三維光學檢測儀是利用光學透鏡來擴大物體影像，從而可對物體的特點做出的評估，放大是獲得評估的關鍵。光學測量是使用放大影像進行非接觸尺寸測量的統稱，是生產制造過程中質量控制環節上重要的一步。它包括通過操作者的觀察進行的快速、主觀性的檢測，即光學檢測，也包括通過測量儀器進行的自動定量檢測，即光學測量。

　　光學檢測與測量既可以在線下進行，即將工件從生產線上取下送到檢測臺進行測量；還可以在線上進行，即工件無須離開產線；前者被稱之為離線檢測，后者為在線檢測。此外，工件還可以在生產線旁接受檢測，完成后可以迅速返回生產線，屬于在線檢測的一樣場現方式。

　　所有這些光學測量儀器放大圖像的原理都與照相機有些類似，但又有不同，它屬于從照相到顯微的復合焦段光學系統。定焦單鏡頭放大鏡的放大率是固定的，這一特性限制了它的應用范圍。比如放大倍率固定將難以檢測需要擴大更多倍數的重要工件細節。如果光學測量系統可以增加放大倍數，其應用范圍也會得到拓展。要想做到這一點，通常采用三種方式：鏡頭更換、鏡頭轉臺和變焦鏡頭。前者象單反相機，中間的象顯微鏡，后者象單反相機使用一鏡走天下的變焦鏡頭。

　　很實用的一個可以滿足放大率變換要求的解決辦法就是采用變焦鏡頭，這在光學視頻測量系統中是常見的方法。通過變焦鏡頭，操作者可以在低放大率下查看一個視場，在需要觀看細節部分時再將鏡頭拉近，這樣就省去了更換鏡頭和旋轉鏡頭轉臺的麻煩。這種方式被大量應用于工業顯微鏡和影像測量儀之中，成為光學檢測與光學測量的首要選擇方案。

　　所有這些測量系統在光學性能方面都有相同的要求，因為光學性能會影響系統的效率以及圖像的質量。要想獲得檢測效果，這些設備中的光學系統需提供較大的工作空間，不會出現失真的情況，而且能夠生成高對比度的清晰圖像。