(57)【要約】【課題】温度・湿度などの環境変化や外力が加わっても合焦精度を維持できる測距装置および撮像装置を提供する。【解決手段】  夫々２つの反射部材を備える同一構造の撮像光学系ＣＡ，ＣＢを用いて異なる視点から被写体を撮像素子１８の画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢの夫々で撮像し、被写体距離を取得する測距装置は、撮像光学ＣＡ，ＣＢの夫々が備える反射部材のうち夫々の被写体側に配置されるプリズム１１ａ，１１ｂを一体的に保持するプリズム保持枠１０１と、撮像光学系ＣＡ，ＣＢの夫々が備える反射部材のうち夫々の撮像素子側に配置される三角ミラー反射面１５ａ，１５ｂを一体的に保持する第２レンズ保持枠１０２と、プリズム保持枠１０１を第２レンズ保持枠１０２に対してこれらの中立線ＯＣにおいて結合するねじ部１０１ａとを備える。【選択図】図４
2020020688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの反射部材を夫々備える第１及び第２の撮像光学系を用いて異なる視点から被写体を撮像素子の第１及び第２の画像読み出し領域の夫々で撮像し、被写体距離を取得する測距装置において、
前記第１及び第２の撮像光学系の夫々が備える前記反射部材のうち夫々の前記被写体の側に配置される第１の反射部材を一体的に保持する第１の保持枠と、
前記第１及び第２の撮像光学系の夫々が備える前記反射部材のうち夫々の前記撮像素子の側に配置される第２の反射部材を一体的に保持する第２の保持枠と、
前記第１の保持枠を前記第２の保持枠に対してこれらの中立線において結合する結合部とを備えることを特徴とする測距装置。
【請求項２】
前記第２の保持枠は、前記第１及び第２の撮像光学系の夫々が備える前記第２の反射部材と前記撮像素子を一体的に保持することを特徴とする請求項１記載の測距装置。
【請求項３】
前記第１の保持枠は前記第２の保持枠よりも線膨張係数が小さいことを特徴とする請求項１または２記載の測距装置。
【請求項４】
前記第１の保持枠は前記中立線に対して線対称形状で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項５】
前記第１の保持枠は、均一な肉厚で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の撮像光学系の夫々が備える前記第２の反射部材は、夫々を構成する部分がミラー蒸着される、一体的に構成される部品であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記部品は、前記ミラー蒸着される部分を有する面以外の面である取付け面において前記２の保持枠に保持されることを特徴とする請求項６記載の測距装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の撮像光学系は、夫々の備える前記第１及び第２の反射部材により光軸を９０度ずつ屈曲させて前記第１及び第２の画像読み出し領域の夫々に入射させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の撮像光学系は単焦点光学系であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の測距装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の前記測距装置が組み込まれた撮像装置であって、前記測距装置で取得された前記被写体距離に基づき、第３の撮像光学系を用いて前記被写体を前記撮像素子より高解像度の撮像素子で撮像する際の焦点調節を行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置および撮像装置に関し、特に被写体距離を取得する測距装置、及びその測距装置を画像を取得する撮影光学系とは別に備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルカメラにおいて、撮像光学系のフォーカス位置を変化させながら画像を取得し、取得した画像のコントラストが最大となるフォーカス位置を合焦位置とするコントラストＡＦ方式によるオートフォーカスが用いられることが知られている。コントラストＡＦ方式によるオートフォーカスは、合焦精度が高いが、画像を取得する撮影光学系（以下、「主たる撮像光学系」という）のフォーカス位置を変化させる必要があるため処理が低速である。また、主たる撮像光学系の被写界深度範囲から大きく外れた被写体に対しては、合焦を適切に行うことができない場合がある。これらの課題は、被写界深度が比較的浅い望遠レンズの場合において、特に顕著である。
