(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ製造ラインでタイヤをチェックする方法であって、
−  チェックされるタイヤ（２００）を用意することと、
−  第１のグレージング光放射を用いて前記タイヤの面部分を照明し、および前記第１の光放射によって照明された前記面部分の第１の画像を取得することであって、前記第１の画像は２次元である、照明および取得することと、
−  第２のグレージング光放射を用いて、前記面部分が前記第１の放射で照明される時点と異なる時点で実質的に前記面部分を照明し、および前記第２の光放射によって照明された実質的に前記面部分の第２の画像を取得することであって、前記第２の画像は２次元であり、前記面部分の各点（Ｐ、Ｐ’）に対して、前記点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、前記各点で前記タイヤの面に垂直に通る光学面（１０７）に対して両側の２つの半空間から来る、照明および取得することと、
−  前記第１および第２の画像を処理することであって、前記第１および第２の画像は、前記面部分の高さプロファイルに関する情報を得るために互いに比較される、処理することと
を含み、
前記第１および第２のグレージング光放射は、前記面部分の各点に入射する光放射の全光パワーの少なくとも７５％が、前記各点で前記面部分に接する平面と６０°以下の第１の入射角を形成する光放射であり、
前記第１および第２のデジタル画像は、互いに隣接するか、または部分的に重なる一連の直線面部分のそれぞれの複数の第１および第２の線画像から構成され、前記第１および第２の線画像は、前記第１および第２の光放射によって交互の順序でそれぞれ照明された前記一連の直線部分の各直線部分で取得され、前記第１および第２の線画像の各対が、ピクセルに対応する面の直線サイズ以下の距離によって互いから空間的に隔てられた２つのそれぞれの直線面部分を示し、前記一連の直線面部分は、前記タイヤの軸のまわりの前記タイヤの回転によって得られ、
前記第１および第２の画像間の前記比較は、差分画像を計算することを含み、前記差分画像の各ピクセルは、前記第１および第２の画像の対応するピクセルに関連付けられた値間の差分を表す値に関連付けられる、
方法。
【請求項２】
前記第１および第２の画像の前記処理は、前記面部分上のあり得る欠陥の存在を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記面部分の各点に対して、前記点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射の前記それぞれの全光パワーの少なくとも９０％は、前記両側の２つの半空間から来る、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射の前記それぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、５５°以下の大きさを有する前記第１の入射角を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射の前記それぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、１０°以上の大きさを有する前記第１の入射角を形成する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射の前記それぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、前記各点で前記光学面（１０７）に直角であり、かつ前記各点で前記面に垂直に通る基準面（１１６）と絶対値で４５°以下の第２の入射角を形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記面部分が前記第１および第２の放射で照明される時点と異なる時点で、前記第１および第２の放射と異なる第３の光放射で前記面部分を照明し、および前記第３の光放射によって照明された前記面部分の第３の画像を取得することであって、前記第３の画像は２次元であり、かつ前記第３の光放射は拡散する、照明および取得することを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記面部分上のあり得る欠陥の存在を検出するために前記第３の画像を処理することをさらに含み、前記処理は、前記第１および第２の画像間の前記比較から得られた前記情報を使用する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第３のデジタル画像は、前記一連の直線面部分の複数の第３の線画像から構成され、前記第３の線画像は、前記第３の光放射によって照明された前記一連の直線部分の各直線部分で、前記それぞれの第１および第２の線画像の前記取得と交互の順序で取得される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１および第２の画像を互いに比較する前に、前記第１および第２の画像を互いに対して等化するように規定される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および第２の画像の対応するピクセルの各対に属する２つのピクセルの取得における時間遅れは、０．５ミリ秒未満である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
タイヤ製造ラインでタイヤをチェックする装置（１）であって、
−  タイヤ（２００）用の支持体（１０２）と、
−  前記支持体（１０２）と、したがって前記タイヤ（２００）とをその回転軸のまわりで回転させるように適応された動作部材と、
−  前記タイヤの実質的に同じ面部分を照明するために、第１および第２の光放射をそれぞれ放射するように適応された第１の光源（１０８）および第２の光源（１０９）、ならびに前記第１および第２の光放射によってそれぞれ照明された実質的に前記面部分の第１および第２のデジタル画像を取得するように適応された検出システム（１０５）であって、前記第１および第２のデジタル画像は２次元画像である、第１の光源（１０８）および第２の光源（１０９）、ならびに検出システム（１０５）と、
