WO2022102302A1 - 形状測定システム - Google Patents

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WO2022102302A1
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light
unit
light source
measurement
reflected
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佳孝 宮谷
達治 芦谷
立太 岡元
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/701—Line sensors

Definitions

  • the present disclosure relates to a shape measurement system that three-dimensionally measures the shape of a measurement target.
  • Non-scanning type image pickup device called EVS (Event-based Vision Sensor)
  • EVS Event-based Vision Sensor
  • scanning type synchronous type image pickup device that performs imaging in synchronization with a synchronization signal such as a vertical synchronization signal.
  • the non-scanning type image pickup apparatus can detect as an event that the amount of change in the luminance of the pixel that photoelectrically converts the incident light exceeds a predetermined threshold value.
  • the optical cutting method is a method used for detecting shape abnormality of a measurement target (hereinafter referred to as “measurement object”), especially in an inspection process of a factory or the like.
  • measurement object a measurement target
  • the shape measurement using this light cutting method when a line-shaped light is irradiated from the light projecting portion to the measurement object and the reflected light from the measurement object based on the irradiation light is received by the non-scanning image pickup device.
  • the width and height of the object to be measured (object) are measured from the shape of the imaged cross section.
  • a shape measuring device using a light cutting method which is one of the uses of a non-scanning type image pickup device, receives reflected light from a measured object based on the irradiation light from the light projecting unit. Shape measurement is performed.
  • the imaged shape may differ from the original shape due to disturbance light, reflection of irradiation light from the light projecting portion, or the like, and correct shape measurement may not be possible.
  • the object of the present disclosure is to acquire accurate three-dimensional information even for a measured object having a large difference in unevenness on the measuring surface.
  • the scan mechanism is provided in the light source unit, and the light source unit includes a light source and a waveform control lens that controls the waveform of light from the light source.
  • the light receiving unit is an EVS (Event-based Vision Sensor), which is an asynchronous image sensor that captures a temporal change of the light receiving lens and the reflected light transmitted through the light receiving lens among the reflected light and outputs an event signal.
  • An event issuing unit that detects an event based on the output data from the EVS and outputs the event data, and a transmission unit that outputs the event data to the signal processing unit may be provided.
  • the light source unit is single.
  • the light receiving unit may include a first light receiving unit and a second light receiving unit that are installed at different positions from each other.
  • the light source unit includes a first light source unit and a second light source unit installed at different positions from each other.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the signal processing unit may include a control signal transmission unit that outputs a control signal to each of the scan mechanisms at time-division time intervals for each pixel sequence.
  • the light source unit includes a first light source unit including a first light source that emits light having a first wavelength, and a second light source unit that emits light having a second wavelength.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the EVS is composed of a two-division area divided into a first division area and a second division area for each pixel column, and also has a two-division area.
  • the first division region is the first wavelength of the light of the first wavelength and the reflected light of the second wavelength reflected by the measurement target among the measurement lights of two different wavelengths emitted from the light source. It is provided with a first filter having a first wavelength transmission characteristic that selectively transmits the reflected light of the above.
  • the second division region may include a second filter having a second wavelength transmission that selectively transmits the light of the second wavelength in the reflected light.
  • the light source unit includes a first light source unit provided with the first light source and a second light source unit provided with the second light source.
  • the first light source unit includes a first optical element that generates a first measurement light having a first polarizing surface from the emitted light of the first light source.
  • the second light source unit includes a second optical element that generates a second measurement light having a second polarization plane from the emitted light of the second light source.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the EVS is divided into a first division area and a second division area for each pixel sequence.
  • the first divided region has the first polarizing surface, which is reflected by the measurement target and incident on the light receiving portion of the two types of measurement light, the first measurement light and the second measurement light.
  • a first film that selectively transmits the first reflected light among the reflected light and the second reflected light having the second polarizing surface is provided.
  • the second divided region may include a second film that selectively transmits the second reflected light.
  • the light source unit is single, and the light source in the light source unit includes a dividing means for dividing the light from the light source into at least three types of wavelength bands.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the EVS is composed of a three-divided region divided into three divided regions from the first divided region to the third divided region in pixel row units. In the first division region, among the measurement lights of three different wavelength bands emitted from the light source, the first wavelength of the reflected light of the three types of wavelength bands reflected by the measurement target. It is equipped with a first filter having a wavelength transmission characteristic that selectively transmits the reflected light of the band.
  • the dividing means is composed of a prism that divides the white light from the light source into light of three types of wavelength bands, and also.
  • the light in the three types of wavelength bands may be light in the red wavelength band, light in the green wavelength band, and light in the blue wavelength band.
  • the EVS outputs an event signal by comparing the signal voltage based on the temporal change of the reflected light with the threshold voltage and determining that the voltage is smaller or larger than the threshold voltage. But it may be.
  • a plurality of independent optical data are captured for each shortest optical path via a plurality of optical paths. Therefore, the data from the normal reflected light (which travels in the shortest optical path) among the reflected light captured from each optical path has the same value as long as it is the normal reflected light reflected at the same reflection point regardless of which optical path is followed. be. That is, with respect to the physical shape (for example, height) of the measured object at the same point, the obtained shape (for example, height) is uniquely (uniquely) determined (the shape at the same position is only one). Is).
  • the height value at the same point does not differ even if the reflected light passes through any shortest optical path (root) as long as it is a normal reflected light. Therefore, if you find a pair of the same data values that should always exist, the data is obtained from the normal reflected light, so it is certain and accurate which data is the true data regarding the measurement surface. Can be detected. That is, even if unnecessary secondary reflected light in the reflected light reflected / scattered on the measurement surface of the measured object enters the light receiving portion, it is possible to suppress the occurrence of erroneous distance measurement due to the data related to the secondary reflected light.
  • the EVS Event-based Vision Sensor
  • the light receiving element is used as the light receiving element, so that the light receiving element is fast and accurate. Shape measurement can be realized.
  • Third configuration example Multiple light sources + single light receiving unit (wavelength division control) 2-4.
  • Fourth configuration example Multiple light sources + single light receiving unit (polarization switching control) 2-5.
  • Fifth configuration example Single light source + single light receiving unit (spectral with prism) 3. 3. Configuration that can be taken by this disclosure
  • FIG. 1 shows a schematic diagram showing a shape measurement system according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a block diagram showing a schematic configuration of the shape measurement system of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram showing a shape measurement system according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a block diagram showing a schematic configuration of the shape measurement system of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram showing a shape measurement system according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a block diagram showing a schematic configuration of the shape measurement system of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram showing a shape measurement system according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a block diagram showing a schematic configuration of the shape measurement system of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram showing a shape measurement system according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 shows a block diagram showing a schematic configuration of the shape measurement system of the present disclosure.
  • FIG. 1 shows
  • the shape measuring system 1 of the present disclosure is roughly configured as a stage 2, a shape measuring device 10 for three-dimensionally measuring a measuring surface 100A of a measuring object 100 mounted on the stage 2 in a stationary state, and the shape measuring device.
  • a moving mechanism 3 that constitutes a scanning mechanism that intermittently moves the 10 in the Y direction
  • a control unit 4 that controls the moving mechanism 3
  • a signal processing unit that performs signal processing in the shape measuring device 10 (hereinafter, “signal”). It is provided with a processing unit (called) 13.
  • the shape measuring device 10 of the present embodiment includes a light source unit 11 and a light receiving unit 12, and is housed inside the head H.
  • a non-scanning type (hereinafter referred to as "asynchronous type") imaging method called EVS (Event-based Vision Sensor) is used. Details of this will be described later.
  • EVS Event-based Vision Sensor
  • the shape measurement operation is continuously performed sequentially from the left side object to the right side object 100 for the plurality of measurement objects 100 shown in FIG.
  • the moving mechanism 3 is provided for this purpose, of course, the moving mechanism 3 is not necessary when the shape is measured only for a single measurement object 100.
  • the stage 2 of the present embodiment is a rectangular flat plate having a rectangular shape in a plan view, and is aligned so that the two vertical and horizontal sides coincide with each other in the X direction and the Y direction.
  • the stage 2 of the present embodiment is placed on a base or the like (not shown).
  • the moving mechanism 3 intermittently moves the head H accommodating the shape measuring device 10 in the Y direction at high speed in accordance with the measurement of the measured object 100 under the control of the moving control unit 42 described later. Let me. As a result, the measurement of each measurement object 100 is sequentially performed.
  • a robot may be used.
  • a rack and pinion, a ball screw, an endless belt, a wire, or any other appropriate means may be used.
  • the moving mechanism 3 of the present embodiment is configured to intermittently move the head H in the Y direction, but the present disclosure is not particularly limited to this. That is, instead of the head H, either the stage 2 or the base may move. Further, the moving mechanism of the present disclosure may be such that the light source portion side inside the head H is moved or only the light source inside the light source portion is moved, as in the second embodiment, for example.
  • the signal processing unit 13 acquires the three-dimensional shape of the measured object 100 by performing predetermined signal processing at high speed based on the "event data" obtained by the light receiving unit 12 of the shape measuring device 10.
  • the signal processing unit 13 of the present embodiment includes a control signal transmission unit 131, an unnecessary signal removal unit 132, a three-dimensional shape calculation unit (hereinafter referred to as “3D calculation unit”) 133, and the signal processing unit 13. It is provided with a memory 134. The details of each of the above elements including "event data" will be described later. It was
  • an asynchronous image pickup device called EVS is used, and by using this EVS, it is possible to measure the shape at a high speed in time unlike the conventional sensor. , Etc. can be obtained.
  • FIG. 3 shows a first aspect (hereinafter referred to as “first configuration example”) of the second embodiment according to the present disclosure. That is, FIG. 3 shows the configuration of the shape measuring device 10A according to the first configuration example, particularly the light source unit 11, the light receiving unit 12, and the signal processing unit 13 provided in the shape measuring device 10A.
  • first configuration example the configuration of the shape measuring device 10A according to the first configuration example, particularly the light source unit 11, the light receiving unit 12, and the signal processing unit 13 provided in the shape measuring device 10A.
  • the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals to avoid duplicate explanations.
  • the shape measuring device 10A of the present disclosure may have the same configuration as that used in the shape measuring system 1 of the first embodiment described above, or may have a different configuration.
  • the shape measuring device 10A of the first configuration example is composed of a type including a single light source unit 11 and a plurality of light receiving units 12.
  • the shape measuring device 10A of this configuration example includes a single light source unit 11, two light receiving units 12 including a first light receiving unit 12A and a second light receiving unit 12B, and a signal processing unit. 13 is stored in the head H.
  • the head H of the present disclosure may accommodate only the light source unit 11 and the light receiving unit 12, and the signal processing unit 13 may be separately installed to exchange data by using wireless communication, infrared communication, or the like. good.
  • the two light receiving units 12 of the first light receiving unit 12A and the second light receiving unit 12B are separated from each other as far as possible.
  • the shape measuring device 10A of the first configuration example can be installed at positions opposite to each other in the lateral (Y) direction with the light source unit 11 as the center, but it is not particularly symmetrically arranged with the light source unit 11 as the center. You may.
  • the light source unit 11 (hereinafter referred to as “light source unit 11A”) of this configuration example is composed of a single light source unit 11A, and specifically, as shown in FIG. 3, the light source unit 111A and the light source unit 11A. , A waveform control lens 112, and a scanning mechanism 113.
  • the light source 111A among the elements of the light source unit 11A will be described by omitting "A".
  • a semiconductor laser (hereinafter referred to as "semiconductor laser 111") can be used as the light source 111.
  • the semiconductor laser 111 of the present embodiment can continuously oscillate, for example, a laser beam having a blue wavelength ( ⁇ b). This blue light is used as the measurement light in the shape measuring means of the measuring object 100 of the first configuration example.
  • the laser light used in the light source unit of the present disclosure is not particularly limited to this blue light.
  • the light source of this configuration example it is preferable that the light source emits high-luminance light and at the same time has a certain degree of directivity. Further, the illumination light to be used does not have to be coherent like laser light, but it is preferable that the illumination light has less chromatic aberration and other aberrations.
  • an edge emission type Edge Emitting Laser: EEL
  • VCSL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • a waveform forming lens (hereinafter referred to as “corrugation forming lens”) is used for the waveform control lens 112.
  • This corrugated lens is an optical element for processing the emitted laser beam into a slit shape.
  • a cylindrical lens hereinafter, this is referred to as “cylindrical lens 112”.
  • the waveform shape of the blue laser light oscillated and emitted from the semiconductor laser 111 in the form of a beam is directed toward the thin and wide rectangular (belt-shaped) light in the traveling direction, or toward the traveling direction.
  • Waveform shaping is performed on light forming a thin fan shape (hereinafter, these are referred to as "line slit light” or simply “slit light”).
  • the line slit light of this configuration example covers the entire row of pixels (column: COLUMN) having a narrow vertical length along the depth (X) direction of the measurement object 100, and the slit light as shown in FIG. 1 is simultaneously generated in time. Be irradiated.
  • the scanning mechanism 113 sends out a laser beam whose waveform is formed in a slit shape by the cylindrical lens 112 in the Y (row: ROW) direction with the passage of time, and performs a sweep scan. In this way, the scan mechanism 113 can three-dimensionally measure the shape of the entire surface of the measurement surface 100A of the object to be measured 100 by sequentially transmitting the laser beam in the Y direction.
  • the configuration example of the present disclosure is a type in which the stationary measured object 100 is scanned and scanned on the shape measuring device 10A side to measure the three-dimensional shape of the measured object 100.
  • a type may be used in which the shape measuring device 10A side is allowed to stand still and the measured object 100 side is moved / scanned by an appropriate transport means to perform measurement.
  • the shape is measured in a pitch-black environment by dropping the illumination light.
  • it is necessary to consider mounting an optical filter of the same wavelength band in front of the image pickup element of the image pickup device 122.
  • the light receiving unit 12 of this configuration example includes a light receiving lens 121, an image pickup device 122, an event issuing unit 123, and a transmitting unit 124, respectively.
  • the light receiving unit 12 will be described as a “light receiving function unit” in the front stage portion and a “detection function unit” in the rear stage portion for convenience.
  • the first light receiving unit 12A includes a first light receiving lens 121A, a first imaging device 122A, a first event issuing unit 123A, and a first transmitting unit 124A. I have.
  • the second light receiving unit 12B specifically includes a second light receiving lens 121B, a second image pickup device 122B, a second event issuing unit 123B, and a second transmitting unit 124B.
  • a second light receiving lens 121B specifically includes a second image pickup device 122B, a second event issuing unit 123B, and a second transmitting unit 124B.
  • the light receiving function unit which is the front stage portion, receives the reflected light (scattered light) on the measurement surface 100A of the line slit light projected from the light source unit 11A.
  • the light receiving function unit of the present embodiment may include a light receiving lens 121 and an image pickup unit 21 described later, which includes an optical element including an image pickup device 122 and various circuits.
  • the light receiving function unit acquires the luminance (change) data related to the shape of the measurement object 100, which is the measurement of the measurement object 100 in pixel row units.
  • an information signal such as the outer shape and the position information associated with the outer shape, that is, a signal for detecting event data described later is output to the detection function unit of the subsequent stage portion.
  • the imaging unit 21 will be described in detail later.
  • the light receiving lens 121 forms an image of the incident line slit light on the image pickup device 122.
  • the light receiving lens of the present disclosure simply forms an image of reflected light on the image pickup apparatus 122.
  • the image pickup apparatus 122 uses the above-mentioned EVS (Event-based Vision Sensor) as a sensor of a method different from the conventional one.
  • This EVS is composed of an asynchronous image pickup device, and pixels for photoelectric conversion of light reflected and incident by the measurement object 100 are two-dimensionally arranged in a matrix.
  • a plurality of pixel circuits are arranged in a two-dimensional grid pattern.
  • a set of pixel circuits arranged in the depth (X) direction is referred to as a “row”, and a set of pixel circuits arranged in the horizontal (Y) direction orthogonal to this row is referred to as a “column”.
  • a photoelectric conversion signal is taken into each pixel based on the reflected light ⁇ 1 and ⁇ 2 received according to the image information for each pixel row (column).
  • the input data is output to the event issuing unit 123.
  • the detection function unit performs signal processing. As a result, the signal from the incident light is captured as an event. Since EVS outputs only the pixel information in which the brightness changes for each pixel in pixel units, it is possible to stably output signals without being affected by the color and reflectance of the object to be measured and ambient light. can.
  • the detection function unit may include an event issuing unit 123 and a transmitting unit 124.
  • the event issuing unit 123 of the present embodiment detects the position of the event from the synchronization signal input at that time t. This position detection will be described later with reference to FIGS. 5 to 8. Further, the event issuing unit 123 detects the change in luminance for each received pixel address as an “address event” in real time. When the event issuing unit 123 detects an address event, it compares the brightness with the immediately preceding address event. As a result, data including position information (coordinate data) indicating the coordinate position of the event is detected and captured as an "event” when the amount of change in brightness set in advance exceeds a predetermined threshold (this is referred to as "event data"). Is output to the transmission unit 124. In addition to the location information, the event data can include time information representing the relative time when the event occurred. It may also include gradation information representing the signal level.
  • the transmission unit 124 outputs the event data for three-dimensional restoration output from the event generation unit 123 to the unnecessary signal removal unit 132 described later on the signal processing unit 13 side.
  • the signal processing unit 13 of the present embodiment detects and stores the three-dimensional data of the measurement object 100 at high speed based on the data obtained from the light receiving unit 12.
  • the signal processing unit 13 includes a control signal transmission unit 131, an unnecessary signal removal unit 132, a 3D calculation unit 133, a memory 134, and the like.
  • the control signal transmission unit 131 outputs a control signal for starting the light source 111 and the scan mechanism 113 together with the start of the shape measurement operation of the measurement object 100 (time t 0 ). That is, the sweep scanning operation in the lateral (Y) direction of the object to be measured 100 is also started in synchronization with the laser oscillation operation at the start of shape measurement. Further, in order to drive the event issuing unit 123 in synchronization with the laser oscillation operation of the light source 111 and the sweeping operation of the scanning mechanism 113, the control signal transmitting unit 131 transmits a synchronization signal to the event issuing unit 123 of the light receiving units 12A and 12B. Output.
