CN114488563B - 具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，包括：将透光片的其中一个面设置为反射面，将一个透光片的透光面与另一个透光片的反射面通过胶水粘接；重复上述过程，直至多个透光片叠合成具有预设高度的层叠体；将层叠体沿垂直于反射面的方向切割为多个厚度一致的层叠片；将一部分层叠片平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式将平铺于该平面上的各层叠片按照反射面朝向一致的方式拼接，形成第一镜片；按同样方法形成第二镜片；将第一镜片和第二镜片按照反射面正交的方式叠合，并用胶水粘接得到复合镜片。该方法所得的第一镜片和第二镜片的各层反射面之间共面，可光学成像器件的成像效果。

Description

具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法

技术领域

本申请涉及空间立体成像技术领域，特别是涉及一种具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法。

背景技术

现有技术中，空间立体成像技术主要采用垂直的两个镜面将光线按照反射定律进行两次反射，光线经过相互垂直的两个镜面的两次反射，使得反射光线在空中重新汇聚成像。该正交镜面结构能够反射点光源、线光源或面光源，且反射后光线在空中汇聚后仍然是点光源、线光源、面光源，这一特殊的光路反射效果使得空中成像技术走向了实际应用。但是，目前采用正交反射镜面的光学成像元件的空中成像效果不佳，不仅影响用户体验，还对应用场景提出了更高的要求，导致空间立体成像技术的商业推广和大规模应用受到了极大的制约。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，以提高光学成像器件的空中成像效果。具体技术方案如下：

本申请实施例提出了一种具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将透光片的其中一个面设置为反射面，将一个所述透光片的透光面与另一个所述透光片的所述反射面通过胶水粘接；

重复上述过程，直至使多个所述透光片叠合成具有预设高度的层叠体；

将所述层叠体沿垂直于所述反射面的方向切割为多个厚度一致的层叠片；

将一部分层叠片平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式将平铺于该平面上的各层叠片按照反射面朝向一致的方式拼接在一起，形成具有多个反射面的第一镜片；

将另一部分层叠片平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式将平铺于该平面上的各层叠片按照反射面朝向一致的方式拼接在一起，形成具有多个反射面的第二镜片；

将所述第一镜片和所述第二镜片按照所述反射面正交的方式进行叠合，并用胶水将两个所述第一镜片和所述第二镜片粘接，得到复合镜片。

在本申请的一些实施例中，所述层叠片螺旋拼接的步骤为：以一个所述层叠片为第一基准片，将多个所述层叠片沿顺时针或逆时针方向依次与所述第一基准片的各个侧面分别粘接形成方形的第二基准片，所述第二基准片的外边缘保持平直，多个所述层叠片沿顺时针或逆时针方向依次与所述第二基准片的各个侧面分别粘接形成方形的第三基准片，所述第三基准片的外边缘保持平直，以此类推，直至第N基准片的尺寸达到所述第一镜片或所述第二镜片尺寸为止。

在本申请的一些实施例中，在形成所述层叠体的步骤之后，还包括：沿叠合方向，将位于所述层叠体的顶部或底部的一个所述透光面加工成反射面。

在本申请的一些实施例中，将一个所述透光片的透光面与另一个所述透光片的所述反射面通过胶水粘接的步骤，包括：在一个透光片的透光面上按照预定图案涂覆胶水；将另一个透光片的反射面与所述一个透光片的透光面贴合；对粘贴在一起的所述一个透光片和所述另一个透光片进行重压，以使胶水扩散。

在本申请的一些实施例中，在一个透光片的透光面上按照预定图案涂覆胶水的步骤，包括：在一个透光片的透光面上涂覆胶水，所涂覆的胶水形成 “X”形、“十”字形或“米”字形。

在本申请的一些实施例中，在一个透光片的透光面上按照预定图案涂覆胶水的步骤之前，还包括：将直径相等的多个透明的支撑球混入胶水中。

在本申请的一些实施例中，在将直径相等的多个透明的支撑球混入胶水的步骤为：将多个直径为0.1μm-10μm且透明的所述支撑球混入胶水中。

在本申请的一些实施例中，对粘贴在一起的所述一个透光片和所述另一个透光片进行重压的步骤，包括：对粘贴在一起的所述一个透光片和所述另一个透光片进行多次重压，后一次重压的加压面积S和加压压强，大于前一次重压的加压面积S和加压压强P，并且所述加压面积S与所述加压压强P满足关系式：P=0.0026S+1.5，其中P单位为Pa，S单位为cm²。

