CN101726499A

CN101726499A - 表面检查装置

Info

Publication number: CN101726499A
Application number: CN200910204673A
Authority: CN
Inventors: 浅田康德; 宫里宪夫; 山崎英治
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-10
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-10-10
Also published as: JP4719284B2; US20100091272A1; CN101726499B; JP2010112941A; US8493558B2

Abstract

本发明提供一种表面检查装置，包括：照射单元(2)，其具有分别发出具有不同波长范围的多个照明光束的多个光源(12、13、14)；以及成像单元(3)，其将由检查表面(Wa)对从照射单元(2)的光源(12、13、14)发出的光束的反射所得到的反射光分光成具有不同波长范围的多个光分量，并且捕获与反射光分量对应的图像。多个光源(12、13、14)在保持与检查表面对置的状态的同时按给定顺序彼此相邻地放置。

Description

表面检查装置

技术领域

本发明涉及表面检查装置，用于确定在诸如涂膜的汽车车身表面这样的平坦、光滑的表面上，是否存在诸如微小凸起或凹坑之类的缺陷。

背景技术

在汽车工厂的生产线上，例如，检查在汽车车身的涂膜表面上是否存在诸如微小的凸起或凹坑的缺陷的检查操作是通过工人直接地、视觉地检查涂膜表面来进行的。

另外，作为用于检查表面状态或状况的方法，已经实现了四种方法，即，1)使用扩散型平面照明的检查，2)使用平行光束照明的检查，3)使用具有图案的扩散型平面照明的检查，和4)使用排列成行的多个小的照明器的检查。

日本专利申请公开第2003-28805号(JP-A-2003-28805)公开了量化地评价涂漆(painting)或涂层(coating)质量的表面状态评价装置。JP-A-2003-28805所公开的表面状态评价装置包括：照明单元，具有多个照明器，所述多个照明器被放置成使各个照明器所发出的光束以不同入射角入射到所要测量的物体上；控制单元，用于按时间序列切换照明单元的照明器，使得物体由从照明器轮流发出的照明光所照射；成像单元，用于捕获来自物体的反射光束，以创建相应的图像；以及评价值计算单元，用于基于照明光的入射角的改变来计算表示物体表面的反射特征的评价值。

另外，日本专利申请公开第11-237210号(JP-A-11-237210)公开了一种使用由相机捕获的图像数据来对物体的缺陷进行检查的检查装置。JP-A-11-237210所公开的检查装置包括：分光光学系统，使入射光分光为与三个不同波长范围对应的不同方向；成像器件，对由入射光分光而成的每个波长范围中的光进行成像；照明单元，具有三个照明器，对这三个照明器分配了利用分光光学系统将入射光分光到的三个不同波长范围；和检查单元，用于同时开启这些照明器，以使得成像器件能对每个波长范围的光进行成像，并基于由成像器件所获得的图像数据，对物体执行缺陷检查。

上述由工人进行的视觉检查对工人强加了极大的身体负担，因而对于工人而言难以持续长时间的检查操作，这使得难以提高生产率。另外，视觉检查极大地依赖于工人的能力或效率，并且检查质量对于不同工人而言差别很大，这使得难以保持一致的质量。

在以上1)中所述的使用扩散型平面照明的检查的情况下，如果被照明的表面的区域增大，那么在诸如涂装表面上的浮泡这样的微小凸起或凹坑处，光在所有方向上衍射，并且凸起或凹坑不显示为特征点，导致检查能力降低。如果被照明的表面的区域减小以避免光的衍射，那么由一次检查操作所检查的区域或范围被显著地缩小，对诸如汽车车身这样的大面积(例如10平方米)的涂敷表面的检查不能在承载着所要检查的物体的传送带的节拍时间(tact time)(例如约60秒)内完成。

如果采用以上2)中所述的使用平行光束照明的检查，则能够控制光的方向性，因此能够避免作为上述照明类型1)的缺点的光衍射。然而，如果所要检查的物体具有曲面，那么光接收部分所接收的镜面反射光的面积被减小，一次检查操作所覆盖的视野被显著地缩小。因而，如上述情况1)中那样，对诸如汽车车身这样的大面积的涂敷表面的检查不能在传送带的节拍时间内完成。另外，取决于涂料中所包含的金属粉末或云母的取向，金属粉末或云母可能被错误地检测成缺陷。

在以上3)中所述的使用具有图案的扩散型平面照明的检查的情况下，检测能力与上述1)类型的检查相比有所改善，并且检查速度与上述2)类型的检查相比有所改善。然而，在对图案的亮部和暗部之间的边界处的检测精度方面存在问题。为了解决这个问题，在一个单元内安装两个或更多的相机，以移动亮图案和暗图案的相位(phase)。然而，需要与相机相同数量的图像处理板、个人电脑、镜头和其它设备，导致投资成本的增加。

在以上4)中所述的使用排列成行的多个小照明器的检查的情况下，需要逐个开启多个照明器以使得相机能够对于所要检查的物体上的一个点进行照相。因此，每次在一个点上进行检查时，都需要停止所要检查的物体的运动，导致检查速度降低。另外，如果进行高速摄影，那么光量减少，因此信噪(SN)比降低。

在JP-A-2003-28805所述的技术的情况下，对于所要检查的物体上的一个点，需要按时间序列切换多个照明器，使得成像单元在每次从一个照明器切换到另一个时对反射光进行成像。因而，要花费大量时间捕获图像，导致检查速度降低。

在JP-A-11-237210所述的检查装置的情况下，取决于每个照明器如何放置，来自所要检查的物体的有缺陷的表面的反射光可能不被成像单元所成像，这会导致检查精度降低。

另外，如果所要检查的物体和照明单元之间的角度位置关系，或者所要检查的物体和成像器件之间的角度位置关系被改变，那么被物体镜面反射的反射光可能不被成像单元成像。因而，检查装置对于倾斜或其部件的角度位置的变化是敏感的，要求照明单元和成像单元对于所要检查的物体高精度地定位。

因此，难以在将照明单元和成像器件保持在它们正确的角度位置上的同时，检查诸如汽车车身这样具有相当大的面积的物体的整个表面；并且，检查装置不能适用于对微小凸起或凹坑形式的缺陷的检测。

结合图25到图28C，说明本发明的背景技术中的检测缺陷Wb的能力和检查速度之间的关系。

在表示了检测缺陷Wb的方式的图25到图28C中，照明单元被放置以与物体W的检查表面Wa相对置，并且检查表面Wa被照明单元所照射，使得检查表面Wa所反射的反射光被成像单元捕获和成像，用于缺陷Wb的检测。

