vitaLED® × MACHINE VISION

機器視覺光源選型模擬器

選對象、相機與產線條件，即時看到波長對比曲線、模擬成像與打光圖解｜示意模型非實測，量產前請以實際樣品驗證

01 檢測對象

02 相機感測器

03 產線狀態

04 打光方式（★＝此對象主推）

使用限制與免責聲明

本工具為工程教育與選型輔助用的概念模擬器，結果僅供參考，不構成效能保證，也不能取代實際打樣與驗證。
材料反射率、場景、成像畫面與打光適配度皆為示意模型或工程經驗規則，非實測數據；成像畫面不是實際相機輸出。
相機量子效率（QE）依矽吸收物理模型以典型參數估算，並非特定型號，實際請以相機規格書為準。
實際最佳波長會受樣品、鏡頭、相機、光源、濾光片、環境光與工作距離影響，須以實物測試驗證。
vitaLED 標準可訂製範圍為 360–965 nm；965–1100 nm 為研究參考範圍，非標準訂製範圍。
UV（365–405 nm）及高功率光源須依相關法規與安全標準做好人眼與皮膚防護；本工具不提供光生物安全評估。
請勿將本工具結果作為品質判定、食品安全、醫療或法規符合性的唯一依據；使用者需自行承擔採用結果之風險。

vitaLED® MACHINE VISION

機器視覺光源

不是越亮越好，而是要讓缺陷「被看見」

機器視覺照明的核心，不只是增加亮度，而是建立 檢測對象 × 波長 × 材料光學特性 × 相機感測器 × 打光方式 × 產線速度 的完整匹配。 vitaLED 機器視覺光源選型模擬器，將這些條件整合成可視化模型，協助工程師快速理解不同波長與打光方式對影像對比的影響。

開啟光源選型模擬器 → 查看特殊光譜 LED

Machine Vision Spectrum MODEL LIVE

360 450 520 630 780 965 nm

UV-A Blue Green Red NIR SWIR Reference

標準特殊波長 LED 訂製範圍以 360–965 nm 為主； 965–1100 nm 可作研究與應用參考。

01 / WHY LIGHTING MATTERS

真正要控制的不是亮度，而是對比

如果缺陷與背景沒有形成足夠的光學差異，再高解析度的相機也不一定能穩定辨識。

Detection ∝ Contrast × Camera QE

讓缺陷產生光學差異 利用材料反射、吸收、散射或螢光特性建立對比。

讓相機有效接收 不同感測器對 UV、可見光、NIR 與 SWIR 的 QE 不同。

匹配產線速度 高速移動縮短曝光時間，需要更高瞬時光強維持 SNR。

02 / SPECTRAL RANGE

不同波長，看見不同的材料世界

波長不是單純的顏色，而是材料吸收、反射、散射、穿透與螢光反應的工程參數。

UV-A 365–405 nm

螢光、防偽、殘膠與滲透探傷。

Blue 450–470 nm

微粒、刮痕、透明材料與反光件細節。

Green 520–535 nm

彩色印刷、標籤與油墨對比。

Red 620–635 nm

PCB、食品有色異物與材料反射差異。

NIR 780–965 nm

農產品、水分與近紅外材料特徵。

SWIR：當可見光與 NIR 已經不夠

矽在約 1100 nm 以上才逐漸具備較高穿透能力，因此矽晶圓或太陽能電池內部檢測，可能需要 SWIR 與 InGaAs 相機。水分相關應用也可能利用約 1450 nm 吸收帶。

SWIR Reference：≈1050–1650+ nm

03 / ENGINEERING WORKFLOW

光源選型，從物件開始

最新版模擬器將選型流程整理成五個工程條件。

檢測對象

缺陷、材料、表面或內部

相機感測器

Mono / UV / Color / NIR / SWIR

波長

反射、吸收、散射或螢光

打光方式

背光／暗場／圓頂／條形

產線速度

曝光與瞬時光強

推薦波長如何計算？

模擬器在 360–965 nm 之間，以 5 nm 間隔掃描候選波長，根據材料模型產生的對比度與相機 QE 計算匹配程度。因此推薦波長屬於模型化工程參考，不是實測最佳點。

