3Dスキャナー：産業用カメラとレンズの関係
公開日時：
2025-01-06
3Dスキャナーは、大きく分けて接触式と非接触式の2種類があります。非接触式3Dスキャナーはさらに、ラスタ3Dスキャナー（「フォトグラメトリ3Dスキャナー」とも呼ばれる）とレーザースキャナーに分類されます。
3Dスキャナーは、大きく分けて接触式と非接触式に分類できます。非接触式3Dスキャナーはさらに、構造化光3Dスキャナー（「フォトグラメトリ3Dスキャナー」とも呼ばれる）とレーザースキャナーに分類されます。構造化光3Dスキャナーはさらに、白色光スキャンと青色光スキャンに分類されます。では、フォトグラメトリ3Dスキャナーとは何でしょうか？
フォトグラメトリ3Dスキャナーは、構造化光発生器と2つの工業用レンズで構成されています。その動作原理は、構造化光発生器から光を測定対象物に投影することです。次に、工業用カメラがデジタル画像をキャプチャし、コンピューターで処理して対象物の実際の3Dモデルを取得します。同時に、対象物のテクスチャ情報も検出され、現実的な対象物の形状が得られ、製造業界にとって非常に役立ちます。今日は、主に3Dスキャナーにおけるカメラとレンズの関係について説明します。
3Dスキャナーのカメラとレンズは、合わせてカメラモジュールを形成します。高度な3Dスキャナーは双眼スキャナーであり、「双眼」とは、人間の目と同様に2つのカメラモジュールを持つことを意味します。
3Dスキャナーカメラの動作原理は、簡単に言えば、光がレンズを通してカメラチップの受光素子に屈折して画像を形成するプロセスです。例として、レンズは目のようなもので、光が網膜を通過することを可能にし、カメラは網膜のようなもので、レンズを通過した光情報を収集し、デジタル情報に変換します。
一般的に、優れたレンズは、正確な色と正しい特徴の比率で、よりシャープでクリアな画像をカメラに提供します。ここで、「レンズ歪み」（レンズ歪みは、光学レンズの固有の透視歪みの総称です）の問題について言及する必要があります。3Dスキャン分野では、レンズ歪みを補正する特殊なアルゴリズムがあり、最終的な対象物の画像を実際の対象物により近づけ、測定寸法をより正確にします。
さらに、3Dスキャナーを使用する際には、「フォーカスの調整」と「明るさの調整」という2つの専門用語をよく目にします。高度な技術で使用されるレンズは、固定焦点レンズです。例えば、12mm固定焦点レンズなどです。
フォーカスの調整とは、実際にはレンズとカメラチップの間の距離を調整して、キャプチャされた画像を徐々にクリアにすることです。したがって、フォーカスの調整プロセスは、鮮明さの調整と考えることができます。明るさの調整とは、絞りのサイズを調整することを指します。絞りF = 焦点距離 / 有効レンズ径。12mm固定焦点レンズを使用しているため、この式によると、絞りが大きいほど、レンズの有効径が小さくなり、収集される光が少なくなります。
3Dスキャナーのカメラ部分は、3Dスキャナーの画素数を決定します。現在、高度な技術企業の3Dスキャナーは、130万画素、500万画素、630万画素となっており、他の要因も役割を果たしていますが、主にカメラによって決定されます。
キャリブレーションプロセス中に実行する一連の操作は、実際には2つのカメラをキャリブレーションすることです。日常使用時やキャリブレーションプロセス中は、常に2つのカメラの固定に注意する必要があります。
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