例如，当使用面阵相机(area camera)201和具有比较大的照明尺寸的照明单元202的组合时，如图25所示，面阵相机201可以同时拍摄比较大的面积或范围的检查表面Wa，并且可以增加每单位时间所拍摄的范围。

然而，如果相对于缺陷Wb照明单元的照明尺寸较大，正如使用照明单元202的情况，那么面阵相机201接收因照明光被检查表面Wa的除缺陷Wb以外的部分镜面反射而引起的反射光C1，并且还接收因照明光被缺陷Wb的倾斜部分镜面反射而引起的反射光C2。因此，缺陷Wb可能被埋没在反射光束C1、C2中，缺陷Wb可能不会清晰地出现在由面阵相机201所捕获的图像中。

另一方面，例如图26所示，如果使用相对于缺陷Wb照明尺寸较小的照明单元203，则防止了因照明光被缺陷Wb的倾斜部分镜面反射而引起的反射光C3被面阵相机201捕获和成像。

因此，可以使得被缺陷Wb反射并被面阵相机201成像的反射光的量小于被检查表面Wa的除缺陷Wb以外的其它部分反射并被面阵相机201成像的反射光的量。在所得的图像中，缺陷Wb显得比检查表面Wa的除缺陷Wb以外的其它部分暗。因而，可以在缺陷Wb和检查表面Wa的其余部分之间形成反差，从而能够清晰地指示缺陷Wb。

然而，照明单元203的照明范围比照明单元202更窄，并且每单位时间所能摄像的范围小。因此，在诸如汽车车身这样具有非常大的面积的物体W的检查表面Wa上检测微小凸起或凹坑形式的缺陷Wb，要花很多时间并且不实用。

鉴于上述情况，例如图27A到图27C所示，可以用线阵相机(line camera)211替代面阵相机201，并且与照明单元203相组合。在操作中，线阵相机211和照明单元203相对于所要检查的物体W移动，以扫描物体W的检查表面Wa。在此情况下，由于线阵相机211的帧速率通常大于面阵相机201，所以每单位时间所能摄像的范围与使用面阵相机201的情况相比能够被增大；并且能在更短时间内捕获图像。因此，可以在比较短的时间内检测缺陷Wb。

然而，线阵相机211捕获在相机211移动方向上测量的极小范围内的图像。因此，如果线阵相机211和照明单元203的角度相对于检查表面Wa偏离了预设的参考角度，如图28的例子所示，那么镜面反射光C4不能被线阵相机211捕获和成像。

因而，线阵相机211和照明单元203相对于所要检查的物体W的检查表面Wa的容许倾斜的角度小。即，背景技术中的检查装置对线阵相机211和照明单元203相对于所要检查的物体W的检查表面Wa的角度的改变是敏感的，并且对于这些角度的改变的适应范围窄。

发明内容

本发明提供一种表面检查装置，用于快速和容易地以高精度检测所要检查的物体表面上的缺陷。

本发明一个方面涉及一种表面检查装置，包括：照射单元，其具有分别发出具有不同波长范围的多个照明光束的多个光源，并且在将光源以彼此相邻的方式放置并沿着作为所要检查的物体的表面的检查表面按给定顺序排列的状态下，用照明光束对检查表面进行照射；成像单元，其在照明光束被检查表面反射时对反射光进行成像，以获得与相应的波长范围对应的多个图像数据项；以及控制单元，其基于由成像单元所获得的与相应的波长范围对应的多个图像数据项，检测检查表面上的检测对象。

根据以上配置，照射单元被设置以在使光源以彼此相邻的方式放置并沿着检查表面按给定顺序排列的状态下，用具有不同波长范围的照明光束对检查表面进行照射。因此，扩大了反射光可被成像单元成像的角度范围，并且增大了照射单元或成像单元相对于检查表面的角度的容差(tolerance)。因此，即使减小每个光源所发出的照明光束在光源排列方向上观察时的宽度，也能够对反射光进行成像，从而确保了对检测对象的检测能力的改善。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，可以根据检测对象的大小来确定每个照明光束在光源排列方向上观察时的宽度。利用这种配置，根据检测对象的尺寸来确定每个照明光束在光源排列方向上观察时的宽度，以在缺陷和检查表面其余部分之间产生反差，能够清晰地指示或表现缺陷。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，当检测对象包含检查表面上的凸起/凹坑缺陷时，每个照明光束的宽度可以基于从照射单元到检查表面的距离和凸起/凹坑缺陷相对于检查表面的最大倾斜角度来确定。在该情况下，每个照明光束的宽度可以等于或小于从照射单元到检查表面的距离与凸起/凹坑缺陷的最大倾斜角度的两倍值的正切的乘积。利用该配置，防止了作为源自与凸起/凹坑缺陷相对置的光源的反射光的一部分，被凸起/凹坑缺陷的倾斜部分镜面反射的反射光被成像单元成像；并且，在缺陷和检查表面的其余部分之间产生反差，使得缺陷能够被清晰地指示或表现。

另外，在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，该多个光源可以按这样的顺序排列：由相邻的光源发出的照明光束之间在波长范围上的差别大于由光源的其它组合发出的照明光束之间在波长范围上的差别。利用该配置，即使成像单元不具有高的分光精度，成像单元对来自某个光源的反射光成像也不受其相邻光源发出的照明光束的很大影响，并且能够以高精度检测缺陷等。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，照射单元还可以具有中间光源，其被放置于两个相邻的光源之间并且被配置为发出其波长范围介于两个相邻的光源所发出的照明光束的波长范围之间的照明光束。在某些情况下，取决于检查表面和照射单元之间的相对角度、或者检查表面和成像单元之间的相对角度，原来从两个相邻光源之间的边界部分发出的反射光被成像单元捕获和成像。利用以上配置，原来从中间光源发出的具有稳定的波长范围的反射光能够被成像单元成像，并且可以避免凸起/凹坑缺陷检测的精度降低。

