影像測量儀除了機械主體外，使測量機達到高精度的關鍵是測頭，測頭也是影像測量儀的核心部件。相比于其他各項技術指標，想要提高測頭的性能指標，難度是非常大的。理論上測頭的最主要性能指標是測頭靠近零件能力的參數：在相同精度指標下，測頭的端部測頭直徑D與測桿的長度L之比（D/L）。其比值越大，則測頭性能越好。

另外，非接觸測頭的運用是影像測量儀測頭發展的另一重要趨勢。在微電子制造業中運用到許多二維圖案，比如大規模的集成電路掩膜等，用接觸測頭根本無法測量這些產品。近年來，國外影像測量儀的發展非常迅猛，而光學影像測量儀的核心技術就是非接觸測量。與此同時，精度高、量程大、能用來掃描測量的模擬測頭，以及可伸入小孔內用來測量微型零件的專門測頭也得到了較好發展。而利用不同類型的測頭交替或者同時使用也會是一個新的發展方向。

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