JP7441313B2 - レンズ装置、撮像装置、及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチスペクトル画像を撮像するためのレンズ装置、撮像装置、及び撮像方法に関する。

偏光を利用して撮像を行う技術に関して、特許文献１では、第１偏光で被写体を照射して得る第１及び第２の偏光画像と、第２偏光で被写体を照射して得る第３及び第４の偏光画像から、被写体の画像を形成する技術が記載されている。

また、特許文献２には、照明ユニットから照射された光の正反射光を抑制するために、照明ユニットの発光部から撮像面までの光路上に第１偏光フィルタを設け、撮像面から撮像素子までの光路上に第１偏光フィルタと偏光面が９０°異なる第２偏光フィルタを設ける技術が記載されている。

特開２０１８－８２４２４号公報 特開平１０－３２０５３８号公報

本開示の技術に係る一つの実施形態は、全反射光を減光又は遮光することにより、露出がオーバとなることを抑制するレンズ装置、撮像装置、及び撮像方法を提供する。

本発明の一の実施形態であるレンズ装置は、被写体の光学像を結像させるレンズを含む光学系と、光学系の瞳位置または瞳位置の近傍に配置された波長偏光フィルタユニットであって、複数の開口領域と、複数の開口領域に配置される複数の光学フィルタであって、少なくとも一部の波長帯域が異なる光を透過させる２つ以上の光学フィルタを含む複数の光学フィルタと、複数の開口領域に配置される複数の第１の偏光フィルタであって、少なくとも、偏光方向が互いに異なる２つの第１の偏光フィルタと、を有する波長偏光フィルタユニットと、被写体と波長偏光フィルタユニットとの間には、第１の円偏光光学素子と、を備える。

好ましくは、第１の円偏光光学素子は、被写体で全反射された円偏光の照明光を、第１の偏光フィルタのそれぞれの偏光方向とは異なる偏光方向を有する直線偏光に変換する。

好ましくは、第１の円偏光光学素子は、光学軸が、少なくとも一つの第１の偏光フィルタの偏光方向に対して４５°異なる位置に配置される。

好ましくは、第１の円偏光光学素子は、光学系の内部に設けられ波長偏光フィルタユニットよりも被写体側に設けられている。

好ましくは、第１の円偏光光学素子は、波長偏光フィルタユニットと一体に設けられている。

好ましくは、波長偏光フィルタユニットは、開口領域に、互いに異なる光学軸を有する第１の円偏光光学素子を有し、第１の円偏光光学素子のそれぞれの光学軸は、対応する開口領域に設けられる第１の偏光フィルタの偏光方向に対して４５°異なる位置に配置される。

好ましくは、波長偏光フィルタユニットは、開口領域に、第１の偏光フィルタの偏光方向が６０°間隔で設けられている。

好ましくは、波長偏光フィルタユニットは、開口領域の少なくとも一つが、照明光を通過させる開口領域を有する。

好ましくは、自然光の照明光を円偏光の照明光に変換する第２の円偏光光学素子を備える。

好ましくは、第１の円偏光光学素子と第２の円偏光光学素子とは一体に設けられている。

本発明の他の態様である撮像装置は、上述のレンズ装置と、自然光の照明光を直線偏光に変換する第２の偏光フィルタと、第２の偏光フィルタを透過した直線偏光を有する照明光を円偏光に変換する第２の円偏光光学素子と、を有する第１の照明装置と、互いに異なる偏光方向を有する複数の偏光素子を備え、複数の開口領域のいずれかを透過した光を選択的に受光する複数の画素群を含む撮像素子と、を備える。

本発明の他の態様である撮像装置は、上述のレンズ装置と、自然光の照明光を直線偏光に変換する第２の偏光フィルタと、第２の偏光フィルタを透過した直線偏光を有する照明光を円偏光に変換する第２の円偏光光学素子と、を有する第１の照明装置と、互いに異なる偏光方向を有する複数の偏光素子を備え、複数の開口領域のいずれかを透過した光を選択的に受光する複数の画素群を含む撮像素子と、を備える撮像装置であって、レンズ装置の開口領域の少なくとも一つは、第１の照明装置から円偏光の照明光を透過させる。

本発明の他の態様である撮像装置は、上述のレンズ装置と、自然光の照明光を直線偏光に変換する第２の偏光フィルタを有する第２の照明装置と、互いに異なる偏光方向を有する複数の偏光素子を備え、複数の開口領域のいずれかを透過した光を選択的に受光する複数の画素群を含む撮像素子と、を備える撮像装置であって、レンズ装置の開口領域の少なくとも一つは、第２の照明装置から直線偏光の照明光を透過させる。

本発明の他の態様である撮像方法は、上述の撮像装置を使用した撮像方法であって、被写体で反射された照明光が、第１の円偏光光学素子を透過するステップを含む。

図１は、全反射光を撮像し露出がオーバとなる場合について説明する。 図２は、照明装置の位置を調節する手法を説明する図である。 図３は、第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 図４は、信号処理部及び照明装置の構成を示す図である。 図５は、撮像素子の概略構成を示す図である。 図６は、１つ画素の概略構成を示す断面図である。 図７は、レンズ装置１００の外観斜視図である。 図８は、レンズ装置の光軸Ｌ方向における断面図である。 図９は、枠体の外観図である。 図１０は、波長偏光フィルタユニットの構成例を示す図である。 図１１は、波長偏光フィルタユニットを示す概念図である。 図１２は、本実施形態の具体例１を説明する図である。 図１３は、本実施形態の具体例２を説明する図である。 図１４は、本実施形態の具体例３を説明する図である。 図１５は、枠体に遮蔽部材を装着する様子を示す図である。 図１６は、撮像装置を使用した撮像方法を示したフロー図である。 図１７は、枠体の変形例に関して説明する図である。 図１８は、波長偏光フィルタユニットの変形例を示す図である。 図１９は、本実施形態における波長偏光フィルタユニットの示す概念図である。 図２０は、本実施形態における波長偏光フィルタユニットの示す概念図である。 図２１は、本実施形態の具体例１を説明する図である。 図２２は、本実施形態における波長偏光フィルタユニットの構成例を示す図である。 図２３は、本実施形態における波長偏光フィルタユニットの示す概念図である。 図２４は、本実施形態の具体例１を示す図である。 図２５は、本実施形態の具体例２を示す図である。 図２６は、本実施形態における波長偏光フィルタユニットの変形例を示す図である。