【０００３】
かかる課題を解決すべく、内部に設けられる測距装置で取得した被写体距離に従って合焦位置となる撮像光学系のフォーカス位置を算出する位相差ＡＦ方式によるオートフォーカスが用いられる撮像装置が知られている。ここで測距装置とは、主たる撮像光学系とは異なる２つの撮像光学系（以下、「従たる２つの撮像光学系」という）を有する装置であり、従たる２つの撮像光学系を用いて三角測量の原理から被写体距離を算出する。また、従たる２つの撮像光学系が光軸を屈曲させる反射部材（例えばプリズム）を備え、夫々で形成した被写体像を単一の撮像素子ユニットに導くようにすることで測距装置を小型化及び低コスト化させる技術が知られている。
【０００４】
特許文献１には、レンジファインダと測距装置（オートフォーカスユニット）とを組み合わせ、夫々の入射窓を一体としたファインダ装置が開示されている。特許文献２には、主たる撮像光学系と、測距装置（測距光学系）を備え、測距光学系を用いて距離マップ画像を取得する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４３６８２号公報
【特許文献２】特開２０１３−４２３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、位相差ＡＦ方式によるオートフォーカスでは、従たる２つの撮像光学系を用いて被写体距離を取得する際に、夫々の被写界深度の範囲外に存在する被写体に対しては、被写体距離の算出精度が低下する。この観点から考えると、被写界深度を深くするため、従たる２つの撮像光学系の夫々の焦点距離は短いことが望ましい。しかし、高い分解能で被写体距離を算出するには、従たる２つの撮像光学系の夫々の入射瞳中心を結ぶ直線の長さ（以下、「基線長」という。）、または夫々の焦点距離を長くする必要がある。すなわち、従たる２つの撮像光学系の夫々の被写界深度を深くするためには、夫々の焦点距離を短くした場合、代わりに基線長を長くすることが好ましい。
【０００７】
また、外部からの衝撃や環境変化によって従たる２つの撮像光学系の位置関係が変化すると被写体距離の算出精度、ひいては合焦精度が大きく低下することが一般的に知られている。しかし、外部からの衝撃や環境変化に対する対策については特許文献１，２のいずれにも言及されていない。この対策は、従たる２つの撮像光学系の夫々の被写界深度を深くすべくその基線長を長くした場合、特に重要となる。
【０００８】
すなわち、特許文献１のオートフォーカスユニットは、従たる２つの撮像光学系の夫々が反射部材及び対物レンズを備え、２つの対物レンズが形成する被写体像を単一の撮像素子ユニットに導く構成を有する。また、かかる構成のオートフォーカスユニットの基線長とレンジファインダの基線長は等しくさせるため、夫々の対物レンズの焦点距離の和を実質的に基線長としている。よって、夫々の対物レンズの焦点距離を短くしても、その基線長を特許文献１のオートフォーカスユニットでは長くできないため、外部からの衝撃や環境変化による合焦精度の低下は特許文献１では考慮されていない。
【０００９】
一方、特許文献２には、測距装置の従たる２つの撮像光学系を用いて距離マップ画像を取得することが開示されているが、従たる２つの撮像光学系の具体的な構成や夫々の焦点距離を短くしながら基線長を大きくする方法はそもそも言及されていない。
【００１０】
そこで本発明は、温度・湿度などの環境変化や外力が加わっても合焦精度を維持できる測距装置および撮像装置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】
【００１１】
本発明の請求項１に係る測距装置は、２つの反射部材を夫々備える第１及び第２の撮像光学系を用いて異なる視点から被写体を撮像素子の第１及び第２の画像読み出し領域の夫々で撮像し、被写体距離を取得する測距装置において、前記第１及び第２の撮像光学系の夫々が備える前記反射部材のうち夫々の前記被写体の側に配置される第１の反射部材を一体的に保持する第１の保持枠と、前記第１及び第２の撮像光学系の夫々が備える前記反射部材のうち夫々の前記撮像素子の側に配置される第２の反射部材を一体的に保持する第２の保持枠と、前記第１の保持枠を前記第２の保持枠に対してこれらの中立線において結合する結合部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項１０に係る撮像装置は、前記測距装置が組み込まれた撮像装置であって、前記測距装置で取得された前記被写体距離に基づき、第３の撮像光学系を用いて前記被写体を前記撮像素子より高解像度の撮像素子で撮像する際の焦点調節を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、温度・湿度などの環境変化や外力が加わっても合焦精度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る測距装置における被写体距離の算出方法を示す図である。
