(57)【要約】【課題】２ＤＬＵＰを容易に作成できるとともに、精度の高い外観画像の作成方法と外観画像を作成する際に使用されるルックアップテーブル作成用冶具とを提供する。【解決手段】所定の間隔を隔てて平面視扇形に配列された、扇形の径方向に延長する複数の板状部材６２と、複数の板状部材６２を連結する連結部材６１とを備え、板状部材６２のそれぞれの上面６２ｓに、扇形の周方向に延長する第１の基準線６３ｐと扇形の径方向に延長する第２の基準線６３ｑとが形成され、かつ、板状部材６２の上面６２ｓの位置が、扇形の周方向の一方の端部側から他方の端部側にいくにしたがって順次低くなっている基準冶具６０を、回転テーブルうえで回転させながら２Ｄ及び３Ｄルックアップテーブルを作成するための２Ｄ基準画像と３Ｄ基準画像とを取得するようにした。【選択図】図２
2018096844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体から成る被検体を回転させながら、３次元画像取得手段にて前記被検体の検出対象面の３次元形状データを検出するための３次元画像を取得するとともに、２次元画像取得手段にて前記被検体の検出対象面の表面状態を検出するための２次元画像とを取得するステップと、前記３次元画像取得手段にて前記３次元画像の各画素の位置を所定の物理座標に関連付ける変換を行うための３次元ルックアップテーブルを作成するための３次元基準画像を取得するとともに、前記２次元画像取得手段にて前記２次元画像の各画素の位置を所定の物理座標に関連付ける変換を行うための２次元ルックアップテーブルを作成するための２次元基準画像を取得するステップと、前記３次元画像と前記２次元画像とを用いて前記被検体の外観画像を作成するステップとを有する外観画像の作成方法であって、
前記３次元基準画像と前記２次元基準画像とを取得するステップでは、
所定の間隔を隔てて平面視扇形に配列され、前記扇形の径方向に延長する複数の板状部材と、前記複数の板状部材を連結する連結部材と、前記板状部材のそれぞれの上面に形成されて、前記扇形の周方向に延長する第１の基準線と前記扇形の径方向に延長する第２の基準線とを備え、前記上面の位置が前記扇形の周方向の一方の端部側から他方の端部側にいくにしたがって低くなっている基準冶具と、前記３次元画像を取得する手段及び前記２次元画像を取得する手段とを前記基準冶具の回転軸周りに相対的に回転させながら、前記３次元基準画像と前記２次元基準画像とを取得することを特徴とする外観画像の作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の外観画像の作成方法に用いられる基準冶具であって、
所定の間隔を隔てて平面視扇形に配列された、前記扇形の径方向に延長する複数の板状部材と、
前記複数の板状部材を連結する連結部材とを備え、
前記板状部材のそれぞれの上面には、
前記扇形の周方向に延長する第１の基準線と前記扇形の径方向に延長する第２の基準線とが形成され、
前記複数の板状部材の上面の位置が、前記扇形の周方向の一方の端部側から他方の端部側にいくにしたがって順次低くなっていることを特徴とするルックアップテーブル作成用冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タイヤなどの回転体の外観画像を作成する方法と、外観画像を作成する際に使用されるルックアップテーブルを作成するための冶具とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ形状の良否を検査する方法として、光切断法を用いた検査方法が知られている。光切断法は、タイヤ回転させながら、タイヤの検出対象面に、半導体レーザーなどにより単色のスリット光を照射して、上記検出対象面のスリット像をエリアカメラ（以下、３Ｄカメラという）で撮影した後、このスリット像の輝度データとタイヤの回転角度とから、上記検出対象面の３次元形状データ（以下、３Ｄ画像という）を求め、これを基準となるタイヤの検出対象面の３Ｄ画像と比較してその形状の良否を判定するものである。
