JP2002517742A - 軸方向照明による形状の光電獲得方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 異なる波長を有し、軸照明方向（Ｙ）上の表面（Ｓ）の近くの異なる点で集束する光ビーム（１０）で表面（Ｓ）を照明し、表面（Ｓ）によって前記方向（Ｙ）に反射または後方散乱された光をスペクトル分析し、分析した光の波長および／またはスペクトル幅から表面（Ｓ）上の点の基準平面（Ｘ，Ｙ）に対する距離を決定することによって、表面の形状を光電的に獲得する方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、形状の光電獲得方法および装置に関する。

【０００２】 形状の光電獲得技法は当技術分野においていくつか知られている。 −ステレオビジョンは、少なくとも２つの異なる角度で捕獲した表面の画像を
比較することによってその表面の起伏を推定することから成る。この方法は、非
常に大規模なコンピューティング手段を必要とし、表面の両角度から同時に見る
ことができる部品に限定され、稜線の位置が不正確である。 −焦点を変化させたビデオ・カメラによる表面の観測。この技法では、表面の
画像のクリアな領域に距離（焦点距離）を関連付ける。このシステムは、非常に
大規模なコンピューティング手段を必要とし、測定時間が長く、空間解像度があ
まりよくない。 −発光体と表面および表面と受光体の間の距離を光パルスが伝わるのにかかる
時間の測定、または変調され表面に投射された照明と観測されたこの表面による
後方散乱光との間の移相の測定。これらの手段は点を獲得するものであり、走査
手段に関連付けられなければならず、これによって獲得速度は制限される。 −三角測量は、三角形の２角および１辺の長さが既知のときにその三角形の残
りの２辺の長さを決定する。三角測量の１つの応用は、構造化された光束を表面
に投射し、この表面による光束の変形をビデオ・カメラを使用して観測し、この
変形から表面上の点の基準面に対する距離を三角測量によって推定することから
なる。この技法は、三角測量の限界（照明手段とビデオ・カメラの間の距離を可
能な限り大きくとる必要があり、異なる照明方向および観測方向を必要とするこ
と）を包含し、その結果、複雑な表面領域を同時に照明し観測することができな
い。

【０００３】 本発明の目的は、光学手段によって３次元形状を獲得する技法であって、上記
の従来技術の技法の欠点を持たない新規の技法である。

【０００４】 本発明の他の目的は、光学手段によって３次元形状を獲得する技法であって、
正確さ、スピードおよび陰影領域なしに複雑な形状を観測する能力を結合した技
法である。

【０００５】 したがって本発明は、表面を照明する段階と、前記表面によって所与の方向に
反射または後方散乱された光を捕獲する段階と、前記光を分析する段階と、前記
表面上の点の基準平面に対する距離を推定する段階からなる、表面の形状の光電
獲得の方法であって、異なる波長を有し、軸照明方向上のこの方向に沿って分布
する異なる点で集束する複数の光ビームで前記表面を照明する段階と、少なくと
も１つの前記ビームによって照明された前記表面上の少なくとも１つの点によっ
て反射または後方散乱された光を捕獲する段階と、捕獲した光をスペクトル分析
する段階と、そのスペクトル組成から前記点の基準平面（Ｘ，Ｚ）に対する距離
を推定する段階からなることを特徴とする方法を提供する。

【０００６】 したがって本発明は、基準平面に対する点の距離を、その点によって反射また
は後方散乱された光のスペクトル幅および／または中心波長を決定することによ
って単純かつ迅速に決定する。

【０００７】 照明波長を、例えば２つの限界値の間で連続的に変化させることができる。代
わりに照明波長を不連続に変化させ、いくつかの所定の値をとるようにすること
ができる。

【０００８】 照明ビームは、軸照明方向上のこの方向に沿って分布した複数の点で波長順に
集束することが好ましい。

【０００９】 前記表面によって反射または後方散乱された光は、軸照明方向とほぼ一致した
方向に有利に捕獲される。本発明に基づく方法は、被観察表面の「陰影領域」に
よって限定されない。

