種類や用途、構造には様々なものが存在し、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スキャナーとは何か、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スキャナーを製造する代表的な企業メーカーの比較を解説します。3Dスキャナー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スキャナーを選定する方、用途に最適な3Dスキャナー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。
目次
3Dスキャナーとは？4種類のスキャナーを解説
3Dスキャナーとは、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スキャナー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スキャナーは、大きく分けると以下の4種類に分けられます。
- ハンディタイプ: 移動しながらのスキャンが可能な携帯型
- スタンドアロンタイプ: 大型の物体や建築物に適している固定タイプ
- デスクトップタイプ: 小さな物体を高精度でスキャンするためのもの
- 医療用スキャナー：患者の体の部分や医療用具の形状をデジタル化するための専用装置
3Dスキャナー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、これらのスキャナーの種類と特徴、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ーを選びたい方は、次のセクションを読み進めてください。
ハンディタイプ（携帯型）スキャナー
ハンディタイプ（携帯型）スキャナーとは、3Dスキャナー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。このスキャナーの最大の魅力は、その可搬性にあります。多くのハンディタイプの3Dスキャナーは、大きなスマートフォンやタブレット程度のサイズ感を持ち、重さも1kg以下のものが多いので、現場や外部の場所での使用が非常に容易です。
スキャナー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スキャナーの対象物として、以下のものが挙げられます。
- 産業デザイン
- 文化遺産
- エンターテインメント
- 医療
- 建築
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、小さな物体から部屋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ーが適しています。
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。特に金属の場合、光沢が強い場合は、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。
デスクトップ（台上型）スキャナー
デスクトップ（台上型）3Dスキャナーとは、その名の通り、デスクトップや作業台上での使用を前提とした3Dスキャナーを指します。これは、ハンディタイプや他の種類の3Dスキャナーと比較して、特に高い精度を誇ります。このスキャナーの基本的な構造として、物体を配置する台やスキャナー本体、そしてデータを処理するためのコンピュータが主要な要素となっています。
一般的なデスクトップ型3Dスキャナーは、大きなプリンターやファックス機程度のサイズ感を持ち、重さも5kg〜15kg程度となります。
デスクトップスキャナーは微細なディテールまでキャッチできることが多く、製品設計や歯科、宝石・アクセサリー設計など、精密なモデリングが求められる分野での利用が一般的です。
特に、研究や教育の分野では、実物の詳細な3Dモデルを作成するために欠かせないツールとなっています。
スキャンする際は、スキャナーを起動し、スキャンしたい物体を台上に配置します。必要に応じて、物体を回転台に固定し、スキャン範囲や精度などの設定を行った後、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に保存され、後から分析や編集が行えます。
このデスクトップ型3Dスキャナーは、金属やプラスチック、セラミック、ガラス、ゴムや樹脂など、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。特に、光沢がある金属や透明なガラスでも、正確にスキャンすることができるのが特徴です。
産業用スキャナー
産業用3Dスキャナーとは、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スキャナーを指します。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。このスキャナーの基本的な構造として、スキャナー本体、対象物を配置する台やベッド、そしてスキャンデータを処理するためのコンピュータが主要な要素となっています。
一般的に、産業用3Dスキャナー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。
その最大の特徴は、堅牢性にあります。工場のような過酷な環境でも使用できるように設計されています。
また、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、さまざまなモードを搭載しています。
スキャンする際は、スキャンしたい物体や部品を配置し、スキャン範囲や精度、速度などの設定を行った後、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ネットワークに保存され、後続の工程や分析ソフトウェアに送られます。
この産業用3Dスキャナーは、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。
特に、鉄やアルミ、銅などの金属部品や、工業用のプラスチック部品、ガラス製の部品など、産業で使用されるさまざまな部品や製品のスキャンに適しています。
医療用スキャナー
医療用3Dスキャナーとは、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。このスキャナーの基本的な構造として、スキャナー本体、対象物を配置する台やベッド、そしてスキャンデータを処理するためのコンピュータが主要な要素となっています。
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。
医療用3Dスキャナーの最大の特徴は、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
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
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。
