光学投影三维测量系统主要由投影系统和接收系统组成。投影系统投影出光栅条纹的质量是取得高精度测量的关键,因此光栅元件是投影系统中的核心部件。本文针对光栅元件的高质量、高精度等要求,提出制作高质量光栅元件的方法。其中,一组编码元件中灰度正弦光栅的制作方法是本文的重点。制作灰度正弦光栅有很多种方法,针对光栅元件中灰度正弦光栅的特殊要求,本文选择运用空间滤波成像的方法制作高精度灰度正弦光栅。阐述了该灰度正弦光栅制作的基本理论和光路参数计算。该方法可以方便的精确调整所需要的条纹频率和在线观测条纹质量。制作的光栅条纹平行度及均匀性好,光栅常数控制精确,而且畸变小,能获得良好的正弦性条纹分布。针对光路的不足之处,在光路中引入双散斑屏消除激光强相干性对成像质量的影响,并用背景光照射像面使像面因而产生不为零的最低光强,使得正弦干涉条纹光强分布达到全息干板的特性曲线的线性区。实验过程中,首先制作高质量的朗奇光栅作为成像系统中的物光栅,在像面上用高质量全息干板在不同实验条件下拍摄像面上的灰度正弦光栅图;然后在光学投影系统中对光栅进行投影,通过CCD摄取干板的透过条纹图,对图像的数据处理可得出光栅的透过率曲线,用标准的正弦曲线拟合透过率曲线,通过比较两者的差别可得出干板条纹图正弦性的优劣和条纹的反衬度;最后根据检测结果得出制作正弦性优、反衬度高、质量高灰度光栅的最佳实验条件。实验结果表明,基于空间滤波成像原理的消激光散斑成像系统,可以通过低频二值化的光栅得到较高频率的正弦光栅,可方便调整光栅常数,且所制作的光栅常数准确,获得条纹均匀性和平行度好,相干噪声小的投影正弦条纹。为保证线性记录和线性显影,采取引入合适的背景光曝光量和总曝光量,控制正弦干涉条纹曝光量在所用干板的线性区域,在水溶比为10:1的稀释显影液中显影,制作出了高质量反衬度满足要求的灰度正弦光栅。