JP5562278B2 - タイヤ形状検査装置、及びタイヤ形状検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、このライン光の撮像画像に基づいてタイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置、及びタイヤ形状検査方法に関する。

従来より、タイヤの製造を行うにあたって、最終工程であるタイヤ加硫後の検査工程では、タイヤの外形を検査する形状検査を行っているのが一般的である。タイヤは、ゴム製品であるため形状検査は必要不可欠であるが、精度良く形状を製造することは難しい。この形状検査では、人手による目視＋触手検査が一般的であったが、近年、レーザやカメラ等を用いて自動化の試みが活発化していきている。

タイヤの形状検査において自動で行うにあたっては、まず、タイヤのサイドウォール部にライン光を照射し、照射したライン光をカメラにて撮像し、光切断法によってサイドウォール部の三次元形状を測定する。ここで、サイドウォール部の三次元形状を測定する際は、撮像したサイドウォール部の画像において、文字・ロゴ等を画像処理により認識し、これら文字・ロゴ等の正常な凹凸形状の影響を除去し、サイドウォール部における局部的な凹凸不良等も含めて形状を求めている。

また、最近では、トレッド部の幅広化等に伴って当該トレッド部の形状検査を行う技術も開発されつつあり、トレッド部とサイドウォール部の間に存在するショルダ部を含めた形状検査も行われている。
ショルダ部の形状検査を行う技術として、特許文献１や特許文献２に示すものがある。
特許文献１では、タイヤクラウン部（ショルダ部）にスリット光を照射する投光手段とスリット光の照射部を撮影する撮像手段とを備えた撮影手段とタイヤとを相対的に移動させながらタイヤクラウン部のスリット像を撮影するとともに、この撮影されたタイヤクラウン部の凹凸に起因する上記スリット像の輝度データを用いて算出されたタイヤクラウン部の形状データを用いて、当該タイヤの周方向形状の中心軸からのずれの大きさであるＲＲＯを算出している。

特許文献２では、相対的に回転するタイヤの表面に照射したライン光の像を撮像し、その撮像画像に基づいて光切断法による形状検出を行うことによってタイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検出装置であって、タイヤの表面に一の光切断線が形成されるように、該光切断線における検出高さ方向とは異なる方向から複数のライン光を連ねて照射するライン光照射手段と、タイヤの表面に照射された複数のライン光の像を、該複数のライン光それぞれの主光線がタイヤの表面に対して正反射する方向において撮像する撮像手段とを具備している。

特開２００８−１８５５１１号公報 特開２００８−２２１８９６号公報

特許文献１では、センサヘッド（カメラ）を多くすることによってショルダ部の形状を検査することができるものの、コストが高価になると共にメンテナンス等も大変であり実用化には難しい。また、特許文献２では、ライン光を複数にすることによってカメラを少なくすることができ、特許文献１に示すような問題を低減することができる。
しかしながら、特許文献２では、例えば、ショルダ部であればショルダ部のみに対してライン光を照射し、トレッド部であればトレッド部のみに対してライン光を照射するという方式をとっている。その故、幅広のタイヤの形状を検査する場合は必然的にライン光を照射するための機器が多くなり、その結果、幅広のタイヤの形状検査は難しいという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ショルダ部を含めてタイヤの表面形状を検出することができるタイヤ形状検査装置、及びタイヤ形状検査方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の技術的手段は、タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段と、を備えている点にある。

第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段の少なくとも２つ以上から照射されたライン光は、重なり合って同一線上となっていることが好ましい。
前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段と第３ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、前記第２センサユニット内の第２撮像手段は、第２ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることが好ましい。

前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段と第３ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、前記第１センサユニット内の第１撮像手段は、第１ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることが好ましい。

前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、前記第１センサユニットと第２センサユニットとは別の位置に前記第３ライン光照射手段が配備されていて、前記第１センサユニット内の第１撮像手段と第２センサユニット内の第２撮像手段との少なくとも一方が、第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることが好ましい。