一方、タイヤ表面の汚れや傷、あるいは、色情報などのタイヤの外観の良否を検査する方法として、タイヤの検出対象面に白色光を照射するとともに、その反射像をラインカメラ（以下、２Ｄカメラという）で撮影し、この撮影されたカラー画像（以下、２Ｄ画像という）を用いてタイヤの外観の良否を判定する方法が知られている。
なお、２Ｄカメラと３Ｄカメラとを備え、同一の被検体の３Ｄ画像と２Ｄ画像とを取得して、被検体の外観と形状とを検査する装置としては、例えば、特開２００１−２４９０１２号公報に記載されている被検体の外観形状検査装置が知られている。
【０００３】
また、タイヤ表面に発生するベアなどのような、被検体表面の微小な凹凸を有する欠陥を抽出する方法としては、２つ異なる方向から赤色のスリット光と青色のスリット光とを照射してその反射像を２Ｄカメラで撮影した後、得られた反射像を画像処理してＲ成分画像とＢ成分画像とを生成し、Ｒ成分画像の輝度分布波形に出現する輝度値のピーク位置とＢ成分画像の輝度分布波形に出現する輝度値のピーク位置との間隔から被検体表面の凹凸を検出方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、タイヤ表面に付着した加硫ゴムや油膜などのような、光沢変化はあるが凹凸差の殆どない異物を検出する方法としては、３つの異なる方向から赤色、緑色、及び、青色のスリット光を照射してその反射像を２Ｄカメラで撮影した後、得られた反射像を画像処理してＲ成分画像、Ｇ成分画像、及び、Ｂ成分画像をそれぞれ生成し、これら各単色画像を相互に比較し、急激な輝度分布を変化が認められる箇所、もしくは、ハレーションの発生している箇所を検出することで、上記の異物を検出する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、３Ｄ画像を取得するための光学系と２Ｄ画像を取得するための光学系とは、それぞれ別個に設置されることから、例えば、２Ｄカメラとエリアカメラ（以下、３Ｄカメラという）の設置条件やフレームレート、あるいは、測定解像度の違いなどにより、形状画像である３Ｄ画像と色彩画像である２Ｄ画像とを合成する（位置合わせする）ことが困難であった。
そこで、従来の２Ｄ画像を３Ｄ画像座標に変換する方法として、予め、３Ｄカメラにて、一定の間隔の格子を撮影して、デジタル化された輝度階調のデータを所定の物理座標に関連付ける変換を行うためのルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ；３ＤＬＵＴ）を作成するとともに、２Ｄカメラにて、一定の間隔のラインを撮影して、デジタル化された輝度階調のデータを所定の物理座標に関連付ける変換を行うためのルックアップテーブル（２ＤＬＵＴ）を作成して、２Ｄ画像と３Ｄ画像の歪みをそれぞれ補正するとともに、歪みを補正した３Ｄ画像の画素に対応する物理座標へ、歪み補正された２Ｄ画像の画素値である色彩データを代入することで、形状画像と色彩画像とを合成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
なお、２ＤＬＵＴは、２Ｄカメラとラインとの距離を変動させた複数のライン画像を取得することで得られる。また、２Ｄカメラとラインとの距離は、３Ｄカメラにより撮影される格子のサイズに関連付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ  ２０１０／０２４２５４  Ａ１
【特許文献２】特開２０１４−２３８２９２号公報
