本文旨在针对目前微观三维表面形貌测量技术中存在测量范围小、检测效率低的问题,在现有差动并行共聚焦显微测量技术的基础上,提出了一种基于双线阵相机的线扫描差动共聚焦三维形貌测量方法,该方法能在略微降低测量精度和测量稳定性的情况下,极大地提高测量范围和检测效率。本文的主要研究内容如下:（1）基于单点共聚焦显微成像原理,推导出差动线共聚焦的公式,并通过仿真和轴向测量实验验证该公式的正确性;然后基于线扫描成像原理,分析了线阵相机的工作原理和特性,提出了基于线阵相机的线扫描图像拼接算法,并通过实验验证了该算法的可行性;最后针对双线阵相机的安装和调试需求,提出适用于双线阵相机的图像配准算法,并进行图像配准实验验证。（2）针对双线阵相机的安装和调试需求,设计了双光路模块,并绘制了CAD图,根据图纸定制生产了双光路模块,并将其集成到测量系统中;然后在测量平台上集成了线扫描差动共聚焦检测方法所需的软件和硬件;最后对测量系统的关键参数进行分析,完成系统的调试和参数设置。（3）在集成好的测量平台上,分别进行不同线宽、不同物镜的线扫描差动共聚焦轴向测量方法的标定工作,分别将10次重复性刻度实验的刻度曲线拟合成一次函数;然后采用10×/NA（28）0.25和20×/NA（28）0.5两种规格的物镜,对一角钱硬币样品的指定台阶区域进行连续三次相同位置的重复性测量,对STEP-Si-5-1标准样品的指定台阶区域进行一次测量;接着采用白光干涉仪,分别对一角钱硬币样品和STEP-Si-5-1标准样品的相同指定台阶区域,进行连续三次相同位置的重复性测量工作,最后将两种方法的测量结果进行对比和分析。实验结果表明:在相同条件下,本文提出的方法虽然轴向测量精度和测量稳定性分别比白光干涉仪低了大约6.744%和5.96%,但是单次测量范围和检测效率分别是白光干涉仪的16.48倍和6.59倍,且本文提出的方法在测量过程中不需要停顿,只需要实现一次对焦,就可以对样品进行连续不间断的扫描检测,能满足智能制造工业生产中对大样本的在线在位、实时高效的大范围检测需求。（4）针对基于双线阵相机的线扫描差动共聚焦三维形貌测量方法的实验中存在的误差进行分析,对光照不均和样品表面反射率不均两种误差影响因素,采用了两种误差修正方法来提高测量精度。