(57)【要約】【課題】  波長分割素子に起因する精度の低下を改善する計測装置を提供する。【解決手段】  被検物の形状の計測装置は、第１波長のパターン光で被検物を照明する第１照明部と、前記第１波長とは異なる第２波長の光で被検物を照明する第２照明部と、波長分割素子を含む撮像光学系と、第１画像を形成する第１撮像素子と、第２画像を形成する第２撮像素子と、前記第１画像のデータおよび前記第２画像のデータを処理することにより前記被検物の形状の情報を取得する処理部と、を備える。前記第１撮像素子は、前記波長分割素子で１回も反射されることなく前記波長分割素子を透過した前記第１波長の光成分を受光して前記第１波長の光成分の前記第１画像を形成する。前記第２撮像素子は、前記波長分割素子で少なくとも１回反射された前記第２波長の光成分を受光して前記第２波長の光成分の前記第２画像を形成する。【選択図】  図１
2018163172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長のパターン光で被検物を照明する第１照明部と、前記第１波長とは異なる第２波長の光で被検物を照明する第２照明部と、前記第１照明部および前記第２照明部により同時に照明された前記被検物からの光を前記第１波長の光成分と前記第２波長の光成分とに分割する波長分割素子を含む撮像光学系と、第１画像を形成する第１撮像素子と、第２画像を形成する第２撮像素子と、前記第１画像のデータおよび前記第２画像のデータを処理することにより前記被検物の形状の情報を取得する処理部と、を備える計測装置であって、
前記第１撮像素子は、前記波長分割素子で１回も反射されることなく前記波長分割素子を透過した前記第１波長の光成分を受光して前記第１波長の光成分の前記第１画像を形成し、前記第２撮像素子は、前記波長分割素子で少なくとも１回反射された前記第２波長の光成分を受光して前記第２波長の光成分の前記第２画像を形成することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記第１照明部の光軸と前記撮像光学系の光軸とのなす角度が、前記波長分割素子による計測誤差の敏感度により定まる角度より小さいことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記第１画像は、前記被検物の三次元形状を示す画像であり、前記第２画像は、前記被検物の輪郭を示す画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記波長分割素子は、ダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記波長分割素子は、平行平板型のダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項６】
前記第１照明部は、青色ＬＥＤを含み、前記波長分割素子は、４５０〜４７０ｎｍの波長の光を透過させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記第１撮像素子と前記第２撮像素子とを前記撮像光学系に対して固定して保持する保持部を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記パターン光は、ドットパターンを有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記第１画像および前記第２画像を前記被検物のＣＡＤデータとモデルフィッティングすることにより前記被検物の位置および姿勢を示す情報を取得することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物の形状を計測する計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のロボット技術の発展により、工業製品の組立などの複雑な工程をロボットが担うようになってきている。ロボットによる組立を実現するために、ロボットのハンドなどのエンドエフェクトと把持対象部品との間の相対的な位置姿勢を計測することが求められている。対象部品の位置姿勢を計測する方法としては、特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の方法は、濃淡画像から得られるエッジ情報と、パターン投影法などの３次元計測法から得られる距離画像との両方を利用して、ＣＡＤなどのモデルとフィッティングすることにより対象部品の位置、姿勢を計測する。
【０００３】
濃淡画像と距離画像を単一の撮像素子から得ようとすると、時間的にずらしてそれぞれの画像を取得する、または１枚の撮像画像からそれぞれの画像を分離して取得する必要がある。組立工程の高速化に適応するためには、ロボットが移動しながら対象部品の位置姿勢を計測することが必要である。したがって、時間的にずらして画像を取得する場合には、互いの画像に位置ずれを生じてしまう。また１枚の撮像画像からそれぞれの画像を分離して得ようとすると、対象部品のエッジに距離画像用のパターン光が重畳してしまい、濃淡画像においてエッジの誤検出が発生してしまい、位置姿勢の計測精度が低下する。
【０００４】