  • the event issuing unit 123 can input the luminance signal via the EVS 122 and at the same time associate the synchronization signal with the event data. As a result, shape measurement data for all pixels on the entire surface of the object to be measured 100 is generated.
  • the shapes of a plurality of measured objects are formed one after another by the intermittent operation of the moving mechanism 3 that moves the shape measuring device 10A in the Y direction. Measurements can be made (this is called “multiple object measurement”).
  • the shape of one measurement object is formed multiple times by performing the same control with respect to the sweep scanning operation of one course so far. The measurement operation can be performed repeatedly and continuously in time (this is referred to as "single object measurement”). As a result, in the single object measurement, the change with time of the measured object 100 can be detected at minute time intervals.
  • the type of "single object measurement” is adopted, which is convenient in the case where the shape changes from moment to moment.
  • “measurement of a plurality of objects” may be adopted for the configuration examples after the first configuration example.
  • the unnecessary signal removing unit 132 may refer to multipath reflected light (this is referred to as “secondary reflected light”” that leads to a measurement error that occurs when the laser light from the light source 111 is incident on the measurement surface 100A. ) Is removed.
  • Multipath reflected light is light that is incident from a path that is not intended for measurement, and is mainly generated by multiple reflections of various objects in the outside world.
  • the unnecessary signal removing unit 132 in this configuration example is an incident angle of scattered light (which becomes “normally reflected light” described later) that is particularly required among the slit light from the light source unit 11A incident on the image pickup apparatus 122. The unnecessary signal generated by the secondary reflected light incident at an incident angle different from (reference angle) is removed.
  • the coordinates (X, Y, Z) of each pixel corresponding to the specified arbitrary point on the surface of the object to be measured 100 are uniquely determined. .. That is, in the light receiving unit 12, the incident angle of the reflected light from the light source 111 toward the measurement object 100 is a constant specific value (normal incident angle).
  • the reflected light (this is called “normally reflected light") when the light incident at this normal incident angle (this is sometimes called “normally incident light”) is reflected by the measuring object 100 and enters the image pickup apparatus 122. If the incident angle of) is the same height as the immediately preceding point, the incident angle at that point is also the same.
  • the secondary reflected light may erroneously enter the light receiving unit 12 at an incident angle different from the normal incident angle.
  • the unnecessary signal removing unit 132 is an electric signal to be generated from the light receiving intensity or the light receiving amount when incident at the original normal incident angle (hereinafter, this is referred to as "normal electric signal”), that is, a unique optical current.
  • An electric signal other than this normal electric signal hereinafter, this is referred to as an "unnecessary signal" different from the value or the photovoltaic value is removed.
  • the memory 134 is obtained by being processed by a required circuit based on data regarding the three-dimensional shape of the measurement surface 100A of the measurement object 100 sequentially captured by the shape measuring device 10A, particularly height information (or thickness information). Shape information related to the three-dimensional shape, which is event data for each pixel of the measurement object 100, is stored and stored.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the imaging unit 21.
  • the image pickup unit 21 uses an asynchronous image pickup device called EVS, and has a pixel array unit 211, a drive unit 212, an arbiter unit 213, a column processing unit 214, and an image pickup unit 21.
  • a signal processing unit 215 is provided.
  • Pixel array unit In the image pickup unit 21 having the above configuration, a plurality of pixels 210 are two-dimensionally arranged in a matrix (array shape) in the pixel array unit 211.
  • a vertical signal line VSL which will be described later, is wired for each pixel row (column) with respect to this matrix-shaped pixel array.
  • Drive unit 212 drives each of the plurality of pixels 210 to output the pixel signal generated by each pixel 210 to the column processing unit 214.
  • Arbiter unit 213 arbitrates the requests from each of the plurality of pixels 210, and transmits a response based on the arbitration result to the pixels 210.
  • the pixel 210 supplies event data (address event detection signal) indicating the detection result to the drive unit 212 and the signal processing unit 215.
  • event data address event detection signal
  • the column processing unit 214 is composed of, for example, an analog-digital converter, and converts an analog pixel signal output from the pixel 210 of the pixel array unit 211 into a digital signal for each pixel array of the pixel array unit 211. Perform processing and so on. Then, the column processing unit 214 supplies the digital signal after the analog-to-digital conversion to the signal processing unit 215.
  • Signal processing unit 215 executes predetermined signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) processing and image recognition processing on the digital signal supplied from the column processing unit 214. Then, the signal processing unit 215 outputs the data indicating the processing result and the event data supplied from the arbiter unit 213 via the signal line 216.
  • predetermined signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) processing and image recognition processing
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the pixel array unit 211.
  • each of the plurality of pixels 210 has a photoelectric conversion unit 51, a pixel signal generation unit 52, and an address event detection unit 53. It has become.
  • Photoelectric conversion unit 51 Photoelectrically converts the incident light to generate a photocurrent. Then, the photoelectric conversion unit 51 supplies the photocurrent generated by photoelectric conversion to either the pixel signal generation unit 52 or the address event detection unit 53 under the control of the drive unit 212 (see FIG. 5).
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the pixel 210. As described above, each of the plurality of pixels 210 has a photoelectric conversion unit 51, a pixel signal generation unit 52, and an address event detection unit 53.
  • the photoelectric conversion unit 51 has a photoelectric conversion element (light receiving element) 511, a transfer transistor 512, and an OFG (Over Flow Gate) transistor 513.
  • a photoelectric conversion element light receiving element
  • a transfer transistor 512 for example, an N-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor can be used.
  • the transfer transistor 512 and the OFG transistor 513 are connected in series with each other.
  • Photoelectric converter The photoelectric conversion element 511 is connected between the common connection node N1 of the transfer transistor 512 and the OFG transistor 513 and the ground, and photoelectrically converts the incident light into the amount of incident light. Generates a corresponding amount of charge.
  • Transfer transistor A transfer signal TRG is supplied to the gate electrode of the transfer transistor 512 from the drive unit 212 shown in FIG.
  • the transfer transistor 512 supplies the charge charged photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 511 to the pixel signal generation unit 52.
  • a control signal OFG is supplied from the drive unit 212 to the gate electrode of the OFG transistor 513.
  • the OFG transistor 513 supplies the electric signal generated by the photoelectric conversion element 511 to the address event detection unit 53 in response to the control signal OFG.
  • the electric signal supplied to the address event detection unit 53 is a photocurrent composed of electric charges.
  • the pixel signal generation unit 52 is supplied with the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 511 from the photoelectric conversion unit 51 by the transfer transistor 512.
  • the electric charge supplied from the photoelectric conversion unit 51 is accumulated in the floating diffusion layer 524.
  • the floating diffusion layer 524 generates a voltage signal having a voltage value according to the amount of accumulated charge. That is, the floating diffusion layer 524 converts the charge into a voltage.
  • Reset transistor 521 is connected between the power supply line of the power supply voltage VDD and the floating diffusion layer 524.
  • a reset signal RST is supplied from the drive unit 212 to the gate electrode of the reset transistor 521.
  • the reset transistor 521 initializes (reset) the charge amount of the floating diffusion layer 524 in response to the reset signal RST.
  • the amplification transistor 522 is connected in series with the selection transistor 523 between the power supply line of the power supply voltage VDD and the vertical signal line VSL.
  • the amplification transistor 522 amplifies the charge-voltage-converted voltage signal in the stray diffusion layer 524.
  • a selection signal SEL is supplied from the drive unit 212 to the gate electrode of the selection transistor 523.
  • the selection transistor 523 outputs the voltage signal amplified by the amplification transistor 522 as a pixel signal SIG to the column processing unit 214 (see FIG. 5) via the vertical signal line VSL.
  • the drive unit 212 is a photoelectric conversion unit when an instruction to start detection of an address event is instructed by a light receiving control unit (not shown).
  • a light receiving control unit not shown.
  • the drive unit 212 turns off the OFG transistor 513 of the pixel 210 and supplies the photocurrent to the address event detection unit 53. To stop.
  • the drive unit 212 drives the transfer transistor 512 by supplying the transfer signal TRG to the transfer transistor 512, and transfers the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 511 to the floating diffusion layer 524.
  • the imaging unit 21 having the pixel array unit 211 in which the pixels 210 having the above configuration are two-dimensionally arranged outputs only the pixel signal of the pixel 210 in which the occurrence of the event is detected to the column processing unit 214. ..
  • the power consumption of the image pickup unit 21, and thus the image pickup device 122, and the processing amount of image processing can be reduced as compared with the case where the pixel signals of all pixels are output regardless of the occurrence of an event. can.
  • the current-voltage conversion unit 531 converts the photocurrent from the photoelectric conversion unit 51 of the pixel 210 into a logarithmic voltage signal thereof.
  • the current-voltage conversion unit 531 supplies the converted voltage signal to the buffer 532.
  • the buffer 532 buffers the voltage signal supplied from the current-voltage conversion unit 531 and supplies it to the subtractor 533.
  • Transfer unit 535 transfers the detection signal (event data) of the address event supplied from the quantizer 534 to the arbiter unit 213 and the like.
  • the transfer unit 535 supplies the arbiter unit 213 with a request for transmitting an address event detection signal. Then, when the transfer unit 535 receives the response to the request from the arbiter unit 213, the transfer unit 535 supplies the detection signal of the address event to the drive unit 212 and the signal processing unit 215.
  • the shape measurement principle of the shape measurement device 10A of the first configuration example according to the shape measurement system of the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the three-dimensional shape of the measurement object 100 is formed by using a single light source unit 11A and two light receiving units 12 (that is, light receiving units 12A and 12B). Will be detected.
  • LD semiconductor laser
  • the secondary wave (secondary reflected light) is incident on the EVS1 and EVS2 (hereinafter, these may be referred to as “EVS1 and 2”) which are the image pickup apparatus 122. It may lead to measurement (distance measurement) error. Therefore, from the data obtained by measuring at each EVS 1 and 2 at each time t, the distance to the measurement surface 100A at each EVS 1 and 2 is calculated using a predetermined calculation formula described later, and both are used. The data with the same shape obtained in EVS1 and 2 of EVS1 and 2 are used as data from the normal reflected light, and the cross-sectional shape of the measurement object 100 is calculated from this normal reflected light by the following calculation formula and captured as a three-dimensional shape. be able to. This will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 11 shows an optical path of a laser beam oscillating from an LD, which is a light source 111 emitted from a light source 122. Since the laser beam is coherent light, for the sake of clarity, specific in-phase (wavefront) portions on the optical path of the laser beam are sequentially indicated by thick black circles and inclined broken lines. Further, in order to clarify the height from the stage 2, the contour lines are shown by broken lines.
  • the measurement light used in the present configuration example of the present disclosure may be, of course, incoherent light because it is not necessary to use and detect, for example, a phase change.
  • the desired height H ⁇ y / tan ⁇ , that is, the equation (3) is derived. Therefore, the three-dimensional coordinates (X0, Ya, Za) of the point C including the data about the thickness direction of the measurement surface 100A can be obtained by the equations (1) to (3).
  • normal reflected light excluding secondary reflected light from differences in phase difference and polarization plane is discriminated and extracted to generate a three-dimensional shape. It may be a configuration or the like. A configuration example using a polarizing surface will be described in detail later.
  • the plane wave (which may be a spherical wave) reaching the measurement surface 100A of the measurement object 100 causes a deviation in the transmission time t of the plane wave to the light receiving portion depending on the height position of the measurement surface 100A (at the same time, due to a phase difference or the like). It causes a gap).
  • the ranging error ⁇ y included in the above-mentioned arithmetic expressions (2) and (3) is generated.
  • the height H of the measured object can be calculated from this time t and the distance measuring error ⁇ y.
  • a time difference may be caused in the strength E of the electric field reaching the image pickup apparatus 122, the amount of accumulated charge, and the like.
  • the height of the object to be measured 100 may be measured by using the difference in brightness of each pixel, the difference in the amount of accumulated charges, and the like.
  • the EVS 1 and 2 which are the two image pickup devices 122A and 122B, receive the normal reflected light (scattered light), so that the shape change is small as well as the shape (unevenness).
  • a detection signal giving the same shape (height H) is output from both EVS 1 and 2 even from a point where the change is large.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the output distribution of event data of each pixel at a certain time t1. In this figure, it can be judged that the output state of the event data is completely different between the left half area and the right half area.
  • two image pickup devices 122 are used.
  • the height of the convex portion at the destination obtained from both EVSs 1 and 2 is high. (Or the depth of the recess) should be uniquely determined. That is, it is physically impossible for the height H at the same point to have a plurality of values.
  • the event data at the same point obtained from both EVSs 1 and 2 should be the same, and the reflected light giving a unique input signal value in both EVSs 1 and 2 is the normal reflected light.
  • the above-mentioned calculation formula is used to perform the calculation based on the data from the normally reflected light. As a result, it is possible to measure the shape with high accuracy even at a point where the difference in unevenness is large. Moreover, since EVS is used for the image pickup devices 122A and 122B, it is possible to capture three-dimensional images at high speed.
  • the measurement light that follows the shortest optical path is used as the measurement light from the light source 111 in the light source unit 11A toward the measurement object 100, and the measurement light is used at each time of the measurement object 100.
  • the measured light directed to the light receiving unit 12 after being scattered / reflected at a specific position of the measurement surface 100A, which is the measurement point of the above, is the reflected light reflected / scattered at the same point (same position) and follows the shortest optical path different from each other. It is configured so that two measurement lights (normally reflected light) can be used.
  • the reflected light can be used to accurately measure the shape of the measurement surface of the object to be measured 100. In particular, even if deep irregularities are formed in the shape, it can be calculated with high accuracy by the above-mentioned calculation formulas (1) to (3).
  • Second configuration example the shape measuring device 10B of the second aspect (hereinafter referred to as “second configuration example”) according to the shape measuring system of the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 13 and 14. do.
  • the same parts as those in the first configuration example are designated by the same reference numerals to avoid duplicate explanations.
  • This configuration example differs from the first configuration example above in that the light source unit 11 uses two light source units 11B and the second light source unit 11C, and the light source unit 12 is simply. It is a point that one thing (hereinafter referred to as a light source unit 12C) is used. It is preferable that the two light source units, the first light source unit 11B and the second light source unit 11C, are installed apart from each other. For example, it can be installed at positions opposite to each other in the lateral (Y) direction with the light receiving unit 12 as the center. In particular, it is not necessary to have a symmetrical arrangement centered on the light receiving portion 12. Further, in this configuration example, the control of the control signal transmission unit 131 of the signal processing unit 13 is also different.
  • a first semiconductor laser (LD1) 111B that continuously oscillates a blue laser light having a blue wavelength ( ⁇ b) can be used as a light source.
  • the second semiconductor laser (LD2) 111C having the same wavelength ( ⁇ b) as that of the first semiconductor laser (LD1) 111B can be used as the light source.
  • the first semiconductor laser (LD1) 111B is driven and oscillated in a time-division manner with the second semiconductor laser (LD2) 111C by a control signal from the control signal transmission unit 131. Can be done.
  • the cylindrical lens 112 and the scanning mechanism 113 can each have the same configuration as that of the first configuration example.
  • each of the light source units 11B and 11C of this configuration example a sweep scan is sequentially performed with respect to the measured object 100 in the lateral (Y) direction.
  • slit light is sequentially projected to the entire width in the depth (X) direction for each pixel row (column) at time intervals divided into two.
  • each slit light is projected from the first light source unit 11B at a time interval ⁇ t in each pixel row (column).
  • a blue laser light of a specific wavelength ( ⁇ b) is irradiated at ⁇ t / 2 seconds.
  • the second light source unit 11C continuously irradiates a blue laser beam having the same wavelength ( ⁇ b) at ⁇ t / 2 seconds. These blue laser beams are projected onto the measurement object 100 from light sources 111B and 111C having different arrangements, respectively.
  • the unnecessary signal removing unit 132 removes the electric signal for the secondary reflected light from the electric signal output to the signal processing unit 13.
  • the light receiving unit 12 is used. Each reflected light that follows the shortest path toward the light is incident on the light receiving unit 12 as two normal reflected lights. Further, there may be reflected light (secondary reflected light) that is reflected and scattered on the measurement surface 100A, and then, for example, is reflected at another portion, goes around another optical path, and then is incident on the light receiving unit 12.
  • the data obtained from the two normal reflected lights is unique as in the first configuration example, so that the data is different from these data.
  • the unnecessary signal related to the secondary reflected light that generates data can be subsequently removed by the unnecessary signal removing unit 132.
  • the 3D calculation unit 133 uses the above-mentioned calculation formula from these normal electric signals to obtain the depth (X) direction of the measurement object 100 on the measurement surface 100A in the same pixel row (column) from any laser beam. Along with the data of, a value that should give the same height (Z; or the same H depth) is obtained.
  • EVS is used for the image pickup apparatus 122 as in the first configuration example, and even the measured object 100 having a large unevenness difference can detect a highly accurate three-dimensional shape at high speed. ..
  • the configuration example of the present disclosure uses two light source units, a first light source unit 11D and a second light source unit 11E, but the first light source unit 11D and the first light source unit 11E are used. It differs from the second configuration example in that light having different wavelengths is emitted from the two light source units 11E. Further, also in this configuration example, as in the second configuration example, in the signal processing unit 13, the control signal transmission unit 131 controls the oscillation operation of the laser of each light source in a time division manner.
  • the first light source unit 11D uses a first semiconductor laser (LD1) 111D that continuously oscillates a blue laser beam having a blue wavelength ( ⁇ b) as a light source.
  • a second semiconductor laser (LD2) 111E that continuously oscillates a red laser beam having a red wavelength ( ⁇ r; ⁇ r> ⁇ b) is used as a light source.
  • each laser beam may be distinguished by converting the wavelength ( ⁇ ) by using a semiconductor laser or the like capable of wavelength ( ⁇ ) conversion. Further, each laser beam may be distinguished by a nonlinear frequency ( ⁇ ) conversion means such as second harmonic generation (SHG) or sum frequency generation (SFG).
  • SHG second harmonic generation
  • FSG sum frequency generation
  • the previous configuration example is applied to each pixel row (column).
