3Dスキャナの選び方

目次

はじめに

3Dスキャン技術の急速な発展が、複数の業界で無数の業務を劇的に改善したことは、皆さんもご存知のことだと思います。3Dスキャンにより、ワークフローははるかにフレキシブルになり、時間とコスト効率は以前より向上しました。この最先端技術を日々の業務に導入するようになった企業がますます増えているのも不思議のないことです。しかし、多くの3Dスキャニングソリューションを購入可能になった現在、あなたのニーズに適した3D スキャナを選択することは、かなり骨の折れるプロセスなのかもしれません。

3Dスキャナ選びのヒント

はじめての3Dスキャナ選びでは、ご自身の用途にぴったりのものを選ぶために、いくつかの簡単な、そして重要なステップを踏むことが大切です。まず、よくスキャンすることになりそうな物や、それに似たものを選んで、Formnextなどの展示会に持っていくことです。そして、その展示会に出展している全ての企業に持ち込み、スキャンしてくれるように頼み、そのスキャン方法を見せてもらってください。そうすれば、それぞれのいろいろな点での違いについて気がつくはずです。そして、それぞれの最終的なスキャン結果を確認。各スキャナについて、ワークフロー、データの処理方法、最終的な3Dモデルを比較してみましょう。

3Dモデルを比較するときに最初に見るべきことは

スキャナを選択するときに最も重要なことについて、一番留意してほしいことは解像度に関する部分です。もちろん精度も非常に重要ですが、展示会の会場で確認するのは難しいかもしれません。一方解像度のクオリティについては自分の目ではっきりと見ることができるので、すぐに異なるスキャナで行われたそれぞれのスキャンを比較することができるでしょう。

誰から買おうとしているのか

オンラインでレビューを読んでください。そして、ユーザーがスキャナについてどう書いているかだけでなく、スキャナを作っている会社についても参照してください。その会社が提供しているサポートの内容は、非常に重要です。品質の良い3Dスキャナは10年ほど使い続けることが可能です。サポートが長い期間にわたって行われるかどうかは知っておく必要があります。

証拠はプロセスにあり

そのスキャナの操作がどれくらいの難易度なのかを把握しましょう。そのスキャナから最高のスキャン結果を得ることができるようになるまで、どれくらいの時間をスキャニングの練習に費やす必要があるでしょうか?全体的に、スキャンのプロセス自体はどれくらい簡単ですか?オブジェクトにマーカーを追加する必要がありますか?マーカーがなくても、スキャンしながらきちんとトラッキングが行われますか?スキャンが簡単であれば、ワークフロー全体が速くなるのです。

ソフトウェアは最新の状態か

スキャナに付属するソフトウェアも、3Dスキャン選びにおける重要な要素です。スキャナのソフトウェアはどのくらいの頻度で更新されていますか?定期的に更新されていないなら、そうですね、5年後には、あなたは不幸せなユーザーになっているかもしれません。

最低価格は最高の価格ではないかもしれない

今後何年にも渡って正常に動作してくれる、高品質なスキャナにこそ投資する価値があります。心動かされるような低価格であっても、きちんと動かないからとその後棚にしまいこむようなものを買ったのでは意味がありません。ローンを組んで、プロフェッショナルな機器に投資することをおすすめします。きちんとした仕事と安定した収入ばあれば、スキャナ購入のための銀行ローンの資格を得ることは簡単です。

大事なのはテクノロジーではなく、自分に合っているかどうか

3Dスキャン・テクノロジーでどれが最もいいかと聞かれるなら、最新の3Dスキャン・テクノロジーはすべて素晴らしいので、あなたがどんなものをスキャンする必要がありどんなスキャン結果を望むのかによって異なります、と答えるでしょう。3Dスキャナ選びにおいて、ベースとなるテクノロジについて悩む必要はありません。考える必要があるのは、どの3Dスキャナがご自身の用途に適しているかです。たとえば、非常に小さいものをスキャンする必要がある場合は、オブジェクトの細部を高解像度でキャプチャできるスキャナを選んでください。一方100m離れた場所からスキャンする必要があるとしましょう、それなら長距離スキャナが必要という答えになります。それぞれのスキャナがどのようにどの技術を利用してスキャンを行うのかは、ユーザーにとって全く重要ではありません。テレビを買うときに、中身のパーツまで気にしたりはしませんよね。それ以上に、使い方やキャプチャした画面上のイメージの品質について考えて選ぶようにしてください。

3Dスキャナを選択するための主な基準

どのスキャナを購入するか完全に決めてしまう前に、必要な情報をすべて確認済みかを確認できるよう、また、正しいチョイスができるように、以下のクエスチョン・ガイドを作成しました。ご自身に向かって質問していただきたい、大切なポイントばかりです。

  • 3Dスキャナで何をスキャンするつもりですか?
  • なにか技術的な面で特別に考慮に入れることがありますか?
  • ハンディ型スキャナと据え置き型スキャナの違いはなんですか?
  • 産業用3Dスキャナの価格帯はどれくらいですか?

