撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラム
【課題】低コストで、解像度の高い画像を撮像する撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置（１０）は、光を遮光する遮光板（６）と、撮像素子（１）に入射する被写体からの入射光が遮光板（６）によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、撮像素子（１）を遮光板に対して駆動する駆動部（３）と、撮像素子（１）が駆動部によって撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる撮像素子からの情報に基づき、被写体の画素情報を算出する画素算出部（４）と、画素算出部（４）によって算出された画素情報を被写体の位置と対応付けて記憶する画素情報記憶部（７）と、を備える。撮像素子（１）は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（ｍ，ｎ））を有し、複数の画素情報取得領域（Ｐ（ｍ，ｎ））の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。
【解決手段】撮像装置（１０）は、光を遮光する遮光板（６）と、撮像素子（１）に入射する被写体からの入射光が遮光板（６）によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、撮像素子（１）を遮光板に対して駆動する駆動部（３）と、撮像素子（１）が駆動部によって撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる撮像素子からの情報に基づき、被写体の画素情報を算出する画素算出部（４）と、画素算出部（４）によって算出された画素情報を被写体の位置と対応付けて記憶する画素情報記憶部（７）と、を備える。撮像素子（１）は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（ｍ，ｎ））を有し、複数の画素情報取得領域（Ｐ（ｍ，ｎ））の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を撮像する撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製品や金型、治具等の形状を測定し、測定結果に基づき、調整を行うことが行われている。このような時に高解像度の固体撮像素子を搭載した撮像装置が用いられる。固体撮像素子として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子等が挙げられる。
また、特許文献１には、限られた画素数の撮像素子を用いて高い解像度を得るため、受光面を振動させる固体撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０―１８９５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、撮像装置の解像度は、一般的に、撮像素子の有効画素数に応じて増加する。しかし、撮像素子の有効画素数を向上するためには、通常、撮像素子が有する受光素子の数を増やす必要がありコストがかかる。一方で、受光素子の数を増やさずに比較的大きな被写体をより鮮明に撮像することを目的として、撮像する被写体を複数の部分に分割し、撮像素子を移動させながら被写体の部分ごとに複数回撮影を繰り返す方法がある。この場合、得られた画像を、相対的な位置関係を確認しながら、繋ぎ合わせる必要があるため、繋ぎ合わせる画像同士の相対的な位置関係を計算しなければならない。撮像素子の移動距離が増大すると、移動によって生じる位置ズレを考慮して、画素間の相関を計算する必要が生じるが、ここでも誤差が発生しやすくなるという課題があった。
【０００５】
特許文献１に開示された固体撮像装置は、例えば、インターライン転送方式において、感光部に蓄積された信号電荷を信号ブランキング期間に垂直ＣＣＤレジスタに転送し、次のフィールド有効期間中に読み出すものであるが、解像度を向上するための詳細については教示されていない。
【０００６】
そこで本発明は、上述の課題を鑑みて、低コストで、解像度の高い画像を撮像する撮像装置、及び撮像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】
【０００７】
本発明の第１の態様によると、撮像素子（１）と、光を遮光する遮光板（６）と、前記撮像素子に入射する被写体からの入射光が前記遮光板によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、前記撮像素子を前記遮光板に対して駆動する駆動部（２）と、前記撮像素子が前記駆動部によって前記撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの情報に基づき、前記被写体の画素情報を算出する画素算出部（４）と、前記画素算出部によって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて記憶する画素情報記憶部（７）と、を備えた撮像装置が提供される。該撮像装置において、撮像素子（１）は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（１，１）、〜Ｐ（ｉ，ｊ））を有し、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。前記駆動部は、前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動するように構成されており、前記画素算出部は、前記撮像位置ごとに算出した画素情報の差分から、前記被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出することを特徴とする、撮像装置。
【０００８】
本発明の第２の態様によると、撮像素子と、光を遮光する遮光板と、を備えた撮像装置を用いて被写体を撮像する撮像方法が提供される。前記撮像素子は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（１，１）、〜Ｐ（ｉ，ｊ））を有し、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。
該撮像方法は、前記撮像素子を駆動して、前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップ（Ｓ１０２）と、前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップ（Ｓ１０４）と、前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップ（Ｓ１０６）と、を含み、前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含む。
【０００９】
本発明の第３の態様によると、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（１，１）、〜Ｐ（ｉ，ｊ））を有する撮像素子（１）であって、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の信号電荷を生成する、撮像素子（１）と、光を遮光する遮光板（６）と、を制御するコンピュータに、前記撮像素子を駆動して、前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップ（Ｓ１０２）と、前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップ（Ｓ１０４）と、前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップ（Ｓ１０６）と、を実行させる撮像プログラムが提供される。前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低画素のセンサを用いて高画素を取得できる。よって、低コストで、解像度の高い画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の概略図である。
【図２】図１の撮像装置を構成する撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の撮像素子の端部を形成する画素情報取得領域と遮光板との関係を示す図である。
【図４】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の基本位置［１］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図５】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の移動位置［２］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図６】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の移動位置［３］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図７】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の移動位置［４］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図８】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域と得られた被写体の画素情報との、移動位置［９］における関係を示す図である。
【図９】図２の撮像素子の複数の画素情報取得領域の基本位置［１］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図１０】図２の撮像素子の移動と、取得可能な画素情報との関係を示す図である。
【図１１】図２の撮像素子の最上部を構成する複数の画素情報取得領域の基本位置［１］、移動位置［２］、移動位置［３］における出力値と得られる被写体の画素情報との関係を示す図である。
【図１２】図２の撮像素子の最上部を構成する複数の画素情報取得領域と得られた被写体の画素情報との基本位置［３］における関係を示す図である。
【図１３】図２の撮像素子の最左部を構成する複数の画素情報取得領域の移動位置［７］における出力値と得られる被写体の画素情報との関係を示す図である。
【図１４】図２の撮像素子の最上部を構成する複数の画素情報取得領域と得られた被写体の画素情報との移動位置［６］、移動位置［９］における関係を示す図である。
【図１５】図２の撮像素子の中央部の画素情報取得領域によって被写体の画素情報を取得する処理を説明する図である。
【図１６】図２の撮像素子によって取得された被写体の画素情報を示す図である。
【図１７】図２の撮像装置が実行する画像を撮像する処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略図であり、図２は、本実施の形態に係る撮像装置を構成する撮像素子の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示す撮像装置１０は、被写体５を撮影して電気信号に変換する撮像素子１を含む撮像部２と、撮像素子１を駆動する駆動部３と、撮像素子１、撮像部２、駆動部３とを制御する制御部４と、撮像部２によって撮像された被写体５の画像データを記憶する記憶部７と、画像データに基づいて被写体５の画像を表示する表示部８と、を含む。
【００１５】
撮像部２は、撮像素子１の他、被写体からの光を撮像素子１に結像させる、図示されていない撮像レンズを含む。撮像素子１は、撮像レンズによって結像される被写体５からの入射光を電気信号に変換する。撮像素子１は、撮像レンズによって自身に投影されて結像される被写体５の像５’（以後、「被写体像」と呼ぶ）を光電変換する受光素子を複数備えたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子などによって構成される。撮像部２は撮像手段の機能を有する。
【００１６】
駆動部３は、撮像素子１を被写体５に対して、受光素子の１辺の寸法の数分の一に相当する距離の単位で駆動する。駆動部３は、撮像素子１を被写体５に対して、受光素子の１辺の寸法の数分の一に相当する距離の単位で駆動することができる精度が要求されるため、例えば、圧電素子などを用いたアクチュエータが好ましい。
【００１７】
本実施の形態では、制御部４と記憶部７と表示部８とは、コンピュータ９の一部である。制御部４は、図示を省略するが、撮像装置１が各種機能を実行するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行して、撮像装置１の各種機能を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵが各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などとによって構成される。
【００１８】
撮像素子１と被写体５との間には、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺が部分的に遮光されるように形成されたＬ字型の遮光板６が配置される。遮光板６は遮光手段の機能を有する。なお、図１に示す遮光板６の被写体５に対する位置は一例に過ぎず、遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光するために適当であれば、この他の位置に配置してもよい。また、遮光板６の形状は、後に詳述するが、撮像素子１の最端部の形状に合わせ、撮像素子１の最端部を形成する２辺を正確に、縦方向及び横方向に、例えば、それぞれ１画素の任意の数分の一（例えば、３分の１、２など）の単位（以後、「サブピクセル」とも呼ぶ）に相当する領域を遮光できるのであれば、Ｌ字型以外の形状でもよい。
【００１９】
制御部４は、駆動部３を制御して撮像部２を駆動し、撮像素子１から出力される電気信号を処理して、画像データを生成し、生成した画像データを記憶部７に記憶する。さらに制御部４は、生成した画像データに基づいて表示部８に撮像部２が撮像した画像を表示する。また、制御部４は、撮像素子１から出力される電気信号を処理する際に、後述する演算処理を実行する。
【００２０】
表示部８は、液晶ディスプレイなどによって構成される。記憶部７は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクなどによって構成される。
【００２１】
［撮像素子の構成］
次に、図２を参照して、撮像素子１について説明する。撮像素子１は、二次元に配列された複数の受光素子から構成されている。受光素子の各々は所定の面積を有する受光面を含む。受光素子の各々は、この受光面に入射光を受光すると光電変換を実行して、受光面あたりの受光量に応じて、１画素に相当する信号電荷を生成する。この受光素子の各々が有する受光面を、以後、「画素情報取得領域」と呼ぶ。このため、この受光素子を二次元に配列して形成される撮像素子１が有する受光面全体は、受光素子ごとに、各々が１画素に相当する信号電荷を発生する複数の画素情報取得領域に分割することができる。
【００２２】
図２に示すように、撮像素子１の受光面を形成する画素情報取得領域の数によって撮像素子１の総画素数は決定される。例えば、ｉ、ｊを任意の自然数とすると、横方向に配設された画素情報取得領域の数、すなわち、横画素数をｉ、縦方向に配設された画素情報取得領域の数、すなわち、数縦画素数をｊとすると、この撮像素子１の総画素数はｉ×ｊとなる。また、画素情報取得領域は、受光素子の受光面に相当する。
【００２３】
すなわち、撮像素子１は、受光素子Ａ（１，１）、Ａ（２，１）、Ａ（３，１）、・・・・、Ａ（１，２）、・・・Ａ（１，３）、・・・、Ａ（ｉ，ｊ）を有する。受光素子Ａ（１，１）、Ａ（２，１）、Ａ（３，１）、・・・・、Ａ（１，２）、・・・Ａ（１，３）、・・・、Ａ（ｉ，ｊ）の各々が形成する画素情報取得領域をそれぞれ、画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（１，２）、・・・Ｐ（１，３）、・・・、Ｐ（ｉ，ｊ）として表す。
【００２４】
画素情報取得領域は各々１画素に相当する信号電荷を発生するので、撮像素子１において画素情報取得領域が配置されている場所を示す情報を、以後、「画素アドレス」と呼ぶ。左上端部を基準とすると、左上端部より横方向に配設された画素情報取得領域の位置を示す情報、すなわち、画素アドレスは（１、１）、（２、１）、・・・、（ｉ、１）となり、左上端部より下の画素アドレスは（１、１）、（１、２）、・・・、（１、ｊ）となる。さらに、最右下端部の画素アドレスは（ｉ，ｊ）で表され、他の画素情報取得領域の位置も図２に示すように表される。なお、後述する被写体の像５’の画素情報は、後述する移動位置［９］に撮像素子１が位置する時の画素アドレスで表す。
【００２５】
［撮像処理］
このようにして構成された撮像素子１が、被写体を効率的に撮像する処理について、以下、図３から図１６を参照して説明する。
【００２６】
まず、撮像素子１が撮像する被写体５の上に遮光板６を、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺が部分的に遮光されるように設定する。なお、図１に示す遮光板６の被写体５に対する位置は一例に過ぎず、遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光するために適当であれば、この他の位置に配置してもよい。遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光する。本実施の形態では、被写体５と遮光板６は固定されており、撮像素子１は、駆動部３によって、被写体５と遮光板６に対して独立して移動する。
【００２７】
図３に、最初に被写体５を遮光板６で覆う際に遵守すべき、遮光板６と、撮像素子１の端部を形成する画素情報取得領域と、撮像素子１に結像される被写体像５’との間の位置関係を示す。
【００２８】
図３（１）に示すように、遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光するように設定する。図３（１）に、撮像素子１の最左上端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）と遮光板６との関係を拡大してより詳細に示す。撮像素子１の実線で囲まれた部分が撮像素子１の最左上端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を表している。画素情報取得領域Ｐ（１，１）は、撮像素子１の最左上端部に入射する光を受光すると、１画素分に相当する画素を取得して出力するようになっている。図３（１）に示す位置において、遮光板６は、画素情報取得領域Ｐ（１，１）に入射する光のうち、上端部及び左端部のそれぞれ１画素の３分の２相当が遮光されるように配置されている。このため、画素情報取得領域Ｐ（１，１）は、実際には１画素の９分の１相当のサブピクセル単位の画素情報を出力することになる。
【００２９】
同様に、Ｌ字型の遮光板６は、撮像素子１に結像される被写体像５’のうち、撮像素子１の２辺に相当する画素情報取得領域Ｐ（１，１）以外の画素情報取得領域に対しても、縦方向及び横方向にそれぞれ１画素の３分の２相当が遮光されるように配置される。この結果、図３（２）に示す位置において、遮光板６は同様に、最端部の縦方向及び横方向の２辺を形成する画素情報取得領域、すなわち、上端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（ｉ，１）、及び左端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（１，２）、Ｐ（１，３）、・・・・、Ｐ（１，ｊ）に対しても、上端部及び左端部に入射する光のうち、それぞれ１画素の３分の２相当を遮光する。従って、画素情報取得領域Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（ｉ，１）、及び画素情報取得領域Ｐ（１，２）、Ｐ（１，３）、・・・・、Ｐ（１，ｊ）は、実際には１画素の３分の１相当のサブピクセル単位の画素情報を出力することになる。
【００３０】
続いて、本実施の形態の撮像処理について説明する。本実施の形態では、駆動部３を制御して、撮像素子１を、本紙面の右方向及び下方向に１画素の３分の１に相当する距離ごとにシフトして被写体５を撮影する処理を、それぞれ１画素に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影する。
