(57)【要約】【課題】簡単な構成で、被検体表面の比較的浅い凹凸や色の変化を検出する方法との装置を提供する。【解決手段】タイヤ周方向に光軸を中心とした正規分布の強度分布を有する、赤色光を照射する第１のレーザー１１Ａと青色光を照射する第２のレーザー１１Ｂとを、タイヤ周方向に所定距離だけ離れて配置して、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１表面に赤色光と青色光とを同時に照射するとともに、赤色光と青色光とが重なった部分をカラーラインカメラ１２で撮影して、赤色光及び青色光の反射光の強度Ｉr，Ｉbをそれぞれ算出した後、強度比Ｒ＝（Ｉr/Ｉb）を算出し、この強度比Ｒと予め求めておいた強度比と基準位置ｚ0からの高さとの関係を表すＲ−ｚテーブル３４Ｔとを用いて、基準位置ｚ0からの高さｈを算出し、サイドウォール部５１表面の凹凸状態を検出するようにした。【選択図】図１
2010249700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる光を異なる２つの方向から被検体表面に照射するとともに、前記２つの異なる波長の光がともに照射された部分の反射光を受光し、前記受光された反射光の前記２つの異なる波長の光の強度から前記被検体表面の凹凸状態もしくは色の変化を検出することを特徴とする表面状態検出方法。
【請求項２】
被検体に光を照射する投光手段と、被検体表面からの反射光を受光する受光手段と、前記投光手段及び受光手段と前記被検体とを相対的に移動させる手段と、前記受光手段で受光された反射光の情報に基づいて前記被検体の凹凸状態を検出する凹凸検出手段とを備えた表面状態検出装置であって、
前記投光手段は、
前記投光手段及び受光手段と前記被検体との相対的な移動方向に光軸中心を中心とした強度分布を有する光を照射する第１の光源と、
前記移動方向に光軸中心を中心とし、移動方向側の照射領域の一部が前記第１の光源の移動方向とは反対側の照射領域の一部と重なる強度分布を有し、前記第１の光源の照射光とは異なる波長の光を照射する第２の光源とを備え、
前記受光手段は、前記被検体表面の、前記第１の光源の照射領域と前記第２の光源の照射領域とが重なった部分からの反射光を受光し、
前記凹凸検出手段は、前記反射光の前記第１の光源の照射光の波長を有する成分の大きさと、前記第２の光源の照射光の波長を有する成分の大きさとに基づいて、前記被検体表面の凹凸の大きさを検出することを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項３】
前記反射光の強度変化を検出する手段と、前記強度変化から、被検体表面の色の変化を検出する手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の表面状態検出装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の光源が、前記移動方向とは直交する方向の強度が所定の幅で一定であるような分布を有する面照射光レーザーであり、前記受光手段が、前記移動方向とは直交する方向に配列された複数の受光素子を備えたラインカメラであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の表面状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タイヤやタイヤ構成部品の表面の凹凸や色の変化などの表面状態を検出する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像処理により被検体表面の凹凸を検出する方法として、光切断法による表面形状測定方法と、カラーカメラによる画像判定方法とがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