以下、添付図面にしたがって本発明に係るレンズ装置、撮像装置、及び撮像方法の好ましい実施の形態について説明する。

先ず、図１及び図２を用いて、従来の偏光マルチスペクトルカメラ（撮像装置）における課題を説明する。

図１は、全反射光を撮像し露出がオーバとなる場合について説明する図である。

撮像装置１０は、後で説明するように偏光マルチスペクトルカメラである（図３参照）。撮像装置１０は、複数のスペクトル画像を取得する場合には、撮像して得られた各偏光画像に対して強い行列演算の混信除去を行い、各偏光に対応する複数のスペクトル画像を取得している。したがって、露出オーバな画素が有ると露出の程度により、その画素の周囲で各画像の黒つぶれ、白黒反転、混色、などの画質不良が生じる場合がある。したがって、特に偏光マルチスペクトルカメラ（撮像装置１０）での撮像の場合には露出がオーバとなった状態での撮像を避ける必要がある。

図１に示すように、照明装置１００Ｂ（図３）から出射した照明光Ｗｆは、被写体で反射して全反射光Ｗｒ及び拡散光ｄとなる。反射した光のうち全反射光Ｗｒが撮像装置１０の撮像素子２１０（図３）で受光されることが、露出オーバの主な発生原因となっている。さらに、照明光Ｗｆが鏡筒内を通過する同軸落射照明（又は同軸照明）では、上述した被写体の全反射光だけではなく、レンズの表面での反射での全反射光も同様に露出オーバの発生原因となる。

このような、照明光Ｗｆが被写体で反射した全反射光Ｗｒを起因とした露出オーバを抑制する手法として、図２に示すような手法が考えられる。図２は、照明装置１００Ｂの位置（照明光Ｗｆの照射方向）を調節する手法を説明する図である。

同図に示すように、照明装置１００Ｂの位置を調節及び／又は照明光Ｗｆの照射方向を調節することにより、全反射光Ｗｒが撮像装置１０に入らないようにする。これにより、撮像装置１０に全反射光Ｗｒが入ることは回避することができる。しかしながら、同図に示すように被写体を斜め（２０ｄｅｇ以上）から照明すると反射光が偏光してしまう場合がある。そして、被写体を斜めから照明して反射光が偏光した状態で撮像が行われると、スペクトル画像の画質不良の原因となる。したがって、撮像装置１０（偏光マルチスペクトルカメラ）により、撮像を行う場合に被写体に照明光を斜めから当てることは好ましくない。

そこで、本発明では、照明光Ｗｆの全反射光Ｗｒが撮像素子２１０に到達する前に遮光又は減光させることで、露出オーバになることを抑制する技術を提案する。

＜第１の実施形態＞
＜撮像装置の構成＞
図３は、第１の実施形態に係る撮像装置１０の概略構成を示す図である。第１の実施形態に係る撮像装置１０はマルチスペクトル画像を撮像する撮像装置（マルチスペクトルカメラ）１０であり、レンズ装置１００と、撮像装置本体２００と、照明装置１００Ｂを備える。撮像装置本体２００は、撮像素子２１０と、信号処理部２３０と、を備える。レンズ装置１００は、第１のレンズ１１０と第２のレンズ１２０で構成される光学系１００Ａと、第１のレンズ１１０の被写体側に配置される１／４波長板（第１の円偏光光学素子）１０１と、光学系１００Ａの瞳位置又は瞳位置の近傍に配置された波長偏光フィルタユニット１３０と、を備える。また、照明装置１００Ｂ（第１の照明装置）は、照明装置１００Ｂから照射される照明光Ｗｆを直線偏光に変換する偏光フィルタ（第２の偏光フィルタ）１０５と、直線偏光に変換された照明光Ｗｆを円偏光に変換する１／４波長板（第２の円偏光光学素子）１０３とを備える。

＜画像生成部の構成＞
図４は、信号処理部２３０及び照明装置１００Ｂの構成を示す図である。信号処理部２３０は、撮像素子から出力される信号にアナログ信号処理を施すアナログ信号処理部２３２と、画像生成部２３４と、係数記憶部２３６と、を備える。画像生成部２３４（プロセッサ）は、本発明に係る撮像方法をコンピュータに実行させる撮像プログラムのコンピュータ読み取り可能なコードを記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の非一時的記録媒体（不図示）及び作業用の一時的記憶領域（不図示）を備え、撮像素子２１０から出力される複数の画像信号（異なる偏光方向に対応する画像信号）に基づいて、光学系１００Ａに配置された複数の光学フィルタの波長帯域にそれぞれ対応する複数の画像（スペクトル画像）を生成する。画像生成部２３４は、波長帯域λ１，λ２，及びλ３の画像（３バンドのマルチスペクトル画像）を生成することができる。

上述した画像生成部２３４の機能は、各種のプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）及び記録媒体を用いて実現できる。各種のプロセッサには、例えばソフトウェア（プログラム）を実行して各種の機能を実現する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、画像処理に特化したプロセッサであるＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）も含まれる。各機能は１つのプロセッサにより実現されてもよいし、同種又は異種の複数のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、あるいはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、又はＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ）で実現されてもよい。また、複数の機能を１つのプロセッサで実現してもよい。これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）である。

上述したプロセッサあるいは電気回路がソフトウェア（プログラム）を実行する際は、実行するソフトウェアのコンピュータ（例えば、画像生成部２３４を構成する各種のプロセッサや電気回路、及び／又はそれらの組み合わせ）で読み取り可能なコードをＲＯＭ等の非一時的記録媒体に記憶しておき、コンピュータがそのソフトウェアを参照する。

撮像装置１０は、不図示のシャッタレリーズスイッチ等から撮影指示入力を受け付けると、撮像素子２１０における露光制御を行う。この露光制御により撮像素子２１０の受光面に結像された被写体の光学像は、撮像素子２１０により電気信号に変換される。撮像素子２１０の各画素には、フォトダイオード２１２に入射する光の光量に応じた電荷が蓄積され、撮像素子２１０からは各画素に蓄積された電荷量に応じた電気信号が画像信号として読み出され、出力される。