【００３１】
＜最端部の画素情報取得領域に着目した処理＞
まず、理解を容易にするため、被写体像５’と遮光板６に対する撮像素子１の動作と、撮像素子１からの出力値との関係を、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して説明する。
【００３２】
まず、撮像素子１の最端部を形成する２辺に対して、それぞれ１画素の３分の２のサブピクセルに相当する領域を遮光板６によって遮光した状態で撮像をする。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を基本位置［１］とする。本実施の形態では、撮像素子１の最端部を形成する２辺を構成する画素情報取得領域がそれぞれ、縦方向の少なくとも一列の画素情報取得領域と、横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域を構成し、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）が、横方向に配列された一列と縦方向に配列された一列の交わる画素情報取得領域を構成する。
【００３３】
以下の処理では、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を３×３、すなわち、９分割して、点線で示す網目状に形成されたサブピクセルの小領域に着目して考える。
駆動部３は、点線で示す網目状に形成された小領域のほぼ全てが、遮光されていない状態と遮光された状態とをとるまで、撮像素子１を遮光板６に対して１画素の９分の一に対応する単位で縦方向と横方向に駆動する。
【００３４】
結果として、横方向には、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く、縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態をとるまで、
縦方向には、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く、横方向に配列された一列の画素取得領の各々が遮光されていない状態から１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態をとるまで、撮像素子１を遮光板６に対して１画素の９分の一に対応する単位で移動する。
【００３５】
ここでは理解を容易にするため、一列の画素情報取得領域の各々が、「遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態まで」撮像素子１を遮光板６に対して駆動すると表現したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本実施の形態では、駆動部３は、一列の画素情報取得領域の各々が「１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態から遮光されていない状態になるまで」撮像素子１を遮光板６に対して縦方向と横方向に駆動するものとして説明する。縦方向及び横方向に配列された一列の画素取得領において、どの画素情報取得領域から「遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態になるまで」又は、「１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態から遮光されていない状態になるまで」駆動部３が撮像素子１を遮光板６に対して駆動するかは任意としてよい。そのため、本明細書において、「遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態まで」という表現は、時間的な順序の限定を意図するものではないものとする。
【００３６】
図４は、基本位置［１］における遮光板６に対する撮像素子１の位置と、撮像素子１からの出力値との関係を、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。このように最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）の上部と左部がそれぞれ１画素分３分の２に相当する領域が遮光板６によって遮光された状態で撮像を行う。
画素情報取得領域Ｐ（１，１）の出力値をａ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、この時の画素情報取得領域Ｐ（１，１）の出力値ａ（１，１）を被写体像５’の左上最端部の領域の画素値Ａ（１，１）として記憶部７に記憶する。
【００３７】
続いて、撮像素子１を基本位置［１］から右方向に被写体像５’と遮光板６に対して、画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。この時の撮像素子１の被写体像５’及び遮光板６に対する位置を移動位置［２］とする。
【００３８】
図５は、このように撮像素子１を基本位置［１］から右方向に、撮像素子１に結像される被写体像５’が画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素に対して、３分の１画素分に相当する距離ｈシフトするように移動した時の撮像素子１と被写体の像５’との関係を、画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。３分の１画素分に相当する距離ｈは、受光素子の寸法よりも小さい。また、図５における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の遮光された遮光部位の面積は、３分の１画素分に相当する距離ｈ移動した分だけ、図４における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の遮光された遮光部位の面積より少ない。すなわち、図５における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の受光面の面積は、３分の１画素分に相当する距離ｈ移動した分だけ、図４における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の受光面の面積より大きくなっている。この受光面の面積の差分を利用して、サブピクセルの単位の画素値を算出していく。
【００３９】
具体的には、この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値ｂ（１，１）を記憶部７に記憶する。さらに、
ｂ（１，１）−ａ（１，１）＝Ｂ（１，１）として、
この値Ｂ（１，１）を撮影して得られた被写体像５’の左上最端部から右方向に２番目の領域の画素値Ｂ（１，１）として記憶部７に記憶する。
【００４０】
続いて、撮像素子１を移動位置［２］から右方向に、撮像素子１に結像される被写体像５’が最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素について、さらに３分の１画素分に相当する距離シフトするようにして撮像する。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［３］とする。
【００４１】
図６は、移動位置［３］における撮像素子１と被写体の像５’との関係を画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。
【００４２】
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｃ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｃ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１））＝Ｃ（１，１）として、
この値Ｃ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に３番目の領域の画素値Ｃ（１，１）として記憶部７に記憶する。
続いて、撮像素子１を再び基本位置［１］に戻し、最端部画素の１画素に対して下方向に３分の１画素分シフトして撮像する。
【００４３】
図７は、撮像素子１を基本位置［１］から下方向に、画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素について、３分の１画素分に相当する距離シフトした時の撮像素子１と被写体の像５’との関係を画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［４］とする。
【００４４】
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｄ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｄ（１，１）−Ａ（１，１）＝Ｄ（１，１）として、
この値Ｄ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から下方向に２番目の領域の画素値Ｄ（１，１）として記憶部７に記憶する。
続いて、撮像素子１を移動位置［４］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。
【００４５】
図示は省略するが、撮像素子１を移動位置［４］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトした位置を移動位置［５］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｅ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｅ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｄ（１，１））＝Ｅ（１，１）として、
この値Ｅ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に２番目、下方向に２番目の領域の画素値Ｅ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
続いて、撮像素子１を移動位置［５］から右方向にさらに３分の１画素分シフトして撮像する。
【００４６】
図示は省略するが、撮像素子１を移動位置［５］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトした位置を移動位置［６］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｆ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｆ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｃ（１，１）＋Ｄ（１，１）＋Ｅ（１，１））＝Ｆ（１，１）として、
この値Ｆ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に３番目、下方向に２番目の領域の画素値Ｆ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
続いて、撮像素子１を基本位置［１］に戻し、基本位置［１］から下方向にさらに３分の２画素分シフトして撮像する。
【００４７】
図示は省略するが、撮像素子１を基本位置［１］から下方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の２画素分に相当する距離シフトした位置を移動位置［７］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｇ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｇ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｄ（１，１））＝Ｇ（１，１）として、
この値Ｇ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から下方向に３番目の領域の画素値Ｇ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
【００４８】
同様に、図示は省略するが、撮像素子１を移動位置［７］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［８］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｇ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｈ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｄ（１，１）＋Ｅ（１，１）＋Ｇ（１，１））＝Ｈ（１，１）として、
この値Ｈ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に２番目、下方向に３番目の領域の画素値Ｈ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
【００４９】
さらに、撮像素子１を移動位置［８］から右方向に画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［９］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｋ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｋ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｃ（１，１）＋Ｄ（１，１）＋Ｅ（１，１）＋Ｆ（１，１）＋Ｇ（１，１）＋Ｈ（１，１））＝Ｋ（１，１）として、
この値Ｋ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に３番目、下方向に３番目の領域の画素値Ｋ（１，１）として記憶部７に記憶する。
図８は、このようにして、撮像素子１を基本位置［１］から移動位置［２］〜移動位置［８］を経て移動位置［９］にシフトした時の撮像画素１と得られた被写体の像５’の画素情報、すなわち、画素値との関係を画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。なお、被写体の像５’の画素情報は、撮像素子１が移動位置［９］に位置する時の画素アドレスで表している。
【００５０】
このようにして、撮像素子１の最端部に位置する、１画素に相当する画素情報取得領域Ｐ（１、１）を用いて、被写体５’の最端部の画素情報を構成する１画素の９分の一に相当のサブピクセルの情報画素値Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）、Ｃ（１，１）、Ｄ（１，１）、Ｅ（１，１）、Ｆ（１，１）、Ｇ（１，１）、Ｈ（１，１）、Ｋ（１，１）を得ることができる。すなわち、１画素分の画素情報取得領域Ｐ（１、１）を用いて略９倍の解像度の画素情報を得ることができる。
＜他の画素情報取得領域の処理＞
【００５１】
さらに、上述の［１］〜［９］の位置での撮影時に、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）以外の画素情報取得領域も、それぞれ、対応する被写体５’の画素情報を同時に取得することができる。以下、画素情報取得領域Ｐ（１、１）以外の、画素情報取得領域Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（２、２）、Ｐ（３、２）、Ｐ（１、３）、Ｐ（１、３）、Ｐ（１、３）、・・・が同様の画素情報を取得する処理について説明する。
【００５２】
図９に示すように、基本位置［１］の時に、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（２、２）、Ｐ（３、２）、Ｐ（１、３）、Ｐ（２、３）、Ｐ（３、３）、・・・からの出力値を、ａ（１，１）、ａ（２，１）、ａ（３，１）、ａ（１，２）、ａ（２，２）、ａ（３，２）、ａ（１，３）、ａ（２，３）、ａ（３，３）、・・・として、記憶部７に記憶する。
【００５３】
図１０に示すように、撮像素子１を基本位置［１］から、被写体５と遮光板６に対して右方向に、移動位置［２］、［３］へ移動することによって、同様の手法で、被写体像５’の最上部画素を取得することができる。同様に、撮像素子１を被写体５と遮光板６に対して下方向に、移動位置［４］、［５］へ移動することによって、同様の手法で、被写体像５’の最左部画素を取得することができる。さらに、移動位置［６］〜［９］へと移動することによって、同様の手法で、このようにして取得した最上部画素と最左部画素の情報に基づいて、被写体像５’の中央部画素の情報を取得することができる。
【００５４】
以下、被写体像５’の全体の画素情報を取得する場合について、被写体像５’の最上部画素の情報を取得する場合、被写体像５’の最左部画素の情報を取得する場合、及び被写体５の中央部画素の情報を取得する場合に分けて説明する。
＜最上部画素の情報の取得＞
【００５５】
図１１及び図１２を参照して、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・に着目して、それぞれの画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・の内部の最上部画素の情報を含む、被写体像５’の最上部画素の情報を取得する方法を説明する。
【００５６】
図１１（１）に示すように、基本位置［１］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）からの出力値を、画素情報取得領域Ｐ（１、１）の画素情報はＡ（１，１）とするので、Ａ（１，１）、ａ（２，１）、ａ（３，１）として記憶部７に記憶する。
【００５７】
続いて、図１１（２）に示すように、移動位置［２］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）からの出力値を、画素情報取得領域Ｐ（１、１）の画素情報は、既に説明した方法Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）と求められるので、Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）、ｂ（２，１）、ｂ（３，１）として記憶部７に記憶する。
【００５８】
続いて、図１１（３）に示すように、移動位置［３］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）からの出力値を、画素情報取得領域Ｐ（１、１）の画素情報は、既に説明した方法でＡ（１，１）、Ｂ（１，１）、Ｃ（１，１）と求められるので、Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）、Ｃ（１，１）、ｃ（２，１）、ｃ（３，１）として記憶部７に記憶する。
【００５９】
以上から、画素情報取得領域Ｐ（２，１）の最上部の画素情報は、
ａ（２，１）−（Ｂ（１，１）＋Ｃ（１，１））＝Ａ（２，１）、
ｂ（２，１）−（Ｃ（１，１）＋Ａ（２，１））＝Ｂ（２，１）、
ｃ（２，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（２，１））＝Ｃ（２，１）、として算出される。これらの値は記憶部７に記憶される。
【００６０】
同様に、画素情報取得領域Ｐ（３、１）以降の最上部の画素情報取得領域Ｐ（３、１）、Ｐ（４、１）、・・・、の画素情報は、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・からの出力値から、以下のように算出される。これらの値は記憶部７に記憶される。
ａ（ｍ，１）−（Ｂ（ｍ−１，１）＋Ｃ（ｍ−１，１））＝Ａ（ｍ，１）
ｂ（ｍ，１）−（Ｃ（ｍ−１，１）＋Ａ（ｍ，１））＝Ｂ（ｍ，１）
ｃ（ｍ，１）−（Ａ（ｍ，１）＋Ｂ（ｍ，１））＝Ｃ（ｍ，１） ・・・式１
として算出される。ただし、ｍは任意の自然数とする。これらの値は記憶部７に記憶される。
このようにして取得した値を図１２に示す。
【００６１】
＜最左部画素の情報の取得＞
画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・に着目して、それぞれの画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・の内部の最左部画素の情報から、被写体像５’の最左部画素の情報を取得する方法を説明する。
【００６２】