−  コマンドおよび制御ユニット（１４０）であって、
−  前記動作部材を駆動し、
−  前記第１の光源（１０８）および第２の光源（１０９）を交互に作動させ、および
−  前記第１および第２のデジタル画像をそれぞれ前記第１および第２の光源の前記作動と同期して取得するために、前記検出システムを作動させる
ように構成されたコマンドおよび制御ユニット（１４０）と、
−  以下の機能：
−  前記検出システムから前記第１および第２のデジタル画像を受け取ること、
−  前記第１および第２のデジタル画像を処理することであって、前記第１および第２のデジタル画像は、前記面部分の高さプロファイルに関する情報を得るために互いに比較される、処理すること
のために構成された処理ユニットと
を含み、
前記第１および第２のデジタル画像間の前記比較は、差分画像を計算することを含み、前記差分画像の各ピクセルは、前記第１および第２のデジタル画像の対応するピクセルに関連付けられた値間の差分を表す値に関連付けられ、
前記第１および第２のデジタル画像は、互いに隣接するか、または部分的に重なる一連の直線面部分のそれぞれの複数の第１および第２の線画像から構成され、前記第１および第２の線画像は、前記第１および第２の光放射によって交互の順序でそれぞれ照明された前記一連の直線部分の各直線部分で取得され、前記第１および第２の線画像の各対が、ピクセルに対応する面の直線サイズ以下の距離によって互いから空間的に隔てられた２つのそれぞれの直線面部分を示し、前記一連の直線面部分は、前記タイヤの軸のまわりの前記タイヤの回転によって得られ、
前記第１の光放射および前記第２の光放射はグレージング光であり、
グレージング光放射は、前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射の全光パワーの少なくとも７５％が、前記各点で前記面部分に接する平面と６０°以下の第１の入射角を形成する光放射であり、
前記面部分の各点に対して、前記点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、前記各点で前記タイヤの面に垂直に通る光学面（１０７）に対して両側の２つの半空間から来る、装置（１）。
【請求項１３】
前記面部分を照明するために、第３の光放射を放射するように適応された第３の光源（１１０）を含み、前記検出システムは、前記第３の画像を取得するように適応され、前記コマンドおよび制御ユニットは、前記面部分が前記第１および第２の放射で照明される時点と異なる時点で、前記第３の光源を作動させ、および前記第３の光源の前記作動と同期して前記第３の画像を取得するために、前記検出システムを駆動するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記検出システムは、目標ラインを有するリニアカメラを含む、請求項１２または１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記支持体の角度位置を検出するシステムを含み、前記コマンドおよび制御ユニットは、前記角度位置検出システムによって送られた前記支持体の角度位置信号に応じて、前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源を作動させ、および前記検出システムを駆動するように構成される、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ製造ラインにおいて、特に、タイヤの面の画像の取得と、例えば、タイヤの面上のあり得る目に見える欠陥の存在をチェックするためのその次の処理とを通じて、タイヤをチェックする方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
「タイヤ」は、通常、完成タイヤ、すなわち、構築ステップに続く成形および加硫ステップ後のタイヤを意味するが、場合により、構築ステップ後かつ成形および／または加硫前の未硬化タイヤも意味することが意図される。
【０００３】
通常、タイヤは、動作中のタイヤの回転軸を中心として、ほぼトロイド状の構造を有し、回転軸に直角な軸方向中心線平面を有し、前記平面は、典型的には幾何学的な対称面である（例えば、トレッドの構造および／または内部構造などのあり得るわずかな非対称を無視する）。
【０００４】
タイヤの外側面または内側面は、それぞれ、タイヤのその取付リムへの結合後に依然として目に見える面と、前記結合後にもはや目に見えない面とを意味することが意図される。
【０００５】
「オプティカル」、「光」などの用語は、光帯域の拡大領域内に入るスペクトルの少なくとも一部分を有する電磁放射を指し、必ずしも厳密に光帯域（すなわち、４００〜７００ｎｍ）内に入る必要はなく、例えば、光帯域のそのような拡大領域は、紫外線から赤外線（例えば、約１００ｎｍ〜約１μｍに含まれる波長）に及ぶことができる。
【０００６】
本願では、光放射の光線モデルが採用される、すなわち、表面の点に入射し、非点状の光源から発生した光放射（そのような場合、１つのみの光線が存在するであろう）は、点に入射し、光源の各点と面の前記点とを結んだ直線状の伝播方向を有する一連の光線であると想定され、それぞれのそのような光線は、それに関連して、点に入射する全光パワーの一部を有する。
【０００７】
面の点に入射する「指向性光放射」は、立体角が、頂点としての点と、π／８ステラジアン以下の大きさとを有する光放射を意味することが意図され、立体角内には、全光パワーの少なくとも７５％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくはすべての光パワーが存在する。
【０００８】
「拡散光放射」は、無指向性光放射を意味することが意図される。
【０００９】
面の点に入射する「グレージング光放射」は、面の点に入射する光放射の全光パワーの少なくとも７５％が、前記各点で面に接する平面と６０°以下の入射角を形成する光放射を意味することが意図される。