＜照明装置の構成＞
照明装置１００Ｂは、上述した光学系１００Ａに配置された複数の光学フィルタの波長帯域（波長帯域λ１，λ２，λ３）を含む分光特性（波長帯域等）を有する照明光Ｗｆを被写体に照射する光源３２０と、光源３２０による照明光Ｗｆの照射を制御する光源制御部３１０と、を備える。なお、光源３２０から出射する光は自然光であるが、偏光フィルタ１０５で直線偏光に、１／４波長板１０３で円偏光に変換される。

＜撮像素子の構成＞
図５は、撮像素子２１０の概略構成を示す図であり、図６は、図５に示した１つ画素の概略構成を示す断面図である。撮像素子２１０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の撮像素子（イメージセンサ）であり、ピクセルアレイ層２１１、偏光フィルタ素子アレイ層２１３、及びマイクロレンズアレイ層２１５を有するモノクローム型の撮像素子である。各層は、像面側から物体側に向かって、ピクセルアレイ層２１１、偏光フィルタ素子アレイ層２１３（複数の偏光素子）、マイクロレンズアレイ層２１５の順で配置される。なお、撮像素子２１０は、ＣＭＯＳ型に限らず、ＸＹアドレス型、又はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型のイメージセンサでもよい。

ピクセルアレイ層２１１は、多数のフォトダイオード２１２（複数の画素群）を二次元的に配列して構成される。１つのフォトダイオード２１２は、１つの画素を構成する。各フォトダイオード２１２は、水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）に沿って規則的に配置される。

偏光フィルタ素子アレイ層２１３は、偏光方向（透過させる光の偏光方向）が異なる４種類の偏光フィルタ素子２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄ（複数の偏光素子）を二次元的に配列して構成される。偏光フィルタ素子２１４Ａ，２１４Ｂ，２１４Ｃ，２１４Ｄの偏光方向は、例えば０°，４５°，９０°，１３５°とすることができる。また、これらの偏光方向は、波長偏光フィルタユニット１３０における偏光フィルタ１４４（図１１参照）の偏光方向に対応させることができる。撮像素子２１０は、これら偏光フィルタ素子２１４Ａ～２１４Ｄにより、複数の開口領域を透過した光のいずれかを選択的に受光する複数の画像群を含む。これらの偏光フィルタ素子２１４Ａ～２１４Ｂはフォトダイオード２１２と同じ間隔で配置され、画素ごとに備えられる。

マイクロレンズアレイ層２１５は、各画素に配列されたマイクロレンズ２１６を備える。

＜レンズ装置の構成＞
図７はレンズ装置１００の外観斜視図であり、図８はレンズ装置１００の光軸Ｌ方向における断面図である。これらの図に示すように、レンズ装置１００は鏡筒１０２に第１のレンズ１１０及び第２のレンズ１２０とから構成される単一の撮像光学系が配置される。第１のレンズ１１０及び第２のレンズ１２０は、複数のレンズから構成されるレンズ群でもよい。また、鏡筒１０２には、レンズ装置１００の瞳位置（瞳近傍）にスリット１０８が形成されており、このスリット１０８に波長偏光フィルタユニット１３０が挿入されて、光軸が撮像光学系の光軸Ｌと一致した状態で配置される。

図９は枠体１３２の外観図であり、図１０は波長偏光フィルタユニット１３０の構成例を示す図である。具体的には、図９の（ａ）部分～（ｆ）部分は、それぞれ背面図、上面図、左側面図、底面図、斜視図、正面図である。図９の（ｅ）部分及び（ｆ）部分に示すように、枠体１３２は４つの開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを備える。開口領域１３２Ａ～１３２Ｄの形状は扇型に限らず、円形、短冊形、矩形、多角形等他の形状でもよい。本実施形態においては、３つの開口領域を設ければ足りるので開口領域１３２Ｄは、図１０に示すように遮蔽部材Ｂで遮光している。なお、後述する他の実施形態（第３の実施形態）では、遮光せずに開口領域１３２Ｄを使用する。また、本例では、開口領域１３２Ｄを遮蔽部材Ｂで遮光することにより、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃを有効としているが、これに限定されない。例えば、遮蔽部材Ｂを備えずに開口領域１３２Ｄに、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃのいずれか一つと同じ波長帯域の光学フィルタ及び同じ偏光方向の偏光フィルタを配置してもよい。

また、遮光されていない３つの開口領域（１３２Ａ～１３２Ｃ）（枠体１３２の裏面側）には、図９の（ａ）部分及び図１０に示すように、フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃ（光学フィルタ、偏光フィルタ）がそれぞれ配置される。フィルタセット１４０Ａ～１４０Ｃは接着剤で固定してもよい。

図１１は、波長偏光フィルタユニット１３０を示す概念図である。

波長偏光フィルタユニット１３０は、開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを有する。開口領域１３２Ａには、フィルタセット１４０Ａが配置されている。フィルタセット１４０Ａは、被写体側から波長帯域λ１を透過させる光学フィルタ１４２Ａと偏光方向が０°の偏光フィルタ１４４（第１の偏光フィルタ）Ａとが配置されて構成されている。開口領域１３２Ｂには、フィルタセット１４０Ｂが配置されている。フィルタセット１４０Ｂは、被写体側から波長帯域λ２を透過させる光学フィルタ１４２Ｂと偏光方向が６０°の偏光フィルタ１４４（第１の偏光フィルタ）Ｂとが配置されて構成されている。開口領域１３２Ｃには、フィルタセット１４０Ｃが配置されている。フィルタセット１４０Ｃは、被写体側から波長帯域λ３を透過させる光学フィルタ１４２Ｃと偏光方向１２０°の偏光フィルタ１４４（第１の偏光フィルタ）Ｃとが配置されて構成されている。開口領域１３２Ｄには、遮蔽部材Ｂが配置されている。なお、本例では波長帯域λ１のスペクトル画像、波長帯域λ２のスペクトル画像、及び波長帯域λ３の３つのスペクトル画像を取得するので偏光フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃは、偏光方向が互いに異なる。例えば、２つのスペクトル画像を取得する場合には、少なくとも２つの偏光方向が互いに異なる偏光フィルタが使用される。また、λ１、λ２、及びλ３は一部の波長帯域が異なる。