在如上所述的表面检查装置中，每个光源可以由具有相同波长范围的多个光发射器组成，并且中间光源可以包括具有与两个相邻的光源相同的波长范围的多个光发射器。另外，中间光源的具有与两个相邻的光源中的一个相同的波长范围的光发射器和中间光源的具有与两个相邻的光源中的另一个相同的波长范围的光发射器可以按混合方式排列。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，照射单元还可以包括具有多个单色光发射区域和至少一个中间光发射区域的扩散板(diffusion plate)，其中每个单色光发射区域都允许从每个光源发出的照明光束穿过，所述至少一个中间光发射区域设置在所述多个单色光发射区域之间并发出通过将两个相邻光源中的一个发出的光束与两个相邻光源中的另一个发出的光束混合而得到的中间色的照明光束。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，控制单元可以基于针对成像单元所成像的反射光的每个波长范围所得到的镜面反射量和漫反射量来识别检测对象。就此而言，要注意的是，反射光的每个波长范围的镜面反射量随表面状态或形状以及镜面反射系数而变化，而漫反射量随受检查表面的色彩等因素影响的漫反射系数而变化。因此，能够通过分析各个波长范围的镜面反射量和漫反射量的模式(pattern)而容易地识别检测对象。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，可以使用定义了多种检测对象中的每个与反射光的每个波长范围的镜面反射量及漫反射量之间的关系的模式分析表来识别检测对象。上述多种检测对象可以包括凸起/凹坑缺陷、色彩缺陷、异物、和设计特征中的至少一种。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，照射单元和成像单元可以在保持距离检查表面指定距离的同时在给定方向上为一体地移动。

在根据上文所述的表面检查装置中，光源可以配置在以上所述的给定方向上。

在根据本发明的以上方面所述的表面检查装置中，上述的多个照明光束可以包括红色可见光、蓝色可见光、和绿色可见光。

根据本发明，照射单元被配置以在光源以彼此相邻的方式放置并沿着检查表面按给定顺序排列的状态下用具有不同波长范围的照明光束对检查表面进行照射。因此，可以扩大反射光可被成像单元成像的角度范围，并且增大照射单元或成像单元相对于检查表面的角度的容差。因此，即使在光源配置方向上测得的每个光源所发出的照明光束的宽度减小，反射光也能够被成像，并且能够改善对检测对象的检测能力。

附图说明

本发明的前述及后述目标、特点和优点从结合附图对示例实施方式的下列说明中将变得显而易见，其中相似的附图标记被用于表示相似的元素，其中：

图1为表示根据本发明第一实施方式所述的表面检查装置的总体结构的框图；

图2为说明传感器单元的结构的示意图；

图3示意性地说明了利用表面检查装置检查表面状态的方法；

图4A和4B用于说明光源配置的顺序；

图5表示了设定光源宽度的方法；

图6表示了用于呈现凸起/凹坑缺陷与检查表面的其余部分之间的反差的装置的操作状况；

图7A到图7D为当装置处于如图6中所示操作状况中时成像单元所捕获图像的示意图；

图8A到图8C用于说明根据本发明的第一实施方式所提供的操作和效果；

图9A到图9C表示了用于与图8A到图8C对比的对比例；

图10A和图10B为用于说明本发明的第二实施方式的示意图；

图11是说明第二实施方式的特定实例的图；

图12是说明第二实施方式的另一个特定实例的图；

图13为表示检测对象和识别所检测对象的方法的流程图；

图14表示了模式分析表；

图15A用于说明检测凸起/凹坑缺陷的方法；

图15B为表示在如图15A所示状况下获取的彩色图像的示意图；

图16A到图16C为示意图，表示了图15B的彩色图像被分光成的每个波长范围的图像数据；

图16D到图16F分别表示了图16A到图16C的每幅图像的亮度分布数据；

图17A用于说明检测色彩缺陷(浅色上的深色缺陷)的方法；

图17B为表示被成像单元获取的彩色图像的示意图；

图18A到图18C为表示图17B的彩色图像被分光成的每个波长范围的图像数据的示意图；

图18D到图18F分别表示了图18A到图18C的每幅图像的亮度分布数据；

图19A用于说明检测色彩缺陷(浅色上的深色缺陷)的方法；

图19B为表示被成像单元获取的彩色图像的示意图；

图20A到图20C为示意图，表示了图19B的彩色图像被分光成的每个波长范围的图像数据；

图20D到图20F分别表示了图20A到图20C的每幅图像的亮度分布数据；

图21A用于说明检测异物(诸如尘埃、污垢、或残渣)的方法；

图21B为表示被成像单元获取的彩色图像的示意图；

图22A到图22C为示意图，表示了图21B的彩色图像被分光成的每个波长范围的图像数据；

图22D到图22F分别表示了图22A到图22C的每幅图像的亮度分布数据；

图23A用于说明检测形状或设计特征(诸如孔、边缘、或台阶(step))的方法；

图23B为表示被成像单元获取的彩色图像的示意图；

图24A到图24C为示意图，表示了图23B的彩色图像被分光成的每个波长范围的图像数据；

图24D到图24F分别表示了图24A到图24C的每幅图像的亮度分布数据；

图25说明了使用面阵相机和比较大的照明器的情况；

图26说明了使用面阵相机和比较小的照明器的情况；

图27A到图27C说明了使用线阵相机和比较小的照明器的情况；以及

图28说明了相关技术。

具体实施方式

结合附图说明本发明的第一实施方式。

图1是表示根据本发明的第一实施方式所述的表面检查装置1的总体结构的框图，图2为用于说明传感器单元6的结构的示意图，图3示意性地说明了利用表面检查装置1检查表面状态或表面轮廓的方法。本实施方式的表面检查装置1的特征在于线阵相机21和照明器件11相对于所要检查的物体W的检查表面Wa的容许倾斜的范围大。

如图1所示，表面检查装置1具有：照射单元2，其发出具有彼此不同的波长范围的多个照明光束R、G、B；成像单元3，其捕获由照射单元2所发出的照明光束R、G、B所照明的要检查的物体W的检查表面Wa的图像；控制单元4，其基于表示由成像单元3所捕获的图像的图像数据来检测检查表面Wa上的缺陷Wb；以及结果显示单元7，其显示由控制单元4所获得的检测结果。

照射单元2和成像单元3被配置在安装于机械臂5的末端的传感器单元6中，使得所述单元2、3被一体地固定在传感器单元6中。通过控制机械臂5，传感器单元6在预设的传感器移动方向F上沿着检查表面Wa移动，同时保持对所要检查的物体W的检查表面Wa的恒定的距离或间隔，如图2所示。

照射单元2包括照明单元11和扩散板15，如图1所示。在本实施方式中，照明单元11具有依次排列在传感器移动方向F上的三个光源12、13、14，如图2所示。

光源12、13、14被配置为发出具有不同波长范围的照明光束。在本实施方式中，光源12发出红光，并且光源13发出蓝光，而光源14发出绿光。因而，照明单元11被配置为发出作为光的原色的RGB(R：红，G：绿，B：蓝)的照明光束。

