JP5620139B2 - タイヤの外観検査方法及び外観検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの外観検査方法及び外観検査装置に関し、特に成型されたタイヤ表面をカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することによりタイヤ表面のキズを検出するタイヤ外観検査装置、及び当該装置によりタイヤ表面の検査を行うタイヤの外観検査方法に関する。

従来、タイヤの成型工程では、タイヤの外周面を成型する金型の成型空間に成型前の生タイヤを配置し、金型に生タイヤを押圧するドーナツ状のブラダーをタイヤの内周面に配置する。そして、ブラダーを熱流体により膨張させるとともに金型を加温することでタイヤが加硫成型される。
上記成型工程において、金型には成型完了後にタイヤを離型し易くするために金型の成型面にシリコン等の離型剤が塗布される。金型の離型剤は、ブラダーが膨張して生タイヤを金型に押圧することにより生タイヤのクラウン部からビード方向に押出され、成型されたタイヤのサイドウォールの最拡幅部からビードまでの幅において周方向に広範囲に塗膜として付着した状態となる。
成型されたタイヤは、特許文献１に示す構成の外観検査装置により、タイヤ側面の外観検査が行われる。まず、回転テーブル上に横向きにタイヤを載置し、当該タイヤのタイヤ側面に照明手段により白色のスリット光をタイヤ径方向に照射して、タイヤを回転させつつスリット光の照射部位を撮像手段（カラーＣＣＤカメラ）により撮像することで、タイヤ側面の形状及び外観を撮像画像として取得する。
そして、撮像画像は、画像処理装置により、形状画像と外観画像とに分けて抽出し、形状画像及び外観画像とに基づきタイヤ側面に生じる成型不良などの凹凸を検出するようにしている。

しかしながら、タイヤ側面にシリコン等の塗膜が付着した状態のタイヤ表面を撮像すると、塗膜の影響を受けた撮像画像を取得することになり、撮像画像から形状画像や外観画像を抽出するときに、塗膜において乱反射した部分で、実際にはキズがないにもかかわらずキズとして誤検出されてしまい、不良タイヤとして判定されることがある。よって、その後作業者が目視によってキズを再確認する必要があるため検査精度の向上が必要とされている。

特開２００３−２４０５２１号公報

上記課題を解決するため、タイヤ表面を検査して欠陥を抽出するタイヤの外観検査において、タイヤ表面に付着した塗膜の影響を受けることなく精度良く不良個所を判定するタイヤの外観検査方法及び外観検査装置を提供する。