図１２は、本実施形態の具体例１を説明する図である。

第１のレンズ１１０の被写体側には、１／４波長板（第１の円偏光光学素子）１０１が設けられている。また、照明装置１００Ｂの照射方向には、光源３２０側から偏光フィルタ（第２の偏光フィルタ）１０５と１／４波長板（第２の円偏光光学素子）１０３とが設けられている。ここで、偏光フィルタ１０５の偏光方向（偏光軸）はα°となるように配置される（αはユーザが決定する任意の数値）。また、１／４波長板１０３は、光学軸が（α＋４５）°に配置される。これにより、１／４波長板１０３を透過した照明光Ｗｆは右回りの円偏光となる。

１／４波長板１０１は、光学軸がβ°に配置される（βはユーザが決定する任意の数値である。但しβは－４５°、＋１５°、＋１１５°ではない）。これにより、１／４波長板１０１を透過した全反射光Ｗｒは、（β＋４５°）の偏光方向を有する直線偏光となる。

照明装置１００Ｂは、自然光の照明光Ｗｆを出射し、偏光フィルタ１０５により直線偏光（偏光方向α°）の照明光Ｗｆに変換される。また、直線偏光に変換された照明光Ｗｆは、１／４波長板１０３を透過して、右回りの円偏光に変換される。右回りの円偏光に変換された照明光Ｗｆは被写体で反射する。反射した照明光Ｗｆのうち全反射光Ｗｒは、左回りの円偏光となる。全反射光Ｗｒは、１／４波長板１０１を透過すると（β＋４５）°の偏光方向を有する直線偏光となる。なお、（β＋４５）°は、偏光フィルタ１４４のいずれの偏光方向（１２０°、６０°、及び０°）とは異なる。これにより、全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４の偏光方向との違いにより、減光されて撮像素子２１０に到達することになる。また、全反射光Ｗｒの偏光方向（β＋４５）°と偏光フィルタ１４４の偏光方向とが直交する関係にある場合には、全反射光Ｗｒは遮光され、撮像素子２１０には到達しない。

以上で説明したように、本例では、全反射光Ｗｒを１／４波長板１０１を透過させることにより、全反射光Ｗｒが、波長偏光フィルタユニット１３０の偏光フィルタ１４４の偏光方向（０°、６０°、１２０°）と異なる偏光方向（β＋４５）°の直線偏光を有する全反射光Ｗｒに変換されている。そして、変換された全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４を透過する際に、減光又は遮光されるので、全反射光Ｗｒに起因した露出オーバを抑制することができる。また、本例では、照明光Ｗｆは一旦円偏光に変換され、その後全反射光Ｗｒは直線偏光に変換されるので、ユーザは全反射光Ｗｒの直線偏光の方向を、偏光フィルタ１４４の偏光方向に応じて高い自由度で設けることができる。

図１３は、本実施形態の具体例２を説明する図である。本例では、１／４波長板１０１の光学軸が偏光フィルタ１４４Ａの偏光方向に対して４５°異なる位置に配置される。

同図に示した例では、偏光方向（偏光軸）が０°になるように偏光フィルタ１０５を配置する。また、１／４波長板１０３は、光学軸が＋４５°になるように配置されている。また、１／４波長板１０１は、光学軸が＋４５°になるように配置されている。

照明装置１００Ｂから出射された自然光の照明光Ｗｆは、偏光フィルタ１０５を透過して、偏光方向が０°の直線偏光となる。その後、照明光Ｗｆは、１／４波長板１０３を透過することにより、右回りの円偏光となり、被写体で反射する。全反射光Ｗｒは、左回りの円偏光となって、１／４波長板１０１を透過し、偏光方向が９０°の直線偏光となる。

これにより、開口領域１３２Ａに設けられる偏光フィルタ１４４Ａの偏光方向は０°であるので、偏光方向９０°の全反射光Ｗｒは遮光される。また、開口領域１３２Ｂにおいて、全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４Ｂ（偏光方向６０°）との偏光方向との違いにより、開口領域１３２Ｃにおいて、全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４Ｃ（偏光方向１２０°）との偏光方向との違いにより、減光される。

以上で説明したように、本例では、全反射光Ｗｒを１／４波長板１０１を透過させることにより、全反射光Ｗｒが、開口領域１３２Ａの偏光フィルタ１４４Ａの偏光方向（０°）と９０°異なる偏光方向（９０）°の直線偏光に変換される。また、全反射光Ｗｒは、１／４波長板１０１を透過することにより、開口領域１３２Ｂの偏光フィルタ１４４Ｂ及び開口領域１３２Ｃの偏光フィルタ１４４Ｃの偏光方向とは異なる偏光方向を有する直線偏光に変換される。これにより、本例では、全反射光Ｗｒは、開口領域１３２Ａでは遮光され、開口領域１３２Ｂ及び１３２Ｃでは減光され、全反射光Ｗｒに起因した露出オーバを抑制することができる。

図１４は、本実施形態の具体例３を説明する図である。本例では、１／４波長板１０１の光学軸が偏光フィルタ１４４Ｂの偏光方向に対して４５°異なる位置に配置される。

同図に示した例では、偏光方向（偏光軸）が０°になるように偏光フィルタ１０５を配置する。また、１／４波長板１０３は、光学軸が＋４５°になるように配置されている。また、１／４波長板１０１は、光学軸が＋１０５°になるように配置されている。

照明装置１００Ｂから出射された自然光の照明光Ｗｆは、偏光フィルタ１０５を透過して、偏光方向が０°の直線偏光となる。その後、照明光Ｗｆは、１／４波長板１０３を透過することにより、右回りの円偏光となり、被写体で反射する。全反射光Ｗｒは、左回りの円偏光となって、１／４波長板１０１を透過し、偏光方向が１５０°の直線偏光となる。これにより、開口領域１３２Ｂに設けられる偏光フィルタ１４４Ｂの偏光方向は６０°であるので、偏光方向１５０°の全反射光Ｗｒは遮光される。また、開口領域１３２Ａにおいて、全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４Ａ（偏光方向０°）との偏光方向との違いにより、開口領域１３２Ｃにおいて、全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４Ｃ（偏光方向１２０°）との偏光方向との違いにより、減光される。

