本发明公开了一种基于全景环带投影物镜的柱面结构光投影装置，包括共轴依次排布的投影光源、结构光发射装置、全景环带投影物镜以及图像处理器；图像处理器将平面结构光图案映射成环带结构光图案，输出到结构光发射装置进行显示；全景环带投影物镜符合柱面成像规律，投影出柱面结构光，由共轴排布的像差平衡镜组及全景环带块状单元镜组组成；全景环带块状单元镜组将近轴光线变换到大视场轴外光线。本发明可以实现柱面全景式结构光投影，显著扩大了结构光的投影范围，有效增强了四周物体的表面图像特征，有利于图像匹配、三维重建编解码；同时，采用单显示模组、单投影镜头方式，避免多光源式结构光投影的串扰问题，结构简单，体量轻巧，成本可控。