制限1~n)。
 本動作制限により、消費電流を抑えることができ、記録時間を延ばすことができる。また、スレッシュ値は一定の範囲を持たせ、動作制限の確認を繰り返す処理を実施すれば、制限許可の変更にも対応できる。
 (別のシステム構成)
 図3は、本発明の実施形態によるカメラシステムの別の構成例を示すブロック図である。このカメラシステムは、図1の構成と比べて、カメラ処理部301の内部構成が一部異なっている。図3のカメラ処理部301では、図1の電流電圧変換部114を削除し、電圧レベルを測定し電圧レベルの低下をCPU部312で判断することで電池残量を確認する構成である。その他の構成は図1と同様である。図3のカメラシステムは、図1の構成に対しより簡単なシステム構成で実現可能であるが、消費電流は求めることができないため、図1のシステム構成と併用することが、より望ましい。
 (動作制限の具体例)
 次に、図2のフローチャートに示した動作制限の各種具体例について図4を参照して説明する。
 図2のステップS201において省エネモードへの移行が許可されており、ステップS203にて積算値がスレッシュ値を越えたとき、たとえば下記(a)~(f)に示すような種々の動作制限をステップS205-1~S205-nにて実施することができる。
(a)…CPU部112において、各ブロックのクロックを制御するCLK制御部402を制御し各ブロックのクロックを低下させる。
(b)…CPU部112において、フラッシュを制御するフラッシュ制御部403を制御しフラッシュ機能をOFFする。
(c)…CPU部112において、表示出力部109を制御することでLCD表示出力をOFFする。
(d)…CPU部112において、レンズ部103を制御することで光学ズーム機能をOFFする。
(e)…CPU部112において、メモリ制御部111を制御することで、たとえば、内蔵フラッシュ付きシステムならば内蔵フラッシュに書き込み、メディア部102へのアクセスを抑えるといったことや、メモリ部104が2つの構成のシステムにおいては、一方をパワーダウンしアクセスしないといった制御を行うこともできる。
(f)…CPU部112において、表示出力部109を制御することで、メモリ残量による記録可能枚数のOSD表示とは別に、電池残量から計算した記録可能時間または記録可能枚数を表示モニタ部110にOSD表示する。
 なお、動作制限の各々については、その動作制限の実行を許可するか否かをユーザーが設定できるようになっており、この設定を元にCPU部112は、図2のステップS204-1~S204-nにおいて、各項目(制限許可1~n)について動作制限が許可されているか否かを判断する。
 本発明は、各種デジタルカメラ(デジタルスチルカメラ,デジタルビデオカメラ,カメラ付き携帯電話等)に適用可能である。

Claims (10)

  1.  外部から入力される電源の電流値を電流電圧変換する変換手段と、
     変換された電圧をLSI内部に内蔵している汎用AD変換回路に入力する入力経路と、
     AD変換回路によって変換されたデジタル値を積算することにより電池残量の低下を判断する判断手段と、
    を備えることを特徴とする半導体集積回路。
  2.  外部から入力された電源の電流値測定経路とは別に電圧を直接汎用AD変換回路に入力する入力経路と、
     AD変換回路によって変換されたデジタル値により電圧の低下により電池残量の低下を判断する判断手段と、
    を備えることを特徴とする半導体集積回路。
  3.  請求項1または2に記載の半導体集積回路を備えた撮像装置であって、
     電池残量の低下を判断する前記判断手段によって電池残量が事前に決めたスレッシュ値を下回ると判断したときに、消費電力を抑える省エネモードに移行する手段を備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
  4.  請求項3において、
     前記移行手段は、ユーザーからの事前のモード指定に基づいて省エネモードへの移行を判断する、
    ことを特徴とする撮像装置。
  5.  請求項3または4において、
     省エネモードに移行した際にはシステム全体のクロックを低下させる手段をさらに備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
  6.  請求項3または4において、
     省エネモードに移行した際には撮像装置のフラッシュ機能を制限する手段をさらに備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
  7.  請求項3または4において、
     省エネモードに移行した際にはLCDモニタの表示を制限する手段をさらに備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
  8.  請求項3または4において、
     省エネモードに移行した際には撮像装置の光学ズーム機能を制限する手段をさらに備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
  9.  請求項3または4において、
     省エネモードに移行した際にはシステムの構成に合わせて使用するメモリアクセスを制限する手段をさらに備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
  10.  請求項3または4において、
     省エネモードに移行した際にはメモリ残量による記録可能枚数のOSD表示とは別に、電池残量から計算した記録可能時間または記録可能枚数をOSD表示する手段をさらに備える、
    ことを特徴とする撮像装置。
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