以上で説明したように、本例では、全反射光Ｗｒを１／４波長板１０１を透過させることにより、全反射光Ｗｒが、開口領域１３２Ｂの偏光フィルタ１４４Ｂの偏光方向（６０°）と９０°異なる偏光方向１５０°の直線偏光に変換される。また、全反射光Ｗｒは、１／４波長板１０１を透過することにより、開口領域１３２Ａの偏光フィルタ１４４Ａ及び開口領域１３２Ｃの偏光フィルタ１４４Ｃの偏光方向とは異なる偏光方向を有する直線偏光に変換される。これにより、本例では、全反射光Ｗｒは、開口領域１３２Ｂでは遮光され、開口領域１３２Ｂ及び１３２Ｃでは減光され、全反射光Ｗｒに起因した露出オーバを抑制することができる。

＜画像生成処理＞
次に、上述した構成のレンズ装置１００及び撮像装置本体２００を用いた画像生成処理について説明する。なお、ここでは波長偏光フィルタユニット１３０において光学フィルタの波長帯域が３種類（λ１～λ３）で偏光方向も３種類（例えば０°，４５°，９０°）、撮像素子２１０の偏光方向は４種類（０°，４５°，９０°，１３５°）であるものとする。この場合、例えば図１０に示す枠体１３２（開口領域１３２Ｄ）を遮蔽部材Ｂで遮光して使用することができる。

＜混信除去の係数群＞
波長帯域（λ１～λ３）に対応した画像を得るには、撮像素子２１０の各画素から各波長帯域に対応した画素信号を分離して抽出する必要があるが、これらの画像データには混信（クロストーク）が生じている。すなわち、各画素には各波長帯域の光が入射するため、生成される画像は波長帯域λ１～λ３の画像が混合した画像となる。このため、画像生成部２３４は、混信除去処理を行って各波長帯域（λ１～λ３）の画像データを生成する。

レンズ装置１００から出射した各波長帯域λ１～λ３の光が各画素で受光される割合（混信比率）は、光学フィルタ１４２Ａ～１４２Ｃが透過させる光の波長帯域λ１～λ３の設定、偏光フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃが透過させる光の偏光方向の設定、撮像素子２１０の各画素が受光する光の偏光方向（４方向）の設定から一意に定まり、事前に求めることができる。画像生成部２３４は、この混信比率を、複数の開口領域のうち特定の開口領域以外の開口領域を遮蔽する複数の遮蔽部材を用いて、複数の遮蔽部材のうちいずれかがレンズ装置１００に装着された状態で取得した複数の画像から算出することができる。

図１５は、枠体１３２に遮蔽部材を装着する様子を示す図である。同図の（ａ）部分に示すように、遮蔽部材１３９は、枠体１３２の開口領域１３２Ａ～１３２Ｄのうちいずれかを開放して残りを遮蔽する複数の遮蔽部材を備える。具体的には、遮蔽部材１３９Ａ～１３９Ｄは、それぞれ開口領域１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄ（特定の開口領域）以外の開口領域を遮蔽する。図１５の（ｂ）部分は、遮蔽部材１３９Ａを装着した状態の枠体１３２を示す。なお、上述のように開口領域及び偏光方向が３種類以下である場合（例えば、４つの開口のうち１つ以上を遮蔽する場合、あるいは３つ以下の開口領域を有する光学部材を用いる場合）は、遮蔽部材も３種類以下でよい。以下、開口領域及び偏光方向が３種類である場合について説明する。

この場合、遮蔽部材１３９Ａ～１３９Ｃを１つずつ用いて撮像することにより、３つの波長帯域にそれぞれ対応した３つの画像が得られる。画像生成部２３４は、これらの画像から混信除去処理のための係数群（混信除去行列の各要素）を算出し、係数記憶部２３６がこれら係数群を記憶する。

画像生成部２３４は、係数記憶部２３６から係数群を取得し、各画素から得られる画素信号から、以下に示す式１によって各波長帯域λ１～λ３に対応した画素信号を算出し、各波長帯域λ１～λ３の画像データを生成する。式１では例えば、波長帯域λ１（偏光方向０°の偏光フィルタ素子２１４Ａ）に対応する画素信号をｘ１、波長帯域λ２（偏光方向４５°の偏光フィルタ素子２１４Ｂ）に対応する画素信号をｘ２、波長帯域λ３（偏光方向９０°の偏光フィルタ素子２１４Ｃ）に対応する画素信号をｘ３とする。また行列Ａは、係数記憶部２３６から取得される。画像生成部２３４は、この３個の画素信号ｘ１、ｘ２、ｘ３から、行列Ａを用いた下記の式１によって、混信除去が行われた波長帯域λ１～λ３のスペクトル画像に対応した画素信号Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３（画像データ）を取得する。画像生成部２３４で生成された各波長帯域λ１～λ３の画像データは、外部に出力され、必要に応じて記憶装置（不図示）に記憶される。また、必要に応じてディスプレイ（不図示）に表示される。

＜撮像方法＞
次に、撮像装置１０を使用した撮像方法に関して説明する。

図１６は、撮像装置１０を使用した撮像方法を示したフロー図である。

先ず、照明装置１００Ｂを点灯し、照明光Ｗｆにより被写体を照明する（ステップＳ１）。照明光Ｗｆは、照明装置１００Ｂから出射した際は自然光であるが、偏光フィルタ１０５で直線偏光の照明光Ｗｆに変換され、１／４波長板１０３により円偏光を有する照明光Ｗｆとなる。

次に、被写体で反射された光のうち、全反射光Ｗｒは１／４波長板１０１を透過して直線偏光となる（ステップＳ２）。直線偏光である全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４との偏光方向の差異に応じて減光又は遮光される。

そして、撮像素子２１０には、減光された全反射光Ｗｒや、被写体表面で拡散反射した光が到達して撮像され（ステップＳ３）、複数のスペクトル画像を得ることができる。

上述の各構成及び機能は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって適宜実現可能である。例えば、上述の処理ステップ（処理手順）をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体（非一時的記録媒体）、或いはそのようなプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することが可能である。

