其光学系统的结构为开普勒望远镜式结构，具有平行光入射平行光出射的特点，包含两路光路，一路为目视瞄准光路，一路为探测光路。其中物镜的像方焦点与聚光镜的物方焦点重合，打孔圆盘反射镜位于此处。

待测物面发出的光束在经过打孔圆盘反射镜时，大部分被反射进入目视瞄准光路，小部分从圆孔中出射进入探测光路。打孔圆盘反射镜的圆孔是探测光路的视场光阑，因此可以通过旋转打孔圆盘反射镜选择不同孔径的圆孔，实现测量视场角的切换。

使用时，首先选择测量视场角，然后通过目镜观察待测物面，调节物镜对焦环对焦，使视野清晰，此时视野中有一“黒洞”，这是打孔圆盘反射镜的圆孔，用“黒洞”覆盖住待测物点即可完成瞄点。

完成瞄点即可开始测量，进入探测光路的光束在经过聚光镜后出射至XYZ滤色片组，经XYZ滤色片组滤色后，在三个光电探测器上产生的电信号与待测物点的三刺激值成正比，以此计算待测物点的色度和亮度。

瞄点式亮度计能够在较远处非接触地测量待测物面中一个小区域的亮度和色度，并且可以用于测量其发光角度。测量平板显示器时，通常多次测量屏幕的多个区域以评价整体均匀性，并通过倾斜平板显示器实现可视角度的测量。

其主要缺点是全屏检测时效率低下和小视场角时低亮度测量精度不佳。下图为日本TOPCON公司的BM-7A型瞄点式亮度计,其亮度量程为0.01-12000000 nit ，亮度精度 ±%2，色坐标精度 ±0.002。

定焦标准镜头将待测平面光源成像在CCD感光面上，光阑负责遮挡杂散光，电机控制滤色片切换，三片匹配CIE三刺激值曲线的滤色片过滤光源的三刺激值分量，CCD相机采集三刺激值图像。

CCD相机是一种二维图像传感器，由CCD感光芯片、外围驱动电路、图像数据处理模块组成。其核心元件CCD全称为电荷耦合器件，其最小结构单元是金属-氧化物-半导体电容器（Metal oxide semiconductor，MOS），利用光电效应将光信号转化为电信号。

其工作流程是：1、外围驱动电路按照设定的参数使CCD感光面曝光一定时间。2、CCD每个感光像素根据曝光时间内接收光能大小产生对应数量的电荷。3、外围驱动电路控制感光像素内电荷包依次向相邻像素转移，通过行扫描或列扫描的方式获得整个感光面的电信号。4、图像数据处理模块将电信号转为标准的图像传输格式，如RAW格式。

在未过曝的前提下，所得图像中每个像素的灰度值正比于对应CCD感光像素在曝光时间内积累的电荷量，若在曝光时间内像面照度分布保持不变，则某图像像素的灰度值 Fm,n , 与对应像面元的照度 dE 的关系