【００１０】
「画像」または類義語として「デジタル画像」は、通常、コンピュータファイルに一般的に含まれるデータセットを意味することが意図され、空間座標（通常、それぞれが１ピクセルに対応する）の完全セット（通常、２次元マトリクス、すなわちＮ行×Ｍ列）の各座標（通常、２次元）が、（異なるタイプのサイズを表すことができる）対応する数値セットに関連付けられる。例えば、モノクロ画像（「グレースケール」画像など）では、そのような値セットは、（通常、２５６個のレベルまたは色調を有する）完全階調の単一値であり、そのような値は、表示される場合にそれぞれの空間座標の明度（または強度）レベルを表し、一方、カラー画像では、値セットは、複数のカラーまたはチャネル、通常は原色（例えば、コードＲＧＢではレッド、グリーン、およびブルー、一方、コードＣＭＹＫではシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック）の明度レベルを表す。「画像」という用語は、必ずしも画像の実際の表示を意味しない。
【００１１】
本明細書および特許請求の範囲において、特定の「デジタル画像」（例えば、タイヤで最初に取得した２次元デジタル画像）によって示すものは、より一般的に、前記特定のデジタル画像の１つまたは複数のデジタル処理（フィルタリング、イコライゼーション、二値化、オープニング等のモフォロジー変換、勾配計算、スムージングなど）を通じて取得可能ないずれか１つのデジタル画像を含む。
【００１２】
「直線面部分」は、直角な関係にある他のサイズをはるかに超える（通常、少なくとも２桁を超える）サイズを有する面部分を意味することが意図される。直線面部分の小さい方のサイズは、通常、０．１ｍｍ以下である。
【００１３】
「線画像」は、行数をはるかに超える（通常、少なくとも２桁を超える）ピクセルの多数の列を有するデジタル画像を意味することが意図される。通常、行数は１〜４であり、列数は１０００を超える。「行」および「列」という用語は従来から使用され、置き換え可能である。
【００１４】
車両ホイール用のタイヤの製造および構築のプロセスの分野では、欠陥タイヤまたはいずれにせよ設計仕様を外れたタイヤが市場に出るのを防止し、かつ／または製造プロセスで行われる作業の実行を改善および最適化するために、使用される装置および機械を徐々に調整する目的で、工業製品に対する品質チェックを行う必要がある。
【００１５】
そのような品質チェックは、例えば、事前に決められた時間をタイヤの目視および触感検査に使用する人間のオペレータが行うものを含み、オペレータ自身の経験および感性に照らして、オペレータが、タイヤが特定の品質標準を満たさないことに気付いた場合、タイヤ自体は、あり得る構造および／または品質欠陥を綿密に評価するために、より詳細な人間のチェックおよび／または適切な装置を用いてさらなるチェックを受ける。
【００１６】
米国特許出願公開第２０１０／０００２２４４号は、タイヤの面に組み込まれた異なる品質のゴムの小片を確実に識別できる、タイヤの面を検査する技術について記載している。第１の照明ユニットは、それぞれ両側から目標ラインに向かって光を投射する第１の投光器の対を含む。第２の照明ユニットは、それぞれ両側から第１の照明ユニットと異なる方向に、目標ラインに向かって光を投射する第２の投光器の対を含む。第１および第２の照明ユニットは交互に照明する。リニアカメラは、第１および第２の照明ユニットのそれぞれの照明動作と同期して、目標線に対応するタイヤの面部分の画像を形成する。
【００１７】
米国特許出願公開第２００４／０２１２７９５号は、物体の境界および／または変形を測定する方法について記載している。画像の品質を改善するために、第１の画像が、カメラおよび／または画像の第１の領域に合わせた放射源からなる第１の構成を用いて形成される。さらに、第２の画像が、カメラおよび／または画像の第２の領域に合わせた放射源からなる第２の構成を用いて形成される。２つの画像は結合される。
【００１８】
米国特許第６，６８０，４７１号は、ＬＥＤおよびＣＣＤを用いて、タイヤの湾曲した内側面を均一に照明できる装置について記載している。
【００１９】
米国特許出願公開第２０１２／０１３４６５６号は、製造したタイヤの形状異常を容易に検出できるタイヤ用の照明装置および検査装置について記載している。
【００２０】
タイヤチェックの分野において、本出願人は、例えば、面上のあり得る目に見える欠陥の存在を検出するために、タイヤの内側面および／または外側面のデジタル画像を光学的に取得して、タイヤの内側面および／または外側面を解析するという課題を定めた。探索する欠陥は、例えば、タイヤの面の異常（加硫されていない化合物、形状変化など）、構造的不均一性、切れ目、面上の異物の存在などとすることができる。
【００２１】
本出願人は、タイヤを製造するプラント内で、チェックを「直列方式で（in line）」採用するために、チェック自体は、制限された時間内でかつコストを削減して行われることが必要であることを認識した。
【００２２】
本出願人はまた、「３次元」画像（すなわち、画像の各ピクセルが面高さ情報に関連付けられており、例えば、レーザ三角測量で得られる画像）において、何らかの２次元欠陥（すなわち、合わせ縁部での切れ目などの面の高さの変化を含まない欠陥）は、画像処理を用いて検出するのが困難であるか、または全く検出可能でないことを認識した。
【００２３】
さらに、あまり顕著でない欠陥を検出するには、ときに３次元画像の特に高さ方向のサイズ解像度の高さが足りないことがある。
【００２４】
したがって、本出願人は、（３Ｄ画像に加えて、または３Ｄ画像に代えて）「２次元」画像を検出および解析するのは有益であると考えた。
【００２５】
本明細書および特許請求の範囲において、「２次元画像」という用語は、各ピクセルが面の反射率／拡散率および／または面の色を表す情報に関連付けられている、一般的なデジタルカメラで検出された画像などのデジタル画像を意味する。
【００２６】