【００１０】 照明ビームは、被照明表面の点要素または準点要素の距離を決定するため円形
の断面を有すること、または被照明表面と軸照明方向を通り平面光ビームの交線
に平行な平面との交点によって定義される被照明表面の輪郭の距離を決定するた
め、軸照明方向に実質的に垂直な平行線に沿って交差する複数の平面光ビームと
することができる。

【００１１】 本発明はさらに、表面を照明する手段と、前記表面によって所与の方向に反射
または後方散乱された光を捕獲する手段と、前記表面上の点の基準平面に対する
距離を決定する情報処理手段に関連付けられ、捕獲した前記光を分析する手段を
含む、表面の３次元形状を獲得する装置であって、 −照明手段が、異なる波長を有し、軸照明方向上のこの方向に沿って分布する
異なる点で集束する複数の光ビームを生成し、 −前記表面によって反射または後方散乱された光を分析する手段がスペクトル
分析手段を含み、 −情報処理手段が、分析した光のスペクトル組成から前記表面上の点の距離を
決定する ことを特徴とする装置を提供する。

【００１２】 前述の光ビームを形成するため、照明手段は、スリットまたは絞りによってプ
リズム、回折格子、ホログラフィック・レンズなどの分散部品に関連付けられた
特定のスペクトル幅の多色光源を含むこと、またはスペクトル幅が小さく異なる
中心波長を有する複数の光源を含むことができる。

【００１３】 スペクトル分析手段は、線状またはマトリックス配置の感光性センサに関連付
けられたプリズムなどのスペクトル分散部品を含む。

【００１４】 スペクトル分析手段は、３原色の光束を測定し比較する光検出器の３連線状ス
トリップを含む。

【００１５】 本発明の好ましい実施形態では照明手段のスペクトル分散部品が、波長の関数
として焦点距離が連続的に変化するクロマチック・レンズであって、使用可能な
被写界深度を増大させる対物レンズ、例えば無限焦点対物レンズに関連付けられ
たクロマチック・レンズである。この装置はさらに、前述のビームで表面を照明
し、この表面によって反射または後方散乱された光を捕獲する対物レンズを含み
、前記対物レンズが、前記光を通過させる円形のオリフィスまたはスリットを含
むマスクまたは絞りに関連付けられ、被照明表面の観測領域の境界を定め、さら
に、表面とマスクまたは絞りとの間の相対変位の制御手段を含む。

【００１６】 一般的に本発明は、比較的に小規模なコンピューティング手段および比較的に
安価な光学手段を使用して３次元形状を正確、迅速かつ完全に獲得する。

【００１７】 添付図面に関して例示的に示した以下の説明を読むことによって、本発明の理
解は深まり、本発明のその他の特徴、詳細および利点はより明白となろう。

【００１８】 図１を参照する。表面Ｓは、複数の光ビーム１０によって照明されている。光
ビーム１０は単色光であるかまたはスペクトル幅が小さく、異なる方向および異
なる波長を有し、表面Ｓ上またはその近くの共通の点Ｏで収束する。ビーム１０
の集束点は、固定された観測方向に沿った表面Ｓ上の点の距離を評価するための
基準点となる。

【００１９】 図示の例では、基準点がＹ軸に垂直なＸＺ平面上にある。Ｙ軸は観測方向であ
り、表面Ｓの平均照明方向と一致する。

【００２０】 ビーム１０は単色光であり、これらのビームの波長を中心波長を中心に連続的
に分布させることができる。中心波長は、Ｙ軸と整列した照明ビーム１０の波長
である。

