立体显示技术历史悠久，经历了漫长的发展过程，由于其逼真的显示效果，广泛的应用范围，在各个领域都发挥着巨大的作用，人们对于立体显示技术的研究也越来越深入。进入2010年，随着多部立体电影的上映以及立体电视频道的开播，立体显示技术迎来了一个全盛时代。　　 在这样的背景下，本文介绍了一种只采用一对图像便可供多人观看的而且不需要任何辅助设施的自由立体显示器。光学设备中采用液晶屏LCD作为基本的显示屏幕，利用菲涅尔透镜的成像原理，当用于照明的背光源在水平方向上有一定距离时，汇聚得到的可视窗口在水平方向也存在距离，这两个窗口就分别提供供给两只眼睛；利用柱面光栅的汇聚作用，当照明光源在垂直方向上有一定距离时，就可以分别独立地照亮奇数行和偶数行像素。如果屏幕上奇数行和偶数行分别显示的是具有视差的一对图像，利用水平和垂直都有一定距离的两个光源照明，就可以使左右眼看到不同的图像，从而融合出一幅立体图像。但是这样实现的显示器只能在固定的位置看到立体效果，本文创新性的提出了采用可由单片机控制点亮位置的LED阵列作为背光源，配合上位机的人眼探测系统，可以及时地了解观察者在屏幕前的位置，以此作为移动照明位置的依据，实现自由立体显示。同时为了扩大可移动范围，还利用透镜对光线的折射的原理设计出视角扩展镜，实现了大范围的可视区域。