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中科大學子研發“空氣成像”黑科技 打破國外壟斷

2019年07月24日17:10    來源:人民網-科技頻道

人民網北京7月24日電(趙竹青)你的目光,是否曾被科幻大片裡華麗的“空氣觸摸屏”所吸引?立體的建筑、浩瀚的宇宙、動態的人像一一清晰地浮現在空中,手指一揮,還可以進行互動、操控。如今,這一酷炫的“黑科技”已經跨出熒幕,被中科院的兩位90后研究生聯手推向了現實。

肉眼可見的懸浮圖像

這兩位年輕的科技創業者,一位叫韓東成,一位叫范超。兩人是研究生期間的室友兼好友,聯合創立的公司——東超科技,亦是取自兩人的名字。

他們的發明成果,專業術語叫做“可交互全息空氣影像”。有別於以往需要特殊介質的“全息技術”——VR、霧投、全息幕投影或者俗稱“倒三角”的全息影像裝置等,該技術通過光場重構原理,憑借一塊特制的玻璃,將發散的光線重新匯聚,在空中形成一個三維的實像。

這塊玻璃有什麼特別?“宏觀上,它是一塊玻璃﹔微觀上,它是一組微透鏡陣列。”韓東成告訴記者,這塊玻璃叫做等效負折射率平板透鏡,是一種顯示新材料。

“如果用放大鏡去看這塊玻璃,就會看到裡面有很多密密麻麻的晶格和光柵。”韓東成介紹,這種微透鏡陣列會使光線產生一種叫做“負折射”的現象,能夠將光源發散出來的光線重新匯聚,在其另一側形成一個肉眼可見的1:1大小的實像。再結合體感裝置的應用,就能實現人與實像的直接交互。

“這種玻璃,其實設計出來並不難,難的是如何把它制造出來。”韓東成告訴記者,此前,這種玻璃的加工制造工藝僅掌握在日本一家公司的手裡,這家公司還曾宣稱“隻有日本才能加工制造出這樣的玻璃”。

今年年初,在產品即將量產的前夕,韓東成他們遭遇了對手的挑戰——專利被訴侵權。經國家知識產權局公開審理后,他們成功地維護了自己核心知識產權的有效性,也向世人証明了自己。

“我們是國際上第二家,也是國內唯一一家能夠生產它的公司,而且擁有核心技術。”韓東成自信地說。

顛覆想象的應用潛能

回望歷史,人類對視覺體驗的追求在一刻不停地進化著。從電腦到手機,從玻璃硬屏到柔性顯示,升級換代的步伐也越來越快。《中國顯示屏行業分析報告》稱,預計到2020年,全球顯示產業產值將達1400億美元。

“無介質成像”因其潛在的顛覆性,被認為是顯示行業未來發展方向之一。百度、阿裡等巨頭也先后發布了類似的概念產品。

作為一種全新的視覺方式,該技術的應用場景有巨大的想象空間。

其中最為直接的就是在廣告和展覽展示:圖像浮現在寬闊的展廳空間,現場觀眾還可徒手與之互動,視覺效果將足夠吸引眼球。

若應用在信息安全領域,則可以生成“空中密碼鍵盤”,在防止偷窺的同時,還不會留下任何的指紋。

此外,這一技術還可以應用在車載儀表盤、家電觸控屏、車站引導牌上,以及教育、醫療、商務會議等一切需要“顯示屏”的領域。

未來的萬物互聯時代,顯示更將是無處不在。韓東成說,技術經過進一步發展迭代,還可以用在手機、手表上,真正將科幻裡的場景搬進現實。

90后創業者的“神通”

從想法構思到成型樣機,在學生創業的征途上,他們逐步摸索出一條“做生意反哺科研”的道路:通過為畢業生拍照、為廣告公司做項目等“兼職”,先后掙來150多萬。利用這筆錢,他們成功研發出了原型樣品。

“真刀真槍”的樣品出爐后,大大增強了項目的說服力。東超科技獲得了國資的青睞,在短時間內迅速完成了兩輪融資:合肥高新投資集團、中科院西安光機所中科創星分別給予了千萬級的投資,公司估值達到1.5億。資本的進入,為這個創業公司插上了騰飛的翅膀,管理和生產都逐步走上正軌。

顛覆視覺的現場演示,為東超科技摘得了多個創業大賽的金獎和一等獎﹔背后的一項項核心知識產權,更為他們筑起了牢固的競爭壁壘。

此前,由於日本公司的壟斷,國內銷售的同類產品多為其代理產品或小范圍改進,售價高達數十萬元每平米。韓東成告訴記者,他們的產品價格僅為其三分之一左右,未來量產成本有望降至每平米萬元以內,為更大范圍的產業化應用鋪平了道路。

成立三年來,東超科技一直在自主研發的道路上不斷探索。韓東成向記者透露了他們的產品規劃:第二代產品將用微型投影機做光源,使得產品更加小型化、輕薄化,相關專利正在申請中。他們還准備向另一條更高難度的技術路線發起挑戰:通過高能的激光把空氣中的氧原子和氮原子電離,使其發出亮白色的光點。

展望未來,韓東成的願景是把公司做成像通用電氣那樣國際知名的光電類顯示公司,“希望我們的產品能夠應用在社會各個行業、各個層面,把科幻電影中的場景真正搬到現實生活中來。” 

(責編:王靜、呂騰龍)
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