計測技術の違いにより様々なものが存在します。適切な選択をしないと目的に応じた正確なスキャンができず、また必要な機器の選び方や比較ができないことで、結果としてプロジェクトの効率が落ちてしまう可能性があります。
特定の企業やメーカーとのパートナーシップを結ぶ際にも、適切な情報がなければ最適な選択をするのは難しいでしょう。
この記事では、3Dスキャナとは何か、その種類や用途、そしてあわせて必要な機器をご紹介し、3Dスキャナを製造する代表的な企業メーカーの比較を解説します。専門家からのコメントもあるので、3Dスキャナの導入や使用を考えているあなたに最適な選択の手助けとなる情報を提供します。
これから3Dスキャナを選定する方、用途に最適な3Dスキャナを選びたい方は早速次のセクションを読み進めてください。
監修者プロフィール
大手自動車会社に所属し、3Dスキャンの適用技術開発からグローバル展開を行う。
生産技術部門のみならず実験部門からデザイン部門に至るまで、技術展開を行いながら、100名以上へのトレーニングを実施。
自分では当たり前であった3Dスキャンが、世の中ではまだ発展途上である事を知り、
3Dスキャンをもっと広く展開し、ものづくり「Japan Quality」を更に向上させようと
2017年に一般社団法人三次元スキャンテクノロジー協会を発足し3Dスキャンの啓蒙活動を行う。
一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会 HP
目次
3Dスキャナとは？4種類のスキャナを解説
画像提供：一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会3Dスキャナとは、私たちの身の回りの物体や環境をスキャンするだけでデジタルデータとして取得する技術のことです。
具体的な動作原理としては、光やレーザーを物体に照射し、その反射や変形を高性能のセンサーで検知することで、物体の3次元的な形状を計測します。
現代の産業界やエンターテインメント、医療分野など、3Dスキャナの用途は非常に幅広く、製品の設計から映画のCG、古代の遺物のデジタル保存まで、その活用シーンは日々拡大中です。
3Dスキャナは、大きく分けると以下の4種類に分けられます。
3Dスキャナを使用するメリットは、その高精度性や効率性、さらには物体のデジタル化といった点に集約されます。
次のセクションでは、これらのスキャナの種類と特徴、それぞれの用途に応じた選び方についての詳細を深堀りしていきます。貴社の事業に最適なスキャナを選びたい方は、次のセクションを読み進めてください。
ハンディタイプ（可搬式）スキャナ
ハンディタイプ（可搬式）スキャナとは、3Dスキャナの中でも特に持ち運びが容易なタイプを指します。その名の通り、手で持って操作することができるコンパクトなデザインが特徴となっています。このスキャナの最大の魅力は、その可搬性にあります。多くのハンディタイプの3Dスキャナは、ペットボトル程度のサイズ感を持ち、重さも1kg前後のものが多いので、現場や外部の場所（屋外を除く）での使用が非常に容易です。
スキャナを手で動かしてスキャンするため、狭い場所や複雑な形状の物体もスキャン可能となっています。また、スキャン中にリアルタイムでデータの取得状況を確認できるのも大きな利点です。
ハンディタイプの3Dスキャナの対象物として、以下のものが挙げられます。
- 製品検査
- 産業デザイン
- 文化遺産
- エンターテインメント
- 医療
特に、新製品のプロトタイプ製作や古代の遺物のデジタル化、ゲームや映画のモデリングのためのキャラクターや背景のスキャン、患者の体の部分のスキャンなど、その活用シーンは多岐にわたります。
スキャンする対象物のサイズとしては、小さな物体からクルマ1台分相当のサイズの物体まで対応していますが、非常に大きな建築物などのスキャンには制約があるため、そのような場合は他のタイプのスキャナが適しています。
スキャンが得意な素材としては、プラスチックやセラミック、金属、木材、布など、多様な素材に対応しています。光沢が強いメッキや透明なガラスの場合は、表面をスプレーや粉でコーティングすることでスキャンが容易になります。
広範囲タイプ
広範囲タイプの3Dスキャナは、建造物等かなり大きな対象物をスキャンするのに適したスキャナです。このスキャナの基本的な構造として、スキャナ本体と三脚、データを処理するためのコンピュータで構成されています。
スキャンする際は、スキャナを三脚で設置し起動、ボタンを押すだけでスキャンを開始します。スキャンデータは、接続されたタブレット端末に保存され、後から解析が行えます。
広範囲タイプの3Dスキャナは、1～100m以上の範囲でスキャンできるのが特徴で、土木・建築現場等の分野での利用が一般的です。
また、一般的な広範囲型の3Dスキャナは、デスクトップPC程度のサイズ感を持ち、重さも5kg～15kg程度となります。
特に、既存の建造物は増改築が行われており、建設当時の図面と変わってきていることが多いため、再設計を行う際には有効なツールとなっています。