基本位置［１］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・からの出力値を、ａ（１、１）、ａ（１、２）、ａ（１、３）、・・とする。撮像素子１を移動位置［１］から下方向に３分の１画素分ずつ移動位置［４］、移動位置［７］とシフトと撮像を繰り返し、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・からの出力値に基づいて、最上部画素の情報の取得と同様の手法で、最左部画素の情報を取得することができる。途中の式を省略すると、この結果、各々の画素情報取得領域の最左部画素は以下のように求まる。ただし、ｎは任意の自然数とする。これらの値は記憶部７に記憶される。
ａ（１、ｎ）−（Ｄ（１、ｎ−１）＋Ｇ（１、ｎ−１））＝Ａ（１、ｎ）
ｄ（１、ｎ）−（Ｇ（１、ｎ−１）＋Ａ（１、ｎ））＝Ｄ（１、ｎ）
ｇ（１、ｎ）−（Ａ（１、ｎ）＋Ｄ（１、ｎ））＝Ｇ（１、ｎ）
このようにして取得した値を図１３に示す。
【００６３】
＜中央部画素の情報の取得＞
図１４を参照して、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・に着目して、それぞれの画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・の内部の中央部画素の情報を含む、被写体像５’の中央部画素の情報を取得する方法を説明する。
撮像素子を移動位置［３］から下方向に３分の１画素分に相当する距離シフトして、移動位置［６］で撮像した、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・からの出力値に基づいて、最上部画素の情報の取得と同様の手法で式１より、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・のＤ〜Ｆの情報を取得することができる。
ｄ（ｍ、１）−（Ｂ（ｍ−１、１）＋Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｅ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１））＝Ｄ（ｍ、１）
ｅ（ｍ、１）−（Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１））＝Ｅ（ｍ、１）
ｆ（ｍ、１）−（Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｃ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１）＋Ｅ（ｍ、１））＝Ｆ（ｍ、１）
こうして算出した値を記憶部７に記憶する。
このようにして取得した値を図１４（１）に示す。
【００６４】
さらに、撮像素子を移動位置［６］から下方向に３分の１画素分に相当する距離シフトして、移動位置［９］で撮像した、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・からの出力値に基づいて、最上部画素の情報の取得と同様の手法で式１より、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・のＧ〜Ｋの情報を取得することができる。
ｇ（ｍ、１）−（Ｂ（ｍ−１、１）＋Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｅ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ｈ（ｍ−１、１）＋Ｋ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１））＝Ｇ（ｍ、１）
ｈ（ｍ、１）−（Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ｋ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１）＋Ｅ（ｍ、１）＋Ｇ（ｍ、１））＝Ｈ（ｍ、１）
ｋ（ｍ、１）−（Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｃ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１）＋Ｅ（ｍ、１）＋Ｆ（ｍ、１）＋Ｇ（ｍ、１）＋Ｈ（ｍ、１））＝Ｋ（ｍ、１）
こうして算出した値を記憶部７に記憶する
このようにして取得した値を図１４（２）に示す。
【００６５】
さらに、撮像素子１の中央部に位置する画素情報取得領域の画素の情報から、被写体像５’の中央部画素の情報を取得する方法について、画素情報取得領域Ｐ（２、２）のサブピクセル情報を取得する場合を例に説明する。画素情報取得領域Ｐ（２、２）のサブピクセル情報は、基本位置［１］、移動位置［２］〜［９］において、ａ（２、２）〜ｋ（２、２）を取得することによって、既に記憶部７に記憶されているものとする。
【００６６】
基本位置［１］、移動位置［２］〜［９］で求められた情報から、最上部、最左部の情報も図１５に示すように求められており、記憶部７に記憶されている。
【００６７】
そして、図１５に示すように、基本位置［１］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ａ（２、２）から、Ａ（２、２）は以下のようにして求められる。
ａ（２、２）−（Ｅ（１、１）＋Ｆ（１、１）＋Ｈ（１、１）＋Ｋ（１、１）＋Ｄ（２、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｂ（１、２）＋Ｃ（１、２））＝Ａ（２、２）
同様に、基本位置［２］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｂ（２、２）から、Ｂ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｂ（２、２）−（Ｆ（１、１）＋Ｋ（１、１）＋Ｄ（２、１）＋Ｅ（２、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｃ（１、２）＋Ａ（２、２））＝Ｂ（２、２）
同様に、基本位置［３］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｃ（２、２）から、Ｃ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｃ（２、２）−（Ｄ（２、１）＋Ｅ（２、１）＋Ｆ（２、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｋ（２、１）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２））＝Ｃ（２、２）
同様に、基本位置［４］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｄ（２、２）から、Ｄ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｄ（２、２）−（Ｈ（１、１）＋Ｋ（１、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｂ（１、２）＋Ｃ（１、２）＋Ｅ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ａ（２、２））＝Ｄ（２、２）
同様に、基本位置［５］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｅ（２、２）から、Ｅ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｅ（２、２）−（Ｋ（１、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｃ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｄ（２、２））＝Ｅ（２、２）
同様に、基本位置［６］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｆ（２、２）から、Ｆ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｆ（２、２）−（Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｋ（２、１）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｃ（２、２）＋Ｄ（２、２）＋Ｅ（２、２））＝Ｆ（２、２）
同様に、基本位置［７］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｇ（２、２）から、Ｇ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｇ（２、２）−（Ｂ（１、２）＋Ｃ（１、２）＋Ｅ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ｋ（１、２）＋Ｈ（１、２）＋Ａ（２、２）＋Ｄ（２、２））＝Ｇ（２、２）
同様に、基本位置［８］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｈ（２、２）から、Ｈ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｈ（２、２）−（Ｃ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ｋ（１、２）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｄ（２、２）＋Ｅ（２、２）＋Ｇ（２、２））＝Ｈ（２、２）
同様に、基本位置［９］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｋ（２、２）から、Ｋ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｋ（２、２）−（Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｃ（２、２）＋Ｄ（２、２）＋Ｅ（２、２）＋Ｆ（２、２）＋Ｇ（２、２）＋Ｈ（２、２））＝Ｋ（２、２）
【００６８】
よって画素情報取得領域Ｐ（ｍ、ｎ）のサブピクセルの情報ａ（ｍ、ｎ）〜ｋ（ｍ、ｎ）から以下のようにして被写体像５’画素値を算出できる。
ａ（ｍ、ｎ）−（Ｅ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｄ（ｍ、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｂ（ｍ−１、ｎ）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ））＝Ａ（ｍ、ｎ）
ｂ（ｍ、ｎ）−（Ｆ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｄ（ｍ、ｎ−１）＋Ｅ（ｍ、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ））＝Ｂ（ｍ、ｎ）
ｃ（ｍ、ｎ）−（Ｄ（ｍ、ｎ−１）＋Ｅ（ｍ、ｎ−１）＋Ｆ（ｍ、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ、ｎ−１）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ））＝Ｃ（ｍ、ｎ）
ｄ（ｍ、ｎ）−（Ｈ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｂ（ｍ−１、ｎ）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｅ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ））＝Ｄ（ｍ、ｎ）
ｅ（ｍ、ｎ）−（Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ））＝Ｅ（ｍ、ｎ）
ｆ（ｍ、ｎ）−（Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ、ｎ−１）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｃ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ）＋Ｅ（ｍ、ｎ））＝Ｆ（ｍ、ｎ）
ｇ（ｍ、ｎ）−（Ｂ（ｍ−１、ｎ）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｅ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ｈ（ｍ−１、ｎ）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ））＝Ｇ（ｍ、ｎ）
ｈ（ｍ、ｎ）−（Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ）＋Ｅ（ｍ、ｎ）＋Ｇ（ｍ、ｎ））＝Ｈ（ｍ、ｎ）
ｋ（ｍ、ｎ）−（Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｃ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ）＋Ｅ（ｍ、ｎ）＋Ｆ（ｍ、ｎ）＋Ｇ（ｍ、ｎ）＋Ｈ（ｍ、ｎ））＝Ｋ（ｍ、ｎ）
このようにして取得した値を図１６に示す。なお、被写体の像５’の画素情報は、撮像素子１が移動位置［９］に位置する時の画素アドレスで表している。
こうして算出した値を記憶部７に記憶する。
【００６９】
以上より、図１６に示すように、最上部、最左部を部分的に遮光した時に得られる情報から、被写体像５’の全画素のサブピクセル情報を分離することができることがわかる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、撮像素子１を、１画素の３分の１に相当する距離ごとにシフトして被写体５を撮影する処理を１画素に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影する場合、すなわち、被写体５を、１画素を９分割したサブピクセルの精度で撮影する場合を例に説明したが、シフトする距離は１画素の３分の１に相当する距離に限定されない。また、縦方向と横方向で異なってもよい。Ｘ、Ｙを任意の自然数とすると、被写体像５’を縦方向及び横方向にそれぞれ１画素のＸ分の一及び１画素のＹ分の一に相当する距離ごとにシフトして撮影する処理を、１画素に相当する距離まで繰り返す場合、すなわち、１画素をＸにＹを乗じて得られた整数個に分割したサブピクセルの精度で撮影する場合も同様の手順で実行することができる。
【００７１】
この場合、縦方向に配列された一列と交わらない横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から少なくとも１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態になるまで、
横方向に配列された一列と交わらない縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から少なくとも１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態になるまで、縦方向及び横方向に駆動する。
【００７２】
このように、本実施の形態の撮像装置１０は、所定の面積を有する受光面である画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）として、受光面あたりの受光量に応じた出力値を出力する受光素子Ａ（ｍ，ｎ）と、さらに、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）を被写体からの入射光から部分的に遮光する遮光手段である遮光板６と、を備える。ここで、ｍは１以上、ｉ以下の自然数、ｎは１以上、ｊ以下の任意の自然数とする。かかる構成により、本実施の形態の撮像装置１０は、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）から受光面Ｐ（ｍ，ｎ）を部分的に遮光された状態の出力値を得ることができる。したがって、撮像装置１０は、受光面を遮光していない状態の出力値とは異なる、遮光の状態の度合いを反映した微細な出力値を得ることができる。
【００７３】
また、本実施の形態の撮像装置１０は、遮光板６によって遮光される受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光部位の異なる複数の状態のそれぞれにおいて、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）からの出力値を取得する。したがって、本実施の形態の撮像装置１０は、撮像素子を移動させることによって、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を複数の異なる遮光パターンで部分的に遮光することができる。そして、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）をそれぞれ異なる遮光パターンで遮光して得た画素情報と、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を遮光していない状態の画素情報とを取得することができる。したがって、複数の異なる遮光パターンのそれぞれを反映した一層微細な出力値を得ることができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態の撮像装置１０は、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）をそれぞれ異なる遮光パターンで遮光して得た複数の画素情報と、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を遮光していない状態の画素情報との差分から、受光素子の受光面よりも小さな面積における受光量に応じた出力値を算出して出力する算出手段である制御部４と、制御部４によって出力された出力値を被写体の位置と対応付けて記憶する記憶部７と、をさらに備えることができるので、本実施の形態の撮像装置１０は、遮光部位の異なる複数の状態で取得された複数の画素情報の差分から、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積における受光量に応じた画素値を算出し、こうして算出した画素値を被写体の位置と対応付けて記憶することができる。したがって、撮像装置１０は、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積に対応した画素値に基づく、一層微細な被写体の画素情報を取得することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態の撮像装置１０によると、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光板６に対する位置を、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の寸法よりも小さな距離ずつ変位させる撮像素子駆動手段である駆動部３を備える。かかる構成により、本実施の形態の撮像装置１０は、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光板６に対する位置を、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の寸法よりも小さな距離ずつ変位させることができるので、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）を受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の寸法より小さな距離ずつ変位させながら、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積に対応した出力値に基づく、一層微細な被写体の画素情報を得ることができる。
したがって、受光素子の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もなく、一層微細な被写体の画素情報を得ることができるので、本実施の形態の撮像装置１０は、低コストで、解像度の高い画像を取得することができる。
【００７６】
［画素情報取得処理のフロー］
