(57)【要約】  −支持フレーム（２）と、  −フランジ（３）と、  −好ましくは２次元用の第１の画像取得システム（４）であって、第１の光軸（６）、第１の焦点面（７）、第１の焦点（Ｆ１）、及び第１の被写界深度を有する第１のカメラ（５）と、第１の焦点（Ｆ１）の周囲を照明するように適合された第１の照明システム（１０）と、を含む、第１の画像取得システム（４）と、  −好ましくは３次元用の第２の画像取得システム（１１）であって、第２の光軸（１６）、第２の焦点面（１７）、及び第２の被写界深度を有する第２のカメラ（１２）と、第２の照明システム（１３）と、を含む、第２の画像取得システム（１１）と、を含み、  第１の焦点（Ｆ１）を通り、第１の光軸（６）に実質的に直交し、第２の光軸と第２の被写界深度との間の交差領域（２３ａ）も通る少なくとも１つの並進面（２２）がある、タイヤを分析するためのデバイス（１）及び関連する方法。
2018537671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを分析するためのデバイス（１）であって、
−支持フレーム（２）と、前記支持フレームをデバイス移動部材に取り付けるためのフランジ（３）と、
−タイヤの表面の画像を取得するための第１の取得システム（４）であって、前記第１の取得システム（４）は前記支持フレームに取り付けられており、
−第１の光軸（６）、第１の焦点面（７）、及び第１の被写界深度を有する第１のカメラ（５）と、
−前記第１の光軸と前記第１の焦点面との間の交点に位置する第１の焦点（Ｆ１）の周囲を照明するように適合された第１の照明システム（１０）と、
を含む、第１の取得システム（４）と、
−前記表面の画像を取得するための第２の取得システム（１１）であって、前記第２の取得システム（１１）は前記支持フレームに取り付けられており、
−第２のカメラ（１２）及び第２の照明システム（１３）を含み、
前記第２のカメラは、第２の光軸（１６）、第２の焦点面（１７）、及び第２の被写界深度を有する、第２の取得システム（１１）と、
を含み、
前記第１の光軸（６）に実質的に直交して前記第１の焦点（Ｆ１）を通り、また、前記第２の光軸と前記第２の被写界深度との間の第１の交差領域（２３ａ）を通る少なくとも１つの並進面（２２）がある、
デバイス（１）。
【請求項２】
前記第１の取得システム（４）は、２次元画像を取得するように適合されており、前記第２の取得システム（１１）は、３次元画像を取得するように適合されており、前記第２のカメラ（１２）はマトリックスカメラであり、前記第２の照明システム（１３）は、伝播面（２１）を有するリニアビームを放出するように適合されたレーザー源（２０）を含み、前記第２の光軸は前記伝播面に対して傾けられている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記並進面（２２）はまた、前記伝播面（２１）と前記第２の被写界深度との間の第２の交差領域（２３ｂ）を通る、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１の焦点（Ｆ１）を通り、前記第１の光軸に実質的に直交し、また、前記第１の交差領域（２３ａ）及び前記第２の交差領域（２３ｂ）を通る並進面束がある、請求項１又は２又は３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記少なくとも１つの並進面（２２）は、前記第１の光軸（６）に直交しており、前記第１の焦点面（７）に一致する平面である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つの並進面（２２）は、前記伝播面（２１）と、前記第２の焦点面（１７）と、前記第２の光軸（１６）との間の交点に位置する第２の焦点（Ｆ２）を通る、請求項２に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第１のカメラはリニアであり、前記第１の焦点面（７）と、前記第１の光軸（６）及び前記リニアカメラのリニアセンサを通る光学面（２６）との間の交点にある対物レンズ線（２５）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記対物レンズ線と、前記並進面（２２）と前記伝播面（２１）との間の交差線（２７）とは互いに平行であるとともに、前記対物レンズ線及び前記交差線（２７）に直交し前記並進面に属している並進方向（２８）に対して整列している、請求項２に従属する場合の請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第２のカメラ（１２）は、前記レーザー源（２０）を基準にして、前記第１のカメラ（５）の反対側に配置されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記伝播面（２１）は前記第１のカメラの前記光学面（２６）に平行であり、前記第２の焦点面（１７）は前記並進面（２２）に対して傾けられている、請求項７に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１の照明システムと前記第１の交差領域（２３ａ）との間に配置された不透明なセパレータ（５０）も含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１の照明システム（１０）は、第１の光学バンド内で放出するように適合されており、前記第２のレーザー源は、前記第１の光学バンドから実質的に分離された第２の光学バンド内で放出するように適合されており、前記第２の取得システムは、前記第２のカメラの対物レンズの前に光学的に配置された光学フィルタを含み、前記第２の光学バンドを通過させ、前記第１の光学バンドを実質的に遮断するように適合されている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項１３】
第２の支持フレーム（４０）を含み、前記第２の支持フレーム（４０）に、前記第１の照明システムが強固に取り付けられており、前記第２の支持フレームは、前記第２の支持フレームが、前記第１の光軸に実質的に平行な方向に沿って、前記第１のカメラの近傍の位置から前記第１のカメラの遠位側の位置へと直線的に並進することができるように、前記支持フレームに可動的に取り付けられている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
第２の支持フレーム（４０）を含み、前記第２の支持フレーム（４０）に、前記第１の照明システムが強固に取り付けられており、前記第１及び第２のカメラ及び前記第２の照明システムは、当該デバイスの第１端部（４３）の近傍において前記支持フレームに強固に取り付けられており、前記第２の支持フレーム（４０）は、前記第１端部の長手方向反対側の当該デバイスの第２端部（４４）の近傍において前記支持フレーム（２）に強固に固定されており、前記第１の光軸に沿った、前記第１のカメラの外部光学表面と前記第１の焦点（Ｆ１）との間の距離は２５０ｍｍ以上である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１の照明システム（１０）は、前記対物レンズ線（２５）を照明するために、それぞれ第１の光放射、第２の光放射、及び第３の光放射を放出するように適合された第１の光源（５１）、第２の光源（５２）、及び第３の光源（５３）を含み、前記第１の光源及び前記第２の光源はそれぞれ、前記光学面（２６）を基準にして両側に配置されており、且つ前記光学面（２６）に対して対称であり、前記第３の光源は、前記第１の光源と前記第２の光源との間に配置されており、前記第１の光源及び前記第２の光源のそれぞれは、前記対物レンズ線（２５）に、対応するグレージング光を当てるように適合されており、前記第３の光源は、前記対物レンズ線（２５）に拡散光を当てるように適合されている、請求項７に記載の、又は請求項７に従属する場合の請求項８〜１４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記第１の光源、前記第２の光源、及び前記第３の光源のそれぞれは、１つ以上の対応するサブ光源（５４）を含み、前記サブ光源（５４）はそれぞれ、前記対物レンズ線（２５）に実質的に平行な、対応する主伸長方向（５５）を有し、前記第３の光源は、前記光学面を基準にして対称な状態で分配された複数の対応するサブ光源を含み、前記第１の光源及び前記第２の光源はそれぞれ、１つのみのサブ光源（５４）を含み、前記第１の光源の前記サブ光源、前記第２の光源の前記サブ光源、及び前記第３の光源の前記サブ光源は、前記対物レンズ線の方に向けられた凹面を有する、前記対物レンズ線に直交している平面上の円弧線（５６）に沿って配置されており、各サブ光源（５４）は、支持体と、１つ以上の第１光源と、を含み、各支持体は円形態の断面を有する、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