本発明の第１の形態として、タイヤ表面を検査して欠陥を抽出するタイヤの外観検査方法であって、タイヤ中心軸回りに回転するタイヤ表面に対してスリット光を照射し、スリット光が照射されたタイヤ表面を撮像手段で撮像する光切断法により撮像画像を取得する撮像ステップと、撮像画像からタイヤ表面のキズを含む凹凸形状を形状情報として取得する形状情報取得ステップと、形状情報に含まれるキズの高さ情報を欠陥抽出閾値と比較して当該高さ情報が欠陥抽出閾値よりも大きい場合に当該高さ情報を欠陥情報として抽出する形状欠陥情報抽出ステップと、撮像画像からタイヤ表面の色調を色調情報として取得する外観情報取得ステップと、色調情報からタイヤ表面の塗膜情報を抽出する塗膜情報抽出ステップと、欠陥情報と塗膜情報とを比較して塗膜情報に欠陥情報が一部又は全部重複するときに塗膜情報に基づいて欠陥情報を修正する塗膜除去ステップと、塗膜情報抽出ステップが色調情報に含まれる輝度落ちした塗膜情報を抽出するための輝度閾値を設定する輝度閾値設定ステップとを有し、輝度閾値設定ステップはタイヤ表面における欠陥情報の位置に対応する輝度閾値を設定するようにした。
本発明によれば、タイヤ表面の撮像画像を形状情報と色調情報とに分けて取得し、形状情報から欠陥情報を抽出し、色調情報から塗膜情報を抽出して、欠陥情報と塗膜情報とを比較することでタイヤ表面に付着した塗膜によって生じた欠陥情報を除去して本来の欠陥情報のみを抽出することができる。また、本発明によれば、塗膜の厚さは、タイヤ表面において異なるため、タイヤ表面における欠陥情報の位置に基づいて輝度閾値を設定することにより、色調情報に含まれる輝度落ちした塗膜情報を精度良く抽出することができる。
本発明の第２の形態として、塗膜除去ステップは、塗膜情報から欠陥情報を修正する高さ閾値設定ステップを含み、タイヤ表面における欠陥情報の位置に基づいて高さ閾値を設定するようにした。
本発明によれば、塗膜情報と重なる欠陥情報を高さ閾値で塗膜の厚さを除去することにより、欠陥情報の高さを修正して塗膜の影響を除去することができる。よって、正確な欠陥情報を取得することができる。
本発明の第３の形態として、高さ閾値は、形状情報における欠陥情報の位置の塗膜の厚さよりも高く、欠陥として判定される高さよりも低く設定するようにした。
本発明によれば、高さ閾値を塗膜厚さより高く設定することにより、欠陥情報から塗膜の影響を除去することができ、欠陥と判定される基準よりも低く設定することで、欠陥情報が欠陥かどうか正確に検出することができる。
本発明の第４の形態として、タイヤ表面を検査して欠陥を抽出するタイヤの外観検査装置であって、タイヤ中心軸回りに回転するタイヤ表面に対してスリット光を照射し、スリット光が照射されたタイヤ表面を光切断法により撮像して撮像画像を取得する撮像手段と、撮像画像からタイヤ表面のキズを含む凹凸形状を形状情報として取得する形状情報取得手段と、形状情報に含まれるキズの高さ情報を欠陥抽出閾値と比較して当該高さ情報が欠陥抽出閾値よりも大きい場合に当該高さ情報を欠陥情報として抽出する形状欠陥情報抽出手段と、撮像画像からタイヤ表面の色調を色調情報として取得する外観情報取得手段と、色調情報からタイヤ表面の塗膜情報を抽出する塗膜情報抽出手段と、欠陥情報と塗膜情報とを比較して塗膜情報に欠陥情報が一部又は全部重複するときに塗膜情報に基づいて欠陥情報を修正する塗膜影響除去手段と、塗膜影響除去手段が色調情報に含まれる輝度落ちした塗膜情報を抽出するための輝度閾値を設定する輝度閾値設定手段とを備え、当該輝度閾値設定手段がタイヤ表面における欠陥情報の位置に対応する輝度閾値を設定するようにした。
本発明によれば、タイヤ表面の撮像画像を形状情報と色調情報とに分けて取得し、形状情報から欠陥情報を抽出し、色調情報から塗膜情報を抽出して、欠陥情報と塗膜情報とを比較することでタイヤ表面に付着した塗膜によって生じた欠陥情報を除去して本来の欠陥情報のみを抽出することができる。

本発明に係るタイヤ外観検査装置のブロック図。 本発明に係る欠陥領域を含む形状欠陥情報画像を示す例示図。 本発明に係る高さ閾値により塗膜領域が抽出された外観情報画像の例示図。 本発明に係る輝度閾値により外観情報画像から塗膜領域を抽出する概念図。 本発明に係る高さ閾値により欠陥領域から塗膜厚さの影響を除去する概念図。 本発明に係る欠陥判別手段の処理過程を示すフローチャート。 本発明に係る画像処理装置により画像処理された形状情報画像を示す図。

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。

実施形態
図１は、本発明によるタイヤ外観検査装置１の一実施形態のブロック図を示す。
タイヤ外観検査装置１は、成型後のタイヤＴを横向きに載置する回転テーブル２と、回転テーブル２に載置されたタイヤＴの外観を撮像する撮像装置３と、撮像装置３により撮像された撮像画像Ｐを画像処理してタイヤＴの良否を判定する画像処理装置１００とにより構成される。
回転テーブル２は、図外のモータにより回転し、後述の画像処理装置１００の出力する回転信号に基づき回転の開始及び停止が制御される。
撮像装置３は、回転テーブル２の上側に配置され、タイヤＴにスリット光４を照射する照明手段５と、スリット光４の照射部４ａを撮像する撮像手段６とにより構成される。
照明手段５は、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の成分の輝度を調整した白色レーザ光をスリット状にしたスリット光４を照射する。スリット光４は、スリット光４の幅がタイヤ径方向に延長するようにタイヤ側面ＴＳを照射する。
撮像手段６は、カラーＣＣＤカメラ（以下カメラ）により構成され、タイヤ側面ＴＳの照射部４ａで反射した反射光４ｂを受光することにより、タイヤ側面ＴＳに形成されたタイヤサイズ等を示す刻印やタイヤＴの成型時に生じたキズ等のタイヤ表面Ｓの凹凸形状とタイヤ表面Ｓのカラーの色調とを撮像画像Ｐとして取得し、画像処理装置１００に出力する。画像処理装置１００に取得された撮像画像Ｐの凹凸形状及び色調は、凹凸の高さと色調を示す輝度とが撮像画像Ｐを構成する各画素に記録されたもので、各画素はタイヤ側面ＴＳの形状に沿った環状の座標上に記録される。
即ち、回転テーブル２上に横向きに載置されたタイヤＴのタイヤ側面ＴＳにスリット光４を照射し、タイヤＴを回転させることにより、スリット光４をタイヤ側面ＴＳの周方向に沿って走査させ、スリット光４の照射部４ａをカメラで連続的に撮像することにより、タイヤ側面ＴＳの凹凸形状とともに色調を３次元の撮像画像Ｐとして取得し、画像処理装置１００に出力する。