【特許文献３】ＷＯ  ２００６／０５４７７５  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の方法では、被検体の３Ｄ画像及び２Ｄ画像を取得する際に、３ＤＬＵＴを作成する際に使用した３Ｄカメラと２ＤＬＵＴを作成する際に使用した２Ｄカメラとを、それぞれ、改めてタイヤを搭載する回転テーブル周辺にセットしなおす必要があるため、３Ｄ画像及び２Ｄ画像には、２Ｄカメラと３Ｄカメラの設置条件の違いによる誤差が含まれてしまい、その結果、外観画像の精度が低下してしまうといった問題点があった。
また、２ＤＬＵＴを作成するためには、２Ｄカメラとラインとの距離を変動させた複数のライン画像を撮影する必要があるため、作成に時間がかかってしまっていた。
【０００７】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、２ＤＬＵＴを容易に作成できるとともに、精度の高い外観画像の作成方法と外観画像を作成する際に使用されるルックアップテーブル作成用冶具と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】
本発明は、回転体から成る被検体を回転させながら、３次元画像取得手段にて前記被検体の検出対象面の３次元形状データを検出するための３次元画像を取得するとともに、２次元画像取得手段にて前記被検体の検出対象面の表面状態（汚れ、傷、細かな凹凸、あるいは、色情報など）を検出するための２次元画像とを取得するステップと、前記３次元画像取得手段にて前記３次元画像の各画素の位置を所定の物理座標に関連付ける変換を行うための３次元ルックアップテーブルを作成するための３次元基準画像を取得するとともに、前記２次元画像取得手段にて前記２次元画像の各画素の位置を所定の物理座標に関連付ける変換を行うための２次元ルックアップテーブルを作成するための２次元基準画像を取得するステップと、前記３次元画像と前記２次元画像とを用いて前記被検体の外観画像を作成するステップとを有する外観画像の作成方法であって、前記３次元基準画像と前記２次元基準画像とを取得するステップでは、所定の間隔を隔てて平面視扇形に配列され、前記扇形の径方向に延長する複数の板状部材と、前記複数の板状部材を連結する連結部材と、前記板状部材のそれぞれの上面に形成されて、前記扇形の周方向に延長する第１の基準線と前記扇形の径方向に延長する第２の基準線とを備え、前記上面の位置が前記扇形の周方向の一方の端部側から他方の端部側にいくにしたがって低くなっている基準冶具と、前記３次元画像を取得する手段及び前記２次元画像を取得する手段とを前記基準冶具の回転軸周りに相対的に回転させながら、前記３次元基準画像と前記２次元基準画像とを取得することを特徴とする。
これにより、回転体から成る被検体の２Ｄ基準画像と３Ｄ基準画像を、同一の基準冶具を用い、かつ、単一周回の撮影で取得できるので、精度の高い外観画像を容易にかつ迅速に作成することができる。
【０００９】
また、本発明は、請求項１に記載の外観画像の作成方法に用いられる基準冶具であるルックアップテーブル作成用冶具であって、所定の間隔を隔てて平面視扇形に配列された、前記扇形の径方向に延長する複数の板状部材と、前記複数の板状部材を連結する連結部材とを備え、前記板状部材のそれぞれの上面には、前記扇形の周方向に延長する第１の基準線と前記扇形の径方向に延長する第２の基準線とが形成され、前記複数の板状部材の上面の位置が、前記扇形の周方向の一方の端部側から他方の端部側にいくにしたがって順次低くなっていることを特徴とする。
このような基準冶具を用いれば、単一周回の撮影で３次元基準画像だけでなく、２次元画像を取得する手段と基準冶具との距離が変化した複数の画像を得ることができるので、３次元ルックアップテーブルと２次元ルックアップテーブルとを効率よくかつ容易に作成することができる。
