(57)【要約】【課題】より不都合を減らすことが可能な光切断検査装置用の検査ユニットを得る。【解決手段】光切断検査装置用の検査ユニットは、タイヤの第一の側壁の内側に位置される第一の内面用の第一の光源と、タイヤの第二の側壁の内側に位置される第二の内面用の第二の光源と、タイヤの底壁の内側に位置される第三の内面用の第三の光源と、第三の光源によって第三の内面に形成された第三の線状の光を撮像部に向けて反射する第三のミラーと、第一の光源によって第一の内面に形成された第一の線状の光を第三のミラーに向けて反射する第一のミラーと、第二の光源によって第二の内面に形成された第二の線状の光を第三のミラーに向けて反射する第二のミラーと、を一体に備え、第三のミラーは、第一のミラーによる反射光および第二のミラーによる反射光を撮像部に向けて反射する。【選択図】図３
2017134028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの第一の側壁の内側に位置される第一の内面に向けてライトシートを出射する第一の光源と、
タイヤの第二の側壁の内側に位置される第二の内面に向けてライトシートを出射する第二の光源と、
タイヤの底壁の内側に位置される第三の内面に向けてライトシートを出射する第三の光源と、
前記第三の光源から出射されたライトシートによって前記第三の内面に形成された第三の線状の光を撮像部に向けて反射する第三のミラーと、
前記第一の光源から出射されたライトシートによって前記第一の内面に形成された第一の線状の光を前記第三のミラーに向けて反射する第一のミラーと、
前記第二の光源から出射されたライトシートによって前記第二の内面に形成された第二の線状の光を前記第三のミラーに向けて反射する第二のミラーと、
を一体に備え、
前記第三のミラーは、前記第一のミラーによる反射光および前記第二のミラーによる反射光を前記撮像部に向けて反射する、
光切断検査装置用の検査ユニット。
【請求項２】
タイヤに対する相対的な前記第一のミラーおよび前記第二のミラーの位置をそれぞれ別個に可変設定する第一の可動支持機構を備えた、請求項１に記載の検査ユニット。
【請求項３】
タイヤに対する相対的な前記第一の光源および前記第二の光源の位置をそれぞれ別個に可変設定する第二の可動支持機構を備えた、請求項１または２に記載の検査ユニット。
【請求項４】
前記第一の光源および前記第一のミラーの第一の組、ならびに前記第二の光源および前記第二のミラーの第二の組のうち少なくとも一方の組で、当該一方の組に含まれる前記光源と前記ミラーとが連動して回動可能に設けられた、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の検査ユニット。
【請求項５】
前記一方の組に含まれる前記光源の回動角度が前記ミラーの回動角度の２倍である、請求項４に記載の検査ユニット。
【請求項６】
前記第一のミラーと前記第二のミラーとが、連動して回動可能に設けられた、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の検査ユニット。
【請求項７】
前記第一のミラー、前記第二のミラー、および前記第三のミラーのうち少なくとも一つがハーフミラーである、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の検査ユニット。
【請求項８】
前記第一の内面から前記撮像部までの第一の光路長、前記第二の内面から前記撮像部までの第二の光路長、および前記第三の内面から前記撮像部までの第三の光路長のうち少なくとも一つの光路長を変化させる光路長変更部を備えた、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の検査ユニット。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の検査ユニットと、
前記撮像部と、
を備えた、光切断検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光切断検査装置用の検査ユニットおよび光切断検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの内面を撮像する撮像装置を有し、撮像装置から出力された撮像データを用いて、タイヤの内面を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１２８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の検査装置では、例えば構成をより小型化したりより簡素化したりすることが可能な光切断検査装置用の検査ユニットが得られれば、有意義である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の光切断検査装置用の検査ユニットにあっては、タイヤの第一の側壁の内側に位置される第一の内面に向けてライトシートを出射する第一の光源と、タイヤの第二の側壁の内側に位置される第二の内面に向けてライトシートを出射する第二の光源と、タイヤの底壁の内側に位置される第三の内面に向けてライトシートを出射する第三の光源と、上記第三の光源から出射されたライトシートによって上記第三の内面に形成された第三の線状の光を撮像部に向けて反射する第三のミラーと、上記第一の光源から出射されたライトシートによって上記第一の内面に形成された第一の線状の光を上記第三のミラーに向けて反射する第一のミラーと、上記第二の光源から出射されたライトシートによって上記第二の内面に形成された第二の線状の光を上記第三のミラーに向けて反射する第二のミラーと、を一体に備え、上記第三のミラーは、上記第一のミラーによる反射光および上記第二のミラーによる反射光を上記撮像部に向けて反射する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、タイヤの内面を検査する実施形態の光切断検査装置の例示的な斜視図である。
