JP2010261724A - タイヤ内面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ内面の検査において、ハレーションを抑制してタイヤ内面のキズや汚れ及び異物などの検出精度を向上させるタイヤ内面検査装置を提供する。
【解決手段】タイヤ内面検査装置が、タイヤ内面の一方のタイヤサイド側に光を照射する第１照射手段とタイヤ内面の他方のタイヤサイド側に光を照射する第２照射手段と、第１照射手段の照射面に取り付けられる第１偏光手段と第２照射手段の照射面に取り付けられる第２偏光手段と、第１照射手段と第２照射手段が照射する光に基づき一方、他方のタイヤサイドを含むタイヤ内面を撮像する撮像手段とを備え、撮像手段が第１照射手段と第２照射手段によってタイヤ内面に照射された光のタイヤ内面からの反射光を偏光する撮像用偏光手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤを検査する装置に関し、特にタイヤの内面を検査する装置に関する。

従来、外部から光が入りにくい内部空間などの内面を検査する検査装置では、外部から光を照射して検査対象となる内面をカメラなどにより撮像して内面の異常の有無が検査されている。
例えば、検査対象がタイヤである場合には、タイヤ内面に照明の光を照射してカラーカメラなどで撮像することにより内面のキズや汚れ及び異物などの有無を調べることにより行われる。しかし、タイヤ内面に照射された光は、鏡面反射光と拡散反射光とにわかれて反射してカラーカメラに入射してタイヤ内面が撮像されるため、図６に示すように、タイヤ内面で鏡面反射した光が、直接カメラの受光部に入射すると撮像した画像にハレーションが生じてしまいタイヤ内面の汚れや異物の検出に必要な色情報が欠如することになり、汚れや異物の検出を困難にしている。
そこで、内面を検査する場合には、ハレーションを抑制するために光源の照射面に偏光フィルタを取り付けて照射光を偏光させて内面に照射し、内面で反射した光、特に鏡面反射した光が直接カメラの受光部に入射しないようにカメラと光源にそれぞれ偏光フィルタを取り付け、互いの偏光角度が直角になるように取り付けてハレーションを抑制するようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開平５−３０７１４４号公報

しかしながら、特許文献１の方法によれば、タイヤ内面のような空間の検査においては、タイヤトレッド部分のハレーションを抑制することはできるが、タイヤショルダー部からタイヤサイドの曲面部分にかけてのハレーションを十分に抑制できず、タイヤ内面のキズや汚れ及び異物などが検出できないおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するため、タイヤ内面の検査において、ハレーションを抑制してタイヤ内面のキズや汚れ及び異物などの検出精度を向上させるタイヤ内面検査装置を提供する。

本発明の第１の構成として、タイヤ内面を検査するタイヤ内面検査装置であって、タイヤ内面の一方のタイヤサイド側に光を照射する第１照射手段とタイヤ内面の他方のタイヤサイド側に光を照射する第２照射手段と、第１照射手段の照射面に取り付けられる第１偏光手段と第２照射手段の照射面に取り付けられる第２偏光手段と、第１照射手段と第２照射手段が照射する光に基づき一方、他方のタイヤサイドを含むタイヤ内面を撮像する撮像手段とを備え、撮像手段が第１照射手段と第２照射手段によってタイヤ内面に照射された光のタイヤ内面からの反射光を偏光する撮像用偏光手段を備える構成とした。
本発明によれば、タイヤ内面検査装置が、タイヤ内面の一方のタイヤサイド側に光を照射する第１照射手段と他方のタイヤサイド側に光を照射する第２照射手段を設けて、第１照射手段の照射面に第１偏光手段を取り付け、第２照射手段の照射面に第２偏光手段を取り付けてタイヤ内面を撮像することで、タイヤ内面を照射する照射光を任意の方向に偏光させることが可能になる。また、撮像手段の偏光フィルタが、上記照射光の鏡面反射成分を抑制することで、両方のタイヤサイド側に照射される光の反射光が撮像手段に直接入射しにくくなるため、撮像したカラー画像中のハレーションを抑制してタイヤ内面の汚れや異物を検出する精度を向上させることができる。