【図２】図１の２つの撮像光学系を用いて撮像された２つの被写体像から視差量を取得するための対応画素の座標の取得方法について説明するための図である。
【図３】図１の被写体距離の算出に用いられる測距装置のハードウェア構成を示す図である。
【図４】図３の測距装置の断面図である。
【図５】図３の測距装置の展開斜視図である。
【図６】図３における撮像素子を含む撮像素子ユニットの展開斜視図である。
【図７】図４の測距装置が組み込まれた撮像装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１６】
図１を参照して、２つの撮像光学系を用いて被写体距離を取得する方法について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る測距装置における被写体距離の算出方法を示す図である。
【００１８】
図１において、測距装置は、同一構造の２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢと、これらにより形成される光学像を夫々画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢにおいて被写体像として撮像する１つの撮像素子を有する。
【００１９】
以下、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢを用いて撮影シーンのうちの１点に存在する被写体Ｏｂｊを画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢで撮像する場合の被写体距離を取得する場合について説明する。尚、ｘ軸は撮像光学系ＣＡ，ＣＢの入射瞳が位置する平面上にあって、夫々の入射瞳中心を通り、且つ夫々の入射瞳中心からの距離がいずれもＤ／２である点を原点とする。一方、ｚ軸は、その原点を通り、且つその伸びる方向が撮像光学系ＣＡ，ＣＢの光軸と平行である軸である。すなわち、撮像光学系ＣＡ，ＣＢの夫々の入射瞳中心は（−Ｄ／２，０）、（Ｄ／２，０）に存在する。ここで、撮像光学系ＣＡ，ＣＢの夫々の焦点距離をｆ、１つの撮像素子の画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢの夫々における（ｘ，ｚ）に存在する被写体Ｏｂｊからの光を記録した対応画素Ｐ１，Ｐ２のｘ座標の値を−Ｄ／２−ａ，Ｄ／２＋ｂとする。この場合、以下の式（１）が成立する。
【００２０】
【数１】
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【００２１】
式（１）において、ｂ−ａは、互いに異なる視点から同一の被写体を撮像した際の撮像面上での位置ずれ、すなわち視差の量（視差量）である。この視差量ｂ−ａを取得することができれば、視差量ｂ−ａ、撮像光学系ＣＡ，ＣＢの夫々の焦点距離ｆ、および基線長Ｄを式（１）に代入することにより、被写体距離ｚを算出することができる。
【００２２】
続いて、図２を参照して、図１の２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢを用いて撮像された２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２から視差量を取得するための対応画素の座標の取得方法について説明する。
【００２３】
図２において、被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２は、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢを用いて異なる視点から被写体が、１つの撮像素子の画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢの夫々で撮像された画像である。
【００２４】
