TDK开发超小型全彩激光模块的AR眼镜设备

作者： Michal Chinn 美国 TDK 公司信息与通信技术高级副总裁

在未来十年内，预计以激光二极管为光源的头戴式显示器市场将增长近 100 倍，随着该市场的增长，预计在未来几年里，增强现实（AR）眼镜也将成为最受欢迎的可穿戴设备之一。然 而，现今的 AR 眼镜中使用的彩色激光模块十分笨重，导致眼镜体积大而不美观。更小、更时 尚的眼镜需要超小的光源模块，这也是 TDK 正在开发的模块，如此一来 AR 眼镜设备就可以成 为日常生活的一部分。

TDK 的全彩激光模块配备了红色、绿色和蓝色三种激光，但模块大小还不到一枚一美分硬 币的一半！当这些颜色组合在一起时，可以创造出光谱上各种各样的颜色，包括黄色和紫色， 甚至很难产生的白色。为了演示，我们在 RETISSA Display 2 上安装了我们的全彩激光模块， 该眼镜是 QD Laser 公司的 AR 眼镜。除了 AR 眼镜和 VR 眼镜之外，我们的全彩激光模块还应用 到了飞秒投影仪和汽车平视显示器中。

TDK 的全彩激光模块原型结构紧凑，尺寸仅为 6.7mm 长，5.5mm 宽，2.7mm 高。目前，我 们设想使用包括端子在内的长 8.0mm 的柔性印刷电路（FPC）连接。全彩激光模块非常轻，重 量只有 0.35g。三个激光二极管均已安装，其中红色激光二极管的波长为 636nm，绿色为 520nm，蓝色为 455nm，每种颜色的输出功率都在 5mW 以下。该模块配有光电探测器和热敏电 阻，监测机组的内部温度，防止过热。

实现这种超小型光源面临着两大技术挑战：使用平面光波电路实现小型化以及缩短生产时 间。传统的 RGB 激光模块配有用于每种颜色的反射镜和透镜，这些反射镜和透镜组合成一条光 路，导致模块体积很大。相比之下，TDK 全彩激光模块采用 NTT 的平面光波电路将每种颜色组合成一条光路。在这种新式装配结构中使用 PLC 和裸激光芯片，使得对齐位置时需要更少的 点。综合上述因素，TDK 的模块比传统模块小了 10 倍。

新组件的结构也要求高精度对齐，TDK 的高速自动化技术转移激光芯片，可在高速、高精 度下对齐芯片，并将芯片粘到 PLC 上。该过程在 5 秒内自动完成，比传统模块快了约 150 倍。

TDK 的超小型全彩激光模块还可以运用到许多应用上，而我们的高速制造工艺也将为该模 块的使用提供支持。TDK 将于 2021 年下半年开始提供样品，2023 年开始生产。
编辑：hfy