3Dスキャナーを徹底解説！接触型と非接触型の特徴や違いは？

3Dスキャナーの基礎知識：原理から種類、活用方法まで

近年、テクノロジーの目覚ましい発展により、3次元データの取得・活用が身近になってきました。

特に3Dプリンターの普及に伴い、3D情報を取得する手段としての3Dスキャナーへの注目が高まっています。

製造業、医療、建設業など、幅広い分野で活用が期待される3Dスキャナーですが、本記事では、その基本的な原理や種類について解説します。

3Dスキャナーとは？

3Dスキャナーは、物体の形や大きさをデジタルデータとして取り込む装置です。

このデジタルデータを使えば、3Dプリンターで立体物を作ることも可能です。

3Dスキャナーの基本的な原理

3Dスキャナーは、光やレーザーなどで対象物の表面の凹凸を読み取り、その高さ・幅・奥行きを測定します。

これにより、物体の形状を正確にデジタルデータとして取得できます。

3Dスキャンの流れ

1. パターンの投影

   • まず、スキャン対象に特殊な光のパターン（フリンジパターン）を投影します。

   • これにより、物体の表面の微細な凹凸を測定し、3Dデータへ変換します。

2. データの修正と編集

   • スキャナーが読み取りにくい部分については、専用のソフトウェアを使って修正します。

   • 不要な部分を削除したり、データを軽量化したりすることで、使いやすい情報に加工できます。

3. データの出力

   • 最終的に、スキャンした3DデータはSTL形式やCADソフトで使えるファイル形式に変換されます。

このようにして、3Dスキャナーを使うことで、実物の形状をデジタル化し、さまざまな用途に活用することができます。

3Dスキャナーの種類

1.接触型3Dスキャナー

接触型3Dスキャナーは、センサーや探針(測定や検査のために物体の表面に接触させる細い針状の部品)を使用して、対象物に直接接触しながら正確な形状データを取得するタイプのスキャナーです。

特徴:

• 古くから使用されている技術で、高精度な測定が可能。

• 複雑な形状の測定には不向き（探針が入り込めない箇所がある）。

• 測定対象に物理的に接触するため、時間がかかる。

• 比較的高価な製品が多い。

メリット: 非接触型よりも測定精度が高いため、製品検査や精密測定に適している。

デメリット: 測定範囲に制限があり、大型物や柔らかい素材の測定には向かない。

参考リンク：https://www.cadjapan.com/topics/feature/reverse_engineering/2015/151007_3dscanner.html

https://3dprinter.co.jp/3465/#lwptoc3

https://einscan.net/news/explanation-2

2.非接触型3Dスキャナー

非接触型3Dスキャナーは、対象物に触れることなくスキャンを行う方式です。

スキャン方法:

1. パターン光投影方式

   • 特定の光の模様(パターン)を物体に照射し、その歪みを解析して形状を取得。

   • 高速スキャンが可能で、精度が高い。

2. レーザー光線方式

   • 対象物にレーザー光を照射し、反射光を解析して形状を取得。

   • 詳細なスキャンが可能で、大型オブジェクトの測定に適している。

   • 三角法方式、タイムオブフライト方式、位置差方式の3種類がある。

メリット: 接触せずにスキャンできるため、柔らかい素材や複雑な形状の測定に適している。

デメリット: 環境光や対象物の色・材質（黒色・光沢のある素材）に影響を受けやすい。

低価格3Dスキャナーと高価格3Dスキャナーの違い

求める精度や対象物によって、適切なスキャナーを選ぶことが重要です。 

参考リンク：

https://www.cadjapan.com/topics/feature/reverse_engineering/2015/151007_3dscanner.html

https://3dprinter.co.jp/3465/#lwptoc3

 

代表的な製品

株式会社サンステラでは、

低価格3Dスキャナー「REVOPOINT」
中高価格3Dスキャナー「SHINING 3D」
を販売しています。

低価格帯（10万～30万円）

• REVOPOINT POP 3 Plus（約10万～15万円）

  • 3Dプリンターの入門機種。カラースキャン可能。

  • 教育機関向けに導入実績多数。

• REVOPOINT MIRACOシリーズ（約20～30万円）

  • コードレスでスキャン可能なスタンドアロンモデル。

  • 高精度なSTL/OBJファイル作成が可能。

• REVOPOINT MetroX（約16～19万円）

  • ブルーレーザー対応、最大0.03mmの高精度スキャン。

中～高価格帯（200万円～600万円）

• SHINING 3D EinScan HX2（約200万円）

  • 13本のクロスブルーレーザーライン搭載。

  • 120fpsの高速スキャン。

• SHINING 3D Einscan Libre（約500万円）

  • 内蔵スクリーンとNVIDIAプロセッサ搭載の完全ワイヤレススキャナー。
    

• SHINING 3D Einscan UE Pro2（約600万円）

  • 計測グレードの高精度スキャナー。

  • 最高3,460,000ポイント/秒のスキャンスピード。

デモスキャンやスキャン講習について

株式会社サンステラでは、以下のサポートも提供しています。

• REVOPOINT: 有償の出張設置講習・お試しスキャンのデータ送付

• SHINING 3D: 現地でのお試しスキャンの実施

ご希望の機種について、お気軽にご相談ください！

まとめ

今回は、3Dスキャナーの原理や種類、製品の違いについて解説しました。実際の仕組みを知ることで、さまざまな分野への活用が広がります。

ぜひ、ニーズに合った3Dスキャナーを選んでみてください。

※本記事は外部ライターに執筆を依頼し、株式会社サンステラが編集・監修を行ったものです。