本发明提出一种基于光学扩散屏的集成成像双视3D显示装置，所述装置由2D显示面板、光阑阵列、透镜阵列和光学扩散屏组成，2D显示面板位于最后方，往前依次是光阑阵列、透镜阵列和光学扩散屏。2D显示面板上显示组合图像阵列，组合图像阵列由子图像阵列I和子图像阵列II相间排列而成。2D显示面板上组合图像阵列的所有像素发出的光线通过光阑阵列对光束传播路径进行控制后，经过透镜阵列进行光线调制，在前方的不同轴向位置处产生两个分开的3D图像，每个3D图像不连续分布。这些3D图像被光学扩散屏接收，在两个较大的观看视区内分别重构出包含不同3D场景立体信息的连续光场，位于两个观看视区的观看者各自看到相应的完整3D图像。