本発明の第２の構成として、第１偏光手段と第２偏光手段は、第１照射手段の照射面と第２照射手段の照射面に対して９０°より大きく１３５°以下の偏光角度で取り付けられる構成とした。
本発明によれば、第１偏光手段と第２偏光手段が、各々照射面に対して９０°より大きく１３５°以下の偏光角度で取り付けられることで、第１照射手段と第２照射手段の照射光が、撮像手段の撮像用偏光手段の偏光角度に対して角度を有して入射するため、タイヤサイド側のハレーションを抑制してタイヤ内面の汚れやキズを精度よく検出できるようになる。また、検査するタイヤのサイズなどが変更されたときには、適宜偏光角度を上記範囲内で調整することにより、タイヤの曲面に合わせて汚れやキズをさらに精度よく検出できるようになる。

本発明の第３の構成として、撮像用偏光手段は、第１照射手段と第２照射手段が照射した光の反射光が撮像手段に入射しない偏光角度で取り付けられる構成とした。
本発明によれば、第１照射手段と第２照射手段がタイヤサイド側に照射した光の反射光が撮像手段に入射しないので、撮像手段がタイヤ内面を撮像したときにタイヤサイドに生じるハレーションを抑制して、タイヤ内面の汚れやキズを精度よく検出できる。

本発明の第４の構成として、第１照射手段と第２照射手段は、撮像手段の撮像面方向に対して一方が４５°、他方が−４５°傾斜するように設けられる構成とした。
本発明によれば、第１照射手段と第２照射手段の照射光が、撮像手段の撮像面方向に対して一方が４５°、他方が−４５°の角度、つまり、両方のタイヤサイド側の撮像面にそれぞれ４５°斜め方向から光が照射されるので、タイヤ内面での反射光が直接撮像手段に入射することを抑制し、ハレーションを防止することができる。

本発明の第５の構成として、撮像手段は、魚眼レンズを備える構成とした。
本発明によれば、撮像手段が、魚眼レンズを備えたことで、タイヤ内面における両タイヤサイド及びタイヤトレッドを一度に撮像することができる。

本発明の第６の構成として、タイヤ内面検査装置が、偏光手段を有し、タイヤ内面のタイヤトレッドの裏面側を照射する照射手段をさらに備え、偏光手段の偏光角度が撮像用偏光手段に対して直角となるように構成した。
本発明によれば、タイヤ内面のタイヤトレッドの裏面側を照射する照射手段に照射光を偏光する偏光手段が、偏光手段の偏光角度が撮像用偏光手段に対して直角となることで、タイヤ内面のタイヤトレッド部分のハレーションが抑制され、タイヤ内面の汚れやキズを精度よく検出できる。

本発明の実施形態に係るタイヤ内面検査装置の概略図。 本発明の実施形態に係る検査手段による検査概念の側面図。 本発明の実施形態に係る検査手段による検査概念の正面図。 本発明の実施形態に係る偏光フィルタの偏光角度を示す図。 本発明の実施形態に係る偏光角度による輝度の変化図。 従来のタイヤ内面検査装置によるハレーション発生図。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

本発明は、概略、タイヤ内面を検査するタイヤ内面検査装置であり、タイヤ内面検査装置は、タイヤ内面の一方のタイヤサイド側に光を照射する第１照射手段に第１偏光手段を取り付け、タイヤ内面の他方のタイヤサイド側に光を照射する第２照射手段に第２偏光手段を取り付け、第１偏光手段と第２偏光手段を第１照射手段の照射面と第２照射手段の照射面に対して９０°より大きく１３５°以下の偏光角度となるように取り付けて、第１の照射手段と第２の照射手段を撮像面方向に対して一方が４５°、他方が−４５°傾斜するように設け、第１照射手段と第２照射手段が照射する光に基づき一方、他方のタイヤサイドを含むタイヤ内面が反射する反射光を偏光する撮像用偏光手段を備えた撮像手段によりタイヤの内面検査が行われる。

以下、本発明のタイヤの内面検査装置の一例としての形態について詳説する。
図１は、タイヤ内面検査装置の概略図である。図１に示すように、タイヤ内面検査装置は、タイヤ内面ＴＳを撮像手段であるカメラ１１ａによって撮像してタイヤ内面ＴＳにおけるキズや汚れなどを検査する装置である。タイヤ内面検査装置は、概略、検査台４０，検査手段１０および制御手段１００によって構成される。

