相位测量轮廓技术是目前应用最为广泛的一种结构光三维测量技术，在很多领域都有着非常广泛的应用前景，其中包括工业检测、医疗产业、质量监控、逆向工程、文物数字化以及虚拟现实等。现有的商品化的三维轮廓测量设备多是针对尺度相对较大的物体，对于显微尺度物体表面的三维轮廓测量的应用目前还非常的少。本文利用数字光栅投影的相位测量轮廓技术来测量物体表面微米级的深度信息，为此，对相位轮廓技术中的相位主值的计算、相位的解包、相位与高度的转换、误差分析、坏点标记与插值等关键问题进行了系统研究。本文的研发工作是作者本人在导师的指导下独立完成的，主要的工作和研究内容有:　　1、详细的比较了条纹中心法与相移法，通过实验证实了相移法在高反光物体三维轮廓测量方面的优越性。　　2、详细的推导了标准相移算法，分析并选择合适的相位解包算法。根据成像结构推导出相位与高度的标定算法，实验表明标定效果十分理想。　　3、为了提高系统的测量精度，对整个系统做了详细的误差分析，考虑到Gamma效应、图像过饱和现象、CCD噪声等影响精度的因素，通过理论分析和实验，对误差进行补偿，最终使得系统的测量精度得到了很大的提升。　　4、详细的介绍了坏点标记算法，根据理论分析和公式推导提出了一种坏点标记算法以及一种改进后的基于邻域距离的坏点标记算法，通过大量实验对两种算法做了分析比较。根据移动最小二乘法在曲面拟合方面的优势，提出了一种基于移动最小二乘法的坏点插值算法，实验表明该算法对坏点处的插值效果良好，能最大程度保证物体真实的三维轮廓。　　通过上述的理论分析和实验探索，本文实现了一套精度高、稳定性好、显微级的三维轮廓测量系统。目前，系统的测量精度能达到10微米，并且能在一定程度上实现对高反光物体三维轮廓的测量。