図１７を参照して、撮像装置１０が被写体５の画像を撮像する処理のフローについて説明する。以下の処理は、制御部４の制御によって行われる。
【００７７】
まず、制御部４は駆動部３を制御して、被写体５と遮光板６に対する撮像素子１の位置を設定する（ステップＳ１０１）。この時、制御部４は、撮像素子１と被写体５との間に設けられた遮光板６によって、図３に示すように、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺が所定のサブピクセルの単位に相当する領域だけ部分的に遮光されるようにする。具体的には、制御部４は、撮像素子１の被写体５と遮光板６を、図４に示す基本位置［１］の位置に設定する。
【００７８】
続けて、撮像素子１を所定量、所定の方向に移動する（ステップＳ１０２）。
具体的には、制御部４は駆動部３を制御して、上述した基本位置［１］、移動位置［２］〜［９］の位置の何れかに撮像素子１を移動する。
【００７９】
続けて、撮像を行って撮像素子１からの出力値を入力する（ステップＳ１０３）。
具体的には、制御部４は撮像部２を制御して撮像を行い、撮像素子１のそれぞれの画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（１，２）、・・・Ｐ（１，３）、・・・、Ｐ（ｉ，ｊ）から出力される出力値を入力して、記憶部７に記憶する。
【００８０】
続けて、画素値を算出する（ステップＳ１０４）。
具体的には、制御部４は撮像素子１のそれぞれの画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（１，２）、・・・Ｐ（１，３）、・・・、Ｐ（ｉ，ｊ）からの出力値から、上述の計算式に従って、それぞれの被写体像５’の画素アドレス（ｉ，ｊ）のサブピクセルの値を算出し、記憶部７に記憶する。
【００８１】
全領域にわたって画素値を算出したか判断する（ステップＳ１０５）。
具体的には、制御部４は、被写体像５’の全ての画素アドレス（ｍ，ｎ）のサブピクセルの値が算出されたか判断する。ここで、ｍは１以上、ｉ以下の自然数、ｎは１以上、ｊ以下の任意の自然数とする。全ての画素アドレス（ｍ，ｍ）のサブピクセルの値が算出されたと判断された場合は、ステップＳ１０６に進み、算出されていない画素アドレス（ｍ，ｎ）のサブピクセルの値があると判断された場合は、ステップＳ１０２に戻る。
【００８２】
一方で、ステップＳ１０５において、被写体像５’の全ての画素アドレス（ｍ，ｎ）のサブピクセルの値が算出されたと判断した場合は、算出した全画素値を記憶部７に、対応する被写体像５’の位置情報と対応付けて被写体５の画素情報として記憶する（ステップＳ１０６）。また、必要に応じて、算出した全画素値に基づいて画像を表示する。具体的には、制御部４は表示部８を制御して、記憶部７に記憶された被写体像５’の全ての画素情報に基づいて被写体５の画像を表示する。これをもって、画素情報取得処理は終了する。
【００８３】
本実施の形態の撮像装置１０は、所定の面積を有する画素情報取得領域である受光面Ｐ（ｍ，ｎ）を含み、受光面Ｐ（ｍ，ｎ）あたりの受光量に応じた出力値を出力する受光素子Ａ（ｍ，ｎ）を、被写体からの入射光から部分的に遮光し、遮光された受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光部位を異ならせた複数の状態のそれぞれにおいて、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）からの出力値を取得するステップ（ステップＳ１０３）と、複数の状態のそれぞれにおいて取得された受光素子Ａ（ｍ，ｎ）からの複数の出力値の差分から、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積における受光量に応じた出力値を算出するステップ（ステップＳ１０４）と、算出するステップによって算出された出力値を被写体の位置と対応付けて記憶するステップ（ステップＳ１０６）と、を含む撮像方法を実行する。
かかる撮像方法は、受光素子の遮光部位を変位させながら、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積に対応した出力値の差分に基づいて、一層微細な被写体の画素情報を得ることができるので、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もない。すなわち、低画素のセンサを用いて高画素を取得できる。よって、低コストで解像度の高い画像を取得することができる。
【００８４】
本実施の形態の撮像装置１０は、ステップＳ１０３において、所定の面積を有する受光面Ｐ（ｍ，ｎ）を含み、例えば、図５に示したように、受光面Ｐ（１，１）あたりの受光量に応じた出力値を出力する受光素子Ａ（１，１）から、受光面Ｐ（１，１）の一部である第１所定部分によって受光された受光量に応じた第１の出力値、例えば、ｂ（１，１）を取得するステップと、第１所定部分に含まれる第２所定部分が受光した受光量に応じた第２の出力値、例えば、ａ（１，１）を取得するステップとを実行し、ステップＳ１０４において、第１の出力値と第２の出力値との差分、例えば、ｂ（１，１）−ａ（１，１）から、第１所定部分のうち、第２所定部分を除く部分における受光量に応じた第３の出力値、例えば、Ｂ（１，１）を求めるステップと、を含む撮像方法を実行する。
かかる撮像方法は、受光面Ｐ（ｍ，ｎ）の一部である第１所定部分から、該第１所定部分に含まれる第２所定部分を除いた部分の受光量に対応した出力値に基づいて、一層微細な被写体の画素情報を得ることができるので、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もなく、低コストで解像度の高い画像を取得することができる。
【００８５】
また、本実施の形態では、被写体５を、１画素を９分割したサブピクセルの精度で撮影する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本実施の形態では、被写体５の２辺に対して、最端部から縦方向及び横方向にそれぞれ１画素の３分の１に相当する領域を遮光した状態で、撮像素子１を縦方向及び横方向にそれぞれ１画素の３分の１に相当する距離ごとにシフトして撮影する処理を、縦方向及び横方向にそれぞれ１画素分に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影するとしたが、本発明はこれに限定されない。
【００８６】
例えば、Ｘ、Ｙを任意の自然数とすると、被写体像５’の２辺に対して、縦方向及び横方向に、それぞれ１画素のＸ分の一及び１画素のＹ分の一に相当する領域を遮光した状態で、撮像素子１を縦方向及び横方向にそれぞれ１画素のＸ分の一及び１画素のＹ分の一に相当する距離ごとにシフトして撮影をする処理を、縦方向及び横方向にそれぞれ１画素分に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影することによって、同様の手法で、１画素をＸにＹを乗じて得られた整数分だけ分割したサブピクセルの精度で撮影することができる。
【００８７】
すなわち、駆動部２は、撮像素子１を駆動して、被写体５から撮像素子１への入射光が遮光板６によって遮光されない撮像位置から、ｉ、ｊを任意の自然数とすると、複数の画素情報取得領域Ｐ（ｉ，ｊ）の少なくとも一部の画素情報取得領域について１画素分遮光される直前の撮像位置まで、１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ撮像素子を所定の撮像位置に駆動する。撮像素子１は駆動部２によって撮像位置に駆動される都度、撮像を行う。制御部４は、撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する。制御部４は、こうして算出された画素情報を被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶部７に記憶する。
【００８８】
さらに制御部４は、撮像素子が駆動部によって駆動された後の撮像位置で撮像素子が生成した信号電荷と、駆動部によって駆動される直前の撮像位置で撮像素子が生成した信号電荷との差分から、被写体の一部に対応する画素情報を１画素より小さい単位で算出すればよい。制御部４は画素算出部を構成する。
【００８９】
本実施の形態では、遮光される画素情報取得領域は、駆動部は、撮像素子を遮光板に対して、撮像素子の縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々としている。
駆動部２は、Ｘ、Ｙを所定の自然数とすると、縦方向に、横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々を遮光していない状態から１画素に相当する領域分を遮光する直前の状態まで、１画素のＸ分の一に相当する単位ずつ遮光する所定の撮像位置に駆動し、横方向に、縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々を遮光していない状態から１画素に対応する領域分を遮光する直前の状態まで、１画素のＹ分の一に相当する単位ずつ駆動して撮像を行うことによって、同様の手法で、１画素をＸにＹを乗じて得られた整数分だけ分割したサブピクセルの精度で撮影することができる。
【００９０】
かかる実施の形態の撮像装置では、遮光板によって分割する１画素辺りの数を変化させることで、撮像する画像の解像度、又は撮像する画像を構成する画素数情報を任意に増やすことができる。
【００９１】
また、遮光板６をＬ字型の形状としたが、遮光板６は、撮像素子１の少なくとも２辺を遮光するために好適であれば、Ｌ字型以外の形状でもよい。
【００９２】
以上説明したように、本発明の実施の形態による撮像装置１０は、撮像素子１と、光を遮光する遮光板６と、撮像素子１に入射する被写体からの入射光が遮光板６によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、撮像素子を遮光板に対して駆動する駆動部３と、撮像素子１が駆動部によって撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる撮像素子１からの情報に基づき、被写体の画素情報を算出する制御部４によって構成される画素算出部と、画素算出部によって算出された画素情報を被写体の位置と対応付けて記憶する記憶部７によって構成される画素情報記憶部と、を備える。撮像素子１は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を有し、複数の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。駆動部３は、複数の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の各々について、被写体から撮像素子への入射光が遮光板によって遮光されない状態から１画素分遮光される直前の状態をとるまで、１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、撮像素子を駆動するように構成されている。画素算出部は、撮像位置ごとに算出した画素情報の差分から、被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出する撮像装置が提供される。
【００９３】
例えば、駆動部３は、撮像素子１を遮光板に対して、
本実施の形態では、横方向に配列された一列と縦方向に配列された一列の交わる画素情報取得領域（本実施の形態では、撮像素子１の最端部に設けられた画素情報取得領域Ｐ（１，１）が対応する）を、Ｘ、Ｙを所定の自然数として、ＸとＹの積である整数分の一の単位で分割して、縦横に網目状に形成された小領域（本実施の形態では、画素情報取得領域Ｐ（１，１）を９分割した領域であって、図３の点線で示される小領域）の各々が、遮光されていない状態と遮光された状態とをとるまで、
縦方向に、縦方向に配列された一列と交わらない（すなわち、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く）横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態となるまで、
横方向に、横方向に配列された一列と交わらない（すなわち、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く）縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態となるまで、駆動し、
画素算出部は、撮像素子が駆動部によって撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる撮像素子からの画素情報に差分から、
被写体の画素情報を、１画素をＸとＹの積である整数分の一の単位で算出することができる。
【００９４】
本実施の形態の撮像装置１０では、高解像度の画像を取得するため、撮像時に画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を構成する受光素子の各々の遮光手段に対する位置を、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の寸法よりも小さなサブピクセルに相当する距離の単位で変位させる。このように、撮像時に受光素子が移動する距離はごく僅かである。このため、撮像する被写体を複数の部分に分割し、撮像素子を移動させながら被写体の部分ごとに複数回撮影を繰り返す従来の方法と比べて、受光素子の移動距離ははるかに小さくてすむ。したがって、本発明によると、受光素子の移動に要する時間を短くして、撮像に要する全体の時間を短縮して解像度の高い画像を取得することができる。
【００９５】
受光素子の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もなく、一層微細な被写体の画素情報を得ることができる。すなわち、低画素のセンサを用いて高画素を取得できる。よって、本実施の形態の撮像装置１０は、低コストで、解像度の高い画像を取得することができる。
【００９６】
本実施の形態では、遮光板６を、被写体５の近傍に配置した構成について説明したが、これは一例に過ぎず、遮光板６は、撮像素子１にさらに近接して配置してもよい。
【００９７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【００９８】
また、上述の実施の形態では、被写体５を、１画素を９分割したサブピクセルの精度で撮影する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００９９】
例えば、Ｍを任意の数とすると、撮像素子の１画素分の画素情報を取得する画素情報取得領域の各々をＭ分の１画素分の入射光のみを入射し、残りの入射光を遮光する遮光膜を形成した撮像素子を用いて撮像する場合は、撮像素子の画素情報取得領域の各々について、Ｍ分の１画素分の入射光を入射する領域が異なるように遮光膜を形成した撮像素子をＭ個用意する。そして、被写体５をＭ個の撮像素子を差し替えながらＭ回撮像して、画素取得部の画素情報を足し合わせればよい。
【０１００】
例えば、Ｍを任意の自然数とすると、撮像素子の１画素分の画素情報を取得する画素情報取得領域の各々をＭ分の１画素分の入射光のみを入射し、残りの入射光を遮光する遮光板を複数用いて撮像する場合は、撮像素子の画素情報取得領域の各々について、Ｍ分の１画素分の入射光を入射する領域が異なるように形成した遮光板をＭ個用意する。被写体５をＭ個の撮像素子を差し替えながらＭ回撮像して、画素取得部の画素情報を足し合わせればよい。
【０１０１】
例えば、Ｍを任意の数とすると、撮像素子の１画素分の画素情報を取得する画素情報取得領域の各々をＭ分の１画素分の入射光のみを入射し、残りの入射光を遮光する遮光板を移動させて撮像する場合は、撮像素子の画素情報取得領域の各々について、Ｍ分の１画素分の入射光を入射する領域が異なるように遮光板を移動させながら、被写体５をＭ回撮像して、画素取得部の画素情報を足し合わせればよい。
【０１０２】
本発明は、ワークの位置を測定するための装置のみならず、撮像素子を備えた電子機器一般に適用することができる。上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
【０１０３】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータなどにネットワークや記録媒体からインストールされる。コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパソコンであってもよい。
【０１０４】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 撮像素子
２ 撮像部
３ 駆動部
４ 制御部（前記画素算出部）
５ 被写体
６ 遮光板
７ 記憶部（画素情報記憶部）
８ 表示部
１０ 撮像装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を撮像する撮像装置、撮像方法及び撮像プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、製品や金型、治具等の形状を測定し、測定結果に基づき、調整を行うことが行われている。このような時に高解像度の固体撮像素子を搭載した撮像装置が用いられる。固体撮像素子として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子等が挙げられる。
また、特許文献１には、限られた画素数の撮像素子を用いて高い解像度を得るため、受光面を振動させる固体撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０―１８９５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、撮像装置の解像度は、一般的に、撮像素子の有効画素数に応じて増加する。しかし、撮像素子の有効画素数を向上するためには、通常、撮像素子が有する受光素子の数を増やす必要がありコストがかかる。一方で、受光素子の数を増やさずに比較的大きな被写体をより鮮明に撮像することを目的として、撮像する被写体を複数の部分に分割し、撮像素子を移動させながら被写体の部分ごとに複数回撮影を繰り返す方法がある。この場合、得られた画像を、相対的な位置関係を確認しながら、繋ぎ合わせる必要があるため、繋ぎ合わせる画像同士の相対的な位置関係を計算しなければならない。撮像素子の移動距離が増大すると、移動によって生じる位置ズレを考慮して、画素間の相関を計算する必要が生じるが、ここでも誤差が発生しやすくなるという課題があった。
【０００５】
特許文献１に開示された固体撮像装置は、例えば、インターライン転送方式において、感光部に蓄積された信号電荷を信号ブランキング期間に垂直ＣＣＤレジスタに転送し、次のフィールド有効期間中に読み出すものであるが、解像度を向上するための詳細については教示されていない。
【０００６】
そこで本発明は、上述の課題を鑑みて、低コストで、解像度の高い画像を撮像する撮像装置、及び撮像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】
【０００７】
本発明の第１の態様によると、撮像素子（１）と、光を遮光する遮光板（６）と、前記撮像素子に入射する被写体からの入射光が前記遮光板によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、前記撮像素子を前記遮光板に対して駆動する駆動部（２）と、前記撮像素子が前記駆動部によって前記撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの情報に基づき、前記被写体の画素情報を算出する画素算出部（４）と、前記画素算出部によって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて記憶する画素情報記憶部（７）と、を備えた撮像装置が提供される。該撮像装置において、撮像素子（１）は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（１，１）、〜Ｐ（ｉ，ｊ））を有し、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。前記駆動部は、前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動するように構成されており、前記画素算出部は、前記撮像位置ごとに算出した画素情報の差分から、前記被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出することを特徴とする、撮像装置。
【０００８】