以下、画像処理装置１００について説明する。
画像処理装置１００は、形状情報取得手段７と、外観情報取得手段９と、形状欠陥検出手段８と、欠陥判別手段１０と、欠陥情報管理手段１６と、輝度閾値設定手段１３と、高さ閾値設定手段１５を有し、モニタ１７と接続される。
画像処理装置１００に入力される撮像画像Ｐは、凹凸形状が形状情報取得手段７に形状情報として取得され、色調は、外観情報取得手段９に色調情報として取得される。
光切断法によってタイヤ側面ＴＳの凹凸形状や色調を周方向に沿って環状に取得することにより、形状情報取得手段７は、撮像画像Ｐを構成する画素の位置情報が環状の座標で形成されるため、環状の位置情報を所定の矩形平面に座標変換するとともに、各画素の凹凸情報のみを抽出して、３次元の形状情報画像７Ａとして出力する。

また、外観情報取得手段９は、タイヤ側面ＴＳの凹凸形状及び色調を含む撮像画像Ｐから各画素の有する色調情報を抽出し、環状に取得された撮像画像Ｐの画素の位置を形状情報画像７Ａと対応するように矩形平面に座標変換し、矩形平面上に色調情報を有した２次元画像の外観情報画像９Ａを出力する。
なお、形状情報画像７Ａを構成する画素の各位置と、外観情報画像９Ａを構成する画素の各位置は、それぞれ座標変換前の撮像画像Ｐを構成する各画素と１対１で対応している。

形状欠陥検出手段８は、形状情報画像７Ａから欠陥領域Ｆを検出し形状欠陥情報画像１１Ａを出力する。具体的には、形状情報画像７Ａの形状情報に含まれる凹部及び凸部のタイヤ表面Ｓからの高さの絶対値を閾値と比較して、閾値よりも大きい領域を欠陥の疑い有りとして欠陥領域Ｆを検出し、形状情報画像７Ａから欠陥領域Ｆを抽出した形状欠陥情報画像１１Ａを出力する。欠陥領域Ｆには、例えば、欠陥が撮像画像Ｐに正しく撮像されるものと、タイヤ表面Ｓに付着した塗膜によって乱反射した光が撮像されたことにより、実際には凹凸がないにも関わらず、あたかも凹凸があるように撮像されるものと、塗膜が欠陥の一部又は全部と重なることで、塗膜の影響によって実際の欠陥の凹凸がはっきりと撮像されないものとがある。そして、形状欠陥情報画像１１Ａに欠陥領域Ｆが無いときには、形状欠陥検出手段８から欠陥情報管理手段１６に欠陥無しとの判定情報１１ｍが出力される。また、形状欠陥情報画像１１Ａに欠陥領域Ｆが検出されたときには、形状欠陥情報画像１１Ａを欠陥判別手段１０に出力する（図２参照）。
なお、タイヤ表面に成型される文字などの凹凸は、例えば、パターンマッチングにより形状情報から除外される。

