最基本的光学测量系统就是单镜头扩大镜。这种设备一般包括一个较大的镜头，安装在连接到工作台的操控臂上。操作者调整好镜头的方位，然后双手拿住工件，同时经过镜头观察。除了背景光之外，一般还会安装一个盘绕镜头的照明设备来提高图像质量。简单的扩大镜能够使成像质量提高三到五倍，对工件外表的瑕疵、零件的遗漏及安装过错等检测非常有用。杂乱的光学测量仪器即光学显微镜，装备了一个多元物镜和一个扩大目镜。这种测量仪器能够将工件扩大到800倍以上。高扩大率也约束了可扩大区域的巨细，同时要求工件要靠镜头很近，焦距比较小。