以下、画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢを含む撮像素子上であって、その中心（不図示）を原点、図２の水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とし、また、被写体像ＩＭＧ１の画素値をＦ１（Ｘ，Ｙ）、被写体像ＩＭＧ２の画素値をＦ２（Ｘ，Ｙ）として説明する。
【００２５】
被写体像ＩＭＧ１における図１の対応画素Ｐ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）に対応する、被写体像ＩＭＧ２における図１の対応画素Ｐ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）は以下のように取得できる。まず、被写体像ＩＭＧ１における画素値Ｆ１（Ｘ１，Ｙ１）を検出する。次に、その検出された画素値Ｆ１（Ｘ１，Ｙ１）と最も類似する画素値Ｆ２（Ｘ２，Ｙ２）を被写体像ＩＭＧ２から探索する。その後、その探索された画素値Ｆ２（Ｘ２，Ｙ２）から対応画素Ｐ２の座標（Ｘ２，Ｙ２）を取得する。
【００２６】
なお、以降の説明において、被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２上の対応点と対応画素とは同一の意味である。ただし、一の画像における一般的に任意の画素の画素値と最も類似する画素値を他の画像から探索することは難しい。このため、かかる探索には、任意の対応画素Ｐ１の画素値だけでなくその近傍の画素の画素値も用いるブロックマッチング法と呼ばれる手法を用いるにようにしてもよい。これにより、２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２の対応画素の座標を確実に取得することができ、視差量を算出することができる。
【００２７】
以上説明したように、２つの撮像光学系を用いて撮像した２つの被写体像の対応画素の座標を取得し、その取得した座標から視差量を算出し、この視差量に基づいて被写体距離を算出することができる。
【００２８】
対応画素の座標を取得する際、用いる２つの被写体像は合焦した鮮鋭な画像であることが好ましい。すなわち、これらの２つの被写体像を撮像する際には被写体が２つの撮像光学系の夫々の被写界深度内に収まっていることが好ましい。これは、被写体がぼけている場合、真の対応画素とは異なる、誤った画素の画素値が対応画素の画素値として探索され、結果として誤った被写体距離が算出される可能性があるためである。
【００２９】
続いて、図３〜図７を参照して、本発明における測距装置の詳細な構成について説明する。
【００３０】
図３は、図１の被写体距離の算出に用いられる測距装置のハードウェア構成を示す図である。
【００３１】
図３（ａ）は、測距装置の全体構成図である。
【００３２】
図３（ａ）に示されるように、測距装置は、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢ、及び撮像素子１８を備える。
【００３３】
撮像光学系ＣＡは、１つのプリズム１１ａ、３つのレンズ１２ａ〜１４ａ、及び三角ミラー反射面１５ａを備える。同様に、撮像光学系ＣＢは、１つのプリズム１１ｂ、３つのレンズ１２ｂ〜１４ｂ、及び三角ミラー反射面１５ｂを備える。図３のように、三角ミラー反射面１５ａ，１５ｂは、レンズ１４ａ，１４ｂの間に配置される三角ミラー１５の、レンズ１４ａ，１４ｂの夫々と面する面を指す。三角ミラー１５は、三角ミラー反射面１５ａ，１５ｂがアクリルのような合成樹脂でミラー蒸着された三角形の部品である。尚、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢは単焦点光学系である。本発明の実施形態における測距装置は３５ｍｍ換算焦点距離４００ｍｍで設計されている。このため、プリズム１１ａ，１１ｂ、三角ミラー１５の光学的敏感度が高く、わずかな倒れで２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢを用いて撮像される２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２がずれる恐れがある。図３（ａ）において、撮像光学系ＣＡ，ＣＢの光軸ＯＡ，ＯＢが夫々一点鎖線で示されている。このとき、光軸ＯＡとプリズム１１ａの交わる点と、光軸ＯＢとプリズム１１ｂの交わる点との距離が測距装置の基線長Ｄに相当する。
【００３４】
