本发明公开了一种基于孔隙平板光栅的3D自由立体显示装置，该装置由平面显示屏、孔隙平板光栅构成，孔隙平板光栅可为前置式和后置式两种。孔隙平板光栅是在不透明平板上加工出孔隙而成，它的基本作用与常规狭缝光栅类似，能对平面显示屏上显示的视差图进行分光，从而实现3D自由立体显示。该发明装置突出的优点在于孔隙平板光栅的透光孔隙部分完全透光，不存在常规光栅的透光狭缝部分的反光和吸光，从而提高了显示图像的亮度和对比度，减小了左右视差图的串扰，消除了常规狭缝光栅式3D立体显示器中由透光狭缝部分的反射光与矩阵显示器像素光之间产生的莫尔条纹，提高了立体图像质量。本发明将促进光栅式3D裸眼自由立体显示器的推广应用。