そこで、特許文献２では、波長の異なる濃淡画像用の照明とパターン光を投影する距離画像用の照明とにより被検物を同時に照明する。特許文献２記載の方法では、被検物により反射した光を、撮像レンズを介して集光し、ダイクロイックプリズムのような波長分割素子により２つの波長に分離した後に、２つのセンサを用いて同時刻の濃淡画像および距離画像を取得する。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許５３９３３１８号公報
【特許文献２】特許５１２２７２９号公報
【特許文献３】特許２５１７０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２で開示された方法では、ダイクロイックプリズムの反射面により光束を分離して、距離画像と濃淡画像とを取得している。特許文献２のように反射面を用いると、振動、装置の姿勢変化や周辺温度の変化などによりダイクロイックプリズムが変形したり位置姿勢が変化したりする際に、反射光線の変位が透過光線と比較して大きくなってしまう。特に距離画像をパターン投影方式などの三角測量の原理により取得するものは、輻輳角度の構成条件により光線の変位量に伴う計測誤差量が増幅されてしまう。
【０００７】
そこで本発明では、波長分割素子に起因する精度の低下を改善する計測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】
【０００８】
本発明は、第１波長のパターン光で被検物を照明する第１照明部と、前記第１波長とは異なる第２波長の光で被検物を照明する第２照明部と、前記第１照明部および前記第２照明部により同時に照明された前記被検物からの光を前記第１波長の光成分と前記第２波長の光成分とに分割する波長分割素子を含む撮像光学系と、第１画像を形成する第１撮像素子と、第２画像を形成する第２撮像素子と、前記第１画像のデータおよび前記第２画像のデータを処理することにより前記被検物の形状の情報を取得する処理部と、を備える計測装置であって、前記第１撮像素子は、前記波長分割素子で１回も反射されることなく前記波長分割素子を透過した前記第１波長の光成分を受光して前記第１波長の光成分の前記第１画像を形成し、前記第２撮像素子は、前記波長分割素子で少なくとも１回反射された前記第２波長の光成分を受光して前記第２波長の光成分の前記第２画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、波長分割素子に起因する精度の低下を改善する計測装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の計測装置を示す図。
【図２】ダイクロイックプリズムの位置姿勢による光線が変位する敏感度を示す図。
【図３】輻輳角度による距離画像と濃淡画像との計測誤差比率を示した図。
【図４】第１実施形態におけるドットパターン光を示す図。
【図５】第２実施形態の計測装置を示す図。
【図６】第２実施形態の撮像部の変形例を示す図。
【図７】ダイクロイックプリズムの位置姿勢による光線が変位する敏感度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
被検物の形状を計測する第１実施形態の計測装置について、図１を用いて説明する。本実施形態の計測装置は、被検物の三次元形状を示す距離画像（第１画像）用の第１照明部１、被検物の輪郭を示す濃淡画像（第２画像）用の第２照明部２、撮像部３、処理部４を含む。第１照明部１は、第１波長のパターン光（第１光）で被検物５を照明する。同時に、第２照明部２は、第１波長とは異なる第２波長の第２光で被検物５を照明する。
【００１２】
まず、距離画像の計測について説明する。距離画像は、三角測量の原理に基づいてパターン投影方式により取得され、被検物５の三次元形状情報が点群データとして生成される。本実施形態では、距離画像用の第１照明部１は、光源６とパターン光生成部７と投影レンズ８とを含む。パターン光生成部７は、光源６から射出された第１波長の第１光から、距離画像を取得するために用いられるパターン光を生成する。投影レンズ８は、パターン光を拡大し、拡大されたパターン光で被検物５を照明する。被検物５からの反射光および散乱光は、撮像部３内の撮像レンズ９により、波長分割素子であるダイクロイックプリズム１０を介して、第１撮像素子１１に受光され、パターン光成分（第１波長の光成分）による被検物５の第１画像が形成される。第１撮像素子１１は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳカメラなどである。処理部４は、第１撮像素子１１で形成されたパターン光による第１画像のデータからパターン光のピーク座標を検出し、三角測量の原理に基づいて距離画像を取得（算出）する。本実施形態は、移動中の被検物５を計測することを想定しており、パターン光による１枚の第１画像のデータから距離を算出する。例えば、特許文献３に記載されるように、パターン光生成部７は、ドットによる符号化されたドットパターン光を生成する。ドットパターン光を図４に例示する。処理部４は、ドットパターン光を被検物５に照明して得られる画像からドットの位置を検出し、その位置関係に基づいて投影パターンと撮像された画像との対応付けを行うことで、１枚の画像から距離画像を取得する。
