并行共焦成像技术由于高精度高效等诸多优点在微尺寸检测领域得到广泛应用。论文选题来源于国家自然科学基金项目“基于并行像散共焦探测的微结构三维形貌测量技术基础研究(50775063)”,针对一种基于像散原理的并行共聚焦微结构探测系统,研究基于并行光场图片序列的被测微结构三维信息萃取方法。　　 论文首先对并行像散光场探测曲线过零点灵敏度的影响因素、以及可能的提高探测曲线灵敏度的方法进行了研究。从几何光学的角度,建立探测曲线过零点的灵敏度与柱面镜组参数之间的关系,以探测曲线灵敏度最大为目标获得了最佳柱面镜参数;对已有的四象限法进行改进,提出了去对角四象限法,通过仿真,证明了用该方法萃取的探测曲线在过零点处有更高的灵敏度;探讨了图像的灰度变换方法在进一步提高探测曲线灵敏度方面的可行性,提出通过亮度调节可以有效地提高探测曲线过零点的灵敏度,仿真证明了这一点,并在实验中获得了适当的亮度调节参数。与此同时,为了消除探测曲线的不稳定性,论文对图像噪声和漂移进行了频域分析,提出采用高斯低通滤波的办法滤除图像的高频噪声,并设计了一款高斯低通滤波器,通过仿真发现其对探测曲线漂移有一定的抑制作用。　　 其次为了获得被测微结构精确的三维坐标,论文通过摄取图片上的散斑光场位置和微透镜阵列的间距计算出被测微结构的横向坐标;为了得到被测廓形精确纵向坐标,论文设计了定点萃取和浮点萃取两种方法计算各个散斑光场的四象限信息,然后采用三次样条的插值方法拟合散斑光场探测曲线,并用二分法萃取探测曲线过零坐标,由于三次样条差值曲线通过采样点,被测物点正焦位置精度得以保证。基于该方法进行了软件开发,实现了被测物点的三维坐标萃取,证实了方法的可行与高效。