ハンドヘルドと静止3D スキャナの違いは何ですか?

1. 正確性(精度)

正確性(精度)とは、バーチャルイメージを作成する際に、実際のオブジェクトにどれくらい近似しているかを意味します。3Dモデルの寸法はオブジェクトのサイズにどのくらい近づいていますか?

左:マイクロメータで測定したインペラシリンダーの実際のサイズー29.80 mm。
右:3Dモデルサイズもほぼ同じ29.85 mm。

 

3D スキャンデータに基づいて何かしらの重要な決定を下す必要がある場合、 正確性は非常に重要です。これは、正確であることが非常に重要である産業用途に特に当てはまります。

最適な精度を得るには、スキャナをキャリブレーションする必要があります。すべての3Dスキャナは、メーカーがデバイスの可能な限り最高の精度を保証し、最初に工場で調整が行われています。一部の3Dスキャナでは、スキャンをする際にキャリブレーションも可能です。3D スキャナの精度設定を手動で調整し、購入後いつでも利用者にとって最適な基準を保つことができます。

高精度のハンドヘルド3D スキャナは、産業用に最適

 

高い品質のスキャンを提供できるのは、産業用のプロフェッショナルな3Dスキャナだけです。スペックの低いスキャナよりも高価ですが、投資する価値はおおいにあります。

3Dスキャナの製造元は、デバイスの仕様に精度について明記しています。必要な精度はタスクによって異なりますが、選ぶのはあなた次第です。

2. 解像度

精度は3Dスキャナ選択の際の重要な要素の1つですが、スキャン・デバイスの解像度など、他の要素の検討も大切です。

精度はデバイスの絶対的な正確性を表す測定値ですが、解像度は3Dモデルイメージの2つのポイント間における距離の短さを表し、通常はミリメートル、またはミクロン単位で表されます。つまり、非常に詳細な3Dモデルが必要な場合は、高解像度の3Dスキャナを使用してオブジェクトをキャプチャします。これは、品質管理、リバース・エンジニアリング、アニメーションやVR、文化遺産の保存、法医学、宝石などの用途には特に重要です。

解像度が高いほど、3Dモデル・イメージはより詳細になります。

左: 解像度 0.15 mm、右: 解像度 0.3 mm

 

ただし、ユーザーが低解像度のデータを選択する場合もあります。解像度が高いほど、できあがった3Dモデルは重くなり、処理にかかる時間は長くなります。あまりスペックの高くないコンピューターを使用するユーザーや、最終的に3Dプリントを行う予定である場合には、高い解像度では難しい場合があります。3Dプリンタで複雑なディテールも再現した高解像度モデルを作成するのには長時間が必要となります。そのため、処理にかかる時間とプリントの速度が重要であれば、解像度については念頭においておかなくてはいけません。さらに一部の3Dプリンターでは、高解像度レベルの3Dモデルを再現できない場合もあります。

用途に応じて、ユーザーは適切に解像度の設定を選択する必要があります。3D モデルを可能な限り詳細にする必要がある場合は、最小の機能でも安全かつ簡単にキャプチャできる3Dスキャナを使用してください。

ポータブルで軽量な3Dスキャナが向いているでしょう。ハンディ型3D スキャナは操作が簡単で、対象のオブジェクトを中心にして回りながらスキャンをすることができます。高位モデルを選択すれば、最大 0.1 mmの解像度でオブジェクトを3Dスキャンすることができます。

3. 速度

時は金なり。3Dスキャナの速度についても考えていただきたい理由です。3Dスキャナの速度について考える際には、そのスキャナが任意のオブジェクトをどれくらいの速度でキャプチャすることができるかを参照してください。速度の測定方法は、デバイスに搭載されているテクノロジーによって異なります。たとえば、ストラクチャード・ライト3Dスキャナの速度は、フレームの量と1秒あたりにキャプチャされたポイントの数によって計算します。いくつかの高度な白色光3Dスキャナは、16フレームを作成し、1秒で200万ポイントをキャプチャします。