また、複数の板状部材を所定の間隔を隔てて平面視扇形に配列したので、明瞭な基準線が撮影された２Ｄ基準画像と３Ｄ基準画像とを得ることができる。
【００１０】
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】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るタイヤの外観検査装置を示す図である。
【図２】本発明による基準冶具の一例を示す図である。
【図３】本発明によるタイヤの外観検査方法のフローチャートである。
【図４】従来の基準画像の取得方法を示す図である。
【図５】本発明による基準画像の取得方法を示す図である。
【図６】本発明による基準冶具の他の例を示す図である。
【図７】第２の撮影手段の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本実施の形態に係るタイヤの外観検査装置１０を示す図である。
タイヤの外観検査装置１０は、回転手段１１と、第１の撮影手段１２と、第２の撮影手段１３と、３次元画像取得手段１４と、２次元画像取得手段１５と、３ＤＬＵＴ取得手段１６と、２ＤＬＵＴ取得手段１７と、記憶手段１８と、外観画像作成手段１９と、判定手段２０とを備える。
３次元画像取得手段１４から２ＤＬＵＴ取得手段１７までの各手段と外観画像作成手段１９及び判定手段２０とは、例えば、コンピュータのソフトウェアから構成され、記憶手段１８は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭなどのメモリーから構成される。
【００１３】
回転手段１１は、基台１１ａと基台１１ａに回転可能に取り付けられてモータ１１Ｍにより回転する回転テーブル１１ｂとを備え、図示しないモータ制御手段からの駆動・制御信号により、回転テーブル１１ｂを所定の回転速度で回転させる。
撮影対象であるタイヤ５０は、横向き、すなわち、タイヤ軸方向Ｊがタイヤ搭載面に垂直になるように、回転テーブル１１ｂに搭載される。
なお、後述する基準冶具６０も、回転軸方向がタイヤ搭載面に垂直になるように回転テーブル１１ｂに搭載される。
また、第１の撮影手段１２及び第２の撮影手段１３の撮影視野位置である回転角のデータは、回転テーブル１１ｂの近傍に配置された図示しない回転角検出手段により検出されて画像取得手段１４，１５、及び、ＤＬＵＴ取得手段１６，１７に送られる。
【００１４】
ここで、本発明による基準冶具６０について説明する。
基準冶具６０は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転体の一部をなす平面視が扇形の部材で、高さが前記扇形の周方向の一方の端部Ａ側から他方の端部Ｂ側にいくにしたがって順次低く形成された階段状の突起部形成面６１ａを有する冶具本体６１と、この突起部形成面６１ａの立下り側（高さの低い側の端部Ｂ側）から突出して扇形の径方向に延長する複数の突起部６２とを備える。
突起部６２が本発明のルックアップテーブル作成用冶具の板状部材に相当し、冶具本体６１が、複数の板状部材を、所定の間隔を隔てて連結する連結部材に相当する。
本例では、突起部６２のピッチを一定にするとともに、各突起部６２の上面６２ｓに、それぞれ、扇形の径方向に延長する第１の基準線６３ｐと扇形の周方向に延長する第２の基準線６３ｑとからなる基準格子６３を形成している。
扇の径方向に延長する基準冶具６０の径方向、周方向、軸方向（法線方向）が、それぞれ、タイヤ５０の径方向ｒ、周方向θ、軸方向ｚ（法線方向）に相当する。
なお、突起部形成面６１ａの高さと突起部６２の上面６２ｓの高さとは、回転テーブル１１ｂへの載置面である冶具本体６１の下面６１ｂから扇の軸方向に沿って図った距離である。