検査台４０は、回転テーブル４２及び回転テーブル４２を回転せしめるモーター４３によって構成される。
回転テーブル４２は、検査台４０の上面中央に位置し、分割された複数の片４２ａにより構成される。片４２ａは、それぞれが同期して半径方向に移動可能な移動機構を備え、種々のタイヤ径に対応するように半径方向に拡縮する。この回転テーブル４２上に、検査されるタイヤＴが、いずれかのタイヤＴの側面を回転テーブル４２に当接させて、横向きに載置される。
回転モーター４３は基台４１の内部に収容され、図外の伝達機構により回転テーブル４２と接続されることにより回転テーブル４２を回転させる。伝達機構としては、プーリーやベルト、ギア機構などを用いればよく、好ましくは回転角度が検出できるように回転角検出器などを設け、後述の制御装置１００により回転テーブル４２上に載せられたタイヤＴが所定の角度で回転できるように制御可能に構成してもよい。

図２は、検査手段１０による検査概念の側面図を示し、図３は、検査手段１０による検査概念の正面図を示す。
図２，図３に示すように、検査手段１０は、カメラ１１ａと、カメラ用偏光フィルタ１１ｂと、第１照明２１ａ，第２照明２２ａ，第３照明２３ａ，第４照明２４ａと、照明用の第１偏光フィルタ２１ｂ，第２偏光フィルタ２２ｂ，第３偏光フィルタ２３ｂ，第４偏光フィルタ２４ｂとによって構成される。検査手段１０は、タイヤＴの幅方向に伸縮自在、かつタイヤＴの半径方向に移動可能なロッド８に取着される固定プレート９に一体に取り付けられるユニットである。
カメラ１１ａは、魚眼レンズ１２を備えた後述のカラーカメラからなり、タイヤ内面ＴＳのトレッド部分（クラウン部Ｔ１）のタイヤ幅方向の中心Ａに対向するように撮像方向を向け、かつ、カメラ１１ａのレンズ部分がタイヤＴの両サイドのビード部Ｔ２，Ｔ２を結ぶ直線Ｐ上にほぼ位置するように設置される。なお、魚眼レンズ１２は、約１８５°の画角を有し、一方のビード部Ｔ２から他方のビード部Ｔ２までのタイヤ内面ＴＳを一度に撮像することができる。

カメラ１１ａは、ＣＣＤカラーラインカメラが採用され、ＣＣＤカラーラインカメラは、撮像する縦横の範囲において、タイヤＴの周方向に対しては相対的に幅の狭い領域の範囲を撮像するもので、撮像される画像は図３の撮像領域Ｒに示すように、タイヤＴの周方向に対しては４ピクセルの範囲でタイヤ幅方向が長手方向の帯状になる。
なお、画像データをコンピューターなどで処理できるカメラであればよく、カラーラインカメラだけでなくモノクロラインカメラや通常のカラーカメラ、モノクロカメラであってもよい。

カメラ用偏光フィルタ１１ｂは、カメラ１１ａに入射する光の波を一つの平面状に規定するライン偏光フィルタからなり、偏光方向がタイヤ幅方向となるようにタイヤ内面ＴＳに向けてカメラ１１ａに取り付けられる。偏光方向がタイヤ幅方向とは、偏光フィルタの偏光子１１ｄの延長方向がタイヤＴの幅方向を向く方向である。

図４は、照明の照射面に取り付けられる偏光フィルタの偏光角度を示す。なお、図３とともに説明する。
第１照明２１ａは、カメラ１１ａに向かって左側方かつ上方に位置するように固定プレート９に取り付けられ、検査開始の際にタイヤ半径方向の約半分まで進入し、照射面２１ｃがタイヤＴの上面側のタイヤサイドの撮像領域Ｒに対して４５°の照射角度で光を照射するように設けられる。
図４（ｄ）に示すように、第１偏光フィルタ２１ｂは、第１照明２１ａの照射面２１ｃに取り付けられ、偏光子２１ｄの偏光角度αが照射面２１ｃに対して９０°より大きく１３５°以下となるように取り付けられる。