【００１３】
ついで、濃淡画像の計測について説明する。濃淡画像は、第２撮像素子１２により形成されたモノクロの濃淡を有する第２波長の光成分によるグレースケールの画像（第２画像）である。処理部４は、濃淡画像のデータから被検物５の輪郭や稜線に相当するエッジを検出し、エッジを画像の特徴として被検物５の位置姿勢の計測に用いる。本実施形態では濃淡画像の計測では、リング照明などの第２照明部２により、第２波長の第２光で被検物５を均一に照明する。被検物５からの反射光および散乱光は、撮像レンズ９によりダイクロイックプリズム１０を介して、撮像素子１２に結像され、撮像される。処理部４は、撮像された第２画像のデータから被検物５の輪郭や稜線に相当するエッジを検出する。エッジを検出する手法としては、Ｃａｎｎｙ法やその他のさまざまな手法があるが、本実施形態において、どの手法を用いても良い。処理部４は、事前に入力された被検物５のＣＡＤデータと、距離画像、濃淡画像を用いてモデルフィッティングすることにより被検物５の位置、姿勢を算出する。本実施形態では、撮像レンズ９、波長分割素子であるダイクロイックプリズム１０が撮像光学系を構成している。
【００１４】
第１実施形態のポイントは、波長分割素子として、波長の異なる第１光および第２光を透過光と反射光として分離するダイクロイックプリズム１０を用い、プリズム１０の位置姿勢の変化、変形による計測誤差の影響を抑えることである。ダイクロイックプリズム１０が、振動、計測装置の姿勢変化や周辺温度の変化などにより変形したり位置姿勢が変化したりする。その場合には、反射光線の第２撮像素子１２の面上における変位量は透過光線の第１撮像素子１１の面上における変位量と比較して大きくなる。例えば、寸法１７ｍｍ立方のダイクロイックプリズム１０の位置姿勢の変化による透過光線および反射光線の第１撮像素子１１、第２撮像素子１２面上での変位量を図２に示す。透過光線では、ダイクロイックプリズム１０の位置シフトに対して光線の変位はなく、撮像光学系の光軸と垂直な軸を中心とする姿勢が変化した場合にのみ光線の変位が発生する。それに対して、反射光線では、ダイクロイックプリズム１０の反射面における位置および姿勢の変化によっても光線の変位は発生し、かつ、反射光線の変位量は、透過光線の変位量よりも数倍大きくなっている。
【００１５】
本実施形態での距離画像を取得する方法は、三角測量の原理によるパターン投影方式である。この方式において検出するパターン光強度のピーク座標にずれを生じた場合の計測誤差ΔＺは次式１で表される。ここで、δＸＣは第１撮像素子面上の座標系におけるパターン光強度のピーク座標の変位量[pixel]、θは輻輳角度で、距離画像用の第１照明部１の光軸と撮像光学系の光軸とがなす角度である。
ΔＺ＝δＸｃ×（物体面上での第１撮像素子の画素サイズ）／ｔａｎθ・・・（１）
一方、濃淡画像において検出するエッジ位置座標に対する計測誤差ΔＰ（ｘ，ｙ）は次式２のようになる。ここで、δＰＣ（ｘＣ、ｙＣ）は、第２撮像素子面上の座標系におけるエッジ検出の位置の変位量[pixel]である。
ΔＰ（ｘ，ｙ）＝δＰＣ（ｘＣ、ｙＣ）×（物体面上での第２撮像素子の画素サイズ）・・・（２）
式２に示されるように、エッジ位置の計測誤差は、単純に第２撮像素子面上の座標系における変位量に物体面上での撮像素子の画素サイズをかけたものから得られる。式１、式２を用いて、距離画像と濃淡画像における第１、第２撮像素子面上における光線の変位量に対する計測誤差の敏感度の比の輻輳角度θによる変化を図３に示す。例えば、第１照明部１と撮像部３との主点間距離である基線長が５０ｍｍ、被検物５までのワーキングディスタンスが２００ｍｍであるとする。この場合に、輻輳角度は１１°程度となり、同量の光線の変位に対する誤差の発生量は、距離画像のほうが４倍大きくなる。
【００１６】
パターン投影方式による距離画像の計測では、投影レンズ８のＮＡを絞って被写界深度をとることで計測範囲を確保する必要がある。このような条件下で、高精度な計測を行うために、光源６としては高輝度なＬＥＤ光源を用いることができる。ＬＥＤ光源は、赤色、緑色、青色の３原色が入手可能であるが、最も高輝度な波長は青色（４５０〜４７０ｎｍ）である。よって、距離画像用の光源として、青色ＬＥＤを使用し、ダイクロイックプリズム１０に青色波長の光を透過する光学特性を持たせる。そうすることで、プリズム１０の位置姿勢の変化のみならず、移動中の被検物５の計測等、十分な露光時間を確保できない状態でも精度を担保できる。
【００１７】
図７に、プリズム１０の位置や姿勢による計測誤差の敏感度と輻輳角度との関係を示す。図７中、実線は、プリズム１０を透過した光で距離画像計測を行い、プリズム１０で反射された光で濃淡画像計測を行う場合の関係を示す。点線は、プリズム１０で反射された光で距離画像計測を行い、プリズム１０を透過した光で濃淡画像計測を行う場合の関係を示す。本実施形態では、輻輳角度が小さい条件下では距離画像の光線変位に対する計測誤差の敏感度が濃淡画像よりも高い。しかし、光線の変位量が小さいダイクロイックプリズム１０の透過方向から距離画像を取得することで精度が担保できる。一方、濃淡画像をダイクロイックプリズム１０の反射方向から取得する場合、濃淡画像用の反射方向の光線の変位量は大きくなる。しかし、輻輳角度が小さい条件下では、濃淡画像の光線変位に対する計測誤差の敏感度が低いので、濃淡画像の計測精度を担保することが可能となる。