【図２】図２は、タイヤおよび実施形態の光切断検査装置に含まれる検査ユニットの、例示的かつ模式的な側面図である。
【図３】図３は、タイヤおよび実施形態の光切断検査装置の、例示的かつ模式的な側面図である。
【図４】図４は、実施形態の光切断検査装置による検査対象としてのタイヤの内面の例示的かつ模式的な展開図である。
【図５】図５は、実施形態の光切断検査装置によって得られた画像の模式的かつ例示的な図である。
【図６】図６は、実施形態の光切断検査装置に含まれる検査ユニットの例示的な斜視図である。
【図７】図７は、実施形態の光切断検査装置に含まれる検査ユニットの例示的な斜視図であって、ミラーがタイヤの側壁および周壁で囲まれた空間内に位置された状態が示された図である。
【図８】図８は、実施形態の光切断検査装置に含まれる第二可動部および第三可動部の例示的な側面図である。
【図９】図９は、実施形態の光切断検査装置に含まれる第三可動部の一部の例示的な斜視図である。
【図１０】図１０は、タイヤおよび実施形態の光切断検査装置に含まれる光源およびミラーの、例示的かつ模式的な側面図である。
【図１１】図１１は、タイヤおよび実施形態の光切断検査装置に含まれる光源およびミラーの、例示的かつ模式的な側面図であって、図１０よりも大きいタイヤに対応して光源およびミラーが配置された状態を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態の光切断検査装置の例示的なブロック図である。
【図１３】図１３は、実施形態の光切断検査装置の制御部および記憶部の例示的なブロック図である。
【図１４】図１４は、実施形態の光切断検査装置に含まれる光学系駆動機構のうち光源とミラーとを連動させる部分（構成）の例示的かつ模式的な側面図である。
【図１５】図１５は、実施形態の光切断検査装置に含まれる光学系駆動機構のうち図８とは異なる部分（構成）によって連動される二つのミラーの例示的かつ模式的な側面図である。
【図１６】図１６は、実施形態の光切断検査装置に含まれる光学系駆動機構のうち図９に示される二つのミラーを連動させる構成の例示的かつ模式的な側面図である。
【図１７】図１７は、実施形態の光切断検査装置に含まれる光路調整機構の例示的かつ模式的な側面図である。
【図１８】図１８は、実施形態の光切断検査装置に含まれる可動ミラーの、図１１の矢印Ｄの方向から見た模式的な正面図である。
【図１９】図１９は、実施形態の光切断検査装置に含まれるハーフミラーと光源との配置を示す例示的かつ模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成や制御以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成や制御によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。
【０００８】
本実施形態では、一例として、図１〜３に例示される画像検査システム１（光切断検査装置）は、検査対象物としてのタイヤ１００の内面１０１の検査を行う。図１に示されるように、画像検査システム１の検査ユニット１０の一部が、タイヤ１００の開口部１００ａ内に挿入され、さらに、図２，３に示されるように、タイヤ１００の底壁１１０Ａと側壁１１０Ｂ，１１０Ｃとで囲まれたスペースＳ内に挿入されて、タイヤ１００の内面１０１を構成する三つの面である底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃを検査する。スペースＳは、ドーナツ型に構成されている。検査ユニット１０およびタイヤ１００のうち少なくともいずれか一方が回転することにより、検査ユニット１０およびタイヤ１００が相対的に回転し、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃの少なくとも一周分が検査される。
【０００９】
例えば、図１に示されるように、タイヤ１００は、直進機構５１によって検査位置Ｐまで搬入される。搬入後、検査ユニット１０は、図示されないユニット移動機構によって、タイヤ１００内に進入する。検査位置Ｐでタイヤ１００は、タイヤ１００を支持するドーナツ型の支持部を有してタイヤ１００を回転させる回転機構５２によって当該タイヤ１００の周方向に回転され、これにより、検査ユニット１０とタイヤ１００の内面１０１とが相対的に移動する。この回転により、検査ユニット１０による検査位置が、タイヤ１００の周方向に移動し、少なくとも一周分、例えば二周分回転した時点で、検査が終了し、タイヤ１００が、直進機構５１によって検査位置Ｐの外へ排出される。なお、タイヤ１００が固定され、検査ユニット１０が回転してもよいし、タイヤ１００および検査ユニット１０の双方が回転してもよい。直進機構５１は、タイヤ１００の搬送機構の一例である。なお、タイヤ１００を移動する機構（搬送機構）は、この例には限定されない。
【００１０】