在本申请的一些实施例中，并用胶水将两个所述第一镜片和所述第二镜片粘接的步骤之后，还包括：在所述复合镜片垂直于叠合方向的顶面或底面，标定所述顶面或所述底面的四条边的中点，沿所述中点的连线，对所述复合镜片进行切割，以得到目标镜片。

在本申请的一些实施例中，在切割所述复合镜片步骤之后，还包括：在所述目标镜片的所述叠合方向的两侧面设置透明的保护层。

通过采用上述技术方案，本申请实施例的有益效果是：

通过将一个透光片的透光面与另一个透光片的反射面，用胶水粘接并多次叠合制得层叠体，然后再将层叠体进行切割，获得反射面均匀分布的层叠片，层叠片通过螺旋拼接，能够保证拼接后各层反射面之间共面，即沿反射面延伸的方向，反射面不发生错位，从而使得制得的第一镜片和第二镜片正交拼接后，正交反射结构更加规整，从而提高具有阵列式反射单元的光学成像器件的成像效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为正交反射单元中正交反射镜面的光路原理图；

图2是正交反射单元中正交反射镜面的三维光路原理图；

图3是为正交反射单元中正交反射镜面的成像原理图；

图4是为正交反射单元中正交反射镜面的空间成像原理图；

图5为本申请实施例所提供的透光片在一种实施例中的示意图；

图6为本申请实施例所提供的透光片在另一种实施例中的示意图；

图7为本申请实施例所提供的层叠体的示意图；

图8为本申请实施例所提供的层叠体的切割示意图；

图9为本申请实施例所提供的层叠片的一种拼接方式示意图；

图10为图9中层叠片拼接后的局部示意图；

图11为本申请实施例所提供的第一镜片和第二镜片的层叠示意图；

图12为图11中第一镜片和第二镜片层叠后示意图；

图13为本申请实施例所提供的一种胶水涂覆图案示意图；

图14为本申请实施例所提供的另一种胶水涂覆图案示意图；

图15为本申请实施例所提供的一种胶水粘接示意图；

图16为本申请实施例所提供的一种分级重压的示意图；

图17为本申请实施例所提供的复合镜片切割示意图；

图18为汽车空间立体成像的示意图；

图19为层叠片通过传统拼接方式进行拼接后的示意图；

图20为通过传统拼接方式得到的具有阵列式反射单元的光学成像器件对汽车进行空间立体成像的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向，例如旋转90度或者在其它方向，并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

空间立体成像技术可用于会议、教学、展示、传媒、城市基础设施等，应用场景很广，用于空间立体成像的具有阵列式反射单元的光学成像器件主要利用正交反射单元5进行成像，如图1、图2、图3及图4所示，示意了利用正交反射单元5（每一正交反射单元5包含两个相互正交的反射镜面）成像的不同情形。如图1所示，入射光线经过正交反射镜面两次反射后，以平行于入射光线的方向出射，即出射光线、入射光线及一次反射光线在同一平面内；如图2所示，当入射光线的入射角度发生改变后，经过正交反射镜面两次反射后，出射光线所成的像S′能够刚好位于光点S的上方，且与光点S之间具有一定的偏移，该偏移量等于正交反射镜面的尺寸d，与图1不同的是图2中还叠加了Z轴方向上的变化，即出射光线、入射光线及一次反射光线在不同一平面内，出射光线与一次反射光线所在的平面和入射光线与一次反射光线所在的平面成一定夹角，表现为光点S与像S′在Z轴方向上也有一定的距离。如图3所示的正交反射镜面的俯视图，如图4所示的正交反射镜面的三维图，当正交反射镜面为一阵列时，还能够对线光源或面光源进行成像，所成的像S′同样位于像S的正上方，而且同样有一定的偏移，偏移量与正交反射镜面的尺寸有关。当光源为线光源或面光源时，且当正交反射镜面的尺寸足够小时，该偏移可以忽略不计。具有阵列式反射单元的光学成像器件的正交反射单元5的正交规整性在一定程度上决定了成像的品质，而现有技术中采用光学成像器件成像的光学元件的成像效果不佳，难以满足用户体验。