本発明の第２の態様によると、撮像素子と、光を遮光する遮光板と、を備えた撮像装置を用いて被写体を撮像する撮像方法が提供される。前記撮像素子は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（１，１）、〜Ｐ（ｉ，ｊ））を有し、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。
該撮像方法は、前記撮像素子を駆動して、前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップ（Ｓ１０２）と、前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップ（Ｓ１０４）と、前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップ（Ｓ１０６）と、を含み、前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含む。
【０００９】
本発明の第３の態様によると、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域（Ｐ（１，１）、〜Ｐ（ｉ，ｊ））を有する撮像素子（１）であって、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の信号電荷を生成する、撮像素子（１）と、光を遮光する遮光板（６）と、を制御するコンピュータに、前記撮像素子を駆動して、前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップ（Ｓ１０２）と、前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップ（Ｓ１０４）と、前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップ（Ｓ１０６）と、を実行させる撮像プログラムが提供される。前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低画素のセンサを用いて高画素を取得できる。よって、低コストで、解像度の高い画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像装置の概略図である。
【図２】図１の撮像装置を構成する撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の撮像素子の端部を形成する画素情報取得領域と遮光板との関係を示す図である。
【図４】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の基本位置［１］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図５】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の移動位置［２］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図６】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の移動位置［３］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図７】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域の移動位置［４］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図８】図２の撮像素子の最端部の画素情報取得領域と得られた被写体の画素情報との、移動位置［９］における関係を示す図である。
【図９】図２の撮像素子の複数の画素情報取得領域の基本位置［１］における出力値と遮光板との関係を示す図である。
【図１０】図２の撮像素子の移動と、取得可能な画素情報との関係を示す図である。
【図１１】図２の撮像素子の最上部を構成する複数の画素情報取得領域の基本位置［１］、移動位置［２］、移動位置［３］における出力値と得られる被写体の画素情報との関係を示す図である。
【図１２】図２の撮像素子の最上部を構成する複数の画素情報取得領域と得られた被写体の画素情報との基本位置［３］における関係を示す図である。
【図１３】図２の撮像素子の最左部を構成する複数の画素情報取得領域の移動位置［７］における出力値と得られる被写体の画素情報との関係を示す図である。
【図１４】図２の撮像素子の最上部を構成する複数の画素情報取得領域と得られた被写体の画素情報との移動位置［６］、移動位置［９］における関係を示す図である。
【図１５】図２の撮像素子の中央部の画素情報取得領域によって被写体の画素情報を取得する処理を説明する図である。
【図１６】図２の撮像素子によって取得された被写体の画素情報を示す図である。
【図１７】図２の撮像装置が実行する画像を撮像する処理のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略図であり、図２は、本実施の形態に係る撮像装置を構成する撮像素子の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示す撮像装置１０は、被写体５を撮影して電気信号に変換する撮像素子１を含む撮像部２と、撮像素子１を駆動する駆動部３と、撮像素子１、撮像部２、駆動部３とを制御する制御部４と、撮像部２によって撮像された被写体５の画像データを記憶する記憶部７と、画像データに基づいて被写体５の画像を表示する表示部８と、を含む。
【００１５】
撮像部２は、撮像素子１の他、被写体からの光を撮像素子１に結像させる、図示されていない撮像レンズを含む。撮像素子１は、撮像レンズによって結像される被写体５からの入射光を電気信号に変換する。撮像素子１は、撮像レンズによって自身に投影されて結像される被写体５の像５’（以後、「被写体像」と呼ぶ）を光電変換する受光素子を複数備えたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子や、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子などによって構成される。撮像部２は撮像手段の機能を有する。
【００１６】
駆動部３は、撮像素子１を被写体５に対して、受光素子の１辺の寸法の数分の一に相当する距離の単位で駆動する。駆動部３は、撮像素子１を被写体５に対して、受光素子の１辺の寸法の数分の一に相当する距離の単位で駆動することができる精度が要求されるため、例えば、圧電素子などを用いたアクチュエータが好ましい。
【００１７】
本実施の形態では、制御部４と記憶部７と表示部８とは、コンピュータ９の一部である。制御部４は、図示を省略するが、撮像装置１が各種機能を実行するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行して、撮像装置１の各種機能を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵが各種の処理を実行する上において必要なデータなどが適宜記憶されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などとによって構成される。
【００１８】
撮像素子１と被写体５との間には、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺が部分的に遮光されるように形成されたＬ字型の遮光板６が配置される。遮光板６は遮光手段の機能を有する。なお、図１に示す遮光板６の被写体５に対する位置は一例に過ぎず、遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光するために適当であれば、この他の位置に配置してもよい。また、遮光板６の形状は、後に詳述するが、撮像素子１の最端部の形状に合わせ、撮像素子１の最端部を形成する２辺を正確に、縦方向及び横方向に、例えば、それぞれ１画素の任意の数分の一（例えば、３分の１、２など）の単位（以後、「サブピクセル」とも呼ぶ）に相当する領域を遮光できるのであれば、Ｌ字型以外の形状でもよい。
【００１９】
制御部４は、駆動部３を制御して撮像部２を駆動し、撮像素子１から出力される電気信号を処理して、画像データを生成し、生成した画像データを記憶部７に記憶する。さらに制御部４は、生成した画像データに基づいて表示部８に撮像部２が撮像した画像を表示する。また、制御部４は、撮像素子１から出力される電気信号を処理する際に、後述する演算処理を実行する。
【００２０】
表示部８は、液晶ディスプレイなどによって構成される。記憶部７は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクなどによって構成される。
【００２１】
［撮像素子の構成］
次に、図２を参照して、撮像素子１について説明する。撮像素子１は、二次元に配列された複数の受光素子から構成されている。受光素子の各々は所定の面積を有する受光面を含む。受光素子の各々は、この受光面に入射光を受光すると光電変換を実行して、受光面あたりの受光量に応じて、１画素に相当する信号電荷を生成する。この受光素子の各々が有する受光面を、以後、「画素情報取得領域」と呼ぶ。このため、この受光素子を二次元に配列して形成される撮像素子１が有する受光面全体は、受光素子ごとに、各々が１画素に相当する信号電荷を発生する複数の画素情報取得領域に分割することができる。
【００２２】
図２に示すように、撮像素子１の受光面を形成する画素情報取得領域の数によって撮像素子１の総画素数は決定される。例えば、ｉ、ｊを任意の自然数とすると、横方向に配設された画素情報取得領域の数、すなわち、横画素数をｉ、縦方向に配設された画素情報取得領域の数、すなわち、数縦画素数をｊとすると、この撮像素子１の総画素数はｉ×ｊとなる。また、画素情報取得領域は、受光素子の受光面に相当する。
【００２３】
すなわち、撮像素子１は、受光素子Ａ（１，１）、Ａ（２，１）、Ａ（３，１）、・・・・、Ａ（１，２）、・・・Ａ（１，３）、・・・、Ａ（ｉ，ｊ）を有する。受光素子Ａ（１，１）、Ａ（２，１）、Ａ（３，１）、・・・・、Ａ（１，２）、・・・Ａ（１，３）、・・・、Ａ（ｉ，ｊ）の各々が形成する画素情報取得領域をそれぞれ、画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（１，２）、・・・Ｐ（１，３）、・・・、Ｐ（ｉ，ｊ）として表す。
【００２４】
画素情報取得領域は各々１画素に相当する信号電荷を発生するので、撮像素子１において画素情報取得領域が配置されている場所を示す情報を、以後、「画素アドレス」と呼ぶ。左上端部を基準とすると、左上端部より横方向に配設された画素情報取得領域の位置を示す情報、すなわち、画素アドレスは（１、１）、（２、１）、・・・、（ｉ、１）となり、左上端部より下の画素アドレスは（１、１）、（１、２）、・・・、（１、ｊ）となる。さらに、最右下端部の画素アドレスは（ｉ，ｊ）で表され、他の画素情報取得領域の位置も図２に示すように表される。なお、後述する被写体の像５’の画素情報は、後述する移動位置［９］に撮像素子１が位置する時の画素アドレスで表す。
【００２５】
［撮像処理］
このようにして構成された撮像素子１が、被写体を効率的に撮像する処理について、以下、図３から図１６を参照して説明する。
【００２６】
まず、撮像素子１が撮像する被写体５の上に遮光板６を、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺が部分的に遮光されるように設定する。なお、図１に示す遮光板６の被写体５に対する位置は一例に過ぎず、遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光するために適当であれば、この他の位置に配置してもよい。遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光する。本実施の形態では、被写体５と遮光板６は固定されており、撮像素子１は、駆動部３によって、被写体５と遮光板６に対して独立して移動する。
【００２７】
図３に、最初に被写体５を遮光板６で覆う際に遵守すべき、遮光板６と、撮像素子１の端部を形成する画素情報取得領域と、撮像素子１に結像される被写体像５’との間の位置関係を示す。
【００２８】
図３（１）に示すように、遮光板６は、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺を部分的に遮光するように設定する。図３（１）に、撮像素子１の最左上端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）と遮光板６との関係を拡大してより詳細に示す。撮像素子１の実線で囲まれた部分が撮像素子１の最左上端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を表している。画素情報取得領域Ｐ（１，１）は、撮像素子１の最左上端部に入射する光を受光すると、１画素分に相当する画素を取得して出力するようになっている。図３（１）に示す位置において、遮光板６は、画素情報取得領域Ｐ（１，１）に入射する光のうち、上端部及び左端部のそれぞれ１画素の３分の２相当が遮光されるように配置されている。このため、画素情報取得領域Ｐ（１，１）は、実際には１画素の９分の１相当のサブピクセル単位の画素情報を出力することになる。
【００２９】
同様に、Ｌ字型の遮光板６は、撮像素子１に結像される被写体像５’のうち、撮像素子１の２辺に相当する画素情報取得領域Ｐ（１，１）以外の画素情報取得領域に対しても、縦方向及び横方向にそれぞれ１画素の３分の２相当が遮光されるように配置される。この結果、図３（２）に示す位置において、遮光板６は同様に、最端部の縦方向及び横方向の２辺を形成する画素情報取得領域、すなわち、上端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（ｉ，１）、及び左端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（１，２）、Ｐ（１，３）、・・・・、Ｐ（１，ｊ）に対しても、上端部及び左端部に入射する光のうち、それぞれ１画素の３分の２相当を遮光する。従って、画素情報取得領域Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（ｉ，１）、及び画素情報取得領域Ｐ（１，２）、Ｐ（１，３）、・・・・、Ｐ（１，ｊ）は、実際には１画素の３分の１相当のサブピクセル単位の画素情報を出力することになる。
【００３０】
続いて、本実施の形態の撮像処理について説明する。本実施の形態では、駆動部３を制御して、撮像素子１を、本紙面の右方向及び下方向に１画素の３分の１に相当する距離ごとにシフトして被写体５を撮影する処理を、それぞれ１画素に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影する。
【００３１】
＜最端部の画素情報取得領域に着目した処理＞
まず、理解を容易にするため、被写体像５’と遮光板６に対する撮像素子１の動作と、撮像素子１からの出力値との関係を、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して説明する。
【００３２】
まず、撮像素子１の最端部を形成する２辺に対して、それぞれ１画素の３分の２のサブピクセルに相当する領域を遮光板６によって遮光した状態で撮像をする。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を基本位置［１］とする。本実施の形態では、撮像素子１の最端部を形成する２辺を構成する画素情報取得領域がそれぞれ、縦方向の少なくとも一列の画素情報取得領域と、横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域を構成し、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）が、横方向に配列された一列と縦方向に配列された一列の交わる画素情報取得領域を構成する。
【００３３】
以下の処理では、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を３×３、すなわち、９分割して、点線で示す網目状に形成されたサブピクセルの小領域に着目して考える。
駆動部３は、点線で示す網目状に形成された小領域のほぼ全てが、遮光されていない状態と遮光された状態とをとるまで、撮像素子１を遮光板６に対して１画素の９分の一に対応する単位で縦方向と横方向に駆動する。
【００３４】
結果として、横方向には、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く、縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態をとるまで、
縦方向には、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く、横方向に配列された一列の画素取得領の各々が遮光されていない状態から１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態をとるまで、撮像素子１を遮光板６に対して１画素の９分の一に対応する単位で移動する。
【００３５】
ここでは理解を容易にするため、一列の画素情報取得領域の各々が、「遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態まで」撮像素子１を遮光板６に対して駆動すると表現したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本実施の形態では、駆動部３は、一列の画素情報取得領域の各々が「１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態から遮光されていない状態になるまで」撮像素子１を遮光板６に対して縦方向と横方向に駆動するものとして説明する。縦方向及び横方向に配列された一列の画素取得領において、どの画素情報取得領域から「遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態になるまで」又は、「１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態から遮光されていない状態になるまで」駆動部３が撮像素子１を遮光板６に対して駆動するかは任意としてよい。そのため、本明細書において、「遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態まで」という表現は、時間的な順序の限定を意図するものではないものとする。
【００３６】
図４は、基本位置［１］における遮光板６に対する撮像素子１の位置と、撮像素子１からの出力値との関係を、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。このように最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）の上部と左部がそれぞれ１画素分３分の２に相当する領域が遮光板６によって遮光された状態で撮像を行う。
画素情報取得領域Ｐ（１，１）の出力値をａ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、この時の画素情報取得領域Ｐ（１，１）の出力値ａ（１，１）を被写体像５’の左上最端部の領域の画素値Ａ（１，１）として記憶部７に記憶する。
【００３７】
続いて、撮像素子１を基本位置［１］から右方向に被写体像５’と遮光板６に対して、画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。この時の撮像素子１の被写体像５’及び遮光板６に対する位置を移動位置［２］とする。
【００３８】
図５は、このように撮像素子１を基本位置［１］から右方向に、撮像素子１に結像される被写体像５’が画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素に対して、３分の１画素分に相当する距離ｈシフトするように移動した時の撮像素子１と被写体の像５’との関係を、画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。３分の１画素分に相当する距離ｈは、受光素子の寸法よりも小さい。また、図５における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の遮光された遮光部位の面積は、３分の１画素分に相当する距離ｈ移動した分だけ、図４における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の遮光された遮光部位の面積より少ない。すなわち、図５における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の受光面の面積は、３分の１画素分に相当する距離ｈ移動した分だけ、図４における画素情報取得領域Ｐ（１，１）の受光面の面積より大きくなっている。この受光面の面積の差分を利用して、サブピクセルの単位の画素値を算出していく。
