Meta-Optics Mirror von TDK und kohärentes Lissajous-Scanning: die Rückkehr der Laser-AR-Brillen

Am 2. Oktober 2026 kündigte TDK den Meta-Optics Mirror an, einen neuartigen „Freiraum-Combiner" (free-air combiner) für AR-Brillen. Der Ankündigung gingen zwei Geschäfte voraus, die früher im selben Jahr abgeschlossen wurden. Im Mai 2026 erwarb TDK die wesentlichen Vermögenswerte, das geistige Eigentum und das Team von Oqmented. Das Unternehmen stellte vakuumversiegelte MEMS-Spiegel für Laser Beam Scanning (LBS) nach Lissajous-Figuren her. Im Juni 2026 unterzeichnete TDK eine Vereinbarung über geschäftliche Zusammenarbeit mit dem Laserhersteller QD Laser: Die Unternehmen wollen gemeinsam optische Engines mit Netzhautprojektion für Smart Glasses entwickeln. Zusammen arbeiten sie mindestens seit 2020. QD Laser ist eine Ausgründung von Fujitsu und zeigt direktes Netzhaut-Scanning per LBS mindestens seit 2016.

Das Geschäft ändert den Kurs von TDK. Oqmented hatte sich auf wellenleiterbasiertes LBS konzentriert. In dieser Anordnung erweitert der Wellenleiter die Pupille, und das Bild am Ausgang verhält sich eher wie bei einem Flachbildschirm: Das Licht ist nicht mehr „maxwellsch", also fokusfrei. Der Spiegel von TDK zielt dagegen auf direkte Netzhautprojektion ab, einen Weg, den zuvor Microvision, Bosch, North Focals, Intel Vaunt und Eyeway Vision verfolgt haben. Wellenleiter bieten einen deutlich größeren Sichtbereich und vermeiden die Nachteile eines offenen Laserpfads vom Projektor im Brillenbügel bis zum Auge. Verläuft der Strahl durch die Luft, können ein Staubkorn auf einer Oberfläche oder ein einzelnes Haar im Strahlengang einen großen, scharfen Schatten auf einen Teil des Bildes werfen, und bei den Nutzern entstehen Bedenken hinsichtlich der Augensicherheit. Auf der Website von TDK wird der Wellenleiter-Ansatz weiterhin aufgeführt, das Unternehmen verfolgt also offenbar beide Richtungen.

Der Spiegel lenkt das Licht vom Scanner mithilfe von Nanostrukturen mit einer Größe zwischen 200 nm und 1 µm zum Auge. Ein gewöhnlicher Spiegel würde das Licht eines Projektors im Brillenbügel in einem Winkel reflektieren, bei dem es das Auge vollständig verfehlt. Die Struktur wird in einem halbleiterähnlichen Verfahren auf einem dünnen Substrat hergestellt. Sie lässt sich in ein gewöhnliches Brillenglas einbetten, vermutlich zwischen zwei Glashälften eingeschlossen, so wie man es heute bei Wellenleitern macht. In der Anordnung von TDK verläuft der Projektorstrahl nahezu parallel zum Rahmen zu einem zweiten Spiegel nahe dem Glas. Von dort trifft er unter einem sehr flachen Winkel auf den Nanoreflektor, wodurch der Weg durch die freie Luft kurz bleibt. Die aktuelle Version arbeitet nur in Grün, und die Strukturgrößen hängen wahrscheinlich von der Wellenlänge ab, wie bei diffraktiven Wellenleitern. TDK gibt an, die Arbeit an einer Vollfarb-Demo zu beschleunigen, und strebt die Massenproduktion „innerhalb der nächsten Jahre" an. „Meta-Optik" bedeutet hier flache Optik mit Subwellenlängenstrukturen und hat nichts mit dem Unternehmen Meta zu tun. Ohnehin verwischen Wellenleitergitter mit komplexen Substrukturen unter 100 nm die Grenze zwischen Gittern und Metaoberflächen.

Auf der MicroLED and AR/VR/MR Connect 2026 zeigte TDK eine kurze funktionierende Demonstration dessen, was Oqmented ursprünglich „Progressive Lissajous Scanning" nannte. Auf der Website von TDK heißt es jetzt „kohärentes" Lissajous-Scanning, derselbe Begriff, den Meta auf der SPIE AR/VR/MR 2025 verwendete, wobei TDK angibt, die Idee unabhängig entwickelt zu haben. Beim Lissajous-Scanning wird ein einzelner Spiegel von zwei Sinuswellen angetrieben, und der Strahl beschreibt eine Bahn, die einer Acht ähnelt. Die schnelle Achse von Oqmented arbeitet mit 20-40 kHz. Beim Raster-LBS ist es anders: Dort arbeitet die vertikale Achse mit etwa 60-120 Hz, die horizontale mit 20-60 kHz. Beim Lissajous-Scanning liegt die langsame Achse in ihrer Geschwindigkeit viel näher an der schnellen, daher verläuft der Strahl auf stark gekrümmten, diagonalen Bahnen. Traditionell werden die Pixel pseudozufällig geschrieben, nämlich immer dann, wenn der Strahl sie gerade überquert, wobei der Laser sowohl nach Helligkeit als auch nach Strahlgeschwindigkeit moduliert wird. Bei Sakkaden sieht das Auge dadurch unvollständige Bilder und das Scanmuster selbst.

Die kohärente Variante behält dieselbe Spiegelbewegung bei, zeichnet die Pixel jedoch in der Reihenfolge des Strahldurchlaufs und fügt sie zu gekrümmten, rasterähnlichen Segmenten zusammen. Während der Strahl an jedem Rand der Bahn langsam wendet, wird der Laser ausgetastet. Damit verschwindet der Bildzerfall bei Sakkaden, die grundlegenden Grenzen bleiben jedoch bestehen. Ein rechtwinkliges Pixelraster muss auf gekrümmte Scanlinien umgerechnet werden, die nie genau auf einem Pixel landen, und nach der grundlegenden Nyquist-Theorie kostet das etwa den Faktor zwei an effektiver Auflösung pro Achse. Damit die meisten Menschen kein Flimmern wahrnehmen, muss jeder Punkt selbst im ungünstigsten Fall häufiger als etwa 90-mal pro Sekunde aufgefrischt werden. Bei einer schnellen Achse mit 40 kHz ergeben sich nach der Umrechnung etwa 300 effektive Zeilen. Zum Vergleich: NTSC lieferte bei einer Zeilenfrequenz von rund 15 kHz 720×480 im Zeilensprungverfahren mit 60 Hz, und das ganz ohne Umrechnung auf ein gekrümmtes Raster. In der Vergangenheit mussten LBS-Systeme zwischen Flimmern und Auflösung abwägen.

Der gezeigte Prototyp von Oqmented/TDK mit niedriger Auflösung beseitigte den Bildzerfall tatsächlich, doch ein gewisses Flimmern war noch sichtbar. Unter den weiteren Entwicklungen im Bereich der Combiner arbeitet CREAL an einem HOE-Combiner. Es entstehen auch radikalere Ansätze, etwa die aktiven Mini-Spiegel von Gixel und der Combiner auf Basis eines nichtlinearen Kristalls von Smith Display.