光学三维测量技术在镜面反射性质表面的应用非常广泛,如何对镜面物体的三维形貌进行高精度测量是光学三维测量领域中亟待解决的问题。相位测量偏折术（Phase Measuring Deflectometry,PMD）因其测量精度高且速度快等优点,成为测量镜面物体的主要方法,但该方法存在利用梯度积分造成累积误差且测量对象受限等问题。直接相位偏折术（Direct PMD,DPMD）可以直接建立相位与深度的关系,并且可以测量具有非连续大梯度表面的镜面物体,但该方法所用仪器较多,结构复杂。透射显示双屏偏折系统解决了直接相位测量偏折术中引入半透半反镜（Beam Splitter,BS）导致观察视场减小以及系统结构复杂的问题。透射显示双屏偏折系统主要由一块液晶显示屏（Liquid Crystal Display,LCD）和一块透明显示屏（Transparent Display,TD）组成。在测量过程中,相机分别采集液晶显示屏和透明显示屏显示的条纹图案,而透明显示屏处会因折射效应对测量结果造成误差。论文针对系统中的透明显示屏折射误差进行了分析和补偿,提高了系统的测量精度。论文主要研究内容如下:首先,分析了透射显示双屏偏折系统的基本原理和技术路线,针对系统中显示屏的位置关系和成像特性,提出了在透明显示屏处存在的折射效应及其参数标定补偿方法。分析出折射误差主要影响系统相位变化,建立了在折射误差的影响下相位与深度之间的关系。其次,分析了透射显示双屏偏折系统中的折射光路。通过光线方程对测量过程中产生的两部分折射进行建模并分析了折射误差的影响因素,建立了折射误差与像素偏移量之间的关系公式,由此推导出影响折射误差的折射参数。然后,对透明显示屏处的折射参数进行求解。通过信赖域反射算法求得显示屏的厚度及等效折射率,利用数学模型中的几何关系求得折射角度及双屏距离。参数求解后就能得到相位偏差,从而实现对折射误差的补偿。最后,从相位的角度考虑了透明显示屏引入的折射误差并进行了补偿,对镜面物体的三维形貌进行了测量,以验证论文所提方法的精度,补偿后的精度提高了约30%。实验结果表明此方法既改善了直接相位测量偏折术中的缺点,又在此基础上消除了折射效应带来的误差,提高了传统的镜面物体三维形貌测量方法的精度。