镜片（LENS）是手机屏幕的重要外围部件，其主要作用是保护显示屏并保证屏幕的透光性。随着LCD显示技术的日益发展和触摸屏感应技术的广泛应用，手机镜片的市场需求量也大幅度攀升。由于生产流程和制作工艺的缺陷，镜片成品往往会出现表面划痕、内部气泡等缺陷，如何快速有效地对镜片成品进行分拣成为镜片生产厂商亟须解决的一大难题。机器视觉检测技术是一门依托于计算机科学，以机器代替人工进行检测的技术。利用机器视觉来设计镜片分拣系统，既能降低人工检测的劳动成本，而且还可以大大提高检测的准确度和效率。本文首先分析了手机镜片的光学和物理特性，结合机器视觉检测系统的一般模式和本系统的特殊要求，提出了系统的总体设计框架；然后针对手机镜片透光度高、背景均匀的光学特点，结合机器视觉检测系统中光源和照明方式的选择原则和适用场景，选择设计了LED点光源同轴光照明系统；针对手机镜片几何尺寸不一的问题，设计了以PLC为控制核心的，对物体进行分割成像的运动控制系统；针对手机镜片缺陷尺寸极小的几何特点，结合机器视觉工业检测应用中相机和镜头的选用原则，通过计算确定检测用相机和镜头的参数要求；研究了手机镜片典型缺陷的图像特征，提出了以形态学处理为核心的图像处理算法，讨论了镜片缺陷的特征描述和分类方法；最后，根据本系统分割成像和实时处理的独立性特点，设计了一套高并发的上位机软件系统。通过在一套完整的手机镜片清洗分拣系统中长时间运行测试，以及和人工检测结果进行比较分析，统计结果表明本系统能够准确高效地对各种类型的手机镜片做出分拣。