【００２１】 表面Ｓの単位表面ｓが点Ｏの直近のＹ軸上にある場合、単位表面ｓは、全ての
ビーム１０によって照明され、それらのビームの全ての波長を反射または後方散
乱させる。したがってＹ方向に沿って捕獲される光は、ビーム１０の最短波長か
ら最長波長にわたるスペクトル幅を有する。このときのスペクトル幅が図２の曲
線１２に概略的に示されている。

【００２２】 表面Ｓの単位表面ｓが図１の破線で示すＹ軸上の位置にある場合、単位表面ｓ
は、全てのビーム１０によっては照明されず、そのうちのいくつかによって照明
され、単位表面による後方散乱光は図２の曲線１４によって示されるスペクトル
幅を有する。

【００２３】 表面Ｓの単位表面ｓが点Ｏからさらに離れたＹ軸上にある場合、単位表面ｓは
、Ｙ軸と整列したビーム１０のみによって照明され、後方散乱光は、図２の曲線
１６によって概略的に示すようにＹ軸と整列したビーム１０の波長λｉを中心と
した非常に狭いスペクトル幅を有する。

【００２４】 したがって単位表面による後方散乱光のスペクトル幅によって、照明ビームが
集束する点Ｏに対するＹ軸上のその単位表面の位置を決定することができる。

【００２５】 単位表面ｓの位置が、Ｙ軸上の点Ｏのどちら側にあるのかを確定できるように
、この方法では、点Ｏを検討中の表面Ｓの上方または下方に維持する必要がある
。

【００２６】 本発明はこの限界を、さまざまな照明ビーム１０がＹ軸上の異なる点で集束す
る図３に概略的に示した照明モードを使用することによって回避する。これらの
点は、Ｙ軸に沿って照明ビームの波長順に有利にずらされている。ただしこれら
の点を、この軸に沿って予め定めた任意の順番で配することもできる。

【００２７】 したがって、λｉがＹ軸と整列した照明ビームの波長を示すとした場合、表面
Ｓの単位表面ｓの点Ｏに対するＹ軸上での位置は、この単位表面による後方散乱
光の中心波長およびスペクトル幅によって図４に概略的に示すように決定される
。 −単位表面による後方散乱光が曲線１８によって概略的に示されるスペクトル
幅を有する場合、単位平面は点Ｏまたは点Ｏの直近にある。 −スペクトル幅が曲線２０のそれである場合、単位表面はＹ軸上で点Ｏの上方
（最短波長のビームが点Ｏの上方でＹ軸と交差するとき）にあり、点Ｏまでの距
離は曲線２０のスペクトル幅によって決定される。 −単位表面による後方散乱光のスペクトル幅が曲線２２に対応する場合、単位
表面はＹ軸上で点Ｏの下方にあり、後方散乱光のスペクトル幅が単位表面の点Ｏ
に対する距離を決定する。

【００２８】 実施において、さまざまなビームの交点をＹ軸に沿ってずらすことは、色収差
が補正されていないレンズを使用することによって非常に簡単に達成することが
できる。このクロマチック・レンズは、さまざまなビームをＹ軸に沿って分布し
た点間で波長順に集束させる。

【００２９】 他の実施形態では、点Ｏに対するＹ軸上での単位表面の距離を獲得する代わり
に、図５に概略的に示す照明モードを使用して、被観測表面ＳのＹＺ平面内の輪
郭を構成する点のＺ軸に対する距離を獲得する。

【００３０】 この実施形態では、異なる波長および異なる方向を有する平面光ビーム２４を
使用する。１つの平面ビーム（例えば中心照明波長を含む平面ビーム）はＹ軸お
よびＺ軸を通り、残りの平面ビームはＺ軸に平行で、Ｚ軸に平行な線２６に沿っ
て先の平面ビームと交差し、Ｙ軸に沿って照明波長順にずらされている。

【００３１】 被観測表面によって後方散乱されたＹＺ平面内の光を捕獲することによって、
単位表面のＹ軸上での位置に対応する距離の代わりに、被観測表面ＳとＹＺ平面
の交点に対応する点の輪郭を獲得することができる。この表面をＸ軸に沿って移
動させることによって、被観測表面の複数の輪郭を獲得し、ＸＹＺ空間内のその
表面の点の座標を極めて迅速にサンプリングすることができる。