この医療用3Dスキャナーは、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スキャナーの種類とその仕組みについて詳しく解説しています。3Dスキャナーの仕組みを理解して用途に最適な3Dスキャナーを選びたい方は、次に読み進めてください。
5種類の3Dスキャナーの仕組み
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ための革命的なツールとして、多岐にわたる業界で採用されています。
そんな3Dスキャナーには、以下の2種類の3Dスキャナーがあります。
- 光学式スキャナー
- レーザースキャナー
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。
光学式スキャナー
光学式スキャナーは、物体の表面から反射する光を利用して3Dデータを取得します。その取得方法にはさまざまな方式が存在し、それぞれが異なる特性やメリットを持っています。これらの方式を理解することで、より正確で効率的な3Dスキャンが可能となります。
以下では、光学式スキャナーの主要な3つの方式について、その動作原理や特徴を詳しく解説していきます。あなたのプロジェクトや研究、ビジネスに最適なスキャニング方式を見つけるための参考としてください。
- パターン光投影方式
- ステレオカメラ方式
- 構造光方式
パターン光投影方式
パターン光投影方式は、特定の光のパターンを物体に投影し、その反射を検出することで3Dデータを取得する技術です。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こと。特に製品設計や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。
しかし、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。また、物体の色やテクスチャまで同時にスキャンすることが可能な機器もあり、さらにその適用範囲を広げています。
ステレオカメラ方式
ステレオカメラ方式は、人間の双眼視を模倣することで、物体の立体的な情報を取得します。二つのカメラを使用して物体を撮影し、その画像データをもとに物体の深度や形状を計算するというのが基本的な仕組みです。このステレオカメラ方式の最大の魅力は、特定の光源や外部機器を必要とせず、簡易なセットアップで3Dデータを取得できる点。
特に動的なシーンやリアルタイムでのデータ取得が求められる場面、例えばロボティクスやVR/AR、自動運転車の環境認識など、多岐にわたるアプリケーションでの利用が進められています。
しかし、外部の照明や光の変化に影響されやすいという特性を持つため、適切な環境での利用が推奨されます。また、スキャン可能な距離や物体のサイズには制限がある点も注意が必要です。
構造光方式
構造光方式とは、一定のパターンの光を物体に投影し、その反射や歪みを検出することで、非常に詳細な3Dデータを取得します。この構造光方式の最大の魅力は、微細なディテールのスキャンや逆設計など、高精度な3Dデータが求められる用途に適している点。
例えば、芸術品や古代の彫刻、既存の製品や部品のディテールを正確にキャッチして、それをもとに新しい設計を行う場合、この技術の高精度が活かされます。
また、比較的狭い範囲でのスキャンが得意であり、特に中距離の物体、例えば人体や家具、インテリアのスキャンに適しています。
人体全体を正確にスキャンする能力は、ファッションや医療の分野でのカスタムメイドの製品製作などに利用されるだけでなく、エンターテインメントや教育の分野でもその価値が認識されています。
しかし、明るい環境や外部の光の影響を受けやすいという特性を持つため、適切な環境での利用が推奨されます。
また、物体の色やテクスチャも同時にスキャンすることができる機器も存在し、これによりさらに詳細なデータの取得が可能となります。
レーザースキャナー
レーザースキャナーは、物体の形状やテクスチャをデジタルデータとして取得するための先進的な技術です。それぞれの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、光学式スキャナーの主要な2つの方式、ToF方式とトライアングレーション方式に焦点を当て、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。
貴社の業界やプロジェクトのニーズに合わせて、最も適したスキャニング技術を選択するための情報を提供します。
- ToF方式
- トライアングレーション方式
ToF方式
ToF方式とは、3Dスキャニングの一つの方法であり、光の往復の時間を計測することで物体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距離の物体もスキャンすることが可能で、特に高性能な機器を使用すれば、さらに長い距離をカバーすることができます。
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、明るい環境や他の光源の影響を受けやすいという点が挙げられます。そのため、変動する環境下でも一貫したスキャンデータを提供する能力が求められます。
このToF方式は、建築、地質・地形調査、自動運転、セキュリティ、航空・宇宙などの分野での利用が見られます。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。
トライアングレーション方式
トライアングレーション方式とは、特定の角度から光を放射し、その反射をもとに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データを取得します。この方式は、0.01mmから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長です。特に歯科治療や宝石・ジュエリー製造など、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。
一方で、トライアングレーション方式のスキャナーは、数cmから数mという、短〜中距離の範囲でのスキャンに特に適しています。
この範囲内であれば、プラスチックやセラミック、金属、布、皮膚など、さまざまな素材の物体を非接触で高精度にスキャンすることができます。
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。
このトライアングレーション方式は、製品設計や歯科、アート&エンターテインメント、品質管理、教育など、多岐にわたる用途での3Dスキャニングに利用されています。
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。
5つの用途 | 3Dスキャナーの活用例
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。
- リバースエンジニアリング
- 検査