図２，３に示されるように、タイヤ１００のスペースＳ内には、二つの光源１１Ｂ，１１Ｃ（１１）と、二つのミラー１２Ｂ，１２Ｃ（１２）と、が挿入されている。光源１１Ｂは、タイヤ１００の一方（図２，３では下側）の側壁１１０Ｂの側面１０１Ｂに向けて、検査光を出射し、光源１１Ｃは、タイヤ１００の他方（図２，３では上側）の側壁１１０Ｃの側面１０１Ｃに向けて、検査光を出射する。また、ミラー１２Ｂは、光源１１Ｂからの検査光が照射された側面１０１Ｂの像をミラー１２Ａ（図３）に向けて反射し、ミラー１２Ｃは、光源１１Ｃからの検査光が照射された側面１０１Ｃの像をミラー１２Ａに向けて反射する。なお、ミラー１２Ｂによる反射光と、ミラー１２Ｃによる反射光とは、ミラー１２Ａにおいて互いに重ならないように設定されている。なお、図２，３では、底面１０１Ａに関する光路は破線で示され、側面１０１Ｂに関する光路は一点鎖線で示され、側面１０１Ｃに関する光路は細い二点鎖線で示されている。本実施形態では、側面１０１Ｂが第一の内面の一例であり、側面１０１Ｃが第二の内面の一例であり、底面１０１Ａが第三の内面の一例であり、側壁１１０Ｂが第一の側壁の一例であり、側壁１１０Ｃが第二の側壁の一例である。また、光源１１Ｂが第一の光源の一例であり、光源１１Ｃが第二の光源の一例であり、光源１１Ａが第三の光源の一例である。また、ミラー１２Ｂが第一のミラーの一例であり、ミラー１２Ｃが第二のミラーの一例であり、ミラー１２Ａが第三のミラーの一例である。
【００１１】
図３に示されるように、光源１１Ａ（１１）は、タイヤ１００の底壁１１０Ａの底面１０１Ａに向けて検査光を出射する。ミラー１２Ａは、光源１１Ａからの検査光が照射された底面１０１Ａの像を撮像装置３へ向けて反射する。また、ミラー１２Ａは、ミラー１２Ｂによる反射光およびミラー１２Ｃによる反射光も、撮像装置３へ向けて反射する。底面１０１Ａの像は、ミラー１２Ａにおいて、ミラー１２Ｂからの反射光（すなわち、側面１０１Ｂの像）およびミラー１２Ｃからの反射光（すなわち、側面１０１Ｃの像）と互いに重ならないように設定されている。本実施形態では、撮像装置３が、撮像部の一例である。
【００１２】
そして、図２，３に示されるように、光源１１Ａ〜１１Ｃおよびミラー１２Ａ〜１２Ｃは、支持部材１３（部材）に支持され、一体化されている。これにより、光源１１Ａ〜１１Ｃおよびミラー１２Ａ〜１２Ｃがそれぞれ別個に支持されていた場合に比べて、取り扱いが容易になるとともに、相互の位置や角度等の精度がより向上されやすい。支持部材１３は、少なくとも一つ、例えば複数のアーム（不図示）を有する構成であることができる。支持部材１３は、少なくともスペースＳ内の位置と、スペースＳ外の位置（開口部１０１ａ内の位置）との間で移動可能に構成されている。また、支持部材１３は、リンク機構等を有し、伸縮可能に構成されてもよい。
【００１３】
なお、ミラー１２Ａ〜１２Ｃは、ハーフミラーであってもよい。ミラー１２Ａ〜１２Ｃがハーフミラーである場合、ミラー１２Ａ〜１２Ｃがハーフミラーではない場合に比べて、光源１１Ａ〜１１Ｃやミラー１２Ａ〜１２Ｃのレイアウトの自由度が増大する。
【００１４】
図４は、タイヤ１００の内面１０１を径方向の内側から見て展開した（広げた）状態の模式図である。図４において、上下三段の中段が底面１０１Ａであり、上下三段の下段が側面１０１Ｂであり、上下三段の上段が側面１０１Ｃであり、図４の左右方向がタイヤ１００の周方向である。また、図４の中段の底面１０１Ａの上下方向（縦方向）はタイヤ１００の軸方向であり、図４の上下の段の側面１０１Ｂ，１０１Ｃの上下方向はタイヤ１００の径方向、また、図４の左右方向（横方向）は、径方向である。
【００１５】
この図４から、ミラー１２Ａを介して撮像装置３へ向けて反射される領域Ａａと、ミラー１２Ｂおよびミラー１２Ａを介して撮像装置３へ向けて反射される領域Ａｂと、ミラー１２Ｃおよびミラー１２Ａを介して撮像装置３へ向けて反射される領域Ａｃとが、周方向にずれていることが理解できよう。このような構成とすることで、ミラー１２Ａにおける各像の反射領域を周方向にずらすことができ、その結果、図５に示されるように、撮像装置３で撮像された画像Ｉｍ中に、領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃの画像Ｉｍａ，Ｉｍｂ，Ｉｍｃを含めることができる。すなわち、本実施形態によれば、三つの底面１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃがミラー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを介して一つの撮像装置３で撮像され、当該撮像装置３によって撮像された画像Ｉｍ中に含まれる領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃの画像Ｉｍａ，Ｉｍｂ，Ｉｍｃの画像処理によって検査を行うことができるため、別個の撮像装置３を用いる場合に比べて、例えば、装置構成が簡素化されたり、処理をより容易にあるいはより迅速に行えたりといった利点が得られる。また、図４からわかるように、領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃの端部は、互いに隣接するもの同士で、オーバーラップするように設定されている。この場合、オーバーラップする範囲の長さを、検査不良の最少サイズ以上確保しておくことにより、領域Ａａ，Ａｂ，Ａｃの境界を跨ぐような不良が生じていた場合にあっても、当該不良を検出することが可能になる。
【００１６】
