Inleiding
De mixed-realitytechnologie van de Magic Leap One is al zo lang een luchtkasteel, dat we bijna niet kunnen geloven dat we hem nu op onze demontagetafel hebben liggen. Gezien het enorme bedrag dat voor dit project is opgehaald, hopen we dat hij wordt aangedreven door elfenstof – maar alleen een demontage zal het uitwijzen.
Wil je meer hardwaregeheimen zien? Volg ons dan op Facebook, Instagram, of Twitter voor het laatste demontagenieuws.
Wat je nodig hebt
Video overzicht
-
-
-
Er valt hier veel te ontrafelen. Laten we beginnen met wat specs ... eh, specificaties:
-
Nvidia Tegra X2 (Parker) SoC met twee Denver 2.0 64-bits kernen en vier ARM Cortex A57 64-bits kernen
-
Geïntegreerde Pascal-gebaseerde GPU met 256 CUDA-kernen
-
8 GB RAM
-
128 GB ingebouwde opslag
-
Bluetooth 4.2, Wi-Fi 802.11ac/b/g/n, USB-C, 3,5 mm aansluiting koptelefoon
Vraag FixBot
-
-
-
Na de beweringen van Magic Leap over de buitenaardse ervaring van deze headset, moesten we het zelf proberen.
-
Dankzij onze trouwe infraroodcamera kunnen we net boven de neusbrug een knipperende IR-projector voor dieptewaarneming zien—qua principe vergelijkbaar met wat we aantroffen in de iPhone X, en daarvoor in de Kinect.
-
Als je goed kijkt, kun je in elke lens ook vier extra IR-LED's zien die "onzichtbaar" je oogbollen verlichten voor tracking. (We zullen de trackers zo meteen nader bekijken.)
-
-
-
Contentcreatie begint in de Lightpack. Deze levert stroom en regelt de verwerking, waarbij beeld- en geluidsgegevens naar de headset worden verzonden.
-
Ondertussen volgt de Lightwear-headset de positie en oriëntatie van de controller en brengt de omgeving in kaart om virtuele elementen toe te voegen.
-
Hoe die virtuele elementen worden gegenereerd, is een heel ander verhaal.
-
-
-
“Mixed reality” is lastig. Het is één ding om wat je op een scherm ziet te versterken (zoals bij een smartphone of een VR-bril met beelden van externe camera's).
-
Het is veel lastiger om de werkelijke, ongefilterde realiteit die direct je oog binnenkomt te versterken. Om deze illusie te creëren, gebruikt de Magic Leap One een aantal vernuftige stukjes technologie:
-
Waveguide-display - In essentie een transparant scherm dat onzichtbaar vanaf de zijkant wordt verlicht. De waveguide (wat Magic Leap een "fotonische lichtveldchip" noemt) geleidt licht—in dit geval een beeld—door een dunne glaslaag, waarbij het beeld wordt vergroot en in een hoek je oog in wordt gestuurd.
-
Focusvlakken - Op een VR-display is alles te allen tijde scherp. De realiteit is anders—sommige dingen zien er scherp uit terwijl andere wazig kunnen zijn, afhankelijk van waarop je oog scherpstelt. Magic Leap bootst dit effect na door meerdere waveguides op elkaar te stapelen om focusvlakken te creëren—waarbij het beeld wordt opgedeeld in scherpe en wazige gebieden.
-
-
-
Laten we het optische schatje in dit apparaat eens bekijken! Een snelle test sluit gepolariseerde lenzen uit—we zullen dieper moeten graven om ontdekkingen te doen.
-
De binnenkant van de lenzen ziet er verrassend lelijk uit, met opvallende IR-leds, een duidelijk gestreept golfgeleider-"displaygebied" en wat vreemde lijmresten.
-
De golfgeleider bestaat uit zes niet al te fraai gelamineerde lagen, elk met een kleine luchtspleet.
-
De randen lijken met de hand zwart geverfd te zijn, waarschijnlijk om interne reflecties en interferentie te minimaliseren.