この広範囲タイプの3Dスキャナは、ポイントレーザーを飛ばし、物体にあたり光が反射して戻ってくる時間を算出してデータ化を行うことから、反射しにくい材質のモノは、データ化は難しいです。
高機能タイプ
高機能タイプの3Dスキャナは、製造業や工業分野での使用を目的とした、高精度で堅牢な3Dスキャナを指します。これは、品質検査や逆設計、製造のサポートといった、産業におけるさまざまなタスクを助けるためのツールとして開発されています。高機能タイプの最大の特徴は、以下の2つです。
- 堅牢性：
測定室での活用が一般的な活用方法だが、工場のような過酷な環境でも使用可能（ただし、温度変化には注意が必要） - 多様なモードの搭載：
大量の部品や製品を迅速にスキャンするための高速モードや、極めて高い精度を持つモードなど
このスキャナの基本的な構造として、スキャナ本体、スキャンデータを処理するためのコンピュータで構成されています。一部ロータリーテーブルを活用できるようになっていますが、ロータリーテーブルはあくまでもオプションになり、原則として3Dスキャナを移動させながらスキャンします。
一般的に、高機能タイプの3Dスキャナは大きなプリンターや冷蔵庫程度のサイズを持ち、重さもそれなりにあります。
この高機能タイプの3Dスキャナは、金属やプラスチック、ガラス、セラミック、合成樹脂など、多様な素材に対しても高い精度でのスキャンが可能です。ただし、光沢が強いメッキや透明なガラスはやはり不向きで、表面をスプレー等でコーティングすることでスキャンが容易になります。
医療用スキャナ
医療用3Dスキャナとは、診断や治療を支援するための高精度なスキャニング装置を指します。医療用3Dスキャナの最大の特徴は、以下の2つです。
- 非侵襲性：
体の内部や外部の形状を、切開や侵入することなく取得可能 - 有害な放射線や光を放出しない：
患者の安全を確保しながら、細部までの詳細なスキャンが可能
このスキャナの基本的な構造として、スキャナ本体、スキャンデータを処理するためのコンピュータで構成されてます。
スキャンする際は、スキャンしたい体の部位や医療用具を位置決めし、必要な設定をした上でスキャンを開始します。スキャンデータは、接続されたコンピュータや医療情報システムに保存され、診断や治療に使用されます。
サイズとしては、小型のハンドヘルドタイプから中型のカート型、大型の固定式まで様々です。ハンドヘルドタイプはタブレット程度のサイズ感で、カート型や固定式は大きなプリンターや医療機器のようなサイズ感があります。
この医療用3Dスキャナは、整形外科や歯科、形成外科、脳外科、皮膚科など、さまざまな医療分野で使用されています。
特に、骨や歯、皮膚などのスキャンが得意で、その高精度と非侵襲性から、診断や治療をより精確かつ効率的に行うための重要なツールとして評価されています。
次のセクションでは、医療用を含むさまざまな3Dスキャナの種類とその仕組みについて詳しく解説しています。3Dスキャナの仕組みを理解して用途に最適な3Dスキャナを選びたい方は、次に読み進めてください。
2種類の3Dスキャナの仕組み
画像提供：一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会3Dスキャニング技術は、現実の物体や環境をデジタルデータとして捉える、リアルとバーチャルを立体で繋げるための唯一のツールとして、多岐にわたる業界で採用されています。
そんな3Dスキャナには、大きく分けて以下の2種類の3Dスキャナ技術があります。
- パターン光投影方式
- レーザースキャン方式 ※クリックすると該当箇所まで飛びます
各スキャニング技術の具体的な動作原理や、それぞれの方式におけるメリット・デメリットを深堀りしていきましょう。
パターン光投影方式
パターン光投影方式のスキャナは、物体の表面に縞模様やランダムパターン等の光を照射し、表面の起伏を複数のカメラで撮影して3Dデータを取得します。2台のカメラで撮影するモノが多く、ステレオカメラとも呼ばれています。3Dデータの取得方法にはさまざまな方法が存在し、それぞれが異なる特性やメリットを持っています。これらの方法を理解することで、より正確で効率的な3Dスキャンが可能となります。
この方式の最大の利点は、非接触での高速かつ高精度なスキャンが可能である点です。特に製品検査、ベンチマーク、文化遺産のデジタル化、医療分野など、細かいディテールが求められる場面での利用が広がっています。
外部の光や環境の変化に影響されやすいという特性も持っているため、適切な環境下での使用が推奨されます。ただし最近は、カラーテクスチャを取得可能な機器もあり、さらにその適用範囲を広げています。
また、ロボットを併用することで、自動でスキャンを行える点もメリットとして挙げられます。デメリットとしては、性能が高いことから高額な傾向にある点が挙げられます。
レーザースキャン方式
レーザースキャンタイプは、レーザー光を物体に照射し、その形状をデジタルデータとして取得するための技術です。スキャニング方式には、独自の特性やメリット、そして適用範囲があります。このセクションでは、レーザースキャン方式の主要である2種類の方式、光切断法・トライアングレーション方式（三角測量法）とTime of Flight方式とに焦点を当て、それぞれの方式の基本的な仕組み、特徴、そして適用例について詳しく解説していきます。
