本发明是一种扩大全息显示眼盒和视场角的光学显示系统和方法，该系统中由全息图生成单元为相干光产生的全息像，通过分光棱镜到中继光学系统对全息像进行图像滤波和缩放，再经过波导结构使全息像在传播中产生多次的反射和衍射；该方法包括：利用计算与重建结果相对应的全息图，加载到全息图生成单元上，设置预设波长的相干光源或者非相干光源，通过与选用的全息图计算方法相对应的中继光学系统传播；将传播后的光波耦入波导系统，并在耦出部分观察到眼盒和视场角都已经扩大过的全息图结果。本发明有效提高了全息图重建结果的眼盒和视场角，扩大了全息图重建结果的可观测范围，提升了在自由空间观测全息图的质量和体验。