三维显示因能提供大量的视觉信息和生动的视觉体验而受到了广泛的研究和关注，目前基于辅助设备的双眼视差已发展成熟，自由移动视差式三维显示已成为下一个立体显示研究和应用的热点。自由移动视差式三维显示系统有效的综合了传统双眼视差型三维显示和全息三维显示两者的优点，在增加系统三维信息量提升三维感的同时，又不失数据量适中系统简单的的优点。移动视差式三维显示的核心思想是对离散采样的光场信息进行拼接模拟再现，形成多视差的观看空间。然而，目前的视差型三维显示系统还普遍存在视场空间角小和由串扰导致的显示效果不佳等问题，针对这些问题，本文对基于微透镜阵列的移动视差型三维显示系统从理论上进行了较为系统的分析和研究。从信息量的角度得出所研究的视差型三维显示系统的构架。以移动视差型三维显示系统为模型，结合三维信息的采集过程，利用信息光学理论对视差型三维显示系统的工作机理进行了分析，得到系统所需功能屏的结构要求。再此基础上，设计出曲面反射层型屏及逆反射层型两种三维显示功能屏。通过软件仿真及实验分别对两种功能屏进行了性能验证，证实了两种结构屏方案在观察空间角度上的增加和串扰问题上的优化解决。以微透镜阵列为代表的微纳结构是三维显示功能屏的核心器件，微透镜及微结构的质量对三维显示的画质效果影响甚大。以加工试验所需三维显示功能屏为目的，本文利用移动掩膜曝光的方法加工了大矢高柱透镜整阵列，并结合压印转移的工艺对目标结构进行对准组装。通过对加工所得的样品进行测试，得到较好的实验效果。