基于此，本申请实施例提供一种具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，采用该方法制得的光学成像器件的正交反射单元5更加规整，因此成像效果更好。具体地，具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法包括以下步骤：

步骤S100：如图5所示，将透光片11的其中一个面设置为反射面112，将一个透光片11的透光面111与另一个透光片11的反射面112通过胶水粘接。

步骤S200：如图7所示，重复上述过程，直至使多个透光片11叠合成具有预设高度H的层叠体1。

步骤S300：如图8所示，将层叠体1沿垂直于反射面112的方向切割为多个厚度一致的层叠片21。

步骤S400：如图9所示，将一部分层叠片21平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式平铺于该平面上的各层叠片21拼接在一起，形成具有多个反射面112的第一镜片2；将另一部分层叠片21平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式将平铺于该平面上的各层叠片21拼接在一起，形成具有多个反射面112的第二镜片6。

步骤S500：如图11、图12所示，将第一镜片2和第二镜片6按照反射面112正交的方式进行层叠，并用胶水将第一镜片2和第二镜片6粘接，得到复合镜片3。

在本实施例中，通过将多个透光片11按照反射面112朝向一致的方向进行重叠，制得具有预设高度H的层叠体1，然后再将层叠体1进行切割获得多个层叠片21。通过切割层叠体1的方式制取层叠片21，然后将层叠片21按照反射面112朝向一致的方式进行“螺旋拼接”，以获第一镜片2和第二镜片6。如图10所示，通过“螺旋拼接”制备的第一镜片2和第二镜片6的各层反射面112之间能够共面，使得第一镜片2和第二镜片6按正交方式层叠后，获得的复合镜片3的正交反射单元5更加规整，能够提高具有阵列式反射单元的光学成像器件的成像效果。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，透光片11其中的一个面设置为反射面112，与反射面112相对的另一面为透光面111，反射面112用于反射光线，以实现光线在具有阵列式反射单元的光学成像器件中的传播方向的变换。如图7所示，将多个透光片11按照透光面111与反射面112贴合的方式进行层叠，形成具有预设高度H的层叠体1，如图8所示，多个透光片11层叠时，沿透光片11的高度方向进行层叠，透光片11的高度决定了层叠后层叠体1的高度。层叠体1沿叠合方向的两个面一个为透光面111，另一个为反射面112。

在一些实施例中，透光片11的透光面111与另一个透光片11的反射面112之间可以通过无色透光胶水粘接。具体的，胶水可以为UV胶或者光敏胶，胶水的用量为80ml/ m²至200ml/ m²。以尺寸为15×15cm，面积为225cm²的透光片11为例，堆叠时每层使用5ml胶水，胶水用量为200ml/m²。本实施例中，保证每层胶水都有溢出，利于判断是否层间每一处均有胶水填充；如果胶水用量太少，胶水在重压之后达到了临界值时，还有一些层间部位没有胶水溢到填充，整个胶层的分布不均匀，不利于所得复合镜片3光线的传递。

其中，透光片11可以为玻璃片，或者透光性良好的有机树脂材料制成的塑料片。反射面112可以为反射膜、反射片或镀金属层，其中镀金属层可以镀银或镀铝等金属。反射面112的厚度范围为40nm-60nm，随着相关工艺和材料的允许，反射面112的厚度应越薄越好。

根据本申请的一些实施例，将一个透光片11的透光面111与另一个透光片11的反射面112通过胶水粘接的步骤，包括：

S101：在一个透光片11的透光面111上按照预定图案涂覆胶水；

S102：将另一个透光片11的反射面112与涂覆胶水的透光片11的透光面贴合；

S103：对粘贴在一起的一个透光片11和另一个透光片11进行重压，以使胶水扩散。

在本申请实施例中，按照预定图案涂覆胶水，能够减少胶水在透光面111与反射面112之间扩散的过程中产生气泡的可能性，对两个贴合的透光片11进行重压，能够促进多余胶水扩散，加快多余胶水的溢出，从而缩短胶水的固化时间。重压之前一般还会有静置的步骤，保证胶水在上层透光片11的自身重力的压力下保持平衡，而后才会进行重压。

具体的，在一个透光片11的透光面111上按照预定图案涂覆胶水的步骤，包括：如图13、图14所示，在一个透光片11的透光面111上涂覆胶水，涂覆的胶水形成“X”形、“十”字形、“米”字形。

