CN111623723B - 检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测设备与检测方法。检测设备包括：第一探测模块，用于收集待测物表面第一子区域反射的第一光束形成第一信号光；第二探测模块，用于收集待测物表面第二子区域反射的第二光束形成第二信号光，所述第一光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置；处理模块，用于根据收集的所述第一信号光获取所述待测物表面第一子区域的三维坐标，并根据收集的所述第二信号光获取所述待测物表面第二子区域的三维坐标。本发明解决了无法完全检测出多样化的待测物的形貌的技术问题。

Description

检测设备及检测方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种检测设备及检测方法。

背景技术

随着智能设备的不断发展，待测物的形貌多样化，现有的检测设备无法完全检测出多样化的待测物的形貌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测设备及检测方法，以解决无法完全检测出大弧度的待测物的形貌的技术问题，并能够提高***稳定性。

本发明提供一种检测设备，包括：第一探测模块，用于收集待测物表面第一子区域反射的第一光束形成第一信号光；第二探测模块，用于收集待测物表面第二子区域反射的第二光束形成第二信号光，所述第一光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置；处理模块，用于根据收集的所述第一信号光获取所述待测物表面第一子区域的三维坐标，并根据收集的所述第二信号光获取所述待测物表面第二子区域的三维坐标。

其中，所述第一探测模块具有第一角度量程范围，所述第一角度量程范围为第一光束的传播方向的角度范围；所述第二探测模块具有第二角度量程范围，所述第二角度量程范围为第二光束的传播方向的角度范围，所述第一角度量程范围与所述第二角度量程范围部分重叠。

其中，所述第一光束的中心光线沿传播方向与所述第二光束的中心光线沿传播方向汇聚。

其中，所述检测设备还包括：第三探测模块，所述第三探测模块用于收集所述待测物表面第三子区域反射的第三光束形成第三信号光，所述第三光束的中心轴与所述第一光束的中心轴呈夹角设置，且所述第三光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置；所述处理模块还用于根据收集的所述第三信号光获取所述待测物表面第三子区域的三维坐标。

其中，所述第三探测模块具有第三角度量程范围，所述第三角度量程范围为所述第三光束的传播方向的角度范围；所述第一探测模块具有第一角度量程范围，所述第二探测模块具有第二角度量程范围；所述第三角度量程范围与所述第一角度量程范围部分重叠，或者，所述第三角度量程范围与所述第二角度量程范围部分重叠。

其中，所述第一光束的中心轴、第二光束中心轴及第三光束中心轴位于同一平面。

其中，所述第一光束用于在所述待测物表面相交于第一线段，所述第一线段垂直于所述第一光束中心轴和所述第二光束中心轴所在的平面。

其中，所述检测设备还包括承载台与驱动装置，所述承载台用于承载所述待测物，所述驱动装置与所述承载台、所述第一探测模块或所述第二探测模块连接，所述驱动装置包括：平移驱动装置和旋转驱动装置中的一者或两者组合；

所述旋转驱动装置用于驱动所述承载台绕旋转轴旋转，所述旋转轴平行于所述承载台与所述第一探测模块或第二探测模块的排列方向；

所述平移驱动装置用于使所述承载台相对于所述第一探测模块或第二探测模块沿平行于平移面的方向平移，所述平移面垂直于所述承载台与所述第一探测模块的排列方向。

其中，所述第一探测模块包括第一发光装置，用于向所述待测物发射第一检测光，所述第一检测光经所述待测物反射形成所述第一光束；第一探测装置，用于收集待测物表面第一子区域反射的所述第一光束形成所述第一信号光；

所述第二探测模块包括：第二发光装置，用于向所述待测物发射第二检测光，所述第二检测光经所述待测物反射形成所述第二光束；第二探测装置，用于收集待测物表面第二子区域反射的所述第二光束形成所述第二信号光。

其中，所述第一检测光用于在待测物表面形成第一光斑，所述第二检测光束用于在待测物表面形成第二光斑，所述第一光斑和所述第二光斑中的一者为线光斑或两者均为线光斑；所述线光斑延伸方向垂直于所述第一光束中心轴，且垂直于第二光束中心轴。

其中，所述第一探测模块和所述第二探测模块中的一者或两者包括探测器与反射镜；

所述探测器与所述反射镜间隔设置，所述反射镜用于反射所述第一信号光，所述探测器用于探测经所述反射镜反射后的所述第一信号光。

其中，所述反射镜被配置为相对所述探测器进行旋转，以增加所述第一角度量程范围。

其中，所述第一探测模块为光谱共聚焦设备、白光干涉设备、共聚焦显微镜设备或微分相移干涉设备；

所述第二探测模块为光谱共聚焦设备、白光干涉设备、共聚焦显微镜设备或微分相移干涉设备。

本发明提供一种检测方法，用于对待测物进行检测，所述待测物的待测区包括第一子区域和第二子区域，所述待测区检测步骤包括：

提供上述的检测设备；

向所述待测物待测区发射光线，所述光线经所述第一子区域反射形成第一光束，所述光线经所述第二子区域反射形成第二光束；

通过所述第一探测模块收集所述待测物第一子区域反射的所述第一光束形成第一信号光，

通过所述第二探测模块收集所述待测物第二子区域反射的所述第二光束形成第二信号光，其中，所述第一光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置；