光源12、13、14被放置使得相邻的光源所发出的光束的波长范围彼此的差别大。图4A和图4B用于说明光源12、13、14的排列顺序；图4A表示了本实施方式的排列，图4B表示了对比例的排列。

关于从各个光源12、13、14所发出的照明光束，红光R的波长为约640nm，蓝光B的波长为约470nm，而绿光G的波长为约530nm。在光源12、13、14被放置为使得相邻的光源所发出的光束的波长范围彼此接近(即，依次将红光源12、绿光源13、和蓝光源14从前往后排列在传感器移动方向F上)的情况下，如图4B的对比例所示，当检查表面所反射的光被分光成光谱，检测性能或精度可能由于相邻的光源的光束的影响而劣化。

另一方面，在本实施方式中，红光源12、蓝光源13和绿光源14被依次从前往后排列在传感器移动方向F上，如图4A所示。因此，即使成像单元3不具有高的光谱灵敏度或精度，它也比较不易受到相邻光源的光束的影响，因而确保了高的检测精度。

虽然未在附图中特别表示，但是每个光源12、13、14被排列以在垂直于传感器移动方向F的水平方向上成直线延伸给定长度。在本实施方式中，使用了其中使用每种颜色的LED(发光二极管)的线阵照明器。

如图1所示那样放置于照明单元11和所要检查的物体W之间的扩散板15允许从照明单元11的光源12、13、14所发出的照明光通过，由此控制光的方向性。

成像单元3包括线阵相机21、透镜系统24、和棱镜25(见图3)，如图1所示。线阵相机21的形式为用于捕获彩色图像的线阵传感器，并且具有分别用于检测红光、蓝光和绿光的三个CCD(电荷耦合器件)21a、21b、21c，如图3所示。

线阵相机21的CCD 21a、21b、21c的每个都在垂直于传感器移动方向F的水平方向上成直线延伸给定长度，并且CCD 21a、21b、21c与光源12、13、14平行地排列。CCD 21a、21b、21c的角度和位置被设定为使得当传感器单元6相对于所要检查的物体W的检查表面Wa的预定取向被放置而与检查表面Wa正对时，CCD 21a、21b、21c分别接受由相应的光源12、13、14发出并由检查表面Wa镜面反射的光束。如此放置的CCD 21a、21b、21c捕获由光源12、13、14照射的检查表面Wa的图像，以获取图像数据。

透镜系统24被设置以将线阵相机21的焦点调整在检查表面Wa上，如图1所示。棱镜25用于将被检查表面Wa镜面反射的反射光分光在与三个不同波长范围相对应的不同方向上，如图3所示，使得作为反射光的一个分量的红光R被检测红光的CCD 21a接收，作为反射光的另一个分量的蓝光B被检测蓝光的CCD 21b接收，而作为反射光的又一个分量的绿光G被检测绿光的CCD 21c接收。

控制单元4由计算机或电子电路装置等组成，其被安装在控制板中(未图示)。控制单元4执行控制程序，以作为其内部功能而用作光源控制单元31、相机控制单元32、图像处理单元33和透镜光圈控制单元34。

光源控制单元31控制照明单元11的每个光源12、13、14的发光，而相机控制单元32控制线阵相机21的成像或图像捕获。图像处理单元33处理由线阵相机21所捕获的图像数据，以提取或检测在检查表面上/中的凸起/凹坑形式的缺陷Wb；而透镜光圈控制单元34调整透镜系统24的光圈(f值)。

图5表示了设定照明单元的每个光源的宽度的方法。利用光源12、13、14和检查表面Wa之间的距离来确定每个光源12、13、14的在传感器移动方向上观察时的宽度(在光源排列方向上观察到的宽度)“D”。例如，如果蓝光源13和检查表面Wa之间的距离等于“a”，如图5所示，那么在传感器移动方向上观察到的宽度D的一半的距离“d”(＝D/2)、即从蓝光源13的中心轴Lc到光源的一个端部的距离“d”根据下列等式(1)几何地确定：

d＝a×tan2α(1)

于是，蓝光源13的在传感器移动方向上观察到的宽度D通过将距离d乘以2来得到(D＝2a×tan2α)。红光源12的宽度和绿光源14的宽度可以用相同方式来确定。

在上述等式(1)中，“α”为缺陷Wb的表面相对于检查表面Wa的最大倾斜角度。例如，在凸起形的缺陷Wb(例如，其宽度为约0.2mm并且高度为约3μm)被形成在检查表面Wa上的情况下，缺陷Wb的隆起部分以最大倾斜角度“α”倾斜。

因而，每个光源12、13、14的宽度“D”由光源12、13、14和检查表面Wa之间的距离“a”来确定。因此，例如，如果距离“a”被设定成小的值，那么可以减小宽度“D”，使得每个光源12、13、14的尺寸减小并降低照明设备的成本。

接下来，说明使用如上述构造的表面检查装置1的检查方法。首先，当控制单元4接收到要检查的物体W的检查表面Wa的色彩信息(光反射特征)时，光源控制单元31调节照明单元11的每个光源12、13、14的照明持续时间(lighting duration)和流过每个光源的电流值，光源12、13、14被同时开启。然后，相机控制单元32控制线阵相机21的曝光时间和增益，而透镜光圈控制单元34调节透镜系统24的光圈(f值)。

然后，机械臂5移动传感器单元6，同时保持传感器单元6和要检查的物体W之间的某个距离。当传感器单元6到达指定点时，成像开始信号被发送到相机控制单元32，使得成像单元3开始捕获图像。

传感器单元6被机械臂5在传感器移动方向F上移动，同时保持距离检查表面Wa的恒定相机距离。成像单元3捕获由红光源12、蓝光源13和绿光源14所发出的光束所照射的检查表面Wa的图像。

承载着由红光源12、蓝光源13和绿光源14所发出的光束所照射的检查表面Wa的图像的反射光被棱镜25分光为RGB的相应波长范围的光束，由RGB的相应波长范围的光束所形成的图像被线阵相机21的相应的CCD 21a、21b、21c捕获。

图像处理单元33对由各个CCD 21a、21b、21c捕获的图像进行图像处理，使得图像中反射光没有入射在成像单元3上的部分被以深色显示，并提取深色部分作为缺陷Wb。然后，将缺陷Wb的位置和图像等显示在结果显示单元7上。