-
-
-
Aan de binnenkant van de hoofdband zien we een Class 1 Laser-label. Het lijkt misschien eng om dit op je bril tegen te komen, maar het is veilig voor alle normale gebruiksomstandigheden en waarschijnlijk niet gevaarlijker dan een cd-speler.
-
Door de standaard Torx-schroeven te verwijderen en het paneel los te halen, komt de eerste van twee luidsprekers tevoorschijn, aangesloten via veercontacten en beschermd door kleurgecodeerde afdichtingen—tot nu toe geweldige repareerbaarheid!
-
Ook verborgen onder die panelen: de twee uiteinden van de enkele ingebouwde kabel van het apparaat—en een paar magnetische onderdelen die helpen bij het aanpassen van de pasvorm.
-
Maar wat is dat vreemde kleine zwarte doosje dat uit de rechterkant van de hoofdband steekt?
-
-
-
Volgens het onderzoek: een magnetische sensorspoel met zes vrijheidsgraden voor het volgen van de positie van de controller.
-
Wanneer we de controller openmaken, vinden we de (veel grotere) zendende helft van de tracker, en bovendien een 8,4 Wh-batterij.
-
De koperen afscherming die in de spoelbehuizingen is gespoten, beschermt waarschijnlijk tegen RF-interferentie, terwijl het magnetische veld wordt doorgelaten.
-
Interferentie zou de vreemde plaatsing van de tracker kunnen verklaren, en dit is mogelijk een tijdelijke oplossing. Het is "oude" technologie en zal waarschijnlijk minder goed werken voor linkshandig gebruik.
-
-
-
Nadat we de hoofdband en de binnenste voorplaat hebben losgemaakt, hebben we beter zicht op de infraroodzenders voor oogtracking. Het valt ons op dat ze allemaal in serie zijn geschakeld, in plaats van afzonderlijk aangestuurd.
-
En tot slot, binnen handbereik, het hart van de Magic Leap: de optiek- en schermmodules.
-
We gaan hier tot het uiterste, dus hou je vast.
-
-
-
-
Wanneer we een van de externe sensorarrays optillen, vinden we eronder het optische systeem voor het injecteren van beelden in de golfgeleiders.
-
Elke plek bevindt zich op een andere diepte, wat overeenkomt met een enkele laag van de golfgeleider.
-
Achteraan vinden we het eigenlijke weergaveapparaat: een OmniVision OP02222 field-sequential color (FSC) LCOS-apparaat. Het is waarschijnlijk een aangepaste versie van de OmniVision OP02220.
-
-
-
Laten we dieper in de optiek van de projector en de waveguide duiken.
-
Wat wordt er nu bedoeld met "zes lagen?" Er is een afzonderlijke waveguide voor elk kleurkanaal (rood, groen en blauw) op twee verschillende brandvlakken.
-
Zonder kleurspecifieke waveguides zou elke kleur op een iets ander punt scherpstellen en het beeld vervormen.
-
"Figuur 6" uit de octrooiaanvraag van Magic Leap 2016/0327789 werpt wat licht op de interne werking van de optiek.
-
Voor uw verrijking en plezier hebben we ons eigen "tl;dr-diagram" voor dit systeem toegevoegd, inclusief katten.
-
-
-
Een gegoten magnesiumblok bevat alle optica en sensoren, en voelt verrassend zwaar aan voor een HMD. De VR headsets die we uit elkaar hebben gehaald, gebruikten allemaal lichtgewicht plastic.
-
Maar metaal vormt een beter koellichaam, en de elektronica en IR-verlichting (waarschijnlijk VCSEL apparaten) produceren allemaal warmte.
-
Dat roze spul is een thermische pad om de warmte van de IR-afstandsmeter over te dragen naar de aluminium omlijsting.
-
Metaal biedt ook een stijvere montageplek om de optica stabiel en gefocust te houden na hun rigoureuze kalibratie.
-
Maar stijf is niet altijd het beste—sommige van deze componenten zijn gemonteerd met schuimtape, wat vergevingsgezinder zal zijn wanneer dingen buigen bij verhitting.