前記第３ライン光照射手段は、当該第３ライン光照射手段の設置位置を可変とする支持機構で支持されていることが好ましい。
前記撮像手段は、前記ライン光を検出する検出器と、前記検出器に前記ライン光の像を結像させる複数のレンズと、前記レンズによって捉える撮像領域を設定する領域設定ミラーと、を備えていることが好ましい。

前記領域設定ミラーは２つ以上備えられており、各領域設定ミラーは、前記複数のレンズが捉える前記撮像領域がそれぞれ互いに重複せず且つ不連続となるように設定することが好ましい。
複数のレンズのうち一のレンズは前記タイヤのトレッド部を捉えるように撮像領域が設定され、他のレンズは前記タイヤのショルダ部を捉えるように前記撮像領域が設定されていることが好ましい。

複数のレンズのうち一のレンズは前記タイヤのサイドウォール部を捉えるように撮像領域が設定され、他のレンズは前記タイヤのショルダ部を捉えるように前記撮像領域が設定されていることが好ましい。
前記各レンズは、レンズアレイから構成されていることことが好ましい。
前記各レンズのそれぞれの光学系倍率を補正する補正レンズを備えることが好ましい。

本発明の他の技術的手段は、タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査方法において、前記タイヤのトレッド部と前記タイヤのサイドウォール部とのそれぞれにライン光を照射すると共に、タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射し、タイヤ表面で反射した前記ライン光を撮像することが好ましい。
なお、最も好ましい技術的手段は、以下の通りである。
タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段とを備え、前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段と第３ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、前記第２センサユニット内の第２撮像手段は、第２ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることを特徴とする。
また、タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段とを備え、前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段と第３ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、前記第１センサユニット内の第１撮像手段は、第１ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることを特徴とする。
また、タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段とを備え、前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、前記第１センサユニットと第２センサユニットとは別の位置に前記第３ライン光照射手段が配備されていて、前記第１センサユニット内の第１撮像手段と第２センサユニット内の第２撮像手段との少なくとも一方が、第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることを特徴とする。

本発明によれば、タイヤ表面検査においてショルダ部を含めた広範囲を容易に検出することができる。そのため、大型、幅広のタイヤの表面形状を確実に検査可能となる。

第１実施形態におけるタイヤ形状検査装置の概略図である。 （ａ）は、第１実施形態におけるセンサユニットの周りの拡大図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例の拡大図である。 第２実施形態におけるセンサユニット周りの拡大図である。 第３実施形態における撮像手段の第１変形例を示す図である。 撮像手段の変形例を示す図である。 撮像手段の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
［第１実施形態］
近年、タイヤのサイドウォール部、トレッド部に加え、ショルダ部も含めた形状検査、言い換えれば幅広タイヤの全面検査が望まれている。係る要望に対応すべく、本発明のタイヤ形状検査装置は、タイヤのサイドウォール部、トレッド部及びショルダ部の表面形状の検出が可能となっている。

以下、本実施形態のタイヤ形状検査装置について詳しく説明する。
図１に示すように、タイヤ形状検査装置１は、タイヤ回転機２と、センサユニット３と、測定器４と、画像処理装置５とを備えている。
タイヤ回転機２は、形状検査の対象であるタイヤＴをその回転軸を中心に回転させるモータ等を備えた回転装置である。タイヤ回転機２は、例えば６０ｒｐｍの回転速度でタイヤＴを回転させる。この回転中にセンサユニット３によって、タイヤＴの表面形状が撮像される。

センサユニット３は、タイヤＴの表面形状を撮像するためのもので、タイヤＴの周りに複数設けられている。図１に示す如く、この実施形態では、タイヤＴをタイヤ回転機２に装着した状態において、トレッド部（タイヤＴの右側）に対面して１台のセンサユニット（第１センサユニット３ａ）が配置され、サイドウォール部（タイヤＴの上下面）に対面してそれぞれ１台ずつのセンサユニット（第２センサユニット３ｂ）が配置されている。

