将被测长度先转换为光量，再转换为电量输出的传感器。常见的有光栅式(见光栅测长技术)、激光式、固体阵列式和光导纤维式等。激光式又可分为光波干涉式、扫瞄式和光强式等(见激光测长技术)。固体阵列传感器是70年代初期出现的一种图象传感器。固体阵列是一种线型或面型的光电转换元件。其中用得较多的是电荷耦合器件（图3）。它是一种在硅芯片的一面沉积栅电极结构的器件。栅电极和硅芯片间有一层约为0.1～0.12微米厚的 SiO 2透明绝缘层，形成电容阵列。由于栅电极可以透光，硅芯片是一种光敏材料,当光照射在其上时，在内部产生电荷载流子,并被收集和存储在硅芯片的势阱中。势阱是当在栅电极上加正电压时,在电场的作用下,与电极相邻的硅芯片表面的正电荷被推离后形成的一个耗尽层。存储在势阱中的电荷载流子,在适当的时候会穿透芯片,经电荷放大器后输出。势阱是芯片中的分立单元，其分辨率可达0.01毫米或更高。将被测尺寸、图象等以光扫描或投影等方法投射在电荷耦合器件上时，光信号即转换为电信号输出，经电路处理后即可得到被测尺寸等的量值。固体阵列传感器适用于小型复杂形状工件的多尺寸自动测量。一次投影或光扫描可以测量几十个尺寸。光导纤维传感器主要用于测量微小位移和精密定位。