04 / APPLICATION MATRIX

十種檢測對象 × 波長與打光策略

以下內容與目前機器視覺光源選型模擬器的 10 組物件模型同步。

檢測對象	主推波長	備選	推薦打光	核心原因
PCB 焊點／線路	620–635 nm	450–470 nm	圓頂暗場	防焊層與金屬區具有不同反射特性。
透明玻璃／塑膠瑕疵	450–470 nm	365–385 nm	背光暗場	短波長散射較強，適合氣泡、異物與刮痕。
金屬表面刮痕／反光件	450–470 nm	620–635 nm	圓頂暗場	先降低眩光，再利用方向性打光凸顯刮痕。
彩色印刷／標籤字元	520–535 nm	620–635 nm	條形圓頂	利用油墨與底材的光譜差異建立文字對比。
食品異物（有色）	620–635 nm	930–950 nm	條形背光	利用異物與食品材料的反射差異。
防偽／證件／螢光油墨	365–385 nm	930–950 nm	條形暗場	UV-A 激發可見螢光，搭配長通濾光片。
膠水／助焊劑／滲透探傷	365–385 nm	395–405 nm	條形暗場	螢光材料在 UV-A 下產生可見發光。
水果／農產瑕疵	780–850 nm	660–680 nm	圓頂背光	NIR 可觀察瘀傷與組織、水分差異。
矽晶圓／太陽能電池內部	≥1100 nm SWIR	940–965 nm	背光暗場	內部檢測通常需要 SWIR / InGaAs。
表面微塵／微粒	450–470 nm	365–385 nm	暗場條形	掠射光抑制平面反射，凸顯微粒散射。

工程提醒： 上表為模型化選型方向。實際最佳波長仍會受到材料、表面粗糙度、鏡面反射、缺陷尺寸、鏡頭 NA、像素尺寸、工作距離與環境光影響。

05 / LIGHTING GEOMETRY

4 種核心打光方式，對應不同缺陷

最新版模擬器目前聚焦於背光、低角度暗場、圓頂漫射與條形光。

背光 Back Light

光源位於被測件後方，建立輪廓或穿透影像。適合邊緣、尺寸、孔位與透明件內部異物。

輪廓／穿透

低角度暗場 Dark Field

平坦區域反射避開鏡頭，邊緣、刮痕、刻字、紋理與微粒散射光被凸顯。

刮痕／微粒

圓頂漫射 Dome

多角度均勻漫射光降低陰影與鏡面眩光，適合曲面、金屬與高反射被測件。

均勻／低眩光

條形光 Bar Light

單側或雙側斜向打光，可調整角度凸顯紋理、高度差與方向性特徵。

方向性／大視野

06 / CAMERA MATCHING

光源選對了，相機也要接得住

不同感測器對相同波長的響應不同，因此模擬器將相機 QE 納入模型。

黑白 CMOS

MONO

以矽感測器吸收模型估算波長 QE。

UV 增強型

針對 UV-A 與短波長進行最佳化。

彩色 CMOS

COLOR

Bayer 與 IR-cut 會改變實際波段響應。

NIR CMOS

NIR

強化 780–965 nm 近紅外響應。

SWIR InGaAs

SWIR

適合約 1050–1650 nm SWIR 應用。

QE 模型

QE(λ) = T · e^−αd₀ · (1 − e^−αd)

α 為矽吸收係數，d₀ 為表面死層，d 為有效吸收厚度。彩色相機另外加入 Bayer 與 IR-cut 概念模型；SWIR 使用 InGaAs bandgap 模型。

07 / PRODUCTION SPEED

產線越快，瞬時光強越重要

高速移動會縮短曝光時間，因此需要提高瞬時光強維持影像訊噪比。

靜止／間歇

×1.0

f = 1，可採連續照明。

低速移動

×2.0

f = 0.5，可提高瞬時光強。

高速移動

×6.7

f = 0.15，可評估脈衝驅動。

脈衝驅動： 可在短時間提供較高峰值光強，但必須遵守 LED datasheet 的 pulse current、pulse width、duty cycle 與散熱限制。

08 / ENGINEERING CAUTION

模擬可以加速選型，不能取代實物驗證

模擬器用來縮小選型範圍與理解物理趨勢，最終仍需使用實際樣品驗證。

01｜不是實測 SNR

模型匹配度不等於實際相機 SNR、MTF 或缺陷檢出率。

02｜材料差異

顏色、鍍膜、粗糙度與製程都可能改變最佳波長。

03｜965–1100 nm

可作研究參考，更長波段需另行評估光源與相機。

04｜UV 安全

UV-A 系統需配置遮光、防護外殼、聯鎖與適當防護。

05｜微粒模型

小粒子可呈現近似 λ⁻⁴ 趨勢，但不是所有粒徑的通用定律。

06｜SWIR

1100 nm 以上內部檢測通常需要 SWIR / InGaAs 系統。

09 / FAQ