图6表示了如何在所捕获的图像中将缺陷Wb表示为反差，图7A到图7D为处于如图6所示状况下的成像单元3所捕获图像的示意图。

图7A示意性地表示了在反射光被棱镜25分光之前所获得的彩色图像，图7B示意性地表示了由检测红光的CCD 21a所捕获的图像，图7C示意性地表示了由检测蓝光的CCD 21b所捕获的图像，图7D示意性地表示了由检测绿光的CCD 21c所捕获的图像。

例如，在如图6所示的其中照明单元11的蓝光源13与要检查的物体W的缺陷Wb对置的情况下，由作为在传感器移动方向F上观察时缺陷Wb的前部的倾斜部分43所镜面反射的蓝光B、和由作为在传感器移动方向F上观察时缺陷Wb的后部的倾斜部分44所镜面反射的蓝光B不被入射在成像单元3上，即，不被成像单元3接收。

另一方面，成像单元3接收红光源12的由作为在传感器移动方向F上观察时缺陷Wb的前部的倾斜部分43所镜面反射的红光R，并且接收绿光源14的由作为在传感器移动方向F上观察时缺陷Wb的后部的倾斜部分44所镜面反射的绿光G。

因此，在彩色图像中，缺陷Wb的顶部41和缺陷Wb以外的平坦或平滑部分42以蓝色B显示，缺陷Wb的倾斜部分43以红色R显示，而缺陷Wb的倾斜部分44以绿色G显示，如图7A所示。

在由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像中，缺陷Wb的倾斜部分43被以浅色显示，而倾斜部分43以外的其余部分被以深色显示，如图7B所示。在由检测蓝色的CCD 21b所捕获的单色图像中，缺陷Wb的倾斜部分43、44被以深色显示，而倾斜部分43、44以外的其余部分被以浅色显示，如图7C所示。在由检测绿色的CCD 21c所捕获的单色图像中，缺陷Wb的倾斜部分44被以浅色显示，而倾斜部分44以外的其余部分被以深色显示，如图7D所示。因此，缺陷Wb能与其它部分形成反差，图像处理单元33能够容易地提取缺陷Wb。

接下来，说明本实施方式的表面检查装置1的操作和效果。图8A到图8C用于说明根据本实施方式的操作和效果，图9A到图9C表示了用于与图8A到图8C对比的对比例。

在本实施方式的表面检查装置1中，当传感器单元6被放置为以预设取向与要检查的物体W的检查表面Wa对置时，如图8B所示，蓝光源13所发出的蓝光B被检查表面Wa镜面反射，并且反射光被检测蓝光的CCD 21b接收。如果缺陷Wb存在于检查表面Wa上，那么缺陷Wb的倾斜部分在由检测蓝光的CCD 21b所捕获的单色图像中以深色显示。因此，缺陷Wb能被清楚地识别。

如果传感器单元6从传感器单元6与检查表面Wa对置的预设取向倾斜，并且传感器单元6与检查表面Wa之间的间隔在传感器移动方向F上从前往后减小，如图8A所示，那么红光源12发出的红光R被检查表面Wa镜面反射，并且反射光能被检测红光的CCD 21a接收。如果缺陷Wb存在于检查表面Wa上，那么缺陷Wb的倾斜部分在由红色CCD 21a所捕获的单色图像中以深色显示。因此，即使传感器单元6相对于检查表面Wa倾斜，如图8A所示，也能够产生表示缺陷Wb的反差，能够清楚地表现缺陷Wb。

如果传感器单元6从传感器单元6与检查表面Wa相对置的预设取向倾斜，并且传感器单元6和检查表面Wa之间的间隔在传感器移动方向F上从后往前减少，如图8C所示，那么绿光源14发出的绿光R被检查表面Wa镜面反射，并且反射光能被检测绿光的CCD 21c接收。如果缺陷Wb存在于检查表面Wa上，那么缺陷Wb的倾斜部分在由绿色CCD 21c所捕获的单色图像中以深色显示。因此，即使传感器单元6相对于检查表面Wa倾斜，如图8C所示，也能够产生表示缺陷Wb的反差，能够清楚地表现缺陷Wb。

在图9A到图9C所示的对比例中的表面检查装置100中，传感器单元106具有被配置为发出具有相同波长范围的光束的三个照明器112、113、114以取代本实施方式的光源12、13、14，并且被排列以利用由单个CCD组成的线阵相机121捕获图像，同时按时间序列切换照明器112、113、114。

在对比例中，当传感器单元6相对于检查表面Wa倾斜时，如图9A或图9C所示，源自照明器112或照明器114的反射光能够被线阵相机121接收。

然而，照明器112、113、114被按时间序列切换(即，被依次使用)以照射检查表面Wa上的一个点，并且在每次切换发生时需要捕获图像。因此，要花费大量时间捕获图像，导致检查速度降低。

另一方面，根据本实施方式的表面检查装置1，光源12、13、14被同时开启以捕获图像，使得可以减少捕获图像所花费的时间，并且可以提高检查速度。

在上述表面检查装置1中，配置为发出具有不同波长范围的光束的光源12、13、14被排列在传感器移动方向上，使得每个光源在垂直于传感器移动方向的方向上测量时具有合适的宽度。另外，在表面检查装置1中，检查表面Wa所反射的反射光被分光并被线阵相机21接收。

利用以上配置，能够扩大或增加反射光可被成像单元捕获以成像的角度的范围，并且增加照射单元2或成像单元3相对于检查表面Wa的角度的容差。因此，表面检查装置1比较不易受检查表面Wa和传感器单元6之间相对角度的改变的影响，并且能够增加传感器单元6相对于检查表面Wa的容许倾斜的程度。

因而，即使传感器单元6相对于检查表面Wa的角度、即照射单元2或成像单元3相对于检查表面Wa的角度因例如机械臂5移动时的波动而改变，源自多个光源的反射光束中的至少一个也能被成像单元3接收，并且能够迅速和准确地检测缺陷Wb。

在本实施方式的检查表面Wa所反射的反射光被分光并被成像单元3所接收的表面检查装置1中，光源12、13、14能够被同时开启，并且相应的图像能够被线阵相机21同时捕获。因此，成像单元3的成像或图像获取时间能够缩短，并且能够提高检查速度。

要理解的是，本发明不只限于上述第一实施方式，而是可以利用在不背离本发明原理的前提下所作出的各种改变来实施。在所述实施方式中，红光源12、蓝光源13、和绿光源14被用作具有不同波长范围的多个照明器的示例。然而，照明器不只限于这些光源12、13、14，只要它们能够发出具有不同波长范围的多个光束即可。

