本发明涉及一种自由曲面‑自由体全息型目视光学成像装置，本系统由两个镜像对称的目视光学成像装置组合而成，每个目视光学成像装置包括1片透镜、2片玻璃平板、1个反射镜、2片自由体全息元件以及1个图像微显示器，图像显示器发出的图像光信号经过光学系统并最终由自由体全息光学元件反射进入人眼。自由体全息元件打破了传统折反射定律，可实现大角度非常规折反射，通过采用调控好的自由曲面波前进行曝光，打破了传统球面波和平面波进行曝光的制备方式，极大地提高了全息光学元件像差校正能力，显著减小了系统的体积和重量，而且两片体全息元件搭配可矫正色差实现全彩显示。同时透射方向的光线还能透射进入人眼，实现超薄轻型双目近眼显示。