【００３９】
具体的には、この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値ｂ（１，１）を記憶部７に記憶する。さらに、
ｂ（１，１）−ａ（１，１）＝Ｂ（１，１）として、
この値Ｂ（１，１）を撮影して得られた被写体像５’の左上最端部から右方向に２番目の領域の画素値Ｂ（１，１）として記憶部７に記憶する。
【００４０】
続いて、撮像素子１を移動位置［２］から右方向に、撮像素子１に結像される被写体像５’が最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素について、さらに３分の１画素分に相当する距離シフトするようにして撮像する。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［３］とする。
【００４１】
図６は、移動位置［３］における撮像素子１と被写体の像５’との関係を画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。
【００４２】
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｃ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｃ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１））＝Ｃ（１，１）として、
この値Ｃ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に３番目の領域の画素値Ｃ（１，１）として記憶部７に記憶する。
続いて、撮像素子１を再び基本位置［１］に戻し、最端部画素の１画素に対して下方向に３分の１画素分シフトして撮像する。
【００４３】
図７は、撮像素子１を基本位置［１］から下方向に、画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素について、３分の１画素分に相当する距離シフトした時の撮像素子１と被写体の像５’との関係を画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［４］とする。
【００４４】
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｄ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｄ（１，１）−Ａ（１，１）＝Ｄ（１，１）として、
この値Ｄ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から下方向に２番目の領域の画素値Ｄ（１，１）として記憶部７に記憶する。
続いて、撮像素子１を移動位置［４］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。
【００４５】
図示は省略するが、撮像素子１を移動位置［４］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトした位置を移動位置［５］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｅ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｅ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｄ（１，１））＝Ｅ（１，１）として、
この値Ｅ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に２番目、下方向に２番目の領域の画素値Ｅ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
続いて、撮像素子１を移動位置［５］から右方向にさらに３分の１画素分シフトして撮像する。
【００４６】
図示は省略するが、撮像素子１を移動位置［５］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトした位置を移動位置［６］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｆ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｆ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｃ（１，１）＋Ｄ（１，１）＋Ｅ（１，１））＝Ｆ（１，１）として、
この値Ｆ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に３番目、下方向に２番目の領域の画素値Ｆ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
続いて、撮像素子１を基本位置［１］に戻し、基本位置［１］から下方向にさらに３分の２画素分シフトして撮像する。
【００４７】
図示は省略するが、撮像素子１を基本位置［１］から下方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の２画素分に相当する距離シフトした位置を移動位置［７］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｇ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｇ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｄ（１，１））＝Ｇ（１，１）として、
この値Ｇ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から下方向に３番目の領域の画素値Ｇ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
【００４８】
同様に、図示は省略するが、撮像素子１を移動位置［７］から右方向にさらに画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［８］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｇ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｈ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｄ（１，１）＋Ｅ（１，１）＋Ｇ（１，１））＝Ｈ（１，１）として、
この値Ｈ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に２番目、下方向に３番目の領域の画素値Ｈ（１，１）として記憶部７に記憶する（図８を参照）。
【００４９】
さらに、撮像素子１を移動位置［８］から右方向に画素情報取得領域Ｐ（１，１）の１画素の３分の１画素分に相当する距離シフトして撮像する。この時の撮像素子１の被写体５に対する位置を移動位置［９］とする。
この時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）の出力値をｋ（１，１）として記憶部７に記憶する。さらに、
ｋ（１，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（１，１）＋Ｃ（１，１）＋Ｄ（１，１）＋Ｅ（１，１）＋Ｆ（１，１）＋Ｇ（１，１）＋Ｈ（１，１））＝Ｋ（１，１）として、
この値Ｋ（１，１）を撮影した被写体像５’の左上最端部から右方向に３番目、下方向に３番目の領域の画素値Ｋ（１，１）として記憶部７に記憶する。
図８は、このようにして、撮像素子１を基本位置［１］から移動位置［２］〜移動位置［８］を経て移動位置［９］にシフトした時の撮像画素１と得られた被写体の像５’の画素情報、すなわち、画素値との関係を画素情報取得領域Ｐ（１，１）に着目して示した図である。なお、被写体の像５’の画素情報は、撮像素子１が移動位置［９］に位置する時の画素アドレスで表している。
【００５０】
このようにして、撮像素子１の最端部に位置する、１画素に相当する画素情報取得領域Ｐ（１、１）を用いて、被写体５’の最端部の画素情報を構成する１画素の９分の一に相当のサブピクセルの情報画素値Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）、Ｃ（１，１）、Ｄ（１，１）、Ｅ（１，１）、Ｆ（１，１）、Ｇ（１，１）、Ｈ（１，１）、Ｋ（１，１）を得ることができる。すなわち、１画素分の画素情報取得領域Ｐ（１、１）を用いて略９倍の解像度の画素情報を得ることができる。
＜他の画素情報取得領域の処理＞
【００５１】
さらに、上述の［１］〜［９］の位置での撮影時に、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）以外の画素情報取得領域も、それぞれ、対応する被写体５’の画素情報を同時に取得することができる。以下、画素情報取得領域Ｐ（１、１）以外の、画素情報取得領域Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（２、２）、Ｐ（３、２）、Ｐ（１、３）、Ｐ（１、３）、Ｐ（１、３）、・・・が同様の画素情報を取得する処理について説明する。
【００５２】
図９に示すように、基本位置［１］の時に、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（２、２）、Ｐ（３、２）、Ｐ（１、３）、Ｐ（２、３）、Ｐ（３、３）、・・・からの出力値を、ａ（１，１）、ａ（２，１）、ａ（３，１）、ａ（１，２）、ａ（２，２）、ａ（３，２）、ａ（１，３）、ａ（２，３）、ａ（３，３）、・・・として、記憶部７に記憶する。
【００５３】
図１０に示すように、撮像素子１を基本位置［１］から、被写体５と遮光板６に対して右方向に、移動位置［２］、［３］へ移動することによって、同様の手法で、被写体像５’の最上部画素を取得することができる。同様に、撮像素子１を被写体５と遮光板６に対して下方向に、移動位置［４］、［５］へ移動することによって、同様の手法で、被写体像５’の最左部画素を取得することができる。さらに、移動位置［６］〜［９］へと移動することによって、同様の手法で、このようにして取得した最上部画素と最左部画素の情報に基づいて、被写体像５’の中央部画素の情報を取得することができる。
【００５４】
以下、被写体像５’の全体の画素情報を取得する場合について、被写体像５’の最上部画素の情報を取得する場合、被写体像５’の最左部画素の情報を取得する場合、及び被写体５の中央部画素の情報を取得する場合に分けて説明する。
＜最上部画素の情報の取得＞
【００５５】
図１１及び図１２を参照して、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・に着目して、それぞれの画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・の内部の最上部画素の情報を含む、被写体像５’の最上部画素の情報を取得する方法を説明する。
【００５６】
図１１（１）に示すように、基本位置［１］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）からの出力値を、画素情報取得領域Ｐ（１、１）の画素情報はＡ（１，１）とするので、Ａ（１，１）、ａ（２，１）、ａ（３，１）として記憶部７に記憶する。
【００５７】
続いて、図１１（２）に示すように、移動位置［２］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）からの出力値を、画素情報取得領域Ｐ（１、１）の画素情報は、既に説明した方法Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）と求められるので、Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）、ｂ（２，１）、ｂ（３，１）として記憶部７に記憶する。
【００５８】
続いて、図１１（３）に示すように、移動位置［３］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）からの出力値を、画素情報取得領域Ｐ（１、１）の画素情報は、既に説明した方法でＡ（１，１）、Ｂ（１，１）、Ｃ（１，１）と求められるので、Ａ（１，１）、Ｂ（１，１）、Ｃ（１，１）、ｃ（２，１）、ｃ（３，１）として記憶部７に記憶する。
【００５９】
以上から、画素情報取得領域Ｐ（２，１）の最上部の画素情報は、
ａ（２，１）−（Ｂ（１，１）＋Ｃ（１，１））＝Ａ（２，１）、
ｂ（２，１）−（Ｃ（１，１）＋Ａ（２，１））＝Ｂ（２，１）、
ｃ（２，１）−（Ａ（１，１）＋Ｂ（２，１））＝Ｃ（２，１）、として算出される。これらの値は記憶部７に記憶される。
【００６０】
同様に、画素情報取得領域Ｐ（３、１）以降の最上部の画素情報取得領域Ｐ（３、１）、Ｐ（４、１）、・・・、の画素情報は、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・からの出力値から、以下のように算出される。これらの値は記憶部７に記憶される。
ａ（ｍ，１）−（Ｂ（ｍ−１，１）＋Ｃ（ｍ−１，１））＝Ａ（ｍ，１）
ｂ（ｍ，１）−（Ｃ（ｍ−１，１）＋Ａ（ｍ，１））＝Ｂ（ｍ，１）
ｃ（ｍ，１）−（Ａ（ｍ，１）＋Ｂ（ｍ，１））＝Ｃ（ｍ，１） ・・・式１
として算出される。ただし、ｍは任意の自然数とする。これらの値は記憶部７に記憶される。
このようにして取得した値を図１２に示す。
【００６１】
＜最左部画素の情報の取得＞
画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・に着目して、それぞれの画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・の内部の最左部画素の情報から、被写体像５’の最左部画素の情報を取得する方法を説明する。
【００６２】
基本位置［１］の時の画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・からの出力値を、ａ（１、１）、ａ（１、２）、ａ（１、３）、・・とする。撮像素子１を移動位置［１］から下方向に３分の１画素分ずつ移動位置［４］、移動位置［７］とシフトと撮像を繰り返し、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（１、２）、Ｐ（１、３）、・・・からの出力値に基づいて、最上部画素の情報の取得と同様の手法で、最左部画素の情報を取得することができる。途中の式を省略すると、この結果、各々の画素情報取得領域の最左部画素は以下のように求まる。ただし、ｎは任意の自然数とする。これらの値は記憶部７に記憶される。
ａ（１、ｎ）−（Ｄ（１、ｎ−１）＋Ｇ（１、ｎ−１））＝Ａ（１、ｎ）
ｄ（１、ｎ）−（Ｇ（１、ｎ−１）＋Ａ（１、ｎ））＝Ｄ（１、ｎ）
ｇ（１、ｎ）−（Ａ（１、ｎ）＋Ｄ（１、ｎ））＝Ｇ（１、ｎ）
このようにして取得した値を図１３に示す。
【００６３】
＜中央部画素の情報の取得＞
図１４を参照して、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・に着目して、それぞれの画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・の内部の中央部画素の情報を含む、被写体像５’の中央部画素の情報を取得する方法を説明する。
撮像素子を移動位置［３］から下方向に３分の１画素分に相当する距離シフトして、移動位置［６］で撮像した、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・からの出力値に基づいて、最上部画素の情報の取得と同様の手法で式１より、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・のＤ〜Ｆの情報を取得することができる。
ｄ（ｍ、１）−（Ｂ（ｍ−１、１）＋Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｅ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１））＝Ｄ（ｍ、１）
ｅ（ｍ、１）−（Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１））＝Ｅ（ｍ、１）
ｆ（ｍ、１）−（Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｃ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１）＋Ｅ（ｍ、１））＝Ｆ（ｍ、１）
こうして算出した値を記憶部７に記憶する。
このようにして取得した値を図１４（１）に示す。
【００６４】
さらに、撮像素子を移動位置［６］から下方向に３分の１画素分に相当する距離シフトして、移動位置［９］で撮像した、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・からの出力値に基づいて、最上部画素の情報の取得と同様の手法で式１より、画素情報取得領域Ｐ（１、１）、Ｐ（２、１）、Ｐ（３、１）、・・・のＧ〜Ｋの情報を取得することができる。
ｇ（ｍ、１）−（Ｂ（ｍ−１、１）＋Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｅ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ｈ（ｍ−１、１）＋Ｋ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１））＝Ｇ（ｍ、１）
ｈ（ｍ、１）−（Ｃ（ｍ−１、１）＋Ｆ（ｍ−１、１）＋Ｋ（ｍ−１、１）＋Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１）＋Ｅ（ｍ、１）＋Ｇ（ｍ、１））＝Ｈ（ｍ、１）
ｋ（ｍ、１）−（Ａ（ｍ、１）＋Ｂ（ｍ、１）＋Ｃ（ｍ、１）＋Ｄ（ｍ、１）＋Ｅ（ｍ、１）＋Ｆ（ｍ、１）＋Ｇ（ｍ、１）＋Ｈ（ｍ、１））＝Ｋ（ｍ、１）
こうして算出した値を記憶部７に記憶する
このようにして取得した値を図１４（２）に示す。
【００６５】
さらに、撮像素子１の中央部に位置する画素情報取得領域の画素の情報から、被写体像５’の中央部画素の情報を取得する方法について、画素情報取得領域Ｐ（２、２）のサブピクセル情報を取得する場合を例に説明する。画素情報取得領域Ｐ（２、２）のサブピクセル情報は、基本位置［１］、移動位置［２］〜［９］において、ａ（２、２）〜ｋ（２、２）を取得することによって、既に記憶部７に記憶されているものとする。
【００６６】
基本位置［１］、移動位置［２］〜［９］で求められた情報から、最上部、最左部の情報も図１５に示すように求められており、記憶部７に記憶されている。
【００６７】
そして、図１５に示すように、基本位置［１］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ａ（２、２）から、Ａ（２、２）は以下のようにして求められる。
ａ（２、２）−（Ｅ（１、１）＋Ｆ（１、１）＋Ｈ（１、１）＋Ｋ（１、１）＋Ｄ（２、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｂ（１、２）＋Ｃ（１、２））＝Ａ（２、２）
同様に、基本位置［２］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｂ（２、２）から、Ｂ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｂ（２、２）−（Ｆ（１、１）＋Ｋ（１、１）＋Ｄ（２、１）＋Ｅ（２、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｃ（１、２）＋Ａ（２、２））＝Ｂ（２、２）
同様に、基本位置［３］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｃ（２、２）から、Ｃ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｃ（２、２）−（Ｄ（２、１）＋Ｅ（２、１）＋Ｆ（２、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｋ（２、１）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２））＝Ｃ（２、２）
