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中国90后创业团队发明特殊“玻璃” 实现空气成
分类:网络频道

在谈及此时,韩东成虽略感遗憾,不过也很快释然。他介绍,在尝试投产的过程中发现“单列多排等效负折射率平板透镜”的成本更低、效果更好,工艺也要“多排多列等效负折射率平板透镜”更简单。于是东超科技所有的生产工艺和方法以及引进的设备全部都是按照单列多排等效负折射率平板透镜去建设的,多排多列平板从一开始就把这个路径给摒弃掉了。

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两年前,两位中科大的90后在校研究生“鼓捣”出一块神奇的玻璃,让“空气成像”成为现实。和传统意义上凭借水雾、全息膜等介质在空中成像不同,这是一种无介质空中成像。

而东超科技所研发的人工结构的“负折射率”介质,得到的效果是完全不同的。光线在经过这些材料折射后会沿相反的方向进行偏折,因此有很好的汇聚光线作用。

面对来自行业巨头的专利诉讼,初创的东超科技别无选择,只能正面迎战。但是事情进展并不顺利。

回溯到 2019 年 2 月,刚刚通过资本尽调并完成 Pre-A 轮融资的东超科技总算松了口气,拖了近四个月的二轮融资终于落定了,搭建中试线的计划也准备正式启动。就在这时,东超科技收到了国家知识产权局专利复审委的通知,他们的三项核心专利“被无效”,无效宣告请求人名为吴灿。

在回忆这起专利诉讼案件时,韩东成向TechWeb介绍道:起诉人是一家国内知识产权代理人,他们拿的是我们在全球唯一的竞品公司日本某公司的两项核心专利,去起诉申请无效我们的这三个专利。“

当时由于公司管理方面经验欠缺,再加上核心成员的离开,让两人开始重视企业管理。2018 年,东超科技引入了职业经理人,开始建立垂直化管理梯队。同时,实验室产品也开始向产业化过渡,一切步入正轨。

据介绍,上述东超科技的三项核心专利均是同时申请了“实用新型专利”、“发明专利”和“国际PCT专利”。此次参加专利诉讼的是东超科技已经获得授权的“实用新型专利”相关部分。

上述这些在平板透镜内的微观结构,通过专利案中提到的“单列多排等效负折射率”设计进行粘合,就可以得到最终满足可交互空气成像的平板透镜。当然,对于粘合剂的选择,范超表示由于考虑伸缩率、粘合度等众多因素,也着实费过一番力气。

幸运的是,东超科技的“一种实现空气成像的光学平板结构”和“单列多排等效负折射率平板透镜”两项专利当时已经生产出一些样品。

生死专利战

在今年5月7日开庭当天,抱着背水一战的想法,韩东成带着实际生产的产品到了北京知识产权法院,给三个合议组的议长和审判员当场对比日本公司产品结构和东超科产品的区别。最终通过这样的实物展示方式,促成了东超科技两个重要的专利被维持有效判决。

审查决定书也注明:当事人对本决定不服的,自收到决定之日起三个月内可向北京知识产权法院起诉。DeepTech 就此询问东超科技被二次起诉的概率高吗?韩东成和范超都认为概率不大,再次上诉的终审成功率可能只有 1%。

吃一堑长一智,专利诉讼反而逼迫东超科技在专利申请上投入更多精力,要“更专业”。在经历的惊心动魄的专利生死战之后,韩东成表示对申请国际专利、建立专利护城河更有信心。

正是让光实现了汇聚在一起的效果,才能让图像“呈现”在空气中。当然,如果要实现交互,还需要涉及一些感应器设备,包括 RealSense、Leep Motion 等。这些设备目前都已经是成熟产品了,只需对应调节下接口,就可与平板透镜组合应用,呈现出可交互的全息无介质影像。