図２は、欠陥領域Ｆを含む形状欠陥情報画像１１Ａを示す一例である。図３は、外観情報取得手段９により出力される外観情報画像９Ａの一例を示す。図２の形状情報画像７Ａにおいて、Ｆ１乃至Ｆ３は欠陥領域Ｆを示す。なお、図中において黒又はグレーで示す部分がそれぞれ実際に欠陥を示す欠陥領域であって、便宜上、黒線で囲むことによって欠陥領域Ｆ；Ｆ１〜Ｆ３として示している。
また、図３の外観情報画像９Ａにおいて、Ｇはタイヤ表面Ｓにシリコン等が付着した塗膜領域を示し、後述の輝度閾値αによって外観情報画像９Ａを閾値処理により２値化したものである。なお、同図において黒塗り部分は輝度落ちした塗膜領域Ｇであり、白色部分は塗膜のないタイヤ表面Ｓを示している。また、図２，図３において、形状欠陥情報画像１１Ａと外観情報画像９Ａとの位置の対応が理解し易いように、図中に格子を設け、横軸にはｘ１〜ｘ１０、縦軸にはｙ１〜ｙ７の符号を付し、格子によって囲まれる領域を用いて表した。

以下、図２及び図３を用いて欠陥判別手段１０について説明する。
欠陥判別手段１０は、欠陥確定手段１２ａと、擬似欠陥確定手段１２ｂと、塗膜重なり欠陥確定手段１２ｃとにより構成される。
欠陥確定手段１２ａは、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆの欠陥情報に基づき、後述の輝度閾値設定手段１３を読み出し、輝度閾値設定手段１３によって設定される輝度閾値αにより、外観情報画像９Ａに閾値処理を行い当該外観情報画像９Ａに含まれる輝度落ちした塗膜領域Ｇを抽出し、塗膜領域Ｇの位置と欠陥領域Ｆの位置とを比較し、欠陥領域Ｆが塗膜領域Ｇに対応する位置にないときには、欠陥領域Ｆを欠陥として欠陥情報管理手段１６に出力する（図４参照）。
例えば、図２に示すように、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆ１は、当該欠陥領域Ｆ１の位置と、図３に示す塗膜領域Ｇの位置とが比較される。欠陥領域Ｆ１は、形状欠陥情報画像１１Ａの領域（ｘ２，ｙ６）に位置し、外観情報画像９Ａの塗膜領域Ｇと重なる位置にないため、欠陥が確定され、欠陥情報管理手段１６には、欠陥領域Ｆ１は欠陥であるとの判定情報１１ｍが出力される。

擬似欠陥確定手段１２ｂは、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆの欠陥情報に基づき、輝度閾値設定手段１３を読み出し、輝度閾値設定手段１３によって設定される輝度閾値αにより、外観情報画像９Ａに閾値処理を行い当該外観情報画像９Ａに含まれる輝度落ちした塗膜領域Ｇを抽出し、塗膜領域Ｇの位置と欠陥領域Ｆの位置とを比較し、欠陥領域Ｆが完全に塗膜領域Ｇに対応する位置にあるときには、欠陥領域Ｆは欠陥なしとして欠陥情報管理手段１６に出力される（図４参照）。
例えば、図２に示すように、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆ２は、当該欠陥領域Ｆ２の位置と、図３に示す塗膜領域Ｇの位置とが比較される。欠陥領域Ｆ２は、形状欠陥情報画像１１Ａの領域（ｘ７−ｘ８，ｙ３）に位置し、外観情報画像９Ａの塗膜領域Ｇの領域（ｘ７−ｘ８，ｙ３）と完全に重なる位置にあるため、擬似欠陥として確定され、欠陥情報管理手段１６には、欠陥領域Ｆ２は欠陥ではないとの判定情報１１ｍが出力される。つまり、図７に示すように、画像処理された形状欠陥情報画像１１Ａ′の欠陥領域Ｆ２からは欠陥が消去される。

塗膜重なり欠陥確定手段１２ｃは、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆの欠陥情報に基づき、輝度閾値設定手段１３を読み出し、輝度閾値設定手段１３によって設定される輝度閾値αにより、外観情報画像９Ａに閾値処理を行い当該外観情報画像９Ａに含まれる輝度落ちした塗膜領域Ｇを抽出し、塗膜領域Ｇの位置と欠陥領域Ｆの位置とを比較し、欠陥領域Ｆに対応する位置に塗膜領域Ｇと塗膜領域Ｇではない領域が対応するときは、欠陥領域Ｆは塗膜影響除去手段１４に出力される（図４参照）。つまり、この場合欠陥領域Ｆに対して塗膜領域Ｇの一部が重なる位置にある。
例えば、図２に示すように、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆ３は、当該欠陥領域Ｆ３の位置と、図３に示す塗膜領域Ｇの位置とが比較される。欠陥領域Ｆ３は、形状欠陥情報画像１１Ａの領域（ｘ６，ｙ３−ｙ４）に位置し、外観情報画像９Ａの塗膜領域Ｇの領域（ｘ６，ｙ３−ｙ４）と重なる位置にあり、塗膜領域Ｇの領域（ｘ６，ｙ３−ｙ４）には欠陥の存在による白色部分があるため、塗膜重なり欠陥と確定され、欠陥領域Ｆ３は塗膜影響除去手段１４に出力される。

