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本发明涉及增强现实技术领域，具体涉及一种基于透明OLED阵列的增强现实显示装置及图像重建方法，包括计算机和透明OLED阵列，透明OLED阵列包括若干层等间距排列的OLED屏，若干层OLED屏均与计算机连接，计算机执行以下步骤：A1)将立体帧压缩为N幅二维图像；A2)将N幅二维图像依次显示在N层OLED屏上；A3)控制OLED屏未被图像覆盖的区域为透明状态；A4)重复步骤A1至A3，更新立体帧。本发明的实质性效果是：1、无需额外的光学元件就能实现增强现实功能；2、提高了图像亮度；3、相比于液晶屏，透明OLED支持更多层数显示屏的堆叠，提高了虚拟重构图像质量；4、提供了一种更加适合透明OLED阵列的图像重建优化算法，使其显示的图像更加清晰。