本发明提供了一种面向表面缺陷检测的视觉信息采集装置及方法，包括：空间正交化结构光照明单元，空间正交化结构光照明单元光路为单像素成像结构，能够将振幅调制图像通过照明光投影共轭到成像目标的特定对焦面，完成像素级照明；角度分离光路单元，角度分离光路单元用于在角度维度对成像目标的辐射光进行分离；图像传感器单元用于接收成像目标的辐射光，其上设置有多个光强采集区域和偏振掩膜，采集多个光强值用于重构成像目标多维度的辐射光强分布；本发明实现了多维度成像信息采集的需求，通过面扫描式结构光照明的方法编码成像目标的空间维度以实现基于额外光学参数的维度分离，相对传统光学成像方法具有更好的信息质量和实施效率。