測定器４は、タイヤＴ（タイヤ回転機２）の回転数を検出するものでエンコーダで構成されている。このエンコーダ４は、タイヤ回転機２の回転軸の回転角度を検出し、その結果を検出信号として出力するものである。検出信号は、第１センサユニット３ａ、第２センサユニット３ｂにおいてタイヤＴの表面形状を撮像する際に、そのタイミングを制御するのに用いられる。

例えば、画像処理装置５は、６０ｒｐｍの速度で回転するタイヤＴが所定の角度で回転するたびにエンコーダ４から出力される検出信号を受信し、検出信号の受信タイミングに合わせて第１センサユニット３ａ、第２センサユニット３ｂの撮像を制御する。
この画像処理装置５は、入力されたタイヤ表面の１ライン画像に対して光切断法を適用することによって、ライン光が照射された部分の高さ分布情報を得ることができるようになっている。なお、画像処理装置５は、例えばパーソナルコンピュータなどで構成され、光切断法によってタイヤＴの表面の凹凸形状（タイヤ表面の変化）を取得することができるものであれば何でもよく、特に限定されない。

以下、第１センサユニット３ａ、第２センサユニット３ｂについて詳しく説明する。
図２（ａ）に示すように、タイヤＴのトレッド部８に対面して配置された第１センサユニット３ａには、トレッド部８に向けてライン光（光切断線）を照射するライン光照射手段（第１ライン光照射手段という）１０が備えられている。
第１ライン光照射手段１０はＬＥＤ、ハロゲンランプ等で構成され、第１センサユニット３ａ内には２個の第１ライン光照射手段１０ａ，１０ｂが設けられている。各第１ライン光照射手段１０ａ，１０ｂの光軸（出力軸）は、タイヤＴを設置した状態においてトレッド部８に向けられている。詳しくは、一方の第１ライン光照射手段１０ａは、タイヤＴのトレッド部８とショルダ部９との境界部１１からタイヤＴの幅方向に向けてトレッド部８の中心部付近までライン光を照射するようになっている。

また、他方の第１ライン光照射手段１０ｂは、一方の第１ライン光照射手段１０ａとは反対側において境界部１１からトレッド部８の幅方向に向けてタイヤＴの中心部付近までライン光を照射するようになっている。
つまり、一方の第１ライン光照射手段１０ａにおけるライン光と他方の第１ライン光照射手段１０ｂのライン光とは、タイヤＴのトレッド部８で１本の光切断線として重なりあうようになっていて、２つの第１ライン光照射手段１０ａ，１０ｂによってタイヤＴのトレッド部８のみにライン光を照射するようになっている。なお、第１ライン光照射手段１０（１０ａ,１０ｂ）の個数は限定されず、例えば、１つの第１ライン光照射手段１０によってタイヤＴのトレッド部８のみにライン光を照射してもよい。

タイヤＴのサイドウォール部７に対面して配置された第２センサユニット３ｂには、サイドウォール部７に向けてライン光を照射するライン光照射手段（第２ライン光照射手段という）１２と、ショルダ部９に向けてライン光を照射するライン光照射手段（第３ライン光照射手段）１３とが備えられている。
第２ライン光照射手段１２はＬＥＤ、ハロゲンランプ等で構成され、１つの第２ライン光照射手段１２が第２センサユニット３ｂに設けられている。第２ライン光照射手段１２の光軸（出力軸）はタイヤＴを設置した状態においてサイドウォール部７に向けられている。第２ライン光照射手段１２はサイドウォール部７の一部にライン光を照射するようになっている。この第２ライン光照射手段１２はサイドウォール部７の全域にライン光を照射するものであってもよい。言い換えれば、第２ライン光照射手段１２は、トレッド部８、サイドウォール部７、ショルダ部９のうちサイドウォール部７のみにライン光を照射するようになっている。