通过所述处理模块根据所述第一信号光获取所述待测物表面第一子区域的三维坐标，并根据所述第二信号光获取所述待测物表面第二子区域的三维坐标。

其中，所述待测物包括中间部分以及环绕所述中间部分的边缘部分，所述边缘部分包括朝向所述检测设备弯曲的第一弧面，所述中间部分包括平面与朝向所述检测设备弯曲的第二弧面，所述第二弧面设于所述第一弧面与所述平面之间，所述第一弧面、所述第二弧面以及所述平面为同一表面，所述第一子区域包括至少部分所述第一弧面，所述第二子区域包括至少部分所述第二弧面和至少部分所述平面。

其中，在所述检测设备还包括承载台与驱动装置的条件下，所述第一子区域的个数为多个，所述第二子区域的个数为多个；所述驱动装置包括平移驱动装置；

所述检测方法还包括：通过平移驱动装置使待测物与第一探模块相对平移，使所述第一光束扫描多个所述第一子区域，获取多个所述第一子区域的三维坐标；通过所述平移驱动装置使所述待测物与第所述二探模块相对平移，使所述第二光束扫描多个所述第二子区域，获取多个所述第二子区域的三维坐标。

其中，所述检测设备还包括承载台与驱动装置的条件下，所述驱动装置包括旋转驱动装置；

所述待测物包括多个待测区，所述多个待侧区的排列方向垂直于所述承载台与所述第一探测模块的排列方向；所述多个待测区包括第一待测区和第二待测区；

所述检测方法还包括：通过所述待测区检测步骤分别对所述第一待测区进行检测；

对所述第一待测区进行检测之后，通过所述旋转驱动装置使所述待测物绕所述旋转轴旋转；

使待测物绕旋转轴旋转之后，通过所述待测区检测步骤分别对所述第二待测区进行检测。

其中，所述方法还包括：对多个所述第一子区域的三维坐标和多个所述第二子区域的三维坐标进行三维重构，获取所述待测区表面形貌。

综上所述，本申请提供的技术方案中，所述检测设备包括第一探测模块和第二探测模块，可以获取待测物表面第一子区域的三维坐标与第二子区域的三维坐标，进而获取待物的表面形貌，这就增大了检测范围，而且由于第一光束的中心轴与第二光束的中心轴呈夹角设置，这使得即使待测物的形貌多样化，待测物的第一子区域与第二子区域的法向量的方向不同，本申请的检测设备仍然可以检测出待测物的多样化的表面形貌。另外，通过多个检测模块对具有不同法向量的区域进行检测，能够减少待测物或检测模块的移动，从而能够提高***的稳定性，并能够简化检测步骤，提高检测速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的检测设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的检测设备检测待测物的第一种结构示意图。

图3是本申请实施例提供的第一探测模块与第二探测模块的光路结构示意图。

图4是本申请实施例提供的第一光束与第二光线的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的检测设备检测待测物的第二种结构示意图。

图6是本申请实施例提供的检测设备检测待测物的第三种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，图1显示本发明提供的检测设备的结构示意图。图2显示检测设备对待测物10进行检测的示意图。

如图2所示，本发明提供一种检测设备，用于检测待测物10表面的三维坐标，根据三维坐标进行三维重构，可以获取待测物10的表面形貌。待测物10可以是手机壳或屏幕、平板电脑外壳、多媒体播放器屏幕、电子书阅读器屏幕、笔记本电脑外壳或可穿戴设备屏幕等。

图1所示实施例以待测物10是手机壳为例进行说明。

待测物10的表面包括多个待测区。多个待测区至少包括第一待测区和第二待测区，第一待测区的形貌可以与第二待测区的形貌相同或者不同，第一待测区与第二待测区也可以关于待测物10的中心轴呈轴对称设置。如下以第一待测区为例进行描述。第一待测区包括多个子区域。多个子区域至少包括第一子区域与第二子区域。

检测设备包括：第一探测模块20，用于收集待测物10表面第一子区域反射的第一光束50形成第一信号光；第二探测模块30，用于收集待测物10表面第二子区域反射的第二光束60形成第二信号光，第一光束50的中心轴与第二光束60的中心轴呈夹角设置；处理模块40，用于根据收集的第一信号光获取待测物10表面第一子区域的三维坐标，并根据收集的第二信号光获取待测物10表面第二子区域的三维坐标。

第一探测模块20包括第一发光装置与第一探测装置，第一发光装置用于向所述待测物10发射第一检测光，所述第一检测光经所述待测物10反射形成所述第一光束50；第一探测装置用于收集待测物10表面第一子区域反射的所述第一光束50形成所述第一信号光；

所述第二探测模块30包括第二发光装置与第二探测装置，第二发光装置用于向所述待测物10发射第二检测光，所述第二检测光经所述待测物10反射形成所述第二光束60；第二探测装置用于收集待测物10表面第二子区域反射的所述第二光束60形成所述第二信号光。

第一检测光用于在待测物10表面形成第一光斑，第二检测光束用于在待测物10表面形成第二光斑，第一光斑和第二光斑中的一者为线光斑或两者均为线光斑；线光斑的延伸方向垂直于第一光束50中心轴，且垂直于第二光束60中心轴。本申请中，第一检测光主要扫描在第一子区域上，第二检测光主要扫描在第二子区域上。

所述线光斑包括连续线光斑或沿直线排列的点阵光斑。

在另一实施例中，所述第一光斑和第二光斑一者或两者为点光斑；或者，所述第一光斑和第二光斑一者或两者为面光斑。

所述第一子区域为第一光斑覆盖的区域，所述第二子区域为第二光斑覆盖测区域。

第一光束50用于在待测物10表面相交于第一线段，第一线段垂直于第一光束50中心轴和第二光束60中心轴所在的平面。也就是说，第一检测光在待测物10表面形成的第一光斑可以为线光斑，即可以理解为第一检测光在待测物10上扫描可以形成第一线段，第一线段状的线光斑经待测物10反射后形成第一光束50。