塗膜影響除去手段１４では、後述の高さ閾値設定手段１５を読み出し、高さ閾値βによって形状欠陥情報画像１１Ａに閾値処理することにより欠陥領域Ｆ３から塗膜の影響を除去し、欠陥領域Ｆ３において高さ閾値βよりも大きい部分は欠陥として検出して判定情報１１ｍを欠陥領域Ｆ３′として欠陥情報管理手段１６に出力し、欠陥領域Ｆ３において高さ閾値βよりも小さいときは欠陥なしと検出して判定情報１１ｍを欠陥情報管理手段１６に出力する（図５参照）。
つまり、高さ閾値設定手段１５の高さ閾値βを読み出し、塗膜領域Ｇと重なる欠陥領域Ｆ３を高さ閾値βと比較処理することにより、欠陥領域Ｆ３から塗膜の影響が除去された欠陥領域Ｆ３′を出力する（図７参照）。

図４は、輝度閾値設定手段１３により設定された輝度閾値αにより、外観情報画像９Ａから輝度落ちした塗膜領域Ｇを抽出するときの概念図を示す。
図４に示すように、輝度閾値設定手段１３は、外観情報画像９Ａにおいて塗膜の影響により乱反射した領域を外観情報画像９Ａから抽出するための輝度閾値αを設定する。輝度閾値αは、外観情報画像９Ａの塗膜によって乱反射した反射光の輝度と、塗膜の影響がほとんどなく反射した反射光の輝度とを２値化するための基準である。輝度閾値αは、外観情報画像９Ａの欠陥領域Ｆの位置に対応して設定される。即ち、タイヤの成型時に塗布されたシリコン等の塗膜が、タイヤ側面ＴＳの最拡幅部から径方向内側に厚く存在し、最拡幅部から径方向外側では薄く存在することから、輝度閾値αは、外観情報画像９Ａにおいて欠陥領域Ｆが径方向のどの位置に存在するかにより値が変化する。また、塗膜はタイヤ側面ＴＳの周方向に沿って存在しやすいため、輝度閾値αの設定において、塗膜が周方向に所定長さとなるように輝度閾値αを設定する。つまり、塗膜領域Ｇの径方向の位置及び周方向に延長する範囲により輝度閾値αが設定される。
よって、輝度閾値αを最適に設定することでタイヤ表面Ｓの塗膜領域Ｇが精度良く外観情報画像９Ａから検出される。
なお、塗膜領域Ｇの径方向の位置及び周方向に延長する範囲のいずれかにより輝度閾値αを設定するようにしても良い。

図５は、高さ閾値設定手段１５により設定された高さ閾値βにより、形状欠陥情報画像１１Ａから塗膜厚さの影響を除去し、欠陥を抽出するときの概念図を示す。
図５に示すように、高さ閾値設定手段１５は、塗膜領域Ｇ内に欠陥領域Ｆがあるときに、塗膜領域Ｇから欠陥領域Ｆを抽出するための高さ閾値βを設定する。高さ閾値βは、形状欠陥情報画像１１Ａにおける欠陥領域Ｆに含まれる塗膜の厚さと欠陥の高さとを判定するための基準である。高さ閾値βは、外観情報画像９Ａの欠陥領域Ｆの位置に対応して設定される。即ち、タイヤの成型において塗布されたシリコン等の塗膜は、タイヤ側面の最拡幅部から径方向内側に厚く存在し、最拡幅部から径方向外側では薄く存在することから、高さ閾値βは、形状欠陥情報画像１１Ａにおいて欠陥領域Ｆが径方向のどの位置に存在するかにより値が変化する。つまり、高さ閾値βは、塗膜厚さよりも高く、欠陥領域Ｆが欠陥として判定される高さよりも低い範囲となるように設定される。したがって、高さ閾値βにより、形状欠陥情報画像１１Ａの欠陥領域Ｆを判定したときに、何も検出されなければ、検出された欠陥領域Ｆは欠陥なしとされ、検出されれば、欠陥領域Ｆは欠陥ありと判定される。

