光学薄膜及其产品在各个领域里已得到了越来越广泛的应用,光学薄膜的表面粗糙度对光学薄膜光学特性如折射率、表面散射等有十分重要的影响。其在加工生产的过程中,表面细微的划痕、污迹、毛刺等都将影响整个产品的性能,因此在加工中对零件表面进行实时的缺损检测具有重要意义。传统的人工目视检验方法具有劳动强度大、精度低、效率低、可靠性差等缺点,已经无法适应现代化生产向微型化智能化发展的需要。针对光学薄膜表面缺陷的在线检测,本文设计了利用数字显微成像技术对光学薄膜的在线检测系统。该检测系统具有微型化、智能化、实时的特点,对于保证光学薄膜产品质量、提高产品生产效率具有重要意义。设计中采用索尼的CMOS图像传感器IMX135作为数字显微镜图像采集核心芯片,通过CSI-2接口将图像传输至ARM处理器,并在ARM处理器上对显微图像进行图像增强、图像识别等处理,并实现显微图像的处理与存储,并通过HDMI接口将显微图像传输到液晶显示屏上进行显示,既实现了微控制器的处理功能,又实现了系统的集成化,同时通过网口可将显微图像传输至互联网,实现对检测效果的远程实时控制的功能。本论文主要完成以下工作:(1)完成了嵌入式显微成像系统的总体设计,包括光学镜头模块、CMOS图像采集模块、图像传输显示模块、上位机图像处理模块。(2)研究设计了显微成像模块的光学衔接系统,完成了光学系统的视场匹配,根据系统分辨率的要求,利用ZEMAX软件,对系统中的显微镜物镜和转接镜进行了设计和仿真。研究了显微镜照明的分类及特点,针对本系统设计了反射式照明方案。(3)设计了显微成像的采集核心板,采用索尼的IMX135作为图像传感器设计了显微图像采集板卡,设计了外围驱动电路和电源匹配设计,输出接口采用MIPI CSI-2的数据接口,实现了高速差分的图像输出。(4)分析研究了显微图像采集的硬件设计方案,采用树莓派作为ARM处理器平台,设计了Linux系统下的相机驱动程序和图像采集软件,将采集的图像通过CSI接口传输到树莓派处理器上,采用图像增强和滤波处理算法对图像进行处理。(5)对基于ARM的嵌入式显微成像系统进行实验验证,通过不同光源强度进行照明,并对实验室的光学薄膜表面缺损情况进行了成像检验,均满足系统的总体设计要求。