3Dスキャナーの種類と特徴を徹底比較!測定方式や選び方も解説

3Dスキャナーの種類・特徴を知って比較しよう!

業務効率化やDX推進の一環として、3Dスキャナーの導入を検討する企業が増えています。しかし、一口に3Dスキャナーといっても、据え置き型からハンディ型、さらにはウェアラブルタイプまで多くの種類があり、どれを選べばよいか迷ってしまう担当者様も少なくありません。

機器選定において重要なのは、それぞれのスキャナーが持つ特徴を正しく理解して比較し、自社の用途に合致したモデルを選ぶことです。適切な機器を選ばなければ、想定していた精度が出なかったり、現場での取り回しに苦労したりするリスクもあります。

本記事では、3Dスキャナーの主要な種類とその特徴、測定方式による精度の違いについて詳しく解説します。また、各業界での具体的な活用事例も紹介しますので、導入に向けた検討材料としてぜひお役立てください。

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種類ごとの特徴を理解!各スキャナーが持つ機能とメリット

種類ごとの特徴を理解!各スキャナーが持つ機能とメリット

3Dスキャナーは、形状取得の方法や運用スタイルによっていくつかの種類にわかれます。それぞれの特徴を正しく理解することで、最適な機器を選定できます。

こちらでは、3Dスキャナーの形状別に特徴を紹介します。

据え置き型(三脚設置タイプ)

三脚に固定して計測を行うタイプで、最も一般的かつ高精度なスキャナーです。安定した状態でレーザーを照射するため、ミリ単位以下の高い精度が求められる測量や、大規模な構造物の計測に適しています。

高密度な点群データを取得できる反面、計測中に機器を動かすことはできず、対象物の裏側などの死角(影)をなくすためには、設置場所を変えて複数回スキャンする必要があります。

ハンディ型(手持ちタイプ)

片手または両手で持って操作するコンパクトなスキャナーです。作業者が自由に持ち運べるため、据え置き型では入り込めない狭い場所や、複雑な形状をした対象物の裏側なども容易に計測できます。

自動車部品の検査やリバースエンジニアリング、人体計測など、比較的小規模な対象物や入り組んだ箇所のスキャンに向いています。特徴点をつかむために、対象物に専用のマーカー(目印)を貼る必要がある機種もありますが、近年はマーカーレスで計測できるモデルも増えています。

モバイル・ウェアラブル型

歩きながら計測ができる機動性に優れた最新のスキャナーです。バックパックのように背負うタイプや手持ちタイプがあり、SLAM(自己位置推定)技術を用いて移動しながら周囲の3Dデータを連続的に取得します。

据え置き型のように設置・移動を繰り返す必要がなく、歩行速度で広範囲をスキャンできるため、広大な森林調査や複雑なプラント、入り組んだ建物内部の現況把握などに最適で、現場作業時間を大幅に短縮します。

測定方式による精度の差と選び方のポイント

測定方式による精度の差と選び方のポイント

3Dスキャナーを選定する際、形状だけでなく「測定方式」の違いを知ることも重要です。測定方式は主にレーザーの照射と検知の方法によって異なり、これが計測可能な距離や精度に大きく影響します。

タイムオブフライト方式(Time of Flight)

レーザーパルスを対象物に照射し、反射して戻ってくるまでの「往復時間」を計測して距離を算出する方式です。

数百メートルから数キロメートルといった長距離の計測が可能であることが最大の特徴です。屋外の広い現場で威力を発揮します。近距離での測定精度やスキャン速度は、後述のフェイズシフト方式に比べてやや劣る傾向があります。

フェイズシフト方式(位相差方式)

変調させた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方式です。

タイムオブフライト方式よりも高速なスキャンが可能で、中距離(数十~百メートル程度)から近距離での計測精度が非常に高いのが特徴です。ミリ単位の高精度な点群データを短時間で取得できるため、精細な図面作成や設備管理が必要な場合に有利です。

光投影方式

主にハンディ型や据え置き型の一部で採用される、カメラと光源(レーザーや縞模様の光)を用いた測定方式です。三角測量の原理を応用しています。

対象物にレーザーのラインや特定のパターン光を投影し、その歪みをカメラで撮影して形状を計算します。非常に高い精度(数十ミクロン単位)を出せるものが多く、微細な凹凸や表面の質感を忠実に再現できます。

現場の課題を解決!用途に適した機器の選び方と具体的な事例紹介

3Dスキャナーの種類や測定方式の違いを踏まえ、実際の現場でどのような機器が選ばれているのか、業界別の活用事例を紹介します。

土木・建設業界での活用

広大な敷地の造成工事やトンネル掘削などの現場では、長距離計測が可能な「据え置き型(タイムオブフライト方式)」や、広範囲を短時間でカバーできる「モバイル・ウェアラブル型」が活躍しています。

従来の人手による測量(トータルステーションなど)に比べ、面でデータを取得できるため、土量計算や出来形管理の効率が劇的に向上します。

プラント・工場設備での活用

複雑に配管が入り組んだプラントや工場では、高精度かつ高速な「据え置き型(フェイズシフト方式)」と、狭い隙間や高所を補完する「ハンディ型」が併用されるケースが多くあります。

現況設備を正確に3Dデータ化することで、改修工事の際の干渉シミュレーション(新しい配管が既存設備に当たらないかの確認)を机上で行えるようになり、手戻りの防止や工期短縮に貢献します。

製造・リバースエンジニアリングでの活用

図面が存在しない古い部品や、職人の手作業で作られた金型などをデータ化する際には、高解像度な「ハンディ型(光投影方式など)」が選ばれます。

取得した高精細な点群データをCADデータに変換することで、設計図の復元や、3Dプリンターを用いた予備部品の製造などが可能になります。

3Dスキャナーの種類の選定なら株式会社SGSにお任せください

株式会社SGSでは、お客様の用途や計測対象に合わせて最適な3Dスキャナーをご提案します。3Dスキャナーの種類選びで迷われた際は、お気軽にご相談ください。

【Q&A】3Dスキャナーの種類や比較についての解説

3Dスキャナーの種類はどのように選べばよいですか?
計測対象の大きさ、求められる精度、現場の広さを考慮して選びましょう。
購入とレンタルのどちらが良いでしょうか?
使用頻度が高い場合や長期プロジェクトの場合は購入がおすすめです。一方、スポット利用や、最新機種を試したい場合、初期費用を抑えたい場合はレンタルが適しています。
計測データはどのようなソフトで使えますか?
取得した点群データは、専用ソフトで処理した後、AutoCADやRevitなどの主要なCADソフト、各種点群処理ソフトに取り込んで活用可能です。

3Dスキャナーの種類や比較のご相談は株式会社SGSへ

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