撮像光学系ＣＡの光軸ＯＡは、図１におけるＸＺ平面においてプリズム１１ａで９０度、三角ミラー反射面１５ａで９０度折り曲げられ、撮像素子１８の画像読み出し領域ＳＡに入射する。すなわちプリズム１１ａ、三角ミラー１５は夫々、撮像光学系ＣＡの光軸ＯＡを９０度屈曲させる。同様に、プリズム１１ｂ、三角ミラー反射面１５ｂは夫々、撮像光学系ＣＢの光軸ＯＢを９０度屈曲させ、撮像素子１８の画像読み出し領域ＳＢに入射させる。撮像光学系ＣＡ，ＣＢは互いに同一の構成を有し、撮像素子１８の中心を通り、Ｚ軸に平行な直線に対して回転対象になるように配置されている。
【００３５】
このように光軸ＯＡ，ＯＢを２回折り曲げる反射部材を２つ組み合わせることで、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢで形成される被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２が１つの撮像素子１８により撮像される場合においても長い基線長を実現することができる。これは、基線長は２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢの入射瞳中心を結ぶ線分に最も近いレンズの中心間の距離に相当するためである。すなわち、撮像光学系ＣＡ，ＣＢの夫々の撮像素子１８側の反射部材は、夫々を構成する部分がミラー蒸着される、一体的に構成される部品であれば、その形状は三角ミラー１５のような三角形でなくてもよい。
【００３６】
図３（ｂ）は、測距装置の２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢにより被写体の光が導かれる撮像素子１８を三角ミラー１５から見たときの正面図である。
【００３７】
図３（ｂ）において、基線長Ｄを一点鎖線で示している。また図３（ｂ）では、撮像光学系ＣＡのイメージサークルＩＣａ、光軸ＯＡと撮像素子１８との交点ＯＣａ、及び撮像素子１８の画像読み出し領域ＳＡが示される。同様に、図３（ｂ）では、撮像光学系ＣＢのイメージサークルＩＣｂ、光軸ＯＢと撮像素子１８との交点ＯＣｂ、及び画像読み出し領域ＳＢが示される。このように撮像光学系ＣＡ，ＣＢは、交点ＯＣａ，ＯＣｂを結ぶ直線と、基線長Ｄとが互いに略水平となるように配置されている。また、撮像素子１８は、その長辺が基線長Ｄと略平行になり、その短辺が基線長Ｄと略垂直となるように配置されている。
【００３８】
画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢは、撮像素子１８における、撮像光学系ＣＡ，ＣＢにより形成される被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２が夫々撮像される画素領域である。撮像素子１８の画素のうち画素読み出し領域ＳＡ，ＳＢ以外の画素は使用しないため、撮像素子１８は、画素読み出し領域ＳＡ，ＳＢのみに画素が存在するように構成してもよい。また、撮像素子１８は、１つの回路基板に画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢに対応する２つの画素群が形成される構成であってもよい。このように基線長Ｄに対して２つの画像読み出し領域ＳＡ，ＳＢ間の距離が小さければよく、撮像素子１８の形態は任意に変更することができる。
【００３９】
図４〜図６は本発明における測距装置のメカ構成の詳細を示した図である。
【００４０】
図４は本発明における測距装置の断面図、図５は展開斜視図である。図６は、撮像素子１８を含む撮像素子ユニット６００の展開斜視図である。
【００４１】
図４および図５に示されるように、２つのプリズム１１ａ，１１ｂはプリズム保持枠１０１（第１の保持枠）によって一体的に保持されている。２つのプリズム１１ａ，１１ｂは図示されていないがＵＶ接着によってプリズム保持枠１０１に対して固定される。レンズ１２ａは第１レンズ保持枠１０３ａに保持されており、プリズム１１ａと同様にＵＶ接着によって固定されている。レンズ１２ｂも同様に第１レンズ保持枠１０３ｂに対してＵＶ接着によって固定されている。レンズ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ、及び三角ミラー１５は、三角ミラー反射面１５ａ，１５ｂを構成する面以外の面（取付け面）において第２レンズ保持枠１０２（第２の保持枠）に保持されている。また、第２レンズ保持枠１０２に対して取付け面はプリズム１１ａ，１１ｂと同様にＵＶ接着によって固定されている。
【００４２】
次に、撮像素子ユニット６００について図６を用いて説明する。
【００４３】