これら三つの面、すなわち底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃに対する画像検査は、光切断法によって行われる。このため、光源１１Ａ〜１１Ｃは、それぞれ、ライトシート（例えば、レーザライトシート）を出射し、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃ上に、それぞれ、線状の光Ｌｄを形成する。撮像装置３は、ＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）やＣＣＤ（charge  coupled  device）等のイメージセンサであり、例えば、２次元の撮像素子を有したエリアセンサを有する。そして、図５に示されるように、画像Ｉｍａ，Ｉｍｂ，Ｉｍｃのそれぞれにおいて、底面１０１Ａ，および側面１０１Ｂ，１０１Ｃの凹凸が基準線Ｌｒに対する線状の光Ｌｄのずれとして出現するよう、底面１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃのそれぞれに対して、撮像装置３による撮像方向（すなわち撮像装置３によるミラー１２Ａ〜１２Ｃを介しての撮像方向）と光源１１Ａ〜１１Ｃによるライトシートの出射方向とが互いに交叉して設定されている。本実施形態では、撮像方向は、タイヤ１００の中心軸Ａｘを含む平面（仮想平面）に沿った方向に設定されている。このような光学系の配置を得るため、光源１１Ａの位置と、当該光源１１Ａによる線状の光を反射するミラー１２Ａの位置とは周方向にずれ、光源１１Ｂの位置と当該光源１１Ｂによる線状の光を反射するミラー１２Ｂの位置とは周方向にずれ、また、光源１１Ｃの位置と当該光源１１Ｃによる線状の光を反射するミラー１２Ｃの位置とは周方向にずれている。
【００１７】
そして、タイヤ１００と検査ユニット１０とのタイヤ１００の周方向の相対回転に伴い、撮像装置３は、所定の時間間隔で、底面１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの周方向の各位置での画像Ｉｍａ，Ｉｍｂ，Ｉｍｃを取得する。画像検査システム１は、線状の光Ｌｄの基準線Ｌｒからのずれに応じた高さデータ、および当該高さデータを二次元に配列した高さ画像（疑似画像）を取得し、当該高さ画像に対する所定のアルゴリズムによる画像処理によって、凹凸異常を検出する。
【００１８】
図６〜９には、検査ユニット１０の具体的な構成例が示されている。図６には、検査ユニット１０（支持部材１３）がタイヤ１００の開口部１００ａ内に挿入されているものの、ミラー１２Ｂ，１２ＣがスペースＳ内には進入していない状態が示され、図７は、ミラー１２Ｂ，１２ＣがスペースＳ内に進入した状態が示されている。
【００１９】
図６〜９に示すように、ミラー１２Ｂを動かす第一可動部１３２およびミラー１２Ｃを動かす第二可動部１３３は、ベース部１３０に移動可能に支持されている。第一可動部１３２および第二可動部１３３は、それぞれ、中間可動部１３ａおよび先端可動部１３ｂを有する。
【００２０】
中間可動部１３ａは、ベース部１３０に、可動支持機構１４０Ｖ（１４０）を介して、タイヤ１００の軸方向、すなわち図６〜８の上下方向に移動可能に支持されている。可動支持機構１４０Ｖは、レール１４１や、スライダ１４２（図８，９参照）、ねじシャフト１４３、ナット１４４、モータ１４５等を有している。レール１４１は、ベース部１３０に固定され、タイヤ１００の軸方向に延びている。スライダ１４２は、レール１４１に沿って移動可能に支持され、中間可動部１３ａに固定されている。すなわち、中間可動部１３ａは、タイヤ１００の軸方向に移動可能に、ベース部１３０に支持されている。ねじシャフト１４３は、レール１４１と平行に延びるとともに、軸回りに回転可能にベース部１３０に支持されている。ねじシャフト１４３の外周には雄ねじ部が設けられている。ナット１４４は、中間可動部１３ａに固定されている。このナット１４４には、ねじシャフト１４３の雄ねじ部が挿入されて雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が設けられている。また、モータ１４５は、ベース部１３０に固定され、ねじシャフト１４３を回転させる。よって、モータ１４５がねじシャフト１４３を回転させると、ねじシャフト１４３の雄ねじ部とナット１４４の雌ねじ部との噛み合いにより、ナット１４４はねじシャフト１４３の軸方向に移動する。これにより、スライダ１４２は、レール１４１に沿って移動する。このような構成において、モータ１４５によるねじシャフト１４３の回転角度や回転回数を制御することにより、ナット１４４とねじシャフト１４３との相対的な位置、すなわち、レール１４１とスライダ１４２との相対的な位置、ひいては、ベース部１３０に対する中間可動部１３ａの位置を、設定したり変更したりすることができる。可動支持機構１４０Ｖ（１４０）は、第一の可動支持機構および第二の可動支持機構の一例である。
【００２１】
また、図６，７，９に示すように、先端可動部１３ｂは、中間可動部１３ａに、可動支持機構１４０Ｈ（１４０）を介して、タイヤ１００の径方向に移動可能に支持されている。レール１４１は、中間可動部１３ａに固定され、タイヤ１００の径方向に延びている。スライダ１４２は、レール１４１に沿って移動可能に支持され、先端可動部１３ｂに固定されている。すなわち、先端可動部１３ｂは、タイヤ１００の径方向に移動可能に、中間可動部１３ａに支持されている。ねじシャフト１４３は、レール１４１と平行に延びるとともに、軸回りに回転可能に中間可動部１３ａに支持されている。ねじシャフト１４３の外周には雄ねじ部が設けられている。ナット１４４は、先端可動部１３ｂに固定されている。このナット１４４には、ねじシャフト１４３の雄ねじ部が挿入されて雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部が設けられている。また、モータ１４５は、中間可動部１３ａに固定され、ねじシャフト１４３を回転させる。よって、モータ１４５がねじシャフト１４３を回転させると、ねじシャフト１４３の雄ねじ部とナット１４４の雌ねじ部との噛み合いにより、ナット１４４はねじシャフト１４３の軸方向に移動する。これにより、スライダ１４２は、レール１４１に沿って移動する。このような構成において、モータ１４５によるねじシャフト１４３の回転角度や回転回数を制御することにより、ナット１４４とねじシャフト１４３との相対的な位置、すなわち、レール１４１とスライダ１４２との相対的な位置、ひいては、中間可動部１３ａに対する先端可動部１３ｂの位置を、設定したり変更したりすることができる。可動支持機構１４０Ｈ（１４０）は、第一の可動支持機構および第二の可動支持機構の一例である。