また、第２照明２２ａは、カメラ１１ａに向かって左側方かつ下方に位置するように固定プレート９に取り付けられる。
また、第２照明２２ａは第１照明２１ａと同様に検査開始の際にタイヤ半径方向の約半分まで進入し、照射面２２ｃがタイヤ下面側のタイヤサイドの撮像領域Ｒに対して４５°の照射角度で光を照射するように設けられる。
図４（ｄ）に示すように、第２偏光フィルタ２２ｂは、第２照明２１ａの照射面２２ｃに取り付けられ、偏光子２２ｄの偏光角度βが照射面２２ｃに対して９０°より大きく１３５°以下となるように取り付けられる。
すなわち、第１照射手段と第２照射手段は、カメラ１１ａを上下に挟むようにして、照射方向が両方のタイヤサイドＴ５の撮像面方向に対して一方が４５°、他方が−４５°傾斜するように固定プレート９に設けられる。
なお、第１偏光フィルタ２１ｂ及び第２偏光フィルタ２２ｂは取り付けられる照射面２１ｃ及び照射面２２ｃに対して偏光子２１ｄ及び偏光子２２ｄの偏光角度α，βが任意に変更可能に取り付けられている。また、偏光角度αと偏光角度βは異なって設定されてもよい。

また、第３照明２３ａは、タイヤ内面ＴＳのクラウン部Ｔ１を照射する照明である。具体的には照射面２３ｃがカメラ１１ａの上方に位置し、かつ、魚眼レンズ１２と面一又は後方に位置し、さらにタイヤ内面ＴＳのトレッド部分（クラウン部Ｔ１）に対向するように固定プレート９に取り付けられる。
図４（ａ）に示すように、第３偏光フィルタ２３ｂは、第３照明２３ａの照射面２３ｃに対して取り付けられる。具体的には、偏光子２３ｄの偏光角度がカメラ用偏光フィルタ１１ｂの偏光子１１ｄの偏光角度に対して９０°ずれるように取り付けられる。

また、第４照明２４ａは、タイヤ内面ＴＳのクラウン部Ｔ１を照射する照明である。具体的には照射面２４ｃがカメラ１１ａの上方に位置し、かつ、魚眼レンズ１２と面一又は後方に位置し、さらにタイヤ内面ＴＳのトレッド部分（クラウン部Ｔ１）に対向するように固定プレート９に取り付けられる。
図４（ａ）に示すように、第４偏光フィルタ２４ｂは、第４照明２４ａの照射面２４ｃに対して取り付けられる。具体的には、偏光子２４ｄの偏光角度がカメラ用偏光フィルタ１１ｂの偏光子１１ｄの偏光角度に対して９０°ずれるように取り付けられる。

本実施形態においては、第１照明２１ａ，第２照明２２ａ，第３照明２３ａ及び第４照明２４ａには、白色ＬＥＤ照明が用いられる。また、照明としては、ハロゲンランプや白熱球などを用いてもよいが、ＬＥＤ照明を用いることで検査における消費電力を抑制し、さらに照明からほとんど熱を発しないのでタイヤ内面ＴＳを加熱することなく光を照射し、照明としての耐久性を向上させることができる。
また、カメラ用偏光フィルタ１１ｂ，第１偏光フィルタ２１ｂ，第２偏光フィルタ２２ｂ，第３偏光フィルタ２３ｂ及び第４偏光フィルタ２４ｂは、ガラス製偏光フィルタやフィルム製偏光フィルタのいずれであってもよい。特にカメラ用偏光フィルタ１１ｂにあっては撮像手段がＣＣＤカメラであればＣＣＤ素子に蒸着された偏光フィルタであってもよい。

上記構成によれば、第３偏光フィルタ２３ｂと第４偏光フィルタ２４ｂが、カメラ用偏光フィルタ１１ｂに対して９０°ずれているので、第３照明２３ａと第４照明２４ａの照射光がタイヤ内面ＴＳのクラウン部Ｔ１で鏡面反射しても、鏡面反射した光がカメラ１１ａに入射することをカメラ用偏光フィルタ１１ｂが防ぐため、ハレーションが抑制され、クラウン部Ｔ１のタイヤ内面ＴＳの汚れやキズを精度よく検出できるようになる。

また、第１照明２１ａの第１偏光フィルタ２１ｂと第２照明２２ａの第２偏光フィルタ２２ｂが、９０°より大きく１３５°以下の偏光角度α，βでそれぞれ設定されているため、第１照明２１ａと第２照明２１ａの照射光が、タイヤ内面ＴＳのショルダー部Ｔ３から湾曲するサイド部Ｔ４で鏡面反射しても、カメラ１１ａのカメラ用偏光フィルタ１１ｂがカメラ１１ａへの入射を抑制するためにハレーションを抑制することができる。

