手机玻璃盖板检测方案

智能手机作为最大的上网终端设备，在3C行业中占据很大份额。手机盖板作为手机的重要组成部分，直接影响着设备整体质量和消费者使用感受。而手机盖板的加工需要多个工序协同，每个工序均可能造成划痕、崩边、压痕等缺陷，严重影响整体质量，降低使用价值；因此生产过程中对手机盖板的缺陷检测尤为重要。

手机盖板加工工艺流程

一、检测背景

手机盖板通常由盖板玻璃、胶层、Sensor Glass及液晶面板四部分组成。同时随着手机产品的不断更新，也从最初的 2D 屏，逐渐发展成为 2.5D屏和 3D 屏。

以某款全面屏手机的双曲边玻璃屏为例，可主要分为三大部分：平面部分、曲边部分及R角部分。正是由于待测品的形状、材料特殊性，对视觉系统的光学稳定性、景深均有较高要求。

典型手机盖板结构

二、常见缺陷

玻璃盖板常见缺陷种类如下：

1）划痕。主要发生在开孔、倒边和研磨工艺中，由于工具操作不当导致屏幕表面出现形态不一、深浅不同的划痕；

2）崩边。主要发生在开料、开孔、倒边以及研磨工艺中，毛胚玻璃边缘受力不均匀而导致玻璃边缘有崩开或开裂的现象；

3）表面透光。丝印时因为杂质等，导致少墨而产生的缺陷；

4）字符区落墨。丝印字符、标识时，溢墨而产生的缺陷；

5）坑点。在开料、磨边和研磨工艺中，因对切割机、磨头等操作不当在屏幕表面出现面积、深度较小的凹坑；

6）脏污。在丝印、包装等工艺中，由于操作不当导致的可修复缺陷。

三、检测方案

1、2D线阵+多角度线光源（整体）

考虑到玻璃盖板在生产中多为流水线作业，且划痕尺寸较小，对设备分辨率要求较高，可以采用2D线阵设备搭配传送机构实现高分图像获取。同时采用多角度线光源（明场+暗场，突出缺陷）结合线光源背光的方式（便于定位缺陷），多角度照射，发光均匀，成像明显。

系统结构图

成像效果图

2、2D面阵+背光源（整体）

针对部分盖板及缺陷种类，或有固定停顿节拍或点检类场景，可以采用常规的2D面阵相机结合背光源的方案，有效分离屏幕图像中的背景和目标缺陷信息，简化系统并提升处理速度。

手机屏幕图像采集平台

3、相位偏折术（整体）

相位偏折术是针对类镜面物体的三维测量技术，将生成的编码光利用LCD显示屏照射到待测物表面，相位信息被表面面形信息调制，经相位解调后即可得到绝对相位信息，再由标定结果得到相位与梯度的关系，积分后即可获得待测物表面的三维形貌。

同样，基于相位偏折术的方案可以从整体上解决2.5D、3D屏幕的弧面边缘问题，以ISRA SpecGAGE3D设备为例，采用12台相机结合大尺寸条纹光方案，通常可以在3~12s内实现弧面边缘及多个部件的缺陷检测。

ISRA SpecGAGE3D

4、2D面阵+弧形光源（弧面）

特别针对2.5D、3D盖板的弧面部分，考虑到不同厂家屏幕的曲率设计不同问题，可以针对某种曲边半径、相机位置和打光角度三者进行对应建模，也可利用多个相机结合多个弧形光源实现多视角组合采集，进而解决光扩散问题。

本文主要针对手机玻璃盖板平面、弧面部分进行硬件检测方案概述。除所述方案外，针对弧面检测也可采用图像融合等软件方案实现高质量图像获取，视觉方案已经逐步成为测量类镜面物体的常规方法。