第２の支持フレーム（４０）を含み、前記第２の支持フレーム（４０）に、前記第１の照明システムが強固に取り付けられており、前記第１の照明システム（１０）は、１つ以上の支持体と、１つ以上の第１光源と、を含み、前記第２の支持フレームは、互いに対向している一対の側壁（５７）と、前記側壁の間に配置された底壁（５８）と、によって構成されており、前記側壁は前記底壁に固定されており、サーマルグルーが各側壁と前記底壁との間に接触した状態で配置されており、前記支持体は、前記側壁の間に配置され、且つ前記側壁に固定されており、サーマルグルーが前記支持体と前記側壁（５７）との間に接触した状態で配置されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記第２の支持フレーム及び前記支持体はアルミニウム製であり、前記支持体及び前記底壁（５８）には、使用中、垂直に位置するような状態で配置されるリブ（５９）が設けられている、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記支持フレーム（２）に取り付けられている前記第１の取得システム及び前記第２の取得システムのための駆動及び制御ユニット（７０）を含み、前記駆動及び制御ユニット（７０）は、前記第１の照明システム及び前記第２の照明システムの電源をオンにし、前記各照明システムの電源オンと同時に前記第１のカメラ及び前記第２のカメラを作動させるように適合されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２０】
タイヤ製造ラインのタイヤを分析するためのステーション（１００）であって、
サイドウォールにおいてセットされた前記タイヤ（１０１）を支持し、前記タイヤを前記タイヤの回転軸線（１４０）の周りで回転させるように適合された支持部（１２０）と、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のデバイス（１）と、前記デバイスが前記フランジ（３）によって取り付けられる前記デバイス移動部材（１０２）と、
を含む、ステーション（１００）。
【請求項２１】
前記デバイスを移動させるための前記部材（１０２）はロボットアームであり、前記デバイスは、単一の、前記支持部の角度位置の検出システムと、前記第１の照明システム及び前記第２の照明システムの電源をオンにし、前記第１のカメラ及び前記第２のカメラを、前記角度位置を検出するための前記単一のシステムによって送信された前記支持部（１２０）の単一の角度位置信号に応じて作動するように構成されている駆動及び制御ユニット（７０）と、を含む、請求項２０に記載のステーション。
【請求項２２】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のデバイス（１）を用いてタイヤを分析するための方法であって、前記タイヤの前記表面の領域は、少なくとも前記第１の焦点（Ｆ１）において前記少なくとも１つの並進面（２２）の上方又は前記少なくとも１つの並進面（２２）の近傍にあるままで、前記デバイス（１）に対して並進され、前記第１の取得システム（４）及び前記第２の取得システム（１１）は、前記並進中、前記表面領域の同列の別部分の各一連の画像を並行して取得するために作動される、方法。
【請求項２３】
前記領域の前記別部分は直線表面部分である、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばタイヤ表面に存在し得る検出可能な欠陥について検査するために、特にタイヤ表面の画像の取得、及び更に、タイヤ表面の画像の処理によって、タイヤ製造ライン内のタイヤを分析するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
「タイヤ（tyre）」は、典型的には、完成後、即ち組立工程、成形工程、及び加硫工程後のタイヤを意味するが、組立工程後であって、成形工程及び／又は加硫工程前の生タイヤを意味する場合もある。
【０００３】
典型的には、タイヤは、動作中、タイヤの回転軸線の周りに実質的にトロイダル構造を有し、回転軸線に直交している軸方向中央線面（axial middle line plane）を有し、前記面は、典型的には、幾何学的（実質的）対称面である（例えば、トレッドパターン及び／又は内部構造などのあらゆる軽微な非対称性は無視する）。
【０００４】
タイヤの外部表面、内部表面はそれぞれ、タイヤをタイヤの取付リムと結合した後にも見える表面、前記結合後にはもはや見えない表面を示す。
【０００５】
「低（low）」、「高（high）」、「下方（below）」及び「上方（above）」という用語は、使用中における、タイヤの構成要素、タイヤ、装置、デバイスなどの要素の地面に対する相対位置、又は前記要素のうちの１つの、別の要素に対する相対位置を同定する。
【０００６】
幾何学的要素（直線、平面、表面など）に対し「実質的に直交している（substantially orthogonal）」とは、これら要素が９０°＋／−１５°、好ましくは９０°＋／−１０°の角度を成すことを意味する。
【０００７】
前記幾何学的要素に対し「実質的に平行している（substantially parallel）」とは、これら要素が０°＋／−１５°、好ましくは０°＋／−１０°の角度を成すことを意味する。
【０００８】
「光学（optical）」、「光（light）」などの用語は、スペクトルの少なくとも一部が拡張された光学バンドの近傍内にあり、必ずしも厳密に光学バンド（即ち、４００〜７００ｎｍ）内にある必要はない、使用される電磁放射を意味し、例えば、この拡張された光学バンドの近傍は、紫外線から赤外線までの範囲（例えば、約１００ｎｍ〜約１μｍの波長）であってもよい。
【０００９】
「デジタル画像（digital image）」又は同様に「画像（image）」とは、概して、典型的には、空間的座標の組（各組は画素に相当する）の有限集合（典型的には、２次元及びマトリックス、即ち、Ｎ行ｘＭ列）の座標の各組（典型的には、座標の各対）が、対応する数値セット（異なる大きさを表してもよい）と関連付けられる、コンピュータファイル内に含まれるデータセットを意味する。例えば、モノクロ画像（グレーレベル又は「グレースケール」内の画像など）において、このような数値セットは有限スケール（典型的には、２５６のレベル又は色調）内の単一値からなり、この値は、例えば、表示されるときの空間的座標の各組の光度（又は強度）レベルを表す。更なる例は、数値セットが複数の色又はチャネル、典型的には、原色（例えば、ＲＧＢコードの赤、緑及び青並びにＣＭＹＫコードのシアン、マゼンタ、黄及び黒）の光度レベルを示すカラー画像に代表される。「画像」という用語は、画像の実際の表示を必ずしも意味するものではない。
【００１０】
特定の「デジタル画像」へのあらゆる言及（例えば、タイヤ上で最初に取得したデジタル画像）には、より一般には、前記特定のデジタル画像の１つ以上のデジタル処理（例えば、フィルタリング、均等化、平滑化、２値化、しきい値処理、モルフォロジー変換（オープニングなど）、微分又は積分計算など）によって得られる任意のデジタル画像を含む。
