ToFカメラとは、対象物との距離や対象物の形状を測定する高機能機器です。ToFカメラから照射される光を対象物に当て、反射した光の時間から測定します。
ToFカメラはさまざまな業界で導入されており、物流倉庫でのロボットピッキング、ジェスチャー認識による人数把握や操作、ドローンの障害物回避などの活用事例があります。
本記事では、ToFカメラの概要や原理、活用事例、ToFカメラの選び方、ToFカメラのメリット・デメリットなどを解説します。また、ToFカメラを取り扱うおすすめのメーカを10社をまとめました。ぜひ導入検討の際の参考にしてください。

もし、ToFカメラのコンサルティングを受けて、
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１．ToFカメラとは？原理や活用事例などを解説

ToFカメラのToFは、Time of Flightの略です。ToFカメラから発せられる光とその反射時間などを利用することで、カメラと対象物の間の距離を測定します。ToFカメラは3Dでの認識ができるため、人物・形状認識、物体検出・安全監視、スマートフォンなどへ活用できます。
以下では、ToFカメラの概要を解説します。

（1）ToF技術とは？原理について解説

ToF技術とは、赤外光などの光を対象物へ照射し、反射または透過にかかる時間を利用して距離を測定することです。光速という一定の速度（約30万km/s）を利用して光が物体に当たってセンサーに戻るまでの時間を計測し、「光速×時間＝距離」の計算で距離を算出します。

ToF技術は、縦横だけでなく奥行きを計測できるため、対象物の形状や動きなどを三次元的に認識が可能です。距離のほかさまざまな情報を得られるのは「3DーToF」、距離のみを計測するのが「1D-ToF」と呼びます。

（2）ToFカメラは3Dカメラの一種

ToF技術をカメラに搭載したものが、ToFカメラです。3次元データを取得できる、3Dカメラの一種になります。

ToFカメラは、カメラを起点に三次元空間座標を導けるので、距離に加えて位置情報、物体の大きさ、体積などのさまざまな情報を得られます。さらに、ほかのソリューションを組み合わせれば、人が歩くスピード計測やジェスチャー操作などに応用可能です。
またToFカメラなら、暗所での使用もできます。CPUへの負荷も小さいのも、ToFカメラの特徴です。

ToFには、以下のように「直接ToF法」と「間接ToF法」があります。
直接ToF法：照射から検出までの時間を直接計測
間接ToF法：参照光と位相のずれから距離を求める

なお3Dカメラは、ToF方式以外にもステレオ方式と構造化照明（プロジェクター方式）があります。

ステレオ方式のメリットは、安定した距離測定がリアルタイムでおこなえる点です。人間の目のような空間把握能力があるため、撮影距離・奥行き精度ともに安定して測定できます。ただし、継続して使用するには校正が必須になります。また、CPU負荷が大きいのもデメリットです。

構造化照明のメリットは、高精度の撮影ができる点です。しかし別途プロジェクターが必要になるので、コンパクト性に難があるのがデメリットとなります。

	ToF	ステレオ	構造化照明
撮影距離	中長距離	中距離	近距離
奥行き精度	10mm～100mm	1mm～100mm	0.1mm～1mm
リアルタイム性	有	有	無
PCへの負荷	低	高	高
暗所での撮影	可能	難しい	可能
屋外での撮影	太陽光に弱いものがある	可能	不可
コンパクト性	高	高	低

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（3）ToFカメラの活用事例

ToFカメラは、さまざまな産業にて活用されています。主な活用事例は次の通りです。

●自動車の車載カメラ・センサー
●スマートフォンの顔認証や背景ぼかし
●ドローンの障害物回避や自律飛行
●ロボットピッキングでの物体位置や形状の認識、障害物検知
●商業施設での人の流れ、混雑状況の把握、ソーシャルディスタンスの検知
●物流現場での荷物の寸法、体積測定、人の検出、倉庫の空き状況、トラックの積載状況管理
●ジェスチャー認識によるゲーム開発
●3Dモデリングの形状検査