【００２２】
図６〜９に示される構成例では、撮像装置３もタイヤ１００の軸方向に移動可能に構成されている。撮像装置３は、可動支持機構１４０Ａ（１４０）を介して、ベース部１３０に移動可能に支持されている。可動支持機構１４０Ａは、レール１４１Ａ、スライダ１４２Ａ、ねじシャフト１４３、ナット１４４、およびモータ１４５を有している。レール１４１Ａは、撮像装置３に固定され、タイヤ１００の軸方向に延びている。スライダ１４２Ａは、ベース部１３０に固定されている。可動支持機構１４０Ａにより、ベース部１３０に対する撮像装置３の位置を変化させることによって、ピントを調整することができる。
【００２３】
また、図６〜９に示される構成例では、ミラー１２Ｂ，１２Ｃの法線方向（角度）を、方向可変機構１５０によって可変設定することができる。方向可変機構１５０は、モータ１５１や、ベルト１５２、ローラ１５３，１５４等を有している。ベルト１５２は、二つのローラ１５３，１５４の間で掛け渡されている。モータ１５１は、ローラ１５３を回転することができる。ミラー１２Ｂ，１２Ｃは、ローラ１５４に接続され、ローラ１５４の回転に伴って、ミラー１２Ｂ，１２Ｃの法線方向（角度）が変化する。方向可変機構１５０は、モータ１５１の回転がローラ１５３、ベルト１５２およびローラ１５４を介して、ミラー１２Ｂ，１２Ｃに伝達されるよう、構成されている。よって、このような構成において、モータ１５１の回転角度や回転回数を制御することにより、ミラー１２Ｂ，１２Ｃの法線方向を設定したり変更したりすることができる。図６〜９に示される構成例では、支持部材１３は、ベース部１３０や、第一可動部１３２、第二可動部１３３、可動支持機構１４０Ｖ，１４０Ｈ，１４０Ａ（１４０）、方向可変機構１５０等を含む。また、可動支持機構１４０や方向可変機構１５０等は、光学系駆動機構や光路調整機構の一例である。
【００２４】
図１０には、比較的小さいタイヤ１００を検査する場合の光源１１Ｂ，１１Ｃおよびミラー１２Ｂ，１２Ｃの配置が示され、図１１には、比較的大きいタイヤ１００を検査する場合の光源１１Ｂ，１１Ｃおよびミラー１２Ｂ，１２Ｃの配置が示されている。図６〜９に示されたような、第一可動部１３２、当該第一可動部１３２を移動可能に支持する可動支持機構１４０、第二可動部１３３、および当該第二可動部１３３を移動可能に支持する可動支持機構１４０は、ミラー１２Ｂとミラー１２Ｃとのタイヤ１００の方向の軸位置を可変設定することができる。したがって、図１０に示されるような比較的小さいタイヤ１００の場合、および図１１に示されるような比較的大きいタイヤ１００の場合の双方について、光源１１Ｂ，１１Ｃおよびミラー１２Ｂ，１２Ｃを、より適切に配置することができる。
【００２５】
図１２に示されるように、画像検査システム１は、制御部４０（例えばＣＰＵ（central  processing  unit）等）や、ＲＯＭ４１（read  only  memory）、ＲＡＭ４２（random  access  memory）、補助記憶装置４３、コントローラ４４ａ〜４４ｇ等を備えることができる。補助記憶装置４３は、例えば、ＨＤＤ（hard  disk  drive）やＳＳＤ（solid  state  drive）等である。コントローラ４４ａは、制御部４０からの制御信号に基づいて、光源１１Ａ〜１１Ｃの発光（オン、オフ）等を制御する。なお、開閉を切り替えて光の出射と出射停止とを切り替えるシャッター等の可変装置が設けられた場合には、コントローラ４４ａは、当該可変装置の動作を制御する。コントローラ４４ｂは、制御部４０からの制御信号に基づいて、撮像装置３による撮像を制御する。コントローラ４４ｃは、制御部４０から受けた制御信号に基づいて、直進機構５１等の搬送機構５を制御し、タイヤ１００の搬送（開始、停止、速度等）を制御する。コントローラ４４ｄは、ユニット移動機構６の動作を制御する。ユニット移動機構６は、検査ユニット１０をタイヤ１００に対して移動する機構である。コントローラ４４ｅは、制御部４０からの制御信号に基づいて、光学系駆動機構７の動作を制御する。光学系駆動機構７は、ライトシートの出射方向や、撮像装置３による撮像方向を変更する。コントローラ４４ｆは、光路調整機構８の動作を制御する。光路調整機構８は、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃの各像と撮像装置３との間の光路を変更する。コントローラ４４ｇは、表示装置９における表示出力を制御する。なお、搬送機構５や、ユニット移動機構６、光学系駆動機構７、光路調整機構８等は、例えば、モータなど、電気信号（制御信号）によって動作するアクチュエータを有する。
【００２６】
制御部４０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ４１や補助記憶装置４３等にインストールされたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ４２は、制御部４０がプログラムを実行して種々の演算処理を実行する際に用いられる各種データを一時的に記憶する。なお、図１２に示されるハードウエアの構成はあくまで一例であって、例えばチップやパッケージにする等、種々に変形して実施することが可能である。また、各種演算処理は、並列処理することが可能であり、制御部４０等は、並列処理が可能なハードウエア構成とすることが可能である。