- 光切断法・トライアングレーション方式
- Time of Flight方式
光切断法・トライアングレーション方式
光切断法・トライアングレーション方式（三角測量法）とは、予め決められた角度からライン状に照射したレーザー光を放射し、物体表面に留まっているラインをカメラで撮影、三角測量の原理で物体の形状や位置を計算することで、非常に高い精度の3Dデータを取得する方式のことです。この方式は、±0.01mm～±0.1mmの範囲という、驚異的な精度でスキャンすることができるのが特徴です。特に工業製品の検査、歯科治療など、細部までの詳細が求められる分野での利用が推奨されています。
しかし、使用するレーザーの強度や種類によっては、安全対策をしっかりと考慮する必要があります。
これらの情報は一般的な特徴や用途を示しているものの、具体的なモデルやブランドによって、さらなる特化した機能や性能を持つものも存在します。
Time of Flight方式
Time of Flight（ToF）方式とは、物体にレーザー光を照射し、反射して戻ってくるまでの時間を計算することで物体との距離を算出する技術です。この技術は、数メートルから100メートル、あるいはそれ以上といった非常に長い物体もスキャンすることが可能です。リアルタイムでの3Dスキャンが可能であるため、広範囲を短時間でカバーすることができます。
しかし、遠方（50m以上）をスキャンすると取得したデータの間隔が広くなる傾向があり、形状がわからなくなることがあるので注意が必要です。
このToF方式は、建築、地質・地形調査等の分野での利用が多く見られます。特に大規模な環境や広範囲の3Dスキャニングにおいて、その長距離スキャン能力と高速性が活かされています。
スキャンする対象物や素材の範囲も非常に広く、土地やコンクリート、木材、金属、岩石など、さまざまな素材や環境に適応することができます。
5つの用途 | 3Dスキャナの活用例
画像提供：一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会3Dスキャニング技術は、様々な用途でその価値を発揮しています。
以下に紹介する5つの主要な用途は、3Dスキャニングの可能性と多様性を示す代表的な例となっています。具体的には、以下のような幅広い活用方法が考えられます。
- 検査
- リバースエンジニアリング
- 測量
- CG作成
- デジタルアーカイブ
3Dスキャニングの技術は、これらの用途をはじめとした多岐にわたる分野での応用が期待されており、その可能性は無限大です。
検査
検査では、機械部品や自動車、航空機の部品、家電製品など、さまざまな製品や部品の寸法や形状を高精度で検査するために用いられています。3Dスキャナは、これらの物体の詳細な3Dモデルを迅速に取得することができ、そのデータは良品不良品の判定、組み立て時の変化、形状の確認、不良品の分析等、多岐にわたる用途で利用されています。
特に、以下のような高い品質基準が求められる業界での検査は、3Dスキャニング技術の高精度なデータ取得能力により、より正確かつ効率的に行われています。
- 製造業：
機械部品や家電製品の寸法や形状の高精度な検査のため - 自動車産業：
自動車部品の良品不良品の判定や組み立て時の変化の確認、不良品の分析のため - 航空宇宙産業：
航空機部品の寸法検査や形状確認、品質確保のため - 電子産業：
電子部品の寸法検査や不良品の分析、品質確保のため
様々な素材、例えば金属、プラスチック、セラミック、合成樹脂などに対してスキャンが行われ、そのデータは品質の確保や生産プロセスの改善のための貴重な情報として活用されています。
3Dスキャニング技術を活用した検査は、その高度なデータ取得と分析能力により、製品の品質向上や生産効率の最適化に大きく寄与しており、今後もその価値は増大することが期待されています。
リバースエンジニアリング
リバースエンジニアリングは、物体や製品の構造や機能を深く理解し、それを基に新しい設計や改善を行うための技術です。製造業や自動車、航空宇宙産業などで広く利用されています。特に、3Dスキャナを使用することで、物体の詳細な3Dモデルを高精度で取得することが可能となり、その3Dデータから設計で使える3DCADを作成することにより、レイアウト検討、再設計や解析シミュレーション、再製造等のさまざまな用途に役立てられます。
具体的には、以下のような素材や製品のリバースエンジニアリングがよく実施されています。
- 金属：
機械部品や工業製品 - プラスチック：
様々な消費財や部品 - セラミック：
特定の工業部品やアートワーク - 木材：
既存の家具や装飾品の分析
リバースエンジニアリングは、その詳細なデータ取得と分析の能力により、製品の設計や改善をより高度なレベルで行うことができ、今後もさらなる発展が期待される分野となっています。
測量
測量とは、地形や物体の形状、位置、寸法を正確に計測するための技術であり、3Dスキャニングの進化によって、その精度や効率が大幅に向上しています。この高精度なデータ取得能力によって、さまざまな業界や工事場面での計画、設計、安全確認、保存活動などに大きな価値をもたらしています。
