集成成像技术作为三维显示技术中的一种手段，由于其观看方便、具有连续的观察点和全视差、实验条件简单等受到了越来越多的关注。然而，由于受集成成像系统光学性能的限制，再现像的质量不高，主要体现为分辨率低、景深短和观看视场角小。虽然许多研究者提出了多种方法提高集成成像系统的分辨率、景深和观看视场角，但是对于集成成像系统的客观评价标准、透镜阵列与系统性能的关系以及集成成像技术在裸眼平板立体显示中的应用等问题仍然没有得到足够的关注和深入研究。　　 本文针对这些问题对集成成像三维显示系统的光学性能展开了研究，主要内容包括：⑴综合论述了国内外关于改善集成成像三维显示系统光学性能的研究现状，并提出了现有研究中存在的一些问题；⑵介绍了集成成像技术的基本原理，以及影响系统光学性能的三个主要参数--分辨率、景深和观看视场角的含义，分析了系统各器件对分辨率、景深和观看视场角的影响；⑶结合人眼的视觉特性，在分析系统分辨率与特定观看条件下人眼分辨本领关系的基础上，提出了用相对分辨率参数表征实际观看时系统视觉分辨效果的方法，可有效区分和比较不同集成成像系统的实际分辨性能，并论述了透镜阵列在集成成像三维显示系统中的重要作用；⑷从光线追迹的角度出发，提出利用相邻元素图像的同名点间距表征集成成像三维显示系统的景深及其极值，阐述了同名点间距和透镜阵列间距对系统景深的重要影响。在此基础上，通过改变元素图像的同名点间距实现了集成成像三维显示系统景深的调制；⑸分析了显示屏与透镜阵列之间所填介质的折射率对系统观看视场角的影响，针对未来裸眼平板立体显示技术的发展趋势，设计了液晶显示屏和透镜阵列组成的实验装置，使用介质填充的方法增大了集成成像系统的观看视场角。