3Dカメラについて

　近年、外観検査工程の自動化ツールとして3Dカメラ（3D camera）を使用する機会が多くなってきています。今回はこの3Dカメラについて若干コメントします。

　3Dカメラは、平面の2次元画像を撮影する従来のカメラとは異なり、カメラと環境内の物体との距離を測定し、深度マップやRGB-D画像（色情報と深度情報を統合した画像）を生成します。 3Dスキャナーと同様に、3Dカメラにも複数の異なる技術が活用されています。

　3Dカメラは、深度を計測することにより、画像認識、画像識別を行うことができるため、外観検査の判別、識別精度が向上するというしくみになっています。実際には、はんだ付けのフィレット形状検査など立体的な形状確認などで広く活用されています。

　3Dカメラの主な技術としては、下記①②があります。

　①人間の両眼視覚を模倣し、2つ以上のレンズで三角測量を行い深度を算出する技術。

　②既知の光パターンを物体に投影し、その歪みを解析して深度を推定する技術。

　現在、空間を立体的に把握できる3Dカメラの中でもとりわけ注目を集めているのが「ToFカメラ」です。ToFカメラは、アクティブ方式に該当する3Dカメラです。ToFはTime of Flightの略で、日本語では飛行時間と訳されます。

　ToFカメラは、カメラが光源を備えており、そこから赤外光を照射して物体に反射させます。反射した赤外光はカメラまで戻ってきますが、物体までの距離が遠ければ戻ってくる時間が長くなり、距離が短ければ早く戻ってきます。そういった時間差を元にして距離を計算し、物体の深度を測定するという仕組みです。

　ToFカメラの最も基本的な機能は、広範囲における対象物までの距離をミリ秒単位の高速処理で同時に測定し、立体形状を認識することです。一度の撮影で数万から数十万ポイントの測距データを取得できるため、複雑な形状の部品であっても、その輪郭や凹凸を正確にデータ化できます。この特性により、製造ラインでの製品寸法検査や、ピッキングロボットによる正確な姿勢認識などが実現できます。