【００１１】
「２次元画像（two−dimensional image）」又は「２次元（２Ｄ）」という用語は、その各画素が、一般的なカメラ又はデジタルカメラ（例えば、ＣＣＤ）により検出される画像など、表面の反射率／拡散率及び／又は色を表す情報に関連付けられるデジタル画像を意味する。
【００１２】
「３次元画像（three−dimensional image）」又は「３次元（３Ｄ）」という用語は、その各画素が、表面高さ情報に関連付けられるデジタル画像、例えば、レーザー光線により照明された表面の２次元マトリックス画像の三角測量処理による表面の高さプロファイル再構成技術により得られる画像を意味する。
【００１３】
「デジタルカメラ（digital camera）」又は簡潔に「カメラ（camera）」とは、２次元デジタル画像を取得するように適合され、像平面及び対物レンズ（簡略化のため、円柱対称を有すると想定されるが、本発明はこれらの対物レンズのみに限定されない）を画定するデジタル画像センサ（又は簡潔に「センサ」）を含む光電子デバイスを示す。
【００１４】
「センサ（sensor）」は、入射光を、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ技術によって電気信号に変換することができる感光性要素（「画素」と呼ばれる）のセットを意味する。画素という用語は、センサの単一感光性要素と、上で定義したデジタル画像を形成する単一要素の両方を示すために使用され、センサの各画素は、典型的には、画像の画素に対応する。
【００１５】
「マトリックスカメラ（matrix camera）」は、そのセンサが矩形マトリックスに従い配置された画素を有し、この矩形マトリックスが同様の長さを持つ２つの寸法（例えば、この２つの寸法は、４ｘ３又は３ｘ２フォーマットのように、一桁未満だけ異なる）を有するカメラを意味する。典型的には、センサマトリックスの対角線は長く、数十ミリメートルである。
【００１６】
「リニアカメラ（linear camera）」は、そのセンサ（「リニアセンサ」と呼ばれる）が矩形マトリックスで配置された画素を有し、この矩形マトリックスが有する１つの寸法がもう一方の寸法より大幅に大きい、典型的には少なくとも二桁大きいカメラを意味する。典型的には、センサの画素の行の数は１〜４であり、列の数は１０００を超える。「行（row）」及び「列（column）」という用語は、従来使用されており、入れ替え可能である。リニアカメラは、カメラの焦点面と、これに直交し、リニアセンサを通る平面（「光学面」と呼ばれる）との間の交点にある対物レンズ線（objective line）を特徴とし、対物レンズ線に配置された直線表面部分の画像（「線画像」と呼ばれ、リニアセンサの寸法に等しい画素寸法を有する）を取得するように適合されている。「表面直線部分（surface linear portion）」は、寸法サイズが、それに直交するもう一方の寸法よりも大きい、典型的には、少なくとも二桁大きい表面部分を意味する。直線表面部分の副寸法は、典型的には、０．１ｍｍ以下である。
【００１７】
対物レンズの「光軸（optical axis）」は、線であって、この線に沿って対物レンズの回転対称が存在する線を示す。
【００１８】
カメラの「焦点面（focal plane）」は、対物レンズによってセンサに収束される物体上の点（object points）からなる面を意味する。即ち、焦点面の各物体上の点から発生する光線は、センサ平面（像平面）上の各点で収束する。
【００１９】
「被写界深度（depth of field）」は、焦点面の近傍の平面セットであり、平面セットの各点が対物レンズによってセンサ平面に投影されたとき、所定の錯乱円（例えば、５〜１０マイクロメートルの直径を有する）に内接する画像を形成する平面セットを意味する。
【００２０】
「リニアビームを有するレーザー源（laser source having a linear beam）」、又は簡潔には「リニアレーザー源」とは、線の形態、典型的には、直線分の形状の断面を有するビームを放出するように適合されたレーザー源を意味する。
【００２１】
リニアレーザー源の「伝播面（propagation plane）」とは、リニアビームが伝播する平面（前記線は伝播面上にある）を意味する。
【００２２】
表面のある点に入射する「指向性の光放射（directional light radiation）」とは、頂点としての点及び幅を有する、π／８ステラジアン未満又はπ／８ステラジアンに等しい（好ましくは、π／１０ステラジアン未満又はπ／１０ステラジアンに等しい）円錐形の立体角があり、この立体角内に、総光パワーの少なくとも７５％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは点における入射光パワーの全てが位置する光放射を意味する。
【００２３】
「拡散光放射（diffuse light radiation）」は、非指向性の光放射を意味する。
【００２４】
表面のある点に入射する「グレージング光放射（grazing light radiation）」とは、点における入射放射の総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１００％）が、前記点における表面に正接する平面と、６０°未満又は６０°に等しい、好ましくは４５°未満又は４５°に等しい入射角を成す光放射を意味する。
【００２５】
「組立／製造サイクル時間（building／production cycle time）」とは、組立／製造プラントからの組立後／完成後のタイヤの排出と、次のタイヤの排出との間の経過時間を意味する。
【００２６】
車両車輪用タイヤの製造及び組立工程の状況においては、不良タイヤ又は設計仕様を満たしていないタイヤが市場に出ることを防ぐ並びに／又は製造工程で実施される操作の実行を向上し最適化するために使用される装置及び機械類を継続的に調整する目的で、製造後の製品の品質検査を実施することが特に有用である。
【００２７】
これら品質検査には、例えば、タイヤの目視及び触覚検査に一定時間を投じる人間のオペレータにより実施されるものを含み、オペレータが自身の経験及び感度に照らしてタイヤが特定の品質基準を満たさないと考えた場合、任意の構造的及び／又は質的欠陥の評価を深めるために、同タイヤに、人による更に詳細な検査及び／又は適切な設備によって更なる検査が行われる。
【００２８】
米国特許出願公開第２０１０／０００２２４４Ａ１号は、タイヤ表面に組み込まれた異なる品質のゴム片を安全に区別することができるタイヤ表面の検査手法について記載している。第１の照明ユニットは一対の第１の光投射器を含み、一対の第１の光投射器はそれぞれ反対側で対物レンズ線に向かって光を投射する。第２の照明ユニットは一対の第２の光投射器を含み、一対の第２の光投射器は、それぞれ反対側で、第１の照明線とは反対方向に対物レンズ線に向かって光を投射する。第１の照明ユニットと第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の照明ユニット及び第２の照明ユニットの各照明操作と同期して、対物レンズ線に対応するタイヤの表面部分の画像を形成する。
【００２９】
米国特許出願公開第２００４／０２１２７９５Ａ１号は、物体の外形及び／又は変形の測定方法について記載している。物体は、放射源により放出される光によって照明され、特に、コヒーレント光又は一部コヒーレント光、特にレーザー光からなる。物体によって反射された光は画像センサを備えるカメラにより受信される。画像品質を向上させるために、第１の画像は、画像の第１領域に好適な第１の構成のカメラ及び／又は放射源によって作成される。更に、第２の画像は、画像の第２領域に好適な第２の構成のカメラ及び／又は放射源によって作成される。この２つの画像は組み合わせられる。
【００３０】
米国特許第６．６８０．４７１Ｂ２号は、タイヤの内部曲面をＬＥＤ及びＣＣＤによって均一に照明することができる装置について記載している。
【００３１】
