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AOI（automatically optical inspection）它是光学自动检测，顾名思义，是通过光学系统成像实现自动检测的手段。它是许多自动图像传感检测技术中的一种检测技术。如何获得准确、高质量的光学图像并处理核心技术点。
AOI电子元件集成度高、精细化程度高、检测速度高、效率高、检测零缺陷的发展需求是检测技术应运而生的背景。AOI最大的优点是节约人力，降低成本，提高生产效率， 统一检测标准，消除人为因素干扰，保证检测结果的稳定性、可重复性和准确性，及时发现产品不良，保证出货质量。今天，随着人工智能技术和大数据的发展和进步，AOI检测不仅是一种检测设备，对大量不良结果进行分类统计，还能发现不良原因，在工艺改进和生产率提高中逐渐发挥着更重要的作用。因此，我们可以期待未来AOI在半导体和电子电路检测中，检测技术将发挥越来越重要的作用。
AOI检测原理是利用摄像技术将被检测对象的反射光强输出到定量的灰阶值中，分析判断缺陷并与标准图像的灰阶值进行分类。与人工检查进行形象比喻，AOI采用的普通LED或者特殊光源相当于人工检查时的自然光，AOI光学传感器和光学透镜相当于人眼，AOI图像处理与分析系统相当于人脑，即看与判。因此，AOI检测的工作逻辑可分为四个阶段：图像采集阶段（光学扫描和数据采集）、数据处理阶段（数据分类和转换）、图像分析阶段（特征提取和模板比较）和缺陷报告阶段（缺陷大小类型分类等）。支持和实现AOI检测上述四个功能，AOI该设备的硬件系统包括四个部分：工作平台、成像系统、图像处理系统和电气系统。它是一种集机械、自动化、光学和软件于一体的自动化设备。
AOI图像采集系统主要包括三个部分：光电转换摄影系统、照明系统和控制系统。由于摄影获得的图像被用来与模板进行比较，因此获得的图像信息的准确性对检测结果非常重要。可以想象，如果图像采集器看不清楚或看不到被检测对象的特征点，则无法准确检测。
让我们逐一分析介绍光电转换摄影系统、照明系统和控制系统。
首先，光电转换摄影系统是指光电二极管设备及其成像系统。获得图像的眼睛， 原理是光电二极管接收被测物体反射的光，光能转换产生电荷，转换后的电荷由光电传感器中的电子元件收集，传输形成电压模拟信号。二极管吸收光强度不同时产生的模拟电压大小不同，模拟电压值依次输出0-255值，反映了物体反射光的强度，从而达到识别不同被检测物体的目的。
光电转化器可以分为CCD（charge Coupling diode）和CMOS（ complementary metal oxide semiconductor ）两种。因为制作工艺与设计不同，CCD与CMOS传感器的工作原理主要表现为数字电荷传输的不同方式，如下图所示，CCD采用硅基半导体加工工艺，设置垂直和水平移位寄存器，电极产生的电场将电荷链接传输到中央模数转换器。这种结构和设计难以集成多个感光单元，制造成本高，功耗大；CMOS采用无机半导体加工工艺，每个像素都设计了额外的电子电路，每个像素都可以定位而不需要CCD图像信息的读取速度远高于中等电荷移位设计CCD由光晕、拖尾等过度曝光引起的非自然现象的发生频率要低得多，价格与功耗比CCD光电转换器也很低，但其缺点是半导体工艺制造的像素单元存在许多缺陷，灵敏度存在一些问题。同时，为每个像素电子电路提供所需的额外空间不会用作光敏区域。芯片表面的光敏区(定义为填充因子)小于CCD芯片。芯片表面的光敏区(定义为填充因子)小于CCD芯片。理论上，这一原因导致可收集的图像信息光子数量减少，因此，CMOS光电转换元件一般需要与高亮度光源相匹配，噪比较大。
不论CCD还是CMOS结构，光电转换器单元是像素点，多个光电转换器排列形成矩阵形成图像传感器。图像传感器的性能主要包括分析、尺寸或面积、灵敏度、信噪比等，其中分析和尺寸是最重要的指标。当图像传感器拍摄被检测物体的图像时，光电转换器的大小越小，像素密度越小，物体就越看。因此，理论上光电转换器件的像素数量应该越多越好。但像素数量的增加会增加制造成本，降低成品率。因此，将光学透镜与光电转换器结合在一起，可以在光电转换器上放大微小的检测对象，也可以达到高分析检测效果，因此，实际上AOI根据客户的需要配置检测设备。
