文|Weltsenn XR 何萬(wàn)城 蔡子尤
編輯|智東西內(nèi)參
Quest Pro是Meta 2022年發(fā)布的一款定位高端，具備生產(chǎn)力工具屬性的VR一體機(jī)，備受全球產(chǎn)業(yè)關(guān)注。近日，Weltsenn XR 拆解了這個(gè)這款頂級(jí)VR設(shè)備。
本期的智能內(nèi)參，我們推薦Weltsenn XR 的報(bào)告《XR硬件拆解及BOM成本報(bào)告 Meta Quest Pro VR一體機(jī)》，揭秘Meta Quest Pro 的硬件成本。
01.主板
主板正面最大的三顆芯片分別為DRAM、ROM和SOC芯片，它們分別來(lái)自鎂光、西部數(shù)據(jù)和高通。
▲主板正面
Quest Pro采用鎂光的LPDDR5 RAM，F(xiàn)RGA代碼為DBCCN，容量12G，多通道Bank Group架構(gòu) 最高速率6400 Mbps， 在同等工況下速度更快，功耗更低。
閃存芯片來(lái)自西部數(shù)據(jù)，型號(hào)為SDINFDK4-256G, 4Dies ,支持UFS 3.1, 讀速率1500MB/S，寫(xiě)速率800MB/S。
Quest Pro采用高通最新的驍龍XR2 + Gen 1平臺(tái) 芯片代號(hào)為SXR2155P，此方案最大的不同點(diǎn)在于取消了此前XR2芯片和RAM堆售的設(shè)計(jì)」而是將XR2+將RAM放在芯片側(cè)面，后者能夠?qū)崿F(xiàn)更好的散熱，從而獲得更高的持續(xù)性能，官方宣稱可實(shí)現(xiàn)50% 的續(xù)航表現(xiàn)提升和30%的散熱性能提升。
正面較小的三顆芯片分別是來(lái)自英飛凌的Type C協(xié)議芯片、來(lái)自驊訊的音頻芯片和來(lái)自高通的電源管理芯片。
▲正面三顆小芯片
Quest Pro USB PD雙向快充協(xié)議芯片采用英飛凌CPYD3177芯片，支持最高100W充電功率，其內(nèi)建ARM Cortex-MO處理器，64KB Flash 8KB SRAM, 支持QC4.0、APPLE 2.4A、 AFC、BC1.2等充電協(xié)議。
驊訊CM7120是一款高度集成的音頻DSP和 CODEC音頻編解碼芯片，集成了Tensilica Hi-Fi 3 和 Hi-Fi Mini DSP 內(nèi)核， Tensilica HiFi-3 DSP 內(nèi)核能夠以 300MIPS的速度支持復(fù)雜的信號(hào)處理應(yīng)用。Tensilica HiFi Mini DSP內(nèi)核可支持輕型和超低功耗應(yīng)用，例如語(yǔ)音觸發(fā)和語(yǔ)音命令。CM7120具有低功耗無(wú)電容 G類(lèi)耳機(jī)放大器，播放時(shí)功耗低，信噪比114dB，能提供更長(zhǎng)的Hi-Fi體驗(yàn)下的電池續(xù)航時(shí)間。CM7120擁有輸入多個(gè)麥克風(fēng)的音頻處理能力，用于處理Quest Pro三個(gè)麥克風(fēng)陣列的音頻信號(hào)輸入。
電源管理芯片是高通Qualcomm PM8150L，主要負(fù)責(zé)給外圍IC供電。
正面其他芯片包括快充芯片、FPGA可編程芯片、LED驅(qū)動(dòng)芯片、升壓芯片、運(yùn)算放大器和電壓電平芯片。
▲正面其他芯片
高通充電芯片SM8-1355-0-56BWLNSP支持QC40快充， 兼容QC2.0和Q C 3.0，最大電流3 A ，最高充 電功率28W， 3.8 V 至14.2 V 工作輸入電壓范圍，自適應(yīng)電池電流限制(ABCL)，可與各種交流適配器和PMI設(shè)備兼容，可編程0.5 A 至 5 A 電池充電電流。