米国特許出願公開第２０１２／０１３４６５６Ａ１号は、製造されたタイヤの形状異常を容易に検出することができるタイヤの照明デバイス及び検査デバイスについて記載している。
【００３２】
国際公開第２０１５／０４４１９６Ａ１号は、照明手段と、画像取得手段と、照明手段とタイヤ表面の照明領域との間に光学的に配置された反射器と、を含む、タイヤの内部表面の画像取得用のデバイスについて記載している。
【００３３】
タイヤの品質管理の分野において、本出願人は、例えば、表面上又は表面近傍に存在し得る欠陥を検出するために、タイヤの内部表面及び／又は外部表面をそのデジタル画像の光学的取得によって分析すること、並びにその後のデジタル画像の処理について課題を設定した。考慮される欠陥は、例えば、タイヤの表面の不規則性（未加硫コンパウンド、形状の変化など）、構造の不均一性、傷、表面上の異物の存在などであり得る。
【００３４】
本出願人は、検査をタイヤの製造プラント内で「インライン」で使用するためには、検査自体を、サイクル時間未満又はサイクル時間に一致する減少した時間内に、低減されたコスト及び／又は全体寸法で実施すべきであることに気が付いた。
【００３５】
この状況において、本出願人は、例えば、異なる解像度、異なる照度などの、タイヤの同一表面領域の異なる種類の画像を取得し、分析することが有利であることを認識した。特に、本出願人は、同一表面領域の２次元画像と３次元画像の両方を取得することが非常に有利であると考える。
【００３６】
例えば、３Ｄ技術（特に例えば、分解能１０ミクロン以下の高解像度）の分解能を使用して、タイヤの表面上の材料の欠け又は突出、典型的には、欠け又はバブルを検出することができる一方、２Ｄ技術（特に高解像度の）を使用して、浅い傷及び汚れなど３Ｄでは見えない欠陥を検出することができる。更に、両技術によって、エンボス加工及び刻み目などのいくつかの特徴を検出可能である。
【００３７】
本出願人は、上記文書内に記載されているタイプの画像の光学的取得によるタイヤの品質管理方法は時間及び／又は空間の消費の観点において煩雑なため、品質管理方法の実行が実質的に製造ライン外になること、又はインラインの場合には、サイクル時間の延長及び／若しくは（直接及び／若しくは間接）製造コストの増加を招くことを認識した。
【００３８】
製造ライン内におけるタイヤ表面の分析のためのタイヤ表面のデジタル画像の取得において、取得されるデジタル画像が２つの種類、例えば、２次元画像（２Ｄ）及びレーザー三角測量技術を使用した３次元画像（３Ｄ）のものである場合、本出願人は、同一表面領域を２回、例えば、それぞれ２Ｄ画像及び３Ｄ画像のために走査する時間は、タイヤ分析の総時間の大幅な延長を意味するものであることを認識した。
【００３９】
本出願人は、単一の支持フレームを有するデバイスに２つの異なる取得システムを組み合わせ、第２のシステムのカメラによって捉えられる領域が、第１のシステムのカメラの焦点面も通過し、且つ第１のシステムのカメラの光軸に実質的に直交している少なくとも平面（「並進面（translation plane）」と呼ばれる）上で十分に合焦される（即ち、第２のシステムのカメラの被写界深度内にある）ことが有利であることを最終的に見い出した。このように、デバイスに対し、タイヤの表面を、このような並進面上又はその近傍（即ち、第１のシステムのカメラの被写界深度内、以下に説明する）において移動させることによって、デバイスを極めてコンパクトに維持しながらも、局所的に実質的に平坦であり、このような並進面に近接して位置しているタイヤ表面の同一領域の２つの異なる画像を同時に取得することが可能である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４０】
その第１の態様によれば、本発明は、支持フレームと、前記支持フレームをデバイス移動部材に取り付けるためのフランジと、を含む、タイヤを分析するためのデバイスに関する。
【００４１】
好ましくは、タイヤの表面の画像を取得するための第１の取得システムが提供され、前記第１の取得システムは前記支持フレームに取り付けられている。
【００４２】
好ましくは、第１の取得システムは、第１の光軸と、第１の焦点面と、第１の被写界深度と、を有する第１のカメラを含む。
【００４３】
好ましくは、第１の取得システムは、前記第１の光軸と前記第１の焦点面との間の交点に位置する第１の焦点の周囲を照明するように適合された第１の照明システムを含む。
【００４４】
好ましくは、前記表面の画像を取得するための第２の取得システムが提供され、前記第２の取得システムは前記支持フレームに取り付けられている。
【００４５】
好ましくは、第２の画像取得システムは、第２のカメラ及び第２の照明システムを含む。
【００４６】
好ましくは、前記第２のカメラは、第２の光軸と、第２の焦点面と、第２の被写界深度と、を有する。
【００４７】
好ましくは、前記第１の光軸に実質的に直交して前記第１の焦点を通過する１つの並進面がある。
【００４８】
好ましくは、前記並進面はまた、前記第２の光軸と前記第２の被写界深度との間の第１の交差領域を通る。
【００４９】
その第２の態様によれば、本発明は、タイヤ製造ラインのタイヤを分析するためのステーションに関する。
【００５０】
好ましくは、ステーションは支持部を含み、支持部は、サイドウォールにおいてセットされたタイヤを支持し、タイヤをその回転軸線の周りで回転させるように適合されている。
【００５１】
好ましくは、ステーションは、本発明によるデバイスを含む。
【００５２】
好ましくは、前記デバイス移動部材が設けられ、このデバイス移動部材に、前記デバイスが前記フランジによって取り付けられている。
【００５３】
その第３の態様によれば、本発明は、本発明によるデバイスを用いてタイヤを分析するための方法に関する。
【００５４】
好ましくは、前記タイヤ表面の領域は、少なくとも前記第１の焦点において前記少なくとも１つの並進面上又は前記少なくとも１つの並進面の近傍にあるままで、デバイスに対して並進されると考えられる。
【００５５】
好ましくは、前記第１の取得システム及び第２の取得システムは、前記並進中、前記表面領域の同列の別部分の各一連の画像（a respective series of images of a same series of distinct portions of said surface region）を並行して取得するために作動される。
【００５６】
「前記第１の焦点において並進面の近傍にある（lying in the proximity to the translation plane at said first focal point）」という表現は、表面領域が第１の被写界深度内に位置する点において前記第１の光軸に交差することを意味する。
【００５７】
本出願人は、上記解決策によって、同一表面領域（典型的には、全体的な周囲領域）の取得を両技術により並列で実施することが可能であり、これにより、必要時間、結果的に、デバイス自体の使用を半減する一方で、動作中及び停止中の両方でデバイス及び／又は関連の分析ステーションが必要とする全体寸法を限定すると考える。
【００５８】
本出願人は、事実、２つの異なる画像取得システムを単一デバイスに組み合わせて、第１のシステムの光軸に実質的に直交し第１のシステムの光軸上の焦点を通る少なくとも１つの平面が第２のシステムの光軸の（十分な）フォーカス領域も通ることで、同一表面領域の２つの異なる種類の画像の同時取得を可能にし、デバイスを全体としてコンパクトに及び／又は重量が低減された状態に維持する（したがって、密閉空間内でも及び／又は他のデバイスに占有されていても及び／又は比較的高速でも、空間内で容易に扱うことができる）と考える。実際、異なる種類の２つの画像を取得するために、タイヤ表面を、デバイスに対し、並進面に沿って又はその近傍において移動させることが可能であり、そのため、例えば、第１のシステムによって表面部分が取得されると、タイヤ表面は、対応する取得のために第２のシステムの焦点領域を通るまで第１のシステムの光軸に実質的に直交する動きで移動する、又はこの逆の場合も同様である。特に、各瞬間に、２つのシステムは同じ所望の表面領域に属する、別の及び近傍の表面部分の対応する画像を取得する。表面の相対運動を２つの異なる画像の取得と同期させることにより、それぞれ表面部分の同列において得た２つの対応する一連の画像を組み合わせることで、所望の表面領域全体の完全な画像を２つの種類で得ることが可能である。