  • the blue laser light from the first light source unit 11D is first irradiated at ⁇ t / 2 seconds.
  • the second light source unit 11E continuously irradiates the red laser light at ⁇ t / 2 seconds.
  • the same scanning operation is sequentially repeated corresponding to each pixel string.
  • the light receiving unit 12D has a single configuration, and EVS (Event-based Vision Sensor) similar to that of the second configuration example is used for the image pickup device 122.
  • EVS Event-based Vision Sensor
  • the area corresponding to each pixel row is divided into two according to the operation time interval of each semiconductor laser.
  • light having a wavelength other than blue is applied to the first division region (which may be referred to as a “blue area”) in the first half of the area portion corresponding to each pixel of each pixel row.
  • blue filters BF1, BF2, BF3, ... are provided.
  • the red filter RF1 is used as a second filter that transmits only red light and absorbs the remaining light in the second division region (this may be referred to as a “red area”) in the latter half of each pixel sequence.
  • the first half and the second half areas (blue area and red area) in each pixel of each pixel row are from the blue laser light from the first semiconductor laser 111D and the second semiconductor laser 111E, respectively. Only the red laser beam of can be allowed and incident. Therefore, in the light receiving unit 12, the reflected light of blue light and the reflected light of red are mixed and superimposed on purple or the like through the lens 121 and are superimposed on the single EVS 122, and each pixel row (column) is incident. Even so, unnecessary wavelength light is removed by each color filter, that is, the blue filter BF1, BF2, BF3, ..., Which is the first filter, and the red filter RF1, RF2, RF3, ..., Which is the second filter.
  • the reflected light (scattered light) emitted from the light source units 11D and 11E and reflected by the measurement surface 100A of the measurement object 100 is incident on the light receiving unit 12D as two types of normal reflected light.
  • laser light having a different wavelength is incident on a designated area divided into two in units of each pixel row corresponding to the light of each wavelength. Therefore, even if an attempt is made to enter a predetermined area covered by the blue filter BF of the EVS pixel array in a certain pixel array portion, for example, in a state where red light is mixed with blue light as ambient light, the blue filter is applied. It is blocked by BF. Therefore, only the reflected light from the blue laser light can be incident in a predetermined area of the pixel row. Further, the same thing is performed for the pixel sequence to which the red filter RF is applied. This makes it possible to accurately measure the three-dimensional shape.
  • the shape measuring device 10D of the fourth aspect (hereinafter referred to as “fourth configuration example”) according to the shape measuring system of the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 17 to 19. do. Also in this configuration example, the same parts as those in the previous configuration example are designated by the same reference numerals to avoid duplicate explanations.
  • the difference between this configuration example and the third configuration example is that the semiconductor laser LD1 that emits laser light of the same wavelength ( ⁇ ) to the light sources 111F and 111G of the first light source unit 11F and the second light source unit 11G, respectively.
  • LD2 is used.
  • the first light source unit 11F and the second light source unit 11G are provided with splitters 114 and 115 having different predetermined functions. For these LD1 and LD2, completely different types of LDs that emit laser light having different wavelengths instead of the same wavelength can also be used.
  • the semiconductor laser LD1 oscillates and emits a laser beam having a specific wavelength ( ⁇ ) and having substantially circular polarization (or elliptically polarized light).
  • the LD2 also oscillates and emits a substantially circularly polarized (or elliptically polarized) laser light having the same wavelength as the semiconductor laser LD1.
  • the wavelength of the laser light emitted from these lasers is not particularly limited, and any wavelength can be selected.
  • the first light source unit 11F is provided with the above-mentioned first polarizing element 114 on the optical path (optical axis A1) immediately after LD1 shown in FIG. 18A in order to emit a vertically polarized laser beam.
  • the plane of polarization is shaped from circularly polarized light (or elliptically polarized light) to vertically polarized light (hereinafter sometimes referred to as "P wave").
  • the second light source unit 11G unlike the third configuration example, in order to emit a laterally polarized laser beam, the above-mentioned second polarizing element 115 is placed on the optical path (optical axis A2) immediately after LD2 shown in FIG. 18B. Is provided, and the plane of polarization is shaped from circularly polarized light (or elliptically polarized light) to laterally polarized light (hereinafter, may be referred to as “S wave”).
  • the area corresponding to each pixel row has a P wave in the same pattern as that of the third configuration example.
  • the region is divided into two so that only the S wave is incident, that is, it is divided into a first division region and a second division region.
  • the first division area hereinafter referred to as "P wave area”
  • S wave area the second division area
  • the corresponding areas of the first half and the second half areas of each pixel row are the vertically polarized laser light from the first semiconductor laser and the second semiconductor laser, respectively. Only the laterally polarized laser light can be separated and incident. Therefore, in the light receiving unit 12, the laser light transmitted through the lens 121 and incident on the single EVS 122 for each pixel row (column) is equivalent to each polarizing element even if the vertical and horizontal polarizing planes are mixed.
  • the vertical polarizing film FP and the horizontal polarizing film FS having the above-mentioned functions remove laser light having an unnecessary polarizing surface, for example, unnecessary secondary reflected light. As a result, only the laser beam having the required polarizing surface can be selected and incident on each area of each pixel row of the EVS. It was
  • the vertically polarized laser light and the horizontally polarized laser light are polarized in the designated areas in each pixel. Only laser light with a designated surface can be incident. This makes it possible to detect a highly accurate three-dimensional shape.
  • EVS is used as the image pickup device, which enables high-speed three-dimensional shape measurement.
  • the shape measuring device 10E of the fifth aspect (hereinafter referred to as “fifth configuration example”) according to the shape measuring system of the second embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS. 20 to 22.
  • the same parts as those in the previous configuration example are designated by the same reference numerals to avoid duplicate explanations.
  • This configuration example differs from the previous configuration examples in that the light source unit 11H is a single light source unit 11H, and the LD111H, the cylindrical lens 112, and the scanning mechanism 113 that emit white light are contained in the light source unit 11H.
  • the point that the prism 116 for spectroscopy is provided and the light receiving unit 12F are single, and the wavelength band of three colors, that is, immediately before the lens 121 on the reflected light path from the light receiving unit 12F, that is, Selectively select light with wavelengths of red (hereinafter, may be abbreviated as "R"), green (hereinafter, may be abbreviated as "G”), and blue (hereinafter, may be abbreviated as "B").
  • the color filter 125 includes a first filter having a wavelength transmission characteristic of transmitting only R (hereinafter referred to as “filter R”) and a second filter having a wavelength transmission characteristic of transmitting only G (hereinafter referred to as “filter”). It is composed of a third filter (hereinafter referred to as “filter B”) having a wavelength transmission characteristic that allows only B to pass through (referred to as "G").
  • the light source 111H preferably has a wide wavelength emission.
  • a semiconductor laser hereinafter, sometimes referred to as "white semiconductor laser 111H” that emits white laser light covering a visible light region having an oscillation wavelength range of 380 nm to 760 nm is used.
  • the light source 111H may be, for example, a white LED in which a blue LED is coated with a phosphorescent material and a part of the blue light is converted into green, yellow, or red light as long as it emits light in a wide band. , Preferably high brightness and directional.
  • the prism 116 of this configuration example is roughly divided into three types of incident light (wavelength bands R, G, and B).
  • These three types of incident light ⁇ are blue incident light of about 380 to 500 nm (hereinafter referred to as B light: ⁇ B ), green incident light of 500 to 580 nm (hereinafter referred to as G light: ⁇ G ), and the like.
  • red incident light of 580 to 760 nm hereinafter referred to as R light: ⁇ R ).
  • the light receiving unit 12F has basically the same configuration as the first and second configuration examples so far, but further includes, as described above, a color filter 125 as shown in FIGS. 20 and 22. There is. Normally, light of the same wavelength (light incident on the light receiving portion 12F) follows Fermat's principle (principle of minimum action) and has a unique optical path (uniquely determined minimum) having the shortest optical distance. It travels and incidents toward the measurement surface of the object to be measured by following the optical path). In addition, the basic principle is that the reflected light after reflection follows the same optical path (minimum optical path) as the incident light, which is the shortest optical distance, and returns in the same direction (light reversibility). ..
  • the normal incident light becomes normal reflected light and is incident on each pixel row of the EVS 122. That is, the normal reflected light of each color of RGB can be incident on the corresponding same wavelength area in the three-divided region provided with the same RGB color filter 125 (that is, filter R, filter G, filter B). ..
  • the color filter 125 can be unitized or modularized as a light receiving function unit by fixing it in a housing 14 (see FIG. 20) that houses the light receiving unit 12. Further, if the color filter 125 is in the form of a thin film, it may be directly attached to the lens 121.
  • the lens 121 immediately after the color filter 125 has the light transmitted through each color filter portion.
  • a lens having a high collimating function because the lens advances to the same pixel as it is with respect to the pixel array.
  • a Selfock (registered trademark) lens or a collimator can be used.
  • the return light of the B component that is incident on the filter B of the color filter 125 and is transmitted is transmitted through the lens 121 as collimated light as it is, and then is positioned with respect to the pixel in the pixel array of the EVS 122 in the depth (X) direction. It can be incident on the corresponding pixel portion without shifting.
  • the same effect can be obtained by the color filter 125 for the return light of other color components (R component and G component).
  • the light of each wavelength of RGB emitted and spectroscopically emitted from the light source unit 11H and projected onto the measurement object 100 is reflected by the measurement surface 100A and then reflected. , Increasing into the color filter 125.
  • the slit light emitted from the light source unit 11H and dispersed in RGB which is the laser light of 380 to 760 nm, is reflected by the measurement surface 100A, respectively. Therefore, of the reflected light, the normal reflected light returns to the direction of the color filter 125 by following the shortest path having the shortest optical distance as compared with the other reflected light.
  • each of the RGB normal reflected light incident on the color filter 125 may be incident on other color component areas in addition to being incident on the area of the same color component.
  • the B light ⁇ B is incident on an area having a color component different from that of the filter B (that is, the filter R and the filter G)
  • it is absorbed by the filter R or the filter G in these areas. Therefore, it does not incident on the pixel corresponding to the R light or the G light.
  • the RGB normal reflected light is absorbed without passing through the color filter 125 even if the return light having a different RGB color component becomes stray light and strays into another RGB area.
  • the fifth configuration example only the normal reflected light from a specific area of the measurement surface corresponding to each pixel can be incident on each pixel in each pixel row. Therefore, there is no possibility that data regarding the shape of other areas in the measurement surface will be mixed in, and accurate shape measurement can be performed. Moreover, image information is generated by using normal reflected light for the reflected light reflected and incident on each reflecting surface. Therefore, it is possible to generate an accurate shape of the measurement surface even if the shape has a large difference in unevenness of the measurement surface.
  • RGB is dispersed from the light source unit 11H by the prism 116, travels in different optical paths, and is reflected and scattered by the measurement surface 100A of the measurement object 100.
  • each reflected light sintered light
  • each reflected light that follows the shortest path toward the light receiving unit 12F is incident on the light receiving unit 12F as normal reflected light in RGB.
  • the unnecessary signal related to the secondary reflected light that generates data different from this data can be subsequently removed by the unnecessary signal removing unit 132.
  • the secondary reflected light of the same color component is transmitted to the area of the same color component by the same action as the action on the normal reflected light by the color filter 125. It may be tolerated. However, even if an unnecessary signal is generated from the secondary reflected light, this signal can be removed by the unnecessary signal removing unit 132 of the signal processing unit 13 as described above. As a result, even if the secondary reflected light which is the light from other RGB and may cause erroneous data invades the EVS 122 in each pixel area 122 of RGB, it can be effectively removed.
  • the shape measurement system of the present disclosure is not particularly limited to each shape measurement of a large number of products sent out one after another in a factory or the like. That is, the present disclosure may be used to capture a change over time when observing, monitoring, or measuring a single static or dynamic object or a specific target area. For example, it can be applied as a fixed-point observation / monitoring system such as a camera for monitoring in a station yard, a camera in a parking lot, or a camera for an in-vehicle vehicle.
  • the present disclosure may also have the following configuration.
  • a light source unit that emits measurement light to the measurement target, The three-dimensional shape of the measurement target is calculated from the light receiving portion that receives the reflected light of the measurement light reflected from the measurement target and the event data generated from the reflected light that is reflected by the measurement target and incident on the light receiving portion.
  • a signal processing unit having a three-dimensional shape calculation unit and an unnecessary signal removal unit that removes unnecessary signals generated by incident of unnecessary light other than the reflected light on the light receiving unit from the outside.
  • a scanning mechanism that scans the measurement target by sweeping with the measurement light that is projected from the light source unit onto the measurement target by moving the light source unit or the measurement target.
  • a shape measurement system that can be taken by this disclosure.
  • the scanning mechanism is provided in the light source unit.
  • the light source unit includes a light source and a waveform control lens that controls the waveform of light from the light source.
  • the light receiving unit is an EVS (Event-based Vision Sensor), which is an asynchronous image pickup element that captures a temporal change of the light receiving lens and the reflected light transmitted through the light receiving lens among the reflected light and outputs an event signal.
  • the present invention comprises an event issuing unit that detects an event based on the output data from the EVS and outputs the event data, and a transmission unit that outputs the event data to the signal processing unit. Shape measurement system.
  • the light source unit is single and has a single light source.
  • the shape measuring system according to (2) above wherein the light receiving unit includes a first light receiving unit and a second light receiving unit installed at different positions from each other.
  • the light source unit includes a first light source unit and a second light source unit installed at different positions from each other.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the signal processing unit includes a control signal transmission unit that outputs a control signal to each of the scan mechanisms at time-division time intervals for each pixel sequence.
  • the light source unit includes a first light source unit including a first light source that emits light of the first wavelength, and a second light source unit including a second light source that emits light of the second wavelength.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the EVS is composed of a two-division area divided into a first division area and a second division area for each pixel column, and also has a two-division area.
  • the first division region is the first wavelength of the light of the first wavelength and the reflected light of the second wavelength reflected by the measurement target among the measurement lights of two different wavelengths emitted from the light source. It is provided with a first filter having a first wavelength transmission characteristic that selectively transmits the reflected light of the above.
  • the light having the first wavelength is light having a blue wavelength.
  • the shape measurement system according to (5) above, wherein the light having the second wavelength is light having a red wavelength.
  • the light source unit includes a first light source unit provided with the first light source and a second light source unit provided with the second light source.
  • the first light source unit includes a first optical element that generates a first measurement light having a first polarizing surface from the emitted light of the first light source.
  • the second light source unit includes a second optical element that generates a second measurement light having a second polarization plane from the emitted light of the second light source.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the EVS is divided into a first division area and a second division area for each pixel sequence.
  • the first divided region has the first polarizing surface, which is reflected by the measurement target and incident on the light receiving portion of the two types of measurement light, the first measurement light and the second measurement light.
  • a first film that selectively transmits the first reflected light among the reflected light and the second reflected light having the second polarizing surface is provided.
  • the light source unit is single and has a single light source.
  • the light source in the light source unit includes a dividing means for dividing the light from the light source into at least three types of wavelength bands.
  • the light receiving unit is single and has a single light receiving unit.
  • the EVS is composed of a three-divided region divided into three divided regions from the first divided region to the third divided region in pixel row units. In the first division region, among the measurement lights of three different wavelength bands emitted from the light source, the first wavelength of the reflected light of the three types of wavelength bands reflected by the measurement target. It is equipped with a first color filter having a wavelength transmission characteristic that selectively transmits the reflected light of the band.
  • the second division region is a second color filter having a wavelength transmission characteristic that selectively transmits the reflected light of the second wavelength band among the reflected light of the three types of wavelength bands reflected by the measurement target. Equipped with In the third division region, a third color filter having a wavelength transmission characteristic that selectively transmits the reflected light of the third wavelength band among the reflected light of the three types of wavelength bands reflected by the measurement target.
  • the shape measuring system according to (2) above. The dividing means is composed of a prism that divides white light from the light source into light of three types of wavelength bands, and at the same time.
  • the light in the three types of wavelength bands is light in the red wavelength band, light in the green wavelength band, and light in the blue wavelength band.
  • the EVS outputs an event signal by comparing the signal voltage based on the temporal change of the reflected light with the threshold voltage and determining that the voltage is smaller or larger than the threshold voltage.