【関連動画】ToFカメラについて、以下の動画も参考にしてください。

引用：「3D ToFセンサ」～② 技術紹介編

引用：ToFカメラ搭載屋外配送ロボット | ToFカメラ | e-con Systems

２．ToFカメラの選び方は？生産性を高めるためのポイント

ToFカメラを選ぶ際は、以下3つのポイントを押さえると良いでしょう。
●カメラスペック・性能
●既存機器・ソフトウェアとの互換性
●メーカのサポート体制

（1）カメラのスペック・性能

ToFカメラのスペックや性能は必ず確認しましょう。ToFカメラで見るべき部分は次の通りです。

●奥行き精度
●リアルタイム性
●本体の大きさと設置予定スペースとの兼ね合い
●フレームレート
●取り込み速度
●フェース（接続形式）
●環境対応

また、性能に対するコストパフォーマンスもチェックしましょう。高機能なToFカメラほど価格は高額になります。自社の生産ラインにはどの程度の精度が求められるのか、どのような機能が必要なのかを事前に分析し、機能の過不足なく、自社の課題を解消できるToFカメラを選定しましょう。

（2）既存機器・ソフトウェアとの互換性

新しく導入予定のToFカメラと、生産現場にある既存機器・ソフトウェアとの互換性を確認しましょう。既存機器とソフトウェアとの相性がよいToFカメラであれば、低コストかつ現工程の生産性向上が見込めます。

（3）メーカのサポート体制

メーカのサポート体制が万全な商品であれば、購入したToFカメラの活用方法のコンサルティングや、故障時のメンテナンスといった支援を受けられます。

ToFカメラに対する知識がまだ十分でない企業ほど、メーカのサポート体制をチェックすることをおすすめします。

３．ToFカメラのメリット・デメリット

ToFカメラは非常に優れた機器であり、導入によってさまざまなメリットを生産現場にもたらします。一方で、ToFカメラでは対応できない範囲や導入によるデメリットも存在します。

（1）ToFカメラ導入のメリット

ToFカメラ導入のメリットは次の通りです。

●高精度かつリアルタイムに距離情報や形状認識ができる
●長距離測定ができるので、作業者の作業動線やロボットの軌道を妨げずに自由度の高い設置が可能になる
●暗い環境でも正確な3D認識ができる
●奥行き情報を含む3Dデータを取得できるため、物体認識やジェスチャー認識に有効
●PU負荷が低いのでアプリケーション処理の演算能力を活用できる
●組み込みCPUと合わせてエッジコンピューティングができる

（2）ToFカメラ導入のデメリット

ToFカメラ導入のデメリットは次の通りです。

●高性能なToFカメラはほかの距離測定技術よりもコストが高くなる可能性がある
●対象物の表面反射特性（鏡面反射・吸収率など）によって、測定精度が変わることがある
●極端に近い、または遠い距離での測定には限界がある
●複数のToFカメラを使用すると、互いに干渉して測定精度が低下する可能性がある
●屋外での使用時に太陽光の影響で測定精度が下がる可能性がある

