3Dスキャナーの種類
一言で3Dスキャナーといっても現在世の中には様々な種類の測定原理に基づく3Dスキャナーがあります。
まず一番大きな分類として接触式と非接触式に分別することができます。
接触式には門型やアーム型の測定器の先端にあるプローブを直接測定対象ワークに接触させて、一点一点接した点の三次元座標を記録していく方式です。非接触式の3Dスキャナーより精度が良いことがメリットですが、デメリットとして、測定時間が長いことや、1点ずつ座標を取得するため、複雑な形状や、自由曲面の多い形状、柔らかいワークであると精度が低下してしまうといったことがあります。
非接触式の3Dスキャナーは大きく分けてレーザー光を用いた種類のものと、パターン光を投影してカメラで読み取る種類のものがあります。
レーザー光のタイプのものは、ライン状のレーザーを測定対象ワークに照射して、その反射光をカメラで撮影し三角測量することで3次元データを取得する方式です。そのスキャンの様子がラインレーザーで断面を切断しているように見えることから「光切断方式」と呼ばれています。
パターン光投影タイプでは明暗の縞模様やランダムパターンをワークに照射し、その様子を一台または複数台のカメラで撮影し、ワークの表面形状を取得する方式です。
それぞれの特徴
非接触3Dスキャナーの主な種類である「光切断方式」と「パターン光投影タイプ」について、それぞれの特徴を見ていきましょう。
「光切断方式」ですが、センサー自体の筐体の大きさは片手で持てる程度の比較的小型のものが多数を占めています。対して「パターン光投影タイプ」は発光部とカメラなどで構成されるため多少大きくなります。
「光切断方式」は線状の撮影エリアをスキャナーまたはワークを動かして行く事でワーク全体のデータを取得しますが、「パターン光投影タイプ」は１ショットである程度の範囲のデータを取得することができます。（取得できる範囲はスキャナーのレンズによって様々です。）
他にも「光切断方式」の方が「パターン光投影タイプ」より室内の照明などの環境光に強いといった特徴があります。
「光切断方式」は部品の精度検査などといった小さなワークに、「パターン光投影タイプ」は製品の組み立て精度の検査と言った大きなワークに使われる傾向がありますが、「光切断方式」のセンサーに多関節のアームを組み合わせた製品もあり、一概にこの限りとは言えません。
3Dスキャナーの導入時には、使用する目的、環境にあったスキャナー選びが重要となります。
その他の3Dスキャナーの種類
以上にあげた3Dスキャナーの種類の他に、建物の外観や内部など広いエリアをスキャンするのに、レーザーを多方向に発射して対象物に反射して帰ってくるまでの時間から3次元座標を取得する「タイムオブフライト方式」と言ったものがあったり、測定ワークをデジタルカメラでいくつもの視点から撮影した服数枚の画像から視差情報を解析して3次元座標を取得する「フォトグラメトリー」と言った技術もあります。
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