在一个实施例中，所述第一发光装置与第二发光装置不同。在另一个实施例中，所述第一发光装置与第二发光装置可以为同一发光装置，即所述第一探测模块20和第二探测模块30共用同一发光装置。

需要说明的是，所述第一光束50为被待测物10反射的第一检测光中被第一探测装置收集形成第一信号光的部分，所述第二光束60为被待测物10反射的第二检测光中被二探测装置收集形成第二信号光的部分。

可以理解的是，在处理模块40获取第一子区域的三维坐标和第二子区域的三维坐标之后，可以根据三维坐标进行三维重构，可以获取待测区的第一子区域和第二子区域的表面形貌，进而可以获取待测物10的表面形貌。

在一个实施例中，第一探测模块20可以为光谱共聚焦设备、白光干涉设备、共聚焦显微镜设备或微分相移干涉设备的一种。

所述第二探测模块30为光谱共聚焦设备、白光干涉设备、共聚焦显微镜设备或微分相移干涉设备。

具体的，本实施例中，所述第一探测模块20为光谱共聚焦设备；所述第二探测模块30为光谱共聚焦设备。

由于光谱共聚焦设备可以在不移动镜头的情况下检测待测区的高度，从而能够进一步提高***的稳定性，并能够简化检测步骤，提高检测速度。

光谱共聚焦设备用于向待测物10发射不同波长的检测光，不同波长的检测光汇聚至沿光轴的不同位置；探测模块收集待测物反射的光束，形成信号光，并获取不同波长的信号光的光强。所述处理***根据不同波长信号光的光强获取待测区的三维坐标。从而，检测设备可以获取待测物10表面第一子区域的三维坐标与第二子区域的三维坐标，进而获取待物的表面形貌，这就增大了检测范围，而且由于第一光束50的中心轴与第二光束60的中心轴呈夹角设置，这使得即使待测物10的形貌多样化，待测物10的第一子区域与第二子区域的形貌不同，如第一子区域为弯曲状，或者第二子区域为弯曲状，或者第一子区域与第二子区域均为弯曲状，本申请的检测设备仍然可以检测出待测物10的多样化的表面形貌。另外，通过多个检测模块对具有不同法向量的区域进行检测，能够减少待测物10或检测模块的移动，从而能够提高***的稳定性，并能够简化检测步骤，提高检测速度。

第一探测模块20具有第一角度量程范围，第一角度量程范围为第一光束50的传播方向的角度范围；第二探测模块30具有第二角度量程范围，第二角度量程范围为第二光束60的传播方向的角度范围，第一角度量程范围与第二角度量程范围部分重叠。具体的，由于第一角度量程范围与第二角度量程范围部分重叠，这就使得第一光束50的光线与第二光束60的光线传播方向至少部分交叉，从而能够使检测设备具有较大的连续的角度量程范围，从而能够对法向量在所述检测设备的角度量程范围内的连续曲面进行检测。

第一光束50的中心光线503沿传播方向与第二光束60的中心光线603沿传播方向汇聚。

由于当待测物10表面一点的法线方向落入第一光束50的传播方向的角度范围内时，第一探测模块20可以对该点进行检测；当待测物10表面一点的法线方向落入第二光束60的传播方向的角度范围内时，第二探测模块30可以对该点进行检测。第一光束50的中心光线503沿传播方向与第二光束60的中心光线603沿传播方向汇聚，则所述检测设备有利于检测大弧度凹面的形貌。

具体的，本实施例中，第一子区域为凹弧形区域，或者第二子区域至少部分为凹弧形区域，以使得第一光束50的中心光线503与第二光束60的中心光线603沿着光线的传播方向会聚。第一光束50的中心光线503沿传播方向与第二光束60的中心光线603沿传播方向汇聚。检测设备可以检测大弧度凹面的形貌。

在一个实施例中，第一探测模块20和第二探测模块30中的一者或两者包括探测器与反射镜。

具体的，第一探测模块20包括探测器20a与反射镜20b，探测器20a与反射镜20b间隔设置，反射镜20b用于反射第一信号光，探测器20a用于探测经反射镜20b反射后的第一信号光。

即，所述探测器20a为第一探测装置。

所述反射镜20b改变所述第一光束的传播方向，从而能够改变所述第一探测模块20的第一角度量程范围。

具体的，在一个实施例中，待测物10反射的第一光束50的中心轴与第二光束60中心轴之间有夹角，但是反射镜20b对第一光束50反射后，可以改变第一光束50的传播方向，使第一探测装置收集的光束的中心轴与第二光束50中心轴平行，从而能够使所述第一探测装置和第二探测装置平行设置，有利于减小检测设备的安装空间，进而使待测物不容易与检测设备发生干涉。

反射镜20b被配置为相对探测器20a进行旋转，以增加第一角度量程范围。

具体的，本实施例中，所述反射镜20b的旋转轴垂直于到达所述反射镜20b之前的第一检测光中心轴与第二检测光的中心轴所在的平面。

也就是说，若第一子区域的弧形弯曲程度较大，第一光束50的中心轴与第二光束中心轴之间的夹角较大，反射镜20b可以相对于探测器20a进行旋转，可以通过旋转反射镜20b进一步扩大第一检测模块20的第一角度量程范围。由于第一光束50在待测物10表面汇聚，所述反射镜20b设置于探测装置与待测物10之间的光路中，因此第一光束50在反射镜20b的照射区域较小，则所述反射镜20b的体积较小，因此通过调节反射镜20b的旋转角度扩大第一角度量程范围，能够提高调节的灵活性，不容易与待测物10干涉。本实施例中的检测设备可以检测弧角较大的待测物10。反射镜20b体积较小，其旋转不容易和待测物10发生干涉。利用反射镜20b改变光束传播方向，能够减小倾斜第一探测模块20的安装空间，减小第一探测模块20体积。

