3Dスキャナについての概要、用途、原理などをご説明します。また、3Dスキャナのメーカー17社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。3Dスキャナ関連企業の2023年11月注目ランキングは1位:株式会社リンクス、2位:丸紅情報システムズ株式会社、3位:ヘキサゴン・メトロジー株式会社となっています。
3Dスキャナとは、3Dスキャンを行う際に用いる装置です。
3Dスキャンは、実世界の物体や環境から、形状に関するデータを収集し、デジタル3Dモデルを構築する技術を指します。類似した用語に3Dプリンタがあり、互いに逆向きの変換を行うものです。3Dスキャナはモノをデジタルデータに変換する装置ですが、3Dプリンタはデジタルデータからモノへと変換するための装置です。
3Dスキャナは、製造業で多く使用されています。まず品質検査のツールとして有用です。工業製品の検査では、さまざまな測定器具による寸法測定が必要ですが、複数の測定器具を用いるにはそれぞれの器具を扱うためのスキルや、測定作業に多くの時間がかかります。
3Dスキャナで検査対象物を3Dデータ化すれば、複雑な部位でもデジタルデータ上で寸法計測が可能です。また、設計した3Dモデルとの比較もできます。品質検査以外では、リバースエンジニアリングで3Dスキャナが用いられています。
リバースエンジニアリングは実際の製品から3Dデータが得られるので、さまざまな解析に用いられます。設計データが入手できない競合他社製品も3Dデータ化することによって、構造解析などを行い、自社製品との比較も可能です。
製造業以外では、歴史的な遺産や文化財のデジタルアーカイブに用いられます。貴重な石碑なども3Dデータ化として保存しておくことができます。さらに、アニメーション、映画、ビデオゲームの制作などのエンターテイメント用途も、3Dスキャナが活躍している業界です。
3Dスキャナにはまず接触式と非接触式があり、非接触式には複数の方式があります。ここでは代表的な3つの方式の原理を説明します。
接触式3Dスキャナは、プローブと呼ばれる探針を対象物に接触させることによって、形状を座標データに変換します。対象物に直接接触するので測定精度は高いものの、比較的長い測定時間が必要です。さらに、プローブが入り込めない形状があることもデメリットですが、非接触では測れない対象物には、接触式3Dスキャナが使われています。
レーザー光線方式は非接触式3Dスキャナであり、レーザー光を対象物に照射して計測します。レーザー光線式には大きく「三角法方式」「タイムオブフライト (TOF) 方式」「位相差方式」の3つの方式があります。
三角法方式は高精度で、狭い範囲の計測に向いており、タイムオブフライト方式は逆に広範囲の測定に適した方式です。位相差方式はフェイズシフト方式とも呼ばれ、比較的短時間に多くの点群データが得られますが、ノイズとして乱反射したレーザーによるデータが多くなる傾向があります。
パターン光投影方式も非接触3Dスキャナに用いられる原理です。スキャナから縞模様のパターン光を対象物に投影し、形状によって変化する反射光から3Dデータを得る方式です。光源がレーザー光ではなくLEDのため人体にも使え、色情報も得られるため、比較的多く使われています。
3Dスキャナは対象の3Dスキャンデータを作成しますが、必ずしも完全に対象を再現できるわけではありません。3Dスキャナで誤差が発生する箇所として、対象の点群の位置、点群同士の距離があげられます。
製品には精度表示がされているため、許容できる誤差範囲によって製品を選ぶことが大切です。当然、高精度の製品は価格も高くなりますが製品によっては、複数回測定を行って誤差の補正ができるものもあります。
また、3Dスキャナで作成したポリゴンデータを手動で結合し、精度を上げることもできます。ポリゴンデータとは、面の要素で作られたデータのことです。この作業には、物体に合わせて最適な精度向上方法を知っている必要があり、経験が重要になります。
参考文献
https://einscan.net/news/explanation-one
https://www.cadjapan.com/topics/feature/column_engineer/2011/0519.html
https://www.cadjapan.com/topics/feature/reverse_engineering/2015/151007_3dscanner.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
2023年11月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
---|---|---|
