本文中所介绍的GJ-4型共焦测头是光学非接触测头的一种,其测量原理为激光扫描共焦显微检测法原理,运用了动态主动调焦的方法,通过使用时间差法处理信号将位移量的测量转化为对时间差的测量。与前几代共焦测头相比,GJ-4型测头增加了一级汇聚光路,利用非球面物镜,将测量光斑大幅减小,使之能够更好的完成对微小物体的测量;GJ-4型测头的光电接收器件使用高响应度的雪崩光电二极管,能够对一些弱反射表面获取到较好的测量信号;GJ-4型测头的结构结实稳定,并设计有多处调节机构,使其能够满足光路原理的要求;另外,GJ-4的测量范围和可测角度比前代测头均有所扩大。本论文完成了GJ-4型共焦测头的设计和调试,将其向产品化方向推进,主要的工作内容如下:1.简要介绍了动态主动调焦测量原理和时间差法测量原理;2.对光路进行了理论推导并根据推导结果改进了测头光路;3.设计了新的测头结构方案,根据测头新方案,对机械结构进行了改进设计,完成了新增加元件的选型,关键的调节机构设计以及相应的电路改进。4.对新型测头的安装调试流程及调试环节的影响进行了分析研究,完成了新测头的性能实验;5.总结了在研究过程中发现的不足,提出本课题今后的发展方向。