属于裸眼型3D显示技术的一种，在屏幕表面放置柱状凸透镜，对屏幕发出的光线进行折射改变方向，从而让双眼分别看到两路不同的视频图像。

柱镜光栅式3D显示原理（见图），柱透镜板由垂直细长的半圆柱凸透镜紧密排列构成，每个柱状凸透镜的宽度与屏幕上两个像素的宽度相当，然后将柱状透镜阵面紧贴于屏幕前，使屏幕的像平面位于透镜的焦平面上。同时显示处理电路将左右路视频信号在水平方向下采样，每行水平的奇、偶像素分别显示左右眼视频图像，屏幕发出的光经过柱状镜面折射，会让观众的一只眼仅能看到屏幕水平奇数像素的画面，而另一只眼则仅看到屏幕水平偶数像素的画面，这样观众在不佩戴眼镜的情况下就能看到立体图像了。

柱镜光栅式3D显示原理图

柱镜光栅式与狭缝光栅式特点类似，即观众不需要佩戴眼镜，其最大的优势便是光线不受阻挡，画面亮度高。其缺点是相关制造工艺与现有LCD液晶工艺不兼容，需要投资新的设备和生产线，生产成本较高。该类型显示技术主要用于户外广告。