第３ライン光照射手段１３は、第２ライン光照射手段１２とは別にＬＥＤ、ハロゲンランプ等で構成され、１つの第３ライン光照射手段１３が第２センサユニット３ｂに設けられている。第３ライン光照射手段１３の光軸（出力軸）はタイヤＴを設置した状態において、ショルダ部９に向けられている。第３ライン光照射手段１３は、ショルダ部９の全域及びサイドウォール部７の一部にライン光を照射する。即ち、第３ライン光照射手段１３は、ショルダ部９から、当該ショルダ部９とサイドウォール部７との境界部を越えた領域までライン光を照射する。

この実施形態では、第２ライン光照射手段１２のライン光と第３ライン光照射手段１３のライン光とは、タイヤのサイドウォール部７で１本の光切断線として重なりあうようになっていて、この両者によってライドウォール部の全域にライン光が照射されるようになっている。また、第３ライン光照射手段１３によってショルダ部９のみにライン光が照射される。

第１ライン光照射手段１０によるライン光と、第２ライン光照射手段１２によるライン光と、第３ライン光照射手段１３から照射されたライン光とは同一線上となるようタイヤに対する各ライン光照射手段の位置が設定されている。即ち、第１ライン光照射手段１０、第２ライン光照射手段１２及び第３ライン光照射手段１３によって一斉にライン光を照射し、タイヤ表面から反射するライン光を撮像したとき、同一断面（タイヤの幅方向における同一断面）にてタイヤの輪郭が現れるように、第１ライン光照射手段１０、第２ライン光照射手段１２、第３ライン光照射手段１３の位置が設定されている。

なお、平面視において、上述した第１ライン光照射手段１０、第２ライン光照射手段１２、第３ライン光照射手段１３におけるタイヤに対する設置位置（設置角度）は、照射する部分に合わせて適宜設定すればよい。また、第１センサユニット３ａ、第２センサユニット３ｂにそれぞれ支持機構１５を設けて、この支持機構１５によって第１センサユニット３ａ、第２センサユニット３ｂをタイヤに対して近接離反（近づけたり遠ざけたり）することのよって、タイヤ表面に対するライン光の照射範囲を調整可能とすることは非常に好ましい。

さて、第１センサユニット３ａ、第２センサユニット３ｂには、上述したような第１ライン光照射手段１０、第２照射手段及び第３ライン光照射手段１３が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段１６が備えられている。
詳しくは、撮像手段１６は、第１センサユニット３ａに設けられて少なくともタイヤＴのトレッド部８から反射したライン光（反射光）を撮像する第１カメラ１７（第１撮像手段）と、第２センサユニット３ｂに設けられて少なくともタイヤＴのサイドウォール部７から反射したライン光を撮像する第２カメラ１８（第２撮像手段）とから構成されている。

具体的には、第１カメラ１７はＣＣＤなどの半導体イメージセンサを搭載したカメラで構成され、トレッド部８の全域及びショルダ部９の一部におけるライン光（反射光）を撮像するものとされている。なお、第１カメラ１７はショルダ部９の全域におけるライン光（反射光）を撮像してもよい。即ち、第１カメラ１７は、第３ライン光照射手段１３が照射してタイヤ表面で反射したライン光と、第１ライン光照射手段１０から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するものとなっている。

また、第２カメラ１８は第１カメラ１７と同様にＣＣＤカメラで構成され、サイドウォール部７の全域及びショルダ部９の一部におけるライン光（反射光）を撮像するものとされている。なお、第２カメラ１８はショルダ部９の全域に照射されたライン光（反射光）を撮像してもよい。即ち、第２カメラ１８は、第３ライン光照射手段１３が照射してタイヤ表面で反射したライン光と、第２ライン光照射手段１２から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するものとなっている。ショルダ部９から反射したライン光は、第１カメラ１７と第２カメラ１８との両方を用いて撮像してもよいし、第１カメラ１７又は第２カメラ１８のいずれか一方を用いてもよい。