＜枠体の変形例＞
図１７は、枠体の変形例に関して説明する図である。同図に示す枠体１３３は、３つの開口領域１３３Ａ～１３３Ｃを有する。開口領域１３３Ａ～１３３Ｃの各々は、中心角１２０°を有し、等しい面積を有する領域である。上述した枠体１３２は４つの開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを有し、開口領域１３２Ｄは遮蔽部材Ｂで塞がれている。したがって、予め３つの開口領域１３３Ａ～１３３Ｃを有する枠体１３３を使用してもよい。なお、枠体の形状、開口領域の数、開口領域の形状は上述した例以外の態様も採用され得る。

＜波長偏光フィルタユニットの変形例＞
図１８は、波長偏光フィルタユニット１３０の変形例を示す図である。なお、各開口領域に配置される光学フィルタの波長帯域（λ１、λ２、λ３）及び偏光フィルタの偏光方向（０°、６０°、１２０°）を示している。

図１８（ａ）で示される波長偏光フィルタユニット１３０では、３つの開口領域はそれぞれ１２０°の中心角を有する扇型である。このように、開口領域の形状を均等に中心角１２０°を有する扇型にすることで、３つの開口領域の面積を均等とすることができる。図１８（ｂ）で示される波長偏光フィルタユニット１３０では、波長帯域λ３に対応する開口領域の中心角は１８０°であり、波長帯域λ２に対応する開口領域は中心角１２０°であり、波長帯域λ１に対応する開口領域は６０°である。このように、開口領域に応じて、開口領域の面積を変えてもよい。図１８（ｃ）で示される波長偏光フィルタユニット１３０では、各開口領域の形状を短冊型としている。図に向かって左側に短冊型の波長帯域λ３に対応する開口領域が設けられており、中央に短冊型の波長帯域λ２に対応する開口領域が設けられており、図に向かって右側に短冊型の波長帯域λ１に対応する開口領域が設けられている。このように、開口領域は扇型だけでなく様々な形状を採用することができる。図１８（ｄ）で示される波長偏光フィルタユニット１３０では、各波長帯域に対応する開口領域が同心円形状となっている。具体的には、波長帯域λ１に対応する開口領域は最も中心の円の領域であり、その外側に波長帯域λ２に対応する開口領域が設けられており、最も外側に波長帯域λ３に対応する開口領域が設けられている。このように、開口領域は扇型だけでなく様々な形状を採用することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に関して説明する。本実施形態では、１／４波長板（第１の円偏光光学素子）１４６が枠体１３２の開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各々に配置される。

図１９は、本実施形態における波長偏光フィルタユニット１３０の構成例を示す図である。

波長偏光フィルタユニット１３０のフィルタセット１４０は、光学フィルタ１４２、偏光フィルタ１４４、及び１／４波長板１４６の３枚で構成されている。具体的には、開口領域１３２Ａに対応するフィルタセット１４０Ａ、開口領域１３２Ｂに対応するフィルタセット１４０Ｂ、及び開口領域１３２Ｃに対応するフィルタセット１４０Ｃは、それぞれ光学フィルタ１４２、偏光フィルタ１４４、及び１／４波長板１４６の３枚で構成されている。

図２０は、本実施形態における波長偏光フィルタユニット１３０の示す概念図である。

開口領域１３２Ａには、フィルタセット１４０Ａが配置されている。フィルタセット１４０Ａは、被写体側から、光学軸が＋４５°で配置された１／４波長板１４６Ａ、波長帯域λ１を透過させる光学フィルタ１４２Ａ、及び偏光方向が０°の偏光フィルタ１４４Ａが配置されて構成されている。開口領域１３２Ｂには、フィルタセット１４０Ｂが配置されている。フィルタセット１４０Ｂは、被写体側から、光学軸が＋１０５°で配置された１／４波長板１４６Ｂ、波長帯域λ２を透過させる光学フィルタ１４２Ｂ、及び偏光方向が６０°の偏光フィルタ１４４Ｂが配置されて構成されている。開口領域１３２Ｃには、フィルタセット１４０Ｃが配置されている。フィルタセット１４０Ｃは、被写体側から、光学軸が＋１６５°で配置された１／４波長板１４６Ｃ、波長帯域λ３を透過させる光学フィルタ１４２Ｃ、及び偏光方向１２０°の偏光フィルタ１４４Ｃが配置されて構成されている。開口領域１３２Ｄには、遮蔽部材Ｂが配置されている。

図２１は、本実施形態の具体例１を説明する図である。

枠体１３２の第１のレンズ１１０の被写体側には、各開口領域１３２Ａ～１３２Ｃに１／４波長板（１４６Ａ～１４６Ｃ）（第１の円偏光光学素子）が設けられている。なお、１／４波長板１４６Ａ～１４６Ｃは、波長偏光フィルタユニット１３０と一体に設けられてもよいし、別体で設けられてもよい。１／４波長板１４６Ａ～１４６Ｃが波長偏光フィルタユニット１３０と別体で設けられる場合には、１／４波長板１４６Ａ～１４６Ｃは、波長偏光フィルタユニット１３０よりも被写体側に設けられる。

同図に示した例では、偏光方向が０°になるように偏光フィルタ１０５を配置する。また、１／４波長板１０３は、光学軸が＋４５°になるように配置されている。

照明装置１００Ｂから出射された自然光の照明光Ｗｆは、偏光フィルタ１０５を透過して、偏光方向が０°の直線偏光となる。その後、照明光Ｗｆは、１／４波長板１０３を透過することにより、右回りの円偏光となり被写体で反射する。全反射光Ｗｒは、左回りの円偏光となって、各開口領域１３２Ａ～１３２Ｃに設けられている１／４波長板１４６Ａ～１４６Ｃに入射する。具体的には、開口領域１３２Ａにおいては、全反射光Ｗｒは、光学軸が＋４５で設けられた１／４波長板１４６Ａを透過すると、偏光方向が９０°の直線偏光の光に変換される。そして、開口領域１３２Ａにおいては、偏光フィルタ１４４Ａは偏光方向０°を有するので、偏光方向９０°を有する直線偏光の全反射光Ｗｒは、偏光方向が９０°異なるので遮光される。同様に、開口領域１３２Ｂにおいては、全反射光Ｗｒは、光学軸が＋１０５°で設けられた１／４波長板１４６Ｂを透過すると、偏光方向が１５０°の直線偏光の光に変換される。そして、開口領域１３２Ｂにおいては、偏光フィルタ１４４Ｂは偏光方向６０°を有するので、偏光方向１５０°を有する直線偏光の全反射光Ｗｒは、偏光方向が９０°異なるので遮光される。同様に、開口領域１３２Ｃにおいては、全反射光Ｗｒは、光学軸が＋１６５°で設けられた１／４波長板１４６Ｃを透過すると、偏光方向が２１０°の直線偏光の光に変換される。そして、開口領域１３２Ｃにおいては、偏光フィルタ１４４Ｃは偏光方向１２０°を有するので、偏光方向２１０°を有する直線偏光の全反射光Ｗｒは、偏光方向が９０°異なるので遮光される。

