TDK開(kāi)發(fā)超小型全彩激光模塊的AR眼鏡設(shè)備

作者： Michal Chinn 美國(guó) TDK 公司信息與通信技術(shù)高級(jí)副總裁

在未來(lái)十年內(nèi)，預(yù)計(jì)以激光二極管為光源的頭戴式顯示器市場(chǎng)將增長(zhǎng)近 100 倍，隨著該市場(chǎng)的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年里，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）眼鏡也將成為最受歡迎的可穿戴設(shè)備之一。然 而，現(xiàn)今的 AR 眼鏡中使用的彩色激光模塊十分笨重，導(dǎo)致眼鏡體積大而不美觀。更小、更時(shí) 尚的眼鏡需要超小的光源模塊，這也是 TDK 正在開(kāi)發(fā)的模塊，如此一來(lái) AR 眼鏡設(shè)備就可以成 為日常生活的一部分。

TDK 的全彩激光模塊配備了紅色、綠色和藍(lán)色三種激光，但模塊大小還不到一枚一美分硬 幣的一半！當(dāng)這些顏色組合在一起時(shí)，可以創(chuàng)造出光譜上各種各樣的顏色，包括黃色和紫色， 甚至很難產(chǎn)生的白色。為了演示，我們?cè)?RETISSA Display 2 上安裝了我們的全彩激光模塊， 該眼鏡是 QD Laser 公司的 AR 眼鏡。除了 AR 眼鏡和 VR 眼鏡之外，我們的全彩激光模塊還應(yīng)用 到了飛秒投影儀和汽車平視顯示器中。

TDK 的全彩激光模塊原型結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸僅為 6.7mm 長(zhǎng)，5.5mm 寬，2.7mm 高。目前，我 們?cè)O(shè)想使用包括端子在內(nèi)的長(zhǎng) 8.0mm 的柔性印刷電路（FPC）連接。全彩激光模塊非常輕，重 量只有 0.35g。三個(gè)激光二極管均已安裝，其中紅色激光二極管的波長(zhǎng)為 636nm，綠色為 520nm，藍(lán)色為 455nm，每種顏色的輸出功率都在 5mW 以下。該模塊配有光電探測(cè)器和熱敏電 阻，監(jiān)測(cè)機(jī)組的內(nèi)部溫度，防止過(guò)熱。

實(shí)現(xiàn)這種超小型光源面臨著兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：使用平面光波電路實(shí)現(xiàn)小型化以及縮短生產(chǎn)時(shí) 間。傳統(tǒng)的 RGB 激光模塊配有用于每種顏色的反射鏡和透鏡，這些反射鏡和透鏡組合成一條光 路，導(dǎo)致模塊體積很大。相比之下，TDK 全彩激光模塊采用 NTT 的平面光波電路將每種顏色組合成一條光路。在這種新式裝配結(jié)構(gòu)中使用 PLC 和裸激光芯片，使得對(duì)齊位置時(shí)需要更少的 點(diǎn)。綜合上述因素，TDK 的模塊比傳統(tǒng)模塊小了 10 倍。

新組件的結(jié)構(gòu)也要求高精度對(duì)齊，TDK 的高速自動(dòng)化技術(shù)轉(zhuǎn)移激光芯片，可在高速、高精 度下對(duì)齊芯片，并將芯片粘到 PLC 上。該過(guò)程在 5 秒內(nèi)自動(dòng)完成，比傳統(tǒng)模塊快了約 150 倍。

TDK 的超小型全彩激光模塊還可以運(yùn)用到許多應(yīng)用上，而我們的高速制造工藝也將為該模 塊的使用提供支持。TDK 將于 2021 年下半年開(kāi)始提供樣品，2023 年開(kāi)始生產(chǎn)。
編輯：hfy