【００３２】 図６は、本発明に基づく装置の好ましい実施形態を示す図である。この装置は
基本的に、対象３２の表面Ｓを照明する手段３０、この照明を表面Ｓ上に集束さ
せ、表面Ｓによる後方散乱光を捕獲し、分散部品および適当な光受容器３８を含
むスペクトル分析手段３６上に画像を形成する対物レンズ３４、ならびに適当な
インタフェースを介して光受容器３８を制御する情報を処理し、共通照明／光捕
獲軸Ｙに垂直な基準平面に対する表面Ｓ上の点の距離を供給する手段４０を含む
。

【００３３】 詳細には照明手段３０は、特定のスペクトル幅の光ビームを生成する光源４２
を含む。この光ビームは、絞りまたはスリット４４およびレンズ４６を通過し、
プリズム、回折格子、ホログラフィック・レンズなどのスペクトル分散部品４８
に到達する。

【００３４】 部品４８を出射したビームは、コリメータ・レンズ５０を通過し、ミラー５２
によって半反射プレート５４上に反射される。半反射プレート５４は対物レンズ
３４に関連付けられ、対物レンズ３４の前面レンズを介して表面ビームを表面Ｓ
に向かって偏向させる。

【００３５】 対象３２の表面ＳによってＹ軸方向に後方散乱された光は、対物レンズ３４に
よって捕獲され、オリフィスまたはスリットが開けられた絞り５６またはマスク
を介してスペクトル分析手段３６に送られる。絞り５６は、表面Ｓの単位表面ま
たは準点（ｑｕａｓｉ−ｐｏｉｎｔ）表面の画像あるいはその表面の輪郭の画像
をスペクトル分析手段３６上に形成させる。

【００３６】 照明手段３０の絞り４４が断面が実質的に円形の照明ビームを形成し、絞りま
たはマスク５６が光を通過させる円形のオリフィスを含む場合、スペクトル分析
手段３６の分散部品５８は、この光線をＸ軸の方向にそれらの波長の関数として
シフトさせる。Ｘ軸は、Ｙ軸に垂直でかつこの図の平面に含まれる軸である。光
受容器手段３８を、Ｘ軸に平行な線状光検出器ストリップとし、ストリップ中の
１つの光検出器の出力信号が特定の波長に対応するようにすることができる。光
検出器３８の出力信号は手段４０によって処理され、対象３２の表面Ｓの単位表
面による後方散乱光のスペクトル幅および中心波長を直接に供給し、したがって
情報処理手段４０に記憶される較正表を生成する装置の事前較正に照らしてＹ軸
に垂直な基準平面に対するその単位表面の距離を供給する。

【００３７】 表面Ｓを構成する全ての単位表面を観測するため、情報処理手段４０を使用し
て、表面Ｓおよび／あるいはマスクまたは絞り５６のＹ軸に垂直な平面内での相
対運動を指令することもできる。

【００３８】 上に説明した例では、光源４２が連続した光スペクトルを供給し、そのスペク
トル成分が分散部品４８によって連続的にシフトされ、これによって先に言及し
た光ビーム１０が形成され、これらの光ビームが対物レンズ３４の前面レンズに
よってＹ軸上の表面Ｓの近くに集束される。

【００３９】 代替として、異なる波長および異なる方向を有する必要な光ビームの数が比較
的に小さい場合には、多色光源４２およびスペクトル分散手段４８を、実質的に
単色光源であるかまたはスペクトル幅が小さく、異なる波長のビームを直接に供
給する複数の光源で置き換えることができる。

【００４０】 図５に概略的に示した照明モードを提供する実施形態では、絞り４４が、光を
通過させる図の平面に垂直で幅が狭いスリットを含み、絞りまたはマスク５６が
、光を通過させる図の平面に垂直で幅が狭いスリットを含む。