光切断法は、例えば、タイヤを回転させながら、タイヤ表面に半導体レーザーなどの単色光を照射する投光手段によりスリット光を照射するとともに、エリアカメラでスリット光の照射部を撮影し、この撮影されたスリット像の二次元座標を求めた後、この二次元座標をタイヤの回転角を用いて三次元座標に変換してタイヤの外形形状を求めるものである。そして、この外形形状を予め記憶してある判定対象画像と比較することにより、ビート部，トレッド部，サイドウォール部などのタイヤの形状を検査することが可能となる。
【０００３】
一方、カラーカメラによる画像判定方法は、被検体表面に白色のスリット光を照射してその反射像をラインカメラを用いて撮影し、この撮影されたカラー画像から、被検体表面の凹凸状態や微妙な色の変化を検出するものである。なお、ラインカメラはカラーカメラである必要はなく、スリット光を単色光として被検体の濃淡画像を撮影し、この撮影された画像の濃淡から被検体表面の凹凸状態や色の変化を検出することも可能である。
また、カラーラインカメラとライン投光器、及び、エリアカメラとエリア投光器を１つのフレームに一体に組み込んだ撮像機構を用いて、被検体の外観と形状とを同時に検査する外観形状検査装置についても提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３８６５４号公報
【特許文献２】特開２００３−２４０５２１号公報
【特許文献３】特開２００３−１３９７１４号公報
【特許文献４】特開２００１−２４９０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光切断法は、深さが０．５ｍｍ程度あるいはそれ以下の比較的浅い凹凸については、検出精度が十分とはいえなかった。特に、形状変化の著しい薄いゴムの表面では、類似凹凸があるため、誤検出しやすいといった問題点があった。
また、光切断法は、エリアカメラで撮影したスリット像を画像処理してタイヤ表面の三次元座標を求め、その後、タイヤ表面の凹凸を検出するようにしているため、データも膨大となるだけでなく、超高速カメラ（エリアカメラ）や画像処理装置が必須なため、システムとして高額になるという欠点がある。
【０００６】
一方、カラー画像を用いて凹凸を判定する方法では、被検体表面の凹凸状態や色の変化については検出可能であるが、凹凸の立体的な形状までは検出することが困難である。
また、カラーラインカメラとエリアカメラとを搭載した装置を用いる方法では、ラインカメラで撮影するライン部分とエリアカメラで撮影するライン部分とを光学的に一致させるのが難しいだけでなく、光切断法と同様に、比較的浅い凹凸の検出精度が十分でなく、また、システムとして高額になるという欠点がある。
【０００７】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、被検体表面の比較的浅い凹凸や色の変化を検出する方法とその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、被検体の表面状態を検出する方法であって、互いに波長の異なる光を異なる２つの方向から被検体表面に照射するとともに、前記２つの異なる波長の光がともに照射された部分の反射光を受光し、前記受光された反射光の前記２つの異なる波長の光の強度から前記被検体表面の凹凸状態もしくは色の変化を検出することを特徴とする。
すなわち、図３に示すように、互いに波長の異なる光Ｒ，Ｂを異なる方向から部分的に被検体表面に重ねて照射したとき、凸部（ｚ＝ｚr0）では、受光手段に近い側の光Ｒの反射光の強度が大きく、凹部（ｚ＝ｚb0）では受光手段から遠い側の光Ｂの光の反射光の強度が大きくなることから、照射領域の重なった部分からの反射光の波長毎の強度を検出して比較することで、被検体表面の凹凸状態を検出することができる。
