随着现代制造业的快速发展,对产品的精密测量技术提出了越来越高的要求,对此科研工作者研究了很多获取表面形貌的光学测量技术方案。其中基于彩色共聚焦原理的非接触式光学检测技术因为在现代工程和工业环境中能够快速、准确地获取物体的形貌、距离和厚度等信息,因而具有越来越重要的研究价值,被广泛的运用于生产生活中。常规的彩色共聚焦测量技术属于垂直测量方式,即测量系统光源所发出的测量光束需要垂直投射于被测物表面,通过采集表面反射光束的波长信息获得相对高度信息。但是实际环境中可能存在某些物理或空间条件限制,导致无法使用彩色共聚焦传感器进行垂直方向的测量。基于此,本文研究设计了一种斜照明式的彩色共聚焦测量系统,通过几种斜照明光路设计方案的实验与仿真结果进行对比,选择出最有效地抑制斜照明系统中存在的光轴漂移问题的方案。该系统使用光谱仪作为光电接收器件,可以有效提高测量系统轴向分辨率。测量装置能够以斜照明的方式将垂直测量转变为倾斜测量,这样彩色共聚焦传感器可以适应不同空间角度的测量环境,能够实现特殊测量场景的应用。经过实验结果分析可以获得系统的测量范围为1mm,测量精度在微米级别。本文将彩色共聚焦测量技术结合倾斜测量的方式进行系统设计和相关实验研究,具体工作内容如下所示:（1）介绍了常规的彩色共聚焦测量技术的原理及性能,分析了常规彩色共聚焦测量技术在一些具体测量案例中存在一定的局限性,对此提出以倾斜照明方式进行测量的方案,同时还改进并设计了新的光路方案。（2）提出了几种斜照明的彩色共聚焦测量系统的设计方案,并对斜照明的测量系统进行性能和原理分析。同时研究不同的光路设计方案对抑制光点漂移的影响,针对光谱仪采集到的光谱数据类型选择相应的数据处理算法和中心波长提取算法。（3）利用斜照明式的彩色共聚焦测量系统进行一系列测量实验,验证系统的测量可行性,首先通过系统标定结果确定系统的测量范围和线性特性,再通过对标准量块搭建的台阶高度差进行测量,确定系统的分辨率为微米级别,对系统的误差进行分析,通过测量数据的误差补偿提高测量数据的准确性,最后通过硬币表面轮廓测量实验验证系统的三维形貌恢复能力。