  • Shape measurement system 2 Stage (measurement table) 3 Movement mechanism (scan mechanism) 4 Control unit 10, 10A to 10E Shape measuring device 11
  • Light source unit 11A 1st light source unit 11B 2nd light source unit 11D 1st light source unit 11E 2nd light source unit 11F
  • Light source unit 111
  • Light source Semiconductor laser (LD) 111A 1st semiconductor laser (LD1) 111B 2nd semiconductor laser (LD2) 111C 3rd semiconductor laser (LD3) 111F
  • First substituent (optical element) 115 Second Polarizer (Optical Element) 116 Prism 12, 12C, 12D, 12E, 12F
  • Light receiving part 12A First light receiving part 12B Second light receiving part 121
  • Light receiving lens 122, 122A, 122B Asynchronous type (non-scanning type) image sensor (image sensor) (EVS, EVS1, EVS2) 123
  • Event issuing unit 124 Transmitting

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Abstract

測定面での凹凸差が大きい被測定物であっても、正確な３次元情報を取得することができる形状測定システムを提供する。　本開示の形状測定システムは、単一の光源部と、互いに位置をずらして設置した２つの受光部と、信号処理部とを備え、光源部は、光源、波形制御レンズ、この波形制御レンズを透過した測定光を測定対象の特定方向に掃引するスキャン機構を有するとともに、受光部は、光源部からの測定光のうち測定対象で反射した反射光が入射する受光レンズ、受光素子である非同期型の撮像装置であるＥＶＳ、このＥＶＳからの出力データに基づきイベントを検出してイベントデータを出力するイベント発行部、イベントデータを信号処理部へ出力する送信部を有し、信号処理部は、２次反射光の入射に起因する不要信号を除去する不要信号除去部、測定対象の３次元形状を算出する３次元演算部を有するよう構成した。

Description

形状測定システム
　本開示は、測定対象の形状を３次元的に測定する形状測定システムに関する。
　垂直同期信号などの同期信号に同期して撮像を行う走査型（同期型）の撮像装置に対して、ＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）と呼ばれる非走査型（非同期型）の撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。非走査型の撮像装置は、入射光を光電変換する画素の輝度変化量が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出することができる。
　非走査型の撮像装置の用途の一つとして、例えば、光切断法を用いた形状測定装置を挙げることができる。光切断法は、特に工場等の検査工程において、測定対象(以下、これを“測定物”とよぶ)の形状異常検知に用いられる手法である。この光切断法を用いた形状測定では、投光部からライン状の光を測定物に照射し、その照射光に基づく測定物からの反射光を非走査型の撮像装置にて受光したときの撮像断面形状から測定物（物体）の幅や高さ等の計測が行われる。
特開２０１９－１３４２７１号公報
　上述したように、非走査型の撮像装置の用途の一つである、例えば、光切断法を用いた形状測定装置では、投光部からの照射光に基づく測定物からの反射光を受光して形状測定を行っている。しかし、この場合、外乱光や投光部からの照射光の反射具合等により撮像形状が本来の形状と異なり、正しい形状測定を行えない場合がある。
　例えばある測定地点で反射して受光部へ向かう反射光(正規反射光)を取り込む際に、正規反射光以外の反射光（２次反射光）が受光部へ一緒に入り込む可能性がある。この場合、特に凹凸差の大きな測定物などでは、２次反射光と正規反射光とで進行する光路や角度が大きく異なり、異なる複数の検出値が得られてしまい正確な形状測定が行えない虞がある。
　本開示は、測定面での凹凸差が大きい測定物であっても、正確な３次元情報を取得することを目的とする。
　本開示は、上記の目的を達成するためになされたものであり、その第１の態様は、測定光を測定対象に出射する光源部と、前記測定対象から反射される前記測定光の反射光を受光する受光部と、前記測定対象で反射し前記受光部に入射した前記反射光から生じるイベントデータにより、前記測定対象の３次元形状を算出する３次元形状演算部、及び、前記反射光以外の不要な光が外部から前記受光部に入射して生成される不要信号を除去する不要信号除去部、を有する信号処理部と、前記光源部又は前記測定対象を移動させることで、前記光源部から前記測定対象に投光する前記測定光で掃引し前記測定対象を走査するスキャン機構と、を備える、形状測定システムである。
　この第１の態様において、前記スキャン機構は、前記光源部に設けられており、前記光源部は、光源と、前記光源からの光の波形制御を行う波形制御レンズと、を備えるとともに、
　前記受光部は、受光レンズと、前記反射光のうち前記受光レンズを透過する反射光の時間的な変化を捉えてイベント信号を出力する非同期型の撮像素子であるＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）と、前記ＥＶＳからの出力データに基づきイベントを検出してイベントデータを出力するイベント発行部と、前記イベントデータを前記信号処理部へ出力する送信部と、を備えてもよい。
　この第１の態様において、前記光源部は、単一であり、
　前記受光部として、互いに位置をずらして設置した第１受光部及び第２受光部を備えてもよい。
　また、本開示の第１の態様において、前記光源部として、互いに位置をずらして設置した第１光源部及び第２光源部を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記信号処理部は、画素列ごとに時分割した時間間隔で制御信号を前記各スキャン機構へ出力する制御信号送信部を備えてもよい。
　また、本開示の第１の態様において、前記光源部として、第１波長の光を出射する第１光源を備えた第１光源部と、第２波長の光を出射する第２光源を備えた第２光源部と、を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記ＥＶＳは、画素列単位で第１分割域と第２分割域とに２分割された２分割域で構成するとともに、
　前記第１分割域は、前記光源から出射される互いに異なる２種類の波長の測定光のうち、前記測定対象で反射する第１波長の光と第２波長の反射光の中の、第１波長の前記反射光を選択的に透過させる第１波長透過特性を有する第１フィルタを備えるとともに、
　前記第２分割域は、前記反射光の中の、前記第２波長の光を選択的に透過させる第２波長透過性を有する第２フィルタを備えたものでもよい。
　また、本開示の第１の態様において、前記光源部として、前記第１光源を備えた第１光源部と、第２光源を備えた第２光源部と、を備え、
　前記第１光源部は、前記第１光源の出射光から第１偏光面を有する第１測定光を生成する第１の光学素子を備え、
　前記第２光源部は、前記第２光源の出射光から第２偏光面を有する第２測定光を生成する第２光学素子を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記ＥＶＳは、画素列ごとに第１分割領域と第２分割領域とに２分割され、
　前記第１分割領域は、前記第１測定光及び前記第２測定光の２種類の測定光のうち、前記測定対象で反射し前記受光部にそれぞれ入射する、前記第１偏光面を有する第１反射光及び前記第２偏光面を有する第２反射光のうち、前記第１反射光を選択的に透過させる第１フィルムを備え、
　前記第２分割領域は、前記第２反射光を選択的に透過させる第２フィルムを備えてもよい。
　また、この第１の態様において、前記第１偏光面は、縦方向に振動する直線偏光であり、
　前記第２偏光面は、横方向に振動する直線偏光であってもよい。
　また、本開示の第１の態様において、前記光源部は、単一であり、前記光源部内の光源には、前記光源からの光を、少なくとも３種類の波長帯に分割する分割手段を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記ＥＶＳは、画素列単位で第１分割領域乃至第３分割領域に３分割された３分割領域で構成し、
　前記第１分割領域には、前記光源から出射される互いに異なる３種類の波長帯の測定光のうち、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第１波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第１フィルタを備え、
　前記第２分割領域には、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第２波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第２フィルタを備え、
　前記第３分割領域には、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第３波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第３フィルタを備えてもよい。
　また、この態様において、前記分割手段は、前記光源からの白色光を３種類の波長帯の光に分割するプリズムで構成するとともに、
　前記３種類の波長帯の光は、赤色波長帯の光と、緑色波長帯の光と、青色波長帯の光であってもよい。
　また、この第１の態様において、前記ＥＶＳは、前記反射光の時間的変化に基づく信号電圧と閾値電圧と比較し、閾値電圧よりも小さいもしくは大きいことを判定することによりイベント信号を出力するものでもよい。
　本開示の形状測定システムによれば、複数の光路を介して複数の独立した光学的データを最短光路ごとに取り込む構成となっている。従って、各光路から取り込んだ反射光のうち（最短光路を進行する）正規反射光からのデータは、どの光路をたどったとしても、同一反射地点で反射した正規反射光であれば、同一値である。即ち、測定物における同一地点での物理的な形状（例えば高さ）については、その得られる形状（例えば高さ）が一意に（一義的）に定まっている（同一位置での形状はただ一つである）。従って、同一地点での高さの値は、どの最短光路（ルート）を経由した反射光であっても、正規反射光であれば、その値が異なることはない。従って、必ず存在するはずの同一データ値のペアーを探し出せば、そのデータが正規反射光から得られたデータであることから、どのデータが測定面に関する真のデータであるかを確実、かつ、正確に、検出できる。即ち、測定物の測定面で反射・散乱する反射光の中の不要な２次反射光が受光部へ入り込んでいても、この２次反射光に関するデータによる誤測距の発生を抑止できる。しかも、本開示の形状測定システムによれば、受光素子には、詳細は後述するが、非同期型の撮像装置であるＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）を用いているので、高速、かつ、正確な形状測定が実現できる。
本開示の第１実施形態に係る形状測定システムの構成の概略を示す模式図である。 本開示の第２実施形態に係る形状測定システムを示す概略構成図である。 本開示の第２実施形態に係る第１構成例を示す撮像装置を示す構成ブロック図である。 本開示の第１構成例の受光部における各画素列（画素アレイ）での出力信号の時間的な処理動作を示す出力図である。 本開示の第１構成例に係る撮像装置の撮像部の構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第１構成例に係る撮像部における画素アレイ部の構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第１構成例に係る画素の回路構成の一例を示す回路図である。 本開示の第１構成例に係るアドレスイベント検出部の構成の一例を示すブロック図である。 本開示の第１構成例に係る測定物での入射光及び反射光の光路を示す原理図である。 Ａは本開示の第１構成例に係る測定物に対するスリット光の走査方向を示す説明図、Ｂは測定物の高さに関する測定値の検出原理を示す説明図である。 本開示の第１構成例に係る測定物の高さを演算するための演算式を導出させるための説明図である。 本開示の第１構成例に係る反射光イベントの生成分布を示す概念図である。 本開示の第２構成例に係る形状測定システムを示す構成ブロック図である。 本開示の第２構成例に係る形状測定システムの光源部及び受光部の動作を示すタイミングチャートである。 本開示の第３構成例に係る形状測定システムを示す構成ブロック図である。 本開示の第３構成例に係る形状測定システムのＥＶＳの各画素列を示す構成ブロック図である。 本開示の第４構成例に係る形状測定システムを示す構成ブロック図である。 Ａ及びＢは、本開示の第４構成例に係る形状測定システムの第１偏光子及び第２偏光子の機能を示す光路図である。 本開示の第４構成例に係る形状測定システムのＥＶＳの画素列を示す構成図である。 本開示の第５構成例に係る形状測定システムの構成を示すブロック図である。 本開示の第５構成例に係る形状測定システムの光源部における、入射光であるＲＧＢに波長３分割された各スリット光の投光状態を示す説明図である。 本開示の第５構成例に係る形状測定システムの受光部における、反射光の波長３分割されたＲＧＢの入射状態を示す説明図である。
　以下、本開示の技術を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本開示の技術は各実施形態のものに限定されるものではなく、各実施形態における種々の数値や材料などは例示である。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．本開示の第１実施形態に係る形状測定システム
２．本開示の第２実施形態に係る形状測定システム
　２－１．第１構成例・・・単一光源＋複数受光部
　２－２．第２構成例・・・複数光源＋単一受光部（光源時分割制御）
　２－３．第３構成例・・・複数光源＋単一受光部（波長分割制御）
　２－４．第４構成例・・・複数光源＋単一受光部（偏光切替制御）
　２－５．第５構成例・・・単一光源＋単一受光部（プリズムで分光）
３．本開示がとることができる構成
＜１．第１実施形態に係る形状測定システム＞　
　本開示の第１実施形態に係る形状測定システムを示す模式図を図１に示し、本開示の形状測定システムの概略構成を示すブロック図を図２に示す。図１以下の図面において、測定対象である測定物の奥行方向、スキャン及び移動方向、測定物の高さ方向を明確にさせるため、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とした、互いに直交する３次元デカルト座標を設定してある。なお、本開示では左手系を採用している。その原点は特に測定物の四隅の一つに特定する。
　[形状測定システムの構成]
　本開示の形状測定システム１は、大略構成として、ステージ２と、このステージ２に静置状態で搭載された測定物１００の測定面１００Ａを３次元測定する形状測定装置１０と、この形状測定装置１０をＹ方向に間欠的に移動するスキャン機構を構成する移動機構３と、この移動機構３を制御する制御部４と、形状測定装置１０での信号処理を行う信号処理部（以下、「信号処理ユニット」とよぶ）１３と、を備える。なお、本実施形態の形状測定装置１０は、図２に示すように、光源部１１及び受光部１２を備えており、ヘッドＨ内部に収容されている。
　本開示の形状測定システム１では、ＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）とよばれる非走査型（以下、「非同期型」とよぶ）の撮像方式が用いられる。これについての詳細は後述する。なお、本実施形態では、図１に示す複数の測定物１００に対して、左側のものから右側のものへ、順次、連続して形状測定動作を行っていく。このために移動機構３を設けているが、単一の測定物１００のみに対して形状測定を行う場合には、勿論、移動機構３は必要ない。
　本実施形態のステージ２は、平面視で矩形状の等厚平板であって、縦横の２辺がＸ方向及びＹ方向にそれぞれ一致するように揃えてある。本実施形態のステージ２は、図示外の基台などに静置される。
　移動機構３は、図１及び２に示すように、後述の移動制御部４２の制御により、測定物１００の測定に合わせて、形状測定装置１０を収容したヘッドＨを高速でＹ方向に間欠移動させる。これにより、各測定物１００の測定を、順次行っていく。このための移動機構３には、例えばロボットを用いてもよい。また、ラックピニオン、ボールねじ、無端ベルト、ワイヤー、その他の適宜手段でもよい。なお、本実施形態の移動機構３では、ヘッドＨをＹ方向に間欠移動させる構成としたが、本開示では、特にこれに限定されることはない。即ち、ヘッドＨではなく、ステージ２、或いは基台のいずれかが移動する構成でもよい。また、本開示の移動機構は、例えば、第２実施形形態のように、ヘッドＨ内部の光源部側を移動させるようにしたり、光源部内部の光源のみを移動させるものであってもよい。
　制御部４は、システム制御部４１と、移動制御部４２と、を備える。システム制御部４１は、所定のタイミングで、移動制御部４２及び形状測定装置１０を制御する。移動制御部４２は、形状測定装置１０の移動動作を間欠的に行う移動機構３を制御する。制御部４は、Ｙ方向に向けて測定物１００の始点から終点まで、高速度でヘッドＨを移動させることができる。
　信号処理ユニット１３は、形状測定装置１０の受光部１２で得た“イベントデータ”に基づき高速で所定の信号処理を行うことで、測定物１００の３次元形状を取得していく。本実施形態の信号処理ユニット１３は、図２に示すように、制御信号送信部１３１と、不要信号除去部１３２と、３次元形状演算部（以下、「３Ｄ演算部」とよぶ）１３３と、メモリ１３４とを備える。なお、“イベントデータ”を含む上記各要素の詳細については、後述する。　
　測定物１００は、特に対象物が限定されるものではないが、本開示の第１実施形態では、例えば底面が矩形状であって、測定面である上面に不規則な凹凸が形成されている。本開示の形状測定装置１０では、凹凸差が大きい場合であっても、前述のＥＶＳを用いることにより高速で、しかも後述する演算式を用いることにより精度高く、形状を検出・測定できる。