【００４１】 光受容器手段３８は、ＸおよびＺ軸にそれぞれ平行な行および列に配置された
光検出器のマトリックスを含む（Ｚ軸は図の平面に垂直である）。

【００４２】 この場合、スペクトル分析手段３６は、光検出器マトリックスに関連付けられ
たスリット・イメージング分光計とすることができる。

【００４３】 あるいは光検出器手段３８を、可視スペクトルの３原色中の光束を測定し比較
する（例えばＴＲＩＣＣＤ型の）３連線状ストリップとすることもできる。

【００４４】 手段３８が、光検出器マトリックスをＺＸ平面内に含む場合には、一組の光ス
ペクトルを同時に獲得することができ、これを手段４０によって処理すると表面
ＳとＹＺ平面の交点に対応する点の集合からなる輪郭が得られる。次いで表面Ｓ
を移動、例えばＸ軸に沿って並進運動させて表面Ｓを構成する一組の輪郭を獲得
すればよい。この輪郭の獲得は非常に高速に実施することができる。あるいは表
面Ｓの運動を、Ｙ軸またはＹＺ平面内の１軸を中心とした回転運動としてもよい
。装置に対する表面Ｓの位置がわかれば、座標変換によって、同じ座標系で獲得
したそれぞれの輪郭の点の座標を得ることができる。

【００４５】 予備段階で、照明の全スペクトル成分が混合された（分散していない）ビーム
で表面Ｓを照明することが望ましい。これを実施する単純な方法は、光源４２に
よって生成された光ビームを分散手段４８に通さないことである。この場合、表
面Ｓによる後方散乱光は先に説明したように捕獲されて光検出器３８に送られ、
光検出器３８の出力信号が、この測定を表面Ｓのスペクトル応答の変動（この表
面の色および色変動に起因する）および照明手段の長期変動に対して無感応にす
るために情報処理手段４０に記憶される基準信号を供給する。

【００４６】 形状既知の対象を運動させ、Ｙ軸に沿ったさまざまな点で得られた信号を記憶
することによって得た較正表によって、光受容器３８によって提供された波長お
よびスペクトル幅情報から対象の表面上の点の距離を決定することができる。

【００４７】 本発明の一実施形態では、照明手段３０が、集光ミラーとコンデンサの間に配
置され、入口スリット４４を介して回折格子４８、例えばフラット・フィールド
・ホログラフィック球面回折格子を照明するアーク・ランプまたはハロゲン・ラ
ンプを含む。

【００４８】 分析手段３６も、ＣＣＤ光受容器に関連付けられた同じタイプの回折格子を含
む。

【００４９】 対物レンズ３４は、手段３６によって供給されるスペクトルの画像および測定
空間内の回折格子４８の白色画像を形成する。これらの画像は同じ高さを有し、
測定空間の境界を定める。この実施形態は、３０ｍｍ程度の使用可能な被写界深
度で２０ｍｍ程度の長さを有する輪郭を測定する。標準的なＣＣＤカメラを用い
ると、輪郭は、約４０μｍの解像度でサンプリングされる。測定されたそれぞれ
の点の距離の正確さは１μｍ程度である。

【００５０】 図７に、装置の照明手段の好ましい実施形態を示す（分かりやすくするためミ
ラー５２および半透明プレート５４は省略されている）。この実施形態では、レ
ンズ４６が、波長とともに焦点距離が連続的に変化するクロマチック光学系また
はレンズであり、図６に示した分散部品４８が省かれる。マスクまたは絞り４４
のスリットを通過したさまざまな波長の照明光ビームは、図７に概略的に示すよ
うに照明軸上の異なる点で集束する。実線Ｂは青に対応する波長の集束を表し、
破線Ｒは赤に対応する波長の集束を表す。最長照明波長と最短照明波長の焦点間
の距離ｄは使用可能な被写界深度に対応する。

