本論文旨在透過整合結構光(structured light)與雙目立體視覺(binocular stereo vision)，實現結構光3D相機系統，該系統能計算出目標物體表面的三維座標，並以點雲資料呈現，實現三維重建功能。本論文透過投影相移(phase shifting)與格雷碼(Gray code)的結構光編碼圖案(pattern)至目標物體表面，並由雙目相機同步拍攝影像後，計算出每一像素所對應之編碼值，以此編碼值取代影像原有之特徵資訊，作為立體匹配(stereo matching)過程中的匹配依據，進而計算出目標物體表面的三維座標。在實作上，結構光3D相機系統採用兩組工業相機與一台結構光投影機，並以C++程式語言實現三維重建的演算法。本論文之結構光3D相機系統依據VDI/VDE 2634 part 2工業標準進行系統精度驗證，為了更全面評估系統性能，本論文在誤差分析上分為主要工作距離與整體工作距離。主要工作距離為500  mm處，以反映系統於對焦距離下之量測精度；而整體工作距離為450 mm至550  mm處，反映系統整體之量測精度。本系統在主要工作距離下，平均誤差皆小於0.03 mm，最大誤差皆小於0.06 mm，平均標準差皆小於0.02 mm；在整體工作距離下，平均誤差皆小於0.04 mm，最大誤差皆小於0.08 mm，平均標準差皆小於 0.02 mm。此外，本系統對於非反光、金屬反光與黑色反光物體的重建率可維持於90%以上。由實作顯示，本論文所研製之結構光3D相機系統能穩定地生成目標物體之點雲資料。