东超科技核心团队均来自中国科学技术大学,依托中科院安徽光学精密机械研究所、中科院等离子体物理研究所、中科院安徽光学精密机械研究所光学镜片加工厂的科研资源和生产制造平台。

但无论结果如何,韩东成和范超已经走出了一条属于他们的、有着未来期许的创业之路。

韩东成介绍,东超科技的技术进行自主生产后,将替代国外产品,终端售价最初会定在15万元/平米左右,售价不到进口产品的一半。另外,东超科技有望在明年上半年完善产线后实现成本控制及价格的下调。价格优势让东超科技获得了众多企业客户的青睐。

在东超科技的产品宣传册扉页,一位攀登者抬头仰望星空,画面正中央写着——“让世界看见我们,用全新的方式”。这种可交互空气成像技术,将颠覆很多领域的显示方式,比如户外媒体显示、车载控制系统、信息安全输入等应用。

这也就意味着,虽然输掉了这一项专利诉讼,好在没有给东超科技带来实质性的损害。在面对行业巨头精准狙击时,东超科技首战告捷。

能让光在空气中成像,其最基础的核心是找到“负折射率”的介质。

突遭变故 专利被诉无效

经过这次专利纠纷,东超科技对专利的申请和保护更为重视,如今已拥有包括PCT国际申请专利、发明专利、实用新型专利和软件著作权在内的63项专利,形成了较为牢固的“专利护城河”。

现在他们正在筹备将这一科研成果投产,并预计今年下半年量产上市。届时,空气成像不再只是科幻电影中的场景,将正式进入我们的日常生活。

空气中成像是怎么做到的

日企专利狙击背后

根据专利决定结果,东超科技在搭建好中试线之后,将成为全球第二家可以生产该产品的公司。韩东成表示,批量生产的计划,在今年的 9 —— 10 月基本可以实现。

刚刚起步的东超科技缘何受到行业垄断企业的精准专利狙击呢?这和当前的市场现状不无关系。

同样在 2017 年年底,在北京中关村的一次路演过后,东超科技完成了 800 万元天使轮融资,投资方为合肥高新建设投资集团公司。“这属于合肥政府扶持资金,没有对赌协议,5 年之内可以原价回购。”韩东成说。

凭借技术突破,东超科技成为国内唯一一家以DCT-Plate技术实现全息无介质成像的公司。也是凭借该项核心技术,东超科技在2018年1月获得了合肥高新科启创业公司的800万元天使轮融资,公司估值达8000万。2019年1月,东超科技再次获得中科创星1000万元Pre-A轮融资,市场估值更是达到1.5亿元。

韩东成解释,“光学平板结构”是可交互空气成像平板透镜的底层技术,而“单排多列”和“多排多列”是两种不同的技术实现方式,因为“单排多列”成本更低且结构易于加工,因此团队当时选择了这种方式,“多排多列”成本更高,也就没有做出实际的产品,这可能也是被判无效的原因。但总的来说,“多排多列”被认定无效并不会影响未来产品的生产。

东超科技的核心技术为DCT-plate等效负折射率平板透镜,其利用光场重构原理,将发散的光线在空中重新汇聚成实像。结合双目摄像头等体感交互等辅助装置,就可以实现人与实像的直接交互。此外,东超科技的空气成像可以根据场景需要,比如密码输入环节等场景,设置不同的影像呈现角度,这样成像只让某个特点角度的人可视,实现更高安全性。

2016 年上半年,韩东成和范超还分别在中科院安徽光学精密机械研究所和等离子体物理研究所读研究生一年级。因为 2015 年入学时研究生改制等机缘巧合,两人都归属于中国科技大学并分到了一间宿舍的上下铺。随着两人关系的不断进展,一次晚饭后的闲聊,让他们萌生了共同创业的想法。当时为验证想法的可行性,并生产出实验样品吸引投资,他们不顾家人的反对和学业的重压,背着老师干起了拍毕业照攒启动资金的生意。