　［第１実施形態の作用、効果］
　本開示の形状測定システム１に係る形状測定装置１０は、測定物１００の長さ（Ｙ）、奥行き（Ｘ）、高さ（Ｚ）についての形状を３次元測定する。本開示の形状測定の手段として、ヘッドＨ内の光源部１１で生成された幅広帯状をなす、もしくはテーパ状に広がって扇状をなす、スリット光（以下、これを“測定光”と呼ぶことがある）を用いる。なお、このスリット光の形状については上記のものに限定されない。例えば、測定物や測定面の形状などに対応し、形状測定に効果的な特有の形状であってもよい。
　形状測定装置１０は、測定物１００の垂直切断面(Ｘ－Ｚ面)方向について、スリット光を逐次投光していくことで、１画素列(カラム)単位で、順次、形状測定を行っていく。また、上記スリット光のＸ－Ｚ方向への投光動作と同時に、図３に示す光源部１１内のスキャン機構１１３が作動し、Ｙ(横)方向へ向けて左から右へスキャン動作を行う。即ち、Ｙ(横)方向の始端から終端に至るまで、一連の掃引（sweep）動作を行う。このようにして、上述のスリット光がＹ方向へ投光・掃引され、３次元的な形状測定を行っていく。
　本開示に係る形状測定システム１では、図示しない光源部内の光源から測定物１００に向かう投光（または往路）側での測定光が、測定物１００の同一測定ポイント（測定位置）で散乱・反射後に、図示しない受光部へ向かう反射（または復路）側での測定光には、互いに異なる最短光路を辿るような、少なくとも２種類の反射光（これが後述する正規反射光）を用いることができる。なお、この反射光を用いた具体的な形状測定方法に関しては、後述の第２実施形態で、その定性的原理とともに詳細に説明することにする。
　以上については、形状測定装置１０のレーザ光の投光による測定物１００毎の形状測定動作である。本実施形態では、この一連の形状測定動作を各測定物１００に対して、順次行っていく。このため、移動制御部４２は、移動機構３の間欠動作を、一定時間間隔で制御する。これにより、一つの測定物での測定動作が完了したら、形状測定装置１０のヘッドＨを次の測定物まで、Ｙ方向へ１ステップ移動させる。このような間欠動作を、ヘッドＨに対して毎回繰り返し行うことで、各測定物１００の測定面１００Ａの３次元（以下、これを“３Ｄ”とよぶ）形状をＥＶＳで連続的に取得できる。
　このように、本実施形態では、ＥＶＳとよばれる非同期型の撮像装置を用いており、このＥＶＳを用いることで、従来のセンサとは異なり、時間的に高速での形状測定を行うことができる、といった効果が得られる。
＜２．第２実施形態の形状測定システムに係る形状測定装置＞
（２－１．第１構成例）
　次に、本開示の第２実施形態の形状測定システムに備えた形状測定装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
　図３は、本開示に係る第２の実施形態の第１の態様(以下、「第１構成例」とよぶ)を示すものである。即ち、この図３では、第１構成例に係る形状測定装置１０Ａ、特に、この形状測定装置１０Ａに備えた、光源部１１、受光部１２、及び信号処理ユニット１３の構成を示す。なお、図１及び図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
　本開示の形状測定装置１０Ａは、先の第１実施形態の形状測定システム１で使用のものと同一構成であってもよいし、これとは異なる構成であってもよい。この第１構成例の形状測定装置１０Ａは、単一の光源部１１と、複数の受光部１２と、を備えたタイプのもので構成されている。
　本構成例の形状測定装置１０Ａは、上述したように、単一の光源部１１と、第１受光部１２Ａ及び第２受光部１２Ｂからなる２つの受光部１２と、のほかに、信号処理ユニット１３をヘッドＨに収めている。なお、本開示のヘッドＨには、光源部１１及び受光部１２のみを収容し、信号処理ユニット１３は別に設置して、無線通信や赤外線通信などを利用してデータの授受を行う構成としてもよい。
　第１受光部１２Ａと第２受光部１２Ｂの２つの受光部１２は、なるべく距離を離して離間させておくことが好ましい。例えば、この第１構成例の形状測定装置１０Ａは、光源部１１を中心として、横方（Ｙ）方向について互いに反対位置に設置できるが、特に光源部１１を中心とした対称的な配置でなくてもよい。
　[形状測定装置の構成]
　本構成例の光源部１１（以下、「光源部１１Ａ」とよぶ）は、上述のように、単一のもので構成されており、具体的には、図３に示すように、光源１１１Ａと、波形制御レンズ１１２と、スキャン機構１１３と、を備える。なお、本構成例における以下の説明では、説明を簡単に行うため、光源部１１Ａの各要素のうち、特に光源１１１Ａについては“Ａ”を省略して説明する。
　光源１１１には、半導体レーザ(以下、これを“半導体レーザ１１１”とよぶ)を用いることができる。本実施形態の半導体レーザ１１１は、例えば青色波長（λｂ）のレーザ光を連続発振することができる。第１構成例の測定物１００の形状測定手段には、この青色光を測定光として用いる。なお、本開示の光源部で使用するレーザ光は、特にこの青色光に限定されない。本構成例の光源には、高輝度の光を出射するのと同時に、ある程度の指向性を持ったものが好ましい。また、使用する照明光は、レーザ光のようなコヒーレントである必要はないが、色収差やその他の収差などが少ないものが好ましい。なお、光源としてレーザを用いる場合には、端面発光型（Edge Emitting Laser：EEL）でもよいし、垂直発光型（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：VCSL）でもよい。
　波形制御レンズ１１２には、波形成形レンズ（以下、「波形成形レンズ」とよぶ）を用いている。この波形成形レンズは、出射するレーザ光をスリット状に波形加工させるための光学素子である。本構成例の波形形成レンズでは、シリンドリカルレンズ(以下、これを“シリンドリカルレンズ１１２”とよぶ)を用いている。具体的には、半導体レーザ１１１から、例えばビーム状に発振・出射する青色のレーザ光の波形形状を、進行方向に向けて薄くて幅広な矩形（帯状）の光に、あるいは進行方向に向けて薄い扇形状をなす光に(以下、これらを“ラインスリット光”又は単に“スリット光”とよぶ。)、波形成形(加工)する。本構成例のラインスリット光は、測定物１００の奥行（Ｘ）方向に沿い細幅縦長を有する画素(カラム：ＣＯＬＵＭＮ)列の全体に亘り、図１に示すようなスリット光が時間的に同時に照射される。
　スキャン機構１１３は、シリンドリカルレンズ１１２で波形がスリット状に形成されたレーザ光を時間的な経過とともにＹ(行：ＲＯＷ)方向に送り出し、掃引走査を行う。このように、スキャン機構１１３は、レーザ光をＹ方向に順次送出させることで、測定物１００の測定面１００Ａの全面を３次元的に形状測定できる。
　なお、本開示の構成例では、静置した測定物１００に対して形状測定装置１０Ａ側でスキャン走査させて測定物１００の３次元形状を測定させるタイプである。本開示では、形状測定装置１０Ａ側を静置させるとともに測定物１００側を適宜の搬送手段で移動・走査させて測定させるタイプでもよい。ただし、後者のタイプでは、後述する撮像装置１２２の特性上、動いたものが出現するとこれを捉えて信号出力することから、例えば照明光を落として真っ暗な環境中で形状測定する、レーザー光源波長に赤外領域を採用し、さらに撮像装置１２２の撮像素子前に同波長帯の光学フィルタを装着するなどの配慮が必要となる。
　本構成例の受光部１２は、図３に示すように、それぞれ、受光レンズ１２１と、撮像装置１２２と、イベント発行部１２３と、送信部１２４とを備えている。また、この第１構成例では、説明を分かり易くするため、受光部１２について、便宜上、前段部分を“受光機能部”、後段部分を“検出機能部”として説明する。
　本開示の本構成例では、第１受光部１２Ａには、具体的には、第１受光レンズ１２１Ａと、第１撮像装置１２２Ａと、第１イベント発行部１２３Ａと、第１送信部１２４Ａとを備えている。一方、第２受光部１２Ｂには、具体的には、第２受光レンズ１２１Ｂと、第２撮像装置１２２Ｂと、第２イベント発行部１２３Ｂと、第２送信部１２４Ｂとを備えている。なお、以下の本構成例では、説明を簡単にするため、上記の各構成要素の呼称に付加させてある符号については、３桁の数字のみ表記し、“Ａ“及び“Ｂ”は省略することにする。
　前段部分である受光機能部は、光源部１１Ａから投光されるラインスリット光の測定面１００Ａでの反射光（散乱光）を受光する。本実施形態の受光機能部は、受光レンズ１２１と、撮像装置１２２を含む光学素子や各種の回路などを含んだ、後述する撮像部２１と、を備えることができる。これにより、受光機能部は、測定物１００を画素列単位で測定した、測定物１００の形状に関する輝度（の変化）データなど、を取得する。そして、これから外形形状及びこれに紐づけた位置情報などの情報信号、即ち後述のイベントデータを検出するための信号を、後段部分の検出機能部へ出力する。なお、撮像部２１については、後に詳細に説明する。
　受光機能部のうち、受光レンズ１２１は、入射するラインスリット光を撮像装置１２２に結像させる。本開示の受光レンズは、単に反射光を撮像装置１２２へ結像させる。
　撮像装置１２２は、従来とは異なる方式のセンサーとして、前述したＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）を用いている。このＥＶＳは、非同期型の撮像装置からなり、測定物１００で反射されて入射する光を光電変換する画素が行列状に２次元配置される。このＥＶＳは、２次元格子状に複数の画素回路が配列される。奥行（Ｘ）方向に配列された画素回路の集合を“行（Row）”、この行に直交する横（Ｙ）方向に配列された画素回路の集合を“列（Column）”とする。各ＥＶＳでは、画素列(カラム)ごとの画像情報に応じて受光する反射光β1、β２に基づき、光電変換信号を各画素へ取込む。入力したデータはイベント発行部１２３へ出力する。
　一方、検出機能部では、信号処理を行う。これにより、入射光からの信号をイベントとして取り込む。ＥＶＳは、各画素ごとに輝度変化が発生した画素情報のみを、画素単位で出力するため、測定対象物の色や反射率、また環境光の影響を受けず安定して信号出力を行うことができる。検出機能部は、イベント発行部１２３と、送信部１２４とを備えることができる。
　イベント発行部１２３は、検出機能部の一部を構成する。このイベント発行部１２３は、制御信号送信部１３１からの同期信号を入力するとともに、これと同期してＥＶＳ１２２から得た測定物１００の面形状に関する３Ｄ復元用のイベント信号(後述する)を送信部１２４へ出力する。
　即ち、本実施形態のイベント発行部１２３は、イベントを検出したときには、その時刻ｔに入力した同期信号からイベントの位置検出を行う。この位置検出については、図５乃至図８を参照しながら後述する。また、イベント発行部１２３は、受光した画素アドレスごとに輝度の変化を“アドレスイベント”としてリアルタイムに検出する。このイベント発行部１２３では、アドレスイベントを検出すると、直前のアドレスイベントとの輝度の比較を行う。これによって、予め設定の輝度変化量が所定の閾値を越えたものを“イベント”として検出して取り込み、イベントの座標位置を示す位置情報（座標データ）を含むデータ（これを“イベントデータ”とよぶ）を送信部１２４へ出力する。イベントデータには、位置情報の他に、イベントが発生した相対的な時刻を表す時間情報を含ませることができる。また、これには、信号レベルを表す階調情報が含まれる場合もある。
　送信部１２４は、イベント発行部１２３から出力された３次元復元用のイベントデータを信号処理ユニット１３側の後述する不要信号除去部１３２へ出力する。
　[信号処理ユニットの構成]
　本実施形態の信号処理ユニット１３は、受光部１２から得たデータに基づき測定物１００の３次元データを高速で検出するとともに格納していく。前述したように、信号処理ユニット１３は、制御信号送信部１３１と、不要信号除去部１３２と、３Ｄ演算部１３３と、メモリ１３４などとを備える。
　制御信号送信部１３１は、図４に示すように、測定物１００の形状測定動作の開始(時刻ｔ０)とともに、光源１１１及びスキャン機構１１３を開始させる制御信号を、これらへ出力する。即ち、形状測定開始の際のレーザ発振動作に同期させて測定物１００の横（Ｙ）方向への掃引走査動作も開始させる。また、制御信号送信部１３１は、光源１１１のレーザ発振動作及びスキャン機構１１３の掃引動作に同期させてイベント発行部１２３を駆動させるため、各受光部１２Ａ，１２Ｂのイベント発行部１２３へ同期信号を出力する。その結果、イベント発行部１２３では、ＥＶＳ１２２を介して輝度信号を入力するのと同時に、同期信号をイベントデータに紐づけさせることが可能になる。これにより、測定物１００の全面に対する全画素での形状測定データを生成する。
　なお、図１のように、測定物が多数個配列されているシステムの場合には、形状測定装置１０ＡをＹ方向に移動させる移動機構３の間欠動作により、次々に複数個の測定物の形状測定を行うことができる（これを“複数物測定”とよぶことにする。）。一方、移動機構を備えていない単一の測定物の形状測定システムの場合には、ここまでの１クールの掃引走査動作に関して、同様の制御を行うことによって、一つの測定物の複数回の形状測定動作を、時間的に繰り返し連続して行うことができる（これを“単一物測定”とよぶこととにする。）。その結果、単一物測定では、測定物１００の経時変化を微小時間間隔で検出できる。因みに、この第１構成例以降の構成例では、“単一物測定”のタイプを採用しており、時間的に刻々と形状が変化する状況などの場合に便宜である。なお、本開示では、第１構成例以降の構成例に対して、“複数物測定”を採用してもよい。
　不要信号除去部１３２は、光源１１１からのレーザ光が測定面１００Ａに入射したときに発生する測定誤差につながるような、マルチパス反射光（これを“２次反射光”とよぶことがある。）に関係する不要信号を除去する。マルチパス反射光とは、測定を意図していない経路から入射する光のことで、主要因としては外界の様々な物体で複数回反射が起きることで発生する。本構成例での不要信号除去部１３２は、撮像装置１２２に入射する光源部１１Ａからのスリット光のうち、特に必要となる散乱光（これが後述する“正規反射光”になる。）における入射角度（基準角度）とは異なる入射角度で入射した、２次反射光によって生成される不要信号を除去する。
　具体的には、測定物１００の表面の特定された任意の点、つまり、ある時刻ｔにおけるスリット光の入射点に対応する各画素の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、一意に決定される。即ち、受光部１２では、光源１１１から測定物１００へ向かう反射光の入射角は、一定の特定値 (正規入射角)である。この正規入射角で入射する光（これを“正規入射光”とよぶことがある）が測定物１００で反射して撮像装置１２２へ入り込むときの反射光（これを“正規反射光”とよぶことがある）の入射角は、仮に、直前のポイントと同一高さであれば、そこでの入射角も同一であることになる。従って、正規反射光の受光部１２への入射角度が異なっているときには、直前のポイントでの測定面と比べると凹凸差があり、高さが異なっている。即ち、測定物１００の高さが変化していることが分かる。
　２次反射光が受光部１２へ、正規入射角とは異なる入射角で誤って入射してくることもある。その結果、その地点に関する形状を誤検出する虞がある。そこで、不要信号除去部１３２は、本来の正規入射角で入射したときの受光強度若しくは受光量から生成されるべき電気信号（以下、これを“正規電気信号”とよぶ）、つまり一意の光電流値又は光起電力値とは異なる、この正規電気信号以外の電気信号（以下、これを“不要信号”とよぶ）を除去する。
　３Ｄ演算部１３３は、不要なノイズを発生する不要信号を不要信号除去部１３２で除去したあとの正規電気信号をベースにして、後述する演算式で、各スリット光により測定物１００をライン状に切断させて画素列ごとに得られた、２次元的な形状(これを“２次元データ”とよぶ。)を生成する。そして、スキャン機構１１３によって、Ｙ方向にスリット光が掃引移動することで、各ライン状の２次元データをつなぎ合わせて３次元的に測定物１００の形状(以下、これを“３Ｄ形状”とよぶ。)を生成する。
　メモリ１３４は、形状測定装置１０Ａによって逐次取り込まれた測定物１００の測定面１００Ａの３次元形状に関するデータ、特に高さ情報(または厚さ情報)に基づき、所要の回路で処理されて得た、測定物１００の画素ごとのイベントデータである３次元形状に関する形状情報を格納保存する。
　[撮像部の構成例]
　次に、本開示の撮像装置１２２を備えた撮像部２１について、図５から図８を参照しながら説明する。
　第１構成例に係る受光部１２の撮像装置１２２などを備えた撮像部２１の構成例について、以下に具体的に説明する。図５は、撮像部２１の構成の一例を示すブロック図である。
　図５に示すように、本構成例に係る撮像部２１は、ＥＶＳと呼ばれる非同期型の撮像装置を用いており、画素アレイ部２１１、駆動部２１２、アービタ部２１３、カラム処理部２１４、及び、信号処理部２１５を備える。
　１）画素アレイ部
　上記の構成の撮像部２１において、画素アレイ部２１１には、複数の画素２１０が行列状（アレイ状）に２次元配列されている。この行列状の画素配列に対して、画素列(カラム)毎に、後述する垂直信号線ＶＳＬが配線される。
　複数の画素２１０のそれぞれは、光電流に応じた電圧のアナログ信号を画素信号として生成する。また、複数の画素２１０のそれぞれは、光電流の変化量が所定の閾値を超えたか否かにより、アドレスイベントの有無を検出する。そして、アドレスイベントが生じた際に、画素２１０は、リクエストをアービタ部２１３に出力する。
　２）駆動部
　駆動部２１２は、複数の画素２１０のそれぞれを駆動して、各画素２１０で生成された画素信号をカラム処理部２１４に出力させる。
　３）アービタ部
　アービタ部２１３は、複数の画素２１０のそれぞれからのリクエストを調停し、調停結果に基づく応答を画素２１０に送信する。アービタ部２１３からの応答を受け取った画素２１０は、検出結果を示すイベントデータ（アドレスイベントの検出信号）を駆動部２１２及び信号処理部２１５に供給する。画素２１０からのイベントデータの読出しについては、複数行読出しとすることも可能である。
　４）カラム処理部
　カラム処理部２１４は、例えば、アナログ－デジタル変換器などから成り、画素アレイ部２１１の画素列毎に、その列の画素２１０から出力されるアナログの画素信号をデジタル信号に変換する処理などを行う。そして、カラム処理部２１４は、アナログ－デジタル変換後のデジタル信号を信号処理部２１５に供給する。
　５）信号処理部
　信号処理部２１５は、カラム処理部２１４から供給されるデジタル信号に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理や画像認識処理などの所定の信号処理を実行する。そして、信号処理部２１５は、処理結果を示すデータと、アービタ部２１３から供給されるイベントデータとを信号線２１６を介して出力する。
　[画素アレイ部の構成例]
　図６は、画素アレイ部２１１の構成の一例を示すブロック図である。