上述したタイヤ形状検査装置１によって、タイヤの表面形状を検出するためには、まず、第１ライン光照射手段１０によってトレッド部８に対してライン光を照射する。また、これと同時に第２ライン光照射手段１２によってサイドウォール部７に対してライン光を照射する。さらには、第３ライン光照射手段１３によってショルダ部９からサイドウォール部７に亘ってライン光を照射する。

そして、タイヤ表面（トレッド部８、ショルダ部９、サイドウォール部７）で反射したライン光を第１カメラ１７及び第２カメラ１８で撮像する。
次に、画像処理装置５にて、撮像した画像（撮像画像）を三角測量法の原理に基づき処理することによって、タイヤの表面の凹凸形状（３次元形状）を検出することができる。
そのため、トレッド部８やサイドウォール部７はもちろんのこと、ショルダ部９における表面形状を確実に検出することができる。特に、第３ライン光照射手段１３によって、ショルダ部９とサイドウォール部７とに跨がってライン光を照射するようになっているため、サイドウォール部７が大きなタイヤであっても、ライン光を照射するための機器を増加させることなく、サイドウォール部７やショルダ部９の表面形状を撮像することができる。

なお、第３ライン光照射手段１３は、ショルダ部９を超えてトレッド部８の範囲までライン光を照射するものである。具体的には、図２（ｂ）に示すように、第３ライン光照射手段１３を第１センサユニット３ａに設け、当該第３ライン光照射手段１３を、ショルダ部９の全域及びトレッド部８の一部にライン光を照射するものとする。第３ライン光照射手段１３はショルダ部９の全域ではなく一部にライン光を照射するものであってもよい。

このようにすれば、第３ライン光照射手段１３によって、トレッド部８の一部とショルダ部９とに跨がってライン光を照射することができる。そのため、近年、増加してきているスーパーシングルタイヤと呼ばれるタイヤ２本を１本にしたような超幅広なタイヤであっても、ライン光を照射するための機器を増加させることなく、トレッド部８やショルダ部９の表面形状を撮像することができる。

以上まとめれば、図２（ａ）に示すタイヤ形状検査装置１では、第１カメラ１７と第１ライン光照射手段１０とを備え第１センサユニット３ａがトレッド部８に対面して配置され、第２カメラ１８と第２ライン光照射手段１２と第３ライン光照射手段１３とを備える第２センサユニット３ｂが、サイドウォール部９に対面して配置されている。
また、タイヤ形状検査装置１では、第２センサユニット３ｂ内の第２カメラ１８は、第２ライン光照射手段１２が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段１３から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されている。

この構成を備えるため、図２（ａ）に示すタイヤ形状検査装置１では、ショルダ部９からサイドウォール部７を確実に検査することができる。
一方、図２（ｂ）に示すタイヤ形状検査装置１では、第１カメラ１７と第１ライン光照射手段１０と第３ライン光照射手段１３とを備える第１センサユニット３ａがトレッド部８に対面して配置され、第２カメラ１８と第２ライン光照射手段１２とを備える第２センサユニット３ｂがサイドウォール部７に対面して配置されている。

また、タイヤ形状検査装置１では、第１センサユニット３ａ内の第１カメラ１７は、第１ライン光照射手段１０が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段１３から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されている。
この構成を備えるため、図２（ｂ）に示すタイヤ形状検査装置１では、トレッド部８からショルダ部９までの範囲を確実に検査することができる。

加えて、図２（ｂ）のタイヤ形状検査装置１においては、第１ライン光照射手段１０は、第３ライン光照射手段１３が照射しきれないトレッド部８にライン光を投光するものとなっている。この第１ライン光照射手段１０及び第３ライン光照射手段１３により、幅広のトレッド部を確実にカバーすることができる。
同様に、図２（ａ）のタイヤ形状検査装置１においては、第２ライン光照射手段１２は、第３ライン光照射手段１３が照射しきれないサイドウォール部７にライン光を投光するものとなっている。この第２ライン光照射手段１２及び第３ライン光照射手段１３により、幅広のサイドウォール部７を確実にカバーすることができる。