- 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。
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スキャナーを使用することで、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、そのデータは再設計や品質検査、再製造など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
- 石や骨: 考古学的な発掘品や化石
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。
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スキャナーは、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、そのデータは品質検査や組み立ての確認、不良品の分析、生産ラインの最適化など、多岐にわたる用途で利用されています。
特に、製造業や自動車産業、航空宇宙産業、電子産業など、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。
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。
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: 古代の遺跡や歴史的な場所の3Dモデリングや保存活動のため
3Dスキャナーを用いた測量は、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スキャナーは、ゲーム、映画、バーチャルリアル (VR) & オーグメンテッドリアル (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スキャニングを活用したCG作成行われています。
（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スキャナーによる測量は、その高精度と迅速さから、エンターテイ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スキャナーを使えば、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（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スキャニングが活用（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）
ここまで、3Dスキャナー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スキャナーの使い方や必要な機器を解説します。実際に3Dスキャナー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スキャナーの使い方と必要な機器
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スキャナーとスキャンの方法を決定
- 3Dスキャナーの選択: 対象のサイズや材質、環境条件に合わせて、最適な3Dスキャナーを選択
- セットアップ: スキャナー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スキャナー本体: 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
- 電源装置: 屋外など電源が取りづらい場所でのスキャン時に必要となるポータブル電源
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。ターンテーブルや三脚、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スキャナー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スキャナー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スキャナーのメリット
3Dスキャナーを導入するメリットには以下の3つが挙げられます。非接触で物体をスキャンできること
3Dスキャナーは、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、極力触れたくない物体の簡単なスキャンが可能です。他にも、エンジン部品の詳細な解析や、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スキャナーの「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スキャナー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スキャナーを活用すれば、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したりウェブ上で表示する際に、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スキャナーのデメリット
一方で、3Dスキャナー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スキャナーの導入を検討しましょう。内部構造の取得ができない
3Dスキャナー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スキャナーは、物体の表面からの光やレーザーの反射を検出し、それを基に物体の外形を再構築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。
これは、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LiDARや超音波センサーなどの方が適しています。
大規模な地理的エリアのスキャンができない
3Dスキャナーは、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スキャナーは、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スキャナーだけでは不十分で、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スキャナーは、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
- 透明または反射する物体のスキャン：スキャニングで光を使用するため、適切な反射ができない物体のスキャン・計測が難しい