本出願人は、目標ラインが両側から同時に照明される、米国特許出願公開第２０１０／０００２２４４号に記載された２次元画像を光学的に取得するタイヤのチェック方法が、３次元要素（すなわち、面の起伏および／または窪み）と２次元要素（色汚れ、および／または反射率／拡散率のばらつきによる輝点など）との間の有効な区別を可能にしないことを理解した。実際に、得られた２次元画像は、拡散光を用いて取得した画像セットである。
【００２７】
本出願人はまた、左側からの照明で取得した画像と、右側からの照明で取得した画像とが互いに結合されて、それぞれオーバ露光およびアンダー露光領域に対して完全な最適画像となる、米国特許出願公開第２００４／０２１２７９５号に記載された２次元画像を光学的に取得するチェック方法が、３次元要素と２次元要素との間の有効な区別に適していないことを理解した。実際に、画像の結合は、最も高い品質に対する個々の寄与を選択して、または品質値に関する加重平均を計算して１ピクセルずつ行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
したがって、本出願人は、（特に、タイヤの面の欠陥を検出するために）２次元画像の光学的取得に基づいてタイヤをチェックする方法および装置を構築するという課題を定め、この方法および装置は、製造プラントのタイヤ製造ライン内で直列に挿入されるのに適する、すなわち、作業時間およびコストを削減し、得られた結果が信頼でき、さらに、面上の起伏および／または窪みの二次元面素または汚れからの区別における高いレベルの感度を有する。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本出願人は、グレージング照明で得られた２次元画像間の比較により、面起伏および／または窪み（すなわち、３次元要素）を汚れまたは他の２次元要素から区別する、すなわち、チェックを受けるタイヤの面の質的高さプロファイルが得られる望ましい問題解決策をもたらすことができると考えた。
【００３０】
より正確には、本出願人は、最終的に、１つの方向からのグレージング照明で得られた画像を、第１のものとほぼ反対側の異なる方向からのグレージング照明で得られた画像と比較することにより、２次元画像（３Ｄではない）を使用するにもかかわらず、面に対して起伏しているまたは窪んでいる構造のあり得る存在を実際に検出することが可能であることを発見した。
【００３１】
より正確には、第１の態様によれば、本発明は、タイヤ製造ラインでタイヤをチェックする方法に関する。
【００３２】
好ましくは、チェックされるタイヤを用意するように規定される。
【００３３】
好ましくは、第１のグレージング光放射を用いて前記タイヤの面部分を照明し、および前記第１の光放射によって照明された前記面部分の第１の画像を取得するように規定され、前記第１の画像は２次元である。
【００３４】
好ましくは、第２のグレージング光放射を用いて、面部分が第１の放射で照明される時点と異なる時点で実質的に前記面部分を照明し、および前記第２の光放射によって照明された実質的に前記面部分の第２の画像を取得するように規定され、前記第２の画像は２次元画像である。
【００３５】
「実質的に前記面部分」または下記の「実質的に同じ面部分」という表現は、第１および第２の画像が２つのそれぞれの面部分を示し、それら面部分は、互いから空間的に分離できるが、本発明によれば同等であること、すなわち、第１および第２の画像は実質的に同じ位置の同じ要素を示すこと、を意味する。例えば、２つの画像は、０．２ｍｍ未満、好ましくは０．１ｍｍ以下の距離だけ面自体の平面上で隔てることができる。有利には、前記距離は、ピクセルに対応する面の直線サイズ以下である（ピクセルに対応する面の直線サイズは、例として０．１ｍｍである）。換言すると、第１の画像の各ピクセルは、前記各ピクセルに対応する第２の画像のピクセルによって示される微小面部分から０．２ｍｍ未満に位置する微小面部分を示す。
【００３６】
好ましくは、前記面部分の各点に対して、点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、前記各点でタイヤの面に垂直に通る光学面に対して両側の２つの半空間から来る。
【００３７】
好ましくは、前記第１および第２の画像を処理するように規定され、前記第１および第２の画像は、前記面部分の高さプロファイルに関する情報を得るために互いに比較される。
【００３８】
第２の態様によれば、本発明は、タイヤ製造ラインでタイヤをチェックする装置に関する。
【００３９】
好ましくは、タイヤ用の支持体が含まれる。
【００４０】
好ましくは、前記タイヤの実質的に同じ面部分を照明するために、第１および第２の光放射をそれぞれ放射するように適応された第１の光源および第２の光源が含まれ、かつ前記第１および第２の光放射によってそれぞれ照明された実質的に前記面部分の第１および第２の画像を取得するように適応された検出システムが含まれ、前記第１および第２の画像は２次元画像である。
【００４１】
好ましくは、コマンドおよび制御ユニットであって、
−  前記第１の光源および第２の光源を交互に作動させ、および
−  前記第１および第２の画像をそれぞれ第１および第２の光源の作動と同期して取得するために、前記検出システムを作動させる
ように構成されたコマンドおよび制御ユニットが含まれる。
【００４２】
好ましくは、以下の機能：
−  検出システムから前記第１および第２の画像を受け取ること、
−  前記第１および第２の画像を処理することであって、前記第１および第２の画像は、前記面部分の高さプロファイルに関する情報を得るために互いに比較される、処理すること
のために構成された処理ユニットが含まれる。
【００４３】
好ましくは、前記第１の光放射はグレージング光である。
【００４４】
好ましくは、前記第２の光放射はグレージング光である。
【００４５】
好ましくは、前記面部分の各点に対して、点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも７５％は、前記各点でタイヤの面に垂直に通る光学面に対して両側の２つの半空間から来る。
【００４６】
