Magic Leap One最全拆解，神秘光學設計大揭底

hi188｜ 撰文

Magic Leap自誕生起，就顯得格外神秘，近日推出的首款產品Magic Leap One同樣自帶光芒，就在購買到的開發者接連放出使用體驗的同時，可能大家還在好奇，Magic Leap One到底有什麼神奇之處。

近日，著名的硬體拆解機構iFixit放出了Magic Leap One的拆解，其中值得關注的是新設備上採用多層顯示波導模組，這或許也是通過波導模擬實現所謂虛化景深效果的原因，下面我們進入詳細拆解部分。

首先，我們來了解一下Magic Leap One的硬體規格。

顯示：光波導顯示模組；

晶元：NVIDIA Tegra X2晶元（Parker架構），集成Pascal架構GPU；

存儲：8GB內存、128GB存儲空間；

無線：藍牙4.2、802.11ac WiFi；

介面：USB Type C、3.5mm耳機。

值得關注的是，NVIDIA早在2016年宣稱Parker架構晶元是為自動駕駛汽車而設計的，如今來看可能會擴展至其它領域，考慮到Magic Leap One自身配備大量感測器以掃描和認知周圍環境，工作方式和自動駕駛汽車有些類似，因此該晶元出現在Magic Leap中並不奇怪。而現在，我們最新擔心的就是它的散熱表現，畢竟這最初就不是為移動平台而設計的。

Magic Leap One於去年年底首次曝光之後，大家就對眼鏡外側的多個感測器感到疑惑。眼鏡外鼻樑上方擁有一組紅外LED投射捕捉模組，用於深度信息的測量，原理和iPhone X、Kinect捕捉方式類似。

當然，Magic Leap One每個鏡片內部還擁有四個紅外追蹤LED，用於實現眼球追蹤功能，接下來會有詳細介紹。

相信大家已經對Magic Leap One的工作方式不再陌生，其由三個組成部分：Lightwear頭顯、Lightpack計算模塊、以及操控手柄，簡述工作原理可參照上方草圖。

Lightwear頭顯拆解

另外，iFixit也提到混合現實MR成像十分困難的，而Magic Leap採用波導顯示技術和多焦點平面顯示技術，既可以讓圖像映射到你的眼中，同時還能模仿人眼具備中的不同焦點間的虛化效果。

從內向外看，每個鏡片四周都擁有4個紅外LED，其作用是眼球追蹤。之前筆者參照其他照片一直以為是3個紅外LED，原來左上角位置還藏著1個。果然，這個設計很難看…

另外，我們還能看到中間的光波導模組不同顯示區域的顏色變化，其特點共有6層壓制而成，之間還能看出些間隙。波導邊緣黑色封邊設計，猜測作用是減少外部光線干擾。

眼鏡頭箍內部，左右兩側分別內置了一個揚聲器。其實，真正讓人恐慌的則是「Class 1 Laser」字樣，這個一級鐳射等級標籤。實際上，一級鐳射是無害免控激光器，人體沒感覺，對人體無任何危險，也不會損害眼睛，大家完全不用擔心。

拆開側邊即可看到揚聲器內部，揚聲器採用了四個觸點連接，雖然更換更簡單，但旁邊還是有部分空間浪費。

把眼鏡兩側蓋板和內部的透鏡取下來的畫面。

上圖中眼鏡框右側還有一個突出的黑色小立方體，其實際上它是6DoF磁感測器的線圈，用於接受手柄位置的信息，猜測方法是測量xyz三軸垂直磁場的強度，以確定手柄與眼鏡本體相對的位置和方向。

而拆開手柄後我們發現手柄內置了一個體積更大的線圈追蹤器，同時手柄還配備一個8.4Wh的電池。線圈周圍還擁有銅質屏蔽層，以防止外部干擾同時不影響磁力感應。iFixit評價該技術已經存在，而且對於左撇子而言可能體驗稍差。

此外，我們還知道Magic Leap One手柄觸控板周圍配備了LED燈，難道未來也有採用可見光追蹤？

拆下頭戴部分，我們可以看到用於眼球追蹤的紅外LED為串聯設計，並非單獨控制，當然我們人類兩個眼球自然情況下也是往相同方向運動。

接下來拆解一個外部感測器陣列（基本上可以分為左右兩部分，設計都是對稱的），模組下方隱藏著光學系統。

這些絢麗的光斑實際上是從光柵反射環境光的畫面，並非其本身的顏色，每個顏色對應不同波導層（共兩個焦平面），以此實現多焦點層的虛化效果。

而光學模組另一側則擁有OmniVision OPO2222 場序制彩（Field Sequential Color）LCOS組件，這可能是一個OV的定製版本。

進一步來看，投影部分共6個光斑（紅、綠、藍各2個），每個光斑照射出去就能在波導層中顯示出畫面，細節可點擊訪問維基百科。

上圖是Magic Leap One申請的2016/0327789光學專利。

Magic Leap One光學原理圖，由iFixit製圖。

眼鏡內部竟然擁有一塊鎂鋁合金材質框架，所有的感測器都安裝在此框架上。這個設計顯然與我們見到的VR頭顯不同，因為VR頭顯往往會採用質地輕且堅固的複合塑料材質，這也是考慮到機身重量太大影響佩戴舒適感。