第１偏光フィルタ２１ｂと第２偏光フィルタ２２ｂが第１照明２１ａと第２照明２２ａの照射面に対して９０°より大きく１３５°以下に設定される理由には、特にタイヤ内面のショルダー部Ｔ３から湾曲するサイド部Ｔ４が曲率の変化に富んでいることやタイヤサイズの種類の豊富さによるものである。
なお、第１偏光フィルタ２１ｂと第２偏光フィルタ２２ｂとをカメラ用偏光フィルタ１１ｂに対して９０°となるように偏光角度を設定することも考えられるが、あらかじめ９０°に設定するとショルダー部Ｔ３から湾曲するサイド部Ｔ４の湾曲により、特にショルダー部Ｔ３にハレーションが生じ易くなるため９０°よりも大きく設定されることが好ましい。

図１に示すように、検査台４０及び上記構成からなる検査手段１０は、制御手段１００によって制御される。制御手段１００は、コンピューターにより構成され、検査制御手段１０１、画像処理手段１０２及び比較判定手段１０３を備える。
検査制御手段１０１は、検査手段１０に検査開始の信号を出力するとともに回転モーター４３に信号を出力して回転テーブル４２の回転を制御する。
画像処理手段１０２は、カメラ１１ａによって撮像された画像を、光度（輝度）やカラー情報を構成するＲＧＢの色情報を分解して、例えば、Ｒ−Ｂ，Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ成分などのように組み合わせて画像データとして画像処理し、さらに、撮像する毎に回転するタイヤＴの撮像部分を結合してタイヤ内面全体の画像データとなるように結像処理をする。
比較判定手段１０３は、上記画像処理手段１０２により処理され、光度やＲ−Ｂ，Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ成分などに分解された画像データをしきい値と比較して、画像データ内に例えば、不連続な光度の変化やＲ−Ｂ，Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ成分の変化を検出してタイヤ内面の汚れやキズなどの有無を判定する。
例えば、タイヤ内面ＴＳに凹部のようなキズがある場合には、照射された光が、キズ内部に入射しにくいため、カメラ１１ａによって撮像された画像データの色情報は、キズの色情報がキズ周囲の色情報に比べて黒く検出され、キズとその周囲の濃淡差がしきい値よりも大きいときにキズとして検出される。また、凸部のような汚れがある場合には、照射された光の拡散成分が、凸部を明るく照らす一方で、凸部の周囲に影を落とすことにより、カメラ１１ａによって撮像された画像データの色情報は、キズの色情報がキズ周囲の色情報に比べて黒く検出され、キズとその周囲の濃淡差がしきい値よりも大きいときに汚れとして検出される。

次に、上記構成により行われるタイヤＴの内面の検査方法について説明する。
まず、回転テーブル４２に載せられたタイヤＴに対して、ロッド８を移動させて上記検査手段１０を所定の位置に配置する。具体的には、カメラ１１ａのレンズ部分が、両端のビード部Ｔ２，Ｔ２を仮想的に結ぶ直線Ｐ上に位置するように配置させ、撮像領域Ｒのビード部Ｔ２，Ｔ２の両端部方向にタイヤ内面ＴＳから外部範囲が多少見える位置に検査手段１０を配置する。
次に各照明２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａが、タイヤ内面ＴＳを照射し、カメラ１１ａが、タイヤ内面ＴＳを撮像しつつ回転テーブル４２を回転させることによりタイヤ周方向全体に渡り撮像する。本実施形態では、タイヤ周方向３６０°を約１００００ピクセルに分割して検査する。なお、カメラ１１ａによって撮像される周方向の幅は約４ピクセルである。
回転テーブル４２は、例えば１箇所を撮像したのちに、４ピクセル分タイヤＴを回転させて、隣接する部分の撮像を行い、順次撮像、回転を繰り返して、タイヤ内面ＴＳを周方向一周分撮像する。
一周分の撮像が終了したのちに、画像処理手段１０２によって光度やＲ−Ｂ，Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ成分などに分解された画像データから不連続な光度の変化やＲ−Ｂ，Ｒ−Ｇ，Ｂ−Ｇ成分の変化などがしきい値と比較されるなどして、比較判定手段１０３によってタイヤ内面の汚れやキズなどの有無が判定される。

