파장이 다른 2종류의 광을 이용하여, 계측 레인지의 확대를 도모할 수 있음과 아울러, 계측 효율의 향상을 도모할 수 있는 삼차원 계측 장치를 제공한다. 삼차원 계측 장치(1)는, 입사{入射}하는 소정의 광을 편광 방향이 서로 직교하는 2개의 편광으로 분할하고 한쪽을 계측광으로서 워크(W)에 조사하고 또한 다른쪽을 참조광으로서 참조면(23)에 조사함과 아울러, 이들을 다시 합성해서 출사{出射}할 수 있는 편광 빔 스플리터(20)와, 이 편광 빔 스플리터(20)의 제1 면(20a)에 대해, 제1 파장을 가지는 제1 광을 입사시키는 제1 투광계{投光系}(2A)와, 편광 빔 스플리터(20)의 제2 면(20b)에 대해, 제2 파장을 가지는 제2 광을 입사시키는 제2 투광계(2B)와, 편광 빔 스플리터(20)의 제2 면(20b)으로부터 출사되는 상기 제1 광을 촬상할 수 있는 제1 촬상계{撮像系}(4A)와, 편광 빔 스플리터(20)의 제1 면(20a)으로부터 출사되는 상기 제2 광을 촬상할 수 있는 제2 촬상계(4B)를 구비하고 있다.