检测设备还包括承载台与驱动装置，承载台用于承载待测物10，驱动装置与承载台、第一探测模块20或第二探测模块30连接，驱动装置包括：平移驱动装置和旋转驱动装置中的一者或两者组合；

旋转驱动装置用于驱动承载台绕旋转轴1021旋转，旋转轴1021平行于承载台与第一探测模块20或第二探测模块30的排列方向；

平移驱动装置用于使承载台相对于第一探测模块20或第二探测模块30沿平行于平移面的方向平移，平移面垂直于承载台与第一探测模块20的排列方向。

在一个实施例中，所述平移驱动装置用于使承载台沿平行所述平移面的第一方向和第二方向平移。具体的，所述第一方向与第二方向垂直。

为了方便描述，本申请定义两两相互垂直的x轴、y轴以及z轴，所述x轴平行于所述第一方向，所述y轴平行于所述第二方向。

在一个实施例中，所述第二光束60的中心轴垂直于所述第一方向，且垂直于所述第二方向，即所述第二光束60的中心轴平行于z轴。在另一实施例中，所述二光束60的中心轴与z轴具有锐角夹角。

可以理解的是，旋转轴1021可以为图2中的z轴或者与z轴平行的方向。本申请中，旋转轴1021为待测物10的中心轴。平移面可以为图2中的xoy平面。本实施例中，驱动装置可以驱动待测物10绕z轴或者待测物10的中心轴旋转。由于旋转轴1021平行于承载台与第一探测模块20或第二探测模块的排列方向，则使承载台带动待测物旋转，不容易与第一探测装置和第二探测装置干涉。

在一个实施例中，所述承载台绕x轴的旋转角固定，所述承载台绕y轴的旋转角固定。承载台不绕x轴旋转，能够减少待测物10与第一探测模块20和第二探测模块30的碰撞干涉；承载台不绕y轴旋转，能够减少待测物10与第一探测模块20和第二探测模块30的碰撞干涉。

在另一实施例中，所述驱动装置也可以驱动待测物10绕x轴翻转，或者驱动待测物10绕y轴翻转。

驱动装置也可以驱动待测物10沿着x轴平移，或者驱动待测物10沿着y轴平移，或者xoy平面内的任一方向。检测设备在获取到一个位置的三维坐标，重构出一个位置的形貌后，驱动装置可以驱动待物绕旋转轴1021进行旋转，或者驱动待测物10在xoy平面内平移，以获取待测物10的所有位置的坐标，重构出待测物10的全部形貌。从而检测设备可以对待测物10的各部位进行扫描，可以检测待测物10各区域的三维坐标，进而得出待测物10的形貌轮廓。本申请中，待测物10可以为手机的3D曲面屏或者手机的3D壳体，曲面屏或壳体的材质可选为玻璃。

本申请的检测设备在增加了检测范围的基础上，还可以检测待测物10表面的弯曲区域的形貌，即本申请的待测物10可以不绕x轴或者y轴翻转或者待测物10绕x轴或者y轴进行小角度翻转即可获取待测物10表面的弯曲区域的形貌，无需对待测物10绕x轴或者绕y轴进行大角度翻转，这就解决了待测物10弯曲区域的检测需要进行大角度翻转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。从而，当待测物10不绕x轴或者y轴翻转或者待测物10绕x轴或者y轴进行小角度翻转时，可以节约翻转所用的时间，测量时间短，测量速度快。而且可以减少由于大角度翻转所带来的误差。本申请中，小角度可以理解为0-45°，大角度可以为大于等于45°。可以理解的是，检测设备对第一子区域的检测和第二子区域的检测可以同时进行，即检测设备可以在一次的检测过程中，同时检测出第一子区域的形貌和第二子区域的形貌，节约检测时间。当然，检测设备也可以先进行第一子区域的检测，再进行第二子区域的检测，或者先进行第二子区域的检测，再进行第一子区域的检测。第一子区域的弯曲状可以为弧形弯曲状。第二子区域的弯曲状可以为弧形弯曲状。检测设备还包括：第三探测模块80(如图6所示)，第三探测模块80用于收集待测物10表面第三子区域反射的第三光束形成第三信号光，第三光束的中心轴与第一光束50的中心轴呈夹角设置，且第三光束的中心轴与第二光束60的中心轴呈夹角设置；处理模块40还用于根据收集的第三信号光获取待测物10表面第三子区域的三维坐标。在一个具体的实施例中，第一探测模块20和第三探测模块80分别设于第二探测模块30的两侧，第一子区域和第三子区域分别设于第二子区域的两侧，第一子区域与第二子区域连接或者不连接；第二子区域与第三子区域连接或者不连接。