また、未加硫タイヤの側面のように、被検体表面の色が、白から黒、あるいは、黒から白へと変化している場合には、波長毎の強度が同じであるが、反射光の強度そのものが変化する。したがって、照射領域の重なった部分からの反射光の強度から、被検体表面の色の変化についても検出することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、被検体に光を照射する投光手段と、被検体表面からの反射光を受光する受光手段と、前記投光手段及び受光手段と前記被検体とを相対的に移動させる手段と、前記受光手段で受光された反射光の情報に基づいて前記被検体表面の凹凸を検出する凹凸検出手段とを備えた表面状態検出装置であって、前記投光手段は、前記投光手段及び受光手段と前記被検体との相対的な移動方向に光軸中心を中心とした強度分布を有する光を照射する第１の光源と、前記移動方向に光軸中心を中心とし、移動方向側の照射領域の一部が前記第１の光源の移動方向とは反対側の照射領域の一部と重なる強度分布を有し、前記第１の光源の照射光とは異なる波長の光を照射する第２の光源とを備え、前記受光手段は、前記被検体表面の、前記第１の光源の照射領域と前記第２の光源の照射領域とが重なった部分からの反射光を受光し、前記凹凸検出手段は、前記反射光の前記第１の光源の照射光の波長を有する成分の大きさと、前記第２の光源の照射光の波長を有する成分の大きさとに基づいて、前記被検体表面の凹凸を検出することを特徴とする。これにより、簡単な構成で、被検体表面の比較的浅い凹凸を検出することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表面状態検出装置であって、前記反射光の強度変化を検出する手段と、前記強度変化から、被検体表面の色の変化を検出する手段とを備えたことを特徴とする。これにより、被検体表面の凹凸状態だけでなく、色の変化についても検出することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の表面状態検出装置において、前記第１及び第２の光源を、前記移動方向とは直交する方向の強度が所定の幅で一定であるような分布を有する面照射光レーザーとし、前記受光手段を、前記移動方向とは直交する方向に配列された複数の受光素子を備えたラインカメラとしたことを特徴とするものである。これにより、被検体表面の凹凸状態や色の変化を効率良くかつ確実に検出できる。
【００１２】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤ検査装置の概要を示す図である。
【図２】センサー部と回転機構部の概要を示す図である。
【図３】第１及び第２のレーザーとカラーラインカメラの配置を示す図である。
【図４】判定用画像の一例を示す図である。
【図５】境界位置の判定方法を示す図である。
【図６】未加硫タイヤのサイドウォール部の表面状態を検査する方法を示すフローチャートである。
【図７】サイドウォール部の表面状態の判定方法を説明するための図である。
【図８】第１及び第２のレーザーとカラーラインカメラの配置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の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、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係るタイヤ検査装置１の概要を示す図で、図２はセンサー部１０と回転機構部２０の概要を示す図である。
タイヤ検査装置１は、センサー部１０と回転機構部２０と検査部３０とを備える。
センサー部１０は、被検体である未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１の表面に光を照射する投光手段としての第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂと、サイドウォール部５１の表面からの反射光を受光する受光手段としてのカラーラインカメラ１２とを備える。
なお、本例で検査する未加硫タイヤ５０は、サイドウォール部５１が、トレッド５２側に位置する白ゴムストリップ材を巻回して形成された白生ゴム部５１ａと、ビード部５３側に位置する黒ゴムストリップ材を巻回して形成された黒生ゴム部５１ｂとを備えたタイヤである。タイヤ検査装置１は、この未加硫タイヤ５０の白生ゴム部５１ａと黒生ゴム部５１ｂの表面の凹凸状態や白生ゴム部５１ａと黒生ゴム部５１ｂとの境界位置（はみ出し状態や段ずれなど）を検査する。