図５は、本発明の効果を検証するために照明に取り付けられる偏光フィルタの偏光角度を変化させて、カメラ１１ａによってタイヤ内面ＴＳを撮像した画像の輝度を調べた結果を示す。具体的には、タイヤ内面ＴＳのうち下面側のタイヤサイドＴ５のビード部Ｔ２からショルダー部Ｔ３までを照射する第２照明２２ａに取り付けられる第２偏光フィルタ２２ｂの偏光角度βを図４（ａ）〜（ｄ）に示す０°，４５°，９０°，１３５°及び図示しない１１０°と１２０°に変化させてタイヤ内面ＴＳを撮像し、ビード部Ｔ２からタイヤセンターの中心Ａまでの範囲における偏光角度と画像の輝度の関係を調べた結果を示す（図２参照）。
なお、タイヤサイドＴ５は、上面側と下面側においてほぼ対称となるため、下面側を用いて検証した。また、図５において、縦軸は輝度を表し、横軸はタイヤ内面ＴＳの位置をピクセル数で示し、横軸のピクセル数が少ない方、例えば、ピクセル数２０のときにビード部Ｔ２側を示し、ピクセル数が大きい方がタイヤセンターの中心Ａ側を示している。

ビード部Ｔ２からタイヤセンターの中心Ａまでの範囲における偏光角度と画像の輝度の関係を見てみる。まず、ビード部Ｔ２では、偏光角度βが０°のときに最も輝度が大きく、次いで、偏光角度βが４５°，１３５°，１２０°，１１０°の順に輝度が小さくなり、偏光角度βが９０°のときに最も輝度が小さく測定されている。
そして、偏光角度βが０°，４５°，１３５°では、サイド部Ｔ４の中央付近に近づくに従い輝度が徐々に減少している。このとき、偏光角度βが９０°，１１０°，１２０°では、輝度はビード部Ｔ２からほぼ横ばいである。
そして、偏光角度βが０°，４５°では、ショルダー部Ｔ３に近づくに従い輝度が徐々に大きくなり、サイド部Ｔ４とショルダー部Ｔ３との境目近傍においてほぼ同じ輝度８０が測定されている。一方で偏光角度βが９０°，１１０°,１２０°,１３５°のときの輝度は、ほぼ横ばいでほとんど変化していない。
さらに、偏光角度βが０°，４５°では、ショルダー部Ｔ３の中央過ぎまで輝度が上昇し続け、４５°では、輝度が約１３０でピークとなり、０°では、輝度が約１１０でピークとなる。一方で偏光角度βが９０°，１１０°,１２０°,１３５°の場合には、輝度の変化はほぼ横ばいであるにもかかわらず偏光角度βが９０°の場合には、ピクセル位置２３０あたりから輝度が上昇し始め、偏光角度βが０°，４５°と同様にショルダー部Ｔ３の中央過ぎまで輝度が上昇し続け、輝度が約７５でピークとなる。
そして、ショルダー部Ｔ３において、輝度にピークを有する０°，４５°，９０°は、タイヤセンターの中心Ａに近づくとその輝度が減少し、中心Ａにおいては、終始輝度がほぼ横ばいで測定された１１０°,１２０°,１３５°の輝度と同じになり、ほぼ輝度３０で収束している。
つまり、ショルダー部Ｔ３において、輝度の変化が偏光角度βによって大きな変化を示している。このためショルダー部Ｔ３での輝度の変化が少ない偏光角度βがタイヤ内面ＴＳの検査において適している。

次に、ショルダー部Ｔ３について見てみる。図５に示すように、第２偏光フィルタ２２ｂの偏光角度βを０°（図４（ａ）参照），４５°（図４（ｂ）参照），９０°（図４（ｃ）参照）に設定した場合、タイヤ内面ＴＳにおけるショルダー部Ｔ３からショルダー部Ｔ３近傍のサイド部Ｔ４の輝度が、他の部分に比べて輝度が顕著に高くなりハレーションが生じているおそれがあることがわかる。
特に、第２偏光フィルタ２２ｂの偏光角度βが４５°（図４（ｂ）参照）の場合には、ショルダー部Ｔ３近傍で偏光角度βが０°，９０°である場合に比べて最も輝度が高くなり、ハレーションが確実に発生していることが分かる。
一方で、第２偏光フィルタ２２ｂの偏光角度βが、１１０°，１２０°，１３５°（図４（ｄ）参照）に設定された場合、照射範囲のうちのショルダー部Ｔ３での輝度が変化することなく測定されていることが分かる。特にピクセル数が２２０から３２０の範囲は、図２に示すタイヤ内面ＴＳにおけるショルダー部Ｔ３であり、この部分の輝度が効果的に抑制されたことでハレーションの発生が抑制されることが分かる。
また、図４（ｂ），（ｄ）に示すように、偏光角度βが４５°と１３５°の場合には、偏光角度βが９０°を挟んで対称の関係であるにも関わらず、一方の４５°では、輝度が高くハレーションが発生する恐れがあり、他方の１３５°では、輝度が低くハレーションが抑制されることが分かる。
これは、偏光角度βを大きくすることで、カメラ用偏光フィルタ１１ｂの偏光角度に対して効果的に鏡面反射した光が抑制される偏光角度βとなるからである。