本出願人は、製造ラインでのタイヤのチェック時の面の解析において、２次元デジタル光学画像の取得および処理を用いて、特に、前記面の質的（qualitative）高さプロファイルを検出するために、両側からのグレージング光で面を交互に照明し、こうして得られたデジタル画像を比較することが特に有益であると考え、その理由は、このようにして、例えば、２次元汚れ／マークを識別し、かつ／またはきわめて小さい（例えば、高さが０．１ｍｍ未満）ことさえある３次元要素を検出し、かつ／または３次元要素を強調することが可能だからである。
【００４７】
本出願人は、本方法および装置が、面上の起伏または窪み構造を色汚れおよび／または拡散／反射スポットなどの（高さ変化がない）２次元面素から区別することを可能にすると考える。そのような態様では、例えば、高さの変化を含む面欠陥の探索から２次元面要素（例えば、単純な汚れ）を除くことにより、（画像が拡散光から得られた場合でさえ）画像の処理を限定することが可能であり、または画像のデジタル処理において、加硫成形で使用される膨張可能なブラダにより、タイヤの内側面に起伏で残されるピティング（pitting）および／またはルーリング（ruling）などの３次元要素を正確に特定することも可能である。
【００４８】
本出願人は、本方法および装置が、３次元画像で得られる解像度をさらに超える、要素高さに沿った解像度で３次元要素を検出することができると考える。
【００４９】
より正確には、本出願人は、米国特許出願公開第２００４／０２１２７９５号に記載のタイプの方法に基づいて、面部分全体にわたって露光を最適化するためには、左側および右側からの照明で取得した画像が、互いに結合されないことを認識した。最後に、本出願人は、米国特許出願公開第２００４／０２１２７９５号に記載のタイプの方法によれば、最も高い品質に対する個々の寄与を選択することでは、または品質値に関する加重平均を計算することでは、画像の結合が１ピクセルずつ行われないことを認識した。むしろ、２つの画像は互いに比較される、すなわち、解析は、２つの画像間の差分に重点が置かれ、各ピクセルに関連する品質の評価に重点が置かれない。
【００５０】
本発明は、前述の態様の少なくとも１つにおいて、以下に説明する好ましい特徴の１つまたは複数を有することもできる。
【００５１】
好ましくは、第１および第２の画像の対応するピクセルの各対に属する２つのピクセルの取得における時間遅れは、０．５ミリ秒未満、より好ましくは０．２ミリ秒以下である。そのような態様で、有利には、タイヤ表面の円形伸長部全体を１０秒未満、例えば、５秒で取得することが可能である。
【００５２】
好ましくは、第１および第２の画像間の前記比較は、前記第１および第２の画像間の差分を計算することを含む。
【００５３】
より好ましくは、第１および第２の画像間の前記比較は、差分画像を計算することを含み、差分画像の各ピクセルは、前記第１および第２の画像の対応するピクセルに関連付けられた値間の差分を表す値に関連付けられる。そのような態様で、簡単な数値計算を用いて、第１および第２のグレージング放射での各ピクセルの反射率／拡散率の差が示される。
【００５４】
好ましくは、第１および第２の画像を互いに比較する前に、前記第１および第２の画像を互いに対して等化するように規定される。そのような態様で、質的高さプロファイルを示す比較の結果がより正確になる。
【００５５】
好ましくは、前記第１および第２の画像の前記処理は、面部分上のあり得る欠陥の存在を検出することを含む。
【００５６】
好ましくは、前記面部分の各点に対して、点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも９０％は、前記両側の２つの半空間から来る。
【００５７】
より好ましくは、前記面部分の各点に対して、点にそれぞれ入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーのすべては、前記両側の２つの半空間から来る。そのような態様で、２つの照明間の差異が強調される。
【００５８】
前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％は、前記各点で前記タイヤの面に接する平面と５５°以下、より好ましくは５０°以下の大きさを有する第１の入射角を形成する。そのような態様で、光のグレージング効果が強調される。
【００５９】
前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％は、前記各点で前記タイヤの面に接する平面と１０°以上、より好ましくは２０°以上、さらにより好ましくは３０°以上の大きさを有する第１の入射角を形成する。そのような態様で、光源がタイヤの面に近接して配置された場合でさえ、照明が可能になる。
【００６０】
前記面部分の各点に入射する前記第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも９０％は、前記各点で前記光学面に直角であり、かつ前記各点で面に垂直に通る基準面と絶対値で４５°以下、より好ましくは３０°以下の第２の入射角を形成する。そのような態様で、第１および第２の放射間の照明差が強調される。
【００６１】
好ましくは、面部分が第１および第２の放射で照明される時点と異なる時点で、第１および第２の放射と異なる第３の光放射で前記面部分を照明し、および前記第３の光放射によって照明された前記面部分の第３の画像を取得するように規定され、前記第３の画像は２次元である。
【００６２】
好ましくは、前記面部分を照明するために、第３の光放射を放射するように適応された第３の光源が含まれ、前記検出システムは、前記第３の画像を取得するように適応され、前記コマンドおよび制御ユニットは、面部分が第１および第２の放射で照明される時点と異なる時点で、前記第３の光源を作動させ、および第３の光源の作動と同期して前記第３の画像を取得するために、前記検出システムを駆動するように構成される。
【００６３】
好ましくは、第３の光放射は拡散する。
【００６４】
好ましくは、面部分上のあり得る欠陥の存在を検出するために、前記第３の画像を処理するように規定され、前記処理は、第１および第２の画像間の前述の比較から得られた情報を使用する。
【００６５】