本例の基準冶具６０は、突起部６２を突起部形成面６１ａの立下り側から突出させる構成としているので、回転テーブル１１ｂから測った高さが順次低くなる基準格子６３を、所定の間隔を隔てて配置できる。したがって、突起部形成面６１ａに基準格子を設けた場合のように、基準格子６３に影ができることがないので、鮮明な格子像を撮影することができる。
【００１５】
第１の撮影手段１２は、検査対象物であるタイヤ５０及び基準冶具６０にスリット光を照射する第１の投光手段１２ａと、スリット光の反射像を撮影する第１の撮影手段としてのエリアカメラ１２ｂとを備える。第１の投光手段１２ａの光源としては、半導体レーザなどの単色光の光源が用いられる。
第２の撮影手段１３は、上記の検査対象物に光を照射する第２の投光手段１３ａと、第２の投光手段１３ａから照射された光の反射像を撮影する第２の撮影手段としてのラインカメラ１３ｂとを備える。第２の投光手段１３ａの光源としては、白色光、赤・緑・青色などのカラー光、及び、紫外光を照射可能なＬＥＤなどの光源を、単独、もしくは、複数個・複数種類組み合わせて用いる。なお、本例では、ラインカメラ１３ｂとして、カラーラインカメラを用いた。
【００１６】
３次元画像取得手段１４は、エリアカメラ１２ｂにより撮影されたタイヤ５０の検査対象面（ここでは、サイドウォール部）の画像の画素の位置とその位置に対応する輝度データとをタイヤ回転角θ毎に取得する。
２次元画像取得手段１５は、ラインカメラ１３ｂにより撮影されたタイヤ５０の検査対象面の画像の画素の位置とその位置に対応するカラー輝度データとを、ラインカメラ１３ｂからタイヤ回転角θ毎に取得する。
以下、３次元画像取得手段１４で取得された画像を形状画像（または、３Ｄ画像）といい、２次元画像取得手段１５で取得された画像を色彩画像（または、２Ｄ画像）という。
３ＤＬＵＴ取得手段１６は、エリアカメラ１２ｂにより撮影された基準冶具６０の上面の画像である３次元基準画像と基準冶具６０の実座標とから、エリアカメラ１２ｂの各画素（Ｘij，Ｙij）と実空間の物理座標（ｒij，ｚij）とを対応させるためのルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）である３ＤＬＵＴを取得する。ここで、エリアカメラ１２ｂの画素数をｍ×ｎとすると、ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎである。
２ＤＬＵＴ取得手段１７は、ラインカメラ１２ｂにより撮影された基準冶具６０の上面の画像である２次元基準画像２次元基準画像と基準冶具６０の実座標とから、ラインカメラ１２ｂの各画素ｘk（ｚ）と実空間の物理座標（ｒk，ｚ）とを対応させるためのルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）である２ＤＬＵＴを取得する。ラインカメラ１３ｂの画素数をＭとすると、ｋ＝１〜Ｍである。
本発明の基準冶具６０は、撮影面である上面に基準格子６３が形成されている突起部６２の高さが、周方向の一方の端部から他方の端部側にいくにしたがって低く成るように形成されているので、高さｚが段階的に低くなる基準格子６３のスリット像を、得ることができる。
このように、被検体であるタイヤ基準冶具６０を回転させながら高さｚの異なる基準格子を撮影した画像を得ることができるので、これらの画像を合成することで、エリアカメラ１２ｂの各画素（Ｘij，Ｙij）と実空間の物理座標（ｒij，ｚij）とを対応させることができるとともに、ラインカメラ１３ｂの各画素ｘk（ｚ）と実空間の物理座標（ｒk，ｚ）とを対応させることができる。
なお、撮影された基準格子６３の格子間隔は、カメラ１２ｂ，１３ｂの画素の間隔よりも広いので、格子内の画素の物理座標については、格子点の物理座標を用いて補間により求める。