【００５９】
本出願人は、また、第１の軸線に実質的に直交する動きによる表面部分の移動は、デバイスをコンパクトにするための、２つの取得システムの最適な配置構成を可能にし、例えば、２つの取得システムを並列に、互いに実質的に平行（即ち、第１の光軸が第２の光軸に実質的に平行な状態）に配置することを可能にすると考える。
【００６０】
本発明は、その上記態様の１つ以上において、以下に記載される好ましい特徴の１つ以上を更に有してもよい。
【００６１】
好ましくは、前記第１の取得システムは、２次元画像を取得するように適合されている。
【００６２】
好ましくは、前記第２の取得システムは、３次元画像を取得するように適合されている。
【００６３】
好ましくは、前記第２のカメラはマトリックスカメラである。
【００６４】
好ましくは、前記第２の照明システムは、伝播面を有するリニアビームを放出するように適合されたレーザー源を含む。
【００６５】
好ましくは、前記第２の光軸は前記伝播面に対して傾けられている。
【００６６】
このように、有利には、デバイスは、同一表面領域の２Ｄ画像及び３Ｄ画像（レーザー三角測量）の両方を同時に取得するように適合されている。
【００６７】
好ましくは、前記並進面は、また、前記伝播面と前記第２の被写界深度との間の第２の交差領域を通る。
【００６８】
本出願人は、２Ｄ技術と３Ｄ技術との組み合わせは、異なる光路、異なるカメラ、異なる光学系、異なる焦点アパーチャ、異なる露出時間、異なる第１光源などによって困難となる原理に準ずるものであると気づいている。しかしながら、本出願人は、３次元システムのレーザー線が各々のカメラによって少なくとも前記並進面上に十分に収束される（即ち、その被写界深度内にある）２つの異なる取得システム、即ち１つの２次元システム及び１つの３次元システムを１つのデバイスに組み合わせることによって、局所的に実質的に平坦であり、前記並進面（タイヤ表面をデバイスに対しこのような並進面上又はその近傍において移動させる）の近傍にあるタイヤの同一表面領域の２次元画像及び３次元画像の両方を同時に取得することが可能であると考える。更に、前記解決策は、検出される２Ｄ画像及び３Ｄ画像の高い品質を得ることを可能にする。
【００６９】
典型的には、前記第１の焦点を通過し、前記第１の光軸に実質的に直交している、好ましくは、前記第２の光軸と前記第２の被写界深度との間の前記第１の交差領域を通過する並進面の（無限）のビームが存在する。
【００７０】
典型的には、前記第１の焦点を通過し、前記第１の光軸に実質的に直交している、好ましくは、前記伝播面と前記第２の被写界深度との間の前記第２の交差領域を通過する並進面の（無限）のビームが存在する。
【００７１】
好ましくは、前記少なくとも１つの並進面は前記第１の光軸に垂直な平面である。
【００７２】
好ましくは、前記少なくとも１つの並進面は前記第１の焦点面に一致する。換言すると、例えば、焦点面を回転させるデバイスをシステムが有しない（以下、３Ｄシステムを参照）場合に典型的に起こるように、焦点面は第１の光軸に直交している。このように、第１の取得システム、したがって、全体としてデバイスは、特に単純且つコンパクトである。
【００７３】
好ましくは、前記少なくとも１つの並進面は、前記伝播面と、前記第２の焦点面と、前記第２の光軸との間の交点に位置する第２の焦点を通る。このようにして、第２の３Ｄ取得システムが、並進面に沿って移動する表面に正確に焦点を合わせる。
【００７４】
好ましくは、前記第１のカメラはリニアであり、前記第１の焦点面と前記第１の光軸及び前記リニアカメラのリニアセンサを通る光学面との間の交点にある対物レンズ線を有する。このようにして、対物レンズ線（又は対物レンズ線の近傍）において表面領域を徐々にスライドさせることにより得られる一連の線画像の連続的な取得及び組み合わせによって、タイヤの伸展する曲面領域の画像を取得することが可能である（フォーカス及び／又は照明の均一性の問題を防止する）。
【００７５】
好ましくは、前記対物レンズ線と、前記並進面と前記伝播面との間の交差線は互いに平行であるとともに、前記対物レンズ線及び前記伝播面に直交し並進面に属している並進方向に対して整列している。有利には、これにより、並進方向に沿った、領域の相対的な並進（並びに表面領域の直線部分の同列の各２Ｄ画像及び３Ｄ画像の連続的な取得）によって、同一表面領域（例えば、周方向の）の２Ｄデジタル画像及び３Ｄデジタル画像を取得することを可能にする一方、２つの取得システムが並進方向に沿って並列に配置され得ることから、デバイスをコンパクトに維持する。
【００７６】
好ましくは、前記第２のカメラは、レーザー源を基準にして、前記第１のカメラの反対側に配置されている。このようにして、有利には、デバイスの全体寸法は低減され、２Ｄシステムの取得線と３Ｄシステムの取得線とを近接させて配置することができる。事実、典型的には、レーザーの光路（即ち、レーザーの前面と、伝播面と並進面との間の交差線との間の距離）は第２のカメラの光路（即ち、対物レンズの前面と前記交差線との間の距離）よりも大きい。レーザーが外部位置にある、即ち第２のカメラが第１のカメラとレーザーとの間に配置されている場合、デバイスは全体としてより大きな横寸法を有するであろう。
【００７７】
好ましくは、前記伝播面は第１のカメラの前記光学面に平行である。これはデバイスの全体寸法を低減することになる（特に前述の段落の解決策と共に組み合わせたとき）。更に、第２の光軸が並進面の法線に対して傾けられているこの構成では、第２の焦点面は、並進面、即ちタイヤ表面の配置面に対して傾けられている。この配置構成はまた、第２の焦点面を第２の光軸に対して傾けるデバイスなしで実施される（以下を参照）。このような状況では、表面の所望の高さ変位（height excursion）に焦点を合わせるための第２の被写界深度は、第２の焦点面がタイヤ表面に平行に配置される構成よりも小さい。
【００７８】
典型的には、第２のカメラは、第２の像平面及び第２の対物レンズを画定する第２のセンサを含む。
【００７９】
好ましくは、デバイスは、前記第１の照明システムと前記第１の交差領域との間に配置された不透明なセパレータを含む。より好ましくは、デバイスの不透明なセパレータは、前記第１の照明システムと前記第２の交差領域との間に配置されている。
【００８０】
好ましくは、前記第１の照明システムは、第１の光学バンド内で放出するように適合されており、前記第２のレーザー源は、前記第１の光学バンドとは実質的に別の第２の光学バンド内で放出するように適合されている。
【００８１】
好ましくは、第２の取得システムは光学（例えば干渉）フィルタを含み、光学（例えば干渉）フィルタは、第２のカメラの対物レンズの前に光学的に配置されており、前記第２の光学バンドを通過させ、前記第１の光学バンドを実質的に遮断するように適合されている。例えば、第２のレーザー源は６７０ｎｍの中心波長で放出することができ、白色光を有する第２の照明システムに組み込まれた赤色ＬＥＤによって放出される帯域から十分に離れているため、第２のシステムはＬＥＤ照射器によってあまり妨げられず、可視のまま、したがって、レーザーの安全基準がクラス３Ｒのままでありながらも、干渉フィルタを可能な限り効果的にする。
【００８２】
上記２つの解決策の１つ又は両方は、その画像が取得される２つの区域（線）における光の干渉を防止又は軽減し、特に、レーザーは、伝播面の、第２の被写界深度との前記交差領域においてＬＥＤの光が優位となることを防止する。
【００８３】
好ましくは、デバイスは第２の支持フレームを含み、第２の支持フレームに、前記第１の照明システムが強固に取り付けられている。
【００８４】
一実施形態では、前記第２の支持フレームは、直線的に並進するように、支持フレームに可動的に取り付けられている。