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、太陽の光が抑えめな朝方や夕方のスキャニング実施や、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スキャナー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スキャナー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スキャナーを選定しましょう。
5ステップで3Dスキャナーを選ぶ方法
3Dスキャナー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5ステップで3Dスキャナー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
- 測定する粒度を決める（精度）
- 素材の大きさを決める
- 使用環境を考慮する
- 予算を決める
用途を決める
まずは、用途を決めることで、技術の特性や使用環境の制約を考慮して、最適な3Dスキャニング技術を選択できます。具体的な用途とそれらに適した3Dスキャナーの例は以下の通りです。
| 技術 | スキャナーの 種類 |
|
|---|---|---|
| プロトタイピング 趣味の3Dモデリング |
トライアングレーション方式 | ハンディタイプ（携帯型）スキャナー デスクトップ（台上型）スキャナー |
| 建築物 大規模な 地形の測量 |
ToF方式 | 産業用スキャナー |
| 医療目的 インプラント計画や 整形外科の総設計など |
パターン光投影方式 構造光方式 |
医療用スキャナー |
| 歴史的な物体や 美術品の 3Dデジタルアーカイブ |
トライアングレーション方式 | ハンディタイプ（携帯型）スキャナー |
| 工場や製造ラインでの 品質検査 |
パターン光投影方式 | 産業用スキャナー |
用途に応じて、適切な技術とタイプの3Dスキャナーを選択することで、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。
測定する粒度を決める（精度）
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スキャナー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スキャナーの性能の数値を判断する基準は以下の通りです。
| 求められること | 判断基準 | |
|---|---|---|
| リバース エンジニアリング |
複雑な形状や微細なディティールを 正確に取得できること |
分解能（例: 0.05mm以下） 誤差の範囲（例: ±0.01mm） |
| 建築や土木の測量 | 大規模なエリアを迅速にスキャンできること | 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 |
高精度でのスキャンと色情報の 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 | 寸法の正確さが求められること | 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スキャナー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。
素材の大きさを決める
スキャンする物体の大きさを決めておくことで、スキャナーの種類が大きく変わります。例えば、デスクトップタイプの3Dスキャナーは小さな物体を高精度でスキャンするのに適していますが、大きな物体やエリアをスキャンするのには不向きです。
逆に、ToF方式のスキャナーは大規模なエリアを迅速にスキャンする能力があります。したがって、スキャンする対象物のサイズに応じて最適な3Dスキャナーを選定することが必要です。
よくある用途の例と、最適な3Dスキャナーの性能の数値や種類を判断する基準は以下の通りです。
| 求められること | 判断基準 | |
|---|---|---|
| 小さなアートワークや 文化財のスキャン |
細かいディティールを 高精度で取得できること |
スキャン範囲 （例: 300mm x 300mm x 300mm） 分解能 3Dスキャナーの種類 （例: パターン光投影方式） |
| 建築物や土木構造物の測量 | 大規模なエリアを迅速にスキャンすること | スキャン距離 （例: 100m以上） 3Dスキャナーの種類 （例: ToF方式） |
| 車や大型機械の リバースエンジニアリング |
大きな物体でも高精度なスキャン | スキャン範囲 （例: 5m x 5m x 5m） 分解能、3Dスキャナーの種類 （例: トライアングレーション方式） |
このように、スキャンする対象物のサイズや体積に応じて、3Dスキャナーのスキャン範囲や能力、そして種類を考慮して選定することが重要となります。
使用環境を考慮する
3Dスキャナーの性能や精度は、使用環境によって大きく影響を受けるため、使用環境は考慮する必要があります。例えば、直射日光が強い屋外環境では、一部の光学式3Dスキャナーは影響を受ける可能性があります。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。このような理由から、使用環境に応じた適切な3Dスキャナーを選定することが必要です。
よくある用途の例と、最適な3Dスキャナーの性能の数値や種類を判断する基準は以下の通りです。
| 考慮すること | 判断基準 | 技術 | スキャナーの種類 | |
|---|---|---|---|---|
| 屋外での大規模な 地形測量 |
直射日光や 気温の変動 |
ToF方式 | 産業用スキャナー | 長距離スキャンが可能で 外部の光の干渉に強いこと |
| 工場内や 製造ラインでの 品質検査 |
直射日光や気温の変動 | トライアン グレーション方式 パターン光投影 方式 |
ハンディタイプ スキャナー |
高解像度と精度 携帯性を満たすスキャナー |
| 博物館や美術館での 文化財のスキャン |
照明条件や周囲の環境 | 構造光方式 ステレオカメラ方式 |
デスクトップスキャナー ハンディタイプスキャナー |
高い精度スキャンが 可能であること |
使用環境に合わせて3Dスキャナー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。
予算を決める
3Dスキャナーを選定剃る際、予算を決めるのは最後です。もちろん、予算は大きなファクターですが、目的が達成できる3Dスキャナーを選ぶことができなければ、投資自体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スキャナー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スキャナー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） - レンタルオプション: 購入ではなく、一時的なプロジェクトのためにレンタルを検討する場合の予算
よくある用途の例と、最適な3Dスキャナーの選定方法は以下の通りです。
