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技術概念 · GLOSSARY

Backlight 背光 Backlight Illumination

工業視覺輪廓量測必備燈光。Backlight(背光)從工件後方均勻照明,工件變成「黑色剪影」突出輪廓邊緣。精密尺寸量測(μm 級)、透明物件檢測、機械手臂取放都是背光主場。

技術概念

背光從工件後方均勻照明,工件成黑色剪影突出輪廓邊緣,精密量測必備。

DEFINITION · 完整解釋

以下由 VSK 工程師整理。涵蓋定義、原理、應用情境、與 Cognex 機型對應關係,並附常見 Q&A。

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 pixelsub-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 / 640nmCMOS 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

VSK 提供光色測試套件。

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 / 3800CCS、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。

想用 Backlight 解決精度量測問題?

VSK 提供光學設計諮詢:

  1. 燈光試打 — VSK 用 Cognex + 多種燈光(背光 / 同軸 / 穹頂)試打
  2. 背光廠選型 — CCS / Moritex / Effilux 對比
  3. 整合套裝 — 機型 + Backlight + Strobe 控制器 + 線材

請告訴 VSK 工件尺寸 + 量測精度需求,VSK 工程師評估後會盡快與您聯繫。

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