-
-
-
Aangezien ze niet meer perfect op hun plek zitten, kunnen we net zo goed de afdekplaatjes van de sensoren halen om ze van dichterbij te bekijken.
-
Deze dubbele sensorarrays bevinden zich bij elk van je slapen, met de knipperende IR-dieptesensor precies in het midden.
-
AKM-semigeleider en Invensense (nu TDK) bewegingssensoren bevinden zich waarschijnlijk aan de bovenkant van de camera-printplaat.
-
Een nadere blik op de dieptesensor bij de neusbrug onthult de hardware voor het in kaart brengen van de kamer, bestaande uit:
-
IR-camera voor sensordoeleinden
-
IR-dotprojector
-
-
-
Om al die sensorapparatuur met de hoofdband te verbinden, hebben we dure, gelaagde flexkabels die de volgende onderdelen bevatten:
-
Movidius MA2450 Myriad 2 vision processing unit
-
SlimPort ANX7530 4K DisplayPort-ontvanger
-
OmniVision OV680 sensorbrug voor het verwerken van gelijktijdige beeldstromen van meerdere camera's (zoals we die vonden in de Amazon Fire Phone)
-
Altera/Intel 10M08V81G - 8000 logische cel FPGA, mogelijk voor glue logic, of het beheren van MV-onderdelen of camerabrugdata
-
Parade Technologies PS8713A bidirectionele USB 3.0 redriver
-
NXP Semiconductors TFA9891 audioversterker
-
Texas Instruments TPS65912 PMIC
-
-
-
Wanneer we een van de twee IR-infraroodzenderringen losklikken, vinden we de ongrijpbare eye-tracking-infraroodcamera die zich achter een donker filter verbergt.
-
Dit lijken OmniVision CameraCubeChip-camera's te zijn met extern gemonteerde dichroïsche filters.
-
-
-
Nu wordt het een beetje destructief, maar het is de moeite waard om een blik te werpen op de optische keten.
-
Een kleine ring van zes leds start het proces—rood, groen en blauw, maal twee voor twee focusvlakken.
-
De leds schijnen vervolgens op het LCOS-microdisplay om een beeld te genereren. Dit is gemonteerd op de zwarte plastic behuizing ernaast.
-
Vanuit die behuizing lijnt een collimatorlens de ruwe lichtopbrengst van de leds uit, en deze is gemonteerd op een polariserende straalsplitser.
-
De gepolariseerde stralen gaan vervolgens door een reeks lenzen om het beeld te focussen op de ingangsroosters van de golfgeleiders.
-
De ingangsroosters zelf zien eruit als kleine stipjes die ingebed zijn in de zes (nu licht verbrijzelde) golfgeleiders.
-
We pakken de "injectie"-unit voor een nadere inspectie, waarbij de kleuren die bij elk ingangsrooster horen zichtbaar worden: twee rode, twee groene en twee blauwe.
-
-
-
Nu we onze smakelijke optische traktatie hebben gehad, is het tijd om onze aandacht te richten op de hersenen van deze operatie, de Lightpack!
-
Het is moeilijk om die prominente koelopeningen over het hoofd te zien. Heeft deze kleine zak-pc een actief koelsysteem? Dat zullen we snel zien.
-
Deze FCC-markeringen onthullen niet veel, behalve dat het is ontworpen door Magic Leap en geassembleerd in Mexico. De identiteit van de daadwerkelijke hardwarefabrikant is naar verluidt een streng bewaard geheim.
-
-
-
Het openbreken van de Lightpack vergt veel werk, maar met warmte en voorzichtig wrikken lukt het uiteindelijk.
-
De meeste VR-headsets lijken op pc's met veel kabels, maar dit is een enkele vaste kabel—gevangen onder een status LED-strip, wat schroeven en wat koperfolie.
-
Nog een stevig stuk gegoten magnesium uit de weg en we aanschouwen het moederbord!