欠陥情報管理手段１６は、形状欠陥検出手段８により欠陥領域Ｆが検出されなかったときや、形状情報画像７Ａに欠陥領域Ｆが検出されたときのタイヤ表面Ｓの欠陥情報を記憶する。また、形状情報画像７Ａから抽出された欠陥領域Ｆが欠陥確定手段１２ａ、擬似欠陥確定手段１２ｂ、塗膜影響除去手段１４を経ることにより出力される欠陥領域Ｆの欠陥情報を記憶し、形状欠陥情報画像１１Ａから塗膜の影響が除去された形状欠陥情報画像１１Ａ′を作製し、モニタ１７に出力する。

モニタ１７には、検査情報が直ちに分かるように形状情報画像７Ａ、形状欠陥情報画像１１Ａ，１１Ａ′、外観情報画像９Ａ、欠陥領域Ｆの内容が表示される。

よって、照明手段５によりＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光の輝度を調整することにより白色のスリット光４が得られ、当該スリット光４がタイヤ側面ＴＳの凹凸を検出する走査光として照射される。スリット光４の照射部４ａからの反射光４ｂはカメラ等の撮像手段６で受光される。撮像手段６によって受光された撮像画像Ｐは、タイヤ側面ＴＳにおけるタイヤ表面Ｓの凹凸形状と色調とを含み、凹凸形状は形状情報取得手段７に供給され、色調は外観情報取得手段９に供給され、形状情報取得手段７は３次元の形状情報画像７Ａを出力し、外観情報取得手段９は２次元の外観情報画像９Ａを出力する。形状情報画像７Ａは形状欠陥検出手段８に出力され、形状欠陥検出手段８は、欠陥領域Ｆの候補がない場合には欠陥情報管理手段１６に欠陥なしとの情報を出力し、欠陥領域Ｆの候補がある場合には欠陥領域Ｆの候補を含む形状欠陥情報画像１１Ａを欠陥判別手段１０に出力する。

図６は、欠陥判別手段１０の処理過程を示すフローチャートを示す。以下図６を用いて欠陥判別手段１０について説明する。
欠陥判別手段１０では、欠陥領域Ｆに対して次のように処理をする。
まず、欠陥領域Ｆを含む形状欠陥情報画像１１Ａを取得し、次に外観情報画像９Ａを取得する（Ｓ１０１，Ｓ１０２）。
次に、形状欠陥情報画像１１Ａから欠陥領域Ｆの位置を検出し、欠陥領域Ｆの位置に対応した輝度閾値設定手段１３の輝度閾値αと、高さ閾値設定手段１５の高さ閾値βを設定する（Ｓ１０３）。
次に、外観情報画像９Ａに対してＳ１０３で設定された輝度閾値αにより閾値処理し、外観情報画像９Ａから塗膜領域Ｇを検出する（Ｓ１０４）。
次に、欠陥領域Ｆの位置と塗膜領域Ｇの位置が完全に重なるかどうかを判定し、完全に重なる場合には、図２，図３に示す欠陥領域Ｆ２のように擬似欠陥と確定し、欠陥なしとしてＳ１０９に進む。また、完全に重ならない場合には、Ｓ１０６に進む（Ｓ１０５）。
次に、欠陥領域Ｆが塗膜領域Ｇを一部に含んでいるかどうかを判定し、完全に含まない場合には、図２，図３に示すような欠陥領域Ｆ１のように欠陥ありとしてＳ１０８に進む。また、欠陥領域Ｆが塗膜領域Ｇを一部に含む場合には塗膜重なり欠陥と確定し、欠陥ありとしてＳ１０７に進む（Ｓ１０６）。
次に、形状欠陥情報画像１１Ａを高さ閾値βにより閾値処理し、図２，図３に示すような欠陥領域Ｆ３において高さ閾値βよりも高い部分があるかどうかを検出し、高さ閾値βよりも高いときには、当該高さ閾値βよりも高い領域を欠陥領域Ｆ３′を抽出してＳ１０８に進み、閾値βよりも小さいときはＳ１０９に進む（Ｓ１０７）。
形状欠陥情報画像１１Ａに欠陥領域Ｆが複数ある場合には、各欠陥領域Ｆに対してＳ１０３〜Ｓ１０７を繰り返すことにより、塗膜の影響を受けることなく欠陥を検出できるようになる。
そして、形状欠陥情報画像１１Ａを新たに図７に示すような形状欠陥情報画像１１Ａ′として出力し、当該形状欠陥情報画像１１Ａ′に対して、欠陥の詳細、例えば、欠陥領域Ｆの大きさや高さについて閾値処理することにより、欠陥領域Ｆが不良どうかを判定すれば良い。これにより、タイヤＴの外観検査を正確に行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、光切断法に基づいて、タイヤ側面ＴＳに白色レーザからなるスリット光４をタイヤ側面ＴＳに照射し、スリット光４の照射部４ａをカメラで撮像したことにより、タイヤ側面ＴＳの凹凸形状及び色調を撮像画像Ｐとして取得し、一つのカメラによって撮像された撮像画像から、３次元の形状情報を有する形状情報画像７Ａ及び２次元の色調情報を有する外観情報画像９Ａを取得することができる。