虽然在所述实施方式中光源12、13、14依次在传感器移动方向F上从前往后排列，但是光源的排列顺序可以被改变，只要相邻的光源发出具有显著不同的波长范围的光束即可。例如，将光源14、13、12依次在传感器移动方向F上从前往后排列。

接下来，结合图10A到图12说明本发明的第二实施方式。图10A和图10B是用于说明第二实施方式的示意图。在这些附图中，与第一实施方式中所用的附图标记相同的附图标记用于标识相同的或相应的结构要素，其详细描述从略。

第二实施方式的表面检查装置包括照明器件101作为第一实施方式的照明单元11的修改例。例如，如果在第一实施方式中检查表面Wa和传感器单元6之间的相对角度被改变，即，传感器单元6从传感器单元6与检查表面Wa相对置的预定取向倾斜，并且源自红光源12和蓝光源13之间的边界的反射光被成像单元3接收，如图10B所示，那么反射光的波长范围是不稳定的，可能会降低缺陷检测的精度。

另一方面，在第二实施方式中，如图10A所示，在相邻的光源12、13之间设置具有光源12、13两者的波长范围的中间光源16，并在相邻的光源13、14之间设置具有光源13、14两者的波长范围的中间光源17。

利用该配置，即使当让传感器单元6处于上述相对于检查表面Wa的倾斜位置时，也能够通过成像单元3接收具有稳定波长范围的反射光，不会降低缺陷Wb的检测精度。

图11和图12表示了实现第二实施方式的特定实例。图11所示的实例利用被用作照明单元101的照明器的LED发光器12a、13a、14a的配置。通过将多个红色LED 12a排列为直线来形成红光源12，通过将多个蓝色LED 13a排列为直线来形成蓝光源13，而通过将多个绿色LED 14a排列为直线来形成绿光源14。

通过将红色LED 12a和蓝色LED 13a交替地排列成直线而在红光源12和蓝光源13之间形成中间光源16，并通过将蓝色LED 13a和绿色LED 14a交替地排列成直线而在蓝光源13和绿光源14之间形成中间光源17。

利用以上配置，能够从中间光源16发出具有红光R和蓝光B两者的波长范围的照明光，并且能够从中间光源17发出具有蓝光B和绿光G两者的波长范围的照明光。

因此，即使在传感器单元6和检查表面Wa之间的相对角度被改变使得传感器单元6从传感器单元6与检查表面Wa相对置的预定取向倾斜，且源自红光源12和蓝光源13之间的边界或者源自蓝光源13和绿光源14之间的边界的反射光被成像单元3接收的情况下，成像单元3也能够接收源自中间光源16或中间光源17的具有稳定波长范围的反射光，可以避免在缺陷Wb的检测精度上的降低。

图12所示的实例利用扩散板15以及LED发光器12a、13a、14a。在照射单元2的照明单元101中，通过将多个红色LED 12a排列为直线来形成红光源12，通过将多个蓝色LED 13a排列为直线来形成蓝光源13，而通过将多个绿色LED 14a排列为直线来形成绿光源14。照射单元2还包括被照明光辐射使得在某些区域中相邻的照明器所发出的光束彼此重叠的扩散板15。

扩散板15允许各个光源12、13、14的照明光束穿过，并且在穿过期间控制每个光束的方向性的同时发出光束。

更具体地说，扩散板15具有允许红光源12发出的照明光穿过而由此只发出红光R的红光发射区15R、允许蓝光源13发出的照明光穿过而由此只发出蓝光B的蓝光发射区15B、和允许绿光源14发出的照明光穿过而由此只发出绿光G的绿光发射区15G。

另外，在红光发射区15R和蓝光发射区15B之间形成有发出红光R和蓝光B的中间光发射区15RB，并且在相邻的蓝光发射区15B和绿光发射区15G之间形成有发出蓝光B和绿光G的混合光的中间光发射区15BG。

利用以上配置，具有红光R和蓝光B两者波长范围的照明光被从中间光发射区15RB中发出，并且具有蓝光B和绿光G两者波长范围的照明光被从中间光发射区15BG中发出。

因此，即使当让传感器单元6处于上述相对于检查表面Wa的倾斜位置时，成像单元3也能够接收源自中间光发射区15RB或中间光发射区15BG的具有稳定波长范围的反射光，可以避免在缺陷Wb的检测精度上的降低。

作为每个所述实施方式中的具有不同波长范围的多个照明器，虽然使用了三种光源，即红光源12、蓝光源13和绿光源14，但也可以使用不同数量或不同类型的光源，例如具有五个波长范围的照明器。

接下来，结合图13到图24说明本发明的第三实施方式。在这些附图中，与上述实施方式中所用的附图标记相同的附图标记被用于标识相同的或相应的构成要素，其详细说明从略。

在本实施方式中，图像处理单元33所检测的目标被识别。更具体地说，判断图像处理单元33所检测的目标是否为凸起/凹坑缺陷Wb、色彩缺陷Wc1、Wc2、诸如沉积在检查表面Wa上的尘埃这样的异物Wd、或者诸如穿过检查表面Wa形成的孔We、台阶、或边缘这样的设计特征。

色彩缺陷是指形成于单色或基本相同的颜色的检查表面Wa上并且与检查表面Wa的颜色不同的点等。色彩缺陷可能是作为在浅色板上形成的点状深色部分的深色缺陷Wc1、或者是作为在深色板上形成的浅色点状部分的浅色缺陷Wc2。

控制单元4的图像处理单元33执行处理以基于由线阵相机21所捕获和成像的反射光的每个波长范围的镜面反射量和漫反射量来识别检测对象。反射光的镜面反射量随检查表面Wa的表面状态的情况而变化，而反射光的漫反射量随检查表面Wa的色彩而变化。图像处理单元33基于每个波长范围的亮度分布来分析镜面反射量和漫反射量的模式，并且从模式分析表(即在模式分析中所用的表)中的预设模式中选择与分析结果匹配的模式，以识别检测对象。

图13为表示检测对象和识别所检测对象的方法的流程图，图14为模式分析表的示例。在图14的模式分析表中，针对每种检测对象，标明了每幅图像中与红光、蓝光和绿光的波长范围对应的镜面反射量和漫反射量。

首先，用由照射单元2的照明单元11所发出的光照射检查表面Wa(步骤S101)。然后，线阵相机21接收被检查表面Wa反射的光(步骤S102)，以获得检查表面Wa的彩色图像(步骤S103)。然后，彩色图像被分光成红色图像、蓝色图像和绿色图像，作为用于每个波长范围的图像数据(步骤S104)。