図６のように撮像素子ユニット６００は、撮像素子ホルダ１０４と、撮像素子マスク１０６と、赤外光をカットするコーティングが施されたガラス板１７と、撮像素子１８を保持する撮像素子保持板１０５で構成される。ここで、撮像素子マスク１０６は、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢにより形成される被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２がお互いに干渉しないように仕切りをする部品である。
【００４４】
撮像素子１８は、撮像素子保持板１０５に対してＵＶ接着によって固定されている。撮像素子１８を一体的に保持する撮像素子保持板１０５は撮像素子マスク１０６、ガラス板１７を挟んで撮像素子ホルダ１０４に対してビスで締結される。
【００４５】
図４，５に示すように、第１レンズ保持枠１０３ａ，１０３ｂは第２レンズ保持枠１０２と別体構成であって、第１レンズ保持枠１０３ａ，１０３ｂのねじ部２０３ａ，２０３ｂと第２レンズ保持枠１０２のねじ部１０２ａ，１０２ｂとが螺合して結合する。２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢにより形成される被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２は、撮像素子１８で撮像される際、レンズ１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ及び三角ミラー１５の取り付け誤差によって合焦具合に差が出ることがある。すなわち、被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２の一方は鮮明な画像が撮像されたとしても、他方の画像がぼけていて、正確な被写体距離を算出できない可能性がある。そのため、第１レンズ保持枠１０３ａ，１０３ｂの位置をねじ部２０３ａ，２０３ｂで調整し、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢによって撮像される画像のピントを揃える役割を果たしている。第１レンズ保持枠１０３ａ，１０３ｂの第２レンズ保持枠１０２に対する位置調整後、ねじ部２０３ａ，２０３ｂ及びねじ部１０２ａ，１０２ｂはＵＶ接着によって固定される。
【００４６】
図４および図５のように第２レンズ保持枠１０２に対して、プリズム保持枠１０１と撮像素子ユニット６００が締結される。撮像素子ユニット６００は第２レンズ保持枠１０２の図示しない２つの軸部に対して、位置決め穴部１０４ａと回転止め穴部１０４ｂが嵌合し、４つの穴部１０４ｃから図示しないねじで締結することにより、第２レンズ保持枠１０２に対して固定される。また、プリズム保持枠１０１も同様に第２レンズ保持枠１０２に対して不図示のねじで締結される。プリズム保持枠１０１と第２レンズ保持枠１０２は、図４、図５に示す２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢの中立線ＯＣ上でお互いが３つのねじ部１０１ａ（結合部）で締結される。尚、本実施例ではねじ１０１ａの数は３つとしたが、中立線ＯＣ上にでプリズム保持枠１０１と第２レンズ保持枠１０２を締結できればその数は３つでなくてもよい。ここで中立線ＯＣとは、図１のｚ軸と一致する線を意味する。
【００４７】
プリズム保持枠１０１は２つのプリズム１１ａ，１１ｂを保持しているが、２つのプリズム１１ａ，１１ｂの光学的敏感度が高いためわずかに相対倒れが変わると被写体距離算出精度が悪化する。そのため、プリズム保持枠１０１は外部環境の変化の影響を受けにくいように線膨張係数の小さい材料を使用している。例えば金属部品やガラス部品を使用している。また、外部環境の影響を受けた時でも２つのプリズム１１ａ，１１ｂの位置変化の量が同じ量になるように、プリズム保持枠１０１を構成する部品の肉厚は均一で、プリズム保持枠１０１の形状は図４、図５の中立線ＯＣに対して線対称形状で形成されている。ここで、肉厚が均一とは肉厚の誤差が５％未満であることを意味し、また、中立線ＯＣに対して線対称形状であるとは、中立線ＯＣからの線対称位置からの誤差が５％未満であることを意味する。
【００４８】