-
-
-
We negeren de modulaire aansluiting koptelefoon en de knoppenprintplaat, ten gunste van dat met schilden gevulde veld van silicium.
-
Een Cooler Master-ventilator, een favoriet voor pc's, siert deze printplaat, wat de ventilatieopeningen verklaart die we eerder zagen.
-
Het losdraaien van schroeven is niet genoeg om het koellichaam vrij te maken, dat erg hardnekkig vastgelijmd zit. Na flink wat verhitten en wrikken gedurende tien minuten, laat het eindelijk zijn geleidende greep los.
-
-
-
Een paar afschermingen later is het tijd om naar de chips te kijken die de magie mogelijk maken:
-
2x Samsung K3RG5G50MM-FGCJ 32 Gb LPDDR4 DRAM (64 Gb of in totaal 8 GB)
-
Murata 1KL (waarschijnlijk Wi-Fi/Bluetooth-module)
-
Nordic Semiconductor nRF52832 RF-chip
-
Renesas Electronics ISL9237HRZ buck-boost batterijlader
-
Altera (eigendom van Intel) 10M08 MAX 10 field programmable gate array
-
Maxim Semiconductor MAX77620M stroombeheer-IC en Parade Technologies PS8713A bidirectionele USB 3.0-redriver
-
-
-
En nog een beetje magie aan de achterkant:
-
Toshiba THGAF4T0N8LBAIR 128 GB NAND universele flashopslag
-
Spansion (nu Cypress) S25FS128S 128 Mb quad SPI NOR-flashgeheugen
-
Texas Instruments TPS65982 USB Type-C en USB-stroomtoevoercontroller
-
uPI Semiconductor uP1666Q 2-fase buck-controller
-
Texas Instruments INA3221 bidirectionele spanningsmonitor
-
Invensense (nu TDK) versnellingsmeter
-
Winbond W25Q80DVUXIE 8 Mb seriële NOR-flashgeheugen
-
-
-
IC-identificatie, vervolg:
-
Texas Instruments TLV320AIC3206 stereo audio-codec
-
ON Semiconductor NC7SB3157L6X SPDT analoge schakelaar
-
Texas Instruments TS5A21366 en waarschijnlijk ON Semiconductor analoge schakelaars
-
Texas Instruments LP5523 9-kanaals LED-schroevendraaier
-
Texas Instruments PCA9306 spanningsniveautranslator en SN74AVC4T245 dual-bit bustransceiver
-
Texas Instruments TLV809J25 2,25 V spanningsdetector en LM4132AMF-2.5 2,5 V LDO-spanningsreferentie
-
Texas Instruments TPS630252 4 A boost-voltageomvormer
-
-
-
Vervolgens komt het schotelgedeelte los, waardoor de behuizing van de batterij kwetsbaar wordt voor onze nieuwsgierige handen.
-
Het bereiken van de batterij was zo lastig dat het bijna ironisch is om treklipjes aan te treffen, maar ze zijn beter dan niets!
-
Magic Leap stopt in deze dubbelcellige batterijsandwich 36,77 Wh, werkend op 3,83 V. Dat zit in dezelfde klasse als sommige populaire tablets.
-
-
-
De Magic Leap One is duidelijk een duur stuk hardware dat in een kleine oplage is geproduceerd. Elk onderdeel van de constructie is bedoeld om de nauwkeurige kalibratie gedurende de hele levensduur van het apparaat te behouden. Wij vermoeden dat dit product met hoge snelheid op de markt is gebracht, ongeacht de prijs, om maar iets beschikbaar te hebben.
-
Laten we hopen op een consumentenversie die het doordachte ontwerp en de toewijding aan duurzaamheid behoudt, maar tegelijkertijd de kortzichtigheid van dit apparaat vermijdt.
-
Met speciale dank aan Karl Guttag van KGonTech, die zijn onschatbare tijd en expertise heeft bijgedragen om ons te helpen bij deze Demontage.
-
VR-expert en onze soms-aartsvijand, Palmer Luckey, droeg ook geweldige inhoud bij, evenals toegang tot de hardware. Je kunt zijn volledige visie op de Magic Leap One hier lezen.