猜測原因可能是因為金屬材質散熱更好，畢竟Magic Leap One眼鏡內部集成大量的感測器，是個發熱量集中的地方，確實要考慮散熱部分。圖中紅色部分為導熱材質，用於輔助紅外模塊散熱。

採用金屬材質另一原因可能是保證光學器件的穩定性。

以上是三組光學模組的正面。

以上是三組光學模組的取下屏蔽罩後。

上圖下方的紅外模組，左側紅色為紅外捕捉攝像頭，右側黃色為紅外點陣投影。

頭顯左右兩側連接排線上也有感測器。

紅色：英特爾Movidius MA2450 Myriad 2視覺處理單元

橙色：矽谷數模SlimPort ANX7530 4K DisplayPort顯示控制器

黃色：0V00680-B64G-1C 相機組合晶元

綠色：英特爾Altera 10M08V81G – 8000 FPGA，或用於相機數據銜接

另一面也有三顆感測器。

青色：譜瑞科技Parade 8713A雙向USB 3.0驅動IC

深藍：恩智浦TFA9891音頻放大器

紫色：德州儀器TI 78CS9SI

拆下眼動追蹤紅外LED層，還發現一個內置的紅外追蹤相機，其隱藏在下方，並擁有濾光片。由於捕捉攝像頭位於下方，因此猜測眼鏡向下看時可以更好的追蹤瞳孔。

接下來就不得不用點兒暴力手段了，但是能夠看到Magic Leap One的光學設計也是值得的。

紅色：一個由6個LED光源

橙色：LCOS微顯示屏

黃色：準直透鏡，LED光源引至偏振器

綠色：偏振器，將圖像重新聚焦至光波導鏡片上

藍色：衍射光柵分別攝入6個不同的彩色斑點中

再次證明LED光源共6個顏色，紅綠藍各2個。

Lightpack計算模塊拆解

接下來我們就來看看Lightpack計算模塊，其側邊擁有大面積散熱孔。

機身背部信息顯示，組裝位於墨西哥，但供應商目前依然是嚴格保密狀態。

打開Lightpack可不輕鬆，需要加熱邊緣並從邊緣慢慢撬開。

和之前預測相同的是，Lightpack的連接線是固定的，不可隨意插拔。

Lightpack整塊電路板。

Lightpack內置了酷冷大師的風冷散熱器，這也是很多筆記本電腦中常見的，這麼小的設備發熱量難道能和筆記本電腦相比？其實不然，散熱確實的確是Magic Leap One非常重視的。

散熱器通過膠水緊密的連接在主板屏蔽罩層，已達到最佳散熱狀態。另外，發熱量太大的話，Lightpack放在口袋裡是不是也會很燙，這個問題實際上已經在外媒體驗中解釋了，因為它確實會有些熱，但好在它可以夾在外面，如果直接放進口袋裡那後果不堪設想。

主板正面

紅色：英偉達Tegra X2「Parker「架構處理器，內置Pascal架構GPU

橙色：2顆三星K3RG5G50MM-FGCJ LPDDR4內存，共8GB

黃色：譜瑞科技Parade 8713A雙向USB驅動IC

綠色：Nordic Semiconductor N52832射頻晶元

青色：瑞薩電子9237HRZ升降壓電路晶元

深藍：英特爾Altera 10M08 MAX 10 FPGA

紫色：美信半導體Maxim MAX77620M電源管理IC

主板背面：

紅色：東芝THGAF4T0N8LBAIR 128 GB NAND快閃記憶體

橙色：飛索半導體Spansion FS128S 128 Mb四路SPI NOR快閃記憶體

黃色：德州儀器TPS65982 USB Type C和USB PD供電控制器

綠色：力智電子PI Semiconductor uP1666Q 兩相降壓控制器

青色：德州儀器INA3221雙向電壓監視器

接下來就是Lightpack的電池部分了，其位於另一側，兩各模塊中間採用排線連接。而電池部分拆解則更為吃力，只能硬上強行拆解。

Magic Leap One採用了一塊37.6Wh的電池，運行電壓為3.83V。

到這裡Magic Leap One的拆解就全部完成了。對於它的內部設計有了一個清晰的認識，光學的設計讓我們大開眼界的同時，也看到硬體設計上有些明顯的短板，這也會迎來一些吐槽，這畢竟是一個主打C端的產品。

最後，iFixit給出的Magic Leap One的可修復性指數為3（滿分為10，數字越大越容易修復）。

（END）

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