精确的三维探测技术在工业生产监测、设计与加工、逆向工程、计算机视觉等许多领域拥有巨大的实用价值,而在众多三维探测手段中,相移法探测由于其准确、快速、非接触、受反射率变化影响小等特点,极具潜力,成为了该领域的热点。本文的研究方向即为利用MEMS扫描投影的方式实现相移法表面轮廓探测技术,研究了MEMS扫描投影与相移法探测相结合的原理,以及所需的解算过程,通过仿真模拟成像以及探测过程得出了系统的最佳参数设定,并据此搭建实验系统进行了探测实验。首先,综述了国内外在相移法三维探测方向的发展,比较了目前比较流行的几种投影方式的优缺点,论述了将MEMS扫描投影应用到相移探测中的优势。而后,详细分析了相移探测表面轮廓的原理以及将MEMS扫描投影技术与之结合的原理。依托对原理的理解,针对探测系统建立起了空间以及时间上的数学模型,在数学模型的基础上,设计编写了利用MATLAB处理最终数据的程序。进一步,对三维探测的整个过程进行了仿真模拟,分别分析了各个系统参数在不同数值之下的测量误差,综合考虑误差的大小与实验系统的实际情况选择了系统参数的具体数值。最后,依据仿真数据搭建探测系统,包括MEMS振镜扫描投影系统,图像接收系统,同步控制系统,并根据设备性能与参数要求,设计同步控制信号。在测试实验系统可用之后,分别进行了对平板平面和人脸石膏像的探测实验。利用平板平面对系统参数进行了标定,测量出探测误差为6%左右;对石膏像脸部成像结果清晰可见五官,具有一定的辨识作用,分辨能力在几毫米左右。对实验中出现的问题,提出了降低误差的意见。