このように、拡散光で取得した第３の画像の処理は、グレージング光での２つの画像の比較から得られた情報を使用する。例えば、そのような態様で、第３の画像のあり得る欠陥から２次元汚れを除外することが可能である。他方で、欠陥探索は、グレージング光での画像ではなく、面部分の完全な複写により適した拡散光で取得した第３の画像で行われる。
【００６６】
好ましくは、前記第１および第２のデジタル画像は、互いに隣接するか、または部分的に重なる一連の直線面部分のそれぞれの複数の第１および第２の線画像から構成され、前記第１および第２の線画像は、前記第１および第２の光放射によって交互の順序でそれぞれ照明された前記一連の直線部分の各直線部分で取得される。
【００６７】
好ましくは、前記第３のデジタル画像は、前記一連の直線面部分の複数の第３の線画像から構成され、前記第３の線画像は、前記第３の光放射によって照明された前記一連の直線部分の各直線部分で、前記それぞれの第１および第２の線画像と交互の順序で取得される。
【００６８】
そのような態様で、リニアカメラを用いて、タイヤの円形伸長部全体に沿ってそれぞれの画像を取得することが可能である。
【００６９】
好ましくは、検出システムは、目標ラインを有するリニアカメラを含む。
【００７０】
好ましくは、前記直線面部分は、目標ラインに近接し、時間的に連続して配置される。
【００７１】
好ましくは、前記一連の直線部分は、タイヤの軸のまわりのタイヤの回転によって得られる。
【００７２】
好ましくは、装置は、前記支持体と、したがってタイヤとを、その回転軸のまわりで回転させるように適応された動作部材を含み、コマンドおよび制御ユニットは、前記動作部材を駆動するように構成される。
【００７３】
そのような態様で、固定したままとすることができるリニアカメラの目標ラインの位置に一連の直線面部分が存在する。
【００７４】
好ましくは、装置は、前記支持体の角度位置を検出するシステム（例えば、エンコーダ）を含み、コマンドおよび制御ユニットは、前記角度位置検出システムによって送られた支持体の角度位置信号に応じて、前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源を作動させ、および前記検出システムを駆動するように構成される。そのような態様で、一連の直線面部分がタイヤの回転速度と無関係に正確に取得される。
【００７５】
さらなる特徴および利点は、本発明によるタイヤ製造ラインでタイヤをチェックする方法および装置の例示的であるが、限定的ではないいくつかの実施形態についての詳細な説明からより明らかになるであろう。そのような説明が、非限定的な例としてのみ提示される一連の図に関連して下記に示される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態によるタイヤをチェックする装置の部分概略斜視図を、一部は断面で、一部は機能ブロックの観点で示す。
【図２】図１の細部の部分概略斜視図を示す。
【図２ａ】図２の拡大詳細図を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態によるタイヤをチェックする装置の部分概略斜視図を示す。
【図４ａ】右および左グレージング光でそれぞれ照明されたタイヤ面部分の画像を概略的に示す。
【図４ｂ】右および左グレージング光でそれぞれ照明されたタイヤ面部分の画像を概略的に示す。
【図４ｃ】画像４ａおよび図４ｂの比較によって得られた画像を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
図を参照すると、参照番号１は、本発明によるタイヤ製造ラインでタイヤをチェックする装置を概略的に示す。通常、同じ参照番号は、同じ要素の可能な変形形態に使用される。
【００７８】
装置１は、タイヤ２００を一方のサイドウオールで支持し、通常、鉛直方向に合わせて配置される回転軸２０１のまわりでタイヤを回転させるように適応された支持体１０２を有する。支持体１０２は、通常、動作部材によって駆動され、この動作部材は、例として公知のタイプとすることができるため、これ以上は説明および図示しない。タイヤ用の支持体は、場合により、タイヤ、例えば、当接したそれぞれのビード部を固定するように構成することができる。
【００７９】
好ましくは、光学面１０７に位置する目標ライン１０６を有するリニアカメラ１０５を含む検出システム１０４が含まれ、光学面１０７はリニアカメラを通る。本発明はまた、カメラがマトリクスカメラ（「エリアカメラ」）である代替の事例も企図している。そのような場合、照明および取得される面部分もマトリクスである。
【００８０】
装置は、図１、２、２ａに示すように、（例えば、面部分が平面である場合に）目標ラインと合致するか、または（タイヤの面が曲線をなして連続するために）目標ラインに近接する前記タイヤの直線面部分２０２を照明するために、第１、第２、および第３の光放射をそれぞれ放出するように適応された第１の光源１０８、第２の光源１０９、および第３の光源１１０を含む。
【００８１】
検出システムは、第１、第２、および第３の光放射のうちの少なくとも１つによって照明された直線面部分のそれぞれの２次元デジタル画像を取得するように適応されている。
【００８２】
通常、装置は、前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源、ならびに検出システムが取り付けられたロボットアーム（図示せず）を含む。
【００８３】
好ましくは、第１の光源１０８、および第２の光源１０９は、それぞれの単一副光源１１１、１１２によってそれぞれ構成される。
【００８４】
好ましくは、第３の光源１１０は、光学面１０７の両側で、そのような面に関して対称に配置されたそれぞれの４つの副光源１１３によって構成される。
【００８５】
各副光源１１１〜１１３は、（例として、図２ａに破線１１４で示す）それぞれの主伸長方向を有し、この主伸長方向は、光学面１０７に平行に、したがって目標ライン１０６に平行に延びている。
【００８６】
各副光源は、通常、主伸長方向に沿って一列に整列して配置された複数のＬＥＤ源を含む。
【００８７】
添付図では、副光源は、例えば、透明保護ガラスおよび／またはディフューザとすることができる（図では、例として長方形形状の）それぞれの放射面に合わせて概略的に示されている。