本申请实施例中，采用“X”形、“十”字形、“米”字形，能够减少胶水在中心区域形成气泡的可能性，且能够促进胶水在重压作用下向各个方向均匀快速的扩散，避免在扩散过程裹挟空气产生气泡。因此，胶水最终能够固话形成厚度均匀且无气泡的胶水层13，以使得固化后所得层叠体1的整体结构变化同步，结构稳定性好，组成正交反射镜面结构5成像的阵列时，成像效果好。

其中，预定图案的选择可以根据需要粘接的透光面111或者反射面112的尺寸大小进行选择，当透光面111或者发射面112的尺寸较小时，可以选用“X”形或者“十”字形等分支较少的中心对称图形，当透光面111或者反射面112的尺寸较大时，可以选用“米”字形或其他分支更多的中心对称图形。

根据本申请的另一些实施例，将一个透光片11的透光面111与另一个透光片11的反射面112通过胶水粘接的步骤，包括：将胶水真空喷涂到一个透光片的透光面111上，将另一个透光片11的反射面112与喷涂胶水的透光片的透光片贴合；再对粘贴在一起的两个透光片11进行重压，使多余的胶水溢出。

上述将一个透光片11与另一个透光片11粘接的步骤中，涂覆或喷涂胶水的面也可以为反射面112，对应地，与之贴合的面则为透光面111，本申请对此不做限制。

根据本申请的一些实施例，在一个透光片11的透光面111上按照预定图案涂覆胶水的步骤之前，还包括对胶水的预处理步骤：如图15所示，将直径相等的多个支撑球14混入胶水中。

在本实施例中，在胶水中分散的支撑球14能够控制透光面111与反射面112之间的胶水层13的厚度均为支撑球14的直径。一般情况下，玻璃的透光率在90%-95%之间，而UV胶水的透光率可以达到95%以上。为了避免粘接后的透光片11的透光率受到影响，胶水中混入的支撑球14的透光率应不低于95%、且折射率与胶水折射率基本一致，例如支撑球14可以为玻璃球。这样，在整体透光率不受影响的情况下，还可以保证胶水层13的厚度。支撑球14在胶水中的分布应尽可能均匀，为了使支撑球14在胶水中分散均匀，可以先将支撑球14混入胶水中，并用离心机搅拌均匀，然后再将胶水涂覆在透光面111或者反射面112上。

可选地，在将直径相等的多个透明的支撑球14混入胶水的步骤为：将多个直径为0.1μm-10μm且透明的支撑球14混入胶水中。支撑球14的直径也决定了胶水层13的厚度，为了保证两层透光片11之间粘接牢固，因此支撑球14的厚度不能太薄，比如不低于0.1μm，当然为了提高固化速度并节约成本，胶水层13的厚度也不可能做得太厚，比如不大于10μm。

根据本申请的一些实施例，对粘贴在一起的一个透光片11和另一个透光片11进行重压的步骤，包括：对粘贴在一起的一个透光片11和另一个透光片11进行多次重压，如图16所示，后一次重压的加压面积S和加压压强P，大于前一次重压的加压面积S和加压压强P，并且所述加压面积S与所述加压压强P满足关系式：P=0.0026S+1.5，其中P单位为Pa，S单位为cm²。

本申请实施例中，对粘贴在一起的一个透光片11和另一个透光片11进行多次重压，并且，后一次重压的加压面积S和加压压强P，大于前一次重压的加压面积S和加压压强P，也就是说，本实施例采用了分级重压的方式，分级重压从透光片11的中心开始，逐级增大加压面积S是为了将胶水从内部往外侧驱赶；压强P逐渐增大是为了确保胶水不产生回流。

根据本申请的一些实施例，如图16所示，分级重压的加压形状按照圆形至方形分级渐变的方式。

在本实施例中，每一级加压均从透光片11的中心开始向边缘逐渐扩散，且加压形状从圆形向方形渐变。加压形状从圆形朝方形进行渐变是为了在驱赶胶水过程中，使胶水各个方向均匀的朝透光片11的边缘流动。步骤S1中的分级重压从第一次加压至第N次加压，加压面积S趋近透光片11形状。