所述第三光束为被待测物10反射的光束中被第三探测模块80收集形成第三信号光的部分。

检测设备包括底板70，第一探测模块20、第二探测模块30、处理模块40以及第三探测模块80均装设在底板70上。

从而，本申请的检测设备还可以得出待测物10表面第三子区域的三维坐标，进而获取待物的表面形貌，这更增大了检测范围，而且由于第三光束的中心轴与第一光束50的中心轴呈夹角设置，且第三光束的中心轴与第二光束60的中心轴呈夹角设置，这使得即使待测物10的形貌多样化，待测物10的第一子区域、第二子区域以及第三子区域的形貌不同，如第一子区域为弯曲状，或者第二子区域为弯曲状，或者第三子区域为弯曲状，或者第一子区域、第二子区域、第三子区域中的至少两个为弯曲状，本申请的检测设备仍然可以检测出待测物10的表面形貌。本申请的检测设备在增加了检测范围的基础上行，还可以检测待测物10表面的更大弧度范围的形貌，即本申请的待测物10可以不绕x轴或者y轴翻转或者待测物10绕x轴或者y轴进行小角度翻转即可获取待测物10表面的弧形区域的形貌，无需对待测物10绕x轴或者绕y轴进行大角度翻转，这就解决了待测物10弯曲区域的检测需要进行大角度翻转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。从而，当待测物10不绕x轴或者y轴翻转或者绕x轴或者y轴进行小角度翻转时，可以节约翻转所用的时间，测量时间短，测量速度快；而且可以减少由于大角度翻转所带来的误差。可以理解的是，检测设备一次可以对第一子区域、第二子区域以及第三子区域中的一个进行检测，或者两个进行检测，或者三个同时进行检测。第一子区域的弯曲状可以为弧形弯曲状。第二子区域的弯曲状可以为弧形弯曲状。第三子区域的弯曲状可以为弧形弯曲状。

第三探测模块80具有第三角度量程范围，第三角度量程范围为第三光束的传播方向的角度范围；第一探测模块20具有第一角度量程范围，第二探测模块30具有第二角度量程范围；第三角度量程范围与第一角度量程范围部分重叠，或者，第三角度量程范围与第二角度量程范围部分重叠。

具体的，由于第三角度量程范围与第一角度量程范围部分重叠，或者，第三角度量程范围与第二角度量程范围部分重叠，这就使得第三光束50的光线与第二光束60的光线传播方向至少部分交叉，或者第三光束50的光线与第一光束50的光线传播方向至少部分交叉，从而能够使检测设备具有较大的连续的角度量程范围，从而能够对法向量在所述检测设备的角度量程范围内的连续曲面进行检测。

在一个具体的实施例中，第一光束50的中心轴、第二光束60中心轴及第三光束中心轴位于同一平面。具体的，第一光束50的中心轴、第二光束60中心轴及第三光束中心轴所在的平面可以为检测面。如此，检测设备一次可以检测待测物10与检测面相交的位置，检测的范围大，后续只需对待测物10进行平移、饶旋转轴1021旋转，或者饶x轴或y轴进行小角度翻转即可检测出检测物的所有形貌。这就避免了对待测物10进行大角度翻转所导致的误差。

本申请中，检测设备与待测物10不接触，即第一探测模块20与第二探测模块30、第三探测模块80与待测物10均不接触，这也避免了接触式检测设备存在划伤待测物10的风险。而且，由于本申请的待测物10不绕x轴或者绕y轴翻转，或者翻转的角度较小，第一探测模块20与第二探测模块30均不容易与待测物10均接触，这也同样可以降低检测设备划伤待测物10的风险。

如下将介绍三个具体的实施例。

第一实施例，检测设备包括第一探测模块20与第二探测模块30。

如图2所示，待测物10位于xoy所在的平面，第二探测模块30竖直安装，第一探测模块20倾斜安装。

待测物10包括中间部分102以及环绕中间部分102的边缘部分101，边缘部分101包括朝向检测设备弯曲的第一弧面101a，中间部分102包括平面102b与朝向检测设备弯曲的第二弧面102a，第二弧面102a设于第一弧面101a与平面102b之间，第一弧面101a、第二弧面102a以及平面102b为同一表面。检测设备用于检测出第一弧面101a、第二弧面102a以及平面102b的各个位置点的三维坐标，进而重构出待测物10的表面形貌。第一待测区包括第一弧面101a、第二弧面102a以及部分平面102b。可以理解的是，第一子区域包括至少部分第一弧面101a，第二子区域包括至少部分第二弧面102a和至少部分平面102b。

如此，当第一探测模块20倾斜安装时，第一检测光的中心光线与z轴之间具有夹角，第一检测光可以到达第一弧面101a，进而可以获取第一弧面101a的三维坐标，可以得到第一弧面101a的形貌。第二探测模块30竖直安装，第二检测光的中心光线与z轴平行或者基本平行，第二检测光可以到达第二弧面102a，进而可以获取第二弧面102a的三维坐标，可以得到第二弧面102a的形貌。

请参阅图3，第一光束50具有第一夹角范围A，第二光线60具有第二夹角范围B。具体的，第一光束50包括靠近第二探测模块30的第一内边界光线501、远离第二探测模块30的第一外边界光线502以及位于第一内边界光线501与第一外边界光线502之间的第一中心光线503，第一内边界光线501与第一外边界光线502之间的夹角形成第一夹角范围A，第二光线60包括靠近第一探测模块20的第二外边界光线602、远离第一探测模块20的第二内边界光线601以及位于第二内边界光线601与第二外边界光线602之间的第二中心光线603，第二内边界光线601与第二外边界光线602之间的夹角形成第二夹角范围B，第一内边界光线501到达第一探测模块20的靠近第二探测模块30的一端，第一外边界光线502到达第一探测模块20的远离第二探测模块30的一端，第二内边界光线601到达第二探测模块30的靠近第一探测模块20的一端，第二外边界光线602到达第二探测模块30的远离第一探测模块20的一端。可以理解的是，第一光束50来自于经第一弧面101a反射的第一检测光，第二光束60来自于经第二弧面102a或者平面102b反射的第二检测光。

从而，本实施例的检测设备可以获取待测物10的第一弧面101a的形貌、第二弧面102a的形貌以及平面102b的形貌。在检测设备检测完第一待测区之后，对第二检测区进行检测，以完成待测物10表面所有待测区的检测。

