AOI的圖像采集系統(tǒng)主要包括光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng)，照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個部分。因為攝影得到的圖像被用于與模板做對比，所以獲取的圖像信息準確性對于檢測結(jié)果非常重要，可以想象一下，如果圖像采集器看不清楚或看不到被檢測物體的特征點，那么也就無法談到準確的檢出。下面我們對光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng)，照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個部分逐一分析介紹。首先，光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng)指的是光電二極管器件和與之搭配的成像系統(tǒng)。是獲得圖像的”眼睛”,原理都是光電二極管接受到被檢測物體反射的光線，光能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生電荷，轉(zhuǎn)化后的電荷被光電傳感器中的電子元件收集，傳輸形成電壓模擬信號。二極管吸收光線強度不同時生成的模擬電壓大小不同，依次輸出模擬電壓值被轉(zhuǎn)化為數(shù)字灰階0-255值，灰階值反映了物體反射光的強弱，進而實現(xiàn)識別不同被檢測物體的目的。 AOI基于機器學習的缺陷檢測與分類。上海3dAOI檢測設備

對無缺陷生產(chǎn)來講，自動光學檢查（AOI）是必不可少的。在轉(zhuǎn)到使用無鉛工藝時，制造商將面臨新的挑戰(zhàn)，在生產(chǎn)中會出現(xiàn)其他的問題，引起了人們的關注。本文分析轉(zhuǎn)到無鉛工藝的整個過程，特別是在大規(guī)模生產(chǎn)中引進了0402無鉛元件。由于缺乏無鉛元件，轉(zhuǎn)到使用無鉛元件是分階段進行的。在2004年，由于要求電子產(chǎn)品的體積越來越小，迫使制造商較大范圍地用0402元件來取代0603元件和0805元件。工藝條件除了普遍使用的0402元件，印刷電路板的較好次合格率（FPY）必須達到95%，而且必須根據(jù)印刷電路協(xié)會（IPC）的2級標準來檢測缺陷。例如，在有608個焊點的168元件的情況下，相當于要求誤報率是百萬分之65。為了達到FPY的要求，在檢測缺陷時必須考慮以下條件：元件長度的公差、元件供應商、貼片公差、在25個AOI系統(tǒng)上的全球檢測數(shù)據(jù)庫、有80個獨特產(chǎn)品的全球檢測數(shù)據(jù)庫、無鉛焊料、不同的電路板供應商以及檢測質(zhì)量要達到IPC的2級標準。 江蘇離線AOI檢測儀光電轉(zhuǎn)化攝影系統(tǒng)指的是光電二極管器件和與之搭配的成像系統(tǒng)。

光電轉(zhuǎn)化器可以分為CCD（chargeCouplingdiode）和CMOS（complementarymetaloxidesemiconductor）兩種。因為制作工藝與設計不同，CCD與CMOS傳感器工作原理主要表現(xiàn)為數(shù)字電荷傳送的方式的不同，工作原理如下圖所示，CCD采用硅基半導體加工工藝，并設置了垂直和水平移位寄存器，電極所產(chǎn)生的電場推動電荷鏈接方式傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器。這樣的結(jié)構(gòu)與設計很難集成很多的感光單元，制造成本高且功耗大；而CMOS采用無機半導體加工工藝，每像素設計了額外的電子電路，每個像素都可以被定位，而無需CCD中那樣的電荷移位設計，對圖像信息的讀取速度遠遠高于CCD芯片，因光暈和拖尾等過度曝光而產(chǎn)生的非自然現(xiàn)象的發(fā)生頻率要低得多，價格和功耗比CCD光電轉(zhuǎn)化器也低，但其缺點是半導體工藝制作的像素單元缺陷多，靈敏度會有一些問題，同時，為每個像素電子電路提供所需的額外空間不會作為光敏區(qū)域。芯片表面上的光敏區(qū)域部分（定義為填充因子）小于CCD芯片。從理論上講，這個原因?qū)е驴梢允占膱D像信息光子數(shù)會有所減少，所以，CMOS光電轉(zhuǎn)化元件一般需要搭配高亮度光源，噪音也比較大。