すなわち、発明によれば、大型、幅広のタイヤにあっても、ショルダ部９を含めて広い範囲でタイヤＴの表面形状を容易に検出することができるようになる。
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、第３ライン光照射手段１３をセンサユニット３（第１センサユニット３ａ又は第２センサユニット３ｂ）に設けていたが、この第２実施形態では、第３ライン光照射手段１３をこれらセンサユニット３ａ、３ｂの外側に別に設けたものである。

図３に示すように、第１センサユニット３ａと第２センサユニット３ｂの間に第３ライン光照射手段１３が配置され、当該第３ライン光照射手段１３の光軸中心はショルダ部９に向けられている。
具体的には、第３照射手段はトレッド部８から当該トレッド部８とショルダ部９との境界部を跨いでライン光を照射すると共に、ショルダ部９から当該ショルダ部９とサイドウォール部７とを跨いでライン光を照射するようになっている。言い換えれば、第３ライン光照射手段１３は、ショルダ部９の全域とトレッド部８の一部及びサイドウォール部７の一部にライン光を照射するものとなっている。

なお、第３ライン光照射手段１３には、この第３ライン光照射手段１３の設置位置を可変とする支持機構１５を設けて、この支持機構１５によって第３ライン光照射手段１３をタイヤに対して近接離反（近づけたり遠ざけたり）することのよって、タイヤ表面に対するライン光の照射範囲を調整してもよい。
また、この実施形態では、第３ライン光照射手段１３は、トレッド部８とサイドウォール部７との両方にライン光を照射するものとなっているが、ショルダ部９を跨がるものであれば、どちから一方であってもよい。タイヤの両側に配置された第２センサユニット３ｂには、複数（２個）の第２ライン光照射手段１２が設けられ、この２つの第２ライン光照射手段１２によってサイドウォール部７の全域にライン光が照射されるようになっている。

以上まとめれば、図３に示すタイヤ形状検査装置１では、第１カメラ１７と第１ライン光照射手段１０とを備える第１センサユニット３ａがトレッド部８に対面して配置され、第２カメラ１８と第２ライン光照射手段１２とを備える第２センサユニット３ｂがサイドウォール部７に対面して配置されている。その上で、第１センサユニット３ａと第２センサユニット３ｂとは別の位置に第３ライン光照射手段１３が配備されている。

このタイヤ形状検査装置１では、さらに、第１センサユニット３ａ内の第１カメラ１７、又は第２センサユニット３ｂ内の第２カメラ１８が、第３ライン光照射手段１３が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されている。
この実施形態によれば、第３ライン光照射手段１３の働きにより、ショルダ部を含めた幅広い範囲のタイヤの表面形状を確実に検出することができる。また、第３ライン光照射手段１３をセンサユニット３とは別に独立させることによって、センサユニット３を小さくすることができる。

なお、第２実施形態における第１カメラ１７及び第２カメラ１８の働き、画像処理装置５の処理内容は、第１実施形態と略同様であるため、ここではその詳細説明を省略する。
また、タイヤ形状検査装置１が、複数のライン光照射手段（第１ライン光照射手段１０、第２ライン光照射手段１２、第３ライン光照射手段１３）を有することにより奏する作用効果も第１実施形態と略同様であるため、その詳細説明を省略する。
［第３実施形態］
上述した第１実施形態や第２実施形態における撮像手段１６（第１カメラ１７、第２カメラ１８）は、通常のＣＣＤカメラを採用することが可能であり、その構成に関しては特に限定されていない。

しかしながら、第３実施形態で採用する撮像手段１６は、複数の単焦点レンズを備えるといった特有の構成を有している。なお、説明の便宜上、タイヤ表面から反射したライン光のことを反射光という。
図４に示すように、第１カメラ１７は、ライン光を検出（撮像）するＣＣＤ素子等から構成された検出器２０と、検出器２０にライン光の像を結像させる複数（例えば、３個）のレンズ２１と、レンズ２１によって捉える撮像領域を設定する領域設定ミラー２２とを備えている。