【００５１】 効果的にするためには、レンズ４６として概略的に示したクロマチック光学系
が大きな開口を有していなければならず、良好な単色イメージング品質を保持し
ていなければならない。実施に際してはこれが使用可能な被写界深度を制限する
ことがある。

【００５２】 本発明は次いで、光学系４６に倍率Ｇの光学系６０、例えば無限焦点光学系を
関連付ける。その効果は、被写界深度をＧ^２倍にすることにある（Ｇは例えば４
である）。光学系６０のレンズは、前述の表面Ｓ上の被照明領域の寸法に制限さ
れた小さな直径を有する。

【００５３】 無限焦点系６０は、図６の実施形態のレンズ５０および対物レンズ３４によっ
て形成することができる。

【００５４】 大きなスペクトル識別が必要な場合には、例えば光軸上のレンズ４６の後に照
明スリットと平行にマスク６２を有利に配置することができる。マスク６は中央
の光線をブロックし、表面Ｓの照明における過度の色混合を防ぐ。

【００５５】 本発明のこの好ましい実施形態では、クロマチック・レンズ４６の材料と分析
手段３６の分散部品５８の材料が同じスペクトル分離特性を有する場合、基準面
に対する表面Ｓ上の点の位置を決定するのには、その点で後方散乱された光の中
心波長が分かればよく、その光のスペクトル幅を測定する必要はない（中心波長
は光度が最大となる波長である）。中心波長は、光検出器３８の出力信号によっ
て直接に決定することができる。

【００５６】 そうでない場合にはこの分析を、後方散乱光の中心波長および幅の決定に基づ
いて実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の表面照明モードを示す図である。

【図２】 図１に示すように照明された表面によって反射または後方散乱された光のスペ
クトル幅の変化を、Ｙ軸に沿った距離の関数として示すグラフである。

【図３】 本発明に基づく表面照明モードを示す図である。

【図４】 図３に示すように照明された表面によって反射または後方散乱された光のスペ
クトル幅および中心波長の変化を、Ｙ軸に沿った距離の関数として概略的に示す
グラフである。

【図５】 本発明に基づく他の表面照明モードを示す図である。

【図６】 本発明に基づく装置の一実施形態を示す図である。

【図７】 図６に示した装置の照明手段の異なる実施形態を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA54 BB05 DD06 FF61 GG02 GG24 HH04 HH05 HH13 JJ02 JJ03 JJ09 JJ25 JJ26 LL00 LL04 LL10 LL12 LL28 LL30 LL42 LL46 LL67 NN20 PP11 QQ23