【００２７】
また、制御部４０は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働によって、画像検査システム１の少なくとも一部として機能（動作）する。すなわち、図１３に示されるように、制御部４０は、光照射制御部４０ａや、撮像制御部４０ｂ、搬送制御部４０ｃ、ユニット移動制御部４０ｄ、光学系駆動制御部４０ｅ、画像処理部４０ｆ、光路調整部４０ｇ、表示制御部４０ｈ等として機能する。また、記憶部５０は、制御部４０による制御や演算処理で用いられるデータや結果のデータ等が記憶される。
【００２８】
光照射制御部４０ａは、コントローラ４４ａ、ひいては光源１１を制御する。撮像制御部４０ｂは、コントローラ４４ｂ、ひいては撮像装置３を制御する。搬送制御部４０ｃは、コントローラ４４ｃ、ひいては搬送機構５を制御する。ユニット移動制御部４０ｄは、コントローラ４４ｄ、ひいてはユニット移動機構６を制御する。光学系駆動制御部４０ｅは、コントローラ４４ｅ、ひいては光学系駆動機構７を制御する。光路調整部４０ｇは、コントローラ４４ｆ、ひいては光路調整機構８を制御する。表示制御部４０ｈは、コントローラ４４ｇ、ひいては表示装置９を制御する。
【００２９】
図１４には、光学系駆動機構７の一部が例示されている。この光学系駆動機構７は、光源１１とミラー１２とを連動して回転させることにより、光源１１によるライトシート（光）の出射方向Ｖｅの角度と、ミラー１２の反射面の法線方向Ｖｎの角度（またはミラー１２の反射面の角度）とを、連動させる。具体的に、光源１１Ｂは、回転中心Ａｘ１を中心に回転可能に設けられるとともに、ミラー１２Ｂは、回転中心Ａｘ２を中心に回転可能に設けられている。回転中心Ａｘ１，Ａｘ２は、互いに平行であり、いずれもタイヤ１００の周方向に略沿っている。光学系駆動機構７は、モータ７１（アクチュエータ）や、プーリ７２，７３、ベルト７４等を有している。モータ７１は、支持部材１３（図２，３参照）に固定され、光源１１Ｂを回転させるとともに、当該回転した角度で光源１１Ｂを支持するあるいは維持することができる。光学系駆動機構７（モータ７１）は、コントローラ４４ｅ（図１２）、ひいては制御部４０の光学系駆動制御部４０ｅ（図１３）によって制御される。また、光学系駆動機構７は、光源１１Ｂの出射角度を連続的にあるいは段階的に可変に設定することができる。さらに、モータ７１は、光源１１Ｂとともに、プーリ７２を回転させる。プーリ７２は、光源１１Ｂと連動して回転するよう構成されている。また、もう一つのプーリ７３は、ミラー１２Ｂと連動して回転するよう構成され、プーリ７２とプーリ７３とに無端状のベルト７４が架け渡されている。プーリ７３の半径は、プーリ７２の半径の２倍である。モータ７１は、プーリ７２、ベルト７４、およびプーリ７３を介して、ミラー１２Ｂを回転させるとともに、当該回転した角度で、プーリ７３およびミラー１２Ｂを支持するあるいは維持することができる。
【００３０】
このような構成では、モータ７１が、光源１１Ｂおよびプーリ７２を角度２θ回転させると、プーリ７３およびミラー１２Ｂは、光源１１Ｂおよびプーリ７２と連動して当該光源１１Ｂおよびプーリ７２と同じ回転方向に角度θ回転する。ミラー１２Ｂが角度θ回転すると、回転前と比較して、ミラー１２Ｂへの光の入射角および反射角の双方が角度θ変化する。よって、本実施形態のように、側面１０１Ｂにおいてミラー１２Ｂを介して撮像される検査位置Ｐ（中心位置）に、光源１１Ｂからの出射光（の中心、光軸）を照射しようとする場合にあっては、ミラー１２Ｂが角度θ動くのに連動して光源１１Ｂが角度２θ動くのが好適である。すなわち、本実施形態によれば、ミラー１２Ｂの角度（方向）に適した角度（方向）に光源１１Ｂを設定することができる。このような構成によれば、比較的簡素な構成によって、光源１１の出射方向Ｖｅの角度とミラー１２の法線方向Ｖｎの角度とをより適切に設定することができる。なお、図１４には、側面１０１Ｂに対応する構成のみが例示されたが、光学系駆動機構７は、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｃに対応した同様の構成を有することができる。すなわち、光学系駆動機構７は、光源１１Ｃの出射方向Ｖｅの角度とミラー１２Ｃの法線方向Ｖｎの角度とが連動するよう構成されうるし、全ての光源１１と当該光源１１に対応するミラー１２とがそれぞれ連動するよう構成されうる。すなわち、光源１１と対応するミラー１２との複数の組のうち少なくとも一つの組について、光源１１とミラー１２とが連動すればよい。また、図１４に例示された構成は一例であって、他の構成であってもよい。また、光学系駆動機構７は、図１４に例示されたようなプーリ７２，７３やベルト７４等を有する回転伝達機構とは異なる回転伝達機構、例えばギヤを用いた回転伝達機構等を、有してもよい。また、アクチュエータがミラー１２を回転し、回転伝達機構によって光源１１がミラー１２と連動して回転してもよい。
【００３１】