Quest Rro頭顯共有10個(gè)攝像頭，由于XR2 Gen 1芯片只支持7路攝像頭， 采用萊迪思半導(dǎo)體Lattice Semiconductor LIF-MD6000-6MG81I FPGA芯片負(fù)責(zé)把眼球追蹤和面部識(shí)別追蹤五個(gè)攝像頭的數(shù)據(jù)集合到一個(gè)輸入接口上，擴(kuò)展XR2 Gen 1的攝像頭輸入。
Quest Pro屏幕采用Mini LED背光，德州儀器Tl TLC59401 為帶有像點(diǎn)修正與灰度PWM控制的16通道LED驅(qū)動(dòng)器LED驅(qū)動(dòng)芯片,分別用于控制左右兩個(gè)MiniLED背光。
德州儀器Tl TPS61378-Q1同步升壓轉(zhuǎn)換芯片集成了負(fù)載斷開(kāi)功能，輸入電壓范圍為2.3V至14V，最大輸出電壓可達(dá)18.5V， 開(kāi)關(guān)電流限制可在1A至4.8A范圍內(nèi)編程.
德州儀器Tl TLV9064運(yùn)算放大器是4 通道，IOMHz、低噪聲、RRIO、CMOS運(yùn)算放大器，作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)或者其他驅(qū)動(dòng)的放大器。
德州儀器TlSN74AVC4T245是4位元雙向電平轉(zhuǎn)換芯片， 雙電源設(shè)計(jì)，可配置電壓轉(zhuǎn)換和三態(tài)輸出。
戴濼格半導(dǎo)體Dialog Semiconductor SLG59M1717V用于控制電源的浪涌電壓，讓電源更平穩(wěn)。
高通Qualcomm PM8150b充電管理芯片提供電池充放電管理、電量管理。
高通Qualcomm PM8250高通電源管理芯片，主要負(fù)責(zé)給CPU供電。
Nordic nRF52840是一款先進(jìn)的多協(xié)議的SQC， 非常適合超低功耗的無(wú)線應(yīng)用。nRF52840擁有一顆32位ARM Cortex M4F的微處理器， 帶片上1MB的FLASH 和256KB的RAM空間。nRF52840的2.4GHz無(wú)線收發(fā)器支持低功耗藍(lán)牙，ANT, 802.15.4和2.4GHz專(zhuān)有協(xié)議。它支持2Mbs和1Mbs的低功耗藍(lán)牙和藍(lán)牙5.0的500Kbs和125Kbs。支持自動(dòng)測(cè)量高分辨率的RSSI， 以減少CPU的負(fù)載，此芯片主要用于與手柄的數(shù)據(jù)傳輸，以及無(wú)線鍵盤(pán)等連接。
Quset Pro主板采用大了的1500μF，小的330μF電容 ，屬于超大電容陣列，為了減小體積采用了價(jià)格較高的鉭電容，配合外部的電源負(fù)載開(kāi)關(guān)，可以保證電源輸入的平整。
高通Qualcomm PMK8002時(shí)鐘發(fā)生器芯片，將熱敏晶體提供的38.4MHz時(shí)鐘信號(hào)，分頻后分別供給其它芯片使用，PMK8002可依據(jù)板上溫度不同給熱敏晶體提供不同的負(fù)窗電容補(bǔ)償，保證系統(tǒng)工作時(shí)鐘的精準(zhǔn)。
Quest Pro采用定制化的村田SIP(System in Package) ，內(nèi)部包含WIFI 6E芯片、FEM、BLE等芯片。SIP封裝將多種芯片集成在一起，相對(duì)獨(dú)立封裝的IC 更能節(jié)省PCB的空間。Quest Pro此次采用的XR gen 1芯片不再采用S0C和RAM堆疊設(shè)計(jì)， WIFI芯片封裝成SIP正好可以節(jié)省出RAM單獨(dú)布板的空間。
▲Quest Pro拆解：主板連接器接口示意圖