このように、本実施形態においては、開口領域１３２Ａ～１３２Ｃの各領域において、全反射光Ｗｒは偏光フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃに遮光される。これにより、本実施形態では、全反射光Ｗｒは撮像素子２１０に到達せず、露出オーバとなることを抑制することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に関して説明する。本実施形態では、照明光Ｗｆを鏡筒１０２内を透過させて、同軸落射照明により被写体を照らす。

図２２は、本実施形態における波長偏光フィルタユニット１３０の構成例を示す図である。

波長偏光フィルタユニット１３０は、開口領域１３２Ｄが素抜けとなっている。具体的には、開口領域１３２Ｄは、遮蔽部材Ｂ、フィルタセット１４０等を有していなく、照明光Ｗｆを通す領域である。

図２３は、本実施形態における波長偏光フィルタユニット１３０の示す概念図である。なお、図１１と同じ箇所は、同じ符号を付して説明を省略する。

波長偏光フィルタユニット１３０は、開口領域１３２Ａ～１３２Ｄを有する。開口領域１３２Ａ～１３２Ｃにはそれぞれフィルタセット１４０が設けられる。一方、開口領域１３２Ｄは照明光Ｗｆを透過させるため、素抜けとなっている。なお、開口領域１３２Ｄには、照明光Ｗｆに影響を与えないフィルタ、例えば透明フィルタなどを設けてもよい。

図２４は、本実施形態の具体例１を示す図である。

同図に示した例では、偏光方向（偏光軸）が０°になるように偏光フィルタ１０５を配置する。また、１／４波長板１０３は、光学軸が＋４５°になるように配置されている。また、１／４波長板１０１は、光学軸が＋４５°になるように配置されている。

照明装置１００Ｂから出射された自然光の照明光Ｗｆは、偏光フィルタ１０５を透過して、偏光方向が０°の直線偏光となる。その後、照明光Ｗｆは、１／４波長板１０３を透過することにより、右回りの円偏光となる。レンズ装置１００の鏡筒１０２には、照明光挿入部１２１が設けられている。照明光Ｗｆは、照明光挿入部１２１から鏡筒１０２の内部に入り、開口領域１３２Ｄを通って被写体に到達する。このように照明光Ｗｆを鏡筒１０２の内部を通して被写体を照射することにより、同軸落射照明となる。

１／４波長板１０１は、光学軸がβとなるように配置されている。そして、全反射光Ｗｒは、１／４波長板１０１を透過すると（β＋４５）°の偏光方向を有する直線偏光となる。（β＋４５）°は、偏光フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃの偏光方向（０°、６０°、１２０°）とは異なる。これにより、全反射光Ｗｒは、偏光フィルタ１４４の偏光方向との違いにより、減光されて撮像素子２１０に到達することになる。また、全反射光Ｗｒの偏光方向（β＋４５）°と偏光フィルタ１４４の偏光方向とが直交する関係にある場合には、全反射光Ｗｒは遮光され、撮像素子２１０には到達しない。

以上で説明したように、本例では、照明装置１００Ｂから出射した照明光Ｗｆが、偏光フィルタ１０５及び１／４波長板１０３を透過して、照明光挿入部１２１から鏡筒１０２に入る。そして、照明光Ｗｆは、同軸落射照明により被写体を照らすことができる。

図２５は、本実施形態の具体例２を示す図である。

同図に示した例では、偏光方向（偏光軸）が０°になるように偏光フィルタ１０５を配置する。また、１／４波長板１０１は、光学軸が４５°で照明光Ｗｆ及び全反射光Ｗｒを透過させるように配置される。

照明装置１００Ｂから出射した自然光の照明光Ｗｆは、偏光方向が０°に配置された偏光フィルタ１０５を透過して直線偏光を有する照明光Ｗｆとなる。なお、本例の照明装置１００Ｂ（第２の照明装置）は偏光フィルタ１０５を備える。レンズ装置１００の鏡筒１０２には、照明光挿入部１２１が設けられている。直線偏光を有する照明光Ｗｆは、照明光挿入部１２１から鏡筒１０２に入り、開口領域１３２Ｄを通過する。その後、照明光Ｗｆは、光学軸が＋４５°に設けられた１／４波長板１０１を透過して右回りの円偏光となり被写体の表面で反射する。全反射光Ｗｒは、左回りの円偏光となり光学軸が＋４５°に設けられた１／４波長板１０１を透過する。全反射光Ｗｒは、１／４波長板１０１を透過すると９０°の偏光方向を有する直線偏光となる。これにより、偏光フィルタ１４４Ａ～１４４Ｃの各々の偏光方向と全反射光Ｗｒの偏光方向（９０°）との違いにより、全反射光Ｗｒは減光又は遮光される。具体的には、開口領域１３２Ａでは、偏光方向が０°の偏光フィルタ１４４Ａが設けられているので、全反射光Ｗｒの偏光方向（９０°）との違いは９０°なり、全反射光Ｗｒは遮光される。また、開口領域１３２Ｂでは、偏光方向が６０°の偏光フィルタ１４４Ｂが設けられているので、全反射光Ｗｒの偏光方向（９０°）との違いは３０°なり、全反射光Ｗｒは減光される。また、開口領域１３２Ｃでは、偏光方向が１２０°の偏光フィルタ１４４Ｃが設けられているので、全反射光Ｗｒの偏光方向（９０°）との違いは３０°なり、全反射光Ｗｒは減光される。

以上で説明したように、本例では、照明装置１００Ｂから出射した照明光Ｗｆが、偏光フィルタ１０５を透過して、照明光挿入部１２１から鏡筒１０２に入る。そして、照明光Ｗｆは、同軸落射照明により被写体を照らすことができる。