また、図１５には、光学系駆動機構７によって連動される二つのミラー１２Ｂ，１２Ｃが示されている。本実施形態では、ミラー１２Ｃが角度θ回転した場合に、ミラー１２Ｂがミラー１２Ｃとは逆の回転方向に角度（−θ）回転するよう構成されている。ミラー１２Ｂ，１２Ｃは、いずれも同心の回転中心Ａｘ２回りに回転可能に構成されている。具体的には、図１６に例示されるように、光学系駆動機構７は、逆回転機構７７を含んでいる。逆回転機構７７は、ミラー１２Ｃに固定され回転中心Ａｘ２回りに回転するギヤ７７ａや、ミラー１２Ｂに固定され回転中心Ａｘ２回りに回転するギヤ７７ｂ、ギヤ７７ａと噛み合うギヤ７７ｃ、ギヤ７７ｂおよびギヤ７７ｃと噛み合うギヤ７７ｄ等を有する。ギヤ７７ａの歯数とギヤ７７ｂの歯数とは同じであり、ギヤ７７ｃの歯数とギヤ７７ｄの歯数とは同じである。また、モータ７５は、シャフト７６を介してミラー１２Ｃを回転中心Ａｘ２回りに回転するとともに、当該回転した角度で、ミラー１２Ｃを支持するあるいは維持することができる。逆回転機構７７（モータ７５）は、コントローラ４４ｅ（図１２）、ひいては制御部４０の光学系駆動制御部４０ｅ（図１３）によって制御される。このような構成により、図１５に示されるように、ミラー１２Ｂとミラー１２Ｃとが同じ大きさの角度で逆方向に回転されるとともに、当該回転された角度で支持されるあるいは維持される構成が得られる。このような構成によれば、ミラー１２Ｂ，１２Ｃを別個のモータ等のアクチュエータで動かす場合に比べて、光学系駆動機構７の構成がより簡素化される。なお、光学系駆動機構７は、図１６に例示されたのとは異なる逆回転機構を有してもよい。また、モータ７５は、ミラー１２Ｃを回転してもよいし、光学系駆動機構７は、モータ７５とは異なるアクチュエータを備えてもよい。
【００３２】
また、逆回転機構は、図１４に例示されたような回転伝達機構（連動機構）と組み合わせて構成されてもよい。例えば、モータ等のアクチュエータが光源１１Ｂを回転させることにより、図１４と同様の回転伝達機構を介してミラー１２Ｂが光源１１Ｂと連動して回転し、図１４と同様の逆回転機構を介してミラー１２Ｃがミラー１２Ｂと逆方向に回転し、さらにもう一つの図１４と同様の回転伝達機構（不図示）を介して光源１１Ｃがミラー１２Ｃと連動して回転してもよい。ただし、この場合も、光源１１の回転角度は対応するミラー１２の回転角度の２倍になるよう設定される。また、この場合、アクチュエータは、光源１１Ｂ以外の回転部分（例えば、光源１１Ｃや、ミラー１２Ｂ，１２Ｃ等）を回転させてもよい。
【００３３】
図１７，１８には、光路調整機構８が例示されている。光路調整機構８は、固定ミラー８１と、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃからの光路のそれぞれに対応して設けられた可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃと、可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃのそれぞれを移動させるアクチュエータ８３Ａ〜８３Ｃと、を有する。光路調整機構８は、ミラー１２Ａ〜１２Ｃと撮像装置３との間に介在すればよいが、本実施形態では、一例として、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃのそれぞれからの光が全て反射されるミラー１２Ａと撮像装置３との間に配置されている。固定ミラー８１は、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃのそれぞれからの光について共用されている。固定ミラー８１は、反射面ｒ１，ｒ４を有している。また、可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃは、いずれも同じ構成を有し、それぞれ反射面ｒ２，ｒ３を有している。反射面ｒ１は、ミラー１２Ａからの光を可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃへ向けて反射する。可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃのそれぞれの反射面ｒ２，ｒ３は、固定ミラー８１の反射面ｒ１からの光を、固定ミラー８１の反射面ｒ４に向けて反射する。反射面ｒ２，ｒ３は直交しているため、反射面ｒ２へ入射する光と反射面ｒ３から出射する光とは互いに平行である。固定ミラー８１の反射面ｒ４は、可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃの反射面ｒ３からの光を、撮像装置３へ反射する。アクチュエータ８３Ａ〜８３Ｃは、例えば、モータ等の部品を回転する回転機構と、ボールネジやラックアンドピニオン等の当該回転する部品の回転を直動に変換する運動変換機構と、を有する。アクチュエータ８３Ａ〜８３Ｃは、対応する可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃのそれぞれを、いずれも同じ方向、本実施形態では、固定ミラー８１と可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃとの距離を変化させる方向（図１７の左右方向）に、動かす。このような構成では、可動ミラー８２Ａ〜８２Ｃが動くことにより、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃのそれぞれからの光の撮像装置３までの距離が変化する。これにより、図５に示される各画像Ｉｍａ，Ｉｍｂ，Ｉｍｃの大きさや、基準線Ｌｒに対する線状の光Ｌｄのずれと高さとの比率、ピント等を調整することができる。なお、光路調整機構８は、底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃから撮像装置３までのそれぞれの光路長のうち少なくとも一つを可変設定できるものであればよく、上記実施形態のものには限定されない。底面１０１Ａおよび側面１０１Ｂ，１０１Ｃから撮像装置３までの光路のうち少なくとも一つは、固定されていてもよい。光路調整機構８は、光路長変更部の一例である。