また、偏光角度βを９０°に設定した場合、サイド部Ｔ４寄りのショルダー部Ｔ３では、偏光角度βが１１０°,１２０°,１３５°の輝度であるにも関わらず、ショルダー部Ｔ３からタイヤセンターの中心Ａに近づくに従い輝度が上昇している。
すなわち、第２偏光フィルタ２２ｂは、偏光角度βが９０°よりも大きくなるように設定されて、第２照明２２ａの照射面２２ｃに取り付けられればよいことが分かる。

さらに、全領域で、輝度が殆ど変化しないで測定された１１０°，１２０°,１３５°の輝度の数値を撮像の輝度の最適値と考えた場合、偏光角度を１３５°以下に設定することで、ショルダー部Ｔ３における輝度を低下させることでハレーションを抑制し、カメラ１１ａによって撮像される画像データの色情報が正確に得られ、キズや汚れの検出精度を向上させることができる。
なお、１３５°以上に設定することも考えられるが、２枚のカメラ用偏光フィルタ１１ｂの偏光角度と第２偏光フィルタ２２ｂの偏光角度とを相対的に位置ずれさせて鏡面反射光を抑制するようにしているので、照射光の第２偏光フィルタ２２ｂの偏光角度を１３５°以上に設定してしまうと、鏡面反射光以外の拡散反射光も抑制されてしまうので、逆に輝度不足となるおそれがある。

以上から、第２偏光フィルタ２２ｂが、照射面２２ｃに対して偏光角度βが９０°よりも大きく１３５°以下に設定されることにより下面側のタイヤサイドＴ５で鏡面反射した光が、カメラ用偏光フィルタ１１ｂによって制限され、ハレーションが抑制されることが分かる。同様に、第１偏光フィルタ２１ｂが、照射面２１ｃに対して偏光角度βが９０°よりも大きく１３５°以下に設定されることにより上面側のタイヤサイドＴ５で鏡面反射した光が、カメラ用偏光フィルタ１１ｂによって制限され、ハレーションが抑制される。
より好ましくは、第１偏光フィルタ２１ｂと第２偏光フィルタ２２ｂが、照射面２１ｃと照射面２２ｃに対して偏光角度βが１１０°以上１３５°以下に設定されることにより両方のタイヤサイドＴ５で鏡面反射した光が、カメラ用偏光フィルタ１１ｂによって制限され、ハレーションが抑制されることが分かる。
本検証によれば、タイヤ内面ＴＳの検査において、全領域でハレーションが生じることなくタイヤ内面ＴＳが撮像されるので、精度の良い検査を行うことができる。つまり、タイヤ内面ＴＳに生じている成型によるキズやゴムかすの付着などがハレーションにより隠されることなく検出することが可能となることを示している。

本発明の構成によれば、タイヤ内面ＴＳで反射する光の主要な拡散反射と鏡面反射の２つの成分のうち、撮像した画像にハレーションを引き起こす鏡面反射成分が、タイヤ内面ＴＳに照射される光の、反射光の偏光方向が、入射光の偏光方向と同じになることに着目して、照明から照射される無偏光の光に直線偏光フィルタを取り付けて照射光の偏光角度を任意の方向に偏光させ、カメラが受光する鏡面反射光がカメラに入射しないように偏光フィルタを取り付けて、カメラの備える偏光フィルタに対して照明に取り付けた偏光フィルタが偏光した照射光が直交するように照明に偏光フィルタを取り付けることで鏡面反射成分を除去してハレーションを抑制することが可能となる。

