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柱面透鏡是在液晶顯示屏的前面加上一層柱狀透鏡使液晶屏的像平面位于透鏡的焦平面上，這樣在每個柱透鏡下面的圖像的像素被分成幾個子像素，這樣透鏡就能以不同的方向投影每個子像素。于是雙眼從不同的角度觀看顯示屏，就看到不同的子像素。不過像素間的間隙也會被放大，因此不能簡單地疊加子像素。讓柱透鏡與像素列不是平行的，而是成一定的角度。這樣就可以使每一組子像素重復投射視區，而不是只投射一組視差圖像，從而形成3D影像。
柱面透鏡在加工過程中,誤差不可避免,使得透鏡結構與理論值不符,難以達到最佳準直效果.基于光線追跡理論,對透鏡準直半導體激光光束的特性進行了研究。用解析的方法,討論了透鏡的結構參數、材料折射率及光源與透鏡間的距離對透鏡準直效果的影響。結果表明:適當選擇透鏡結構參數、光源位置參數,可使透鏡達到最佳準直效果。準直性能的改善和半導體激光器快軸方向光束質量的提高,提供了理論依據。
柱面透鏡有一個柱面表面，不同于球面透鏡，球面透鏡對入射光在兩個方向上的作用是對稱的，而對入射光只有一個方向上的作用。一般用于將平行或發散光束聚集到線上或改變像的寬高比。一般是為需要對光源進行一維整形的應用而設計的。它們有平-凹和平-凸兩種結構，兩者分別用于發散或會聚光束。會將入射光線聚焦到線上，焦距為正，由一個平面和一個凸柱面組成，由一個平面一個凹柱面組成，其焦距為負。
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