綜合來(lái)看，主板BOM成本價(jià)值166.6美元，如下圖所示。
▲Quest Pro VR一體機(jī)頭顯主板BOM
02.光學(xué)模組
Quest Pro采用了兩片式pancake光學(xué)方案,，左右分別為兩個(gè)pancake模組，水平FOV為 106°，垂直FOV為96°，模組厚度約為26mm ，最大透鏡口徑約為44mm ，搭配兩塊2.48英寸Mini LED背光Fast-LCD屏幕，pancake模組的供應(yīng)商來(lái)自舜宇光學(xué)。
Quest Pro pancake采用2P方案，兩片透鏡均為平凸非球面形狀，半透半返膜(BS)貼在靠屏幕透鏡A的曲面上，1/4相位延時(shí)片(QWP)與反射式偏振膜(RP膜 )則依次貼于靠近人眼側(cè)透鏡B平面，屬于平貼方案，QWP與RP膜的貼合和裁切供應(yīng)商來(lái)日東光學(xué)(NITTO)。此外，由于Quest Pro采用的是Fast-LCD屏幕，需要在屏幕上增加一塊QWP膜將其調(diào)制成圓偏振光。
▲Fast-LCD顯示屏幕
Quest Pro采用了兩塊來(lái)自京東方的Fast-LCD屏幕，單屏分辨率為1800*1920，屏幕刷新率標(biāo)準(zhǔn)為72Hz，最大支持90Hz， PPI約為1060，官方表示Quest Pro的每英寸的像素?cái)?shù)比Quest 2多37% ，每度像素?cái)?shù)多10%，色域也是Quest 2的1.3倍。
Quest Pro顯示屏背光模組采用Mini LED模組，供應(yīng)商來(lái)自鴻利光電、隆利科技和運(yùn)鴻輝，分區(qū)數(shù)量為504， LED芯片數(shù)量約為1000顆，亮度超過(guò) 2萬(wàn)尼特，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的局部調(diào)光，可將顯示屏幕的對(duì)比度提高75%。
相比于Quest 2 的固定三檔瞳距調(diào)節(jié)(58mm、63mm、68mm)，Quest Pro采用的線性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)滑軌和行星齒輪，可以精確的實(shí)現(xiàn)雙目同步調(diào)節(jié)瞳距，調(diào)節(jié)范圍為55 -75 mm，由于Quest Pro支持眼動(dòng)追蹤，手動(dòng)調(diào)節(jié)瞳距時(shí)，眼動(dòng)追蹤模組會(huì)實(shí)時(shí)追蹤和測(cè)量瞳距，并實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，用戶可以輕松的掌握和調(diào)節(jié)適合自己的瞳距。相比于Pico 4配備了無(wú)極電動(dòng)瞳距調(diào)節(jié)(62mm-72mm)，并且還采用了全新的手柄遙控的方式來(lái)調(diào)節(jié)光學(xué)模組距離，精準(zhǔn)對(duì)焦更加簡(jiǎn)易，Quest Pro采用的手動(dòng)線性調(diào)節(jié)機(jī)制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
▲Quest Pro VR一體機(jī)光機(jī)BOM清單
03.面框
Quest Pro面殼采用了PC材料透明注塑工藝，重量為26克。通過(guò)透明設(shè)計(jì)，攝像頭放置于面殼背部，可起保護(hù)作用。亮面設(shè)計(jì)有利于后期用戶黏貼的DIY貼紙。面殼背面有注望框骨架用于加強(qiáng)面殼，面殼外延四周為格柵式設(shè)計(jì)，通過(guò)格柵，面殼與中框之間雷有空隙，用于頭顯的散熱。此設(shè)計(jì)使得整個(gè)面殼與中框之間都是散熱孔，配合兩個(gè)散熱風(fēng)扇，整體的散熱效果較Quest 2 有大幅提升，但此設(shè)計(jì)不利于防塵和防水。
