近年来,随着科学技术的发展,工业检测、质量控制、智能制造、医疗诊断等领域对物体三维形貌检测技术的需求越来越多。非接触光学三维检测技术凭借成像快、准、精度高等特点得到了广泛的关注,为了提高测量速度和精度,本文研究了线扫描光谱测量系统,能够更加快速准确地检测物体形貌信息。本文首先对线扫描光谱测量技术进行了原理分析,概括了影响系统测量精度的因素,如狭缝、光谱波段等。然后对光源准直部分和系统的分光元件进行理论推导计算,为后续系统指标的选定做好基础。其次给出了线扫描光谱测量技术的两种测量方案,分别基于点光源和线光源实现具有沿轴方向的线色散,并设计分析了方案中的准直元件和分光器件。方案一中,基于棱镜色散的倾斜性,利用准直点光源的二次配光透镜和柱透镜产生线聚焦光,并且其在焦平面各波长聚焦线线性度良好,线性系数为R2=0.9981,在450nm-700nm内实现了 13.69mm的测量范围,20mm长的视野,工作距离为76.5mm;方案二中,基于棱镜-光栅-棱镜分光器件色散可以倾斜的特点,利用线光源和球透镜组合产生线聚焦光,其焦平面上色散均匀,线性系数R2=0.9989,在400nm-700nm内实现了14.26mm的测量范围,8.4mm长的视野,工作距离为57.83mm。方案一中采用点光源,系统简洁但聚焦线宽度较难控制。方案二通过狭缝并复杂化色散成像系统能够提高像质,但会因为视场产生谱线弯曲等问题,需要合理设计色散系统,优化色畸变。最后,针对谱线弯曲和梯形畸变分别进行了数据处理和拟合,得到了该系统方案的光谱弯曲信息。本文研究的线扫描光谱系统有多个部件组成,系统复杂,装调的难度大,今后的研究重点将是优化系统结构,使系统朝着轻便、小型化发展。