2024年空中成像行业专题研究：风起于青萍之末

空中成像是什么？

空中成像是通过平板透镜从而形成不需要介质承载的实像

空中成像是通过平板透镜从而形成不需要介质承载的实像。空气成像是一种无需介质的成像技术，目前主流的原理包含“逆反射”悬浮、 AI板、光线积分和计算光场。原理1：空气成像技术通过光场重构原理，凭借等效负折射率平板透镜（DCT-plate），将发散的光线重新汇 聚，在空中形成一个三维的实像。微观上看，透镜是由密密麻麻的晶格和光栅组成，通过排列使光线产生“负折射”现象，能够将光源发 散出来的光线重新汇聚，在其另一侧形成一个肉眼可见的1:1大小的实像。原理2：日本ASKA3D公司使用大量反射镜胶合在一起形成一块AI 板，从而达到成像效果。原理3：光线积分。该技术利用大量折射与反射单元，将空间中一个点发出的光线在另一个位置重新交汇成像， 该技术的核心难度在于光线积分处理单元。原理4：计算光场。利用微结构光场重构技术，把物体离散成高分辨率的空间光斑点阵，通过 光的衍射传播、干涉叠加及光场的复振幅调控，将离散的光斑点阵无损地重构在空气中，从而实现无介质成像。

主流空中成像由光源＋DCT-plate（即负折射平板透镜）＋交互模组实现

主流空中成像由光源＋DCT-plate（负折射平板透镜）＋交互模组实现。举例：交互系统总体框架分为三个部分如图2 所示。右边是通过 等效负折射率平板透镜在空气中形成的一个实像。中间是主控系统，它一方面用来交互识别内容，另一方面用来提供可靠像源，无介质空 中成像会有一定光损，因此主控系统配有一个高亮显示器，亮度达到500 cd /m2。左边是交互用到的三种传感器。

平板透镜是实现空中成像的核心产品

平板透镜是实现空中成像的核心产品。图像和物体散发的光线穿过特殊结构的玻璃板后，再次聚集于相反侧相同距离的位置，而形成与原 物相同的影像。目前主流平板透镜为玻璃材质，少部分树脂材质平板透镜。树脂制板略逊于玻璃制，但可以实现廉价且高质量的空中成像。 玻璃制板可以实现优质的空中成像。特别适合于空中显示器和标牌领域的大型空中成像等。适合于大量生产的空中显示器等各种产品的嵌 入使用，在价格和费用方面具有优势。 高一致反射率真空镀膜技术是无介质空中成像的关键技术之一。通过特殊的镀膜工艺，能够使玻璃等材料具备高反射率，从而更好地对光 线进行反射和调控，为空中成像提供了基础的技术支持。

ASKA3D空中成像的原理

ASKA3D是日本Asukanet公司的一款产品，该公司在空气成像技术领域处于全球领先地位。 基础原理：通过两个直交的镜子反射光线形成图像的原理。第一次入射角和第二次出射角的反射角度相等，结果是在板的目标轴上以1:1 的空间显示实像。 结构：整齐排列的垂直镜结构。乍一看像是简单的双层镜结构，但要实现数百微米单位的规则图案成型。 表现：ASKA3D板不需要使用传统的雾状不可见物质作为屏幕，也不需要佩戴专用眼镜观察。它将物体发出的光本身聚集在空间中，并从聚 集的空间中扩散光线。

空中成像与全息投影的区别？

与全息投影相比，空中成像技术的优势可从应用原理、介质、关键技术三方面展开。（1）应用原理：全息投影利用光的干涉和衍射原理 实现，空中成像则应用光场重构原理实现。（2）介质：全息投影的成像都离不开幕布，水幕、烟雾、全息膜、特殊玻璃，甚至是旋转的 叶片等都能作为幕布。空中成像无需介质承载，将像呈现在空气中，呈像为实像，可实现人机互动。全息投影需要介质承载。（3）关键 技术：全息投影先利用干涉原理记录物体光波信息，使之成为一张全息照片，然后利用衍射原理再现物体光波信息，使图像显示出来。空 中成像基于微纳结构光场调控基本原理，通过无源光波导阵列器件—负折射平板透镜，精准控制光线的入射、折射和反射，将发散光线在 空中重新汇聚，形成无需任何介质承载的实像。

