远心镜头在手机屏幕检测中的应用

2015年9月10日凌晨1点，苹果公司召开发布会，宣布新的iphone 6S及iPhone 6S Plus手机将于9月25日发售，这一重磅消息迅速的占领了各大资讯网站的头条，并引起了果粉的关注。作为给苹果提供屏幕检测方案的视觉设备供应商，京科智造对这一消息也表示非常关心，现在我们趁着这股热潮，来给大家介绍一下在手机屏幕检测应用受关注的一项新技术——远心镜头。

    手机屏幕的检测目前存在的主要问题是“大”和“小”的矛盾，“大”是指采用放大倍率较大的镜头时，可以得到非常清晰的图片，便于分析，如下图：

  但这样的方案每次拍摄的范围太小，一块5.0寸的屏幕可能要分上百次才能拍摄完成，效率之低可想而知。这样的方案在实验室里可行，但要想运用到实际生产检测上，就不能胜任了。

  而“小”指的是什么呢，当我们使用高分辨率（500W-2900W）工业相机和普通的高分辨率工业镜头（500W像素定焦镜头）拍摄屏幕的整体画面时，得到的图片如下：

这里有两个问题，第一，分辨率不够，无法得到能够分辨出每个象元情况的有效图像。将这幅图像用软件读取后会发现，每个物理象元上的像素数量、颜色值非常不稳定，无法根据像素的灰度和RGB值得到准确的检测结果，也就是说，检测根本无法实现。第二，无法消除摩尔纹现象。摩尔纹是设备上的感光元件出现的高频干扰，会使图片出现上图中彩色的高频率条纹。由于摩尔纹是不规则的，所以并没有明显的形状规律，因此在图像处理过程中无法用滤波等办法进行去噪，严重影响检测过程的进行。

在为了解决以上的问题，我们在屏幕检测系统中引进双远心镜头，情况马上不一样了。我们先来看两幅用BTOS远心镜头配套面阵相机取得的屏幕图片，由于呈现方式导致的图像质量损失，看起来没有实际图像质量高，但这些图像与普通镜头图像的对比之明显，已经足够让人赞叹了。

上图为MV-EM200M（200W CCD芯片黑白千兆网相机）+BTOS远心镜头FML05X110C（0.5倍放大倍率，110mm工作距离）拍摄4.0寸智能手机屏幕。

上图为MV-EM510C（500W CCD芯片彩色千兆网相机）+BTOS双远心镜头BT-2364拍摄iphone6手机屏幕。

   另外，我们还测试了用高分辨率线阵相机、2900W高分辨率面阵相机等配套大幅面镜头（如F-192镜头）拍摄手机屏幕，效果非常好，不但消除了令人烦恼的摩尔纹，而且找到了“大”跟“小”问题的平衡点，解决了手机屏幕检测的问题。目前京科智造已经将此方案成功的应用在了苹果、三星手机、华为及摩托罗拉等著名智能手机品牌的项目方案中。

很显然，随着智能手机的普及，这一技术的应用前景是不可限量的。