また、第２レンズ保持枠１０２は三角ミラー１５を保持している。このため、外部環境の影響を受けて三角ミラー１５が傾くと、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢから撮像素子１８に撮像される２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２の位置もずれる。但し、三角ミラー反射面１５ａ，１５ｂは一体的に傾くため、撮像素子１８における２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２の撮像位置は変わるが、その相対的な位置関係は変わることはない。また、第２レンズ保持枠１０２に保持されているレンズ部材１２〜１４はそれほど光学的敏感度が高くないため、多少の位置ずれは許容できる。そのため、第２レンズ保持枠１０２は一般的に使用されているポリカーボネイトのような樹脂部品で形成されていても構わない。よって、本発明の実施例における測距装置においては、プリズム保持枠１０１は第２レンズ保持枠１０２よりも線膨張係数が小さい材質が用いられている。
【００４９】
ここで、２つのプリズム１１ａ，１１ｂは光学的な敏感度が高く２つのプリズム１１ａ，１１ｂが偏心すると２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２が画像読み出し領域外にはみ出ることで画像読み出しができなくなる恐れがある。また、かかる偏心により２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２の位置が初期位置からずれ、精度の高い被写体距離算出ができなくなる恐れがある。
【００５０】
本発明の測距装置の構成において、温度や湿度などの環境変化によってプリズム保持枠１０１を構成する材料が膨張したとしても、プリズム保持枠１０１は測距装置の中立線ＯＣ上にあるねじ１０１ａで締結されているため、ねじ部１０１ａを起点に膨張する。そのため、プリズム保持枠１０１の２つのプリズム１１ａ，１１ｂは同じ移動量だけ変位する。また、プリズム保持枠１０１、第２レンズ保持枠１０２、撮像素子ユニット６００のいずれかが外力によって位置ずれが発生する場合がある。かかる場合も、プリズム保持枠１０１、第２レンズ保持枠１０２、及び撮像素子ユニット６００は一体的に締結されているため外力に対して一体的に位置ずれが起きる。このように、本発明の測距装置では、その内部の部品の位置ずれが発生した場合に、撮像光学系ＣＡ，ＣＢを用いて撮像素子１８に形成される２つの被写体像ＩＭＧ１，ＩＭＧ２の相対位置関係がずれることをなくす。これにより、高い被写体距離算出精度を維持することができる。
【００５１】
以上、測距装置を例にして説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、図７に示すように、第３の光学系１０ｃを用いて被写体を撮像素子１８より高解像度の撮像素子（不図示）で撮像する撮像装置７００に、本発明の撮像光学系ＣＡ,ＣＢを有する測距装置を組み込むようにしてもよい。これにより、測距装置で取得された被写体距離に基づき、被写体の撮像時の焦点調節を高速かつ精度よく行うことができる。
【００５２】
また、本発明においてはＵＶ接着によってレンズやプリズムを固定しているが、板バネなどで付勢して固定する方法でもよく、本発明の方法に限らない。また、本発明における２つの撮像光学系は３５ｍｍ換算で４００ｍｍ相当の単焦点光学系であったが、変倍光学系であってもいいし、焦点距離も４００ｍｍに限らなくてよい。本発明における２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢのピントを揃えるためにレンズ位置をねじで調整する構成をとったが、フォーカシング用のレンズを配置して、ピント調整するようなメカ構成にしてもよい。
【００５３】
さらに、本実施形態においては、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢは同一構造を有したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、プリズム保持枠１０１、第２レンズ保持枠１０２、及び撮像素子ユニット６００が一体的に締結され、外力に対して一体的に位置ずれが起きる構成であれば、２つの撮像光学系ＣＡ，ＣＢの構造は異なるものであってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
ＣＡ，ＣＢ  撮像光学系
１１ａ，１１ｂ  プリズム
１５ａ，１５ｂ  三角ミラー反射面
ＳＡ，ＳＢ  画像読み出し領域
１８  撮像素子
１０１  プリズム保持枠
１０１ａ  ねじ部
１０２  第２レンズ保持枠
ＯＣ  中立線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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