本发明公开了基于复合偏振针孔阵列的高成像效率3D显示装置，包括显示屏和复合偏振针孔阵列；复合偏振针孔阵列包括遮光材料、一维偏振透光针孔和二维偏振透光针孔；每个一维图像元发出的一部分光线经过与该一维图像元对应的偏振单元I投射到成像空间，每个一维图像元发出的一部分光线经过与该一维图像元对应的偏振单元II投射到成像空间，重建一维3D图像；每个二维图像元发出的一部分光线经过与该二维图像元对应的偏振单元III投射到成像空间，每个二维图像元发出的一部分光线经过与该二维图像元对应的偏振单元IV投射到成像空间，重建二维3D图像；重建的一维3D图像和二维3D图像在观看区域合并成一个高成像效率3D图像。