2019年7月3日,国家知识产权局发文并公告第40689、40679号无效宣告请求审查决定书,据该决定书内容显示,安徽省东超科技有限公司涉案两件专利“201721714921.X,单排多列等效负折射率平板透镜”和“201720919002.X,一种实现空气成像的光学平板结构”被宣告维持专利权有效。

学过高中物理的应该知道,几何光学中折射率是最重要的概念。目前人们尚未在自然界中找到具有负折射率的材料,因此通常所说的折射率,都指的是“正折射率”,是光从真空中射入某种介质时,入射角的正弦值与折射角的正弦值之间的比值。我们在生活中接触到的绝大部分透明介质,光线经过它们后会沿原来的方向发散出去。

根据产业研究报告显示,预计到2020年,全球显示产业产值将达到1400亿美元,伴随可穿戴设备、智能汽车、商务显示等智能硬件领域的崛起,市场对于显示技术有了新的要求,“去屏化”“可交互”的全息影像显示效果受到关注和追捧。

尽管一家初创公司就陷入官司,说起来不好听,但这起专利纠纷也从一个侧面印证了两个问题:这个市场是有前景的;他们即将生产的产品可能已经让市场上同类产品的生产者感到不安。

由于发明专利、国际PCT专利的审查授予周期更长,需要2-3年甚至5年才能授予。作为一家成立申请专利不足3年的年轻的科技公司,东超科技的这三项“发明专利”和“国际PCT专利”申请尚在“走流程”的过程中。

全息投影技术目前已有较多种实现方式,在一些综艺节目里已有虚拟人物大放异彩地唱跳。其技术实现方式大多仍需要透明薄膜、水幕等作为屏幕来实现显示效果,利用光的干涉和衍射原理:先将光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片,记录两束光的干涉信息并生成全息图;随后,利用衍射原理再现物体光波信息得到全息图像。

正当韩东成和范超全力以赴将自己研发的产品投产、雄心勃勃准备大干一场的时候,却迎来了当头一棒。

但对此,韩东成和范超都表示,他们的最终目的是要让东超科技发展为一家像美国通用电气公司那样的全球性高科技公司。东超这两字既是两人名字的组合,也是创业时就定下的一个目标“东方、超越”。

一旦被认定专利无效,就意味着东超科技目前赖以生存的技术无法进行商业化投产,一切将终止于起步。东超科技面临生死存亡的考验。

经过专利复审委对各项技术的拆解对比,东超科技在六月底到七月初陆续收到了三项专利的决定书:“一种实现空气成像的光学平板结构”、“单排多列等效负折射率平板透镜”被判定有效,“多排多列等效负折射率平板透镜”被判定无效。

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范超告诉 DeepTech,这个技术的设计想法起源于 X 射线入射晶体时,会在晶面的微观晶格结构上发生反射,反射光线在射出后会相互干渉发生布拉格衍射。他们所采用的方法,就是在平板透镜结构的中间布置多层垂直于镜片表面且平行排列的反射条,实现类似晶格的结构,反射条的两侧则通过磁控溅射镀了一层反射膜。

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四个月时间里,在反复被当成传销遭拒之后,他俩招募了三十多名学生摄影师,顺利拍摄了 5000 名大学生,在 7 月毕业季之前,达到了 50 万元的营收,其中净利润 18 万,随后他们以一万元卖掉了摄影工作室,带着赚到的 19 万元“第一桶金”正式踏上了创业路。2016 年 8 月,东超科技成立,致力于开发空气成像技术产品。

和市面上的投影成像等不同,东超科技的DCT-Plate技术,不需要通过任何承载介质将画面直接呈现在空气。区别于现有市面上任何的“全息”呈现的虚像,DCT-Plate镜片呈的像为实像,可触碰,这让人跟图像的“交互”形式和类型都有了更多的拓展空间。

“那时候很辛苦,很辛苦……”韩东成连叹两声。

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