以下、白色帯状ゴムが積層された領域を白生ゴム部５１ａと呼び、黒色帯状ゴムが積層された領域を黒生ゴム部５１ｂと呼ぶ。
【００１６】
第１のレーザー１１Ａは、中心波長が約６８０ｎｍのレーザー光（赤色光）を、第２のレーザー１１Ｂは、中心波長が約４５０ｎｍのレーザー光（青色光）を、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１表面にそれぞれ照射する。
本例では、図３に示すように、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂとして、センサー部１０とタイヤ５０との相対的な移動方向であるタイヤ周方向（ｘ軸方向）には光軸を中心とした正規分布の強度分布を有し、前記移動方向と直交する方向であるタイヤ径方向（ｙ軸方向）にはほぼフラットな分布の強度分布を有する、１０ｍｍスポットの輝度均一面照射光レーザーを使用した。本例では、フラットな領域の大きさが約１００ｍｍの面照射光レーザーを使用した。なお、ｚ軸方向はタイヤ軸方向と平行な方向である。以下、ｚ軸方向を上下方向という。
第１のレーザー（図３の赤レーザー）１１Ａと第２のレーザー（図３の青レーザー）１１Ｂとは、互いの光軸がタイヤ周方向に所定距離だけ離れて配置されており、かつ、照射領域が重なった部分を有する。
また、第１のレーザー１１Ａと第２のレーザー１１Ｂとは、それぞれの焦点が深度方向にずらして設置されている。なお、第１のレーザー１１Ａの未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１表面への照射角は７５°で、第２のレーザー１１Ｂの未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１表面への照射角は６５°である。
【００１７】
カラーラインカメラ１２は画素が１列に配列されたＣＣＤカラーカメラで、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１の中心の上方に、画素列の方向がタイヤ周方向と直交する向きに設置される。本例では、カラーラインカメラ１２の光軸とサイドウォール部５１表面との成す角を８２．５°とした。
カラーラインカメラ１２は、図３にも示すように、第１のレーザー１１Ａの照射領域と第２のレーザー１１Ｂの照射領域が重なった部分（以下、検出部という）からの反射光を受光する。
具体的には、カラーラインカメラ１２は、図３のｚ＝０で示した、初期位置である基準高さ位置において、第１のレーザー１１Ａからの照射光の強度と第２のレーザー１１Ｂからの照射光の強度とが同じになる箇所からの反射光を受光するように設置される。すなわち、カラーラインカメラ１２は、タイヤ周方向においては、第１のレーザー１１Ａの照射光である赤色光の反射光の強度Ｉrと第２のレーザー１１Ｂの照射光である青色光の反射光の強度Ｉbとの比である強度比Ｒ＝（Ｉr/Ｉb）が１となる位置に設置されて、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂがタイヤ径方向に照射するフラットな強度分布を有する領域からの反射光を受光する。
【００１８】
回転機構部２０は、被検体である未加硫タイヤ５０を搭載する回転テーブル２１と、回転テーブル２１を回転させるモータ２２と、モータ２２を駆動・制御するモータ制御手段２３と、回転するタイヤ５０の回転角を計測する回転角センサー２４とを備え、未加硫タイヤ５０をセンサー部１０に対して一定速度で回転させるとともに、回転角センサー２４で計測した未加硫タイヤ５０の回転角θとを検査部３０に出力する。
【００１９】
検査部３０は、受光強度算出手段３１と表面凹凸状態検出手段３２とゴム色検出手段３３と記憶手段３４と判定画像作成手段３５と判定手段３６とを備える。