| 予算 | 判断基準 | 技術 | スキャナーの種類 | |
|---|---|---|---|---|
| プロトタイプの製造や ホビー用途 |
5~15万円程度 | 性能と予算の バランス |
トライアングレーション方式 構造光方式 |
ハンディタイプ スキャナー |
| 医療用途 歯科の矯正や 義肢の製造など |
数百万円程度 | 直射日光や気温の変動 | パターン光投影方式 トライアングレーション方式 |
医療に適した 精度と安全性 |
| 産業用途 建築や土木工事の 現場 |
50万円～数百万円 | 大規模なスキャン 長距離のスキャンを 行う機能 |
ToF方式 | 産業用スキャナー |
予算を考慮することで、必要な機能を持つ3Dスキャナーを適切な価格で選ぶことができます。
ここまで、3Dスキャナー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スキャナー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スキャナーを製造する5つの企業を比較
ここまでご紹介した3Dスキャナー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、ご紹介します。
| Nikon （ニコン） |
FARO （ファロー） |
Hexagon （ヘキサゴン） |
SCANTECH （スキャンテック） |
revopoint （レヴォポイント） |
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|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
– | ◯ | – | ◯ | ◯ |
| 故障・障害調査 | – | ◯ | – | ◯ | – |
| 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 | – | ◯ | ◯ | ◯ | – |
| ハンディスキャナ | – | ◯ | – | ◯ | ◎ |
| デスクトップスキャナ | ◯ | ◯ | ◯ | – | – |
| 医療用スキャナ | – | – | – | ◯ | – |
ニコン
ニコンは、日本を代表する光学機器メーカーとして、その名を広く知られています。1987年に「Nikon 3D Measurement System」という、世界初の工業用3Dスキャナーを発売することで、3Dスキャニング技術の歴史にその名を刻みました。2000年代に入ると、技術の進化と共に、より高性能な製品を次々と市場に投入。2000年にはレーザースキャナー「LC15D」、2008年には高速スキャニングが可能となった「L100」をリリースし、業界のトレンドを常にリードしてきました。
そして、2016年には、3Dスキャニング技術の大手、トリンブル社との業務提携を発表。この結果、ニコンは3Dスキャナー事業を一段と強化しました。
特に、建築・土木分野や建築・設備分野において、ニコンの3Dスキャナー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。
FARO（ファロー）
FARO（ファロー）は、1982年に米国マサチューセッツ州で誕生しました。3D計測の新しい地平を開拓する企業として、当初からのミッションを持っています。1986年に世界初となる3Dレーザースキャナー「FARO Arm 3-D」の発売を開始し、以降、3Dスキャニングの歴史に名を刻んできました。
2000年代には、さらなる技術進化を遂げ、「Focus S」というステレオカメラ方式の3Dスキャナーを市場に送り出しました。また、2010年の「Focus XT」の発売により、手軽に持ち運べる、小型・軽量の3Dスキャナーが実現されました。
そして、2016年の大きな動きとして、イスラエルの3Dスキャナーメーカー「3D Systems」を買収。これにより、FAROは3Dスキャニングのリーディングカンパニーとしての地位を更に固めることとなりました。
FAROが提供する3Dスキャナーは、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。
Hexagon（ヘキサゴン）
Hexagon（ヘキサゴン）は、3Dスキャニング技術のパイオニアとして、業界に名を馳せています。このスウェーデン発の企業は、1979年の設立以来、3Dセンシングと測定技術の進化を先導してきました。1984年、Hexagonは「Scan 3000」という名の3Dレーザースキャナーを市場に投入し、これはその当時としては画期的な存在でした。そして、21世紀に入り、2005年にはToF方式の先進的な3Dスキャナー「SICK S3200」を発売、業界の新たなスタンダードを築きました。
Hexagonが扱う3Dスキャナーは、エンジニアリングから製造業における生産・製作、さらには品質管理と検査まで、多岐にわたる用途に対応しています。
特に、デスクトップタイプの3Dスキャナーは、その操作性や精度の高さから、多くの業界での採用が進められています。
このように、Hexagonはその長い歴史と技術力を背景に、3Dスキャニング技術の進化を牽引してきました。その製品ラインアップや技術力は、他のメーカーと比較してもその卓越した性能と信頼性が際立っており、多くの企業や研究機関での導入が進められています。
SCANTECH（スキャンテック）
スキャンテックは、3Dスキャニング技術のフロンティアとして、業界に確固たる足跡を残しています。中国・深圳市を拠点とするこの企業は、1999年の設立から数々の技術的突破を達成し、3Dスキャニングの可能性を拡大させてきました。2006年、スキャンテックはその創業からわずか7年で、世界初の3Dスキャナーを発売。その後、2010年には、小型で携帯性に優れたToF方式の「SIMSCAN-3D」を、そして2015年には高精度スキャンが可能なステレオカメラ方式の「SIMSCAN-3D PRO」を発売しました。
このように、技術の進化とともに製品ラインナップを拡大してきたスキャンテックは、様々な業界のニーズに応えてきました。事故や犯罪現場の調査からデザイン、製造、医療まで、その用途は多岐にわたります。
revopoint（レヴォポイント）
レヴォポイントは、3Dスキャニング技術の先駆者として、短期間で業界の注目を集めています。中国・深圳市に本社を構えるこの企業は、2015年の設立から急速に成長を遂げ、翌年にはその名を世界に知らしめる3Dスキャナーを発売しました。特に、2017年に発売されたステレオカメラ方式の「revopoint POP」は、小型で軽量ながらも高精度な3Dスキャニングを実現。続いて2019年には、コストパフォーマンスに優れたToF方式の「revpoint MINI」を発売し、多くの業界から高い評価を受けています。
その技術力と製品の多様性は、他のメーカーと比較しても、高い信頼性と優れたコストパフォーマンスを誇っており、多くの業界での導入が進められています。
レヴォポイントの3Dスキャナーに関する詳しい情報や導入を検討している方は、以下でさらに詳しい情報を提供しております。