【００１８】
本実施形態では、輻輳角度を図７に基づいて３９°より小さい角度とし、第１撮像素子１１が、ダイクロイックプリズム１０を透過した第１光を受光し、ダイクロイックプリズム１０で反射された第２光を受光する。そうすれば、距離画像および濃淡画像の計測結果のどちらにも同程度の計測精度を担保することが可能となり、計測装置の計測精度を確保し得る。なお、本実施形態では、波長分割素子が、そこに入射した光を透過光と反射光とに分割する。しかし、波長分割素子が、例えば、そこに入射した光を、波長分割素子で１回も反射されることなく透過した光と、波長分割素子で透過することなく反射された光と、波長分離素子で透過され反射された光とに分割するものがある。そのような場合には、第１撮像素子１１が、波長分割素子１０で１回も反射されることなく透過した光を受光し、波長分割素子で少なくとも１回反射された光を受光する。
【００１９】
［第２実施形態］
第２実施形態の計測装置について、図５を用いて説明する。第２実施形態の計測装置は、距離画像用の第１照明部１、濃淡画像用の第２照明部２、撮像部３、処理部４を含む。第１実施形態と共通な部分の説明は省略する。
【００２０】
第２実施形態の計測装置は、波長分割素子として平行平板型のダイクロイックミラー１３を含む。第１実施形態のプリズム形状の波長分割素子に対して、第２実施形態では、平行平板型の波長分割素子とすることにより、波長分割素子自体の剛性が低下し反射光線の変位は大きくなる。平行平板型のダイクロイックミラー１３を用いると、透過光線が通過する媒質内の距離が短くなることから、透過光線の変位は小さくなる。したがって、特に、輻輳角度が小さく光線の変位に対する距離画像の誤差の敏感度が高い条件下において第２実施形態は有効である。また、第２実施形態は、プリズム型のものと比べて、安価であるという利点もある。
【００２１】
上述のように撮像素子面上における光線の変位が計測精度に寄与することは説明した。しかし、実際には光線の変位が発生しなくても第１撮像素子１１が光線に対して変位してしまうことも想定する必要がある。この対策として、図６に示すように、第１撮像素子１１を撮像光学系に対して固定して保持する保持部１４を用いる。筺体１５に第１撮像素子１１と撮像レンズ９とを独自に保持する場合に対し、撮像レンズ９と第１撮像素子１１との間の剛性を高められるため、第１撮像素子１１の相対位置の変位は小さくなる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１：第１照明部。２：第２照明部。３：撮像部。４：処理部。９：撮像レンズ。１０：ダイクロイックプリズム（波長分割素子）。１１：第１撮像素子。１２：第２撮像素子。１３：ダイクロイックミラー。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月3日(2018.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長のパターン光で物体を照明する第１照明部と、
前記第１波長とは異なる第２波長の光で前記物体を照明する第２照明部と、
前記第１照明部および前記第２照明部により照明された前記物体からの光のうち前記第１波長の光を透過させ、前記第２波長の光を反射させる波長分離素子を有し、前記波長分離素子で１回も反射されることなく前記波長分離素子を透過した前記第１波長の光により第１撮像素子に第１画像を形成すると共に前記波長分離素子で反射した前記第２波長の光により第２撮像素子に第２画像を形成する光学系と、
前記第１撮像素子に形成した前記第１画像の情報を処理することにより前記物体の三次元形状を示す情報を取得し、前記第２撮像素子に形成した前記第２画像の情報を処理することにより前記物体のエッジを示す情報を取得する処理部と、を有することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記第１照明部の光軸と前記光学系の光軸とのなす角度が、前記波長分離素子による計測誤差の敏感度により定まる角度より小さいことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記物体のエッジを示す情報には、前記物体の輪郭または稜線を示す情報が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記波長分離素子は、ダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記波長分離素子は、平行平板型のダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項６】
前記第１照明部は、青色ＬＥＤからの光を用いて前記第１波長のパターン光を形成し、前記波長分離素子は、４５０〜４７０ｎｍの波長の光を透過させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項７】