受光強度算出手段３１は、カラーラインカメラ１２のＣＣＤ素子に入力した赤色光と青色光とが混在する反射光の情報から、赤色光の反射光の強度Ｉrと青色光の反射光の強度Ｉbとを算出する。
記憶手段３４は、回転角センサー２４で計測した未加硫タイヤ５０の回転角θと、回転角がθのときカラーラインカメラ１２で受光した反射光の強度のデータ［Ｉr（θ），Ｉb（θ）］と、予め求めておいた強度比Ｒと凹凸の度合いとの関係を示すＲ−ｚテーブル３４Ｔとを保存する。
【００２０】
表面凹凸状態検出手段３２は、受光強度算出手段３１で算出した赤色光の反射光の強度Ｉr（θ）と青色光の反射光の強度Ｉb（θ）とから、回転角θにおける強度比Ｒ（θ）＝（Ｉr（θ）/Ｉb（θ））を算出するとともに、この算出された強度比Ｒ（θ）と記憶手段３４に保存されているＲ−ｚテーブル３４Ｔとを用いて、サイドウォール部５１表面の基準面ｚ＝０からの高さｈ（θ）を算出する。そして、前記高さｈ（θ）のタイヤ周方向の変化から、サイドウォール部５１表面の凹凸状態を検出する。
なお、高さｈ（θ）を計測できる範囲は、図３の領域Ｚに示す、第１のレーザー１１Ａの分布中心が計測点となるｚ＝ｚr0と第２のレーザー１１Ｂの分布中心が計測点となるｚ＝ｚb0との間の、第１のレーザー１１Ａの分布曲線がほぼ直線的に減少し、第２のレーザー１１Ｂの分布曲線がほぼ直線的に増加する領域に対応する範囲である。
また、反射光の強度Ｉr（θ），Ｉb（θ）、強度比Ｒ（θ）、及び、高さｈ（θ）の各データは、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂのタイヤ径方向分布のフラットな領域（約１００ｍｍ幅）の全域にわたって求められる。すなわち、強度比Ｒ（θ）及び高さｈ（θ）は、前記フラットな領域のタイヤ中心からの距離をｒとしたときに、強度比Ｒ（θ，ｒ）及び高さｈ（θ，ｒ）として求められる。
【００２１】
ゴム色検出手段３３は、第１のレーザー１１Ａの反射光の強度Ｉr（θ，ｒ）と第２のレーザー１１Ｂの反射光の強度Ｉb（θ，ｒ）との平均値Ｉ（θ，ｒ）を算出し、このＩ（θ，ｒ）と予め設定された基準強度Ｉ0とを比較して、反射光の強度変化を検出して、検出部が白ゴムであるか黒ゴムであるかを検出する。
図３に示すように、第１のレーザー１１Ａの照射光の強度分布と第２のレーザー１１Ｂの照射光の強度分布とは、サイドウォール部５１表面の基準面ｚ＝０を中心にして、ほぼ直線的に増減するので、第１のレーザー１１Ａの反射光の強度Ｉr（θ，ｒ）と第２のレーザー１１Ｂの反射光の強度Ｉb（θ，ｒ）との平均値Ｉ（θ，ｒ）は白生ゴム部５１ａで大きく、黒生ゴム部５１ｂでは小さい。
そこで、基準強度Ｉ0として、基準位置ｚ＝０における白生ゴム部５１ａからの反射光の強度を用いた場合、Ｉ（θ，ｒ）が基準強度Ｉ0よりも所定量小さい閾値Ｋ以上である場合には、反射光は白生ゴム部５１ａからの反射光であると判定する。一方、Ｉ（θ，ｒ）が閾値Ｋ未満であった場合には、反射光は黒生ゴム部５１ｂからの反射光であると判定する。これにより、検出部が白生ゴム部５１ａであるか黒生ゴム部５１ｂであるかを判別することができる。
【００２２】
判定画像作成手段３５は、表面凹凸状態検出手段３２で検出されたサイドウォール部５１表面の凹凸の大きさのデータと、ゴム色検出手段３３で検出した検出部のゴム種（白ゴムまたは黒ゴム）のデータとを用いて、判定用画像を作成する。
図４は、判定用画像Ｇの模式図で、横軸はｒ、縦軸はθ、等高線は表面凹凸の大きさを表わしている。同図において、白い部分が白生ゴム部５１ａで、斜線の部分が黒生ゴム部５１ｂである。また、実線で描画した等高線は凸部を示し、破線で描画した等高線は凹部を示している。このような判定用画像Ｇを用いることにより、サイドウォール部５１表面における凹凸状態や白ゴムと黒ゴムの継ぎ目の位置ずれ（段ずれ）やゴムのはみ出し、あるいは、ゴム破れなどを容易に検出することができる。
判定用画像としては、ｘ軸をθ、ｙ軸をｒ、ｚ軸を表面凹凸の大きさとした立体画像としてもよい。この場合も、白い部分を白生ゴム部５１ａ、斜線の部分を黒生ゴム部５１ｂとすれば、サイドウォール部５１表面の凹凸状態と白ゴムと黒ゴムとの境界を同時に検出することができる。
