Introduction
Le premier casque de réalité mixte de Magic Leap a si longtemps été une chimère que nous avons peine à croire qu'il se trouve sur notre table de démontage. Vu les sommes investies dans ce projet, nous espérons qu'il carbure à la poussière d'étoiles. Il n'y a qu'à le démonter pour le savoir.
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Ce dont vous avez besoin
Vidéo d'introduction
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Il y a de quoi faire flipper ici. Commençons avec quelques spécifications :
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Système sur une puce (SoC) Nvidia Tegra X2 (Parker) avec deux cores de 64 bits Denver 2.0 et quatre cores de 64 bits ARM Cortex
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Processeur graphique intégré à architecture Pascal avec 256 cores CUDA
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8 Go de RAM
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Stockage intégré de 128 Go
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Bluetooth 4.2, Wi-Fi 802.11ac/b/g/n, USB-C, prise jack de 3,5 mm
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Les promesses de Magic Leap quant aux visions fantastiques avec le casque nous poussent à voir de nous-même.
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Notre fidèle caméra infrarouge fait apparaître le projecteur IR clignotant responsable de la vision en profondeur juste au-dessus du nez. Cela rappelle en gros ce que nous avons trouvé dans l'iPhone X et auparavant la Kinect.
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Si vous regardez de plus près, vous pouvez également détecter quatre LED infrarouge dans chaque verre, qui éclairent "invisiblement" vos globes oculaires pour les suivre. (Nous extrairons bientôt les dispositifs de suivi.)
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La création de contenu commence dans le Lightpack. Ce dernier fournit l'énergie, gère tout le processus d'envoi des données images et son au casque.
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En parallèle, le casque Lightwear suit la position et l'orientation du contrôleur et cartographie votre entourage pour aider à y insérer les éléments virtuels.
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La production des éléments virtuels est une autre boîte de Pandore.
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La “réalité mixte”, c'est compliqué. C'est une chose d'augmenter ce que vous voyez sur un écran (comme un smartphone ou un écran de réalité augmentée alimenté avec les images de caméras extérieures).
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Il est beaucoup plus compliqué d'augmenter la réalité actuelle, sans filtre, directement dans votre œil. Pour créer cette illusion, le Magic Leap One se sert de plusieurs bijoux technologiques :
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Écran waveguide – Il s'agit en gros d'un écran transparent invisiblement éclairé de côté. Le waveguide dirige la lumière grâce à une technologie à base de "champ lumineux photonique" selon Magic Leap. Dans notre cas, l'image est projetée à travers une fine couche de verre qui l'agrandit et l'oriente vers l'œil.
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Plans de focus – Avec un écran de réalité virtuelle, tous les plans sont dans le focus, dit infini. La réalité est autre : les différents plans sont nets ou flous, selon le focus de l'œil. Magic Leap imite cet effet en superposant les waveguides pour créer des plans de focus. On peut dire que l'image est coupée en tranches nettes ou floues.
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La chasse au trésor optique est ouverte ! Un examen rapide élimine les lentilles polarisées, il faudra creuser plus profond pour découvrir quelque chose.
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L'intérieur des lentilles surprend par sa laideur, les LEDs infrarouges sautent à l'œil, de même les stries de la zone "écran" du waveguide et quelques zones de colle incongrue.
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Le waveguide est composé de six couches peu élégamment superposées, avec un peu d'air entre chaque.
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On dirait que les bords ont été peints en noir à la main, vraisemblablement pour minimiser les reflets internes et l'interférence.
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Nous découvrons une inscription Class 1 Laser à l'intérieur du bandeau. C'est un peu inquiétant pour des lunettes au premier abord, mais cela signifie que, dans des conditions normales d'utilisation, le casque est sûr et probablement pas plus dangereux qu'un lecteur CD.
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Dévisser quelques vis standard Torx et retirer le panneau suffit pour révéler le premier des deux haut-parleurs connecté par des contacts à ressort et protégé par des joints codés de couleur – bon point pour la réparabilité !
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Également dissimulé sous ces panneaux : les deux extrémités supérieures du seul câble intégré de l'appareil ainsi que quelques embouts magnétiques qui aident à faire tenir le tout.
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Mais quelle est cette petite boîte noire qui dépasse du côté droit du bandeau ?
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Résultat de notre enquête : il s'agit d'une bobine de capteur magnétique pour suivre la position du contrôleur.
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Une fois le contrôleur ouvert, nous trouvons la (plus grosse) moitié émettrice du dispositif de suivi et la batterie de 8,4 Wh qui l'alimente.
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La plaque en cuivre qui recouvre l'intérieur de la bobine a probablement comme fonction de protéger des interférences RF tout en laissant passer le champ magnétique.
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Les interférences pourraient expliquer l'emplacement surprenant du dispositif de suivi, qui n'est peut-être qu'une solution temporaire. De la tech "à l'ancienne" qui risque de déranger plus les gauchers.