VCSELテクノロジーを搭載した最高水準ののハンディ型スキャナは、80フレーム/秒という速さで、一瞬でで最大400万ポイントをキャプチャすることができます。

タッチスクリーン、バッテリー、 WiFI データ転送機能が搭載されたハイエンドのVCSELスキャナ

 

LIDARの速度は、1秒間にキャプチャする数百万のポイントによって計算されます。設置型の高品質レーザー・スキャナは、毎秒約20万ポイントの速度でスキャンすることができます。数字は参考で、スキャナ、オブジェクト、およびスキャン距離によって異なる場合があります。

スピーディな3Dスキャナは、すぐにオブジェクトをキャプチャし、不必要なコストをカットし、生産性を高めてくれます。タイトなスケジュールでありながら、大規模で費用のかかるプロジェクトにはとりわけ大切な点でしょう。

4. 使いやすさ

使いやすさは、3D スキャナを選択する際に考慮すべきもう一つの重要な要素です。最良のスキャン結果を得て、出力を最大化するには、デバイスの可能性を最大限に活用できなくてはなりません。

ここで考慮すべき重要な質問は

  • どのくらいの頻度で3D スキャナを使用しますか?

です。もし多くの3Dスキャンや大量のデータのキャプチャを行う場合は、迅速なデータキャプチャ機能を備えたプロフェッショナルなデバイスを利用すれば、長期的には時間とコストを節約できるだけでなく、生産性のアップにもつながります。

中位から上位の3Dスキャナは、通常、とても簡単で直感的に操作できるように作られています。安価なスキャナに心が動かされるかもしれませんが、より多くの時間がかかったり、使うのに練習が必要であったり、あるいはフラストレーションを覚えたりする可能性もあります。プロフェッショナルなスキャナの高速フレームレートと高度な追跡アルゴリズムは、簡単な上にスピーディです。データの後処理では、ソフトウェアが非常に重要な役割を果たしていることも忘れないでください。プロフェッショナルなスキャナとともに利用するソフトウェアは通常パワフルで、精度を保ちつつも多くの自動機能を含んでいます。そのおかげで、使いやすく、使い方もすぐに簡単に覚えることができます。

5. 使いやすさ

3D スキャナを選択する前に、キャプチャするオブジェクトのサイズについて考慮することが大切です。

  • どんなサイズのオブジェクトをキャプチャする予定ですか?
  • 様々なサイズのオブジェクトをスキャンすることになりますか?また、ワークフローを自動化し、大量の同一オブジェクトをキャプチャする予定がありますか?
  • オブジェクトの材質はなんですか?細かい部分のあるオブジェクトですか?
  • 3Dスキャンしたオブジェクトを生物化または無生物化しますか?

あなたの用途に最良の3D スキャナは、オブジェクトのサイズ、表面の材質とあなたがキャプチャしたいディテールの程度と量によります。

トラック、電車、飛行機などの非常に大きなオブジェクトのキャプチャが含まれている場合は、大きなオブジェクトを高詳細にキャプチャするのに十分な精度がある長距離の設置型レーザースキャナを選びます。

13 m の翼幅を持つクレム L25d VIIR の高精度3D モデル。

 

家具やオートバイ、中型の大きさの彫像のような、大型よりは小さめのオブジェクトには、手の届かないところにもリーチでき、オブジェクトの周りで楽に操作が可能で、キャプチャ速度の早いハンディ型3Dスキャナが最適です。

品質管理や測定のために複雑な工業用部品をスキャンする場合は、高精度のハンディ型3D キャナーをお選びください。

大きなサイズであるのと同時に、正確に捉えるべき細部もある複雑なオブジェクトの場合は、2つ以上の3Dスキャナを組み合わせてお使いになることをおすすめします。設置型のスキャナは大きなエリアをスピーディにキャプチャし、ハンディ型は細部を埋めていきます。

参照:3Dスキャナのオブジェクトサイズ

 

6. ポータビリティ

どのスキャナを購入するのかを決定する前にポータビリティについては考えておかなくてはいけないことの一つです。

  • 3D データをどこに取り込む予定ですか?
  • 仕事の場所は、整備された環境ですか?それとも、現場ですか? 