同様に、基本位置［４］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｄ（２、２）から、Ｄ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｄ（２、２）−（Ｈ（１、１）＋Ｋ（１、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｂ（１、２）＋Ｃ（１、２）＋Ｅ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ａ（２、２））＝Ｄ（２、２）
同様に、基本位置［５］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｅ（２、２）から、Ｅ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｅ（２、２）−（Ｋ（１、１）＋Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｃ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｄ（２、２））＝Ｅ（２、２）
同様に、基本位置［６］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｆ（２、２）から、Ｆ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｆ（２、２）−（Ｇ（２、１）＋Ｈ（２、１）＋Ｋ（２、１）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｃ（２、２）＋Ｄ（２、２）＋Ｅ（２、２））＝Ｆ（２、２）
同様に、基本位置［７］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｇ（２、２）から、Ｇ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｇ（２、２）−（Ｂ（１、２）＋Ｃ（１、２）＋Ｅ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ｋ（１、２）＋Ｈ（１、２）＋Ａ（２、２）＋Ｄ（２、２））＝Ｇ（２、２）
同様に、基本位置［８］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｈ（２、２）から、Ｈ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｈ（２、２）−（Ｃ（１、２）＋Ｆ（１、２）＋Ｋ（１、２）＋Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｄ（２、２）＋Ｅ（２、２）＋Ｇ（２、２））＝Ｈ（２、２）
同様に、基本位置［９］における、画素情報取得領域Ｐ（２，２）からの出力値ｋ（２、２）から、Ｋ（２、２）は以下のようにして求められる。
ｋ（２、２）−（Ａ（２、２）＋Ｂ（２、２）＋Ｃ（２、２）＋Ｄ（２、２）＋Ｅ（２、２）＋Ｆ（２、２）＋Ｇ（２、２）＋Ｈ（２、２））＝Ｋ（２、２）
【００６８】
よって画素情報取得領域Ｐ（ｍ、ｎ）のサブピクセルの情報ａ（ｍ、ｎ）〜ｋ（ｍ、ｎ）から以下のようにして被写体像５’画素値を算出できる。
ａ（ｍ、ｎ）−（Ｅ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｄ（ｍ、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｂ（ｍ−１、ｎ）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ））＝Ａ（ｍ、ｎ）
ｂ（ｍ、ｎ）−（Ｆ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｄ（ｍ、ｎ−１）＋Ｅ（ｍ、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ））＝Ｂ（ｍ、ｎ）
ｃ（ｍ、ｎ）−（Ｄ（ｍ、ｎ−１）＋Ｅ（ｍ、ｎ−１）＋Ｆ（ｍ、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ、ｎ−１）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ））＝Ｃ（ｍ、ｎ）
ｄ（ｍ、ｎ）−（Ｈ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｂ（ｍ−１、ｎ）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｅ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ））＝Ｄ（ｍ、ｎ）
ｅ（ｍ、ｎ）−（Ｋ（ｍ−１、ｎ−１）＋Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ））＝Ｅ（ｍ、ｎ）
ｆ（ｍ、ｎ）−（Ｇ（ｍ、ｎ−１）＋Ｈ（ｍ、ｎ−１）＋Ｋ（ｍ、ｎ−１）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｃ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ）＋Ｅ（ｍ、ｎ））＝Ｆ（ｍ、ｎ）
ｇ（ｍ、ｎ）−（Ｂ（ｍ−１、ｎ）＋Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｅ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ｈ（ｍ−１、ｎ）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ））＝Ｇ（ｍ、ｎ）
ｈ（ｍ、ｎ）−（Ｃ（ｍ−１、ｎ）＋Ｆ（ｍ−１、ｎ）＋Ｋ（ｍ−１、ｎ）＋Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ）＋Ｅ（ｍ、ｎ）＋Ｇ（ｍ、ｎ））＝Ｈ（ｍ、ｎ）
ｋ（ｍ、ｎ）−（Ａ（ｍ、ｎ）＋Ｂ（ｍ、ｎ）＋Ｃ（ｍ、ｎ）＋Ｄ（ｍ、ｎ）＋Ｅ（ｍ、ｎ）＋Ｆ（ｍ、ｎ）＋Ｇ（ｍ、ｎ）＋Ｈ（ｍ、ｎ））＝Ｋ（ｍ、ｎ）
このようにして取得した値を図１６に示す。なお、被写体の像５’の画素情報は、撮像素子１が移動位置［９］に位置する時の画素アドレスで表している。
こうして算出した値を記憶部７に記憶する。
【００６９】
以上より、図１６に示すように、最上部、最左部を部分的に遮光した時に得られる情報から、被写体像５’の全画素のサブピクセル情報を分離することができることがわかる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、撮像素子１を、１画素の３分の１に相当する距離ごとにシフトして被写体５を撮影する処理を１画素に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影する場合、すなわち、被写体５を、１画素を９分割したサブピクセルの精度で撮影する場合を例に説明したが、シフトする距離は１画素の３分の１に相当する距離に限定されない。また、縦方向と横方向で異なってもよい。Ｘ、Ｙを任意の自然数とすると、被写体像５’を縦方向及び横方向にそれぞれ１画素のＸ分の一及び１画素のＹ分の一に相当する距離ごとにシフトして撮影する処理を、１画素に相当する距離まで繰り返す場合、すなわち、１画素をＸにＹを乗じて得られた整数個に分割したサブピクセルの精度で撮影する場合も同様の手順で実行することができる。
【００７１】
この場合、縦方向に配列された一列と交わらない横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から少なくとも１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態になるまで、
横方向に配列された一列と交わらない縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から少なくとも１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態になるまで、縦方向及び横方向に駆動する。
【００７２】
このように、本実施の形態の撮像装置１０は、所定の面積を有する受光面である画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）として、受光面あたりの受光量に応じた出力値を出力する受光素子Ａ（ｍ，ｎ）と、さらに、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）を被写体からの入射光から部分的に遮光する遮光手段である遮光板６と、を備える。ここで、ｍは１以上、ｉ以下の自然数、ｎは１以上、ｊ以下の任意の自然数とする。かかる構成により、本実施の形態の撮像装置１０は、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）から受光面Ｐ（ｍ，ｎ）を部分的に遮光された状態の出力値を得ることができる。したがって、撮像装置１０は、受光面を遮光していない状態の出力値とは異なる、遮光の状態の度合いを反映した微細な出力値を得ることができる。
【００７３】
また、本実施の形態の撮像装置１０は、遮光板６によって遮光される受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光部位の異なる複数の状態のそれぞれにおいて、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）からの出力値を取得する。したがって、本実施の形態の撮像装置１０は、撮像素子を移動させることによって、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を複数の異なる遮光パターンで部分的に遮光することができる。そして、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）をそれぞれ異なる遮光パターンで遮光して得た画素情報と、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を遮光していない状態の画素情報とを取得することができる。したがって、複数の異なる遮光パターンのそれぞれを反映した一層微細な出力値を得ることができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態の撮像装置１０は、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）をそれぞれ異なる遮光パターンで遮光して得た複数の画素情報と、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を遮光していない状態の画素情報との差分から、受光素子の受光面よりも小さな面積における受光量に応じた出力値を算出して出力する算出手段である制御部４と、制御部４によって出力された出力値を被写体の位置と対応付けて記憶する記憶部７と、をさらに備えることができるので、本実施の形態の撮像装置１０は、遮光部位の異なる複数の状態で取得された複数の画素情報の差分から、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積における受光量に応じた画素値を算出し、こうして算出した画素値を被写体の位置と対応付けて記憶することができる。したがって、撮像装置１０は、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積に対応した画素値に基づく、一層微細な被写体の画素情報を取得することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態の撮像装置１０によると、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光板６に対する位置を、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の寸法よりも小さな距離ずつ変位させる撮像素子駆動手段である駆動部３を備える。かかる構成により、本実施の形態の撮像装置１０は、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光板６に対する位置を、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の寸法よりも小さな距離ずつ変位させることができるので、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）を受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の寸法より小さな距離ずつ変位させながら、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積に対応した出力値に基づく、一層微細な被写体の画素情報を得ることができる。
したがって、受光素子の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もなく、一層微細な被写体の画素情報を得ることができるので、本実施の形態の撮像装置１０は、低コストで、解像度の高い画像を取得することができる。
【００７６】
［画素情報取得処理のフロー］
図１７を参照して、撮像装置１０が被写体５の画像を撮像する処理のフローについて説明する。以下の処理は、制御部４の制御によって行われる。
【００７７】
まず、制御部４は駆動部３を制御して、被写体５と遮光板６に対する撮像素子１の位置を設定する（ステップＳ１０１）。この時、制御部４は、撮像素子１と被写体５との間に設けられた遮光板６によって、図３に示すように、撮像素子１の最端部を形成する少なくとも２辺が所定のサブピクセルの単位に相当する領域だけ部分的に遮光されるようにする。具体的には、制御部４は、撮像素子１の被写体５と遮光板６を、図４に示す基本位置［１］の位置に設定する。
【００７８】
続けて、撮像素子１を所定量、所定の方向に移動する（ステップＳ１０２）。
具体的には、制御部４は駆動部３を制御して、上述した基本位置［１］、移動位置［２］〜［９］の位置の何れかに撮像素子１を移動する。
【００７９】
続けて、撮像を行って撮像素子１からの出力値を入力する（ステップＳ１０３）。
具体的には、制御部４は撮像部２を制御して撮像を行い、撮像素子１のそれぞれの画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（１，２）、・・・Ｐ（１，３）、・・・、Ｐ（ｉ，ｊ）から出力される出力値を入力して、記憶部７に記憶する。
【００８０】
続けて、画素値を算出する（ステップＳ１０４）。
具体的には、制御部４は撮像素子１のそれぞれの画素情報取得領域Ｐ（１，１）、Ｐ（２，１）、Ｐ（３，１）、・・・・、Ｐ（１，２）、・・・Ｐ（１，３）、・・・、Ｐ（ｉ，ｊ）からの出力値から、上述の計算式に従って、それぞれの被写体像５’の画素アドレス（ｉ，ｊ）のサブピクセルの値を算出し、記憶部７に記憶する。
【００８１】
全領域にわたって画素値を算出したか判断する（ステップＳ１０５）。
具体的には、制御部４は、被写体像５’の全ての画素アドレス（ｍ，ｎ）のサブピクセルの値が算出されたか判断する。ここで、ｍは１以上、ｉ以下の自然数、ｎは１以上、ｊ以下の任意の自然数とする。全ての画素アドレス（ｍ，ｍ）のサブピクセルの値が算出されたと判断された場合は、ステップＳ１０６に進み、算出されていない画素アドレス（ｍ，ｎ）のサブピクセルの値があると判断された場合は、ステップＳ１０２に戻る。
【００８２】
一方で、ステップＳ１０５において、被写体像５’の全ての画素アドレス（ｍ，ｎ）のサブピクセルの値が算出されたと判断した場合は、算出した全画素値を記憶部７に、対応する被写体像５’の位置情報と対応付けて被写体５の画素情報として記憶する（ステップＳ１０６）。また、必要に応じて、算出した全画素値に基づいて画像を表示する。具体的には、制御部４は表示部８を制御して、記憶部７に記憶された被写体像５’の全ての画素情報に基づいて被写体５の画像を表示する。これをもって、画素情報取得処理は終了する。
【００８３】
本実施の形態の撮像装置１０は、所定の面積を有する画素情報取得領域である受光面Ｐ（ｍ，ｎ）を含み、受光面Ｐ（ｍ，ｎ）あたりの受光量に応じた出力値を出力する受光素子Ａ（ｍ，ｎ）を、被写体からの入射光から部分的に遮光し、遮光された受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の遮光部位を異ならせた複数の状態のそれぞれにおいて、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）からの出力値を取得するステップ（ステップＳ１０３）と、複数の状態のそれぞれにおいて取得された受光素子Ａ（ｍ，ｎ）からの複数の出力値の差分から、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積における受光量に応じた出力値を算出するステップ（ステップＳ１０４）と、算出するステップによって算出された出力値を被写体の位置と対応付けて記憶するステップ（ステップＳ１０６）と、を含む撮像方法を実行する。
かかる撮像方法は、受光素子の遮光部位を変位させながら、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の受光面Ｐ（ｍ，ｎ）よりも小さな面積に対応した出力値の差分に基づいて、一層微細な被写体の画素情報を得ることができるので、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もない。すなわち、低画素のセンサを用いて高画素を取得できる。よって、低コストで解像度の高い画像を取得することができる。
【００８４】
本実施の形態の撮像装置１０は、ステップＳ１０３において、所定の面積を有する受光面Ｐ（ｍ，ｎ）を含み、例えば、図５に示したように、受光面Ｐ（１，１）あたりの受光量に応じた出力値を出力する受光素子Ａ（１，１）から、受光面Ｐ（１，１）の一部である第１所定部分によって受光された受光量に応じた第１の出力値、例えば、ｂ（１，１）を取得するステップと、第１所定部分に含まれる第２所定部分が受光した受光量に応じた第２の出力値、例えば、ａ（１，１）を取得するステップとを実行し、ステップＳ１０４において、第１の出力値と第２の出力値との差分、例えば、ｂ（１，１）−ａ（１，１）から、第１所定部分のうち、第２所定部分を除く部分における受光量に応じた第３の出力値、例えば、Ｂ（１，１）を求めるステップと、を含む撮像方法を実行する。
かかる撮像方法は、受光面Ｐ（ｍ，ｎ）の一部である第１所定部分から、該第１所定部分に含まれる第２所定部分を除いた部分の受光量に対応した出力値に基づいて、一層微細な被写体の画素情報を得ることができるので、受光素子Ａ（ｍ，ｎ）の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もなく、低コストで解像度の高い画像を取得することができる。
【００８５】
また、本実施の形態では、被写体５を、１画素を９分割したサブピクセルの精度で撮影する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本実施の形態では、被写体５の２辺に対して、最端部から縦方向及び横方向にそれぞれ１画素の３分の１に相当する領域を遮光した状態で、撮像素子１を縦方向及び横方向にそれぞれ１画素の３分の１に相当する距離ごとにシフトして撮影する処理を、縦方向及び横方向にそれぞれ１画素分に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影するとしたが、本発明はこれに限定されない。
【００８６】
例えば、Ｘ、Ｙを任意の自然数とすると、被写体像５’の２辺に対して、縦方向及び横方向に、それぞれ１画素のＸ分の一及び１画素のＹ分の一に相当する領域を遮光した状態で、撮像素子１を縦方向及び横方向にそれぞれ１画素のＸ分の一及び１画素のＹ分の一に相当する距離ごとにシフトして撮影をする処理を、縦方向及び横方向にそれぞれ１画素分に相当する距離まで繰り返して被写体５を撮影することによって、同様の手法で、１画素をＸにＹを乗じて得られた整数分だけ分割したサブピクセルの精度で撮影することができる。
【００８７】