1 | 株式会社リンクス |
24.7%
|
2 | 丸紅情報システムズ株式会社 |
14.6%
|
3 | ヘキサゴン・メトロジー株式会社 |
10.3%
|
4 | 日本3Dプリンター株式会社 |
8.0%
|
5 | SHINING 3D |
7.6%
|
6 | クモノスコーポレーション株式会社 |
6.4%
|
7 | Artec 3D |
5.3%
|
8 | 株式会社キーエンス |
5.3%
|
9 | アメテック株式会社 |
2.7%
|
10 | 株式会社セイロジャパン |
2.5%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2023年11月の3Dスキャナページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
設立年の新しい会社
歴史のある会社
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注目ランキングについて: Metoreeに登録されている3Dスキャナ製品49点の中での2023年12月8日時点でのアクセス数を元に算出しています。
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企業
株式会社リンクス 丸紅情報システムズ株式会社 クモノスコーポレーション株式会社 日本3Dプリンター株式会社 SHINING 3D 株式会社マイクロボード・テクノロジー 株式会社XTIA JAPAN TESTING LABORATORIES株式会社 APPLE TREE株式会社 株式会社フジ TIアサヒ株式会社 株式会社Arcana製作所 兼松エアロスペース株式会社・非接触で高速・高精度に3D形状をスキャニング
・最小X解像度6μm、最大視野幅2mの豊富なラインナップ
・寸法計測やマッチングなどの画像処理ソフトウェア機能を内蔵
・スキャンした3D点群データをPCに出力
・寸法計測結果は各種フィールドバスでPLC出力に対応
・レーザー光切断プロファイルスキャンまたは縞投影エリアスキャン方式を展開
EinScan Pro HDは複雑な形状の細かな部分まで再現可能な高解像度や、工業製品等の精密な質感までをスキャンできる0.04mmという高いスキャン精度を有する3Dスキャナです。
表面が暗い鋳物をはじめとする金属であってもスキャンを行うことができ、スキャン可能範囲は0.2~4mであるため、小型ワークから自動車といった大型製品まで対応することが可能です。
スキャンスピードは最大で30fpsという高速かつ高精度なスキャンを実行できます。
VLシリーズは大型のワークであっても360°全方位からのスキャンおよび三次元測定を可能とした3Dスキャナです。
ワークをセットするとターンテーブルが稼働し、全自動でスキャンを行うため作業者を問わず高精度なスキャンおよび測定が可能です。
小型または複雑形状のワークに関しても精度の高い3Dデータを作成することができます。
製造における管理部門での利用に適していて、加工した後の金属部品や樹脂部品の検査に利用するのに最適です。
REXCAN DS3はコンパクトサイズの卓上型となっていて、ワークをセットすると、全自動で48ポジションからの高精度スキャンを行うことのできる3Dスキャナです。
小型製品のスキャンに適していて、複雑な形状であっても高速でスキャンを実行し繊細なデータを作成することが可能です。
最小解像度は0.01mmでカメラ解像度は1.3M pixels、5.0M pixels、2.0M pixels(その他の違いあり)の3仕様があるため用途に合わせて選択することが可能です。
HandySCAN 3D(TM)は小型かつ0.94kgと軽量であるため携帯性に優れている上に、0.025mmという高精度なスキャンを複雑形状においても再現性高く実行することのできる3Dスキャナです。
クイック設定機能搭載のため数分で測定が可能となり、11本のレーザークロスによって広範囲にわたるスキャンであっても高速で実行することができます。
馴染みやすいインターフェイスの採用や人間工学を応用した設計により操作性に優れるため、短期間での習熟を可能にします。
Artec Leoはビデオ撮影をしているかのような手軽さで操作することができる上に、初めてオンボードでの自動3Dプロセスを可能にし、最難関のワークフローもこなすことのできるプロ仕様の3Dスキャナです。
スキャンを実行中にはリアルタイムでLeoのタッチパネルスクリーンで作成された3Dモデルを確認することができます。
1秒あたり80フレームという高い3D再現率を可能とするため、大型のオブジェクトや現場、景色などを高速でスキャンすることができます。