具体的には、以下のような業界や場面での測量が実施されています。
- 建築業：
新しい建築物の設計や、既存の建築物の改築、修復の際の基盤データとして - 土木工事：
道路や橋、ダムなどのインフラ建設や改修の計画・設計のため - 鉱業：
鉱山の採掘計画や安全確認のため - 考古学：
古代の遺跡や遺物の保存活動のため
3Dスキャナを用いた測量は、迅速かつ高精度なデータ取得が可能であり、特に建築や土木、鉱業、考古学などの分野での計画や設計、安全確認、保存活動において、その真価を発揮しています。今後もこの技術の発展とともに、測量の可能性はさらに広がっていくことが期待されます。
CG作成
3Dスキャナは、ゲーム、映画、バーチャルリアリティ (VR) & オーグメンテッドリアリティ (AR)などのコンテンツ制作でも活躍しています。具体的に、以下のような業界や場面で3Dスキャニングの測定技術が活用されています。
- ゲーム業界：
実在の物体や場所を基にしたビデオゲームのキャラクターやアイテム、背景の3Dモデリングに使用（リアルなレーシングゲームでは実際の車やサーキットの再現など） - 映画・テレビ業界：
特殊効果やCGシーンの制作において、リアルな背景や物体の3Dデータが必要（大規模な戦闘シーンやファンタジーの世界をリアルに描写する際など） - バーチャルリアリティ (VR) & オーグメンテッドリアリティ (AR)：
実世界と連動した3Dコンテンツの制作に使用（博物館や観光地でのARガイド、またはVR体験コンテンツの制作において、実際の場所や展示物をスキャン）
3Dスキャナによる測定は、その高精度と迅速さから、エンターテインメント業界においても不可欠な技術となっています。これにより、よりリアルで魅力的なコンテンツが制作され、私たちのエンターテインメント体験を一層豊かにしています。
デジタルアーカイブ
3Dスキャナを使えば、私たちの歴史や文化遺産をより深く、詳細に探求・保存することが可能です。具体的に、以下のような業界や場面で3Dスキャニングの測量技術が活用されています。
- 博物館・美術館：
貴重な展示品や美術品のデジタル保存を行い、オンライン上での展示や研究を可能に（古代の彫刻や絵画を3Dスキャンし、詳細な3Dモデルとしてデジタルアーカイブ化） - 考古学：
発掘された遺物や遺跡の研究や遺物や遺跡の現状をデジタルで記録、将来的な劣化や損傷の際の修復の参考として利用 - 歴史学・文化学：
歴史的な遺物や文化的遺産を3Dスキャンすることで、研究や教育の材料として活用 - 都市計画・建築：
歴史的建造物の修復や保存、再利用のための基盤データとして3Dスキャニングを活用（古い建造物の構造やディテールの正確なスキャンと修復や改築の計画）
3Dスキャナによるデジタルアーカイブは、対象のアーティファクトにふれることなく、高精度に物体の情報を読取りデジタル化できるため、今後も学問の世界で活用されていくでしょう。
ここまで、3Dスキャナの具体的な用途についてご紹介しました。次のセクションでは、3Dスキャナの使い方や必要な機器を解説します。実際に3Dスキャナを使用するイメージを膨らませたい方、実際の使い方が気になる方はぜひ読み進めてください。
3Dスキャナの使い方と必要な機器
画像提供：一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会3Dスキャニングを行う際の
- 目的の確認：スキャンする対象とその後の利用目的を定義し、3Dスキャナとスキャンの方法を決定
- 3Dスキャナの選択：対象のサイズや材質、環境条件に合わせて、最適な3Dスキャナを選択
- セットアップ：スキャナを適切な位置や角度で設置し、必要に応じてマーカーやリファレンスポイントを配置
- スキャンの開始：指定した範囲や条件で対象をスキャン
- データの取得：スキャンが完了したら、得られたデータを取得し、後の処理のために保存
- データの後処理：3Dモデリングソフトウェアを使用して、不要なデータの除去やデータの合成、修正などを実施
- 利用・保存：得られた3Dデータを目的に応じて利用、保存
3Dスキャニングには、以下のような機器やツールが必要です。
- 3Dスキャナ本体：
対象や目的に合わせて選択 - 計算機：
高性能なPCやワークステーションは、データの解析や3Dモデリングに不可欠 - 専用ソフトウェア：
スキャンデータの解析や後処理を行うためのソフトウェア
さらに、より効率的なスキャンを行うための便利な機器もあります。ロータリーテーブルや三脚、マーカー、外部ストレージなどが挙げられます。
次のセクションでは、実際に3Dスキャナを使用するメリットとデメリットをご紹介します。貴社の用途に対してメリットを活かせるか、致命的なデメリットが無いかを確認したい方は、ぜひ次に読み進めてください。
3Dスキャナを使用するメリット・デメリット
3Dスキャニングは便利ですが、それぞれの使用状況や目的によって、そのメリットとデメリットがあります。
3Dスキャナのメリット
3Dスキャナを導入するメリットには以下の3つが挙げられます。- 物体（測定対象）に触らずにスキャンできる