近年来，CMOS半导体技术化的生产过程，加上其快速扫描和图像传输速度的优势，CMOS面部扫描图像传感器也被用于工业级AOI在检测设备中，线扫描逐渐形成CCD图像传感器和CMOS扫描图像传感器有两种主流技术。
下图为线扫面图像传感器工作例：
扫描图像传感器的扫描宽度方向只有一个像素，通过移动获得图像，没有自己的放大电路，噪音小，所有一般分析都更好。扫描过程中会多次收集被检测对象的同一位置信号，光电转换后的信号累积输出。因此，即使其中一个光电传感器有问题，也不会影响检查结果，但缺点是平台的运动精度非常高，收集区域应准确。
扫描图像采集器CMOS每个光电二极管都可以独立输出电压信号，因此，输出速度非常快，节省工作时间，因此，运动平台移动精度要求没有线扫描那么严格，但缺点是信号没有积分过程，检测对象反射光足够强，感光二极管问题会导致假点和误判，信号噪声也会相应增强。
近年来，平板显示行业玻璃基板尺寸不断增加，工艺节奏不断缩短，自动光学检测设备的检测速度不断提高 （TACT time）要求更高。以色列奥宝科技利用了CMOS基于图像传感器高图像信息独区和处理速度优势CMOS 基于对图像传感器深刻理解，数据传输和帧频率高的面阵相机被客制化，面阵相机被系统解决CMOS基于面阵的系统问题，如传感器、光源和同步性CMOS 图像传感器AOI检测系统，在保证工业要求的工艺节拍的同时，克服了CMOS图像传感器填充因子小，信噪比高，先天劣势，检测能力和各项指标得到业界认可。
除光电传感器外，AOI照明系统在图像采集过程中也非常重要。选择最佳光源的目的是确保被检测对象的特性与其他背景不同，包括光谱特性、光源颜色和色温特性。必须考虑高效、长寿命、高亮度、均匀光源。高亮度、均匀性好的光源可以提高信噪比，而长寿命、高效率可以提高设备的稳定性和工作负荷。
根据波长分类，照明光源可分为可见波长光源和特殊波长光源。可见波长光源，即一般现代工业AOI检测设备中最常用的红绿蓝LED光源。特殊波长光源一般是指红外线或紫外线波长光源，一些特殊材料在可见光范围内吸收差异不大，灰阶变化不明显可考虑使用特殊波长光源，如使用高紫外线能量可刺激荧光材料原理，检测荧光发光特性材料微残留紫外线光源是一种更有效的手段，因为材料成分与红外光谱相对应，红外光源在检测无发光有机化合物残留缺陷方面发挥着重要作用，甚至可以实现成分分析。在特殊光源中，利用偏振光与物体相互作用后的偏振变化，利用光学干扰原理的白光干扰（white light interferometry）应用于特定缺陷检测，如通过相关光的干涉图案计算相应的相位差和光程差，测量被测物体与参考物体的差异，分辨率和精度可达到亚波长，测量三维物体的形状和高度AOI新的检测需求。(下图为侧光源和同轴光源的实例)
除波长参数外，光源的入射角度也是提高检测的重要参数。根据光源入射角度的不同分为同轴光源，侧光和背光三种，选择某种角度的光源是由光在被检测物体表面散射特性的差异最大化来决定的。同轴光源排列密度高、亮度高、均匀，能突出物体表面不均匀，克服表面反射造成的干扰，主要用于检测物体平整光滑表面的碰撞、划痕、裂纹和异物。同轴光基本上是红、绿、蓝三色光源，也可以是不同波长光源的任何组合。侧光源与同轴光源的平行照射概念正好相反。低角度光源从很小的角度直接照射到被检测对象。由于光的方向几乎与物体表面平行，物体表面高度的任何变化都会改变反射光到光电传感器的光路，从而突出变化，适合有一定高度的缺陷物检出。当侧光源的角度和高度发生变化时，强反射面（阳面）和弱反射面（阴面）的角度和反射光强度会发生变化。为判断检测结果提供了丰富的信息。背光源的原理是利用被检测对象不同部位的光通过率差，硬件不同于其他光源，光源不同于光电传感器，而是放置在光电传感器对面，接受被检测对象的光强度，适合被检测对象缺失的部分。
以色列奥宝科基于对平板显示过程的深入了解CMOS扫描帧频率快的特点是对上述不同光源类型、强度和待检测面板的材料进行有针对性的调查，交叉确认各种扫描条件，不增加工作节种扫描条件，实现了极低的误检、极高的检测精度和准确性。
AOI图像采集的最后一个关键步骤是控制系统，光电传感器FOV （窗口）有限，在物体的高速运动中准确捕捉清晰的图像非常重要。如下图所示，当图像传感器与机器移动速度不匹配时，图像拉伸、收缩等变形，因此载体移动平台XY光电传感器的同步移动影响数据的准确性，需要在固定光线和等距下拍摄清晰的图像、高精度导轨、电机和运动控制程序。