请参阅图4，在一个具体的实施例中，第一探测模块20倾斜安装，第一光束50的第一中心光线503与水平方向x轴的夹角为20°，第一光束50的第一中心光线503与z轴的夹角为70°。第二探测模块30竖直安装，第二光束60的第二中心光线与水平方向x轴的夹角为90°，第二光束60的第二中心光线垂直于待测物10中间部分102的平面102b，第二光束60的第二中心光线与z轴平行，待测物10放置在xoy平面102b上。本申请的待测物10以及检测设备的位置与方向以图2中的为准。第一光束50的第一夹角范围A为50度，第一内边界光线501与第一中心光线503之间的夹角为25度，第一外边界光线502与第一中心光线503之间的夹角为25度，从而第一内边界光线501与x轴(水平方向)的夹角为45度，第一外边界光线502与x轴(水平方向)的夹角为5度。第二光线60的第二夹角范围B为90度，第二内边界光线601与第二中心光线603之间的夹角为45度，第二外边界光线602与第二中心光线603之间的夹角为45度，从而第二内边界光线601与z轴(竖直方向)的夹角为45度，第二外边界光线602与z轴(竖直方向)的夹角为45度。因此，当第一内边界光线501与第二外边界光线602重合，第一外边界光线502与第二中心光线603的夹角可以达到95度。则检测设备的光线可以检测的夹角范围可在弧面(第一弧面101a和第二弧面102a)上达到95度，在平面102b上达到45度。从而，本申请的检测设备可实现大角度的待测物10的形貌检测。

可以理解的是，若边缘部分101为两个。两个边缘部分101分别连接于中间部分102的两侧。待测物10为关于中心轴1021对称的对称结构。在检测过程中，当第一探测模块20检测完一个边缘部分101的第一弧面101a的形貌轮廓，第二探测模块30检测完中间部分102的一个第二弧面102a和与该第二弧面102a连接的部分平面102b的形貌后，驱动装置可以驱动待测物10绕着中心轴1021进行旋转，第一探测模块20可以检测另一个边缘部分101的第一弧面101a的形貌轮廓，第二探测模块30可以检测另一个第二弧面102a以及与该第二弧面102a连接的部分平面102b的形貌。然后，驱动装置可以驱动待测物10沿着x轴或者y轴移动(平移)，第二探测模块30可以完成待测物10的剩余平面102b的形貌的检测。也就是说，检测设备检测完第一待测区之后，对第二待测区进行检测，以完成待测物10表面所有待测区的检测。

从而，即使本申请的边缘部分101为两个，也只需要对待测物10沿着中心轴1021旋转即可，无需对待测物10绕x轴或者绕y轴进行大角度翻转，解决了由于待测物10的大角度翻转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。

第二实施例，检测设备包括第一探测模块20与第二探测模块30。

如图5所示，待测物10位于xoy所在的平面102b，第二探测模块30倾斜安装，第一探测模块20倾斜安装。

与第一实施例不同的是，第二探测模块30倾斜安装，第二检测光的中心光线与z轴之间具有夹角，这样第一检测光可以到达第一弧面101a，第二检测光也将更加容易地可以到达第二弧面102a。从而即使待测物10的弧角变大，检测设备仍然可以检测出待测物10的形貌。

第三实施例，检测设备包括第一探测模块20、第二探测模块30以及第三探测模块80。

如图6所示，待测物10位于xoy所在的平面102b，第二探测模块30竖直安装，第一探测模块20倾斜安装，第三探测模块80倾斜安装，第三探测模块80的倾斜方向与第一探测模块20的倾斜不同。可选地，第三探测模块80的倾斜方向与第一探测模块20的倾斜方向关于第二探测模块30对称。

与第一实施例不同的是，待测区包括第一待测区与第二待测区。检测设备增加了第三探测模块80。边缘部分101为两个，两个边缘部分101连接于中间部分102的两侧，第一探测模块20和第二探测模块30共同用于获取第一待测区的形貌。第二探测模块30和第三探测模块80共同用于获取第二待测区的形貌。第一探测模块20用于获取第一待测区的第一弧面101a的形貌，第三探测模块80用于获取第二待测区的第一弧面101a的形貌。第二探测模块30用于获取第二弧面102a和平面102b的形貌。本实施例中，无需对待测物10进行绕z轴的旋转，即可检测到两个第一弧面101a，本实施例只需驱动装置驱动待测物10沿着x轴和y轴移动，即可检测出与每个第一弧面101a连接的第二弧面102a的形貌，以及连接于两个第二弧面102a之间的平面102b的形貌。本实施例只需进行平移，完全不用进行旋转，测量精度高，测量时间短。无需对待测物10绕x轴或者绕y轴翻转即可得到待测物10的形貌，也无需对待测物10绕z轴进行旋转，解决了由于待测物10的翻转与旋转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。

本发明还提供一种检测方法，用于对待测物10待测区进行检测，待测物10的待测区包括第一子区域和第二子区域。待测物10包括中间部分102以及环绕中间部分102的边缘部分101，边缘部分101包括朝向检测设备弯曲的第一弧面101a，中间部分102包括平面102b与朝向检测设备弯曲的第二弧面102a，第二弧面102a设于第一弧面101a与平面102b之间，第一弧面101a、第二弧面102a以及平面102b为同一表面，第一子区域包括至少部分第一弧面101a，第二子区域包括至少部分第二弧面102a和至少部分平面102b。