- リアルタイムフィードバック
- 色情報の取得 ※クリックすると該当箇所へ飛びます
物体（測定対象）に触らずにスキャンできる
3Dスキャナは、物体に触れずに高精度な測定が可能なため、崩れやすいアイテムや歴史的価値を持つアーティファクトなど、触れたくない物体の簡単なスキャンが可能です。他にも、触ることで形が変わってしまうモノ（クレイモデル等）や、歴史的な建造物の精密な再現など、多岐にわたるタスクを効率的に、かつ安全に実施することができます。
このように、3Dスキャナの「取り扱いの容易さ」は、その高い機能性と安全性を併せ持つことから、さまざまな分野での利用の拡大を支えています。
リアルタイムフィードバック
3Dスキャナにはリアルタイムフィードバック機能があり、瞬時に大量のデータを取得し、その情報をユーザーに即座にフィードバックすることが可能です。リアルタイムフィードバックの最大の利点は、スキャン中にデータの品質や完全性を随時確認できる点にあります。必要に応じてスキャンの調整や再スキャンを迅速に行うことができ、作業の効率が大幅に向上します。
また、トラブルの発生時も、問題を即座に特定し、迅速な対応が可能となります。これは、特にデリケートな物体のスキャンや、高い精度を要求される業界での作業において活用されています。
色情報の取得
3Dスキャナを活用すれば、スキャンした物体の色情報の取得が可能です。そのため、物体をリバースエンジニアリングする、web上で表示する等の際に、かなりリアルな物体の再現が可能です。
歴史的な物品や芸術品をデジタル化する際や、映画やゲームのCG制作、製品設計のプロトタイピングなど、実物の外観を忠実に再現することが求められる多くのシチュエーションで、この技術はその真価を発揮します。
例えば、古代の遺物や美術品を研究する際、色情報も一緒に取得することで、その物品のオリジナルの状態や経年変化を詳細に把握することが可能となります。
また、新しい製品のデザインやプロトタイプを評価する際にも、色やテクスチャを含むリアルな3Dモデルを使用することで、より正確なフィードバックや評価が得られるでしょう。
3Dスキャナのデメリット
一方で、3Dスキャナには以下のデメリットもあるので、用途によっては目的を達成できないことがあります。これらの点に注意して、3Dスキャナの導入を検討しましょう。- 内部構造の取得ができない
- 大規模な地理的エリアのスキャンができない
- 特定の状況下でのスキャンが苦手 ※クリックすると該当箇所へ飛びます
内部構造の取得ができない
3Dスキャナは内部構造までスキャンできないので、注意が必要です。3Dスキャナは、物体の表面に光を照射し、表面に留まった光をカメラで撮影することで、物体の外形をデジタル化する仕組みとなっています。従って、物体の内部に隠された構造や情報を直接キャプチャすることは、現行の技術では不可能です。
つまり、製品の内部検査や考古学的調査、さらには生物学的研究など、内部情報が求められる場面ではX線CTや超音波センサー等を活用することになります。
大規模な地理的エリアのスキャンができない
3Dスキャナは、大規模な地理的エリアの一斉スキャンが苦手です。多くの3Dスキャナは、詳細な物体や特定の範囲を高精度でキャプチャすることを前提として設計されています。
そのため、小さなアーティファクトや工業製品の詳細な解析には最適ですが、大規模な地理的エリアのスキャンには適していません。
例えば、山地や森林、都市エリアのような広範囲の地形を3Dでマッピングする際や、大きなインフラの詳細な調査を行う際には、通常の3Dスキャナだけでは不十分で、空撮によるフォトグラメトリやLiDARセンサーなど他の機器が使われることが多いです。
特定の状況下でのスキャンが苦手
3Dスキャナは、特に以下のような状況でのスキャンが苦手です。- 明るすぎる場所：
外部の強い光源によって干渉を受けるため、正確なデータが取れない。直射日光や明るい場所、主に屋外等 - 透明または反射する物体のスキャン：
光が物体表面に留まらないため
どうしてもこれらの状況でスキャニングを実施したい場合は、太陽の光がない夜間、物体を別素材で代用するなどの対策が必要になります。
ここまで、3Dスキャナのメリットとデメリットを解説しました。これらを踏まえ、3Dスキャナが貴社が求める用途を満たすようであれば、早速次のセクションで貴社に最適な3Dスキャナを選定しましょう。
9ステップで3Dスキャナを選ぶ方法
画像提供：一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会3Dスキャナにはいくつか種類があり、適当に選定してしまうと貴社が想定している用途で活用できなくなる可能性があります。
ここでは、以下の9ステップで3Dスキャナを選ぶ方法を解説します。それぞれのステップは、以下の通りです。
- 用途を決める
- 形状重視か、色調重視か
- 使用頻度、使用環境
- 専用ソフトの使い易さ
- サイズ、重さ
- メーカーのサポート体制
- 電源方式
- スキャンデータの確認
- 予算を決める ※クリックすると該当箇所に飛びます
用途を決める