【００１７】
記憶手段１８は、３次元画像取得手段１４で取得した３Ｄ画像、２次元画像取得手段１５で取得した２Ｄ画像、３ＤＬＵＴ取得手段１６で取得した３ＤＬＵＴ、２ＤＬＵＴ取得手段１６で取得した２ＤＬＵＴ、及び、基準と成る欠陥のないタイヤ（以下、基準タイヤという）の物理座標データを記憶する。基準タイヤの物理座標データは、タイヤ種ごとに記憶される。基準タイヤの物理座標データには、設計図面から作成したタイヤ表面凹凸形状データを用いてもよい。
外観画像作成手段１９は、３Ｄ画像変換部１９ａと、２Ｄ画像変換部１９ｂと、画像合成部１９ｃとを備える。
３Ｄ画像変換部１９ａは、３ＤＬＵＴ取得手段１６で取得された３ＤＬＵＴを参照して、３次元画像取得手段１４で取得した３Ｄ画像を、画素毎に物理座標に変換する。すなわち、３ＤＬＵＴによれば、回転角がθpである３Ｄ画像の画素を（Ｘij（ｐ），Ｙij（ｐ））とすると、この画素（Ｘij（ｐ），Ｙij（ｐ））に対応する物理座標は、回転角がθp、タイヤ径方向の座標成分がｒij、タイヤ軸方向の座標成分がｚijであるので、回転角がθpである３Ｄ画像の画素（Ｘij（ｐ），Ｙij（ｐ））の輝度データを、実空間の物理座標が（ｒij，θp，ｚij）である位置における輝度データとすることができる。すなわち、３Ｄ画像変換部１９ａは、３Ｄ画像の各画素のデータを、（ｒij，θp，ｚij）というパラメータを有するデータに変換する。  ２Ｄ画像変換部１９ｂは、２ＤＬＵＴ取得手段１７で取得された２ＤＬＵＴを参照して、２次元画像取得手段１５で取得した２Ｄ画像を、画素毎に物理座標に変換する。すなわち、２ＤＬＵＴによれば、回転角がθpである２Ｄ画像の画素をｘk（ｚ）とすると、この画素ｘk（ｚ）に対応する物理座標は、回転角がθp、タイヤ径方向の座標成分がｒk、タイヤ軸方向の座標成分がｚであるので、回転角がθpである２Ｄ画像の画素ｘk（ｚ）のカラーデータを、実空間の物理座標が（ｒk，θp，ｚ）である位置におけるカラーデータとすることができる。すなわち、カラーデータ（輝度データのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）をＣとすると、２Ｄ画像変換部１９ｂは、２Ｄ画像の各画素データを、（ｒk，θp，ｚ，Ｃ）というパラメータを有するデータに変換する。
画像合成部１９ｃでは、変換された３Ｄ画像と２Ｄ画像とを合成することで、タイヤ表面の凹凸と色彩変化とを含んだタイヤ外観画像を作成する。
本例では、同一の基準冶具６０を用い、かつ、被検体であるタイヤ５０の３Ｄ画像及び２Ｄ画像を取得する場合と同じ位置関係にある光学系で、３ＤＬＵＴと２ＤＬＵＴとを作成するため３Ｄ基準画像及び２Ｄ基準画像を取得するようにしているので、３Ｄ画像の座標対応点と２Ｄ画像の座標対応点との誤差が殆どない。また、本例では、３Ｄ画像変換部１９ａで変換された３Ｄ画像は（ｒij，θp，ｚij）というデータを有し、２Ｄ画像変換部１９ｂで変換された２Ｄ画像は（ｒk，θp，ｚk，Ｃk）というデータを有しているので、３Ｄ画像と２Ｄ画像とを合成することで、（ｒ，θ，ｚ，Ｃ）を有するタイヤ外観画像を作成することができる。
判定手段２０では、外観画像作成手段１９で作成されたタイヤ外観画像と、記憶手段１８に予め記憶されている基準タイヤの物理座標データとを比較することで、タイヤの形状及び色彩の良否を判定する。なお、タイヤ５０の検出対象面に、マーカーなどの色付けした箇所がある場合には、基準タイヤのデータとして、物理座標データに色彩データを追加しておけばよい。
【００１８】
次に、タイヤの外観検査装置１０を用いたタイヤ外観画像の作成方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。
