本記事では、3Dマシンビジョンに活用される構造化光の概要や特徴、メリット・デメリット、そして他の撮影技術との違いについて解説します。
構造化光とは
構造化光は、特定のパターンをもつ光を対象物に照射し、その反射パターンを解析して形状を測定する技術です。縞模様や格子模様、ドット模様などの光を用いて、対象物の形状に応じて変化する光のパターンを分析し、奥行きや立体的な形状を把握します。一般的なカメラでは奥行き情報を得ることが難しいため、構造化光は3Dマシンビジョンをはじめ、3Dスキャナやスマートフォンの顔認証などにも利用されています。
3Dマシンビジョンに活用される他の撮影技術との違い
ステレオカメラ
3Dマシンビジョンには、構造化光以外の技術も用いられています。一例として挙げられるのが、ステレオカメラです。ステレオカメラは、2つのカメラで対象物を同時に撮影して、両画像の視差（見え方のズレ）から距離や奥行きなどの情報を取得します。具体的な撮影の仕組みは次の通りです。
- 2台のカメラで同じ対象物を同時に撮影する
- 両画像の対応点（物体の同じ場所）を見つける
- 視差を計算する
- 対象物までの距離や対象物の形状を算出する
ステレオカメラは、人間が左右の目の視差によって奥行きを認識する原理を応用した技術です。構造化光に比べて比較的高解像度で撮影でき、屋外や中距離での使用に適しています。一方、構造化光は強い光のある屋外環境や一定距離を超える撮影条件では、精度が低下する傾向があります。
3Dマシンビジョンに構造化光を活用するメリット・デメリット
メリット
構造化光の主なメリットは、対象物の形状を高精度に測定できる点です。特定のパターンをもつ光を照射し、その変化を解析することで、細かな凹凸や複雑な構造も把握できます。非接触で撮影できるため、壊れやすい対象の測定にも適しています。
デメリット
ただし、構造化光の活用には、デメリットもあります。強い光の下では精度が低下するため、屋外や明るい環境での撮影には向いていません。また、中距離の撮影では測定精度が十分に得られない場合があります。さらに、ステレオカメラと比較すると導入コストが比較的高額になる傾向があります。
条件に合う3Dマシンビジョンの撮影技術を検討しよう
構造化光は、3Dマシンビジョンに用いられている撮影技術の一つです。特定のパターンをもつ光を対象物に照射して、その変化から奥行きや形状を計測します。主なメリットは対象物の形状を正確に測定できること、主なデメリットは環境によって撮影の精度が低下することです。特徴を踏まえたうえで、ニーズに適した撮影技術を選択することが重要です。
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