なお、上記説明において、検査装置１０の撮像手段は、１台のカメラ１１ａに魚眼レンズ１２を取り付けるとしたが、複数のカメラで撮像してもよく、この場合にカメラに取り付けられるレンズは、魚眼レンズ１２でなくてもよい。複数のカメラを用いて、一般的なレンズにより撮像することで、各カメラにより撮像される画像の歪が小さくなり、検出されるキズや汚れが原寸のまま検出される。
また、第１照明２１ａと第２照明２２ａが、カメラ１１ａを上下に挟むようにして、照射方向が両方のタイヤサイドＴ５の撮像面方向に対して一方が４５°、他方が−４５°傾斜するように固定プレート９に設けたが、必要に応じていずれか一方だけ設けてもよい。
また、さらに照明の台数を増やして、各照明が狭い領域を照射するように上記角度で設けて、偏光フィルタをそれぞれに取り付けてもよい。このように構成することで、各変更フィルタの偏光角度を９０°よりも大きく１３５°以下に設定して照明に取り付けることでハレーションを抑制し、精度よくキズや汚れを検出できる。
また、上記したように、複数の偏光フィルタを備えたカメラによって撮像する場合、偏光フィルタを備えた照明を各カメラごとに取り付けて、セットとなるカメラの偏光フィルタの偏光角度と照明の偏光フィルタの偏光角度が、ほぼ直角となるように互いの偏光角度を設定すれば、上記実施形態と同様に、ハレーションを抑制して、精度よくキズや汚れを検出できる。

１０ 検査手段、１１ａ カメラ、１１ｂ カメラ用偏光フィルタ、１１ｄ 偏光子、
１３ 魚眼レンズ、２１ａ 第１照明、２１ｂ 第１偏光フィルタ、２１ｃ 照射面、
２１ｄ 偏光子、２２ａ 第２照明、２２ｂ 第２偏光フィルタ、２２ｃ 照射面、
２２ｄ 偏光子、２３ａ 第３照明、２３ｂ 第３偏光フィルタ、２３ｃ 照射面、
２３ｄ 偏光子、２４ａ 第４照明、２４ｂ 第４偏光フィルタ、２４ｃ 照射面、
２４ｄ 偏光子、４０ 検査台、４２ 回転テーブル、４３ 回転モーター、
１００ 制御手段、１０１ 検査制御手段、１０２ 画像処理手段、
１０３ 比較判定手段、Ａ 中心、Ｒ 撮像領域、Ｔ タイヤ、
Ｔ１ クラウン部（トレッド部分）、Ｔ２ ビード部、Ｔ３ ショルダー部、
Ｔ４ サイド部、Ｔ５ タイヤサイド、ＴＳ タイヤ内面、
α 偏光角度、β 偏光角度。

Claims (6)

1. タイヤ内面を検査するタイヤ内面検査装置であって、
   前記タイヤ内面の一方のタイヤサイド側に光を照射する第１照射手段と
   前記タイヤ内面の他方のタイヤサイド側に光を照射する第２照射手段と、
   前記第１照射手段の照射面に取り付けられる第１偏光手段と
   前記第２照射手段の照射面に取り付けられる第２偏光手段と、
   前記第１照射手段と前記第２照射手段が照射する光に基づき前記一方、他方のタイヤサイドを含むタイヤ内面を撮像する撮像手段とを備え、
   前記撮像手段が前記第１照射手段と前記第２照射手段によって前記タイヤ内面に照射された光の前記タイヤ内面からの反射光を偏光する撮像用偏光手段を備えることを特徴とするタイヤ内面検査装置。
2. 前記第１偏光手段と前記第２偏光手段は、前記第１照射手段の照射面と前記第２照射手段の照射面に対して９０°より大きく１３５°以下の偏光角度で取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内面検査装置。
3. 前記撮像用偏光手段は、前記第１照射手段と前記第２照射手段が照射した光の反射光が前記撮像手段に入射しない偏光角度で取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ内面検査装置。
4. 前記第１照射手段と前記第２照射手段は、前記撮像手段の撮像面方向に対して一方が４５°、他方が−４５°傾斜するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内面検査装置。
5. 前記撮像手段は、魚眼レンズを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載のタイヤ内面検査装置。
6. 前記タイヤ内面検査装置は、偏光手段を有し、前記タイヤ内面のタイヤトレッドの裏面側を照射する照射手段をさらに備え、前記偏光手段の偏光角度が前記撮像用偏光手段に対して直角となることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載のタイヤ内面検査装置。

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