始めに、回転テーブル１１ｂの上方に、第１の撮影手段１２と第２の撮影手段１３とを設置（ステップＳ１０）した後、回転テーブル１１ｂに基準冶具６０を、回転軸が回転テーブル１１ｂの中心軸に一致するようにして搭載する（ステップＳ１１）。
次に、回転テーブル１１ｂを回転させながら、エリアカメラ１２ｂにて基準冶具６０の上面を撮影するとともに、ラインカメラ１３ｂにて基準冶具６０の上面を撮影（ステップＳ１２）した後、撮影された基準３Ｄ画像と基準２Ｄ画像とから、３ＤＬＵＴと２ＤＬＵＴとを取得する（ステップＳ１３）。
図４（ａ）に示すように、従来の３ＤＬＵＴ用基準冶具７０は、高さ方向と径方向一定の間隔の格子Ｌ×Ｌが形成された平面板であり、図４（ｂ）に示すように、２ＤＬＵＴ用基準冶具８０は棒状の部材である。すなわち、従来は、基準３Ｄ画像と基準２Ｄ画像とはタイヤ５０を撮影する場所（回転テーブル１１ｂ上）とは別の場所で撮影されており、かつ、基準２Ｄ画像を撮影する際には、２ＤＬＵＴ用基準冶具８０とラインカメラ１３ｂとの距離を変化させた画像を複数撮影していた。
これに対して、本例では、基準冶具６０を回転させながら、エリアカメラ１２ｂとラインカメラ１３ｂにて、それぞれ、基準冶具６０を撮影しているので、図５（ａ），（ｂ）に示すように、エリアカメラ１２ｂもラインカメラ１３ｂも、当該カメラ１２ｂ，１３ｂとの距離が、周方向の一方の端部から他方の端部側にいくにしたがって一定間隔で低くなっている基準格子６３を撮影していることになる。すなわち、エリアカメラ１２ｂもラインカメラ１３ｂも、基準冶具６０を突起部６２の一定速度で回転させながら基準冶具６０の上面撮影することで、基準３Ｄ画像と基準２Ｄ画像とを得ることができる。
すなわち、回転テーブル１１ｂの回転速度と、基準冶具６０の格子間隔（角度差、高低差、格子間隔）と、エリアカメラ１２ｂ及びラインカメラ１３ｂのそれぞれの撮影フレームとが既知であるので、エリアカメラ１２ｂ及びラインカメラ１３ｂの座標系と実座標系との対応を図ることができるとともに、各カメラ１２ｂ，１３ｂの周方向の配置角度差や取付け位置の誤差を求めることもできる。
したがって、基準冶具６０を所定角度分だけ回転させながら基準格子６３を撮影することで３Ｄ・２Ｄ光学系の座標対応点及び誤差補正情報を取得することができる。
【００１９】
次に、回転テーブル１１ｂから基準冶具６０を撤去するとともに、タイヤ５０を回転テーブル１１ｂに搭載（ステップＳ１４）し、回転テーブル１１ｂを回転させながら、周方向に回転するタイヤ５０の検出対象面を、エリアカメラ１２ｂ及びラインカメラ１３ｂにて連続的に撮影して、３Ｄ画像と２Ｄ画像とを取得する（ステップＳ１５）。
次に、３ＤＬＵＴを参照して、得られた３Ｄ画像の各画素（Ｘij，Ｙij）を、回転角θ毎に、実空間の物理座標（ｒij，ｚij）に変換するとともに、２ＤＬＵＴを参照して、得られた２Ｄ画像の各画素ｘk（ｚ）を、回転角θ毎に、実空間の物理座標（ｒij，ｚij）に変換する（ステップＳ１６）。
これにより、タイヤ５０の検査対象面の実空間における３次元形状データを得ることができるとともに、実空間における色彩画像を得ることができる。
ステップ１７では、２Ｄ画像の画素値であるカラーデータ（輝度データのＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分）を３Ｄ画像の物理座標へ代入することで、形状データと色彩データとを有するタイヤ外観画像を作成する。なお、３Ｄ画像の画素値である深さのデータを、２Ｄ画像の画素座標へ代入することで、形状データと色彩データとを有するタイヤ外観画像を作成するようにしてもよい。また、３Ｄ画像と紐付いている基準タイヤの物理座標データを、２Ｄ画像の画素要素へ代入することで、２Ｄ画像と比較可能な基準タイヤの物理座標データを作成するようにしてもよい。