-
Tot slot is het tijd om een repareerbaarheidsscore toe te kennen.
-
-
Laatste gedachten
- De luidsprekers zijn eenvoudig te verwijderen en te vervangen met slechts één enkele schroevendraaier.
- De bevestigingen zijn allemaal van het standaard Torx- en Phillips-type.
- Demontage is grotendeels niet-destructief—althans in theorie. Met zoveel lijm op zoveel kwetsbare onderdelen kun je maar beter over bergen geduld en een zeer vaste hand beschikken.
- De batterij is alleen vervangbaar als je bereid bent het moederbord te verwijderen en heel voorzichtig langs verschillende hardnekkige lijmverbindingen te werken.
- Er is geen upgrademogelijkheid voor de optica of processor—enigszins teleurstellend voor een apparaat van $ 2.300.
-
15Gids Commentaar
In Step 10, figure 2 (the figure from the patent) the ‘optional’ polarizing filter (2072) is not very optional. And you skipped it in your summary image.
It’s likely a three-wavelength, 1/4-wave retarder used to rotate linearly-polarized light to circularly-polarized light before it bounces off the LCOS. The reflected light goes through another 1/4 wave so it’s now 1/2 a wave from the input light. That is - it’s linearly polarized 90 degrees from the original light. That’s why the polarizing beam splitter cube is able to separate the input field (100% coverage) from the LCOS-reflected fields. They’re 90 deg. different polarization.
Also, that means the RGB emitters aren’t likely LED’s. They’d have to be laser diodes (or VCSEL’s) to have the narrow spectrum necessary for the 1/4 wave retarding film.
Wick, you seem to know something about this subject, but you are wrong about the Figure from the patent. The beam splitter will polarize the light but having two might work better.
In the final configuration and as diagrams by iFixit (the 3rd figure with respect to Step 10) they absolutely need a polarizer (as show) right after the LEDs or else half the light will go strait into the injection optics without modulation. This 3rd figure does leave out a quarter-wave plate and polarizing mirror on the right side of the beam splitter cube that is necessary to bounce the light back to the beam splitter so it can be directed out to the injection logic. As drawn, the light from the LCOS would go through the beam splitter and out the side of the cube.
I want to add to my prior comment that I have only seen the teardown pictures and had to mentally reconstruct what was going on from picture. I did not see the components as they were taken off. Based off the pictures, I was trying to make it work based on what I was seen from static pictures.
Something that concerns me in this design is that the LED light is shot straight at the beam splitter and if the polarization is not great with the first/LED polarizer and the beam splitter, there will be a spot of uncontrolled light (about the size of the LEDs) in the center of the image. I’m assuming they are using wire grid polarizers in both locations.
Another issue with the design is that the image has to pass through and reflect off the beam splitter (if based on what I was shown and was told is correct). Usually with a wire grid polarizer, you don’t want to pass the “image” of the LCOS through the polarizer as it will do damage to the image. The FIG 6 from the patents would be the “normal” configuration.
Ye-gods, thats a lot of impressive technology squeezed into a small package! No wonder it has taken so long to develop. I’m skeptical that it will ever be a commercially viable product. They are surely shipping significant dollars along with each developer unit. My prediction is that, at best, it will be a high-end business-use product, never a consumer product. Most probably MagicLeap will be acquired by a major before too long, and a year later the major will kill it, having found the skeletons in the closet and determined it will never be profitable — especially with consumers now embracing lower-tech, lower AR quality devices. But hey, congrats to ML for being aggressive with technology, and I wish them the best of luck. Thanks for the superb tear-down, finally revealing the long-standing mystery of ML, IFIXIT!
The device is reminiscent of a camcorder, with a lot of optics and electronics compressed into a small volume and not a lot of consideration to repairability. There’s a lot more engineering here than a VR headset and I’m impressed how far Magic Leap has iterated the design for a developer release. That said, having a non-replaceable battery would be a disaster for a consumer release IMHO. Great teardown!