空中成像的技术优势及应用场景有哪些？

空中成像的产品应用

空中成像技术可应用于： （1）非接触式医疗自助机：非接触式医疗自助机搭载了东超科技国际领先的可交互空中成像技术，提供全新的 空中成像人机交互方式，让用户在不接触实物的情况下，点击空中屏幕，即可完成挂号、预约、缴费等多功能自助服务的一系列操控。 （2）空中提词器：可将常规提词器的提词界面于空中直接成像，不依赖其他实体显示介质。配合自动翻页系统，可为用户营造一种“脱 稿演讲”的效果。空中影像具备一定可视角度，仅正面使用者可见，私密性良好。 （3）非接触式手术阅片器：可将传统设备的操作界面 在空中直接成像，产品“无接触操作”的特性，可解决触摸按键交叉感染、术中医师无法操作、设备较多干扰气流等痛点，有效提升手术 室工作效率。 （4）高重频纳秒激光器：一款全固态的大能量激光器，可广泛应用于LIBS、激光光谱、激光加工等领域。

空中成像的目前有哪些企业在参与？

空中成像行业企业

参与空中成像的上游企业有（1）东超科技（伟时电子参股4%）：空中交互成像技术，最核心技术“光源+DCT-plate（即自主研发的负折 射平板透镜）+交互模组”完成攻克，目前已量产。（2）棱镜全息（吉利科技集团持股30%，当虹科技参股9.8%）：自研专利结构光场重 构技术，实现空中无介质成像，并构建智能化驾驶空间，为驾驶者提供全新的驾驶体验。（3）像航科技（盈趣科技参股2.8%）：自主研 发并完成量产光学平板透镜微通道矩阵光波导平板，实现空气中可交互的无像差真实影像。 中游环节目前有：凯盛科技：无介质空气成像的高一致反射率真空镀膜技术，已批量供货。

空中成像近期有哪些看点？

华为携手东超科技开启智能座舱新纪元

2024年4月24日，华为在北京举行智能汽车解决方案发布会，现场发布了智能驾驶为核心的全新智能汽车解决方案品牌——华为乾崑。 针对用户对汽车产品的多元需求，东超科技结合自身“可交互空中成像”技术优势，创新推出“空中成像·智能车载解决方案”，全面提 升传统车企座驾空间科技感，提升行业竞争力。前排中控及副驾系统：可定制空中成像中控系统、车载精灵，实现HUD空中显示、语音及 手势交互功能。座椅靠背交互娱乐系统：可定制非接触式车载娱乐办公系统，满足后排乘员提供影音娱乐需求。后排乘客娱乐办公系统： 可定制车载娱乐办公系统，集成非接触内嵌式箱体结构，实现影音娱乐、空调调节等操控。

未来智能座舱市场助力空中成像发展

数据显示2022年，中国智能座舱市场规模为1127亿元。预计2026年中国智能座舱市场空间可达2127亿元，五年复合年增长率约为17%。而空气成 像有望代替“车载显示”系统，更重要的是，空气成像并不是简单的概念，而是已经有订单落地。 目前华为已经表示，下一代问界将搭载“空中成像”技术。预计后续空中成像有望成为汽车智能化的标配。华为汽车智选模式的合作方，江淮 汽车、奇瑞汽车在2023年都搭载了东超科技研发的“空气成像”。而宝马、丰田、大众、吉利、长城、上汽、一汽也早在2021年先后采用了空 气成像的技术。空气成像技术已被多家汽车厂商认可。

报告节选：