以15cm×15cm=225cm²的透光片11为例，如图16所示，具体的分级重压的步骤和参数如下：

第一级，底面半径1cm，面积πcm²的圆形重压区域，使用约1.5Pa压强。

第二级，底面面积为40cm²的圆角正方形区域，使用约1.6Pa压强。

第三级，使用边长14cm，面积196cm²的正方形区域，使用约2Pa压强。

当P达到2Pa左右时保持该数值不变即可保证最上层的胶水层13厚度均匀，即保证各个层间的胶水层13厚度均匀。

需要说明的是，每一级重压都会在当前重压下保持相对稳定平衡之后才进行下一级重压，为了确定是否达到稳定平衡状态需要进行校准，校准过程则是通过监测胶水层13厚度在规定时间内是否发生变化进行判定，若在规定时间内胶水层13厚度不再发生变化则认为已达到稳定平衡状态，可以进行下一级重压。在最后一级重压时，也会保持该压力静置一段时间，直至无明显胶水溢出为止。

压力数值跟保压时间不会改变胶水溢出临界值，该临界值客观存在，只会影响到达该临界值的途径。理想条件下，达到了该临界值，胶水层13就不会出现差异，保证所得层叠体1的稳定性，从而保证所得具有阵列式反射单元的光学成像器件的品质稳定。该临界值指经过所有重压之后，即使再提高压强，也不会有胶水溢出。定时（例如每5min）擦去已经溢出的胶水，直至没有明显的溢胶现象。一般情况下最后一级的重压应该适当过量，确保胶水的状态能够达到临界值，且保证透光片11不会被压碎。该临界状态主要与胶水的流动性有关，流动性越好，该临界值越不容易达到。

根据本申请的一些实施例，为了增加层叠体1的反射效果，在步骤S200之后，还包括步骤S201：沿叠合方向，将位于层叠体1叠合方向的顶部或底部的透光面111加工成反射面112，如图7所示，沿叠合方向，层叠体1的上下两个面均为反射面112。这样，当将层叠体1切割成层叠片21时，所得到的层叠片21会多形成一层反射面，最终通过本申请实施例的方法所得到的复合镜片3，也会形成更多的正交反射单元5，从而有利于提高具有阵列式反射单元的光学成像器件的成像效果。

根据本申请的另一些实施例，如图6所示，也可将透光片11相对设置的两个侧面均设置为反射面112，由该透光片11层叠成的层叠体1沿叠合方向的两个侧面均为反射面112，无需再进行步骤S201。

为了加快胶水的固化，在步骤S300之前，还包括步骤S202（图中未示出）：对层叠体1的四个侧面同时进行紫外线固化。通过紫外线照射层叠体1的四个侧面实现胶水的快速固化，从而使得相邻的两个透光片11之间粘接更牢固。胶水受紫外线照射而固化，紫外线能够通过透明玻璃层瞬间作用在层叠体1内部的胶水各处，使得同一层间的胶水同时固化，从而使最终获得的复合镜片3的正交反射镜面结构5成像阵列规则，所得图像品质更好。

需要说明的是，步骤S201和步骤S202的顺序可以颠倒，本申请对此不做限制。

根据本申请的一些实施例，步骤S201或S202之后，还包括步骤S203（图中未示出）：对层叠体1沿叠合方向的侧面进行研磨、抛光，直至达到预定尺寸。由于多个透光片11经过胶水粘接后，表面会有溢出的胶水，导致层叠体1的侧面凹凸不平，经过研磨、抛光使得层叠体1的侧面更加平整，减少光线在层叠体1侧面发生散射的现象。

根据本申请的一些实施例，在步骤S300中，将层叠体1沿垂直于反射面112的方向切割为多个厚度一致的层叠片21。切割后所得每个层叠片21的形状尺寸均相同，例如，层叠片21的厚度可以为1.2mm-2mm，每个层叠片21均包括多层间隔设置且相互平行的反射面112。

此外，本申请实施例中，如图8所示，为了进一步简化具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备工艺，可以将透光片11设置为正方形，且由透光片11堆叠成的层叠体1的预设高度HH小于与堆叠方向垂直的其他两个方向的尺寸。