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Après avoir détaché le bandeau et la face avant interne, nous avons une meilleure vue des émetteurs infrarouges chargés du suivi de l'œil. Nous remarquons qu'ils sont connectés en série et qu'il n'y a pas de contrôle individuel.
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Et nous touchons enfin du doigt le cœur du Magic Leap : le bloc optique et l'ensemble écran.
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Voilà pourquoi nous avons fait tout ce chemin, alors accrochez-vous bien !
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En soulevant une des rangées externes de capteur, nous trouvons le système optique qui sert à projeter les images dans les waveguides.
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Chaque point se trouve à une profondeur différente et correspond à une couche du waveguide.
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Au dos, nous trouvons le "vrai" écran : l'OmniVision OP02222, un écran LCOS (cristaux liquides sur silicium) avec système d'affichage à trames séquentielles (FSC). Probablement une version sur mesure de l'OmniVision OP02220.
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Plongeons un peu plus en avant dans le bloc optique du projecteur et des waveguides.
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Pourquoi y a-t-il donc six couches ? Cela fait un waveguide par canal de couleur (rouge, vert et bleu) pour deux plans de focus distincts.
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Sans les waveguides spécifiques par couleur, chaque couleur se focaliserait sur un point légèrement différent et l'image serait déformée.
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Le schéma "FIG. 6" du brevet 2016/0327789 déposé par Magic Leap donne une idée du fonctionnement du bloc optique.
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Pour vous édifier et vous faire plaisir, voillà aussi notre propre diagramme "tl;dr", chats inclus.
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Un bloc de magnésium moulé maintient le bloc optique et les capteurs. Il est étonnamment lourd pour un visiocasque. Les casques RV que nous avons déjà démontés utilisaient du plastique léger.
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Le métal dissipe cependant mieux la chaleur. Et toute cette électronique et l'illumination infrarouge (probablement un dispositif CCESL), ça chauffe.
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Le machin rose est de la pâte thermique qui aide à dissiper la chaleur du télémètre infrarouge.
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De plus, un support en métal est plus rigide et permet d'assurer la stabilité du bloc optique après que la focalisation ait été exactement calibrée.
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Mais la rigidité n'est pas toujours un atout. Quelques composants sont fixés avec de la mousse adhésive, ce qui est plus pratique quand les choses se déforment sous l'effet de la chaleur.
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Vu que l'ordre des capteurs a déjà été dérangé, nous retirons leurs caches pour les regarder de plus près.
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Les deux capteurs symétriques se trouvent sur chacune de vos tempes et le capteur IR clignotant de la profondeur se perche pile au milieu.
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Un zoom sur ce capteur dévoile le matériel qui permet de scanner et visionner votre environnement, c'est-à-dire :
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La caméra de détection infrarouge
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Le projecteur de faisceaux infrarouges
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La connexion de tous ces capteurs au bandeau est assurée par plusieurs couches de nappes précieuses abritant :
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Module de traitement du visionnement Movidius MA2450 Myriad 2
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Récepteur SlimPort ANX7530 4K DisplayPort
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Capteur à pont OmniVision OV680 pour traiter simultanément les images provenant de différentes caméras (comme celui que nous avons trouvé dans l'Amazon Fire Phone)
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Circuit logique programmable (FPGA) Altera/Intel 10M08V81G – 8000, probablement pour "glue logic", la gestion partielle de la vue matérialisée ou les données du capteur à pont des caméras
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Système de réadaptation bidirectionnel USB 3.0 Parade Technologies 8713A
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Amplificateur audio NXP Semiconductors TFA9891
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CI de gestion d'alimentation Texas Instruments TPS65912
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En ôtant un des anneaux émetteurs infrarouges nous découvrons l'inaccessible caméra infrarouge de suivi des yeux, cachée derrière un filtre foncé.
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Il s'avère qu'il s'agit de caméras OmniVision CameraCubeChip munies de filtres dichroïques externes.
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Nous allons devoir passer aux grands moyens à présent, mais cela vaut le coup de jeter un œil à la chaîne optique.
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Une rangée de six minuscule LED ouvrent la danse. Rouge, vert et bleu, deux par deux (pour les plans de focus)
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Puis les LED brillent à travers le mini écran LCOS pour créer une image. L'écran est monté sur le boîtier en plastique noir que vous voyez à sa droite.
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Une lentille collimatrice oriente le faisceau lumineux des LED à l'intérieur de ce boîtier. Elle est intégrée au séparateur de faisceaux polarisant.
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Les faisceaux polarisés passent ensuite à travers une série de lentilles pour mettre au point l'image dans les réseaux d'entrée des waveguides.
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Les réseaux d'entrée mêmes ressemblent à des points minuscules intégrés dans les six waveguides (légèrement abîmés à présent).