各レンズ２１は単焦点レンズ２１とされ、それぞれのレンズ２１は所定の間隔を空けつつ検出器２０と並ぶ方向で、第１カメラ１７のケース内に配置されている。即ち、第１カメラ１７のケースの中央側に１つのレンズ２１（中央レンズ２１ａという）が配置され、中央レンズ２１ａの両側に２つのレンズ２１（左側方レンズ２１ｂ、右側方レンズ２１ｃ）が配置されている。

領域設定ミラー２２は、各レンズ２１（中央レンズ２１ａ、左側レンズ２１ｂ、右側レンズ２１ｃ）にて撮像する領域（撮像領域）が、それぞれ互いに重複せず且つ不連続となるように、反射光を各レンズ２１に案内するものである。
具体的には、左側レンズ２１ｂ及び右側レンズ２１ｃの前側（検出器２０とは反対側）にそれぞれ領域設定ミラー２２ａ、２２ｂが配置され、左側の領域設定ミラー２２ａは左側レンズ２１ｂに反射光を案内し、右側の領域設定ミラー２２ｂは右側レンズ２１ｃに反射光を案内するものとなっている。

さらに詳しくは、中央レンズ２１ａ（一のレンズ２１）はトレッド部８からの反射光を捉えるように撮像領域Ｓが設定され、左側レンズ２１ｂ（他のレンズ２１）は、左側の領域設定ミラー２２によって左側のショルダ部９からの反射光を捉えるように設定され、右側レンズ２１ｃは（他のレンズ２１）は、右側の領域設定ミラー２２によって右側のショルダ部９からの反射光を捉えるように設定されている。なお、撮像領域Ｓを増減させる場合は、レンズ２１と領域設定ミラー２２との数を増減すればよい。

上述した第１カメラ１７によれば、トレッド部８の一部の反射光が中央レンズ２１ａに取り込まれ、ショルダ部９の一部の反射光、全域の反射光が左レンズ２１や右レンズ２１に取り込まれ、検出器２０に入射するため、タイヤＴの表面検査において検査が必要な部分だけ、選択的に撮像画像を得られることができる。
なお、第１カメラ１７について説明したが、第２カメラ１８も第１カメラ１７と同様に、検出器２０と、複数（例えば、２個）のレンズ２１と、領域設定ミラー２２とにより構成してもよい。即ち、第２カメラ１８においては、第１カメラ１７と撮像する部分が異なるため、一のレンズ２１によってサイドウォール部７の反射光を捉えられるようにし、他のレンズ２１によってショルダ部９の反射光を捉えるようにする。このとき、領域設定ミラー２２は、一のレンズ２１又は他のレンズ２１のどちらか一方に配置して、撮像領域をサイドウォール部７とショルダ部９との２つにすることが好ましい。

以上の構成により、タイヤＴの表面を幅広く検査可能となって、大型、幅広のタイヤにあっても、ショルダ部９を含めて広い範囲でタイヤの表面形状を容易に検出することができるようになる。
図５は、撮像手段１６の変形例（図４の変形例）を示したものである。
図５に示すように、各レンズ２１を、レンズ２１が幅方向に連続的に連なって構成されたフライアイレンズ（レンズアレイ）としてもよい。こうすることによって、複数のレンズ２１を簡単に製造することができると共に、メンテナンスも行い易い。

図６は、撮像手段１６の他の変形例（図４の他の変形例）を示したものである。
図６に示すように、レンズ２１の光学系倍率を変更して補正する補正レンズ２３を、領域設定ミラー２２とレンズ２１との間に設けてもよい。タイヤと検出器２０との間の光軸距離(図中LcenterおよびLside)が撮像領域Ｓによって変わり、距離の差が大きくなった場合には撮像領域Ｓによって分解能、撮像範囲Ｓの差が顕著となる。ここで、上述したように、補正レンズ２３を設けることによって、撮像範囲Ｓの差や分解能の差などを補正することができ、撮像範囲Ｓに依らず同じ倍率を維持することが可能である。なお、補正レンズ２３を設置する位置は、検出器２０とレンズ２１との間でもよい。