【００３４】
また、図１９に示すように、ミラー１２がハーフミラーである場合、光源１１からの光路上にミラー１２が位置されてもよいため、光源１１の位置Ｐ１のミラー１２の位置による影響を小さくできる。仮に、ミラー１２がハーフミラーでなかった場合にあっては、光源１１の位置Ｐ２は、光路上にミラー１２が位置されないよう、設定することが必要となる。ミラー１２がハーフミラーである場合にあっては、ミラー１２がハーフミラーでない場合に比べて、光源１１のレイアウトの自由度が増えたり、装置構成がより小型化されたりといった利点が得られやすい。
【００３５】
以上、説明したように、本実施形態では、三つの光源１１Ａ〜１１Ｃおよび三つのミラー１２Ａ〜１２Ｃが、支持部材１３によって支持されている。よって、例えば、これらが別個に支持される構成に比べて、構成がより簡素化されやすい。
【００３６】
また、本実施形態では、可動支持機構１４０によって、タイヤ１００に対する相対的なミラー１２Ｂの位置とミラー１２Ｃの位置とがそれぞれ別個に設定されうる。また、本実施形態では、可動支持機構１４０によって、タイヤ１００に対する相対的な光源１１Ｂの位置と光源１１Ｃの位置とがそれぞれ別個に設定されうる。また、本実施形態では、方向可変機構１５０によって、タイヤ１００に対する相対的なミラー１２Ｂ，１２Ｃの法線方向（角度）がそれぞれ別個に設定されうる。このような構成によれば、大きさ等の仕様が異なる複数のタイヤ１００に対応して、ミラー１２Ｂ，１２Ｃや角度または光源１１Ｂ，１１Ｃの位置、ひいては、撮像範囲や輝線の範囲が、より適切に設定されやすい。
【００３７】
また、本実施形態では、光源１１Ｂとミラー１２Ｂの組、および光源１１Ｃとミラー１２Ｃの組のうち少なくとも一方において、光源１１と対応するミラー１２とが連動して回動可能に構成されている。よって、例えば、光源１１と対応するミラー１２との角度が、より簡素な構成によって、より適切に設定されうる。
【００３８】
また、本実施形態では、当該光源１１と対応するミラー１２とが連動する構成において、光源１１の回動角度がミラー１２の回動角度の２倍である。ミラー１２の法線方向Ｖｎが所定角度変化すると、ミラー１２に対する光路の入射角度と出射角度との双方が当該所定角度変化する。よって、光源１１とミラー１２とが連動する構成において、光源１１の回動角度がミラー１２の回動角度の２倍であることにより、光源１１と対応するミラー１２とがより適切な角度に設定されうる。
【００３９】
また、本実施形態では、ミラー１２Ｂとミラー１２Ｃとが連動して回動可能に構成されている。よって、例えば、ミラー１２Ｂとミラー１２Ｃとが別個に回動可能に構成された場合に比べて、モータ等のアクチュエータの数を減らすことができるなど、構成がより簡素化されやすい。
【００４０】
また、本実施形態では、ミラー１２Ａ〜１２Ｃのうち少なくとも一つがハーフミラーである。よって、例えば、ミラー１２Ａ〜１２Ｃがハーフミラーでない場合に比べて、光源１１Ａ〜１１Ｃや、ミラー１２Ａ〜１２Ｃのレイアウトの自由度が増大しやすい。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、可動支持機構は、上記実施形態には限定されず、例えば、ロボットアームのようなものであってもよい。また、可動支持機構は、例えば、第一のミラーと第二のミラーとの相対的な位置を変更したり、第一の光源と第二の光源との相対的な位置を変更したり、第一のミラーおよび第一の光源と第二のミラーおよび第二の光源との相対的な位置を変更したりしてもよい。また、方向可変機構は、光源の方向を可変設定してもよい。また、方向可変機構の構成は、上記実施形態には限定されない。
【符号の説明】
【００４２】
１…画像検査システム（光切断検査装置）、８…光路調整機構（光路長変更部）、１０…検査ユニット、１１Ａ…光源（第三の光源）、１１Ｂ…光源（第一の光源）、１１Ｃ…光源（第二の光源）、１２Ａ…ミラー（第三のミラー）、１２Ｂ…ミラー（第一のミラー）、１２Ｃ…ミラー（第二のミラー）、１００…タイヤ、１０１Ａ…底面（第三の内面）、１０１Ｂ…側面（第一の内面）、１０１Ｃ…側面（第二の内面）、１１０Ａ…底壁、１１０Ｂ…側壁（第一の側壁）、１１０Ｃ…側壁（第二の側壁）、１４０…可動支持機構（第一の可動支持機構、第二の可動支持機構）。
【図１】
2017134028.tif 000003
【図２】
2017134028.tif 000004
【図３】
2017134028.tif 000005
【図４】
2017134028.tif 000006
【図５】
2017134028.tif 000007
【図６】
2017134028.tif 000008
【図７】
2017134028.tif 000009
【図８】
2017134028.tif 000010
【図９】
2017134028.tif 000011
【図１０】
2017134028.tif 000012
【図１１】
2017134028.tif 000013
【図１２】
2017134028.tif 000014
【図１３】
2017134028.tif 000015
【図１４】
2017134028.tif 000016
【図１５】
2017134028.tif 000017
【図１６】
2017134028.tif 000018
【図１７】
2017134028.tif 000019
【図１８】
2017134028.tif 000020
【図１９】
2017134028.tif 000021