▲面殼
▲頂框底框
Quest Pro頂框采用PC+玻纖材料，約36克，頂部的耳部位置還內(nèi)置了金屬結(jié)構(gòu)件用于提高強(qiáng)度，頂框前部有卡扣用于安裝前額承力托泡棉。底框則主要用于安裝Slam攝像頭、面部追蹤攝像頭、 天線以及pogo pin充電接口，重量約為 12克。
▲承力托與后枕托
Quest Pro的佩戴方式與Hololens 2類(lèi)似，主要依靠前部額頭承力托受力支撐，承力托約為40克，后枕約為21克，采用PU皮包裹泡棉，便于清潔，但前額承力托不易透氣和吸汗。
Quest Pro主板支架采用了az91D鋁鎂合金，其材料成分主要含約9%的鋁，約1%的鋅，約90%的鎂，密度是1.82g/cm，主板支架迸行了噴涂處理，主板支架用于固定主板、散熱風(fēng)扇、扇熱導(dǎo)管和光機(jī)模組等，鋁鎂合金材料有利于散熱。
▲主板支架
▲Quest Pro MR一體機(jī)結(jié)構(gòu)件BOM清單
04.其他系統(tǒng)
1、散熱系統(tǒng)
Quest Pro散熱采用扁銅管，內(nèi)注導(dǎo)熱液，CPU緊貼散熱銅管中部，銅管兩端分布在兩個(gè)風(fēng)扇旁，并緊貼密合金主板支架， 熱量通過(guò)風(fēng)扇逐步播出到頭顯外。
Quest Pro采用了雙散熱風(fēng)扇設(shè)計(jì)，風(fēng)扇供應(yīng)商為臺(tái)達(dá)電子（Delta）型號(hào)為KSB0405HB。風(fēng)扇背面緊貼顯示屏，可將屏幕熱量排至中腔，再與導(dǎo)熱管和合金支架的熱量一起通過(guò)風(fēng)扇排出頭顯外。
▲散熱扁銅管
▲扇熱風(fēng)扇
2、電池與聲學(xué)系統(tǒng)
Quest Pro電池pack采用了兩塊異形鋰電池，合計(jì)容量為5548毫安，20.58Wh，最大充電電壓為4.4V，電池供應(yīng)商為欣旺達(dá)。電池背面貼合傳感器，用于監(jiān)測(cè)電池溫度和是否變形，提升電池安全性。
Quest Pro音頻模組采用了雙方形腔體喇叭設(shè)計(jì)，上下兩個(gè)喇叭各朝內(nèi)外，較 Quest2相比，可以提供較沉的低音，官方宣稱頭顯噪音比Quest 2減少了10 dB。
▲頭顯電池
▲喇叭
3、空間定位和VST模組
頭部追蹤定位攝像頭采用豪威VO7251圖像傳感器，30萬(wàn)像素，640x480 VGA分辨率，OV7251的待機(jī)模式電流消耗僅為5m A，主要用于頭部追蹤定位。
Quest Pro RGB V5T攝像頭采用來(lái)自索尼MX471 CMOS, 1600萬(wàn)像素(4608*5456)，像素寬度1微米。攝像頭封裝廠商為舜宇智能，此攝像頭主要用于透視功能中的圖像采集。
深度識(shí)別攝像頭采用豪威OG01A1B 1/5英寸黑白圖像傳感器，130萬(wàn)像素 (1280×1024) ，用于手勢(shì)追蹤、深度識(shí)別。
▲空間定位和VST模組
4、面部追蹤模組
Quest Pro面部追蹤模組由左右臉和額頭三個(gè)模組構(gòu)成，左右臉模組分別位于頭顯底框處，被封裝在內(nèi)部，肉眼無(wú)法看見(jiàn)， 底框材料為紅外透過(guò)塑料。面部追蹤模組共有4個(gè)紅外LED和1個(gè)攝像頭構(gòu)成， 額頭追蹤模組由3個(gè)紅外LED和1個(gè)攝像頭組成，攝像頭均為豪威科技晶圓級(jí)封裝(WLP)的OVM6211，16萬(wàn)像素(400*400)，全局快門(mén)，幀率400*400@120fps, FOV為90°。