在本申请实施例中，如图8所示，预设高度H为叠合方向Z，与堆叠方向垂直的其他两个方向分别为长度方向X和宽度方向Y。透光片11为正方形，则层叠1的长度和宽度相等，预设高度H小于长度和宽度。优选地，层叠体1的预设高度H与透光片11的边长L之间的关系为：H=L-1，由于固化之后得到的层叠体1周围凹凸不平，需要经过长度方向X和宽度方向Y的减薄-研磨-抛光三个步骤，经过该步骤之后层叠体1成为一个正方体。例如，堆叠后层叠体1的的长宽高分别为：15cm×15cm×14cm，不是一个正方体，削减长度方向X和宽度方向Y的尺寸至预设高度14cm，得到尺寸为14cm×14cm×14cm的层叠体1，这样再经过切割分离得到的层叠片21则是一个横截面为正方形的层叠片21。横截面为正方形的层叠片21，方便后续拼接形成一个规则的形状，优选地，拼接后的第一镜片2和第二镜片6也为正方形，这样第一镜片2和第二镜片6正交放置后能够完全重合，使得复合镜片3的尺寸最大化，提高第一镜片2和第二镜片6的利用率，节约成本。

根据本申请的一些实施例，步骤S400中，如图9所示，层叠片21的螺旋拼接的步骤为：以一个层叠片21为第一基准片211，多个层叠片21沿顺时针或逆时针方向依次与第一基准片211的各个侧面分别粘接形成方形的第二基准片（图中未示出），第二基准片的外边缘保持平直，多个层叠片21沿顺时针或逆时针方向依次与第二基准片的各个侧面分别粘接形成方形的第三基准片（图中未示出），第三基准片的外边缘保持平直，以此类推，直至第N基准片的尺寸达到第一镜片2或第二镜片6的预定尺寸为止。

在本实施例中，在反射面112朝向同一方向的前提下，采用螺旋拼接的方式，使得拼接后的第N基准片为方形，第N基准片的外边缘保持平直，可以将层叠片21本身存在的尺寸公差均匀分布每两个相邻的层叠片21之间，减少尺寸公差的累加。同时，如图10所示，沿反射面112的延伸方向，第一镜片2或第二镜片6中相邻两个层叠片21的反射面112共面，即相邻两个层叠片21的反射面112拼接后不发生错位，降低层叠片21拼接后反射面112出现断层的概率，提高具有阵列式反射单元的光学成像器件的成像效果。如图18所示为汽车空间立体成像后的图像，由图18可以看出，本申请实施例采用“螺旋拼接”所得的复合镜片3行成的汽车图像完整连续，没有断层现象。采用传统拼接方法，如图19所示的传统拼接方法拼接后的相邻层叠片21之间的反射面112的位置关系，各层反射面112之间成一定夹角，即反射面112不再共面，出现了错位现象。采用该传统方式所得的复合镜片3用于成像时，最终成像效果如图20所示，图像出现了明显的断层现象。由此可见，本申请实施例中的层叠片21通过螺旋拼接的方式拼接成第一镜片2和第二镜片6，相比于传统的拼接方式，可以显著提高具有阵列式反射单元的光学成像器件的成像效果。

其中，拼接后的相邻层叠片21之间通过胶水粘接，可选地胶水为UV胶或光敏胶。此外，如图10所示，拼接后层叠片21之间可能存在间缝隙d，该间隙d可用胶水填充。

根据本申请的一些实施例，如图11、图12所示，将第一镜片2和第二镜片6按照反射面112正交的方式进行层叠，并用胶水将第一镜片2和第二镜片6粘接，得到复合镜片3。

在本申请实施例中，第一镜片2和第二镜片6按照反射面112正交的方式层叠。层叠后，第一镜片2的反射面112和第二镜片6的反射面112能够形成正交反射单元5。由于第一镜片2和第二镜片6在拼接过程中采用了“螺旋拼接”，降低了反射面112发生错位的风险，使得正交反射单元5更加规整，从而提高复合镜片3成像效果。

第一镜片2和第二镜片6正交粘合的具体步骤为：第一镜片2稳定放置作为底片，第二镜片6作为待贴合片，倾斜着第二镜片6令其一条边接触第一镜片2的对应边，并重合；缓缓将第二镜片6的对边下放，当第二镜片6接触到胶水时，放缓速度，第二镜片6在胶水表面张力的牵拉下逐渐与底片贴合，直到两个第一镜片2和第二镜片6完全重合。与透光片11的粘接过程相同，第一镜片2和第二镜片6粘接时，也包括静置过程、分级重压、校准、紫外线固化等过程，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，在步骤S500之后，还包括步骤S600：如图17所示，沿垂直于叠合方向，在复合镜片3的顶面或底面，标定顶面或底面的四条边的中点，沿中点的连线，对复合镜片3进行切割，以得到目标镜片4。