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面を照明する段階と、前記表面によって所与の方向に反射
   または後方散乱された光を捕獲する段階と、前記光を分析する段階と、前記表面
   上の点の基準平面に対する距離を推定する段階からなる、表面の形状の光電獲得
   の方法であって、異なる波長を有し、軸照明方向（Ｙ）上のこの方向に沿って分
   布する異なる点で集束する複数の光ビーム（１０）で前記表面（Ｓ）を照明する
   段階と、少なくとも１つの前記ビーム（１０）によって照明された前記表面上の
   少なくとも１つの点によって反射または後方散乱された光を捕獲する段階と、捕
   獲した光をスペクトル分析する段階と、そのスペクトル組成から前記点の基準平
   面（Ｘ，Ｚ）に対する距離を推定する段階からなることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記表面によって反射または後方散乱された光が、平均照明
   方向にほぼ一致し、基準平面（Ｘ，Ｚ）に実質的に垂直な方向（Ｙ）に沿って捕
   獲されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 捕獲した光のスペクトル幅および／または中心波長から基準
   平面に対する前記点の距離を推定する段階からなることを特徴とする、前記請求
   項のいずれか一項に記載の方法。
4. 【請求項４】 照明ビーム（１０）が、軸照明方向（Ｙ）上のこの方向に沿
   って分布する異なる点でビームの波長順に集束することを特徴とする、請求項１
   から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 【請求項５】 照明ビーム（１０）が、前記表面（Ｓ）の単位表面または準
   点表面の距離を決定するため円形の断面を有することを特徴とする、前記請求項
   のいずれか一項に記載の方法。
6. 【請求項６】 照明ビーム（２４）が、平均照明方向と前記平面光ビーム（
   ２４）の交線（２６）に平行な線とによって定義される平面内の前記表面（Ｓ）
   の輪郭の距離を決定するため、平均照明方向に実質的に垂直な平行線に沿って交
   差する平面光ビームであることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に
   記載の方法。
7. 【請求項７】 照明ビーム（１０）を混合して単一のビームとする段階と、
   前記単一ビームで前記表面（Ｓ）を照明する段階と、前記表面によって反射また
   は後方散乱された光を捕獲し、スペクトル分析する段階と、続いて表面の色およ
   び色変動の影響ならびに照明の長期変動の影響を排除するためにその結果を記憶
   する段階からなることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
8. 【請求項８】 表面（Ｓ）を照明する手段（３０）と、前記表面によって所
   与の方向（Ｙ）に反射または後方散乱された光を捕獲する手段（３４）と、基準
   平面に対する前記表面上の点の距離を決定する情報処理手段（４０）に関連付け
   られ、捕獲した前記光を分析する手段（３６、３８）を含む、表面の形状を光電
   的に獲得する装置であって、 −照明手段（３０）が、異なる波長を有し、軸照明方向上のこの方向に沿って
   分布する異なる点で集束する複数の光ビームを生成し、 −前記表面によって反射または後方散乱された光を分析する手段（３６）がス
   ペクトル分析手段を含み、 −情報処理手段（４０）が、分析した光のスペクトル組成から前記表面上の点
   の距離を決定する ことを特徴とする装置。
9. 【請求項９】 照明手段（３０）が、スリットまたは絞りを通してスペクト
   ル分散部品（４８）を照明する特定のスペクトル幅の多色光源（４２）を含むこ
   とを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 照明手段のスペクトル分散部品が、波長とともに焦点距離
    が連続的に変化するクロマチック・レンズ（４６）であることを特徴とする、請
    求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 クロマチック・レンズ（４６）が、最長照明波長と最短照
    明波長の間の使用可能な被写界深度を増大させる拡大光学系（６０）、例えば無
    限焦点系に関連付けられることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 中央の照明光線をブロックするために照明手段（３０）の
    光軸上、例えばクロマチック・レンズの後にマスク（６２）が配置される、こと
    を特徴とする、請求項９または１０に記載の装置。
13. 【請求項１３】 照明手段（３０）が、スペクトル幅が小さく異なる中心波
    長を有する複数の光源を含むことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
14. 【請求項１４】 スペクトル分析手段（３６）が、線状またはマトリックス
    配置の感光性センサ（３８）に関連付けられたプリズムなどのスペクトル分散部
    品（５８）を含むことを特徴とする、請求項８から１３のいずれか一項に記載の
    装置。
15. 【請求項１５】 スペクトル分析手段（３６）が、３原色の光束を測定し比
    較する光検出器の３連線状ストリップを含むことを特徴とする、請求項８から１
    ４のいずれか一項に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記ビームで表面（Ｓ）を照明し、この表面によって反射
    または後方散乱された光を捕獲する対物レンズ（３４）を含み、前記対物レンズ
    が、前記光を通過させる円形のオリフィスまたはスリットを含むマスクまたは絞
    り（５６）に関連付けられ、被照明表面（Ｓ）の観測領域の境界を定め、さらに
    、表面（Ｓ）とマスクまたは絞り（５６）との間の相対変位の制御手段を含むこ
    とを特徴とする、請求項８から１５のいずれか一項に記載の装置。