最後に、作成されたタイヤ外観画像と、基準タイヤの物理座標データとを比較することで、タイヤの形状及び色彩の良否を判定する（ステップＳ１８）。
【００２０】
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。
【００２１】
例えば、前記実施の形態では、基準冶具６０を、上面に基準格子６３が形成された板状部材としての突起部６２を、連結部材としての冶具本体６１の突起部形成面６１ａから突出させる構成としたが、図６（ａ）に示すように、扇形の周方向の一方の端部側から他方の端部側にいくにしたがって低くなっている斜面状である冶具本体６１ｚとするとともに、この斜面から突起部６２を、突出させる構成の冶具６０ｚとしてもよい。
あるいは、図６（ｂ）に示すように、基準冶具６５を、平面視扇形のブロックに、所定の間隔を隔てて形成された径方向に延長する複数の収納孔６５ｈを形成して成る冶具本体６５ａと、収納孔６５ｈにそれぞれ挿入される、高さが異なる複数の板状部材６５ｂとから構成してもよい。この場合には、冶具本体６５ａと板状部材６５ｂとを組立てる必要があるが、挿入する板状部材６５ｂの長さを変化させることで、板状部材６５ｂの上面の位置の変化（傾き）を任意に変えることができるという利点がある。
【００２２】
また、前記実施の形態では、第２の投光手段１３の光源としてＬＥＤを用いるとともに、カラーラインカメラ１３ｂを用いてタイヤ表面の色彩画像を取得してタイヤ表面の色彩の変化を検出したが、第２の投光手段１３の光源を単色光の光源としてモノクロの２次元画像を撮影し、この２次元画像の各画素濃淡により、タイヤの表面の色彩の変化を検出してもよい。
また、図７に示すように、第２の撮影手段１３に代えて、特許文献１に記載の赤色の光を照射する第３の投光手段１３Ｒと青色の光を照射する第４の投光手段１３Ｂとラインカメラ１３ｂとを備えた第３の撮影手段３３と、特許文献２に記載の赤色の光を照射する第３の投光手段１３Ｒと青色の光を照射する第４の投光手段１３Ｂと緑の光を照射する第５の投光手段１３Ｇとラインカメラ１３ｂとを備えた第４の撮影手段４３を設置して、表面の微小凹凸の検出に用いる２Ｄ画像（以下、２Ｄ−１画像）と凹凸の殆どない異物の検出に用いる２Ｄ画像（以下、２Ｄ−２画像）と３Ｄ画像とを合成するようにすれば、凹凸変化で誤検出してしまっていた軽度の汚れを光沢変化の有無で検証して棄却したり、凹凸のない光沢変化のみを光沢欠陥として検出することが可能となる。
また、前記実施の形態では、検出対象面をタイヤ５０サイドウォール部としたが、検出対象面をタイヤクラウン部としてもよい。また、被検体としては、タイヤ５０に限るものではなく、本発明は、対象物が回転体またはその一部であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  タイヤの外観検査装置、１１  回転手段、１１ａ  基台、
１１ｂ  回転テーブル、１１Ｍ  モータ、１２  第１の撮影手段、
１２ａ  第１の投光手段、１２ｂ  第１の撮影手段（エリアカメラ）、
１３  第２の撮影手段、１３ａ  第２の投光手段、
１３ｂ  第２の撮影手段（ラインカメラ）、１４  ３次元画像取得手段、
１５  ２次元画像取得手段、１６  ３ＤＬＵＴ取得手段、１７  ２ＤＬＵＴ取得手段、
１８  記憶手段、１９  外観画像作成手段、１９ａ  ３Ｄ画像変換部、
１９ｂ  ２Ｄ画像変換部、１９ｃ  画像合成部、２０  判定手段、
１１ａ  基台、１１ｂ  回転テーブル、１１Ｍ  モータ、
５０  タイヤ、６０  基準冶具、６１  冶具本体、６２  突起部、６３  基準格子。
【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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