また、欠陥判別手段１０では、欠陥確定手段１２ａと擬似欠陥確定手段１２ｂとにより、欠陥領域Ｆと、輝度閾値αによって閾値処理され外観情報画像９Ａを閾値処理して抽出された塗膜領域Ｇとの位置を比較することにより、欠陥領域Ｆが本当の欠陥か、塗膜の影響により検出された欠陥領域かどうかを確定することができ、塗膜重なり欠陥確定手段１２ｃでは、検出された欠陥領域Ｆを塗膜影響除去手段１４によって高さ閾値βにより閾値処理することにより、欠陥領域Ｆから塗膜の影響を除去した欠陥、又は、欠陥でないと確定できるので、外観検査の検査精度を向上させることができる。

本実施形態の前提としては、白色のスリット光４を照射する照明手段５と当該スリット光４の照射部４ａを撮影するカメラ等の撮像手段６により、回転テーブル２上に搭載されたタイヤＴを回転させつつ撮影し、得られた撮像画像Ｐからタイヤ表面Ｓの座標と輝度とを算出してタイヤＴの形状情報と色調情報とを取得するようにしたので、簡単な構成で、タイヤＴの形状及び外観を同時に検査することができる。また、本発明においては、一つのスリット光４及び一つのカメラ（撮像手段６）によって凹凸形状と色調とを取得するようにしているので、複数のスリット光を照射して撮像したときのような照射部４ａの位置ズレによる形状情報や色調情報の位置ズレのような問題は起こらないので、タイヤＴの正確な３次元画像及びカラー画像を用いてタイヤ側面ＴＳの欠陥を検出することができる。
なお、タイヤ側面ＴＳの欠陥の検出として説明したが、タイヤ内周面の欠陥の検出に用いても良い。この場合、タイヤ成型時にブラダー表面に塗布されるシリコンの影響を受けることなく精度良く欠陥を検出できる。

なお、上記例では、白色レーザからなるスリット光を照射してカメラでタイヤＴを撮像してタイヤ側面ＴＳのカラー画像を得るようにしたが、外観情報画像９Ａにカラー画像を得る方法としては、光源としてＲ，Ｇ，Ｂの単色レーザによるスリット光を所定の間隔をおいて周方向に位置ずれさせてタイヤ表面に照射し、当該Ｒ，Ｇ，Ｂの単色レーザのタイヤ表面の照射部を撮像し、各色毎に撮像された輝度を演算処理により重ね合わせることで、カラーの外観情報画像９Ａを取得することもできる。
また、光源は、単色レーザのみでなく単色ＬＥＤのＲ，Ｇ，Ｂを用いても良い。さらに、単色レーザと単色ＬＥＤを組み合わせてＲ，Ｇ，Ｂをタイヤ表面に照射し、各色毎に撮像された輝度を演算処理により重ね合わせることで、カラーの外観情報画像９Ａを取得することもできる。また、カラーＣＣＤカメラを用いるとして説明したが、カラーＣＭＯＳカメラ等のタイヤ表面を撮像したときにタイヤ表面のカラーの色調を輝度として取得できるものであれば良い。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。

