ここ数十年、製造技術における最大の進歩のひとつは、3Dスキャン技術の開発と台頭である。複雑な3Dオブジェクトを正確にマッピングする方法を見つけることは、多くの科学者やエンジニアにとって長い間聖杯のようなものでしたが、高度なカメラ技術とコンピュータ処理ハードウェアが開発される以前は不可能に思えました。
現在では、DIYを趣味とする人たちでさえ、Xbox Kinectのような基本的な消費者向けハードウェアを使ってアマチュアの3Dスキャンシステムを作ることができる。
特に歯科の分野では、構造化光スキャニングは現在、歯科インプラントやその他の矯正装置を製造するための貴重なツールであり、医療専門家は患者の口腔内のあらゆる構造物の正確な寸法をスキャンすることができる。
構造化光スキャニングの歴史
エジプトやバビロニアの数学者たちが5,000年以上前に三角測量を使って物理的な寸法を計算し始めたように、構造化光スキャンの構成要素は何千年も前から存在していた。しかし、最初の高度なカメラが開発され、現代の構造化光スキャンの基礎が築かれたのは19世紀後半になってからである。
最初の高度なカメラが開発され、現代の構造化光スキャニングの基礎が築かれたのは19世紀後半になってからである。
科学者にとって決定的だったのは、カメラが単なる画像以上のものを表現しているということだった。むしろ、視覚データそのものを収集し、表示するものなのだ。研究者たちは、新しいカメラ技術によってもたらされる可能性を実験する一方で、真の3Dスキャン技術を開発し始めるには、1970年代にシリコン革命がコンピューター業界を席巻するまで待たなければならなかった。
今日、構造化光スキャニングは、研究および製造のための非常に汎用性の高いツールである。
初期の構造化光スキャナーは、粗雑で高価、使いにくいものだった。そのため、産業用途に追いやられていた。しかし、カメラとコンピュータの技術が急速に進歩するにつれて、技術は急速に反復され、90年代後半には近代的な構造化スキャニング装置を生み出すようになった。
今日、構造化光スキャニングは研究や製造のための非常に多用途なツールであり、NASAの宇宙船の開発から 骨董品の詳細な分析まで、そしてもちろん歯科医療にも使われている。
構造化光スキャニングの仕組み
構造化光スキャナーの基本的な機能は単純で、構造化光パターンを物体に投影し、少なくとも1台のカメラ（通常は2台のカメラ）でそれを撮影して、物体が光パターンを変形させる様子を捉えます。スキャンした複数の画像を三角測量することで、対象物の複雑な寸法を計算することができる。
ほとんどのスキャナーは、ベネチアンブラインドから差し込む太陽光の影に似た、交互に並んだ縞模様のパターンを使用している。細かく調整された縞模様と正確なカメラにより、非常に小さな細部の寸法を測定することが可能である。
得られたデータをスキャンソフトウェアで処理することにより、スキャンした対象物のデジタル化された3D画像を作成することができます。
構造化光スキャニングは、レーザーが反射面やあらゆる形態の透明性、さらにはレーザー光自体の複雑な干渉パターンによって容易に妨害される傾向があるため、3Dレーザー・スキャニングの代替手段としてしばしば使用される。
洗練されたLEDから投射される青い光は、新しいスタンダードとなった
その昔 白色光 が好まれたが、今日では 青色光 その精度の高さと、反射のような破壊的な力に対する耐性の高さ、さらには生身の肉体のわずかな透明度のおかげで、現在では洗練されたLEDから投射される青色光が新たな標準となっている。
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