本发明涉及光学三维成像领域，具体公开了一种基于同轴平移散斑投射器的高精度三维成像装置，包括控制模块、驱动电路、电机、刻有散斑图案的镀铬玻璃、LED照明光源和由复合透镜阵列组成的柯勒照明系统。与传统的数字散斑投影技术相比，本发明中自动化控制的系统节省了更换散斑图案的时间，并根据实验确保了图案不相关性最大的平移距离参数，在保证了较高精度的前提下相比于以往的方案更有利于实现三维重建的实时性，实现了一个新型的高速高精度的三维重建系统。