図２６は、本実施形態における波長偏光フィルタユニット１３０の変形例を示す図である。なお、各開口領域に配置される光学フィルタの波長帯域（λ１、λ２、λ３）、偏光フィルタの偏光方向（０°、６０°、１２０°）、及び照明用の領域（照明）を示している。

図２６（ａ）は、中心角１２０°の扇型になっている３つの開口領域の外周に照明用の領域を配置している。このように、照明用の領域を配置することにより、照明はリング照明となり、均等に被写体を照らすことができる。図２６（ｂ）は、短冊形状に設けられた開口領域の一部に照明用の領域を配置している。このように、一部に照明用の領域を配置することにより、被写体の一部を集中的に照らすこができる。図２６（ｃ）は、同心円形状の各フィルタの最も外周側に、照明用の領域を配置している。このように、照明用の領域を配置することにより、照明はリング照明となり、均等に被写体を照らすことができる。なお、照明光Ｗｆは結像光路の内を通過させてもよいし、外を通過させてもよい。

以上で本発明の例に関して説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１０ ：撮像装置
１００ ：レンズ装置
１００Ａ ：光学系
１００Ｂ ：照明装置
１０１ ：１／４波長板
１０２ ：鏡筒
１０３ ：１／４波長板
１０５ ：偏光フィルタ
１０８ ：スリット
１１０ ：第１のレンズ
１２０ ：第２のレンズ
１３０ ：波長偏光フィルタユニット
１３２ ：枠体
１４０ ：フィルタセット
１４２ ：光学フィルタ
１４４ ：偏光フィルタ
１４６ ：１／４波長板
２００ ：撮像装置本体
２１０ ：撮像素子
２３０ ：信号処理部
２３２ ：アナログ信号処理部
２３４ ：画像生成部
２３６ ：係数記憶部
３１０ ：光源制御部
３２０ ：光源
Ｂ ：遮蔽部材
Ｌ ：光軸

Claims (14)

1. 被写体の光学像を結像させるレンズを含む光学系と、
   前記光学系の瞳位置または前記瞳位置の近傍に配置された波長偏光フィルタユニットであって、
   複数の開口領域と、
   前記複数の開口領域に配置される複数の光学フィルタであって、
   少なくとも一部の波長帯域が異なる光を透過させる２つ以上の光学フィルタを含む複数の光学フィルタと、
   前記複数の開口領域に配置される複数の第１の偏光フィルタであって、
   少なくとも、偏光方向が互いに異なる２つの第１の偏光フィルタと、
   を有する波長偏光フィルタユニットと、
   前記被写体と前記波長偏光フィルタユニットとの間には、第１の円偏光光学素子と、
   を備えるレンズ装置。
2. 前記第１の円偏光光学素子は、
   前記被写体で全反射された円偏光の照明光を、前記第１の偏光フィルタのそれぞれの前記偏光方向とは異なる偏光方向を有する直線偏光に変換する、
   請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記第１の円偏光光学素子は、光学軸が、少なくとも一つの前記第１の偏光フィルタの前記偏光方向に対して４５°異なる位置に配置される請求項１又は２に記載のレンズ装置。
4. 前記第１の円偏光光学素子は、
   前記光学系の内部に設けられ前記波長偏光フィルタユニットよりも被写体側に設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
5. 前記第１の円偏光光学素子は、前記波長偏光フィルタユニットと一体に設けられている請求項４に記載のレンズ装置。
6. 前記波長偏光フィルタユニットは、
   前記開口領域に、互いに異なる光学軸を有する前記第１の円偏光光学素子を有し、
   前記第１の円偏光光学素子のそれぞれの前記光学軸は、
   対応する前記開口領域に設けられる前記第１の偏光フィルタの前記偏光方向に対して４５°異なる位置に配置される請求項４又は５に記載のレンズ装置。
7. 前記波長偏光フィルタユニットは、前記開口領域に、前記第１の偏光フィルタの前記偏光方向が６０°間隔で設けられている請求項１から６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
8. 前記波長偏光フィルタユニットは、
   前記開口領域の少なくとも一つが、照明光を通過させる前記開口領域を有する請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
9. 照明光を円偏光の照明光に変換する第２の円偏光光学素子を備える請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
10. 前記第１の円偏光光学素子と前記第２の円偏光光学素子とは一体に設けられている請求項９に記載のレンズ装置。
11. 請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
    自然光の照明光を直線偏光に変換する第２の偏光フィルタと、
    前記第２の偏光フィルタを透過した前記直線偏光を有する照明光を円偏光に変換する第２の円偏光光学素子と、を有する第１の照明装置と、
    互いに異なる偏光方向を有する複数の偏光素子を備え、
    前記複数の開口領域のいずれかを透過した光を選択的に受光する複数の画素群を含む撮像素子と、
    を備える撮像装置。
12. 請求項８に記載のレンズ装置と、
    自然光の照明光を直線偏光に変換する第２の偏光フィルタと、
    前記第２の偏光フィルタを透過した前記直線偏光を有する照明光を円偏光に変換する第２の円偏光光学素子と、を有する第１の照明装置と、
    互いに異なる偏光方向を有する複数の偏光素子を備え、
    前記複数の開口領域のいずれかを透過した光を選択的に受光する複数の画素群を含む撮像素子と、
    を備える撮像装置であって、
    前記レンズ装置の前記開口領域の少なくとも一つは、
    前記第１の照明装置から前記円偏光の照明光を透過させる撮像装置。
13. 請求項９又は１０に記載のレンズ装置と、
    自然光の照明光を直線偏光に変換する第２の偏光フィルタを有する第２の照明装置と、
    互いに異なる偏光方向を有する複数の偏光素子を備え、前記複数の開口領域のいずれかを透過した光を選択的に受光する複数の画素群を含む撮像素子と、
    を備える撮像装置であって、
    前記レンズ装置の前記開口領域の少なくとも一つは、
    前記第２の照明装置から前記直線偏光の照明光を透過させる撮像装置。
14. 請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の撮像装置を使用した撮像方法であって、
    前記被写体で反射された照明光が、前記第１の円偏光光学素子を透過するステップを含む撮像方法。

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