パターン光投影方式

プロジェクターのような光源から、特定のパターン（縞模様など）やレーザーのラインを対象物に投影し、その歪みをカメラで読み取ることで形状を計算する技術です。

主にハンディ型や据え置き型のスキャナーに採用されており、近距離での高精細な測定を得意とします。対象物の表面の凹凸や微細なテクスチャを緻密に再現できるため、工業部品のリバースエンジニアリング、文化財のデジタルアーカイブ化、フィギュア制作などに広く利用されています。精度が高い反面、屋外の強い光には弱い傾向があります。

タイムオブフライト方式（TOF）

レーザーパルスを照射し、対象物に当たって戻ってくるまでの時間差を計測して距離を算出する技術です。

長距離の測定に適しており、建設現場や土木測量、大規模な構造物の計測に使用される据え置き型スキャナーの多くに採用されています。数メートルから数百メートル、機種によってはキロメートル単位の形状まで捉えることが可能です。

フェイズシフト方式（位相差方式）

連続したレーザー光を照射し、反射波との「位相差（ズレ）」を検出して距離を特定する技術です。

TOF方式に比べて、中距離（数十メートル程度）を高精度かつ高速にスキャンできるのが特徴です。ミリ単位の精度が必要なプラントの配管設備や、工場の生産ラインの現況調査、建物内部の精細なデータ取得などに適しており、精度とスピードのバランスに優れた方式といえます。

変形しやすい素材の測定

ゴム製品、スポンジ、粘土、発泡スチロール、薄いプラスチック部品などは、接触式のプローブが触れただけで表面が凹んだり、たわんだりしてしまいます。これでは、設計値との比較や品質検査において正確な数値を出すことができません。

非接触式であれば、光を当てるだけなので測定圧はゼロです。対象物に一切の負荷をかけず、自然な状態のまま形状データを取得できるため、寸法検査の信頼性が向上します。

人体や生き物の計測

医療用の装具製作（義肢装具など）や、映画・ゲーム製作のための人体スキャンにおいても、非接触式が最適です。

肌に触れることなく、一瞬で形状を捉えることができるため、被験者の負担を最小限に抑えられます。また、呼吸によるわずかな動きの影響を受けにくい高速スキャンが可能なモデルもあり、顔の表情や体型をリアルにデータ化することができます。

塗装やコーティングへの配慮

未乾燥の塗装面や、触れると傷がつきやすいデリケートなコーティングが施された製品の検査にも有効です。接触痕を残すリスクがないため、完成品の最終検査工程などでも安心して使用できます。また、文化財のような「絶対に触れてはいけない」貴重な対象物のデジタル保存にも、非接触式の技術は欠かせません。

数百万点のデータを一瞬で取得

接触式だとプローブを一点一点移動させて座標を取得するため、複雑な形状全体を網羅しようとすると膨大な時間がかかります。

一方、非接触式3Dスキャナーは、レーザーや光が当たった範囲のデータを「面」として一度に取得します。1秒間に数百万点もの点群データを取得できる機種も珍しくありません。これにより、従来は数時間かかっていた検査作業が、わずか数分で完了することも可能です。

現場の工数削減と生産性向上

測定時間の短縮は、そのまま現場の工数削減に直結します。

例えば、製造ラインでの抜き取り検査や、金型の摩耗チェック、出荷前の全数検査などにおいて、スピーディーな測定が可能になることで、検査待ちによるボトルネックを解消し、生産サイクル全体の効率化に貢献します。

非接触式の3Dスキャナーも株式会社SGSにお任せください

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