待测区检测步骤包括：

S1，提供上述的检测设备。

S2，向待测物10待测区发射光线，光线经第一子区域反射形成第一光束50，光线经第二子区域反射形成第二光束60。可以理解的是，发光装置向第一子区域发射第一检测光，以及向第二子区域发射第二检测光，第一子区域将第一检测光发反射后形成第一光束50，第二子区域将第二检测光反射后形成第二光束60。

S3，通过第一探测模块20收集待测物10第一子区域反射的第一光束50形成第一信号光。

S4，通过第二探测模块30收集待测物10第二子区域反射的第二光束60形成第二信号光，其中，第一光束50的中心轴与第二光束60的中心轴呈夹角设置。

S5，通过处理模块40根据第一信号光获取待测物10表面第一子区域的三维坐标，并根据第二信号光获取待测物10表面第二子区域的三维坐标。本申请通过三维坐标可以重构出待测物10的形貌。

从而，本申请的检测方法可以获取待测物10表面第一子区域的三维坐标与第二子区域的三维坐标，进而获取待物的表面形貌，这就增大了检测范围，而且由于第一光束50的中心轴与第二光束60的中心轴呈夹角设置，这使得即使待测物10的形貌多样化，待测物10的第一子区域与第二子区域的形貌不同，如第一子区域为弯曲状，或者第二子区域为弯曲状，或者第一子区域与第二子区域均为弯曲状，本申请的检测设备仍然可以检测出待测物10的多样化的表面形貌。本申请的检测方法在增加了检测范围的基础上，还可以检测待测物10表面的弯曲区域的形貌，即本申请的待测物10可以不绕x轴或者y轴翻转或者待测物10绕x轴或者y轴进行小角度翻转即可获取待测物10表面的弯曲区域的形貌，无需对待测物10绕x轴或者绕y轴进行大角度翻转，这就解决了待测物10弯曲区域的检测需要进行大角度翻转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。从而，当待测物10不绕x轴或者y轴翻转或者待测物10绕x轴或者y轴进行小角度翻转时，可以节约翻转所用的时间，测量时间短，测量速度快。而且可以减少由于大角度翻转所带来的误差。

当所述第一光斑为线光斑或面光斑时，所述第一子区域为线或面，则第一子区域由多个点组成，所述第一子区域的三维坐标包括多个点的三维坐标；当所述第二光斑为线光斑或面光斑时，所述第二子区域为线或面，则第二子区域由多个点组成，所述第二子区域的三维坐标包括多个点的三维坐标。

在一个具体的实施例中，第一子区域的个数为多个，第二子区域的个数为多个；在检测设备还包括承载台与驱动装置的条件下，驱动装置包括平移驱动装置。

检测方法还包括：通过平移驱动装置使待测物10与第一探模块相对平移，使第一光束50扫描多个第一子区域，获取多个第一子区域的三维坐标；通过平移驱动装置使待测物10与第二探模块相对平移，使第二光束60扫描多个第二子区域，获取多个第二子区域的三维坐标。

从而，本申请的检测方法可以获取多个第一子区域的三维坐标与多个第二子区域的三维坐标，可以对多个三维坐标进行重构，可以获取多个第一子区域的表面形貌以及获取多个第二之区域的表面形貌，进而获得待测区的所有形貌。而且，本实施例只需对待测物10进行平移，测量精度高，测量时间短。当无需对待测物10绕z轴进行旋转或翻转时，解决了由于待测物10的翻转与旋转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。

在一个具体的实施例中，检测设备还包括承载台与驱动装置的条件下，驱动装置包括旋转驱动装置；待测物10包括多个待测区，多个待侧区的排列方向垂直于承载台与第一探测模块20的排列方向；多个待测区包括第一待测区和第二待测区。可以理解的是，第一待测区和第二待测区关于旋转轴1021呈轴对称。

检测方法还包括：通过待测区检测步骤分别对第一待测区进行检测；

对第一待测区进行检测之后，通过旋转驱动装置使待测物10绕旋转轴1021旋转；

使待测物10绕旋转轴1021旋转之后，通过待测区检测步骤分别对第二待测区进行检测。

也就是说，本申请的检测设备在获取第一待测区的形貌之后，通过对待测区的旋转，还可以获得第二待测区的形貌，进而获取整个待测物10的形貌。

本实施例只需对待测物10进行旋转，测量精度高，测量时间短，解决了由于待测物10的翻转所导致的误差较大，且检测时间较长的技术问题。

当然，若是待测物10的表面较大，也可以既对待测物10进行平移，也对待测物10进行旋转，以达到对待测物10的所有表面形貌的检测。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简介，未对上述实施例中的各个技术特征所以可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，可应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种检测设备，其特征在于，包括：第一探测模块，用于收集待测物表面第一子区域反射的第一光束形成第一信号光；第二探测模块，用于收集待测物表面第二子区域反射的第二光束形成第二信号光，所述第一光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置，所述第一探测模块具有第一角度量程范围，所述第一角度量程范围为所述第一光束的传播方向的角度范围；所述第二探测模块具有第二角度量程范围，所述第二角度量程范围为所述第二光束的传播方向的角度范围，所述第一角度量程范围与所述第二角度量程范围部分重叠，所述第一光束的中心光线沿传播方向与所述第二光束的中心光线沿传播方向汇聚；处理模块，用于根据收集的所述第一信号光获取所述待测物表面第一子区域的三维坐标，所述第一子区域为凹弧形，并根据收集的所述第二信号光获取所述待测物表面第二子区域的三维坐标；所述第一探测模块包括反射镜，所述反射镜用于反射所述第一信号光，所述反射镜改变所述第一光束的传播方向，以改变所述第一探测模块的第一角度量程范围，减小倾斜所述第一探测模块的安装空间。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括：第三探测模块，所述第三探测模块用于收集所述待测物表面第三子区域反射的第三光束形成第三信号光，所述第三光束的中心轴与所述第一光束的中心轴呈夹角设置，且所述第三光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置；所述处理模块还用于根据收集的所述第三信号光获取所述待测物表面第三子区域的三维坐标。