【００８５】
好ましくは、直線的な並進は、第１のカメラの近位側の位置から、前記第１のカメラの遠位側の位置へと前記第１の光軸に実質的に平行な方向に沿って行われる。この構成は、有利には、デバイスを、タイヤのビードによって範囲が定められた空間など比較的狭い空間内において移動すること及び挿入することを可能にする。最も突出した部品（例えば、上方に配置されたビード）を避けた後にのみ、照明体は、内部表面から非常にわずかな距離だけ、対象及びフォーカス領域の最大照明の位置へと移動する。
【００８６】
一実施形態では、第２の支持フレームが設けられ、第２の支持フレームに、前記第１の照明システムが強固に取り付けられており、第１及び第２のカメラ及び第２の照明システムは、デバイスの第１端部の近傍において前記支持フレームに強固に取り付けられており、前記第２の支持フレームは、第１端部の長手方向反対側のデバイスの第２端部の近傍において前記支持フレームに強固に固定されており、第１の光軸に沿った、前記第１のカメラの外部光学表面と前記第１の焦点との間の距離は２５０ｍｍ以上である。より好ましくは、前記距離は３００ｍｍ以上である。このように、第１のカメラの対物レンズは、第１の焦点面から十分に離れており、第１のカメラの対物レンズを、典型的には、フレームが付された領域の同一高さにおいて、より良好な分解能及び／又はアパーチャ又は明るさ（ｆ／Ｎ数、Ｎは焦点比）を有する、３５ｍｍ超、例えば、５０ｍｍなどの非常に長い焦点距離で使用することを可能にする。
【００８７】
好ましくは、前記第１の照明システムは、第１の光源、第２の光源、及び第３の光源を含み、第１の光源、第２の光源、及び第３の光源は、それぞれ第１の光放射、第２の光放射、及び第３の光放射を放出し、第１の焦点（例えば、前記対物レンズ線）の前記周囲を照明するように適合されている。
【００８８】
好ましくは、前記第１の光源及び第２の光源はそれぞれ、前記光学面を基準にして両側にある。
【００８９】
より好ましくは、前記第１の光源及び第２の光源は前記光学面を基準にして鏡対称に位置しており、前記第３の光源は、前記第１の源と第２の源との間に配置されている（即ち、第１の光源の第１の光軸及び第２の光源の第１の光軸に最も近い）。
【００９０】
好ましくは、前記第１の光源及び第２の光源はそれぞれ、第１の焦点（例えば、前記対物レンズ線）の前記周囲に、対応するグレージング光を当てるように適合されており、前記第３の光源は、第１の焦点（例えば、前記対物レンズ線）の前記周囲に拡散光を当てるように適合されている。
【００９１】
好ましくは、前記第１の光源、第２の光源、及び第３の光源のそれぞれは、１つ以上の対応するサブ光源を含み、サブ光源はそれぞれ、前記対物レンズ線に実質的に平行な、対応する主伸長方向（prevailing development direction）を有する。
【００９２】
好ましくは、前記第３の光源は、前記光学面の両側に分配された複数の対応するサブ光源を含む。
【００９３】
より好ましくは、前記サブ光源は前記光学面に対して対称に分配されている。
【００９４】
更により好ましくは、前記サブ光源は少なくとも４つである。このようにして、拡散光による対物レンズ線の均一な照明が得られ、源群（source group）は特にコンパクトに作製される。
【００９５】
好ましくは、第１の光源及び第２の光源はそれぞれ、単一のサブ光源を含む。このようにして、第１の光源及び第２の光源は、対応する指向性放射、好ましくはグレージングを生成する。
【００９６】
好ましくは、前記対応するサブ光源は互いに構造的に及び／又は寸法的に等しい。このようにして、源群は、設計、運用及び保守が簡略化される。
【００９７】
好ましくは、前記対応するサブ光源は主伸長方向に沿って直線的な伸長を有する。これにより、高い照明効率を維持しつつも全体寸法の低減を可能にする。
【００９８】
好ましくは、第１の光源のサブ光源、第２の光源のサブ光源、及び第３の光源のサブ光源は、対物レンズ線に直交している平面上の線上に配置されており、凹側は対物レンズ線の方に面している。一実施形態では、前記サブ光源は前記対物レンズ線から等距離にある（即ち、サブ光源は円弧上に分配されている）。好ましくは、前記光学面の一方の側にあるサブ光源は全て、互いに等しく間隔を開けて分配されている。このようにして、対物レンズ線に入射する光の強度を調整することがより容易になる。
【００９９】
好ましくは、前記第１の照明システム（例えば、第１の光源の前記サブ光源、第２の光源の前記サブ光源、及び第３の光源の前記サブ光源のそれぞれ）は、１つ以上の支持体と、１つ以上の第１光源（例えば、ＬＥＤタイプ）とを含む。
【０１００】
好ましくは、サーマルグルーが、前記第１の照明システム（例えば、前記支持体）と第２の支持フレームとの間に接触した状態で配置されている。
【０１０１】
好ましくは、前記第２の支持フレームは、一対の対向する側壁と、側壁の間に配置された底壁と、からなり、側壁は底壁に固定されており、サーマルグルーが各側壁と底壁との間に接触した状態で配置されている。
【０１０２】
好ましくは、前記支持体は側壁の間に配置され、且つ側壁に固定されており、サーマルグルーが支持体と側壁との間に接触した状態で配置されている。
【０１０３】
好ましくは、前記支持フレーム及び／又は前記第２の支持フレーム及び／又は前記支持体はアルミニウム製である。
【０１０４】
好ましくは、前記支持体及び／又は前記第２の支持フレーム（例えば、前記底壁）には、リブが設けられており、より好ましくは、使用中、垂直に位置するような状態で配置されるリブが設けられている。
【０１０５】
前述の３つの段落の特徴の１つ以上は、第１の照明システムの（特に、ＬＥＤの）第１光源による高い発熱が、ＬＥＤ自体の遮断／切断をもたらすおそれのある温度上昇を引き起こす可能性があるという課題を解決する又は軽減する。特に、アルミニウム及び／又はサーマルグルーの使用によって、発生した熱を第１光源から除去するのを助け、リブは発生した熱を環境中に分散させるのを助け、使用時、リブの垂直配置構成は熱交換を増加する対流運動の開始を促す。
【０１０６】
好ましくは、前記支持体は、支持体を近距離に配置することを可能にするために円形断面を有する。
【０１０７】
好ましくは、デバイスは、前記支持フレームに（強固に）取り付けられている前記第１及び第２の取得システムのための駆動及び制御ユニットを含み、駆動及び制御ユニットは、前記第１及び第２の照明システムの電源をオンにし、各照明システムの電源オンと同時に前記第１及び第２のカメラを作動させるように適合されている。
【０１０８】
これにより、取得システムの（特に、光源の）電力ケーブルのインピーダンス、したがって、光源（例えば、ＬＥＤ）の始動電流の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を低減し、且つ取り扱うケーブルの重量及び数／全体寸法の程度も低減する。
【０１０９】
好ましくは、駆動及び制御ユニットは、
−交互シーケンスで、前記第１の光源、第２の光源、及び第３の光源を作動し、
−第１のカメラを駆動して、それぞれ前記第１の光源、第２の光源、及び第３の光源の作動と同期してそれぞれ第１の画像、第２の画像、第３の画像を取得するように構成されている。このようにして、拡散光における画像とグレージング光における２つの画像との両方を取得することが可能である。
【０１１０】
その更なる態様において、本発明は、タイヤ製造ラインのタイヤを分析するためのステーションに関する。
【０１１１】
好ましくは、ステーションは支持部を含み、支持部は、サイドウォールにおいてセットされたタイヤを支持し、タイヤをその回転軸線の周りで回転させるように適合されている。
【０１１２】
好ましくは、前記回転軸線は垂直に配置されている。
【０１１３】
好ましくは、デバイスの前記移動部材はロボットアームである。
【０１１４】
より好ましくは、前記移動部材は人間型ロボットアームである。
【０１１５】
更により好ましくは、前記移動部材は、少なくとも５軸を有する人間型ロボットアームである。
【０１１６】