なお、図４に示した判定用画像Ｇの模式図は、凹凸や段ずれ、ゴム破れなどを１つの図に集めたもので、実際には、凹凸や段ずれ、ゴム破れなどがない画像が大半である。
【００２３】
判定手段３６は、判定画像作成手段３５で作成された判定用画像Ｇ上の凹凸の大きさ（高さもしくは深さ）と、予め設定された閾値Ｈとを比較して、凹凸の大きさが前記閾値Ｈを超えた異常凹凸が存在するか否かを判定するとともに、ゴム色検出手段３３で検出した白生ゴム部５１ａと黒生ゴム部５１ｂとの境界位置が、所定の境界位置からずれているかどうかを判定し、異常凹凸やゴムのはみ出しやゴム破れ等の異常が存在した場合には、検査した未加硫タイヤが不良品であると判定する。
境界位置を判定する方法としては、例えば、図５に示すような、良品タイヤの白生ゴム部５１ａと黒生ゴム部５１ｂとを、横軸を径方向位置、縦軸を周方向位置とした基準画像Ｓを作成して、これを予め記憶手段３４に保存しておき、この基準画像Ｓと判定画像作成手段３５で作成された判定用画像Ｇとを比較すれば、ゴムのはみ出しやゴム破れ等の異常を容易に検出して判定することができる。なお、本例の場合には、境界位置ｒ＝ｒ0を境に右（径方向内側）が黒ゴム、左（径方向外側）が白ゴムである単純な画像となる。
【００２４】
次に、本例のタイヤ検査装置１を用いて、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１の表面状態を検査する方法について、図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、被検体である未加硫タイヤ５０を、検出面となる方のサイドウォール部５１が上側になるようにして、回転テーブル２１上に搭載するとともに、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１の直上に、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂとカラーラインカメラ１２とをセットする（ステップＳ１１）。
そして、モータ２２を駆動・制御して回転テーブル２１を回転駆動して、未加硫タイヤ５０を所定の回転速度で回転させる（ステップＳ１２）。
そして、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂからサイドウォール部５１表面にそれぞれ赤色光と青色光とを照射しながら、カラーラインカメラ１２により、検出部を撮影する（ステップＳ１３）。
【００２５】
次に、カラーラインカメラ１２で受光された反射光の情報から、第１のレーザー１１Ａの照射光である赤色光の反射光の強度Ｉrと第２のレーザー１１Ｂの照射光である青色光の反射光の強度Ｉbとをそれぞれ算出（ステップＳ１４）し、赤色光の反射光の強度Ｉr（θ，ｒ）と青色光の反射光の強度Ｉb（θ，ｒ）とから、位置（θ，r）における強度比Ｒ（θ，ｒ）＝Ｉr（θ，ｒ）/Ｉb（θ，ｒ）を算出する（ステップＳ１５）。なお、θは回転角で、ｒは検出部のタイヤ径方向の位置である。
そして、この算出された強度比Ｒ（θ，ｒ）と予め求めておいた強度比と基準位置ｚ0からの高さとの関係を表すＲ−ｚテーブル３４Ｔとを用いて、検出点の基準位置ｚ0からの高さｈ（θ，ｒ）を算出（ステップＳ１６）した後、第１のレーザー１１Ａの反射光の強度Ｉb（θ，ｒ）と第２のレーザー１１Ｂの反射光の強度Ｉb（θ，ｒ）との平均値Ｉ（θ，ｒ）を算出し、この平均値Ｉ（θ，ｒ）と基準強度Ｉ0とを比較して検出部が白ゴムであるか黒ゴムであるかを検出する（ステップＳ１７）。
前記ステップＳ１３からステップＳ１７までを未加硫タイヤ５０が一回転するまで繰り返し、タイヤ一周分のｈ（θ，ｒ）とゴム種のデータとを採取する。
【００２６】
データの採取後は、凹凸のデータｈ（θ，ｒ）とゴム種のデータとを用いて、判定用画像Ｇを作成し（ステップＳ１８）、この判定用画像Ｇ上の凹凸と基準画像Ｓとを比較して、異常凹凸、ゴムのはみ出し、ゴム破れ等の異常が存在するかどうかを判定し、検査した未加硫タイヤが良品であるか不良品であるかを判定する（ステップＳ１９）。
