本发明公开了一种用于高亮度小型显示屏投影成像的光学系统及实现方法,所述系统包括抬头显示屏、阵列式LED背光系统、反射镜、虚拟眼和虚拟影像;所述方法包括由阵列式LED背光系统发出倒立式影像光线,并将光线发射于显示镜;通过抬头显示屏接收阵列式LED背光系统发出并经反射镜反射后的倒立光线,将接收的倒立影像光线转变为正立的影像光线并发射;通过虚拟眼接收抬头显示屏反射的光线,并透过抬头显示屏看到虚拟影像。本发明成像视野大、成像清晰、无炫光,从而使观察到的图像更加均匀,舒适性更好,就算在高亮度环境下也能清晰分辨成像系统所显示的内容;且锥形光棒收集光线并对光强进行重新分布达到高亮度、均匀化的目的;以及镜片不易变形等。