【００８８】
例として、副光源は、主伸長方向１１４に沿った寸法が、図２に示す実施形態に対して１０ｃｍ、図３に示す実施形態に対して６ｃｍであり、主伸長方向に直角な方向に沿った寸法は約１ｃｍである。
【００８９】
好ましくは、副光源１１１、１１２は、光学面の両側に位置し、光学面から等距離にある。
【００９０】
好ましくは、第３の光源の副光源１１３の光学面１０７からの距離は、前記第１の光源および第２の光源の各副光源と光学面との間の距離未満である。
【００９１】
好ましくは、第１の光源、第２の光源、および第３の光源の副光源は、目標ラインに直角な方向に見て、それら副光源の全伸長にわたって重なるように配置される。例として、主伸長方向における第１および第２の端部はすべて、目標ラインに直角な平面に位置する。
【００９２】
一実施形態では、例として図１、２、２ａに示すように、第１の光源、第２の光源、および第３の光源の副光源は、目標ラインに直角な基準面１１６上で、（図２に番号１１５で示す）ラインに沿って配置され、ライン１１５は、目標ライン上に中心を置いた円弧の形状とされる（すなわち、副光源は目標ラインから等距離にある）。
【００９３】
代替実施形態では、図３に示すように、副光源は、頂点が光学面１０７にある基準面１１６上の（図３に番号１１６で示す）傾斜ラインに沿って配置されている。
【００９４】
例として、目標ラインの（例として、図２および図２ａの一端に示す）各点Ｐに対して、点Ｐに頂点を有し、目標ラインに直角な平面に位置し、副光源によって範囲を定められる（副光源１１３に関して図２ａに示す）各角度１２０は６°である。
【００９５】
例として、光学面に直角であり、目標ライン１０６を通る焦点面１２１を用いると、焦点面と、目標ラインを通る平面と、それぞれ第１の光源１０８および第２の光源１０９（それぞれ副光源１１１、１１２）のすべての点との間に形成されるすべての角度のうちのそれぞれの最大角度１２２、１２３は４８°である。
【００９６】
例として、焦点面と、目標ラインを通る平面と、それぞれ第１の光源および第２の光源のすべての点との間に形成されるすべての角度のうちの最小角度１２４、１２５は４２°である。
【００９７】
好ましくは、第３の光源１１０は、目標ラインを拡散光で照明するように適応される。
【００９８】
例として、目標ラインの各点Ｐに頂点を有し、目標ラインに直角な平面に位置し、第３の光源によって範囲を定められるそれぞれの角度１２６は約８０°である。そのような態様で、拡散光の広い立体角が得られる。
【００９９】
例として、目標ラインの各点Ｐに頂点を有し、前述の直角面に位置し、一連の第１の光源、第２の光源、および第３の光源によって範囲を定められるそれぞれの角度は９６°である。
【０１００】
例として図３に示す、タイヤの内側面を検査するのに特に適した装置の一実施形態では、検出システムは、（やはり通常はロボットアームに取り付けられる）ミラー１５０を含み、ミラー１５０は、第３の光源に配置され、光学面に対して垂直であり、光学面内の目標ラインを例として９０°の角度で反射するように、（通常はミラーの中線で）光学面に交差する平坦な反射面を有する。
【０１０１】
好ましくは、コマンドおよび制御ユニット１４０が含まれ、このユニット１４０は、
−  前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源の１つまたは複数を選択的に作動させ、
−  直線面部分のそれぞれの２次元デジタル画像（カラーまたはモノクロ）を前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源の１つまたは複数の作動と同期して取得するためにリニアカメラを作動させる
ように構成される。
【０１０２】
コマンドおよび制御ユニットは、通常、支持体１０２の動作部材も駆動するように構成される。そのような態様で、固定されたままとすることができるリニアカメラの目標線の位置に一連の直線面部分が存在する。
【０１０３】
好ましくは、装置は、支持体の角度位置を検出するエンコーダ（図示せず）を含み、コマンドおよび制御ユニットは、前記第１の光源、第２の光源、および好ましくは第３の光源を作動させ、エンコーダによって送られた支持体の角度位置の信号に応じて、検出システムを駆動するように構成される。
【０１０４】
好ましくは、コマンドおよび制御ユニット１４０は、
−  前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源を交互の順序で作動させ、
−  第１、第２、および第３の画像をそれぞれ第１の光源、第２の光源、および第３の光源の作動と同期してそれぞれ取得するためにリニアカメラを駆動する
ように構成される。そのような態様で、拡散光での画像とグレージング光での２つの画像とを共に取得することが可能である。
【０１０５】
好ましくは、（例えば、コマンドおよび制御ユニット１４０に組み込まれた）処理ユニットであって、以下の機能：
−  リニアカメラから取得画像を受け取ること、
−  面部分をチェックするために画像を処理すること
のために構成された処理ユニットが含まれる。
【０１０６】
好ましくは、処理ユニットは、直線面部分の高さプロファイルに関する情報（例えば、あり得る起伏および／または窪みの存在）を得るために、第１および第２の画像間の差分を計算するように構成される。
【０１０７】
好ましくは、第１および第２の画像間の差分を計算することは、差分画像を計算することを含み、差分画像の各ピクセルは、第１および第２の画像の対応するピクセルに関連付けられた値間の差分を表す値に関連付けられる。そのような態様で、３次元要素（タイヤの内側面の浮き出たピティングまたは浮き出た文字など）を示すために、第１および第２の画像間の差分から得られた画像を使用することと、欠陥を探すために、拡散光での画像の処理において考慮されるそのような情報を保持することとが可能である。
【０１０８】
例として、前述の装置を用いて実施される、タイヤ製造ラインでタイヤの表面をチェックする方法について以下に説明される。
【０１０９】