好ましくは、デバイスは、単一の、前記支持部の角度位置の検出システム（エンコーダなど）と、前記第１の照明システム及び第２の照明システムの電源をオンにし、前記第１のカメラ及び第２のカメラを、前記単一の、角度位置を検出するためのシステムによって送信された支持部の単一の角度位置信号に応じて作動するように構成されている駆動及び制御ユニットと、を含む。このようにして、タイヤの回転速度を問わず、連続する直線表面部分が正確に取得され、２つのカメラの取得ロジックを回転の制御ロジックから解放し、デバイスの制御の均一性が維持される。
【０１１７】
好ましくは、前記領域の前記別部分は直線表面部分である。
【０１１８】
更なる特徴及び利点は、本発明による、タイヤ製造ラインのタイヤを分析するためのデバイス及びステーションのいくつかの例示的であるが非限定的な実施形態の詳細な説明から更に明らかになるであろう。以下、このような説明は、説明的であり、したがって、非限定的な目的のみのために提供する添付の図を参照しながら記載する。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明による、タイヤを分析するためのデバイスの部分概略斜視図を示す。
【図２】異なる方向から見た図１のデバイスの更なる斜視図を示す。
【図３】図１のデバイスの頂面図を示す。
【図４】図１のデバイスの側面図を示す。
【図５】図１のデバイスの部分分解図を示す。
【図６】図５の細部の部分分解図を示す。
【図７】後退構成にある図１のデバイスの斜視図を示す。
【図８Ａ】本発明による第２の取得システムの２つの可能な光学構成をそれぞれ概略的に示す。
【図８Ｂ】本発明による第２の取得システムの２つの可能な光学構成をそれぞれ概略的に示す。
【図９】本発明によるデバイスの更なる実施形態の部分概略図を、それぞれ、２つの方向から見た斜視図、頂面図、及び部分組立分解図において示す。
【図１０】本発明によるデバイスの更なる実施形態の部分概略図を、それぞれ、２つの方向から見た斜視図、頂面図、及び部分組立分解図において示す。
【図１１】本発明によるデバイスの更なる実施形態の部分概略図を、それぞれ、２つの方向から見た斜視図、頂面図、及び部分組立分解図において示す。
【図１２】本発明によるデバイスの更なる実施形態の部分概略図を、それぞれ、２つの方向から見た斜視図、頂面図、及び部分組立分解図において示す。
【図１３】本発明による、タイヤを分析するためのステーションの概略部分図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１２０】
図１３を参照すると、参照番号１００は、タイヤ製造ライン内のタイヤを分析するためのステーションを示す。
【０１２１】
好ましくは、ステーションは、支持部１２０（例えば、第５のホイール）を含む。支持部１２０は、サイドウォールにおいてセットされたタイヤ１０１を支持し、タイヤを（好ましくは垂直に配置された）その回転軸線１４０の周りで回転させるように適合されている。
【０１２２】
ステーション１００は、タイヤを分析するためのデバイス１を含む。
【０１２３】
好ましくは、ステーションは移動部材１０２（概略的にのみ示される）を含み、この移動部材１０２にデバイス１が取り付けられており、空間内でデバイス１を移動する。好ましくは、デバイスの移動部材はロボットアームであり、より好ましくは、人間型ロボットアームであり、更により好ましくは、少なくとも５軸を有する人間型ロボットアームである。有利には、デバイス１は、支持部１２０を通って底部からではなく、上部からタイヤ内に挿入されることに留意されたい。
【０１２４】
デバイス１は、支持フレーム２と、支持フレームをデバイス移動部材に取り付けるためのフランジ３と、を含む。
【０１２５】
好ましくは、デバイスは、支持フレームに取り付けられている、タイヤ表面の画像、好ましくは２次元画像の第１の取得システム４を含む。
【０１２６】
第１の取得システム４は、典型的には、第１のカメラ５を含む。第１のカメラ５は、第１の光軸６と、第１の焦点面７と、第１の被写界深度（図３は、第１の被写界深度の端面７ａ，７ｂを例示的に示す）と、を有する。典型的には、第１のカメラは、第１のマシン本体８（センサ及び電子機器を収容している）と、第１の対物レンズ９（レンズを収容している）とを有する。
【０１２７】
第１の取得システム４は、典型的には、第１の光軸と第１の焦点面との間の交点に位置する第１の焦点Ｆ１の周囲を照明するように適合された第１の照明システム１０を含む。
【０１２８】
好ましくは、デバイスは、支持フレームに好ましくは強固に取り付けられている、表面の画像、好ましくは３次元画像の第２の取得システム１１を含む。
【０１２９】
第２の画像取得システム１１は、第２のカメラ１２（典型的には、対応する第２のマシン本体１４及び第２の対物レンズ１５からなる）と、第２の照明システム１３と、を含む。
【０１３０】
好ましくは、第２のカメラはマトリックスカメラであり、第２の光軸１６と、第２の焦点面１７と、第２の被写界深度（図８Ａ及び図８Ｂは、第２の被写界深度の端面１８、１９を示す）とにより特徴付けられる。
【０１３１】
好ましくは、第２の照明システム１３は、伝播面２１を有するリニアビームを放出するように適合されたレーザー源２０を含み、第２の光軸１６は伝播面に対して傾けられている。
【０１３２】
好ましくは、少なくとも１つの並進面２２がある。少なくとも１つの並進面２２は、第１の焦点Ｆ１を通り、第１の光軸と９０°＋１５°〜９０°−１５°の角度を形成し、また、前記第２の光軸１６と第２の被写界深度との間の第１の交差領域２３ａを通る。第１の交差領域２３ａは直線分であることに留意されたい。
【０１３３】
好ましくは、前記並進面２２は、また、伝播面２１と第２の被写界深度との間の第２の交差領域２３ｂを通る。第２の交差領域２３ｂは平面であることに留意されたい。
【０１３４】
明確化のために、図は、第１の光軸に厳密に直交している並進面２２を示すが、並進面２２は、第１の交差領域２３ａ及び好ましくは第２の交差領域２３ｂも通る、第１の焦点Ｆ１を通り第１の光軸に実質的に直交する平面束（bundle of planes）のうちのいずれの平面であってもよい。
【０１３５】
図では、更に、並進面２２は第１の焦点面７に一致するとみなされるが、本発明はまた、第１の焦点面が、光軸に直交する平面に対して傾けられている（例えば、第２の取得システムに関し図８Ｂに示す種類のデバイスによって）実施形態（図示せず）を包含する。
【０１３６】
好ましくは、並進面２２は、伝播面２１と、第２の焦点面１７と、第２の光軸との間の交点に位置する、第２の焦点Ｆ２を通る。
【０１３７】
好ましくは、第１のカメラはリニアであり、第１の焦点面と、第１の光軸及びリニアカメラのリニアセンサを通る光学面２６との間の交点にある、対物レンズ線２５により特徴付けられる。例示的に、対物レンズ線は長さ約１００ｍｍである。
【０１３８】
好ましくは、対物レンズ線２５と、並進面２２と伝播面２１との間の交差線２７とは互いに平行であるとともに、対物レンズ線２５及び交差線２７に直交し並進面に属している並進方向２８に対して実質的に整列している（例えば、図１を参照）。
【０１３９】
好ましくは（図に例示的に示すように）、第２のカメラ１２は、レーザー源１３を基準にして、第１のカメラ５の反対側に配置されている。
【０１４０】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の２つの各実施形態における第２の取得システム１１の頂面図を概略的に示す。
【０１４１】
両図において、第２の光軸１６は、伝播面と、例示的に、１５°に等しい鋭角２４を成す。
【０１４２】
例示的に、第２のカメラの外部光学表面と第２の焦点との間の第２の光軸に沿った距離Ｌ２は２１０ｍｍに等しく、レーザー源の外部光学表面と第２の焦点との間の伝播軸線に沿った距離Ｌ３は２８５ｍｍに等しい。
【０１４３】
