合成全息图利用多视差图像实现立体显示，并可通过分区曝光实现大面积制作。介绍了数字合成全息的原理及其实验系统，针对其制作过程中的两种图像采样方式，研究了图像的分割和重组原则。通过对单元全息图合成拍摄中图像重叠投影的分析，基于非成像光学理论设计制作了能实现这一功能的透镜，并借助光学软件对其进行了仿真。最后利用所设计的透镜进行了合成全息实验，结果表明，利用所设计的重叠投影透镜和适当的图像处理方法，能合成出轮廓清晰、立体感强的全息立体图。