　複数の画素２１０が行列状に２次元配列されて成る画素アレイ部２１１において、複数の画素２１０のそれぞれは、光電変換部５１、画素信号生成部５２、及び、アドレスイベント検出部５３を有する構成となっている。
　　１）光電変換部
　上記の構成の画素２１０において、光電変換部５１は、入射光を光電変換して光電流を生成する。そして、光電変換部５１は、駆動部２１２（図５参照）の制御に従って、画素信号生成部５２及びアドレスイベント検出部５３のいずれかに、光電変換して生成した光電流を供給する。
　　２）画素信号生成部
　画素信号生成部５２は、光電変換部５１から供給される光電流に応じた電圧の信号を画素信号ＳＩＧとして生成し、この生成した画素信号ＳＩＧを、垂直信号線ＶＳＬを介してカラム処理部２１４（図５参照）に供給する。
　　３）アドレスイベント検出部
　アドレスイベント検出部５３は、光電変換部５１のそれぞれからの光電流の変化量が所定の閾値を超えたか否かにより、アドレスイベント（以下、単に“イベント”と記述する場合がある）の発生の有無を検出する。アドレスイベントは、例えば、光電流の変化量が上限の閾値を超えた旨を示すオンイベント、及び、その変化量が下限の閾値を下回った旨を示すオフイベントから成る。また、アドレスイベントの検出信号は、例えば、オンイベントの検出結果を示す１ビット、及び、オフイベントの検出結果を示す１ビットから成る。尚、アドレスイベント検出部５３については、オンイベントのみを検出する構成とすることもできる。
　アドレスイベントが発生した際に、アドレスイベント検出部５３は、アドレスイベントの検出信号の送信を要求するリクエストをアービタ部２１３（図５参照）に供給する。そして、アドレスイベント検出部５３は、リクエストに対する応答をアービタ部２１３から受け取ると、アドレスイベントの検出信号（イベントデータ）を駆動部２１２及び信号処理部２１５に供給する。
　[画素の回路構成例]
　図７は、画素２１０の回路構成の一例を示す回路図である。上述したように、複数の画素２１０のそれぞれは、光電変換部５１、画素信号生成部５２、及び、アドレスイベント検出部５３を有する構成となっている。
　１）光電変換部
　上記の構成の画素２１０において、光電変換部５１は、光電変換素子（受光素子）５１１、転送トランジスタ５１２、及び、ＯＦＧ（Over Flow Gate）トランジスタ５１３を有する構成となっている。転送トランジスタ５１２及びＯＦＧトランジスタ５１３としては、例えば、Ｎ型のＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを用いることができる。転送トランジスタ５１２及びＯＦＧトランジスタ５１３は、互いに直列に接続されている。
　　１－１）光電変換子
　光電変換素子５１１は、転送トランジスタ５１２とＯＦＧトランジスタ５１３との共通接続ノードＮ１とグランドとの間に接続されており、入射光を光電変換して入射光の光量に応じた電荷量の電荷を生成する。
　　１－２）転送トランジスタ
　転送トランジスタ５１２のゲート電極には、図５に示す駆動部２１２から転送信号ＴＲＧが供給される。転送トランジスタ５１２は、転送信号ＴＲＧに応答して、光電変換素子５１１で光電変換された電荷を画素信号生成部５２に供給する。
　　１－３）ＯＦＧトランジスタ
　ＯＦＧトランジスタ５１３のゲート電極には、駆動部２１２から制御信号ＯＦＧが供給される。ＯＦＧトランジスタ５１３は、制御信号ＯＦＧに応答して、光電変換素子５１１で生成された電気信号をアドレスイベント検出部５３に供給する。アドレスイベント検出部５３に供給される電気信号は、電荷からなる光電流である。
　２）画素信号生成部
　画素信号生成部５２は、リセットトランジスタ５２１、増幅トランジスタ５２２、選択トランジスタ５２３、及び、浮遊拡散層５２４を有する構成となっている。リセットトランジスタ５２１、増幅トランジスタ５２２、及び、選択トランジスタ５２３としては、例えば、Ｎ型のＭＯＳトランジスタを用いることができる。
　画素信号生成部５２には、光電変換部５１から転送トランジスタ５１２によって、光電変換素子５１１で光電変換された電荷が供給される。光電変換部５１から供給される電荷は、浮遊拡散層５２４に蓄積される。浮遊拡散層５２４は、蓄積した電荷の量に応じた電圧値の電圧信号を生成する。すなわち、浮遊拡散層５２４は、電荷を電圧に変換する。
　　２－１）リセットトランジスタ　リセットトランジスタ５２１は、電源電圧ＶＤＤの電源ラインと浮遊拡散層５２４との間に接続されている。リセットトランジスタ５２１のゲート電極には、駆動部２１２からリセット信号ＲＳＴが供給される。リセットトランジスタ５２１は、リセット信号ＲＳＴに応答して、浮遊拡散層５２４の電荷量を初期化（リセット）する。
　　２－２）増幅トランジスタ
　増幅トランジスタ５２２は、電源電圧ＶＤＤの電源ラインと垂直信号線ＶＳＬとの間に、選択トランジスタ５２３と直列に接続されている。増幅トランジスタ５２２は、浮遊拡散層５２４で電荷電圧変換された電圧信号を増幅する。
　　２－３）選択トランジスタ
　選択トランジスタ５２３のゲート電極には、駆動部２１２から選択信号ＳＥＬが供給される。選択トランジスタ５２３は、選択信号ＳＥＬに応答して、増幅トランジスタ５２２によって増幅された電圧信号を画素信号ＳＩＧとして垂直信号線ＶＳＬを介してカラム処理部２１４（図５参照）へ出力する。
　上記の構成の画素２１０が２次元配置されて成る画素アレイ部２１１を有する撮像部２１において、駆動部２１２は、図示外の受光制御部によりアドレスイベントの検出開始が指示されると、光電変換部５１のＯＦＧトランジスタ５１３に制御信号ＯＦＧを供給することによって当該ＯＦＧトランジスタ５１３を駆動してアドレスイベント検出部５３に光電流を供給させる。
　　２－４）浮遊拡散層
　そして、ある画素２１０においてイベントの発生が検出されると、駆動部２１２は、その画素２１０のＯＦＧトランジスタ５１３をオフ状態にしてアドレスイベント検出部５３への光電流の供給を停止させる。次いで、駆動部２１２は、転送トランジスタ５１２に転送信号ＴＲＧを供給することによって当該転送トランジスタ５１２を駆動して、光電変換素子５１１で光電変換された電荷を浮遊拡散層５２４に転送させる。
　このようにして、上記の構成の画素２１０が２次元配置されて成る画素アレイ部２１１を有する撮像部２１は、イベントの発生が検出された画素２１０の画素信号のみをカラム処理部２１４に出力する。これにより、イベントの発生の有無に関わらず、全画素の画素信号を出力する場合と比較して、撮像部２１、ひいては、撮像装置１２２の消費電力や、画像処理の処理量を低減することができる。
　尚、ここで例示した画素２１０の構成は一例であって、この構成例に限定されるものではない。例えば、画素信号生成部５２を備えない画素構成とすることもできる。この画素構成の場合は、光電変換部５１において、ＯＦＧトランジスタ５１３を省略し、当該ＯＦＧトランジスタ５１３の機能を転送トランジスタ５１２に持たせるようにすればよい。
　３）アドレスイベント検出部
　図８は、アドレスイベント検出部５３の構成の一例を示すブロック図である。同図に示すように、本構成例に係るアドレスイベント検出部５３は、電流電圧変換部５３１、バッファ５３２、減算器５３３、量子化器５３４、及び、転送部５３５を有する構成となっている。
　　３－１）電流電圧変換部及びバッファ
　電流電圧変換部５３１は、画素２１０の光電変換部５１からの光電流を、その対数の電圧信号に変換する。電流電圧変換部５３１は、変換した電圧信号をバッファ５３２に供給する。バッファ５３２は、電流電圧変換部５３１から供給される電圧信号をバッファリングし、減算器５３３に供給する。
　　３－２）減算器及び量子化器
　減算器５３３には、駆動部２１２から行駆動信号が供給される。減算器５３３は、行駆動信号に従って、バッファ５３２から供給される電圧信号のレベルを低下させる。そして、減算器５３３は、レベル低下後の電圧信号を量子化器５３４に供給する。量子化器５３４は、減算器５３３から供給される電圧信号をデジタル信号に量子化してアドレスイベントの検出信号（イベントデータ）として転送部５３５に出力する。
　　３－３）転送部
　転送部５３５は、量子化器５３４から供給されるアドレスイベントの検出信号（イベントデータ）をアービタ部２１３等に転送する。この転送部５３５は、イベントの発生が検出された際に、アドレスイベントの検出信号の送信を要求するリクエストをアービタ部２１３に供給する。そして、転送部５３５は、リクエストに対する応答をアービタ部２１３から受け取ると、アドレスイベントの検出信号を駆動部２１２及び信号処理部２１５に供給する。
[測定物の形状測定方法（測定原理）]
　次に、本開示の第２実施形態の形状測定システムに係る、第１構成例の形状測定装置１０Ａでの形状測定原理について、図９および図１０を参照しながら説明する。
　本開示の第１構成例では、上述したように、単一の光源部１１Ａおよび２つの受光部１２（即ち、受光部１２Ａ、１２Ｂ）を用いて測定物１００（測定面１００Ａ）の３次元形状を検出していく。
　光源部１１Ａおよび受光部１２Ａ、１２Ｂからなる受光部１２の位置関係については、特に制限されるものではないが、本構成例では、図９に示すように、光源部１１Ａの両側に受光部１２Ａ、１２Ｂを配置してある。これら受光部１２Ａ、１２Ｂは、光源部１１Ａに対して特に左右対称的な配置である必要はなく、なるべく互いに離間しているのが好ましい。また、光源部１１Ａおよび受光部１２は、同一のＹＺ平面に沿って配列されていてもよいし、同一ＹＺ平面上になくてもよい。
　光源部１１Ａの光源１１１である半導体レーザ（ＬＤ）からの青色光は、図３に示すシリンドリカルレンズ１１２で波形加工され、ＸＺ面に平行なラインスリット光となって測定物１００の測定面１００Ａに投光・照射される。
　このラインスリット光を入射した測定面１００Ａでは、測定面１００Ａの凹凸に応じて散乱し、その散乱光がそれぞれの受光部１２Ａ，１２Ｂの受光レンズを透過して各撮像装置１２２Ａ，１２２ＢであるＥＶＳ１、ＥＶＳ２に入射する。
　各撮像装置１２２Ａ，１２２ＢであるＥＶＳ１、ＥＶＳ２には、測定面１００Ａにて散乱して生成された散乱光が反射光となって入射してくる虞がある。そこで、本開示では、測定面１００Ａの測定中の各位置で散乱・反射後に受光部１２Ａ，１２Ｂへ向かう反射光の中で、特に、互いに異なる配置で設けた各受光部１２Ａ，１２Ｂに向け、それぞれ異なる最短光路を辿って入射してくる２つの測定光が、それぞれの正規反射光となる。これらの正規反射光からのデータが本開示の形状測定に用いられる。
　本構成例の測定物１００においても、２次波(２次反射光)が、撮像装置１２２であるＥＶＳ１，ＥＶＳ２（以下、これを“ＥＶＳ１，２”と呼称することがある）へ入射して測定(測距)誤差につながる虞がある。そこで、各時刻ｔでのそれぞれのＥＶＳ１，２で測定して得たデータから、後述する所定の演算式を用いて、それぞれのＥＶＳ１，２での測定面１００Ａまでの距離などを算出し、双方のＥＶＳ１，２で得られた形状が一致するものを正規反射光からのデータとして使用し、この正規反射光から以下の演算式によって測定物１００の断面形状を算出し、３次元形状して捉えることができる。これについては、図１０及び図１１を参照しながら詳述する。
　なお、ここで使用する演算式は、以下のものであり、これらの演算式から特に測定面１００Ａの各地点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）での形状を算出することができる。
　　　Ｘ＝任意の奥行方向での地点でのＸ座標・・・（１）
　　　Ｙ＝（スキャン機構での走査速度）・（スキャン機構の作動時間）－（Ｙ方向に関する測距誤差Δｙ）・・・（２）
　　　Ｚ＝(Ｙ方向に関する測距誤差Δｙ)／（ｔａｎθ）・・・（３）
　　　但し、ここで、θ：光源の垂線に対する傾斜角度
　ここで、図面を参照しながら、（３）式の導出について説明する。
　図１１は、光源１２２から出射する光源１１１であるＬＤから発振するレーザ光の光路を示す。レーザ光は、コヒーレント光であるから、説明を分かりやすくするため、このレーザ光の光路上において特定の同一位相(波面)部分を順次太黒丸及び傾斜破線で示す。また、ステージ２からの高さを明確にするため、等高線を破線で示している。なお、本開示の本構成例で使用する測定光については、特に、例えば位相の変化などを利用・検出する必要がないので、勿論、インコヒーレント光でもよい。
　同図において、あるスリット光の測定面１００Ａの表面点Ｃの直下の底部の座標をＡ＝（Ｘ０，Ｙａ，Ｚ０）、また、ステージ２に対面する底部Ｂでの座標をＢ＝（Ｘ０，Ｙｂ，Ｚ０）、ステージ２から測定すべき高さＨにある表面の点Ｃの座標をＣ＝（Ｘ０，Ｙａ，Ｚａ）とすると、Ｂ点及びＣ点からの正規反射光の横（Ｙ）方向のずれである測距誤差をΔｙは、三角形ＡＢＣにおいて、次式
　　　　　　　　　　ｔａｎθ＝Δｙ／Ｈ・・・（４）
　　　　　（但し、Ｈ：測定物１００の厚さ）
が成立する。この（４）式により、求める高さＨ＝Δｙ／ｔａｎθ、即ち(３)式が導出される。従って、（１）～(３)式によって、測定面１００Ａの厚さ方向についてのデータを含んだ点Ｃの３次元座標（Ｘ０，Ｙａ，Ｚａ）が得られる。なお、この点ＣについてはＸ座標がＸ＝０としてが、特にこの座標位置のみに限定されるものではない。ステージ２上の測定物１００について、そのＸ方向に関する任意の位置座標が適用できる。
　なお、本構成例での３次元データ化の方法として、上記以外に、例えば位相差や偏光面の相違から２次反射光を除いた正規反射光を弁別・抽出して３次元形状を生成する構成などであってもよい。偏光面を利用した構成例ついては、後に詳細に説明する。
　従って、測定物１００の測定面１００Ａに到達する平面波(球面波でもよい)は、測定面１００Ａの高さ位置によって、受光部までの平面波の伝達時間ｔにずれを生じる（同時に、位相差などにもずれを生じる）。その結果、上記した演算式の(２)及び（３）に含む測距誤差Δｙを生じる。これにより、この時間ｔ及び測距誤差Δｙから測定物の高さＨが演算できる。なお、本開示では詳細は省略するが、撮像装置１２２に到達する電場の強度Ｅや蓄積する電荷量などにも時間的な差を生じさせるようにしてもよい。例えば、各画素の輝度の差や蓄積電荷量の差などを利用することで、測定物１００の高さを計測してもよい。
　[本構成例の作用効果]
　従って、本構成例によれば、２つの撮像装置１２２Ａ，１２２ＢであるＥＶＳ１，２では、正規反射光(散乱光)を受光することで、形状変化の小さいところは勿論のこと、形状(凹凸)変化の大きい地点などからであっても、双方のＥＶＳ１，２からは同一形状(高さＨ)を与える検出信号が出力される。図１２は、ある時刻ｔ１での各画素のイベントデータの出力分布を示す模式図である。この図において、左半部のエリアと右半分のエリアでは、イベントデータの出力状態が全く異なることまでは判断がつく。
　ところが、単一ＥＶＳであったならば(単一光源も前提としてある)、どちらが正規反射光に基づく正規信号で生成されたイベントデータの出力であるのか、判断がつかない。
　本構成例では、２つの撮像装置１２２を用いている。任意の時刻ｔでのある地点では、どちらのＥＶＳ１，２で取り込んだ反射光であっても、正規反射光を取り込むと、双方のＥＶＳ１，２から得られる先の地点での凸部の高さ（あるいは凹部の深さ）は一意に決定されているはずである。つまり、同一地点での高さＨが複数値になることは、物理的にあり得ない。双方のＥＶＳ１，２から得られる同一地点でのイベントデータは同一であるべきであり、双方のＥＶＳ１，２において一意の入力信号値を与える反射光が正規反射光となる。
　そこで、本実施形態では、前述したように、前述の演算式を用いて、正規反射光からのデータを基礎とした演算を行う。これにより、凹凸差の大きな地点でも精度の高い形状測定ができる。しかも、撮像装置１２２Ａ，１２２Ｂには、ＥＶＳを用いているので、高速での３次元画像の取り込みを実現できる。
　このように、本構成例によれば、光源部１１Ａ内の光源１１１から測定物１００に向かう測定光には最短光路を辿る測定光を用いるとともに、その測定光が、測定物１００の各時刻での測定ポイントである測定面１００Ａの特定位置で散乱・反射後、受光部１２へ向かう測定光には、同一ポイント（同一位置）で反射・散乱した反射光であって、互いに異なる最短光路を辿る２つの測定光（正規反射光）を用いることができるよう構成した。これにより、反射光の中に、マルチパス反射光（即ち、２次反射光）が混在してその２次反射光が受光部１２へ入射していたとしても、上記した特性を有する２つの正規反射光を使用して、測定物１００の測定面形状を正確に測定することができる。特に、その形状に深い凹凸が形成されていても、上記した演算式（１）～（３）によって、精度高く算出可能になる。
（２－２．第２構成例）
　次に、本開示の第２実施形態の形状測定システムに係る、第２の態様(以下、「第２構成例」とよぶ)の形状測定装置１０Ｂについて、図１３及び図１４を参照しながら説明する。なお、第１構成例と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
　本構成例が先の第１構成例と異なるのは、光源部１１には第１光源部１１Ｂと第２光源部１１Ｃとの２個のものを用いている点と、受光部１２には単一のもの（以下、受光部１２Ｃとよぶ）用いている点である。第１光源部１１Ｂと第２光源部１１Ｃとの２つの光源部は、互いに離れて設置させておくことが好ましい。例えば、受光部１２を中心として、横方（Ｙ）方向について互いに反対位置に設置することができる。特に受光部１２を中心とした対称的な配置である必要はない。さらに、本構成例では、信号処理ユニット１３の制御信号送信部１３１についての制御も異なる。
　第１光源部１１Ｂは、光源として青色波長（λｂ）の青色レーザ光を連続発振する第１半導体レーザ（ＬＤ１）１１１Ｂを用いることができる。第２光源部１１Ｃについても、光源として第１半導体レーザ（ＬＤ１）１１１Ｂと同一波長(λｂ)の第２半導体レーザ（ＬＤ２）１１１Ｃを用いることができる。第１半導体レーザ（ＬＤ１）１１１Ｂは、詳細は後述するように、制御信号送信部１３１からの制御信号によって、第２半導体レーザ（ＬＤ２）１１１Ｃとの間で、時分割で駆動させて発振させることができる。
　第１光源部１１Ｂ及び第２光源部１１Ｃでは、シリンドリカルレンズ１１２やスキャン機構１１３についても、それぞれ第１構成例と同一構成のものを用いることができる。
　本構成例の各光源部１１Ｂ，１１Ｃでも、測定物１００に対して、横（Ｙ）方向に関して順次掃引スキャンする。しかしながら、本構成例では、各画素列（カラム）に対して、順次、２分割された時間間隔で、それぞれ奥行（Ｘ）方向全幅へスリット光を投光する。具体的には、制御信号送信部１３１の制御により、図１４に示すように、各スリット光については、各画素列（カラム）での時間間隔Δｔで投光の際、第１光源部１１Ｂから、特定波長（λｂ）の青色レーザ光をΔｔ／２秒で照射する。その後、引き続き第２光源部１１Ｃから、同一波長（λｂ）の青色レーザ光をΔｔ／２秒で照射する。これらの青色レーザ光は、測定物１００に対して、異なる配置の光源１１１Ｂ，１１１Ｃからそれぞれ投光される。
