ハンディ3Dスキャナーとは?測定方式の種類や購入時の注意点を解説

ハンディ3Dスキャナーとは、手に持って使うハンディタイプの3Dスキャナーのことです。この記事ではハンディ3Dスキャナーの基本をご紹介した上で、実際に購入する際に注意すべき点をまとめています。

ハンディ3Dスキャナーとは

ハンディ3Dスキャナー

ハンディ3Dスキャナーとは、手に持って使うハンディタイプの3Dスキャナーのことです。3Dスキャナーは立体の形状を座面データとして取り込み、さらにそのデータをポリゴンデータに変換することで立体データを生成します。3Dスキャナーは現在、製造業をはじめとするさまざまな分野に浸透しています。最近はプロ仕様の性能を持ちながら買い求めやすい価格の3Dスキャナーも登場しています。ハンディタイプでありながら据え置きタイプとしても使える機種、自動で穴埋めや位置合わせをしてくれる使いやすいソフトが付属したものなど、選択肢も豊富です。しかし選択肢が豊富であるほど、選ぶ側としては迷ってしまいます。
ここからはハンディ3Dスキャナーの基本を押さえた上で、ハンディ3Dスキャナーを購入する際にチェックすべき点をご紹介します。

ハンディ3Dスキャナーの測定方式

3Dスキャナーにはいくつかの測定方式がありますが、ハンディ3Dスキャナーも同様です。ハンディ3Dスキャナーは「ランダムパターン投影方式」と「光切断方式」という2方式に大きく分けることができます。

ランダムパターン投影方式

ランダムパターン投影方式の3Dスキャナーは、ランダムパターンの光を測定対象物に当て、そのパターンの歪みを搭載されているカメラで撮影しながら対象物の形状を把握します。ランダムパターン投影方式は、スキャナーを高速で動作させることができるので、スキャンの作業自体もスピーディに行えます。

光切断方式

光切断方式のハンディ3Dスキャナーは、ラインレーザーを測定対象物に当て、レーザーの断面の形を搭載されたカメラでキャプチャーすることにより対象物の形状データを取得します。光切断方式では、対象物表面にマーカーシールを設置して作業を行います。光切断方式の3Dスキャナーでは、すべての断面形状をデータとして合成するため、スキャナーの座標位置を捉える必要があるのです。座標認識については、マーカーシール方式以外に「形状ベストフィット方式」と「トラッキング方式」があります。
マーカーシール方式は、測定対象物の表面に、ランダムにマーカーシールを設置します。座標を把握しながら測定を進めていくため、比較的精度の高い測定ができることがメリットです。 形状ベストフィット方式は、ランダムパターン投影方式のハンディ3Dスキャナーによく使われている座標認識方法で、スキャナーを動作させながら複数回の撮影をスピーディに行い、そのデータの中で重なり合ったパートを見つけながらつなぎ合わせる手法です。すばやく、広いエリアのスキャンを行え、マーカーを必要としないので、重要文化財のスキャンや人間の体などのスキャンに適しています。
トラッキング方式は、光切断方式のハンディ3Dスキャナーによく使われている座標認識方法で、トラッカーというシステムにてハンディ3Dスキャナーの姿勢と座標位置を把握します。システムの都合上、測定対象物とシステム自体を動かすことはできません。

ハンディ3Dスキャナーの基礎知識

ハンディ3Dスキャナー

3Dスキャナーは万能な機械ではありません。3Dスキャナーでも測定できない物体があることに注意が必要です。

スキャンできない形がある

ハンディ3Dスキャナーでは測定できない形状の物体があります。たとえば「ノイズ」と呼ばれる対象物表面の凹凸、小さな穴、奥行きのある物、エッジなどです。このような形状の物体は、スキャンした後にソフトを利用してデータを修正する必要があります。

スキャンできない色がある

ハンディタイプの3Dスキャナーでは、光やパターンを投影することで対象物のデータを把握します。しかし、対象物に光沢があったり、黒や透明だったりする場合はうまくデータを得ることができず、データの空白が生じます。サーフェイサーと呼ばれる粉を吹くことで対応できる場合もありますが、物によっては使えないこともあるので注意が必要です。

熟練を要する操作

ハンディ3Dスキャナーは誰もがすぐに扱える機械ではありません。通常、スキャンは複数回に分けて行い、それぞれのデータを組み合わせて最適化します。しかし、この組み合わせの際にはどうしても誤差が出るため、より詳細なデータを得るためには、スキャンの回数を増やすのが有効です。しかし、操作する人の力量によっては、スキャン回数を増やすことで誤差が増えてしまうこともあります。形状に適した操作技術をマスターすることと、ソフトの操作を理解しなければ、優れた3Dデータを得ることはできません。

ハンディ3Dスキャナーを購入する際に注意すべき点

ハンディ3Dスキャナー

初めて3Dスキャナーを導入する場合はどんなことに気をつければいいのでしょうか?主に業務用として導入されているハンディ3Dスキャナー。3Dスキャナーがどういうものなのか知っておくことは大前提として、自社の業務のどんな場面で使えるのかを考え、ぴったりとフィットする製品を購入するようにしましょう。
3Dスキャナーは、自社の業務にフィットした物を選ばないと無用の長物になってしまう可能性があります。デジタルカメラのように「誰もが扱える」ものではなく、ある程度の熟練を必要とする機器であることは覚えておくべきでしょう。

目的に合ったハンディ3Dスキャナーを選ぶ

ハンディ3Dスキャナーを導入する際は、その目的をまず整理してみましょう。

・製品形状の検査、もしくは3D CAD化?
・どこで検査するのか?
・使用頻度は?
・データの出力形式は?
・スキャンの対象物はいつも同じ?それとも違う物?


これらのクエスチョンについて回答しながら、自社に適合するハンディ3Dスキャナーを選びましょう。

実際のマシンを触って比較検討

3Dスキャナーだけではありませんが、どんな物でも実機に触れて検討することは大切なことです。スポーツ用品、釣り具、洋服…私たちはさまざまな物を比較して購入しますが、精密機械となればなおさらです。カタログだけ見てもわからないことはたくさんあるので、かならず実物をチェックしましょう。製品の作業品質はもちろん大切な要素ですが、ハンディであるがゆえ、手に持ったときの感覚(重さやサイズ感など)はもっとも重視すべきポイントです。作業スピードや付属ソフトの操作性についてもかならずチェックしましょう。

大企業との取引実績

3Dスキャナーは現在、海外製が主流です。日本で販売されている業務用3Dスキャナーのほとんどは、商社が代理店として輸入しています。中にはあまり聞いたことのないブランドの製品を低価格で販売している業者もありますので、購入の際には、代理店がどんな会社なのかを見極めることも必要です。
この見極めの指標として重宝するのが「大企業との取引実績」です。自社の取り扱い製品を、世界的なネットワークを持つ大企業に導入していたとすれば、かなりのレベルで信用に値します。

サポート体制

ハンディ3Dスキャナーを導入する際は、ある程度高額な買い物になることもありますし、また製品導入前後のサポート、修理対応などを考慮し、製品サポートの体制を確認しておきましょう。3Dスキャナーを稼働させる時間帯に電話やチャットでの相談窓口を設けているところがベストです。また、修理やパーツの供給体制についても確認しておきましょう。