なお、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

１ タイヤ形状検査装置
２ タイヤ回転機
３ センサユニット
４ 測定器
５ 画像処理装置
７ サイドウォール部
８ トレッド部
９ ショルダ部
１０ 第１ライン光照射手段
１１ 境界部
１２ 第２ライン光照射手段
１３ 第３ライン光照射手段
１５ 支持機構
１６ 撮像手段
１７ 第１カメラ（第１撮像手段）
１８ 第２カメラ（第２撮像手段）
２０ 検出器
２１ レンズ
２２ 領域設定ミラー
２３ 補正レンズ

Claims (10)

1. タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、
   前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、
   前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、
   前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、
   前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段とを備え、
   前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、
   前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、
   前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段と第３ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、
   前記第２センサユニット内の第２撮像手段は、第２ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることを特徴とするタイヤ形状検査装置。
2. タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、
   前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、
   前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、
   前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、
   前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段とを備え、
   前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、
   前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段と第３ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、
   前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、
   前記第１センサユニット内の第１撮像手段は、第１ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光及び第３ライン光照射手段から照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることを特徴とするタイヤ形状検査装置。
3. タイヤのサイドウォール部、ショルダ部及びトレッド部を含む表面に照射されたライン光を撮像し、該ライン光の撮像画像に基づいて前記タイヤの表面形状を検出するタイヤ形状検査装置において、
   前記タイヤのトレッド部に対してライン光を照射する第１ライン光照射手段と、
   前記タイヤのサイドウォール部に対してライン光を照射する第２ライン光照射手段と、
   前記タイヤのショルダ部から当該ショルダ部を超えた領域までライン光を照射する第３ライン光照射手段と、
   前記第１ライン光照射手段、第２ライン光照射手段及び第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像する撮像手段とを備え、
   前記撮像手段は、第１撮像手段と第２撮像手段とを有しており、
   前記第１撮像手段と第１ライン光照射手段とを備える第１センサユニットが、前記タイヤのトレッド部に対面して配置され、
   前記第２撮像手段と第２ライン光照射手段とを備える第２センサユニットが、前記タイヤのサイドウォール部に対面して配置されていて、
   前記第１センサユニットと第２センサユニットとは別の位置に前記第３ライン光照射手段が配備されていて、
   前記第１センサユニット内の第１撮像手段と第２センサユニット内の第２撮像手段との少なくとも一方が、第３ライン光照射手段が照射してタイヤ表面で反射したライン光を撮像するように配備されていることを特徴とするタイヤ形状検査装置。
4. 前記第３ライン光照射手段は、当該第３ライン光照射手段の設置位置を可変とする支持機構で支持されていることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ形状検査装置。
5. 前記撮像手段は、
   前記ライン光を検出する検出器と、
   前記検出器に前記ライン光の像を結像させる複数のレンズと、
   前記レンズによって捉える撮像領域を設定する領域設定ミラーと、
   を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ形状検査装置。
6. 前記領域設定ミラーは２つ以上備えられており、各領域設定ミラーは、前記複数のレンズが捉える前記撮像領域がそれぞれ互いに重複せず且つ不連続となるように設定することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ形状検査装置。
7. 複数のレンズのうち一のレンズは前記タイヤのトレッド部を捉えるように撮像領域が設定され、他のレンズは前記タイヤのショルダ部を捉えるように前記撮像領域が設定されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ形状検査装置。
8. 複数のレンズのうち一のレンズは前記タイヤのサイドウォール部を捉えるように撮像領域が設定され、他のレンズは前記タイヤのショルダ部を捉えるように前記撮像領域が設定されていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ形状検査装置。
9. 前記各レンズは、レンズアレイから構成されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のタイヤ形状検査装置。
10. 前記各レンズのそれぞれの光学系倍率を補正する補正レンズを備えることを特徴とする請求項９に記載のタイヤ形状検査装置。