　一方、受光部１２Ｃは、単一の構成であって、撮像装置１２２には、第１構成例のものと同様、非同期型を用いている。即ち、測定物１００で反射されて入射する光を光電変換する画素が行列状に２次元配置された構成の、ＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）を用いている。このＥＶＳでは、第１構成例と同様、測定物１００の測定面からの反射光について、画素列(カラム)ごとに、その画素列を構成する各画素へ逐次取り込んでいく。そして、これらの取り込んだ反射光に基づき、各画素列(カラム)を構成する各画素は、光電変換により光電変換信号を生成していく。その光電変換信号は、イベント発行部１２３へ出力される。
　[動作及び効果]
　従って、本構成例によれば、このように、各第１、第２半導体レーザ１１１Ｂ，１１１Ｃに対する駆動時間を等分で２分割させている。つまり、本構成例では、各画素列(カラム)に投光するスリット光が、第１半導体レーザからのレーザ及び第２半導体レーザからのレーザ光の順番で、それぞれ１度ずつ、都合２回投光される。このような各レーザ光は、測定物１００の横（Ｙ）方向の開始地点(Ｙ＝０；原点Ｏ)から横方向の最終地点（Ｙ＝Ｌ；但し、Ｌは測定物１００の横方向の全長）まで、順次サイクリックに繰り返す。
　従って、本構成例によれば、受光部１２では、各画素列（カラム）に、第１、第２光源１１Ｂ，１１Ｃからの反射光がレンズ１２１を透過してＥＶＳ１２２へ順次入射する。この際、各光源からは、正規反射光のほかに２次反射光も入力する可能性がある。そこで、第１構成例と同様、信号処理ユニット１３へ出力される電気信号から、不要信号除去部１３２で２次反射光についての電気信号を除去させる。
　本開示に係る第２構成例でも、前述したように、各光源部１１Ｂ，１１Ｃからそれぞれ出射して測定物１００の測定面１００Ａで反射する各反射光（散乱光）のうち、受光部１２へ向けて最短経路を辿る各反射光が、２つの正規反射光として受光部１２に入射してくる。また、測定面１００Ａで反射・散乱したあとに、例えば他の部位での反射などを起こして別光路をめぐってから受光部１２へ入射する反射光（２次反射光）もあり得る。このような２次反射光が入射したとしても、本構成例によれば、第１構成例と同様、２つの正規反射光から得るデータが一意のものであることから、これらのデータとは異なるデータを生成する２次反射光に関連する不要信号が、その後、不要信号除去部１３２で除去できる。
　これにより、各レーザ光の正規反射光に起因する正規電気信号のみが３Ｄ演算部１３３へ入力される。３Ｄ演算部１３３では、これらの正規電気信号から、前述した演算式を用いて、いずれのレーザ光からも、同一画素列（カラム）において、測定物１００の測定面１００Ａでの奥行（Ｘ）方向のデータとともに、同一高さ（Ｚ；又は同一Ｈ深さ）を与えるはずの値が得られる。このようなスキャン走査を測定物１００の横（Ｙ）方向に始点(Ｙ＝０)から終点（Ｙ＝Ｌ）まで掃引走査させる。これにより、測定物１００に対して精度の高い３次元形状を得ることができる。
　従って、本構成例によれば、第１構成例と同様、撮像装置１２２にはＥＶＳを用いており、凹凸差の大きな測定物１００であっても、精度の高い３次元形状を高速で検出できる。
（２－３．第３構成例）
　次に、本開示の第２実施形態の形状測定システムに係る、第３の態様(以下、「第３構成例」とよぶ)の形状測定装置１０Ｃについて、図１５及び図１６を参照しながら説明する。なお、本構成例でも、先の構成例と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
　本開示の構成例が先の第２構成例と同様に、光源部には第１光源部１１Ｄと第２光源部１１Ｅとの２個のものを用いているが、第１光源部１１Ｄ及び第２光源部１１Ｅから、互いに異なる波長の光を出射する点で、第２構成例と異なる。さらに、本構成例でも、第２構成例と同様、信号処理ユニット１３では、制御信号送信部１３１により、時分割で各光源のレーザの発振動作の制御を行う。
　第１光源部１１Ｄは、光源として、青色波長（λｂ）の青色レーザ光を連続発振する第1半導体レーザ（ＬＤ１）１１１Ｄを用いる。一方、第２光源部１１Ｅでは、光源として、赤色波長(λｒ；λｒ＞λｂ)の赤色レーザ光を連続発振する第２半導体レーザ（ＬＤ２）１１１Ｅを用いる。
　なお、これら第１、第２光源部１１Ｄ，１１Ｅで用いる光源１１１Ｄ，１１１Ｅとしては、同一広帯域幅の波長の光源(例えば白色ＬＤ)を用いることも可能である。この場合には、各光路上に互いに異なる色フィルタを配置して２色の測定光を生成してもよい。また、波長(λ)変換が可能な半導体レーザなどを用い、波長（λ）を変換させることで各レーザ光を区別させてもよい。また、第二高調波発生（ＳＨＧ）や和周波発生（ＳＦＧ）などの非線形周波数(ω)変換手段によって、各レーザ光の区別を行うようにしてもよい。
　本構成例の第１、第２光源部１１Ｄ，１１Ｅでも、測定物１００に対して、横（Ｙ）方向に関して順次掃引スキャンする際に、各画素列（カラム）に対して、先の構成例と同様、各画素列（カラム）での走査時間間隔Δｔ秒での投光の際に、最初に、第１光源部１１Ｄからの青色レーザ光をΔｔ／２秒で照射する。その直後、引き続き第２光源部１１Ｅから赤色レーザ光をΔｔ／２秒で照射する。以下、同様の走査動作を、各画素列に対応して順次繰り返し行う。
　一方、受光部１２Ｄは、単一の構成であって、撮像装置１２２には第２構成例と同様のＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）を用いる。しかしながら、本構成例のＥＶＳでは、各画素列に対応するエリアを、各半導体レーザの作動時間間隔に対応させて２分割してある。この各画素列の各画素に対応するエリア部分のうち前半の第１分割域（ここを“青色エリア”と呼ぶことがある）には、図１６に示すように、青色以外の波長の光を吸収し、青色光のみを透過させる第１フィルタとして、青色フィルタＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，・・・を設けている。同様に、各画素列の後半部分の第２分割域（ここを“赤色エリア”と呼ぶことがある）には、赤色光のみ透過させて残りの光を吸収する第２フィルタとして、赤色フィルタＲＦ１，ＲＦ２，ＲＦ３，・・・を設けている。このような構成により、各画素列の各画素における前半及び後半のエリア(青エリア及び赤エリア)には、それぞれ、第１半導体レーザ１１１Ｄからの青色レーザ光、及び第２半導体レーザ１１１Ｅからの赤色レーザ光のみを分別して入射させることができる。
　[作用及び効果]
　従って、本構成例によれば、このように、第１、第２半導体レーザ１１１Ｄ，１１１Ｅに対する駆動時間を等分で２分割させている。つまり、本構成例では、各列(カラム)に対するスリット光が、青色から赤色の順で色分けされて投光される。このような２色のレーザ光は、測定物１００の横（Ｙ）方向の開始地点(Ｙ＝０；原点Ｏ)から横方向の最終地点（Ｙ＝Ｌ；但し、Ｌは測定物１００の横方向の全長）まで順次サイクリックに繰り返す。
　特に、本構成例では、各画素列の各画素内での前半及び後半エリア(青エリア及び赤エリア)には、それぞれ、第１半導体レーザ１１１Ｄからの青色レーザ光、及び第２半導体レーザ１１１Ｅからの赤色レーザ光のみを許容して入射させることができる。従って、受光部１２では、レンズ１２１を透過して単一のＥＶＳ１２２へ、青色光での反射光及び赤色での反射光が混色し合って紫色などに重畳されて、各画素列（カラム）入射しても、各色フィルタ、即ち、第１フィルタである青色フィルタＢＦ１，ＢＦ２，ＢＦ３，・・・及び、第２フィルタである赤色フィルタＲＦ１，ＲＦ２，ＲＦ３，・・・で不要波長光が除去される。これにより、順次各所定エリアには、所望波長のレーザ光のみを入射できる。この際、各画素内の各色エリアには、同色レーザ光を選別して入射させていても、許容されている同色の２次反射光も同時に入力する可能性がある。そこで、万一、このような同色の２次反射光が同色エリアへ入射したとしても、ＥＶＳから信号処理ユニット１３へ出力される光電変換された電気信号は、不要信号除去部１３２で、各同色レーザ光に関連する２次反射光の電気信号を除去させることができる。
　また、本開示に係る第３構成例でも、前述した第２構成例と同様、各光源部１１Ｄ，１１Ｅからそれぞれ出射して測定物１００の測定面１００Ａで反射する各反射光（散乱光）のうち、受光部１２へ向けて最短経路を辿る各反射光が、２種類の正規反射光として受光部１２Ｄに入射してくる。一方、本構成例でも、測定面１００Ａで反射・散乱したあとに、他の光路などでの反射などを行って受光部１２Ｄへ入射してくる反射光（２次反射光）もあり得る。このような２次反射光が入射しても、本構成例によれば、第２構成例と同様、２次反射光がもたらす不要信号が、不要信号除去部１３２で除去できる。
　これにより、２色レーザ光に関連する正規電気信号のみを入力する３Ｄ演算部１３３では、２種類の正規電気信号から、前述した演算式を用いて３次元形状を演算する。いずれのレーザ光からも、同一画素列（カラム）において、測定物１００の測定面１００Ａでの同一高さ（Ｈ；又は同一深さ）を与える値が得られる。このような操作を測定物１００の横方向に始点(Ｙ＝０)から終点（Ｙ＝Ｌ）まで掃引走査させることより、測定物１００に対して精度の高い３次元形状を得ることができる。
　従って、本構成例によれば、第１、第２構成例と同様、凹凸差の大きな測定物１００であっても、精度の高い３次元形状を、撮像装置１２２ＣにＥＶＳを用いることで、高速で検出できる。
　さらに、本構成例のＥＶＳでは、波長の異なるレーザ光を、各画素列単位でそれぞれ各波長の光に対応して２分割された指定エリアへ入射させる構成である。従って、ある画素列の部分で、例えば外乱光として青色光の中に赤色光が混ざった紫色などの状態で、ＥＶＳの画素列の青色フィルタＢＦがかかった所定エリアへ入射しようとしても、青色フィルタＢＦで遮断される。従って、その画素列の所定エリアでは、青色レーザ光からの反射光のみを入射させることができる。また、赤色フィルタＲＦがかかった画素列でも、同様のことが行われる。これにより、正確な３次元形状の測定を行うことが可能となる。
（２－４．第４構成例）
　次に、本開示の第２実施形態の形状測定システムに係る、第４の態様(以下、「第４構成例」とよぶ)の形状測定装置１０Ｄについて、図１７乃至図１９を参照しながら説明する。なお、本構成例でも、先の構成例と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
　本構成例が第３構成例と異なる点は、第１光源部１１Ｆ及び第２光源部１１Ｇの各光源１１１Ｆ及び１１１Ｇには、それぞれ、同一波長(λ)のレーザ光を出射する半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２を用いている。また、これら第１光源部１１Ｆ及び第２光源部１１Ｇには、第３構成例とは異なり、夫々異なる所定の機能を有する偏光子１１４、１１５が付設されている。なお、これらＬＤ１およびＬＤ２には、同一波長でなく、異なる波長のレーザ光を出射する全く別種のＬＤを用いることもできる。
　[第１、第２光源部]
　半導体レーザＬＤ１では、特定波長(λ)を有するほぼ円偏光（又は楕円偏光でもよい）のレーザ光を発振出射する。ＬＤ２でも、半導体レーザＬＤ１と同様の波長を有するほぼ円偏光（又は楕円偏光）のレーザ光を発振出射する。これらのレーザから出射するレーザ光の波長については、特に限定されるものではなく、任意の波長のものが選択可能である。
　第１光源部１１Ｆでは、第３構成例と異なり、縦偏光のレーザ光を出射させるため、図１８Ａに示すＬＤ１の直後の光路(光軸Ａ１)上に上述の第１偏光子１１４を設け、円偏光（又は楕円偏光）から縦偏光(以下、“Ｐ波”とよぶことがある。)へ偏光面の整形を行っている。同様に、第２光源部１１Ｇでは、第３構成例と異なり、横偏光のレーザ光を出射させるため、図１８Ｂに示すＬＤ２の直後の光路(光軸Ａ２)上に上述の第２偏光子１１５を設け、円偏光（又は楕円偏光）から横偏光(以下、“Ｓ波”とよぶことがある。)へ偏光面の整形を行っている。
　[受光部]
　一方、受光部１２として、本構成例の受光部１２Ｅには、ＥＶＳにおいて、図１９に示すように、第３構成例と同様のパターンで、各画素列に対応するエリアが、それぞれ、Ｐ波、Ｓ波のみが入射するように２分割された領域、即ち、第１分割域と第２分割域とに分割されている。具体的には、ＥＶＳの各画素列の各画素に対応する各２分割エリアである第１分割域（以下、「Ｐ波エリア」とよぶ）及び第２分割域（以下、「Ｓ波エリア」とよぶ）には、第１偏光子１１４及び第２偏光子１１５と同様の機能を有する各フィルム、即ち、第１フィルムとして縦偏光フィルムＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３・・・及び第２フィルムとして横偏光フィルムＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３・・・が、各エリアに合わせてそれぞれ設置される。
　従って、本構成例でも、第３構成例と同様に、各画素列の前半及び後半エリアの対応エリアには、それぞれ、第１半導体レーザからの縦偏光のレーザ光、及び第２半導体レーザからの横偏光のレーザ光のみを分別して入射させることができる。従って、受光部１２では、レンズ１２１を透過して単一のＥＶＳ１２２へ各画素列（カラム）ごとに入射するレーザ光は、縦、横偏光面などが混在していても、各偏光子と同等の機能を有する縦偏光フィルムＦＰ及び横偏光フィルムＦＳで、不要偏光面を有するレーザ光、例えば不要な２次反射光などが除去される。これにより、ＥＶＳの各画素列の各エリアには、必要な偏光面のレーザ光のみを選択して入射させることができる。　
　また、本開示に係る第４構成例でも、前述した第３構成例と同様、各光源部１１Ｆ，１１Ｇからそれぞれ出射して測定物１００の測定面１００Ａで反射する各反射光（散乱光）のうち、受光部１２へ向けて最短経路を辿る各反射光が、２種類の正規反射光として受光部１２Ｅに入射してくる。一方、本構成例でも、測定面１００Ａで反射・散乱したあとに、例えば他の地点で反射するなどして別光路をめぐって受光部１２Ｅへ入射してくる反射光（２次反射光）もあり得る。もしこのような場合でも、第１～第３構成例と同様、２次反射光に関連して生成される不要信号が、不要信号除去部１３２で除去できる。
　従って、本構成例によれば、第１構成例と同様、凹凸差の大きな測定物１００であっても、縦偏光のレーザ光及び横偏光のレーザ光をそれぞれ各画素内の指定エリアに、偏光面が指定されたレーザ光のみを入射させることができる。これにより、精度の高い３次元形状を検出できる。しかも、本構成例でも撮像装置にＥＶＳを用いており、高速で３次元形状の測定が可能となる。
（２－５．第５構成例）
　次に、本開示の第２実施形態の形状測定システムに係る、第５の態様(以下、「第５構成例」とよぶ)の形状測定装置１０Ｅについて、図２０乃至図２２を参照しながら詳細に説明する。なお、本構成例でも、先の構成例と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
　本構成例がこれまでの構成例と異なるのは、光源部１１Ｈが単一のものであって、かつ、光源部１１Ｈ内には白色光を出射するＬＤ１１１Ｈ、シリンドリカルレンズ１１２、スキャン機構１１３の他に、分光用のプリズム１１６を備えている点と、受光部１２Ｆが単一のものであって、かつ、この受光部１２Ｆよりも反射光路上のレンズ１２１直前に３色の波長帯、即ち、赤色（以下、「Ｒ」と略すことがある）、緑色（以下、「Ｇ」と略すことがある）、及び青色（以下、「Ｂ」と略すことがある）の波長の光を選択的に透過させる色フィルタ１２５を備えている点である。なお、この色フィルタ１２５は、Ｒのみを透過させる波長透過特性を有する第１フィルタ（以下、「フィルタＲ」とよぶ）、Ｇのみを透過させる波長透過特性を有する第２フィルタ（以下、「フィルタＧ」とよぶ）、Ｂのみを透過させる波長透過特性を有する第３フィルタ（以下、「フィルタＢ」とよぶ）で構成される。
　[光源部]
　光源１１１Ｈには、出射波長が広帯域のものであることが好ましい。本構成例では、発振波長域が３８０ｎｍ～７６０ｎｍの可視光域をカバーする白色のレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、“白色半導体レーザ１１１Ｈ”とよぶことがある）を用いている。なおこの光源１１１Ｈには、広帯域の発光であれば、例えば、青色ＬＥＤを燐光材料でコーティングして青色光の一部を緑、黄色、赤色光に変換している白色ＬＥＤなどでも可能であるが、好ましくは高輝度で指向性のあるものがよい。
　プリズム１１６は、白色半導体レーザ１１１Ｈから出射する白色光を分光分割させるものである。本構成例のプリズム１１６へ入射したレーザ光は、ここを透過後に、各波長での屈折率の違いにより七色のスペクトルに分光・分離される。
　本構成例のプリズム１１６では、図２１に示すように、大別して３種類の波長帯の入射光（Ｒ、Ｇ、及びＢの波長帯）に分離・分割させるようにしている。この３種類の入射光αとは、凡そ３８０～５００ｎｍの青色入射光（以下、Ｂ光：αＢとよぶ。）、５００～５８０ｎｍの緑色入射光(以下、Ｇ光：αＧとよぶ)、及び５８０～７６０ｎｍの赤色入射光(以下、Ｒ光：αＲとよぶ)である。なお、本開示では、例えば３８０ｎｍ～７６０ｎｍなどの波長幅の可視光に対して、もっと細かいグループに分離・分割させることでも可能である。その場合には、受光部側の後述する色フィルタについても、同一の波長透過特性のあるものを使用するのが好ましい。
　[受光部]
　受光部１２Ｆは、基本的には、これまでの第１および第２構成例と同様の構成であるが、さらに、前述したように、図２０及び図２２に示すような色フィルタ１２５を備えている。通常、同一波長の光（受光部１２Ｆへの入射光）は、周知のように、フェルマーの原理（最小作用の原理）に従い、最短の光学距離である固有の光路（一義的に決定された最小光路）を辿って測定物の測定面に向けて進行・入射する。また、そこで反射後の反射光は、再び最短の光学距離である入射光と同一光路（最小光路）を辿って同方向などへ戻っていく、というのが基本原理である（光の可逆性）。
　本開示の本構成例では、この原理を利用する。これにより、正規入射光は、正規反射光となり、ＥＶＳ１２２の各画素列に入射する。即ち、ＲＧＢの各色の正規反射光は、同じＲＧＢの色フィルタ１２５(即ち、フィルタＲ、フィルタＧ、フィルタＢ)を備えた３分割領域において、対応する同一波長エリアへ入射していくことができる。色フィルタ１２５については、受光部１２を収容するハウジング１４(図２０参照)内に固定することで、受光機能部としてユニット化又はモジュール化させることが可能である。また、色フィルタ１２５が薄いフィルム状のものであれば、レンズ１２１に直接貼り付けてもよい。
　なお、色フィルタ１２５の波長透過特性をより効果的に発揮させ、効果的な正規反射光の取り込み機能を確実化させるため、色フィルタ１２５の直後のレンズ１２１には、各色フィルタ部分を透過した光がそのまま画素列に関して同一画素へ進行させるため、コリメート機能の高いレンズを用いるのが好ましい。例えば、セルフォック（登録商標）レンズやコリメータなどが可能である。これにより、例えば色フィルタ１２５のフィルタＢに入射して透過するＢ成分の戻り光は、そのままコリメート光としてレンズ１２１を透過後、ＥＶＳ１２２の画素列内の奥行（Ｘ）方向に関する画素に対して位置をずらすことなく対応する画素部分へ入射していくことができる。他の色成分（Ｒ成分及びＧ成分）の戻り光に対しても、色フィルタ１２５によって同様の作用が得られる。
