自由立体3D显示是一种不需要任何辅助设备实现3D显示的技术。由于多视角3D显示可与传统平板显示兼容,因此成为了最有希望在便携式消费电子器件领域实现3D显示的技术途径。然而,与其他3D显示技术一样,多视角3D显示技术受信息数据量有限的困扰,在图像分辨率和视角连续性两方面难以平衡。提高空间分辨率会导致视场变小或者视差信息不连续;而扩大视场和视场数量则会降低空间分辨率。为此,本文提出一种2D/3D混合显示方法,利用衍射光学元件波前调制的光学特性,结合变标度傅里叶变换干涉光刻原理,在不损失空间分辨率的情况下扩大视场(角)。本论文的主要研究工作如下:(1)研究了视角调控的设计与优化方法。利用衍射光学元件位相恢复算法对视角光场进行设计与调控,并利用时域有限差分方法(FDTD)分析视角间的串扰影响,通过调整光栅周期,槽深等结构设计参数减小串扰。(2)研究了视场调制板的工作原理及制备方法。研究基于变标度傅里叶变换干涉光刻原理以及系统,发展了像素化的衍射光学单元高效制备方法。(3)对设计得到的视场调制板进行实验分析,得出视场调制板具备分离视点并扩大视场的特点;通过设计不同的二元光学元件及其对应的视场调制板并将之与掩模结合,获得分离数字,3D场景等显示效果;最后优化参数贴合液晶,得到扩大视场的2D/3D混合显示样机模型。