Backlight 是什麼?
Backlight(背光 / 後方照明)是工業視覺中從工件後方打光的燈光配置:
- LED 燈板放在工件後方
- 光直接打入相機
- 工件擋住光線 → 在相機影像中變成「黑色剪影」
- 突出工件外輪廓
效果:邊緣對比度極高(黑工件 vs 白背景),有利於 sub-pixel 量測精度。
Backlight vs 正面光差異
| 比較 | 正面光(環形 / 同軸 / 穹頂) | 背光 |
|---|---|---|
| 光向 | 從前方 / 上方照工件 | 從後方照入相機 |
| 看到的 | 工件表面細節 | 工件輪廓剪影 |
| 對比度 | 中等 | 極高(黑 vs 白) |
| 精度 | sub-pixel ±0.05 pixel | sub-pixel ±0.02 pixel(典型量級) |
| 適合 | 表面檢測、OCR、條碼 | 尺寸量測、輪廓檢測 |
結論:要量「外輪廓尺寸」首選背光;要看「表面細節」用正面光。
Backlight 5 大典型應用
1. 精密尺寸量測
- 半導體 wafer 外徑、IC 載板尺寸
- 螺絲長度、軸承直徑、齒輪齒寬
- μm 級精度首選
2. 透明物件檢測
- 玻璃瓶身、藥廠玻璃瓶
- 透明塑膠包裝
- 正面光看不到輪廓,背光突出
3. 機械手臂取放(pick & place)
- 取小零件 → 需精準輪廓定位
- 背光提供最穩定的位置數據
4. 工件數量計數
- 散裝小零件 → 黑剪影分離計數
- 比正面光計數準
5. 缺口 / 孔位檢測
- 零件邊緣缺口、孔徑量測
- 背光下缺口變白光點,極易檢測
Backlight 3 大缺點
❌ 缺點 1:看不到表面
- 工件變黑剪影,表面瑕疵、字元、條碼看不到
- 需配正面光雙打(serial 拍兩張)
❌ 缺點 2:機構安裝困難
- 工件下方 / 後方要留空間放 LED 板
- 輸送帶 + 背光 → 機構複雜
❌ 缺點 3:透明工件部分穿光
- 純玻璃 / 透明塑膠 → 光直接穿過 → 看不到輪廓
- 需特殊偏振背光或藍光背光
Backlight 燈光顏色選擇
| 光色 | 適用 |
|---|---|
| 白光 | 通用、彩色工件最佳對比 |
| 紅光 / 640nm | CMOS 相機效率最高、抑制紅色工件干擾 |
| 藍光 / 470nm | 透明工件輪廓突出(藍光穿透低) |
| 紫外 UV | 螢光增白劑檢測(如紙張、布料) |
| 紅外 IR | 透視塑膠包裝內部 |
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Backlight + Cognex 整合
Cognex 工業相機透過 Trigger Out 同步 Backlight:
| Cognex 機型 | Strobe 同步 | 推薦 Backlight 廠 |
|---|---|---|
| In-Sight 9912 / 3800 | ✅ | CCS、Moritex、Effilux |
| DataMan 全系列 | ✅ | 同上 |
| VisionPro + 工業相機 | ✅(透過 frame grabber I/O) | 同上 |
VSK 提供 Cognex 產品技術諮詢與 Backlight 光源選型評估。
工程師常見問題
Q1:背光跟「LED 燈條」有什麼不同?
A:
- LED 燈條 = 一般照明用,光分散、亮度不均
- 工業 Backlight = 均勻面光源(漫射 + 高 CRI),均勻度 ≥ 95%
工業視覺絕對不能用一般 LED 燈條(量測會誤差)。
Q2:背光板要多大?
A:背光板尺寸 ≥ 工件最大尺寸 × 1.5。例如工件 50 × 50 mm → 背光板 ≥ 75 × 75 mm。確保工件周邊均勻無暗角。
Q3:背光配 Telecentric 鏡頭?
A:經典組合。Telecentric 鏡頭無透視變形 + Backlight 高對比,常用於半導體 / 醫療精密量測場景。
Q4:可以同時用背光 + 正面光嗎?
A:可以但要分時切換。Cognex 觸發 Backlight 拍輪廓 → 切換觸發正面光拍表面。一次工件取得 2 張影像,完整檢測。
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- 燈光試打 — VSK 用 Cognex + 多種燈光(背光 / 同軸 / 穹頂)試打
- 背光廠選型 — CCS / Moritex / Effilux 對比
- 整合套裝 — 機型 + Backlight + Strobe 控制器 + 線材
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