すなわち、駆動部２は、撮像素子１を駆動して、被写体５から撮像素子１への入射光が遮光板６によって遮光されない撮像位置から、ｉ、ｊを任意の自然数とすると、複数の画素情報取得領域Ｐ（ｉ，ｊ）の少なくとも一部の画素情報取得領域について１画素分遮光される直前の撮像位置まで、１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ撮像素子を所定の撮像位置に駆動する。撮像素子１は駆動部２によって撮像位置に駆動される都度、撮像を行う。制御部４は、撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する。制御部４は、こうして算出された画素情報を被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶部７に記憶する。
【００８８】
さらに制御部４は、撮像素子が駆動部によって駆動された後の撮像位置で撮像素子が生成した信号電荷と、駆動部によって駆動される直前の撮像位置で撮像素子が生成した信号電荷との差分から、被写体の一部に対応する画素情報を１画素より小さい単位で算出すればよい。制御部４は画素算出部を構成する。
【００８９】
本実施の形態では、遮光される画素情報取得領域は、駆動部は、撮像素子を遮光板に対して、撮像素子の縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々としている。
駆動部２は、Ｘ、Ｙを所定の自然数とすると、縦方向に、横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々を遮光していない状態から１画素に相当する領域分を遮光する直前の状態まで、１画素のＸ分の一に相当する単位ずつ遮光する所定の撮像位置に駆動し、横方向に、縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々を遮光していない状態から１画素に対応する領域分を遮光する直前の状態まで、１画素のＹ分の一に相当する単位ずつ駆動して撮像を行うことによって、同様の手法で、１画素をＸにＹを乗じて得られた整数分だけ分割したサブピクセルの精度で撮影することができる。
【００９０】
かかる実施の形態の撮像装置では、遮光板によって分割する１画素辺りの数を変化させることで、撮像する画像の解像度、又は撮像する画像を構成する画素数情報を任意に増やすことができる。
【００９１】
また、遮光板６をＬ字型の形状としたが、遮光板６は、撮像素子１の少なくとも２辺を遮光するために好適であれば、Ｌ字型以外の形状でもよい。
【００９２】
以上説明したように、本発明の実施の形態による撮像装置１０は、撮像素子１と、光を遮光する遮光板６と、撮像素子１に入射する被写体からの入射光が遮光板６によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、撮像素子を遮光板に対して駆動する駆動部３と、撮像素子１が駆動部によって撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる撮像素子１からの情報に基づき、被写体の画素情報を算出する制御部４によって構成される画素算出部と、画素算出部によって算出された画素情報を被写体の位置と対応付けて記憶する記憶部７によって構成される画素情報記憶部と、を備える。撮像素子１は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を有し、複数の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されている。駆動部３は、複数の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の各々について、被写体から撮像素子への入射光が遮光板によって遮光されない状態から１画素分遮光される直前の状態をとるまで、１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、撮像素子を駆動するように構成されている。画素算出部は、撮像位置ごとに算出した画素情報の差分から、被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出する撮像装置が提供される。
【００９３】
例えば、駆動部３は、撮像素子１を遮光板に対して、
本実施の形態では、横方向に配列された一列と縦方向に配列された一列の交わる画素情報取得領域（本実施の形態では、撮像素子１の最端部に設けられた画素情報取得領域Ｐ（１，１）が対応する）を、Ｘ、Ｙを所定の自然数として、ＸとＹの積である整数分の一の単位で分割して、縦横に網目状に形成された小領域（本実施の形態では、画素情報取得領域Ｐ（１，１）を９分割した領域であって、図３の点線で示される小領域）の各々が、遮光されていない状態と遮光された状態とをとるまで、
縦方向に、縦方向に配列された一列と交わらない（すなわち、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く）横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態となるまで、
横方向に、横方向に配列された一列と交わらない（すなわち、最端部の画素情報取得領域Ｐ（１，１）を除く）縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態となるまで、駆動し、
画素算出部は、撮像素子が駆動部によって撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる撮像素子からの画素情報に差分から、
被写体の画素情報を、１画素をＸとＹの積である整数分の一の単位で算出することができる。
【００９４】
本実施の形態の撮像装置１０では、高解像度の画像を取得するため、撮像時に画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）を構成する受光素子の各々の遮光手段に対する位置を、画素情報取得領域Ｐ（ｍ，ｎ）の寸法よりも小さなサブピクセルに相当する距離の単位で変位させる。このように、撮像時に受光素子が移動する距離はごく僅かである。このため、撮像する被写体を複数の部分に分割し、撮像素子を移動させながら被写体の部分ごとに複数回撮影を繰り返す従来の方法と比べて、受光素子の移動距離ははるかに小さくてすむ。したがって、本発明によると、受光素子の移動に要する時間を短くして、撮像に要する全体の時間を短縮して解像度の高い画像を取得することができる。
【００９５】
受光素子の数を増加させることなく、また、画像を繋ぎ合わせる必要もなく、一層微細な被写体の画素情報を得ることができる。すなわち、低画素のセンサを用いて高画素を取得できる。よって、本実施の形態の撮像装置１０は、低コストで、解像度の高い画像を取得することができる。
【００９６】
本実施の形態では、遮光板６を、被写体５の近傍に配置した構成について説明したが、これは一例に過ぎず、遮光板６は、撮像素子１にさらに近接して配置してもよい。
【００９７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【００９８】
また、上述の実施の形態では、被写体５を、１画素を９分割したサブピクセルの精度で撮影する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００９９】
例えば、Ｍを任意の数とすると、撮像素子の１画素分の画素情報を取得する画素情報取得領域の各々をＭ分の１画素分の入射光のみを入射し、残りの入射光を遮光する遮光膜を形成した撮像素子を用いて撮像する場合は、撮像素子の画素情報取得領域の各々について、Ｍ分の１画素分の入射光を入射する領域が異なるように遮光膜を形成した撮像素子をＭ個用意する。そして、被写体５をＭ個の撮像素子を差し替えながらＭ回撮像して、画素取得部の画素情報を足し合わせればよい。
【０１００】
例えば、Ｍを任意の自然数とすると、撮像素子の１画素分の画素情報を取得する画素情報取得領域の各々をＭ分の１画素分の入射光のみを入射し、残りの入射光を遮光する遮光板を複数用いて撮像する場合は、撮像素子の画素情報取得領域の各々について、Ｍ分の１画素分の入射光を入射する領域が異なるように形成した遮光板をＭ個用意する。被写体５をＭ個の撮像素子を差し替えながらＭ回撮像して、画素取得部の画素情報を足し合わせればよい。
【０１０１】
例えば、Ｍを任意の数とすると、撮像素子の１画素分の画素情報を取得する画素情報取得領域の各々をＭ分の１画素分の入射光のみを入射し、残りの入射光を遮光する遮光板を移動させて撮像する場合は、撮像素子の画素情報取得領域の各々について、Ｍ分の１画素分の入射光を入射する領域が異なるように遮光板を移動させながら、被写体５をＭ回撮像して、画素取得部の画素情報を足し合わせればよい。
【０１０２】
本発明は、ワークの位置を測定するための装置のみならず、撮像素子を備えた電子機器一般に適用することができる。上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
【０１０３】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータなどにネットワークや記録媒体からインストールされる。コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパソコンであってもよい。
【０１０４】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 撮像素子
２ 撮像部
３ 駆動部
４ 制御部（前記画素算出部）
５ 被写体
６ 遮光板
７ 記憶部（画素情報記憶部）
８ 表示部
１０ 撮像装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
光を遮光する遮光板と、
前記撮像素子に入射する被写体からの入射光が前記遮光板によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、前記撮像素子を前記遮光板に対して駆動する駆動部と、
前記撮像素子が前記駆動部によって前記撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの情報に基づき、前記被写体の画素情報を算出する画素算出部と、
前記画素算出部によって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて記憶する画素情報記憶部と、を備え、
前記撮像素子は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域を有し、
前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されており、
前記駆動部は、
前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から前記１画素分遮光される直前の状態をとるまで、
前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動するように構成されており、
前記画素算出部は、前記撮像位置ごとに算出した画素情報の差分から、前記被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出することを特徴とする、撮像装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記撮像素子を前記遮光板に対して、
前記横方向に配列された一列と前記縦方向に配列された一列の交わる画素情報取得領域を、Ｘ、Ｙを所定の自然数として、ＸとＹの積である整数分の一の単位で縦横に分割して網目状に形成された小領域の各々が、遮光されていない状態と遮光された状態とをとるまで、
前記縦方向に、前記縦方向に配列された一列と交わらない前記横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態となるまで、
前記横方向に、前記横方向に配列された一列と交わらない前記縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態となるまで、駆動し、
前記画素算出部は、前記撮像素子が前記駆動部によって前記撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報に差分から、
前記被写体の画素情報を、１画素をＸとＹの積である整数分の一の単位で算出することを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像素子と、光を遮光する遮光板と、を備えた撮像装置を用いて被写体を撮像する撮像方法であって、
前記撮像素子は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域を有し、
前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されており、
該撮像方法は、
前記撮像素子を駆動して、
前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、
前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップと、
前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップと、
前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップと、を含み、
前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、
被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含むことを特徴とする、撮像方法。
【請求項４】
縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域を有する撮像素子であって、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の信号電荷を生成する、撮像素子と、光を遮光する遮光板と、を制御するコンピュータに、
前記撮像素子を駆動して、
前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、
前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップと、
前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップと、
前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップと、を実行させる撮像プログラムであって、
前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、
被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含むことを特徴とする、撮像プログラム。
【請求項１】
撮像素子と、
光を遮光する遮光板と、
前記撮像素子に入射する被写体からの入射光が前記遮光板によって所定の部分遮光される所定の撮像位置に、前記撮像素子を前記遮光板に対して駆動する駆動部と、
前記撮像素子が前記駆動部によって前記撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの情報に基づき、前記被写体の画素情報を算出する画素算出部と、
前記画素算出部によって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて記憶する画素情報記憶部と、を備え、
前記撮像素子は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域を有し、
前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されており、
前記駆動部は、
前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から前記１画素分遮光される直前の状態をとるまで、
前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動するように構成されており、
前記画素算出部は、前記撮像位置ごとに算出した画素情報の差分から、前記被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出することを特徴とする、撮像装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記撮像素子を前記遮光板に対して、
前記横方向に配列された一列と前記縦方向に配列された一列の交わる画素情報取得領域を、Ｘ、Ｙを所定の自然数として、ＸとＹの積である整数分の一の単位で縦横に分割して網目状に形成された小領域の各々が、遮光されていない状態と遮光された状態とをとるまで、
前記縦方向に、前記縦方向に配列された一列と交わらない前記横方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に相当する領域分が遮光される直前の状態となるまで、
前記横方向に、前記横方向に配列された一列と交わらない前記縦方向に配列された一列の画素情報取得領域の各々が遮光されていない状態から１画素に対応する領域分が遮光される直前の状態となるまで、駆動し、
前記画素算出部は、前記撮像素子が前記駆動部によって前記撮像位置に駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報に差分から、
前記被写体の画素情報を、１画素をＸとＹの積である整数分の一の単位で算出することを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
撮像素子と、光を遮光する遮光板と、を備えた撮像装置を用いて被写体を撮像する撮像方法であって、
前記撮像素子は、縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域を有し、
前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の画素情報を生成するように構成されており、
該撮像方法は、
前記撮像素子を駆動して、
前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、
前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップと、
前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップと、
前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップと、を含み、
前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、
被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含むことを特徴とする、撮像方法。
【請求項４】
縦方向及び横方向に配列された複数の画素情報取得領域を有する撮像素子であって、前記複数の画素情報取得領域の各々は、被写体からの入射光を変換して１画素分の信号電荷を生成する、撮像素子と、光を遮光する遮光板と、を制御するコンピュータに、
前記撮像素子を駆動して、
前記複数の画素情報取得領域の縦方向の少なくとも一列と横方向の少なくとも一列の画素情報取得領域の各々について、前記被写体から前記撮像素子への入射光が前記遮光板によって遮光されない状態から、前記１画素分遮光される直前の状態となるまで、
前記１画素の任意の数分の１に相当する単位ずつ段階的に、前記撮像素子を駆動する駆動ステップと、
前記撮像素子が前記駆動ステップによって前記撮像位置に駆動されると撮像を行い、前記撮像素子が生成する信号電荷に基づいて画素情報を算出する画素算出ステップと、
前記画素算出ステップによって算出された画素情報を前記被写体の位置と対応付けて画像情報として記憶する画素情報記憶ステップと、を実行させる撮像プログラムであって、
前記画素算出ステップは、前記撮像素子が前記駆動ステップによって駆動されるごとに撮像によって得られる前記撮像素子からの画素情報の差分に基づき、
被写体の画素情報を１画素より小さい単位で算出するステップを含むことを特徴とする、撮像プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−７４８９２（Ｐ２０１２−７４８９２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７６９４（Ｐ２０１０−２１７６９４）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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