3.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述第三探测模块具有第三角度量程范围，所述第三角度量程范围为所述第三光束的传播方向的角度范围；所述第一探测模块具有第一角度量程范围，所述第二探测模块具有第二角度量程范围；所述第三角度量程范围与所述第一角度量程范围部分重叠，或者，所述第三角度量程范围与所述第二角度量程范围部分重叠。

4.根据权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述第一光束的中心轴、第二光束中心轴及第三光束中心轴位于同一平面。

5.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述第一光束用于在所述待测物表面相交于第一线段，所述第一线段垂直于所述第一光束中心轴和所述第二光束中心轴所在的平面。

6.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括承载台与驱动装置，所述承载台用于承载所述待测物，所述驱动装置与所述承载台、所述第一探测模块或所述第二探测模块连接，所述驱动装置包括：平移驱动装置和旋转驱动装置中的一者或两者组合；

所述旋转驱动装置用于驱动所述承载台绕旋转轴旋转，所述旋转轴平行于所述承载台与所述第一探测模块或第二探测模块的排列方向；

所述平移驱动装置用于使所述承载台相对于所述第一探测模块或第二探测模块沿平行于平移面的方向平移，所述平移面垂直于所述承载台与所述第一探测模块的排列方向。

7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述第一探测模块包括第一发光装置，用于向所述待测物发射第一检测光，所述第一检测光经所述待测物反射形成所述第一光束；第一探测装置，用于收集待测物表面第一子区域反射的所述第一光束形成所述第一信号光；

所述第二探测模块包括：第二发光装置，用于向所述待测物发射第二检测光，所述第二检测光经所述待测物反射形成所述第二光束；第二探测装置，用于收集待测物表面第二子区域反射的所述第二光束形成所述第二信号光。

8.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述第一检测光用于在待测物表面形成第一光斑，所述第二检测光用于在待测物表面形成第二光斑，所述第一光斑和所述第二光斑中的一者为线光斑或两者均为线光斑；所述线光斑延伸方向垂直于所述第一光束中心轴，且垂直于第二光束中心轴。

9.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述第一探测模块和所述第二探测模块中的一者或两者包括探测器；

所述探测器与所述反射镜间隔设置，所述探测器用于探测经所述反射镜反射后的所述第一信号光。

10.根据权利要求9所述的检测设备，其特征在于，所述反射镜被配置为相对所述探测器进行旋转，以增加所述第一角度量程范围。

11.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述第一探测模块为光谱共聚焦设备、白光干涉设备、共聚焦显微镜设备或微分相移干涉设备；

所述第二探测模块为光谱共聚焦设备、白光干涉设备、共聚焦显微镜设备或微分相移干涉设备。

12.一种检测方法，用于对待测物进行检测，其特征在于，所述待测物的待测区包括第一子区域和第二子区域，所述待测区检测步骤包括：

提供基于权利要求1至11任意一项所述的检测设备；

向所述待测物待测区发射光线，所述光线经所述第一子区域反射形成第一光束，所述光线经所述第二子区域反射形成第二光束；

通过所述第一探测模块收集所述待测物第一子区域反射的所述第一光束形成第一信号光，

通过所述第二探测模块收集所述待测物第二子区域反射的所述第二光束形成第二信号光，其中，所述第一光束的中心轴与所述第二光束的中心轴呈夹角设置；

通过所述处理模块根据所述第一信号光获取所述待测物表面第一子区域的三维坐标，并根据所述第二信号光获取所述待测物表面第二子区域的三维坐标。

13.根据权利要求12所述的检测方法，所述待测物包括中间部分以及环绕所述中间部分的边缘部分，所述边缘部分包括朝向所述检测设备弯曲的第一弧面，所述中间部分包括平面与朝向所述检测设备弯曲的第二弧面，所述第二弧面设于所述第一弧面与所述平面之间，所述第一弧面、所述第二弧面以及所述平面为同一表面，其特征在于，所述第一子区域包括至少部分所述第一弧面，所述第二子区域包括至少部分所述第二弧面和至少部分所述平面。

14.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，在所述检测设备还包括承载台与驱动装置的条件下，所述第一子区域的个数为多个，所述第二子区域的个数为多个；所述驱动装置包括平移驱动装置；

所述检测方法还包括：通过平移驱动装置使待测物与第一探测模块相对平移，使所述第一光束扫描多个所述第一子区域，获取多个所述第一子区域的三维坐标；通过所述平移驱动装置使所述待测物与第所述二探测模块相对平移，使所述第二光束扫描多个所述第二子区域，获取多个所述第二子区域的三维坐标。

15.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述检测设备还包括承载台与驱动装置的条件下，所述驱动装置包括旋转驱动装置；

所述待测物包括多个待测区，所述多个待测 区的排列方向垂直于所述承载台与所述第一探测模块的排列方向；所述多个待测区包括第一待测区和第二待测区；

所述检测方法还包括：通过所述待测区检测步骤分别对所述第一待测区进行检测；

对所述第一待测区进行检测之后，通过所述旋转驱动装置使所述待测物绕旋转轴旋转；

使待测物绕旋转轴旋转之后，通过所述待测区检测步骤分别对所述第二待测区进行检测。

16.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：对多个所述第一子区域的三维坐标和多个所述第二子区域的三维坐标进行三维重构，获取所述待测区表面形貌。

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