まず、チェックされるタイヤ２００が、例えば、支持体１０２の上方でサイドウオールに対して当接される。
【０１１０】
コマンドおよび制御ユニット１４０は、直線面部分が目標ラインと少なくとも部分的に合致するか、または近接するように、光源をタイヤの（外側または内側）面の近くに移動させるために、ロボットアームを駆動する。
【０１１１】
次いで、コマンドおよび制御ユニットは、タイヤを回転させるために、支持体１０２の動作部材を駆動する。
【０１１２】
コマンドおよび制御ユニットは、それぞれの直線面部分のそれぞれの２次元デジタル画像（カラーまたはモノクロ）をそれぞれ第１の光源、第２の光源、および第３の光源の作動と同期して取得するために、進行中のタイヤの回転により、エンコーダが受け取った角度位置の信号に応じて、前記第１の光源、第２の光源、および第３の光源を迅速に交互の順序で周期的に作動させる。例として、直線部分の各単一デジタル画像は、モノクロカメラの場合に１×２０４８ピクセル、２直線またはＲＧＢカラーカメラの場合に２×２０４８ピクセルを含む。例として、第１の線画像の取得と第２の線画像の取得との間、ならびに第２および第３の線画像間、さらに循環して、第１および第２の線画像間の時間遅れは０．２ミリ秒未満である。
【０１１３】
所望の面部分を観測するために、タイヤを必要に応じて回転させた後、好ましくは、円形伸長部全体を取得するために少なくとも完全に１回転させた後、単一のデジタル画像が得られ、この単一デジタル画像は、それぞれが各光源で照明された一連の直線部分のすべてのデジタル画像で得られる。処理ユニットは、検出システムからそのような画像を受け取り、所望する面部分全体の対応する第１、第２、および第３の画像を区別する。
【０１１４】
そのような画像は、単一の線画像に対応する実際の直線面部分が、その間に行われたタイヤの回転のために、３つの画像に正確に一致しないとしても、実質的に１ピクセルずつ重ねることができる。それにもかかわらず、画像の取得回数および回転速度は、３つの画像が互いに組み合わされ、したがって１ピクセルずつ比較できるように選択される。有利には、第１（または第２、または第３）の画像の各ピクセルは、ピクセルに関連する直線面のサイズ（例として、ピクセルの約１／３に等しい空間ギャップ）を除いて、前記各ピクセルに対応する第２（またはそれぞれ第３もしくは第１）の画像のピクセルが示す微小面部分と区別される微小面部分を示す。そのような態様で、３つの画像は互いに組み合わされ、タイヤが１ピクセルに等しい（例として、０．１ｍｍに等しい）区間を回転した時間間隔で、３つの直線画像が取得される。
【０１１５】
説明したように、各直線面部分の各点に対して、したがって観測した面部分の各点に対して、点にそれぞれ入射する第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも７５％、例として、すべては、光学面１０７に対して両側の２つの半空間から来る。
【０１１６】
さらに、各直線面部分の各点に対して、点に入射する第１および第２の光放射のそれぞれの全光パワーの少なくとも７５％、例として、すべては、その点で面に接する平面（すなわち、焦点面１２１）と約４８°の最大入射角１２２、１２３を形成する（グレージング光）。
【０１１７】
好ましくは、面部分（または目標ライン）の各点に入射する第１、第２、および第３の光放射のそれぞれのすべての全光パワーは、光学面に直角であり、かつその点で面に垂直に通る基準面１１６と絶対値で４５°以下の入射角を形成する。例えば、目標ラインの任意の点（例として、図２ａにＰ’で示す）で頂点を有し、目標ラインを通り、第１の光源、第２の光源、または第３の光源を通る任意の１つの平面に位置し、第１の光源、第２の光源、または第３の光源によって範囲を定められる角度１２７は６０°である。そのような態様で、有利には、各副光源は、目標ラインに入射する指向性光放射を放出する。
【０１１８】
好ましくは、処理ユニットは、第１および第２の画像を処理し、面部分の高さプロファイルに関する情報を得るために、第１および第２の画像を互いに比較する。好ましくは、第１および第２の画像間の比較は、差分画像を計算することを含み、差分画像の各ピクセルは、第１および第２の画像の対応するピクセルに関連付けられた値間の差分を表す値に関連付けられる。
【０１１９】
好ましくは、第１および第２の画像を互いに比較する前に、例えば、それら画像の平均明度を全体的にまたは局所的に等化することにより、第１および第２の画像を互いに対して等化するように規定される。
【０１２０】
好ましくは、処理ユニットは、第１および第２の画像間の前述の比較から得られた情報を使用して、面部分上のあり得る欠陥の存在を検出するために、拡散光の第３の画像を処理する。
【０１２１】
図４ａおよび図４ｂはそれぞれ、起伏した要素２０３と、起伏のない要素、すなわち２次元要素２０４（離型剤汚れなど）とを含むタイヤ２００の面部分の第１および第２の画像を概略的に示す。
【０１２２】
画像が図の右からのグレージング光を用いて得られる図４ａでは、画像は、要素２０３から左に向かって突出する陰影領域２０５を含み、画像が図の左からのグレージング光を用いて得られる図４ｂでは、画像は、要素２０３から右に向かって突出する陰影領域２０６を含む。要素２０４は、それと異なり、右および左のグレージング照明を等しく受けるため、２つの画像において実質的に同一の態様で取得される。
【０１２３】
図４ｃは、図４ａおよび図４ｂの２つの画像の値間の絶対値の差分を各ピクセルに関連付けることによって得られた差分画像を概略的に示す。見て分かるように、２次元汚れ２０４では、差分画像は明度変動が全くなく、一方、（図４ｃに陰影線で示した）起伏した要素２０３では、要素自体２０３の存在を示す明度の変動がかなりある。
【図１】
0006691541.tif 000002
【図２】
0006691541.tif 000003
【図２ａ】
0006691541.tif 000004
【図３】
0006691541.tif 000005
【図４ａ】
0006691541.tif 000006
【図４ｂ】
0006691541.tif 000007
【図４ｃ】
0006691541.tif 000008