繰り返しますが、どのスキャナを買うかの選択は用途によって異なります。設置型スキャナは大きなオブジェクトのスキャンに向いていますし、その分野であればハンディ型は時間がかかってしまうことになります。

ポータブル3Dスキャナには他の利点があります。利用できる状況がフレキシブルで利用者の自由度が高い上、リーチの難しい箇所でもキャプチャでき、操作も簡単で、難しい角度からでも楽にスキャンできます。

また、内蔵または外づけバッテリが使える3Dスキャナを選べば、電源も必要なく便利です。

ポータブルのバッテリーパックが使える3Dスキャナなら、長時間途切れること無く3Dキャプチャ可能

 

7. ソフトウェアの特徴

3Dスキャナにパワーを与えるのは、ソフトウェアです。産業用のプロフェッショナル3Dスキャナのメーカーは、3Dスキャナの限界を越えようと最適な3Dスキャニング・ソフトウェアの開発に努めています。

様々なサイズのオブジェクトをキャプチャすることができる高度な3Dスキャナには、それだけ力のある3Dソフトウェアが必要です。操作可能で、安定して最良のスキャン結果を提供できるよう、受信したデータを素速く処理でき、エラーもないソフトウェアでなくてはいけません。

高度な3Dスキャンと後処理ソフトウェアには、他のものよりもはるかに汎用性が高くユーザーフレンドリーなインターフェースを持つものもあります。

正確なデータのキャプチャ、処理、分析などを行うための最先端の3D ソフトウェア

 

購入する前に、3Dスキャナとソフトウェアを試してみましょう。どんな便利な機能があり、どんな昨日が不必要なのかを確認してください。充分な性能がありますか、それともあなたのプロジェクトにはもっと進んだ機能が必要ですか?

注意を払うべきもう一つの点は、メーカーがその後もソフトウェアを開発し、新しい更新バージョンをリリースしているかどうかです。バージョンアップでは、速度と操作性を大幅に向上させて、3Dスキャナを新しい製品に変貌させてくれることも多々あります。3Dスキャナのエキスパートである企業であれば、ハードウェアとソフトウェアの両方を常に開発し、改善し、最高のワークフローを実現してくれるはずです。

8. メンテナンス

3Dデバイスが必要とするメンテナンスを忘れないでください。他の高度な機器と同じように、時々3Dスキャナを「チェック」に持ち込む必要があります。そうすれば、お使いのデバイスはこれからもずっと、正常に機能して正確な結果を提供してくれます。

各メーカーは、キャリブレーション、光学クリーニングなどのメンテナンスの独自のプログラムを持っています。余分な費用がかかるかもしれませんが、自社製品の最大2年間無料保証を提供している企業もあります。

9. 環境

スキャン環境は、選択を行う際に考慮すべき要因のひとつです。

  • あなたがスキャンする標準的な条件は何ですか?
  • 直射日光をを受ける屋外でスキャンしますか?それとも、暗くて湿気の多い場所にですか?

温度、湿度、光などの要因は、スキャナーの全体的なパフォーマンスとスキャン自体の品質の両方に大きく影響します。

最高のスキャン結果を得るために、種類の違うスキャナを組み合わせる

 

メーカーは通常、3Dスキャナに最適な温度の範囲と、許容される湿度のレベルを提示していますが、3Dスキャナの保有には、いくつかの共通ルールがあります。正しく動作し、正確な結果を提供します。

  • 非常に高温にさらされると、スキャナが過熱することがあります。同様に、非常に 低温の環境では、スキャナの精度に影響を及ぼし、誤動作を引き起こす可能性があるため、低温での使用は避けてください。
  • 他の電子機器と同様、3Dスキャナは高湿度にさらされたり、液体と接触したりしてはいけません。
  • 破損の原因となる可能性のある汚れ、ほこり、その他の小さな粒子からスキャナを守ってください。
  • オブジェクトのキャプチャには充分な明かるさを維持してください。
  • 通常、3D スキャナは、直射日光の当たるところでは撮影できません。より良い結果を求めるためには、可能な限り日陰を意図的に準備する必要があります。

10. 価格

価格は、購入する決定を下す際に考慮する重要な要素です。 3Dスキャナの価格は、デバイスによって提供される機能、およびキャプチャしたデータの品質と速度に応じています。

3Dスキャナは、約 $3000程度のものから、高度なモデルでは$10万を超えるものもあります。低価格の3Dスキャナは、短期的なことを想定すると魅力的に思えるかもしれませんが、3Dスキャナの購入は投資のようなものであり、もっと大きな青写真を見ていると考えてください。高品質のデバイスは長期間利用できることが保証されており、誤動作する可能性が低く、今後何年にも渡って優れた結果を提供します。

ただし、場合によっては、3Dスキャナの購入時に追加の費用が発生することがありますので、その点については注意をしてください。一部の企業では、以下の製品およびサービスについて追加料金を請求する場合があります。

  • 送料
  • 売上税
  • インストール
  • トレーニング
  • テクニカルサポート
  • 標準および延長保証

購入前に追加料金について問い合わせるようにしてください。

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