由于具有阵列式反射单元的光学成像器件的成像结构为正交反射单元5，因此利用复合镜片3观察成像结果时，需要观察者在复合镜片3顶点的位置去观察才能看到成像结果，不方便使用。采用上述方式切割后，所得目标镜片4的每条边看过去均与正交反射单元5垂直，因此观察者从目标镜片4的任一条边去观察都可以看到成像结果，方便使用。

根据本申请的一些实施例，在步骤S600之后，还包括步骤S700：沿复合镜片3或目标镜片4的叠合方向的两侧面设置有保护层（图中未示出）。保护层能够降低目标镜片4受到磕碰、侵蚀等的概率，延长目标镜片4的使用寿命，例如保护层可以为玻璃或者有机透明材料。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将透光片的其中一个面设置为反射面，将一个所述透光片的透光面与另一个所述透光片的所述反射面通过胶水粘接；

重复上述过程，直至使多个所述透光片叠合成具有预设高度的层叠体；

将所述层叠体沿垂直于所述反射面的方向切割为多个厚度一致的层叠片；

将一部分层叠片平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式将平铺于该平面上的各层叠片按照反射面朝向一致的方式拼接在一起，形成具有多个反射面的第一镜片；

将另一部分层叠片平铺在一个平面上，利用胶水并通过“螺旋拼接”的方式将平铺于该平面上的各层叠片按照反射面朝向一致的方式拼接在一起，形成具有多个反射面的第二镜片；

将所述第一镜片和所述第二镜片按照所述反射面正交的方式进行叠合，并用胶水将两个所述第一镜片和所述第二镜片粘接，得到复合镜片；

其中，所述层叠片螺旋拼接的步骤为：以一个所述层叠片为第一基准片，将多个所述层叠片沿顺时针或逆时针方向依次与所述第一基准片的各个侧面分别粘接形成方形的第二基准片，所述第二基准片的外边缘保持平直，多个所述层叠片沿顺时针或逆时针方向依次与所述第二基准片的各个侧面分别粘接形成方形的第三基准片，所述第三基准片的外边缘保持平直，以此类推，直至第N基准片的尺寸达到所述第一镜片或所述第二镜片尺寸为止。

2.根据权利要求1所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，在形成所述层叠体的步骤之后，还包括：沿叠合方向，将位于所述层叠体的顶部或底部的一个透光面加工成反射面。

3.根据权利要求1所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，将一个所述透光片的透光面与另一个所述透光片的所述反射面通过胶水粘接的步骤，包括：

在一个透光片的透光面上按照预定图案涂覆胶水；

将另一个透光片的反射面与所述一个透光片的透光面贴合；

对粘贴在一起的所述一个透光片和所述另一个透光片进行重压，以使胶水扩散。

4.根据权利要求3所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，在一个透光片的透光面上按照预定图案涂覆胶水的步骤，包括：

在一个透光片的透光面上涂覆胶水，所涂覆的胶水形成 “X”形、“十”字形或“米”字形。

5.根据权利要求3所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，在一个透光片的透光面上按照预定图案涂覆胶水的步骤之前，还包括：

将直径相等的多个透明的支撑球混入胶水中。

6.根据权利要求5所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，在将直径相等的多个透明的支撑球混入胶水的步骤为：将多个直径为0.1μm-10μm且透明的所述支撑球混入胶水中。

7.根据权利要求3所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，对粘贴在一起的所述一个透光片和所述另一个透光片进行重压的步骤，包括：

对粘贴在一起的所述一个透光片和所述另一个透光片进行多次重压，后一次重压的加压面积S和加压压强P，大于前一次重压的加压面积S和加压压强P，并且所述加压面积S与所述加压压强P满足关系式：P=0.0026S+1.5，其中P单位为Pa，S单位为cm²。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，并用胶水将两个所述第一镜片和所述第二镜片粘接的步骤之后，还包括：沿垂直于叠合方向，在所述复合镜片的顶面或底面，标定所述顶面或所述底面的四条边的中点，沿所述中点的连线，对所述复合镜片进行切割，以得到目标镜片。

9.根据权利要求8所述的具有阵列式反射单元的光学成像器件的制备方法，其特征在于，在切割所述复合镜片步骤之后，还包括：在所述目标镜片的所述叠合方向的两侧面设置透明的保护层。

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