１ タイヤ外観検査装置、２ 回転テーブル、３ 撮像装置、
４ スリット光、４ａ 照射部、４ｂ 反射光、５ 照明手段、
７ 形状情報取得手段、７Ａ 形状情報画像、８ 形状欠陥検出手段、
９ 外観情報取得手段、９Ａ 外観情報画像、１０ 欠陥判別手段、
１１Ａ；１１Ａ′ 形状欠陥情報画像、１１ｍ 判定情報、１２ａ 欠陥確定手段、
１２ｂ 擬似欠陥確定手段、１２ｃ 塗膜重なり欠陥確定手段、
１３ 輝度閾値設定手段、１４ 塗膜影響除去手段、１５ 高さ閾値設定手段、
１６ 欠陥情報管理手段、１７ モニタ、１００ 画像処理装置、
Ｇ 塗膜領域、Ｐ 撮像画像、Ｓ タイヤ表面、Ｔ タイヤ、ＴＳ タイヤ側面、
Ｆ；Ｆ１；Ｆ２；Ｆ３ 欠陥領域、α 輝度閾値、β 高さ閾値。

Claims (4)

1. タイヤ表面を検査して欠陥を抽出するタイヤの外観検査方法であって、
   タイヤ中心軸回りに回転する前記タイヤ表面に対してスリット光を照射し、前記スリット光が照射された前記タイヤ表面を撮像手段で撮像する光切断法により撮像画像を取得する撮像ステップと、
   前記撮像画像から前記タイヤ表面のキズを含む凹凸形状を形状情報として取得する形状情報取得ステップと、
   前記形状情報に含まれるキズの高さ情報を欠陥抽出閾値と比較して当該高さ情報が欠陥抽出閾値よりも大きい場合に当該高さ情報を欠陥情報として抽出する形状欠陥情報抽出ステップと、
   前記撮像画像から前記タイヤ表面の色調を色調情報として取得する外観情報取得ステップと、
   前記色調情報から前記タイヤ表面の塗膜情報を抽出する塗膜情報抽出ステップと、
   前記欠陥情報と前記塗膜情報とを比較して前記塗膜情報に前記欠陥情報が一部又は全部重複するときに塗膜情報に基づいて欠陥情報を修正する塗膜除去ステップと、
   前記塗膜情報抽出ステップが前記色調情報に含まれる輝度落ちした前記塗膜情報を抽出するための輝度閾値を設定する輝度閾値設定ステップとを有し、
   前記輝度閾値設定ステップは前記タイヤ表面における欠陥情報の位置に対応する輝度閾値を設定することを特徴とするタイヤの外観検査方法。
2. 前記塗膜除去ステップは、前記塗膜情報から前記欠陥情報を修正する高さ閾値設定ステップを含み、前記タイヤ表面における前記欠陥情報の位置に基づいて高さ閾値を設定することを特徴とする請求項１記載のタイヤの外観検査方法。
3. 前記高さ閾値を前記形状情報における前記欠陥情報の位置の塗膜の厚さよりも高く、前記欠陥として判定される高さよりも低く設定することを特徴とする請求項２に記載のタイヤの外観検査方法。
4. タイヤ表面を検査して欠陥を抽出するタイヤの外観検査装置であって、
   タイヤ中心軸回りに回転する前記タイヤ表面に対してスリット光を照射し、前記スリット光が照射された前記タイヤ表面を光切断法により撮像して撮像画像を取得する撮像手段と、
   前記撮像画像から前記タイヤ表面のキズを含む凹凸形状を形状情報として取得する形状情報取得手段と、
   前記形状情報に含まれるキズの高さ情報を欠陥抽出閾値と比較して当該高さ情報が欠陥抽出閾値よりも大きい場合に当該高さ情報を欠陥情報として抽出する形状欠陥情報抽出手段と、
   前記撮像画像から前記タイヤ表面の色調を色調情報として取得する外観情報取得手段と、
   前記色調情報から前記タイヤ表面の塗膜情報を抽出する塗膜情報抽出手段と、
   前記欠陥情報と前記塗膜情報とを比較して前記塗膜情報に前記欠陥情報が一部又は全部重複するときに塗膜情報に基づいて欠陥情報を修正する塗膜影響除去手段と、
   前記塗膜影響除去手段が前記色調情報に含まれる輝度落ちした前記塗膜情報を抽出するための輝度閾値を設定する輝度閾値設定手段とを備え、当該輝度閾値設定手段が前記タイヤ表面における前記欠陥情報の位置に対応する輝度閾値を設定することを特徴とするタイヤの外観検査装置。

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