使用目的を考えずに「良さそう」「シェアが高い」等の理由で購入を決めないことが大切です。導入する目的が、製品検査なのか、リバースエンジニアリングなのか。また、物体のサイズは同じでN個スキャンするのか、あるいは物体サイズはさまざまなのか。どこで使用したいか等を明確にしてから選定しましょう。その利用用途によって、必要な精度が決まります。
具体的な用途とそれらに適した3Dスキャナの例は以下の通りです。
| 用途 | タイプ | 方式 |
|---|---|---|
| 趣味の3Dデータ化 | ハンディタイプ | パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
| ①プロトタイピング ②工場や製造ライン での品質検査 ③製品品質の向上 |
高機能タイプ | パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
| 建築物や 大規模な地形の 測量 |
広範囲タイプ | ToF方式 |
| ①医療目的 ②インプラント計画 ③整形外科の総設計 など |
医療用スキャナ | パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
| 歴史的な遺物や 美術品の 3Dデジタルアーカイブ |
ハンディタイプ 高機能タイプ 広範囲タイプ |
パターン光投影方式 レーザースキャン方式 ToF方式 |
用途に応じて、適切な技術とタイプの3Dスキャナを選択することで、最も効果的な3Dスキャニングを実現することができます。
形式重視か、色調重視か
測定する精度・必要な分解能のレベルを決めておくことで、選択する3Dスキャナの計測方式を判断できます。よくある用途の例と、最適な3Dスキャナの性能の数値を判断する基準は以下の通りです。
| 形状 重視 |
色調 重視 |
求められる内容 | 判断基準 | |
|---|---|---|---|---|
| リバース エンジニアリング |
◯ | ー | 複雑な形状や微細な ディティールを 正確に要求される |
分解能（例: 0.05mm以下） 誤差の範囲（例: ±0.01mm） |
| 建築や土木の測量 | ◯ | ◯ | ①大規模なエリアを 迅速にスキャンできること ②色情報の取得が重要 |
スキャン距離（例: 100m以上） 誤差の範囲（例: ±5mm） |
| 文化財や 歴史的建造物の デジタルアーカイブ |
◯ | ◯ | ①高精度でのスキャン ②色情報の取得が重要 |
分解能（例: 0.1mm以下） 色情報の取得能力 |
| 製品の品質検査 | ◯ | ー | 寸法の正確さが要求される | 分解能（例: 0.05mm以下） 誤差の範囲（例: ±0.01mm） |
このように、各用途に応じて求める精度の基準が異なり、それに合わせて3Dスキャナの性能の数値を確認して選定することが重要となります。
使用頻度、使用環境
使用頻度に関しては、毎日・週2日程度・月数回程度なのか。使用環境については、温度管理できるか、作業現場なのか、耐久性が必要なのか、防衛・防塵が必要なのか等。
以上の回答状況によって、メンテナンスが変わってきます。
様々な場所に持ち歩いて使用するのか、同じ場所（作業場）で使用するのかによっても変わりますので、どこで使うのかもしっかり決めておく必要があります。
例えば、直射日光が強い屋外環境では、多くの3Dスキャナは影響を受けます。また、高湿度の環境では機器の耐久性や寿命に影響が出ることもあります。以上のような理由から、使用環境に応じた適切な3Dスキャナを選定することが必要です。
使用環境にあわせて3Dスキャナの性能や種類を選定することで、より正確かつ効率的なスキャニングが可能となります。また、メーカーのラインナップには、防塵・防滴のスキャナもありますので、使用する環境を鑑み、選定することをおすすめします。
専用ソフトの使い易さ
3Dスキャナ本体の性能も重要ですが、同様にソフトウェアの使い易さで作業効率に大きく差が出てきます。スキャンしてデータを採るだけなのか、幾何学状と呼ばれる要素を作成できるか、CADデータと計算してその差異を算出できるのか等、その性能次第で活用幅が変わります。付属のソフトウェアの性能では足りない場合は、別売りのソフトウェアが必要になりますので、付属のソフトウェアでどこまでできるのかを確認したほうが良いです。
確認する際には、営業担当者だけではなく、技術者の意見も重要になります。また、場合によっては、セカンドオピニオンとして他社に確認することも非常に参考になります。
サイズ、重さ
使用する場所が狭かったりすると、スキャナ自体のサイズによっては取り回しができないこともあります。本体は小さくても撮影距離が遠い場合は、狭い空間に持ち込んでも撮影距離が足りずスキャンできないことがあります。
また、スキャナ自体の重さも重要なので、床に穴が空いてしまうという事態が発生しないよう注意しましょう。
メーカーのサポート体制
どんな製品でもそうですが、正しく使用していても故障やトラブルが発生します。その際のメーカー側のサポート体制がどうなっているのかも重要です。落として壊してしまった、落雷で動かなくなった、急に動かなくなった場合などに、メーカーに問い合わせても1週間後に対応されるのでは困りますよね。