図７は、基準画像Ｓと判定用画像Ｇとを重ねて表示したものである。同図の太い破線は基準画像Ｓの白生ゴム部５１ａと黒生ゴム部５１ｂとの境界線である。また、同図の白い部分と斜線の部分との境界線が判定用画像Ｇの境界線である。これら２つの境界線を比較することにより、同図の矢印Ａで示す白ゴムと黒ゴムの継ぎ目の位置ずれ（段ずれ）、同図の矢印Ｂで示すゴムのはみ出し、更には、同図の矢印Ｃで示すゴム破れなどを容易に検出することができる。
また、表面の凹凸の大きさを表わす等高線のうち、高さが設定された閾値Ｈを超えた高さを表す等高線、及び、深さが設定された閾値Ｈよりも深い深さを表す等高線、すなわち、｜ｈ｜＞Ｈである等高線を太い等高線で示せば、サイドウォール部５１に異常凹凸が存在するか否かを容易に判定することができる。具体的には、図７の矢印Ｐで示す凸部と矢印Ｑで示す凹部が異常凹凸である。
なお、以上の判定は、基準画像Ｓと判定用画像Ｇとを重ねた画像をディスプレイ上に表示して測定者が判定してもよいが、コンピュータのソフトウェアにプログラムして、判定結果と前記画像とをディスプレイ上に表示する方が好ましい。
【００２７】
このように、本実施の形態によれば、タイヤ周方向に光軸を中心とした正規分布の強度分布を有しタイヤ径方向にフラットな強度分布を有する２つの輝度均一面照射光レーザー（赤色光を照射する第１のレーザー１１Ａと青色光を照射する第２のレーザー１１Ｂ）を、互いの光軸をタイヤ周方向に所定距離だけ離れて配置して、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１表面に赤色光と青色光とを同時に照射するとともに、赤色光と青色光とが重なった部分をカラーラインカメラ１２で撮影して、赤色光の反射光の強度Ｉrと青色光の反射光の強度Ｉbとをそれぞれ算出した後、強度比Ｒ＝（Ｉr/Ｉb）を算出し、この強度比Ｒと予め求めておいた強度比と基準位置ｚ0からの高さとの関係を表すＲ−ｚテーブル３４Ｔとを用いて、基準位置ｚ0からの高さｈを算出して、サイドウォール部５１表面の凹凸状態を検出するようにしたので、簡単な構成で、サイドウォール部５１表面の比較的浅い凹凸を検出することができる。
【００２８】
また、赤色光の反射光の強度Ｉrと青色光の反射光の強度Ｉbとの平均値Ｉを算出し、この平均値Ｉと基準強度Ｉ0とを比較して検出部が白ゴムであるか黒ゴムであるかを検出するとともに、凹凸のデータｈとゴム種のデータとを用いて、判定用画像Ｇを作成し、この判定用画像Ｇと基準画像Ｓとを比較して、異常凹凸、ゴムのはみ出し、ゴム破れ等の異常が存在するかどうかを判定するようにしたので、未加硫タイヤ５０の不良判定を確実に行うことができる。
【００２９】
なお、前記実施の形態では、未加硫タイヤ５０の白色及び黒色帯状ゴム表面の凹凸状態や境界位置を検査するタイヤ検査装置１について説明したが、図１に示すように、タイヤ検査装置１のセンサー部１０、回転機構部２０、受光強度算出手段３１、表面凹凸状態検出手段３２、及び、記憶手段３４により、被検体表面の凹凸状態を検出する表面凹凸検出装置２を構成すれば、未加硫タイヤやプライなどの表面の凹凸状態を効率良く検出することができる。
【００３０】
また、前記例では、赤色光の反射光の強度Ｉrと青色光の反射光の強度Ｉbとの強度比Ｒ＝（Ｉr/Ｉb）を用いて、基準位置ｚ0からの高さｈを算出したが、赤色光の反射光の強度Ｉrと青色光の反射光の強度Ｉbとの強度差Ｄ＝Ｉr−Ｉbを用いて基準位置ｚ0からの高さｈを算出してもよい。この場合には、Ｒ−ｚテーブル３４Ｔに代えて、強度差Ｄと基準位置ｚ0からの高さとの関係を表すテーブルを準備することはいうまでもない。
なお、検出部が白ゴムであるか黒ゴムである場合には、基準点における強度比Ｒは１になるが、一般には、検出部の色が変わると強度比Ｒも変わる。