▲面部追蹤模組
5、眼動(dòng)追蹤模組
Quest Pro眼動(dòng)追蹤采用的角膜瞳孔法（Pupil-CR），在pancake模組的透鏡外圍分布了9個(gè)紅外LED和1個(gè)攝像頭，攝像頭采用豪威科技晶圓級(jí)封裝（WLP）的OVM6211, 16萬(wàn)像素 （400*400），全局快門(mén)，幀率4OO*4QO@12ofps， FOV為50°,紅外LED發(fā)出近紅外光，近紅外光就會(huì)在眼睛角膜處產(chǎn)生反射，攝像頭采集這些帶有反射的眼睛的圖像，算法會(huì)將識(shí)別到的瞳孔和角膜標(biāo)記上兩個(gè)十字，通過(guò)角膜與瞳孔之間形成的角度來(lái)計(jì)算出兩者間的向最，從而確定眼睛的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡。
▲眼動(dòng)追蹤模組
6、麥克風(fēng)陣列和POGO PIN
Quest Pro在底框靠近鼻托處放置了三顆指向性MEMS麥克風(fēng)(MIC)，防塵防水抗沖擊，用于語(yǔ)音交互，三陣列MIC可以有效降噪，去除雜音。
Quest Pro在處設(shè)置有磁吸式連接器(pogo pin), 2P不帶磁吸，與充電底座通過(guò)重力觸發(fā)頂針。
▲麥克風(fēng)陣列和POGO PIN
7、陀螺儀IMU
Quest Pro頭顯端果用了TDK的42688-P 6軸陀螺儀，3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì)。加速度計(jì)最大量程為16g， 陀螺儀的最大量程為2000°/s。考慮到運(yùn)動(dòng)量不如手柄，沒(méi)有采用最新的ICM-42686。
▲陀螺儀IMU
▲Quest Pro頭顯BOM（除主板、結(jié)構(gòu)件、光機(jī)）
05.手柄
手柄主板正面最大三顆芯片是ROM、SOC和RAM，分別來(lái)自東芝、高通和海力士。
▲手柄主板
Quest Pro手柄采用東芝4GB eMCC存儲(chǔ),產(chǎn)品型號(hào)為T(mén)HGBMNG5D1LBAIL，采用15nm生產(chǎn)工藝，官方資料顯示即將停產(chǎn)。
Quest Pro手柄SOC采用高通驍龍662處理器，662是一款中低端手機(jī)的處理器，11納米生產(chǎn)工藝，4 個(gè)Cortex A73大核+4 個(gè)Cortex A53小核，大核最高頻率達(dá)2.0 GHz ，Kyo260架構(gòu)，GPU為Adreno 610，支持48Mp攝像頭和三攝像頭。在Quest Pro手柄中主要用于slam定位，實(shí)現(xiàn)手柄自追蹤功能。
Quest Pro手柄采用了海力士的LPDDR4，容量為1G，支持最高速率為4266Mbps，采用BGA封裝。
正面的其他芯片分別是MCU、IMU陀螺儀、電源管理芯片和霍爾芯片。
32位MCU，基于ARM Cortex M0+，128KB 閃存和 16KB SRAM，支持多達(dá)120個(gè)觸摸通道，配合Atmel Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境可以非常方便地實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵、滑條、滾輪等設(shè)計(jì)。在Quest Pro手柄上主要用于實(shí)現(xiàn)手柄的按鍵、觸摸、手指懸浮追蹤等功能。
Quest Pro手柄采用了TDK升級(jí)版IMU芯片ICM-42686-P,其包含高精度3軸電子陀摞傳感器和3軸加速度計(jì)，相較于頭顯的42688的計(jì)量程最大是32g ，陀螺儀的最大量程是4000°/s，有利于手柄大幅度移動(dòng)的追蹤精度。