前記第１撮像素子と前記第２撮像素子とを前記光学系に対して固定して保持する保持部を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項８】
前記パターン光は、ドットパターンの光であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項９】
前記第２照明部は、前記第２波長の光で前記物体を均一に照明することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記物体の三次元形状を示す情報、および、前記物体のエッジを示す情報を処理することにより、前記物体の位置および姿勢を求めることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記処理部は、前記第１照明部及び前記第２照明部により前記物体を同時に照明したときに得られる前記第１画像の情報および前記第２画像の情報を処理することにより前記物体の三次元形状を示す情報と前記物体のエッジを示す情報とを取得することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記処理部は、前記物体と前記計測装置の相対位置が変化している際に得られる前記第１画像の情報および前記第２画像の情報を処理することにより、前記物体の三次元形状を示す情報、および、前記物体のエッジを示す情報を取得することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１３】
前記処理部は、前記物体の三次元形状を示す画像および前記物体のエッジを示す画像を前記物体のＣＡＤデータとモデルフィッティングすることにより前記物体の位置および姿勢を示す情報を取得することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１４】
物体の三次元形状を示す情報と、前記物体のエッジを示す情報を取得する取得方法であって、
第１波長のパターン光および前記第１波長とは異なる第２波長の光を前記物体に照射する工程と、
前記物体で反射された後に１回も反射されていない前記第１波長のパターン光が形成する第１画像と、前記物体で反射された後に反射した前記第２波長の光が形成する第２画像とを取得する工程と、
前記第１画像に基づいて前記物体の三次元形状を示す情報を取得し、前記第２画像に基づいて前記物体のエッジを示す情報を取得する工程と、を含むことを特徴とする取得方法。
【請求項１５】
物体の位置と姿勢の情報を取得する取得方法であって、
第１波長のパターン光および前記第１波長とは異なる第２波長の光を前記物体に照射する工程と、
前記物体で反射された後に１回も反射されていない前記第１波長のパターン光が形成する第１画像と、前記物体で反射された後に反射した前記第２波長の光が形成する第２画像とを取得する工程と、
前記第１画像に基づいて前記物体の三次元形状を示す情報を取得し、前記第２画像に基づいて前記物体のエッジを示す情報を取得する工程と、
前記物体の三次元形状を示す情報および前記物体のエッジを示す情報を処理することにより前記物体の位置と姿勢の情報を取得する工程と、を含むことを特徴とする取得方法。
【請求項１６】
前記物体の三次元形状を示す情報と前記物体のエッジを示す情報とを取得する工程では、前記第１画像および前記第２画像を取得する計測装置と前記物体との相対位置が変化している際に得られる前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記物体の三次元形状を示す情報と前記物体のエッジを示す情報とを取得することを特徴とする請求項１４または１５に記載の取得方法。
【請求項１７】
前記照射する工程は、前記第１波長のパターン光と前記第２波長の光を前記物体に同時に照射し、
前記物体の三次元形状を示す情報と前記物体のエッジを示す情報とを取得する工程では、前記第１波長のパターン光と前記第２波長の光を前記物体に同時に照射したときに得られる前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記物体の三次元形状を示す情報と前記物体のエッジを示す情報とを取得することを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の取得方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の１つの側面は、計測装置に係り、前記計測装置は、第１波長のパターン光で物体を照明する第１照明部と、前記第１波長とは異なる第２波長の光で前記物体を照明する第２照明部と、前記第１照明部および前記第２照明部により照明された前記物体からの光のうち前記第１波長の光を透過させ、前記第２波長の光を反射させる波長分離素子を有し、前記波長分離素子で１回も反射されることなく前記波長分離素子を透過した前記第１波長の光により第１撮像素子に第１画像を形成すると共に前記波長分離素子で反射した前記第２波長の光により第２撮像素子に第２画像を形成する光学系と、前記第１撮像素子に形成した前記第１画像の情報を処理することにより前記物体の三次元形状を示す情報を取得し、前記第２撮像素子に形成した前記第２画像の情報を処理することにより前記物体のエッジを示す情報を取得する処理部と、を有する。