3Dマシンビジョンの計測方式の違い｜パターン投影・光切断・ステレオ・ToF・光コムを比べる【2026年版】

3Dマシンビジョンを選ぶとき、最初に知っておきたいのが計測方式です。同じ3Dカメラでも、光の当て方と高さの求め方で、測れる範囲と細かさがまったく違います。

この記事では、掲載会社の公式情報をもとに、主な方式の違いと向く用途を比べます。

主な計測方式を一覧で比べる

まず全体像です。広い範囲を一度に撮るのか、ラインの動きに合わせて断面を重ねるのかが、方式の大きな分かれ目です。

方式	しくみ	得意なこと	掲載会社の例（公式記載）
パターン投影（構造化光・縞投影・位相シフト）	縞などの模様を投影し、カメラで歪みを読む	部品箱の中など広い範囲を一度に撮る	キヤノン、ファナック、日立オートメーション、YOODS、Mech-Mind、東京貿易テクノシステム
光切断（レーザー三角測量）	帯状のレーザを当て、反射光の位置から断面を測る	流れるワークの高さ・段差を連続で測る	キーエンス、ファナック、リンクス（Gocator 2000）
ステレオ	2台以上のカメラの見え方の差から距離を求める	投影と組み合わせて点群をつくる	日立オートメーション（プロジェクタの両側にカメラ）、Zivid（二眼式）
ToF	光が戻るまでの時間から距離を求める	離れた位置から大きな物をとらえる	マイクロ・テクニカ（ToFカメラを取扱い）
光コム・白色干渉・共焦点	光の干渉や焦点の位置で高さを測る	μm以下の細かい高さ	OptoComb、キーエンス（WI-5000）、リンクス（Gocator 4000/5000）

多くの製品は1つの方式だけでなく、投影とステレオのように組み合わせています。方式名は目安として読み、仕様の数字と実物での評価で確かめてください。

パターン投影は、部品箱の中を一度に撮る方式

プロジェクタで模様を投影し、その歪みをカメラで読んで点群をつくる方式です。ロボットのピッキングで使う3Dビジョンの多くがこの方式を書いています。

• キヤノン RVシリーズ: 測定方法はパターン投影法。RV300は計測範囲最大340×340×100mm、繰り返し精度±0.1mm
• ファナック 3DVシリーズ: 専用パターン光を参照光とした3次元計測方式。3DV/400の計測範囲は268×262×500mm
• 日立オートメーション（Kyoto Robotics）: プロジェクタから照射した縞模様をサイドのカメラで認識。100万点以上の点群を1秒未満で撮像する例
• YOODS YCAM3D: 位相シフト撮影による高精度点群データの生成
• Mech-Mind Mech-Eye PRO: 高精度構造化光法
• キーエンス 3D Vision シリーズ: 4投光プロジェクターとテレセントリックレンズで視野60mmを検査（製品ページ本文に方式名の記載はなし）

投影する模様の数を増やすほど細かく測れる一方、撮像の時間は長くなります。キヤノンのRVシリーズは計測時間を1.6秒〜（RV300・RV500）と型式ごとに示しています。

光切断は、流れるワークの断面を重ねる方式

帯状のレーザ光をワークに当て、反射光の位置の変化から断面の形を測ります。ワークかセンサを動かして断面を重ねると、3Dの形になります。

製品	公式記載の内容
キーエンス LJ-X8000	3200point/profile、最速16kHz。搬送中の位置ズレを補正する全方向位置補正機能
キーエンス LJ-S8000	レーザ光源とスキャン機構を内蔵し、駆動ステージ・エンコーダが不要。繰り返し精度0.3μm
ファナック 立体センサ	レーザスリット光を参照光とした3次元計測方式。計測範囲219×175×100mm
リンクス Gocator 2000	レーザー光切断のプロファイルセンサー
Mech-Mind 3Dインラインプロファイル測定器	4K超高解像度、15kHzの高速スキャン（方式名は製品ページに記載なし）

ラインを止めずに全数を測りたい検査では、光切断が第一候補になります。ワークの送り速度とサンプリングの速さを合わせて計算してください。

ステレオとToFは、距離を別の手がかりで求める

ステレオは人の両目のように、2台のカメラの見え方の差から距離を出します。ToFは光が戻るまでの時間を測る方式で、離れた位置から大きな物をとらえる用途で使われます。

• 日立オートメーションの3Dビジョンは、中央のプロジェクタと両サイドのカメラで構成と説明
• Zividは二眼式の3Dカメラで、垂直反射によるアーティファクトを除くとうたう
• マイクロ・テクニカは、用途に合わせた各社の3DカメラやTOFカメラを用意と記載
• Mech-Mindは広視野・遠距離の機種をパレタイジングなどの物流シーン向けと紹介

模様のない平らな面は、ステレオだけでは対応点を見つけにくいことがあります。そのため投影と組み合わせる製品が多くあります。

光コム・白色干渉・共焦点は、細かな高さを測る方式

μm以下の高さや表面の粗さを測る検査では、光の干渉や焦点を使う方式が出てきます。視野は狭くなりますが、細かさが段違いです。

• OptoComb 光コム3次元センサー: 同軸光学系、500kHzのデータ取得、1μmの高さ分解能
• OptoComb XL: 470〜2000mm幅まで一度にスキャン、1秒間に125万点
• キーエンス WI-5000（白色干渉）: 最大10×10mmの面を0.13秒、繰り返し精度0.1μm。透明体や鏡面体にも対応と記載
• リンクス Gocator 4000/5000（共焦点ライン）

同軸で測る方式は、深い穴や溝の底のように斜めからの光が届きにくい場所に強いのが特長です。OptoCombは部品の内面を検査する装置も出しています。

迷ったら、目的から方式を逆算する

方式から選ぶと迷います。やりたいことを先に決め、そこから方式を絞るのが近道です。

1. 掴むのか（ピッキング）、測るのか（検査・計測）を決める
2. 測りたい範囲（視野）と、必要な細かさ（精度・分解能）を数字で書く
3. ワークが止まっているか、ライン上を動いているかを確かめる
4. 材質（光沢・透明・黒）と、外光や油の環境を書き出す
5. 候補の方式の製品で、自社のワークを実際に測る

最後の実測は省かないでください。キーエンスの無料テスト機貸出しや、リンクスの計測評価サービスのように、方式を比べてから決められる窓口があります。