しかし、検出部の色の変化が予め分かっているときには、第１の色の強度比Ｒ１と第２の色の強度比Ｒ２とを予め求めておくとともに、表面凹凸状態検出手段３２で強度比Ｒ（θ，ｒ）を求め、強度比Ｒ（θ，ｒ）がＲ１である領域と強度比Ｒ（θ，ｒ）がＲ２である領域とを先に求めて、色の異なる領域の境界線を作り、その後、第１の色の領域では、強度比Ｒ１を基準とした強度比Ｒ１’（θ，ｒ）を算出し、第２の色の領域では、強度比Ｒ２を基準とした強度比Ｒ２’（θ，ｒ）を算出して、表面の凹凸状態を検出すればよい。
なお、凹凸部のデータがデータ全体に占める割合は小さいので、色の異なる領域の境界線は、表面凹凸状態検出手段３２で算出した強度比Ｒ（θ，ｒ）のうち、Ｒ（θ，ｒ）がＲ１でもＲ２でもないデータを除いたデータを用いて十分検出できる。
【００３１】
また、上記例では、第１のレーザー１１Ａを赤レーザーとし、第２のレーザー１１Ｂを青レーザーとしたが、これに限るものではなく、照射光の波長が互いに異なっていればよい。但し、２つの照射光の波長の差が小さいと、波長分離が難しく、分離後の強度の誤差が大きくなるので、本例のように、赤レーザーと青レーザーとを用いることが好ましい。
また、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂの強度分布についても、必ずしも正規分布に限るものではなく、正規分布と同様に、赤色光と青色光とが重なる部分となる単調減少する部分が１〜３ｍｍ程度以上あるような強度分布であればよい。
【００３２】
また、前記例では、第１のレーザー１１Ａの照射角を７５°とし、第２のレーザー１１Ｂの照射角を６５°としたが、第１のレーザー１１Ａの照射角を９０°とし、第２のレーザー１１Ｂの照射角を８２．５°とすることも可能である。すなわち、第１及び第２のレーザー１１Ａ，１１Ｂの照射角を６５°〜９０°の範囲に設定すれば、十分に反射光の強度比Ｒを求めることができる。
一方、カラーラインカメラ１２の光軸とサイドウォール部５１表面との成す角については、６５°〜８５°の範囲とすることが、受光感度の上で好ましい。
【００３３】
また、前記例では、第１のレーザー１１Ａの焦点と第２のレーザー１１Ｂの焦点とを深度方向にずらして設置したが、図８に示すように、同一深度であってもよい。但し、この場合には、互いの焦点を深度方向にずらした場合に比較して、検出される凹凸の大きさの上限が小さくなるので、本例のように、第１のレーザー１１Ａの焦点と第２のレーザー１１Ｂの焦点の深度をずらして設置することが好ましい。
また、前記例では、未加硫タイヤ５０のサイドウォール部５１の白色及び黒色帯状ゴム表面の凹凸状態や境界位置を検査したが、これに限るものではなく、トレッドゴムなどのゴム部品や、樹脂成型品など、製造工程でその表面に比較的浅い凹凸の発生がみられる可能性がある部品や製品の検査にも適用可能である。
【００３４】
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前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、簡単な構成で、被検体表面の比較的深さの浅い凹凸だけでなく色の変化についても検出することができるので、被検体の表面状態の検査精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  タイヤ検査装置、２  表面凹凸検出装置、１０  センサー部、
１１Ａ  第１のレーザー、１１Ｂ  第２のレーザー、１２  カラーラインカメラ、
２０  回転機構部、２１  回転テーブル、２２  モータ、２３  モータ制御手段、
２４  回転角センサー、３０  検査部、３１  受光強度算出手段、
３２  表面凹凸状態検出手段、３３  ゴム色検出手段、３４  記憶手段、
３５  判定画像作成手段、３６  判定手段、
５０  未加硫タイヤ、５１  サイドウォール部、５１ａ  白生ゴム部、
５１ｂ  黒生ゴム部、５２  トレッド、５３  ビード部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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