　[作用および効果]
　従って、本構成例によれば、図２０及び図２２に示すように、光源部１１Ｈから出射・分光され測定物１００へ投光されたＲＧＢ各波長の光は、測定面１００Ａで反射し、その後、色フィルタ１２５へ入射する。図２１に示すように、光源部１１Ｈから出射する、３８０～７６０ｎｍのレーザ光であるＲＧＢに分光されたスリット光は、それぞれ測定面１００Ａで反射する。そこで反射後の各反射光のうち正規反射光は、他の反射光に比して最短の光学距離となる最短経路をたどって色フィルタ１２５の方向に戻っていく。
　色フィルタ１２５へ入射したＲＧＢの各正規反射光は、この色フィルタ１２５において、同じ色成分のエリアへ入射する以外に、他の色成分エリアへ入射する可能性もある。しかしながら、万一、例えばＢ光αＢがフィルタＢとは異なる色成分のエリア(即ち、フィルタＲ、フィルタＧ)へ入射したとしても、これらのエリアのフィルタＲ又はフィルタＧで吸収されてしまう。従って、Ｒ光やＧ光に対応する画素へ入射することはない。このようにして、フィルタＢを透過したＢ成分の反射光のみが、このフィルタＢと対応する特定画素に入射していくことができる。このことから、ＲＧＢの正規反射光については、仮に、ＲＧＢ色成分が異なる戻り光が迷光となって他のＲＧＢエリアへ迷い込んで来ても、色フィルタ１２５を透過することなく吸収される。
　従って、第５構成例によれば、各画素列における各画素には、その画素それぞれに対応した、測定面の特定のエリアからの正規反射光のみを入射させることができる。このため、測定面内の他のエリアの形状に関するデータが混入する虞がなく、正確な形状測定を行うことが可能になる。しかも、各反射面で反射して入射する反射光には、正規反射光を使用して画像情報を生成する。従って、測定面の凹凸差が大きい形状であっても、正確な測定面の形状を生成させることができる。
　即ち、本開示に係る第５構成例でも、前述した構成例と同様、光源部１１Ｈからプリズム１１６で分光され、それぞれ異なる光路を進行して測定物１００の測定面１００Ａで反射・散乱するＲＧＢの各反射光（散乱光）は、受光部１２Ｆへ向けて最短経路を辿る各反射光が、ＲＧＢでの正規反射光として受光部１２Ｆに入射する。一方、本構成例でも、測定面１００Ａで反射・散乱したあとに、他の部位で反射するなどして別光路をめぐって受光部１２Ｆへ入射する反射光（２次反射光）もあり得る。もしこのような反射光があったとしても、先の構成例と同様、ＲＧＢの各画素エリア１２２において、それぞれ取り込む反射光のうち、正規反射光から得るデータは一意のものである。このことから、ＲＧＢの各画素エリア１２２において、このデータとは異なるデータを生成する２次反射光に関連する不要信号が、その後、不要信号除去部１３２で除去できる。
　このように、本構成例によれば、２次反射光については、色フィルタ１２５により正規反射光に対する作用と同様の作用により、同じ色成分のエリアへ同じ色成分の２次反射光の透過が許容されてしまう虞がある。ところが、この２次反射光から不要信号が生成されても、上述したように、信号処理ユニット１３の不要信号除去部１３２でこの信号を除去することができる。その結果、ＲＧＢの各画素エリア１２２において、他のＲＧＢからの光であり、かつ、誤データをもたらす虞のある２次反射光が、ＥＶＳ１２２へ侵入しても、これを効果的に除去できる。
　以上、本開示に係る形状測定システムの各実施形態及び各構成例について説明してきた。最後に、上述した各実施形態及び各構成例の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施形態及び各構成例に限定されることはない。このため、上述した各実施形態及び各構成例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無い。また、他の効果があってもよい。
　なお、上述の実施形態及び各構成例における図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない場合もある。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、上述の実施形態及び各構成例において説明した測定光の光波の振動状態については、同様の効果が得られれるものであれば、円偏光、楕円偏光、直線偏光などの各種態様のものが適用可能である。
　また、本開示の形状測定システムは、前述したよう、例えば工場内などで次々に送り出されてくる多数の製品での各形状測定などに特に限定して適用されるわけではない。即ち、本開示のものは、静的な或いは動的な単一の対象物や特定の対象エリアを観測・監視・測定しているときの、時間的な変化を捉えるために用いてもよい。例えば駅構内での監視用のカメラ、駐車場内のカメラ、或いは車載用のカメラなどといった定点観測・監視用のシステムなどとしての適用も可能となる。
＜３．本開示がとることができる構成＞
　尚、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
（１）測定光を測定対象に出射する光源部と、
　前記測定対象から反射される前記測定光の反射光を受光する受光部と、　前記測定対象で反射し前記受光部に入射した前記反射光から生じるイベントデータにより、前記測定対象の３次元形状を算出する３次元形状演算部、及び、前記反射光以外の不要な光が外部から前記受光部に入射して生成される不要信号を除去する不要信号除去部、を有する信号処理部と、
　前記光源部又は前記測定対象を移動させることで、前記光源部から前記測定対象に投光する前記測定光で掃引し前記測定対象を走査するスキャン機構と、
　を備える、形状測定システム。
（２）前記スキャン機構は、前記光源部に設けられており、
　前記光源部は、光源と、前記光源からの光の波形制御を行う波形制御レンズと、を備え、とともに、
　前記受光部は、受光レンズと、前記反射光のうち前記受光レンズを透過する反射光の時間的な変化を捉えてイベント信号を出力する非同期型の撮像素子であるＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）と、前記ＥＶＳからの出力データに基づきイベントを検出してイベントデータを出力するイベント発行部と、前記イベントデータを前記信号処理部へ出力する送信部と、を備える、前記（１）に記載の形状測定システム。
（３）前記光源部は、単一であり、
　前記受光部として、互いに位置をずらして設置した第１受光部及び第２受光部を備える、前記（２）に記載の形状測定システム。
（４）前記光源部として、互いに位置をずらして設置した第１光源部及び第２光源部を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記信号処理部は、画素列ごとに時分割した時間間隔で制御信号を前記各スキャン機構へ出力する制御信号送信部を備える、前記（２）に記載の形状測定システム。
（５）前記光源部として、第１波長の光を出射する第１光源を備えた第１光源部と、第２波長の光を出射する第２光源を備えた第２光源部と、を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記ＥＶＳは、画素列単位で第１分割域と第２分割域とに２分割された２分割域で構成するとともに、
　前記第１分割域は、前記光源から出射される互いに異なる２種類の波長の測定光のうち、前記測定対象で反射する第１波長の光と第２波長の反射光の中の、第１波長の前記反射光を選択的に透過させる第１波長透過特性を有する第１フィルタを備えるとともに、
　前記第２分割域は、前記反射光の中の、前記第２波長の光を選択的に透過させる第２波長透過性を有する第２フィルタを備える、前記（２）に記載の形状測定システム。
（６）前記第１波長の光は、青色波長の光であり、
　前記第２波長の光は、赤色波長の光である、前記（５）に記載の形状測定システム。
（７）前記光源部として、前記第１光源を備えた第１光源部と、第２光源を備えた第２光源部と、を備え、
　前記第１光源部は、前記第１光源の出射光から第１偏光面を有する第１測定光を生成する第１の光学素子を備え、
　前記第２光源部は、前記第２光源の出射光から第２偏光面を有する第２測定光を生成する第２光学素子を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記ＥＶＳは、画素列ごとに第１分割領域と第２分割領域とに２分割され、
　前記第１分割領域は、前記第１測定光及び前記第２測定光の２種類の測定光のうち、前記測定対象で反射し前記受光部にそれぞれ入射する、前記第１偏光面を有する第１反射光及び前記第２偏光面を有する第２反射光のうち、前記第１反射光を選択的に透過させる第１フィルムを備え、
　前記第２分割領域は、前記第２反射光を選択的に透過させる第２フィルムを備える、前記（２）に記載の形状測定システム。
（８）前記第１偏光面は、縦方向に振動する直線偏光であり、　前記第２偏光面は、横方向に振動する直線偏光である、前記（７）に記載の形状測定システム。
（９）前記光源部は、単一であり、
　前記光源部内の光源には、前記光源からの光を、少なくとも３種類の波長帯に分割する分割手段を備え、
　前記受光部は、単一であり、
　前記ＥＶＳは、画素列単位で第１分割領域乃至第３分割領域に３分割された３分割領域で構成し、
　前記第１分割領域には、前記光源から出射される互いに異なる３種類の波長帯の測定光のうち、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第１波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第１色フィルタを備え、
　前記第２分割領域には、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第２波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第２色フィルタを備え、
　前記第３分割領域には、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第３波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第３色フィルタを備える、前記（２）に記載の形状測定システム。
（１０）前記分割手段は、前記光源からの白色光を３種類の波長帯の光に分割するプリズムで構成するとともに、
　前記３種類の波長帯の光は、赤色波長帯の光と、緑色波長帯の光と、青色波長帯の光である、
前記（９）に記載の形状測定システム。
（１１）前記ＥＶＳは、前記反射光の時間的変化に基づく信号電圧と閾値電圧と比較し、閾値電圧よりも小さいもしくは大きいことを判定することによりイベント信号を出力する、
前記（２）に記載の形状測定システム。
　１　　形状測定システム
　２　　ステージ(測定台)
　３　　移動機構（スキャン機構）
　４　　制御部
　１０、１０Ａ～１０Ｅ　　形状測定装置
　１１　　光源部
　１１Ａ　　第１光源部
　１１Ｂ　　第２光源部
　１１Ｄ　　第１光源部
　１１Ｅ　　第２光源部
　１１Ｆ　　光源部
　１１１　　光源：半導体レーザ（ＬＤ）
　１１１Ａ　　第1半導体レーザ（ＬＤ１）
　１１１Ｂ　　第２半導体レーザ（ＬＤ２）
　１１１Ｃ　　第３半導体レーザ（ＬＤ３）
　１１１Ｆ　　ＬＤ
　１１２　　シリンドリカルレンズ（波形形成レンズ、波形制御レンズ）
　１１３　　スキャン機構
　１１４　　第１偏光子(光学素子)
　１１５　　第２偏光子(光学素子)
　１１６　　プリズム
　１２、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ　　受光部
　１２Ａ　　第１受光部　１２Ｂ　　第２受光部
　１２１　　受光レンズ
　１２２、１２２Ａ，１２２Ｂ　　非同期型（非走査型）の撮像装置（撮像素子）（ＥＶＳ、ＥＶＳ１、ＥＶＳ２）
　１２３　　イベント発行部
　１２４　　送信部
　１３　　信号処理ユニット(信号処理部)
　１３１　　制御信号送信部
　１３２　　不要信号除去部
　１３３　　３Ｄ演算部
　１３４　　メモリ
　２１　　撮像部
　２１１　　画素アレイ部
　２１２　　駆動部
　２１３　　アービタ部
　２１４　　カラム処理部
　２１５　　信号処理部
　２１０　　画素
　４１　　システム制御部
　４２　　移動制御部
　５１　　光電変換部
　５２　　画素信号生成部
　５３　　アドレスイベント検出部
　５１３　　ＯＦＧトランジスタ
　５３１　　電流電圧変換部
　５３２　　バッファ
　５３３　　減算器
　５３４　　量子化器
　５３５　　転送部
　１００　　測定物
　１００Ａ　　測定面
　Ａ１、Ａ２　　光軸
　ＢＦ　　青色フィルタ（第１フィルタ）
　ＲＦ　　赤色フィルタ（第２フィルタ）
　ＦＰ　　縦偏光フィルム（第１フィルム）
　ＦＳ　　横偏光フィルム（第２フィルム）
　ＦＲ　　フィルタＲ（第１フィルタ）
　ＦＧ　　フィルタＧ（第２フィルタ）
　ＦＢ　　フィルタＢ（第３フィルタ）
　Ｈ　　ヘッド
　Ｘ　　奥行方向
　Ｙ　　横方向
　Ｚ　　高さ方向
　α　　入射光(測定光)
　αＲ　　赤色入射光(Ｒ光) 
　αＧ　　緑色入射光(Ｇ光) 
　αＢ　　青色入射光（Ｂ光） 
　β　　反射光
　β1　　反射光
　β２　　反射光

Claims (11)

  1. 　測定光を測定対象に出射する光源部と、
    　前記測定対象から反射される前記測定光の反射光を受光する受光部と、
    　前記測定対象で反射し前記受光部に入射した前記反射光から生じるイベントデータにより、前記測定対象の３次元形状を算出する３次元形状演算部、及び、前記反射光以外の不要な光が外部から前記受光部に入射して生成される不要信号を除去する不要信号除去部、を有する信号処理部と、
    　前記光源部又は前記測定対象を移動させることで、前記光源部から前記測定対象に投光する前記測定光で掃引し前記測定対象を走査するスキャン機構と、
    　を備える、
    　形状測定システム。
  2. 　前記スキャン機構は、前記光源部に設けられており、
    　前記光源部は、光源と、前記光源からの光の波形制御を行う波形制御レンズと、を備えるとともに、
    　前記受光部は、受光レンズと、前記反射光のうち前記受光レンズを透過する反射光の時間的な変化を捉えてイベント信号を出力する非同期型の撮像素子であるＥＶＳ（Event-based Vision Sensor）と、前記ＥＶＳからの出力データに基づきイベントを検出してイベントデータを出力するイベント発行部と、前記イベントデータを前記信号処理部へ出力する送信部と、を備える、
    　請求項１に記載の形状測定システム。
  3. 　前記光源部は、単一であり、
    　前記受光部として、互いに位置をずらして設置した第１受光部及び第２受光部を備える、
    　請求項２に記載の形状測定システム。
  4. 　前記光源部として、互いに位置をずらして設置した第１光源部及び第２光源部を備え、
    　前記受光部は、単一であり、
    　前記信号処理部は、画素列ごとに時分割した時間間隔で制御信号を前記各スキャン機構へ出力する制御信号送信部を備える、
    　請求項２に記載の形状測定システム。
  5. 　前記光源部として、第１波長の光を出射する第１光源を備えた第１光源部と、第２波長の光を出射する第２光源を備えた第２光源部と、を備え、
    　前記受光部は、単一であり、
    　前記ＥＶＳは、画素列単位で第１分割域と第２分割域とに２分割された２分割域で構成するとともに、
    　前記第１分割域は、前記光源から出射される互いに異なる２種類の波長の測定光のうち、前記測定対象で反射する第１波長の光と第２波長の反射光の中の、第１波長の前記反射光を選択的に透過させる第１波長透過特性を有する第１フィルタを備えるとともに、
    　前記第２分割域は、前記反射光の中の、前記第２波長の光を選択的に透過させる第２波長透過性を有する第２フィルタを備える、
    　請求項２に記載の形状測定システム。
  6. 　前記第１波長の光は、青色波長の光であり、
    　前記第２波長の光は、赤色波長の光である、
    　請求項５に記載の形状測定システム。
  7. 前記光源部として、前記第１光源を備えた第１光源部と、第２光源を備えた第２光源部と、を備え、
    　前記第１光源部は、前記第１光源の出射光から第１偏光面を有する第１測定光を生成する第１の光学素子を備え、
    　前記第２光源部は、前記第２光源の出射光から第２偏光面を有する第２測定光を生成する第２光学素子を備え、
    　前記受光部は、単一であり、
    　前記ＥＶＳは、画素列ごとに第１分割領域と第２分割領域とに２分割され、
    　前記第１分割領域は、前記第１測定光及び前記第２測定光の２種類の測定光のうち、前記測定対象で反射し前記受光部にそれぞれ入射する、前記第１偏光面を有する第１反射光及び前記第２偏光面を有する第２反射光のうち、前記第１反射光を選択的に透過させる第１フィルムを備え、
    　前記第２分割領域は、前記第２反射光を選択的に透過させる第２フィルムを備える、
    　請求項２に記載の形状測定システム。
  8. 　前記第１偏光面は、縦方向に振動する直線偏光であり、
    　前記第２偏光面は、横方向に振動する直線偏光である、
    　請求項７に記載の形状測定システム。
  9. 　前記光源部は、単一であり、
    　前記光源部内の光源には、前記光源からの光を、少なくとも３種類の波長帯に分割する分割手段を備え、
    　前記受光部は、単一であり、
    　前記ＥＶＳは、画素列単位で第１分割領域乃至第３分割領域に３分割された３分割領域で構成し、
    　前記第１分割領域には、前記光源から出射される互いに異なる３種類の波長帯の測定光のうち、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第１波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第１フィルタを備え、
    　前記第２分割領域には、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第２波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第２フィルタを備え、
    　前記第３分割領域には、前記測定対象で反射してくる３種類の波長帯の反射光の中の、第３波長帯の反射光を選択的に透過させる波長透過特性を有する第３フィルタを備える、
    　請求項２に記載の形状測定システム。
  10. 　前記分割手段は、前記光源からの白色光を３種類の波長帯の光に分割するプリズムで構成するとともに、
    　前記３種類の波長帯の光は、赤色波長帯の光と、緑色波長帯の光と、青色波長帯の光である、
    　請求項９に記載の形状測定システム。
  11. 　前記ＥＶＳは、前記反射光の時間的変化に基づく信号電圧と閾値電圧と比較し、閾値電圧よりも小さいもしくは大きいことを判定することによりイベント信号を出力する、
    　請求項２に記載の形状測定システム。
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