对于每个所获得的图像(即，每个波长范围的图像)，获得反射光的每个波长范围的亮度分布数据(步骤S105)。注意到镜面反射系数和漫反射系数随检测对象的模式(类型)的不同而变化的事实，对每个波长范围的亮度分布数据进行模式分析(步骤S106)。于是，基于模式分析的结果，识别检测对象(步骤S107)。

在步骤S106的模式分析中，例如，对如图14所示的模式分析表，搜索匹配模式。模式分析表被预先存储于控制单元4中。如果发现了匹配模式，则判断为检测到了匹配模式所属类型的目标。如果没有发现匹配模式，就判断为无法识别检测对象。控制单元4在结果显示单元7上显示判断结果。

在由成像单元3在对检查表面Wa上的凸起/凹坑缺陷Wb成像时所获取的彩色图像中，如图15A所示，缺陷Wb的顶部41和缺陷Wb以外的平坦部分42以蓝色B显示，缺陷Wb的倾斜部分43以红色R显示，而缺陷Wb的倾斜部分44以绿色G显示，如图15B所示。

在由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像中，缺陷Wb的倾斜部分43被以浅色显示，而倾斜部分43以外的其余部分被以深色显示，如图16A所示。因此，沿图16A的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：如图16D所示，与其它部分相比，只在与倾斜部分43相对应的位置处的亮度显著地高。因此，在红色波长范围中，镜面反射量大，而漫反射量极小。

在由检测蓝色的CCD 21b所捕获的单色图像中，缺陷Wb的倾斜部分43、44被以深色显示，而倾斜部分43、44之外的其余部分被以浅色显示，如图16B所示。因此，沿图16B的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：如图16E所示，与其它部分相比，在与倾斜部分43、44相对应的位置处的亮度降低至低水平。因此，在蓝色波长范围中，镜面反射量小，而漫反射量极小。

在由检测绿色的CCD 21c所捕获的单色图像中，缺陷Wb的倾斜部分44被以浅色显示，而倾斜部分44之外的其余部分被以深色显示，如图16C所示。因此，沿图16C的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：如图16F所示，与其它部分相比，只在与倾斜部分44相对应的位置处的亮度显著地高。因此，在绿色波长范围中，镜面反射量大，而漫反射量极小。

通过使用红色、蓝色和绿色的每个波长范围的镜面反射量和漫反射量并且参考如图14所示的模式分析表，能够将检测对象识别为凸起/凹坑缺陷Wb。

如图17A所示，当成像单元3对涂有浅色(例如白色)的涂料且在检查表面Wa上沉积有点状的深色(例如黑色)涂料而形成了深色缺陷Wc1的检查表面Wa进行成像时，如图17B所示，由成像单元3所获取的彩色图像具有以蓝色B显示的除了深色缺陷Wc1以外的部分。

在由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像中，图像整体上以深色显示，而深色缺陷Wc1被以更暗的色彩显示，如图18A所示。因此，沿图18A的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而在与深色缺陷Wc1相对应的部分中更低，如图18D所示。因此，在红色波长范围中，镜面反射量小，而漫反射量极小。

在由检测蓝色的CCD 21b所捕获的单色图像中，图像整体上以浅色显示，而深色缺陷Wc1以深色显示，如图18B所示。因此，沿图18B的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都高，而只是在与深色缺陷Wc1相对应的部分中较低，如图18E所示。因此，在蓝色波长范围中，镜面反射量大，而漫反射量极小。

在由检测绿色的CCD 21c所捕获的单色图像中，与由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像类似，图像整体上被以深色显示，而深色缺陷Wc1被以更暗的色彩显示，如图18C所示。因此，沿图18C的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而在与深色缺陷Wc1相对应的部分中更低，如图18F所示。因此，在绿色波长范围中，镜面反射量小，而漫反射量极小。

通过使用上述的亮度分布结果并且参考如图14所示的模式分析表，检测对象能被识别为深色缺陷Wc1。

如图19A所示，当成像单元3对涂有深色(例如黑色)的涂料且在检查表面Wa上沉积有点状浅色(例如白色)的涂料而形成了形成浅色缺陷Wc2的检查表面Wa进行成像时，如图19B中所示，由成像单元3所获取的彩色图像具有以蓝色B显示的浅色缺陷Wc2以外的部分。

在由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像中，图像整体上被以深色显示，而浅色缺陷Wc2被以比其它部分稍亮的色彩显示，如图20A所示。因此，沿图20A的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而在与浅色缺陷Wc2相对应的部分比其它部分的亮度稍高一些，如图20D所示。因此，在红色波长范围中，镜面反射量小，而漫反射量适中。

在由检测蓝色的CCD 21b所捕获的单色图像中，图像整体上被以浅色显示，而浅色缺陷Wc2被以更亮的色彩显示，如图20B所示。因此，沿图20B的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都高，而在与浅色缺陷Wc2相对应的部分的亮度更高，如图20E所示。因此，在蓝色波长范围中，镜面反射量大，而漫反射量适中。

在由检测绿色的CCD 21c所捕获的单色图像中，与由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像类似，图像整体上被以深色显示，而浅色缺陷Wc2被以比其它部分稍亮的色彩显示，如图20C所示。因此，沿图20C的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而在与浅色缺陷Wc2相对应的部分比其它部分的亮度稍高一些，如图20F中所示。因此，在绿色波长范围中，镜面反射量小，而漫反射量适中。

通过使用上述的亮度分布结果并且参考如图14所示的模式分析表，检测对象能被识别为浅色缺陷Wc2。

如图21A所示，当成像单元3对沉积有诸如尘埃、污垢、或残渣这样的异物Wd的检查表面Wa进行成像时，如图21B所示，由成像单元3所获取的彩色图像具有以蓝色B显示的异物Wd以外的部分。

在由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像中，图像整体上被以深色表示，而异物Wd被以比其它部分更暗的色彩表示，如图22A所示。因此，沿图22A的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而与异物Wd相对应的部分比其它部分的亮度更低，如图22D所示。因此，在红色波长范围中，镜面反射量小，且漫反射量小。

在由检测蓝色的CCD 21b所捕获的单色图像中，图像整体上被以浅色表示，而异物Wd被以深色表示，如图22B所示。因此，沿图22B的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都高，而与异物Wd相对应的部分的亮度低，如图22E所示。因此，在蓝色波长范围中，镜面反射量小，而漫反射量极小。