仕事で使っている場合、特に検査で使っている場合には、その日の検査を熟さないといけないと思うので、すぐに代替品を持って来てくれるなどの対応をしてほしいところです。
その為にも、迅速で適切なサポートを行ってくれるのかを確認しておくことは非常に重要になります。
電源方式
スマートフォンが普及しているこの時代なので、内部バッテリーで動くと思われている方も多いのではないでしょうか。バッテリーに限っても様々な種類があるため、電源方式は重要な要素になります。AC電源のみの機種、内蔵あるいは外部バッテリー併用式の機種なのかどうか。実際の使用環境やスキャン状況に合わせて選定することをおすすめします。
また、3Dスキャナの多くは海外から輸入されています。AC100vなのか、AC200vなのか、コンセントタイプは国内対応なのかも重要な要素になります。
スキャンデータの確認
Webサイト等で調べていると、とてもきれいなデータが並んでいます。ですが、実際のデータはどうなっているのでしょうか。3Dスキャナは、兎にも角にもスキャンした時のデータ品質が一番重要です。
微細な形状の再現性、データノイズ、凹凸部分の取り残し等。しかし、光沢が強いメッキや透明なガラスは3Dスキャナにやはり不向きで、表面をスプレー等でコーティングすることでスキャンが容易になります。
よくあるケースとして、Webサイトで調べ、営業担当者と話をしてとても良い印象を持ち、実際に購入したけれど、いざ自社の製品をスキャンしたらまったく撮れないということが挙げられます。
残念なことが起こらないよう、一度は自社製品でスキャンを試してみることをおすすめします。
予算を決める
最後はやはり価格面です。3Dスキャナを選定する際、予算を決めるのは最後です。もちろん、予算は大きな要素ですが、目的が達成できる3Dスキャナを選ぶことができなければ、投資の意味がありません。検討すべき予算には以下のものがあります。
- 購入予算：
3Dスキャナの購入価格をどれくらいまで許容できるか - 運用コスト：
3Dスキャナの使用に際して発生する追加のコスト
（メンテナンス費用、ソフトウェアライセンス費用、消耗品の費用など） - 人材育成：
人材育成（トレーニング）にかかる予算
よくある用途の例と、最適な3Dスキャナの選定方法は以下の通りです。
| 予算 | 判断基準 | タイプ | 方式 | |
|---|---|---|---|---|
| ホビー用途 | 10～50万円程度 | 性能と予算の バランス |
ハンディタイプ | パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
| 医療用途 歯科の矯正や 義肢の製造など |
500万円前後 | 患部に触れる 使用環境 |
医療用スキャナ | パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
| プロトタイプの製造 | 500万円前後 | 使用環境 可搬性 |
ハンディタイプ 高機能タイプ |
パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
| 建築や土木工事の 現場 |
200万円～数千万円前後 | スキャン範囲 可搬性 使い勝手 |
広範囲タイプ | ToF方式 フォトグラメトリ |
| 製造用途 （工業製品の検査、 プロトタイプ等） |
1,000万円～数億円前後 | 使用環境 ロボットの活用 |
ハンディタイプ 高機能タイプ |
パターン光投影方式 レーザースキャン方式 |
予算を考慮することで、必要な機能を持つ3Dスキャナを適切な価格で選ぶことができます。
レンタルを考えている方もいるかもしれませんが、基本的に3Dスキャナにレンタルはありません。あったとしても定価より高く設定されていることが多いです。
専門家コメント
青柳 祐司（あおやぎ ゆうじ）
一般社団法人 三次元スキャンテクノロジー協会 代表理事
購入を考えていたけど、本記事を読んだ結果…
・使用頻度がそこまで高くない
・予算と合わない
・人が育つまで大変そうだ
などの事を思われた方は、プロに依頼する方法もあります。プロに依頼すれば適したスキャナを使い、適した3Dデータを提供してくれますので、検討されても良いかと思います。
ここまで、3Dスキャナを比較して選ぶ方法を解説しました。
次のセクションからは、具体的にどのメーカーがどの種類の3Dスキャナを製造しているのかご紹介します。貴社に最適な企業を探したい場合は、次のセクションを読み進めてください。
3Dスキャナの代表的な企業を比較
ここまで紹介した3Dスキャナには様々なメーカーがあります。その中でも、信頼できる企業とそれぞれの強みの領域を比較し、紹介します。
| 用途 | ZEISS | Hexagon | 小坂研究所 | FARO | Nikon | Scantech | AMETEK | Artec 3D |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 建設・土木 | – | ◯ | – | – | ◯ | – | – | – |
