광학 영상 측정기의 영상 원리와 좌표계 구축은 고정밀 측정을 실현하는 핵심 기초이다.

영상원리면에서 광학영상측정기는 기계시각기술을 기반으로 광학렌즈를 통해 측정된 물체의 영상을 CCD센서에 투사하여 디지털영상을 형성한다.이 과정은 광학 증폭과 관련되며, 광학 현미경을 이용하여 측정 물체에 대해 고배율 광학 증폭 영상을 진행하여 미세한 디테일이 뚜렷하게 나타날 수 있도록 한다.그 후 CCD 카메라 시스템은 확대된 물체 영상을 컴퓨터에 보내 전용 측정 소프트웨어를 통해 이미지 증강, 필터, 테두리 검측, 분할 등의 조작을 포함한 영상을 처리함으로써 테두리, 윤곽 등 물체의 특징 요소 정보를 꺼낸다.

좌표계 구축은 측정된 물체가 3차원 공간에서의 위치와 자세를 정확하게 묘사하기 위한 것이다.광학 영상 측정기는 일반적으로 네 가지 좌표 시스템, 즉 세계 좌표계, 카메라 좌표계, 영상 평면 좌표계와 컴퓨터 영상 좌표계를 포함한다.세계 좌표계는 사용자가 임의로 정의한 실제 참조 좌표계로서 공간의 어느 곳에서나 설정할 수 있습니다.카메라 좌표계는 소공 카메라 모델의 초점 중심을 원점으로 하고 z축은 카메라 광축과 일치하며 X, y축은 각각 CCD 이미지 유닛과 수평과 수직 방향으로 평행한다.영상 평면 좌표계에서 f는 렌즈 초점 거리이고 평면과 렌즈 광축은 수직이며 x, y축은 각각 카메라 좌표계의 X, y축과 평행한다.컴퓨터 이미지 좌표계는 컴퓨터에서 픽셀 단위의 2D 좌표계로 원점은 이미지 왼쪽 상단에 위치하며 u, v축은 각각 이미지 평면 좌표계의 X와 Y축과 평행합니다.이러한 좌표계를 구축하고 그들 사이의 변환 관계를 확인함으로써 광학 영상 측정기는 측정된 물체의 크기, 모양, 위치 등 파라미터에 대한 정확한 측정을 실현할 수 있다.