三维AOI在使用垂直摄像头的DS2172T+同时，增加角度摄像头。当垂直摄像头从上往下看的同时，角度摄像头则同时从侧面来观察焊点图像，就好像人工目检一样，为了看清局部细节，往往需要调节光线与观察角度，因此三维AOI比二维AOI有更强的故障检测能力，当检测PLCC器件焊接质量时，三维AOI的优势就能充分显现出来。
    三维AOI中的照明系统则采取独立可控的LED发光二极管阵列作为光源，LED发光二极管排成一个精密环形阵列，如图15.62所示。灯光全部聚焦在视场上，越靠内圈灯光越接近垂直角度，越靠外圈灯光照射角度越倾斜，并可以用编程来控制这些二极管，以实现最优的照明纹理、角度、方向和密度。可为每一幅检测画面调整照明的角度、方向和亮度，满足任何检测所需的独特要求。

           
    不同于单个氙气闪频管或荧光管，LED阵列可以提供可靠检测焊点所需的更高的照明灵活性，精确的控制光源确保精确和稳定地检测故障。
    泰瑞达Optima7300AOI是典型的三维AOI，该机型采用一个垂直摄像头、4个角度摄像头组成检测系缆，如图15.63所示。
    检测头固定在X-Y伺服定位系统之上，X-Y伺服定位系统则由高精度的线性电动机、线性编码器一导轨组成（参见贴片机有关章节介绍），故检测头运行稳定、定位精度高、图像清晰稳固、噪声低，检测的PCB最大宽度为600mm，最小元器件为0.6mm×0.3mm。
    工作时，PCB固定不动，检测头只需对电路板进行一次高速扫描，每一视场可采集10帧图像，每一个元器件都有多幅图像，从不同角度来检测元器件的焊接质量，并且采集到的图像信息能直接传送到计算机的内存，可实现高速详细分析。