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Nous admirons de plus près le module "d'injection" et les couleurs associées à chaque réseau d'entrée : deux rouges, deux vertes et deux bleues.
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Maintenant que nous avons tâté du traitement des yeux, il est temps de tourner notre attention sur le cerveau derrière tout ça, le Lightpack !
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Difficile de louper les volumineux ventilateurs de refroidissement. Est-ce que ce petit PC de poche dispose d'un système de refroidissement ? Nous en saurons plus bientôt.
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Les inscriptions FCC ne nous apprennent pas grand-chose, sauf que le dispositif été conçu par Magic Leap et assemblé au Mexique. Il paraît que l'identité du fabricant est un secret jalousement gardé.
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Ouvrir le Lightpack donne du fil à retordre, mais en faisant chauffer puis délicatement levier, on finit par y arriver.
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Le nombre de câble des casques de réalité virtuelle rappellent habituellement les ordinateurs. Ici, c'est l'affaire d'un seul câble – piégé sous un voyant LED, quelques vis et de l'adhésif cuivré.
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Nous mettons de côté une autre pièce de magnésium et contemplons enfin la carte mère !
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Nous ignorons le prise jack et la carte des boutons en faveur de ce champ de silicium rempli de caches.
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Un ventilateur Cooler Master apprécié sur les PC sertit le circuit imprimé, ce qui explique les trous d'aération de tout à l'heure.
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Dévisser les vis ne suffit pas pour détacher le dissipateur thermique qui reste obstinément collé sur place. Après dix bonnes minutes à chauffer et faire levier, il finit par céder.
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Après nous être débarrassé de quelques caches, nous admirons les puces responsables de la "magie" :
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Système sur une puce (SoC) "Parker" NVIDIA Tegra X2 avec GPU NVIDIA Pascal
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2x DRAM LPDDR4 de 32 Go Samsung K3RG5G50MM-FGCJ (pour un total de 60 Gb ou 8 Go)
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Murata 1KL (probablement le module Wi-Fi/Bluetooth)
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Système sur une puce (SoC) RF Nordic Semiconductor N52832
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Chargeur de batterie buck-boost Renesas Electronics 9237HRZ
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Circuit logique programmable MAX 10 Altera (propriété d'Intel) 10M08
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CI de gestion d'alimentation Maxim Semiconductor MAX77620M et système de réadaptation bidirectionnel USB 3.0 Parade Technologies 8713A
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Encore un peu plus de magie de l'autre côté :
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Stockage flash universel NAND de 128 Go Toshiba THGAF4T0N8LBAIR
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Mémoire flash quad SPI NOR de 128 Mb Spansion (à présent Cypress) FS128S
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Contrôleur USB Type-C et de recharge via USB Texas Instruments TPS65982
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Contrôleur buck à 2 phases uPI Semiconductor uP1666Q
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Moniteur de tension bidirectionnel Texas Instruments INA3221
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Nous nous occupons d'éliminer la partie soucoupe, et voilà le boîtier de la batterie dans nos mains.
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Après le rude acheminement vers la batterie, c'est un comble de trouver les languettes d'extraction. Mais bon, c'est mieux que rien !
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Magic Leap est alimenté par une batterie sandwich à deux cellules, de 36,77 WH et 3,83 V. C'est là le même calibre que quelques tablettes populaires.
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Le Magic Leap One est indiscutablement un exemplaire de matériel coûteux et de longévité réduite. Chaque élément est destiné à garder son calibrage précis tant que durera l'appareil. Nous supposons que ce dernier a été produit à grande vitesse et n'importe quel prix pour mettre quelque chose sur le marché.
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Espérons qu'il y aura une version consommateur partageant la conception ingénieuse et l'attachement à la durabilité, mais non la vision à court terme de cet appareil.
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Un grand merci à Karl Guttag de KGonTech, qui a sacrifié de son temps précieux et proposé son expertise pour nous aider à venir à bout de cette vue éclatée.
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L'expert en réalité virtuelle, et notre ennemi par intermittence, Palmer Luckey, a également participé en fournissant du contenu utile et l'accès au matériel. Vous trouverez ici son avis complet au sujet du Magic Leap One.
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Il est finalement temps de donner un score de réparabilité.
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- Il est facile de retirer et remplacer les haut-parleurs.
- Les fixations filetées sont toutes des Torx et des cruciformes standard.
- Le démontage est presque exempt de destruction … sur le papier. Étant donné la masse de colle sur les composants fragiles, vous avez intérêt à avoir beaucoup de patience et une main très sûre.
- La batterie se remplace juste si vous avez l'intention de retirer la carte mère et de vous frayer un chemin à travers plusieurs barrières de colle.
- Pas moyen de mettre à jour ni le bloc optique ni le processeur. C'est un peu décevant pour un appareil de 2300 dollars.
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15 commentaires
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!