| 事故・犯罪現場の調査 | – | ◯ | – | ◯ | – | ◯ | ◯ | ◯ |
| デザイン・レイアウトと 投影 |
◯ | ◯ | – | ◯ | – | ◯ | ◯ | ◯ |
| 歴史保存 | ◯ | – | – | ◯ | – | ◯ | – | ◯ |
| エンジニアリング | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ | – | ◯ | ◯ | – |
| 製造業での生産・製作 | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ | – | ◯ | ◯ | – |
| 製造業での品質管理・検査 | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ | – | ◯ | ◯ | – |
| タイプ | ZEISS | Hexagon | 小坂研究所 | FARO | Nikon | Scantech | AMETEK | Artec 3D |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ハンディタイプ | ◯ | – | – | ◯ | – | ◯ | ◯ | ◯ |
| 高機能タイプ | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ | – | ◯ | ◯ | – |
| 広範囲タイプ | – | ◯ | – | ◯ | – | – | – | ◯ |
| 医療用スキャナ | – | – | – | – | – | ◯ | – | ◯ |
ZEISS
ZEISS（ツァイス）は、1846年にドイツのイェーナで設立されました。ZEISSは光学および光電子技術の専門企業であり、3Dスキャナの分野でも長い歴史を持っています。高精度な工業測定やリバースエンジニアリングに用いられています。
特に、航空宇宙、自動車、医療分野での精密部品の測定や品質管理に使用されており、信頼性と精度が評価されています。
Hexagon
HEXAGON（ヘキサゴン）は、2000年にスウェーデンで設立されました。HEXAGONは、計測技術および製造技術のリーダーであり、3Dスキャナ市場でも強力なプレゼンスを持っています。
同社の3Dスキャナは、高精度な3Dデジタルデータの収集を可能にし、品質管理、製造プロセスの最適化、建設およびエンジニアリングプロジェクトに広く使用されています。
小坂研究所
小坂研究所は、1950年に日本で創業されました。本社は東京にあります。工業用計測機器の製造と販売を行っており、3Dスキャナもその一環として提供しています。日本の製造業において、高い精度と信頼性が求められる測定業務で広く活用されています。
同社の3Dスキャナは、工業用部品の精密な測定、リバースエンジニアリング、および品質管理に利用されています。
FARO
FARO（ファロー）は、1981年に設立されました。本社はアメリカ合衆国、フロリダ州レイクメリーにあります。1986年に世界初となる3Dレーザースキャナ「FARO Arm 3-D」を発売しています。
FAROが提供する3Dスキャナは、事故や犯罪現場の調査から、エンジニアリング、製造業の品質管理まで、幅広い分野での活用が期待されています。
Nikon
Nikon（ニコン）は、日本の光学機器メーカーとして、1917年に設立されました。1987年に「Nikon 3D Measurement System」という、世界初の工業用3Dスキャナを発売します。
特に、建築・土木分野や建築・設備分野において、Nikonの3Dスキャナは高い評価を受けており、現場での精密な測定やデータ管理の必需品として活躍しています。
Scantech
Scantech（スキャンテック）は、2012年に中国で設立されました。ポータブル3Dスキャナの設計および製造を専門としています。携帯性と使いやすさが特徴であり、現場での迅速なデータ収集に役立っています。
同社の製品は、迅速かつ高精度な3Dデータ収集を可能にし、製造業、リバースエンジニアリング、品質管理、教育分野などで広く使用されています。
AMETEK
AMETEK（アメテック）は、1930年にアメリカ合衆国ペンシルバニア州で設立されました。電子計器および電気機械装置のメーカーです。同社の3Dスキャナは、その技術力と精度が、多くの産業分野で高く評価されています。
高精度な測定とデータ収集を提供し、製造業、航空宇宙、自動車産業での品質管理やエンジニアリングプロジェクトに利用されています。
Artec 3D
Artec 3D（アーテック 3D）は、2007年にカリフォルニア州サンディエゴに設立されました。2010年以降はルクセンブルグに本社を構えています。Artec 3Dは、ハンドヘルド3Dスキャナの開発および製造に特化しています。同社の3Dスキャナは、その使いやすさと高精度が、幅広いユーザーに支持されています。
高精度で使いやすく、製造業、医療、文化財のデジタル保存、エンターテインメントなどの多岐にわたる分野で利用されています。