在由检测绿色的CCD 21c所捕获的单色图像中，与由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像类似，图像整体上被以深色表示，且异物Wd被以比其它部分更暗的色彩表示，如图22C所示。因此，沿图22C的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而在与异物Wd对应的部分中比其它部分的亮度更低，如图22F所示。因此，在绿色波长范围中，镜面反射量小，且漫反射量小。

通过使用上述的亮度分布结果并且参考如图14所示的模式分析表，检测对象能被识别为异物Wd。

如图23A所示，当成像单元3对形成有用于部件安装的孔We的检查表面Wa进行成像时，如图23B所示，由成像单元3所获取的彩色图像具有以蓝色B显示的孔We以外的部分。

在由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像中，图像整体上被以深色表示，而孔We以黑色表示，如图24A所示。因此，沿图24A的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而与孔We对应的部分的亮度等于0，如图24D所示。因此，在红色波长范围中，镜面反射量极小，且漫反射量也极小。

在由检测蓝色的CCD 21b所捕获的单色图像中，孔We以外的图像的部分被以浅色表示，而孔We以黑色表示，如图24B所示。因此，沿图24B的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都高，而与孔We对应的部分的亮度等于0，如图24E所示。在蓝色波长范围中，同样，镜面反射量极小，并且漫反射量也极小。

在由检测绿色的CCD 21c所捕获的单色图像中，与由检测红色的CCD 21a所捕获的单色图像类似，图像整体上被以深色表示，且孔We以黑色表示，如图24C所示。因此，沿图24C的X-X线截取的截面中的亮度分布是这样的：亮度在整个范围上都低，而与孔We对应的部分的亮度等于0，如图24F所示。因此，在绿色波长范围中，镜面反射量极小，且漫反射量也极小。

通过使用上述的亮度分布结果并且参考如图14所示的模式分析表，检测对象能被识别为孔We。虽然孔We被作为上述实施方式中设计特征的示例，但是其它设计特征，诸如边缘和台阶，可以用类似方式识别。

根据上述实施方式，控制单元4的图像处理单元33基于由成像单元3所成像的反射光的每个波长范围的镜面反射量和漫反射量来识别检测对象。反射光的每个波长范围的镜面反射量随检查表面Wa表面状态或形状和镜面反射系数而变化，而漫反射量随受检查表面的色彩等影响的漫反射系数而变化。因此，能够通过对各个波长范围的镜面反射量和漫反射量的模式进行分析来容易地识别检测对象。

虽然以上说明了本发明的一些实施方式，但是应理解的是，本发明不限于所述实施方式的细节；在不脱离本发明的范围的前提下，可以利用本领域技术人员可以想到的各种改变、修改或改进来实施。

Claims

1.一种表面检查装置(1)，其特征在于包括：

照射单元(2)，其具有分别发出具有不同波长范围的多个照明光束的多个光源(12、13、14)，并且在将所述多个光源以彼此相邻的方式放置并沿着作为所要检查的物体的表面的检查表面(Wa)按给定顺序排列的状态下，用所述多个照明光束对所述检查表面进行照射；

成像单元(3)，其对所述照明光束被所述检查表面反射时的反射光进行成像，以获得与相应的波长范围对应的多个图像数据项；以及

控制单元(4)，其基于由所述成像单元所获得的与相应的波长范围对应的所述多个图像数据项，对所述检查表面上的检测对象(Wb)进行检测。

2.根据权利要求1所述的表面检查装置，其中，根据所述检测对象的尺寸来确定每个所述照明光束在所述多个光源的排列方向上观察时的宽度。

3.根据权利要求2所述的表面检查装置，其中，当所述检测对象包含所述检查表面上的凸起/凹坑缺陷时，每个所述照明光束的宽度基于从所述照射单元到所述检查表面的距离和所述凸起/凹坑缺陷相对于所述检查表面的最大倾斜角度来确定。

4.根据权利要求3所述的表面检查装置，其中，每个所述照明光束的宽度等于或小于从所述照射单元到所述检查表面的距离与所述凸起/凹坑缺陷的所述最大倾斜角度的两倍值的正切的乘积。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的表面检查装置，其中，所述多个光源按这样的顺序配置：由相邻的光源发出的照明光束之间在波长范围上的差别大于由所述光源的其它组合所发出的照明光束之间在波长范围上的差别。

6.根据权利要求5所述的表面检查装置，其中，所述照射单元还具有中间光源，其被放置于相邻的两个光源之间并且被配置为发出波长范围介于所述两个相邻的所述光源所发出的照明光束的波长范围之间的照明光束。

7.根据权利要求6所述的表面检查装置，其中：

每个所述光源包括具有相同波长范围的多个光发射器；

所述中间光源包括具有与所述相邻的两个光源相同的波长范围的多个光发射器；以及

所述中间光源的具有与所述两个相邻的所述光源中的一个相同的波长范围的光发射器和所述中间光源的具有与所述两个相邻的所述光源中的另一个相同的波长范围的光发射器按混合方式排列。

8.根据权利要求5所述的表面检查装置，其中，所述照射单元还包括具有多个单色光发射区域和至少一个中间光发射区域的扩散板，其中每个所述多个单色光发射区域都允许从每个所述光源发出的照明光束穿过，所述至少一个中间光发射区域设置在所述多个单色光发射区域之间并发出通过将相邻的两个所述光源中的一个发出的光束与所述相邻的两个所述光源中的另一个发出的光束混合而得到的中间色的照明光束。

9.根据权利要求1到4中任一所述的表面检查装置，其中，所述控制单元基于针对所述成像单元所成像的反射光的每个波长范围所得到的镜面反射量和漫反射量来识别所述检测对象。

10.根据权利要求9所述的表面检查装置，其中，使用定义了多种检测对象中的每个与所述反射光的每个波长范围的镜面反射量及漫反射量之间的关系的模式分析表来识别检测对象。

11.根据权利要求10所述的表面检查装置，其中，所述多种检测对象包括凸起/凹坑缺陷、色彩缺陷、异物、和设计特征中的至少一种。

12.根据权利要求1到4中的任一项所述的表面检查装置，其中，所述照射单元和所述成像单元在保持距离所述检查表面指定距离的同时在给定方向上作为一体来移动。

13.根据权利要求12所述的表面检查装置，其中，所述多个光源配置在所述给定方向上。

14.根据权利要求1到4中的任一项所述的表面检查装置，其中，所述多个照明光束包括红色可见光、蓝色可见光、和绿色可见光。