隨著計算機的快速發(fā)展，AOI也采用了目前許多成熟的圖像分析技術(shù)，包括模板匹配法(或自動對比)、邊緣檢測法、特征提取法(二值圖)、灰度直方圖法、傅里葉分析法、光學特征識別法等，每個技術(shù)都有優(yōu)勢和局限。模板比較法通過獲得物體圖像，如片狀電容或QFP，并用該信息產(chǎn)生一個剛性的基于像素的模板。在檢測位置的附近，傳感器找出相同的物體。當相關區(qū)域中所有點進行評估之后，找出模板與圖像之間有Z小差別的位置停止搜尋。AOI系統(tǒng)為每個要檢查的物體產(chǎn)生這種模板，通過在不同位置使用相應模板，建立對整個板的檢查程序，來查找所有要求的元件。但是由于元件檢測圖像很少完全匹配模板，所以用兩種方法來解決這個問題：可以用一定數(shù)量的容許誤差來確認匹配的，如果模板太僵硬，可能產(chǎn)生對元件的“誤報”;如果模板松散到接受大范圍的可能變量，也會導致“漏報”;可以根據(jù)同類的眾多良品進行標準模板的計算，或者叫“特征元件”，這樣可以Zda限度提取該類元件的共性特征，從而降低誤報率。AOI軟件運算法則很多，有灰度相關法、邊緣識別法、固態(tài)建模法、統(tǒng)計外形建模法等。

AOI的光線照射有白光和彩色光兩類設備，白光是用256層次的灰度，彩色是用紅光，綠光，藍光，光線照射至焊錫/元器件的表面，之后光線反射到鏡頭中，產(chǎn)生二維圖像的三維顯示，來反映焊點/元器件的高度和色差。人看到和認識物體是通過光線反射回來的量進行判斷，反射量多為亮，反射量少為暗。AOI與人判斷的原理相同。AOI從鏡頭數(shù)量來說有單鏡頭和多鏡頭，這只是技術(shù)方案實現(xiàn)的一種選擇，很難說那種方式就一定好，因為單鏡頭通過多個光源的不同角度照射也能得到很好的檢測圖像。特別是針對無鉛焊接的表面比較粗糙，會產(chǎn)生形狀不同的焊點，容易形成氣泡，并且容易出現(xiàn)零件一端翹立的特點，新的AOI設備也都進行了適應性的硬件和算法的更新。 采用高分辨率工業(yè)相機和智能圖像分析，檢測電子電路板上插件元器件多、錯、漏、反等缺陷。上海3dAOI檢測設備

AOI的相機按攝取圖像的模式分為面陣相機和線陣相機。上海3dAOI檢測設備

AOI檢測基本原理與設備構(gòu)成：AOI檢測原理是采用攝像技術(shù)將被檢測物體的反射光強以定量化的灰階值輸出，通過與標準圖像的灰階值進行比較，分析判定缺陷并進行分類的過程。與人工檢查做一個形象的比喻，AOI采用的普通LED或特殊光源相當于人工檢查時的自然光，AOI采用的光學傳感器和光學透鏡相當于人眼，AOI的圖像處理與分析系統(tǒng)就相當于人腦，即“看”與“判”兩個環(huán)節(jié)。因此，AOI檢測的工作邏輯可以簡單地分為圖像采集階段（光學掃描和數(shù)據(jù)收集），數(shù)據(jù)處理階段（數(shù)據(jù)分類與轉(zhuǎn)換），圖像分析段（特征提取與模板比對）和缺陷報告階段四個階段（缺陷大小類型分類等）。為了支持和實現(xiàn)AOI檢測的上述四個功能，AOI設備的硬件系統(tǒng)也就包括工作平臺，成像系統(tǒng)，圖像處理系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)四個部分，是一個集成了機械，自動化，光學和軟件等多學科的自動化設備。 上海3dAOI檢測設備

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