図８Ａにおいて、第２の光軸は、典型的には、センサの像平面２９に直交して生じる。このような状況では、焦点面１７もまた、被写界深度の先端平面１８及び先端平面１９と同様に、第２の光軸に直交している。タイヤ表面上で検出される最大高度変位（maximum altimetric excursion）がｈ（例えば、およそ数十ｍｍ）に等しいと想定すると、分析されるタイヤ表面（より正確には、所与の高さにおけるその平面）は実質的に並進面２２上にあるため、被写界深度の長さｄは、このような変位ｈを伝播面２１上に少なくとも含むようなものであるべきということになる。
【０１４４】
上で述べたように、「並進面の近傍にある（lying in the proximity of the translation plane）」という語は、前記第１の光軸における表面の局所配置面（local lying plane）（タイヤ表面の所与の高さを通る任意の平面、好ましくは、表面の最大高さ変位の中間高さを通る平面と定義される）が前記第１の被写界深度内に留まる（表面の配置面が第１の焦点を通る場合、前記配置面は前記少なくとも１つの並進面に一致する）ことを意味する。
【０１４５】
伝播面２１が並進面２２に直交しており（及び第１のカメラの光軸に平行しており）、第２の光軸が並進面の法線に対して傾けられている図８の構成では、第２の焦点面１７は並進面２２に対して傾けられている。このような状況では、第２の光軸に沿う被写界深度の長さｄは、ｄｍｉｎ＝ｈ＊ｃｏｓα以上でなければならない。式中、αは、鋭角２４の角度である。したがって、このような最小長さｄｍｉｎは、第２の焦点面が並進面２２に平行に配置されてｄｍｉｎ＝ｈである比較構成よりも小さい。
【０１４６】
好ましくは、図８Ｂに示すように、カメラセンサの像平面２９は、第２の光軸に直交しており、第２の対物レンズ１５を通過する基準面３０と、レーザー源がある側に頂点がある、例示的に１０°に等しい鋭角３１を成す。
【０１４７】
このようにして、第２の焦点面１７は伝播面２１とほぼゼロの鋭角を成し、並進面２２周囲の対象領域内の第２の被写界深度が伝播面２１の周りに生じ、開口を有していても、反射されたレーザー線の、変位ｈに沿った容易な収束を可能にする。
【０１４８】
好ましくは、デバイスは、第１の照明システム１０と第１の交差領域２３ａとの間に配置された不透明なセパレータ５０（図３のみに概略的に示す）を含む。例えば、セパレータは第２の支持フレーム４０に固定されていてもよい。不透明なセパレータは剛性材料のものであってもよく（使用時、タイヤ表面からわずかに離れた状態を維持している）又は使用時、表面上を摺動するヘアブラシなどの可撓性材料のものであってもよい。
【０１４９】
好ましくは、デバイスは第２の支持フレーム４０を含み、第２の支持フレーム４０に第１の照明システムが強固に取り付けられている。
【０１５０】
図１〜図７に例示的に示すものなどの一実施形態では、第２の支持フレームは、好ましくは第１の光軸６に平行な方向に沿って、第１のカメラの近位側の位置から（図７に示すような）、第１のカメラの遠位側の位置（図１〜図４）に直線的に並進するように支持フレームに可動的に取り付けられている。例示的に、デバイスは、リニアアクチュエータ４２（例えば、空気式）を含む。リニアアクチュエータ４２は、主要支持フレーム２に強固に取り付けられており、１つ以上のピストンを直線的に動かすことができる。１つ以上のピストンの遠位端には第２の支持フレームが固定されている。
【０１５１】
図９〜図１２に例示的に示す実施形態などの一実施形態では、第１及び第２のカメラ並びにレーザー源がデバイスの第１端部４３の近傍において支持フレームに強固に取り付けられており、第１の照明システムは第２の支持フレーム４０に強固に取り付けられており、第２の支持フレーム４０は、更には、第１端部４３の長手方向反対側の第２端部４４の近傍において支持フレーム２に強固に固定されている。
【０１５２】
例示的に、第１のカメラの外部光学表面と第１の焦点との間の第１の光軸に沿った距離Ｌ１は、３２０ｍｍに等しく、第１のカメラの対物レンズ９は５０ｍｍの焦点距離を有する。
【０１５３】
比較すると、図１〜図４に示す実施形態では、抜粋した構成におけるこのような距離Ｌ１は例示的に２２０ｍｍに等しく、使用される対物レンズは３５ｍｍの焦点距離を有する。
【０１５４】
好ましくは、第１の照明システムは、第１の光源５１、第２の光源５２、及び第３の光源５３を含み、第１の光源５１、第２の光源５２、及び第３の光源５３は、それぞれ第１の光放射、第２の光放射、第３の光放射を放出し、第１の焦点（例えば、対物レンズ線２５）の前記周囲を照明するように適合されている。
【０１５５】
好ましくは、第１の光源５１及び第２の光源５２はそれぞれ、光学面２６を基準にして両側に且つ鏡対称に配置されており、第３の光源５３は第１の源と第２の源との間に配置されている。
【０１５６】
好ましくは、第１の光源及び第２の光源のそれぞれは、対物レンズ線に、対応するグレージング光を当てるように適合されており、第３の光源は、対物レンズ線２５に拡散光を当てるように適合されている。
【０１５７】
好ましくは、第１の光源、第２の光源、及び第３の光源のそれぞれは、１つ以上の対応するサブ光源５４を含み、サブ光源５４はそれぞれ、対物レンズ線に実質的に平行な、対応する主伸長方向５５を有する。
【０１５８】
好ましくは、第３の光源５３は、光学面を基準にして対称に分配された、４つなど複数の対応するサブ光源５４を含む。
【０１５９】
好ましくは、第１の光源及び第２の光源はそれぞれ、単一のサブ光源５４を含む。
【０１６０】
好ましくは、対応するサブ光源は互いに構造的に及び／又は寸法的に等しい。
【０１６１】
好ましくは、対応するサブ光源は主伸長方向５５に沿って直線進展を有する。
【０１６２】
好ましくは、第１の光源、第２の光源、及び第３の光源のサブ光源は、例示的には円弧として、凹側が対物レンズ線の方に面している、対物レンズ線に直交している平面上の線５６上に配置されている。好ましくは、光学面の一方の側にあるサブ光源は全て、互いに等しく間隔を開けて分配されている。
【０１６３】
好ましくは、各サブ光源５４は、支持体と、キャビティ６０内に収容された１つの、又は典型的には、１つより多くの第１光源（例えば、ＬＥＤタイプ）（図示せず）と、を含む。好ましくは、支持体は円形断面を有する。図において、支持体は単に概略的に示されており、支持体の前部分は透明であり、典型的には、支持体の残部とは別体の、ガラス（例えば、拡散体）からなると理解される。このようなガラス前部分は外部物質からのＬＥＤ保護機能を有し、ＬＥＤ自体によって放出される光線を収束させ、画像の取得に有用な光の分散を防止するように適合されたレンズとしての役割を果たす。
【０１６４】
好ましくは、第２の支持フレーム４０は、一対の対向する側壁５７と、側壁の間に配置された底壁５８と、からなり、側壁は底壁に固定されており、サーマルグルーが各側壁と底壁との間に接触した状態で配置されている。
【０１６５】
好ましくは、支持体は側壁５７の間に配置され、且つ側壁５７に固定されており、サーマルグルーが支持体の端部と側壁５７との間に接触した状態で配置されている。
【０１６６】
好ましくは、前記支持体及び／又は底壁５８には、使用中、垂直に位置するような状態で配置される、対応するリブ５９が設けられている。
【０１６７】
好ましくは、デバイスは、支持フレームに強固に取り付けられている第１及び第２の取得システムのための駆動及び制御ユニット７０を含み、駆動及び制御ユニットは、第１及び第２の照明システムの電源をオンにし、各照明システムの電源オンと同時に第１及び第２のカメラを作動させるようにプログラムされている。
【０１６８】
図中、電力ケーブル及び／又は制御ケーブル及び／又は通信ケーブルは一部のみ示されていることに留意されたい。
【０１６９】
好ましくは、駆動及び制御ユニットは、
−交互シーケンスで、第１の光源、第２の光源、及び第３の光源を作動し、
−第１のカメラを駆動して、それぞれ第１の光源、第２の光源、及び第３の光源の作動と同期してそれぞれ第１の画像、第２の画像、第３の画像を取得する
ように構成されている。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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