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４．ToFカメラの主要メーカ10選！

ここでは、TOFカメラの主要メーカを10社厳選してご紹介します。

パナソニックインダストリー株式会社	【特徴】 日本の最大手電機メーカです。最新のToF技術を活かした、ToFカメラを取り扱っています。大企業だからこその信頼性や品質の高い商品やサポートを受けることが可能です。【所在地】 〒105-5523 東京都港区虎ノ門二丁目6番1号虎ノ門ヒルズ ステーションタワー 22階、23階 TEL：03-5251-8708
バスラー・ジャパン株式会社	【特徴】 バスラージャパン株式会社は、ドイツ発祥の世界中のファクトリーオートメーション、医療、交通などの分野で使用する高品質なカメラとカメラアクセサリーのメーカです。35年以上の実績と専門性で、商品販売からコンサルティング、システム構築まで対応してくれます。 【所在地】 〒105-0002 東京都港区愛宕1-3-4 愛宕東洋ビル3F TEL：03-6432-4080 FAX：03-6432-4081
LUCID Vision Labs	【特徴】 LUCIDは、ToFカメラを始めとするさまざまなマシンビジョンカメラや、ソフトウェアを提供するメーカです。優れた光透過率、深さ精度、撮影距離（最大8.3m）を持つ次世代3DToFカメラ「Helios2」などを販売しています。 【所在地】 〒101-0052 東京都千代田区神田小川町3-6-1 英信ビル4階4F TEL：81 3-5577-7915 https://thinklucid.com/ja/contact-us/
株式会社シーアイエス	【特徴】 株式会社シーアイエスは、「小型」「高速」「高性能」を追求した産業用カメラを始め、さまざまなセンサや画像処理システムに関するトータルサポートを提供するメーカです。ToFカメラと画像処理が必要な生産ラインを持つ企業におすすめのメーカです。 【所在地】 〒193-0834  東京都八王子市東浅川町539-5 TEX：042-664-5535 FAX：042-669-7471
デルフトハイテック株式会社	【特徴】 デルフトハイテック株式会社は、産業用カメラ、紫外線カメラ、温度計測カメラなどの各種カメラや、センサー、フィルター、ソフトウェアなどを取り扱うメーカです。 物流倉庫での自律走行搬送ロボットの回避行動、荷物のパレット搭載時の位置合わせおよび計数などに活用できる、「DCAM710/ DCAM550」を販売しています。 【所在地】 〒210-0007 神奈川県川崎市川崎区駅前本町11-2 川崎フロンティアビル4階 TEL：044－455－0251
株式会社マクニカ	【特徴】 株式会社マクニカは、半導体、ネットワーク、セキュリティ、スマートマニュファクチャリング、AIなど幅広い産業用の機械・システムを提供するメーカです。 商品販売だけでなく、事業価値向上や経営課題の解決に導く実現重視型のDXコンサルティング「ADD Venture」も提供しています。 【所在地】 〒222-8561 横浜市港北区新横浜1-6-3 マクニカ第1ビル TEL：045-470-9861
株式会社ジェピコ	【特徴】 株式会社ジェピコは、エレクトロニクス専門商社として、海外メーカとの強力なパイプと自社開発力で最適なソリューションを提供するメーカです。 株式会社ジェピコが取り扱うTerabee社の「Terabee 3Dcam VGA」は、スマートビルディング、オートメーション、スマート農業などの分野で活用されています。 【所在地】 東京都新宿区北新宿2-21-1 新宿フロントタワー34F https://www.jepico.co.jp/contact.html
オムロン株式会社	【特徴】 オムロン株式会社は、オートメーションのリーディングカンパニーとして制御機器、社会システム、ヘルスケアなどの事業を展開する大手メーカです。 その高い技術力を活かし、高い太陽光耐性、高精度、長寿命のToFカメラ（ToFセンサ）を提供しています。 【所在地】 〒600-8530 京都市下京区塩小路通堀川東入 TEL：0120-919-066（固定電話） TEL：055-982-5015（携帯電話）
浜松ホトニクス株式会社	【特徴】 浜松ホトニクス株式会社は、「光を使いこなす技術を開発して社会に役立てる」を掲げるメーカです。高性能センサ、高原、用途に応じたモジュール、ユニット、高計測システム、画像解析システムなどを提供しています。 防犯用カメラなどに応用できる測距イメージセンサを提供しています。 【所在地】 〒430-8587 静岡県浜松市中央区砂山町325-6 日本生命浜松駅前ビル TEL：053-452-2141 FAX：053-456-7889
インフィニオンテクノロジーズジャパン	【特徴】 インフィニオンテクノロジーズジャパンは、パワーシステムやIoTにおける半導体分野のグローバルリーダーとしてさまざまなソリューションを提供するメーカです。 民生市場や産業市場のデバイス向けに、「REAL3」を提供しています。 【所在地】 〒150-0002 東京都渋谷区渋谷3-25-18 NBF渋谷ガーデンフロント お問い合わせは各代理店へ

５．ToFカメラに関するご相談は株式会社FAプロダクツへ

FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。
ToFカメラについても、ぜひご相談ください。

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