電源管理芯片為高通 PMI632，提供手柄電池充放電管理、電量管理。
A139x系列線性霍爾效應(yīng)傳感器，帶三態(tài)輸出和用戶可選休眠方式的微功率3V線性霍爾效應(yīng)傳感器，用于檢測(cè)扳機(jī)鍵和側(cè)鍵和是否按下。
主板背面主要包括藍(lán)牙芯片、射頻芯片、電源管理芯片、霍爾芯片、WIFI芯片和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片。
藍(lán)牙芯片為Nodic N52832，是一種集成ARM Cortex-M4處理器和2.4G射頻收發(fā)芯片，支持各種設(shè)備接口，支持藍(lán)牙5.0，支持NFC、ANT和2.4 GHz專(zhuān)有協(xié)議，在Quest Pro中通過(guò)私有協(xié)議將手柄IMU數(shù)據(jù)傳輸給頭顯。
射頻芯片Sky world 66111-11是一款高度集成的前端模塊，適用于Nordic、Dialog和TI等廠商藍(lán)牙芯片。SKY66111-11前端模塊允許主機(jī)藍(lán)牙芯片工作于更低的輸出功率，從而有助于節(jié)省功耗并降低系統(tǒng)的總功耗。
電源管理芯片為高通 PM4250，負(fù)責(zé)給SOC和其他IC供電。
WiFi芯片為高通WCN3950，是一款單芯片無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）, 藍(lán)牙和FM組合解決方案，支持 1x1 IEEE 802.11 a/b/g/n/ac WLAN 標(biāo)準(zhǔn)和 BT5.0 , 在Quest Pro中主要用于傳輸手柄攝像頭數(shù)據(jù)給頭顯。
C540L25集成了一個(gè)高性能觸覺(jué)驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器和一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器，在Quest Pro手柄中用于驅(qū)動(dòng)手柄的線性馬達(dá)（LRA）和音圈馬達(dá)（VCM）。
Quest Pro手柄共有三顆振動(dòng)馬達(dá)，分別是扳機(jī)的Z軸線性馬達(dá)；拇指休息區(qū)斜面的Z軸線性馬達(dá)；以及手柄主體的握持區(qū)X軸音圈馬達(dá)。Quest Pro手柄支持食指追蹤，可以識(shí)別手指在扳機(jī)上的橫向滑動(dòng)， 也就是食指支持三種狀態(tài)：伸開(kāi)、蜷縮、緊貼扳機(jī)。
▲Quest Pro手柄馬達(dá)
Quest Pro手柄采用了 ALPS的3D搖桿, 可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和垂直按壓，搖桿按鍵柄和按鍵帽之間的彈簧線圈用于實(shí)現(xiàn)觸摸功能。
Quest Pro手柄采用了一顆飛毛腿公司制造的18650 電池，2880亳安/10.52瓦，官方宣稱支持8小時(shí)續(xù)航. 充電電池通過(guò)POGO PIN磁吸充電口與充電底座或者專(zhuān)用充電線充電。
▲Quest Pro手柄搖桿和電池
▲攝像頭
Quest Pro手柄采用了自追蹤的方案，手柄頂端放置了3顆VGA攝像頭，3個(gè)攝像頭實(shí)現(xiàn)360°全視場(chǎng)角覆蓋，攝像頭模組供應(yīng)廠商為舜宇智能光學(xué)，攝像頭采用豪威OV7251傳感器， 基于5微米OmniPixel 3-GS全局快門(mén)架構(gòu)， 1/7.5英寸光學(xué)格式，為設(shè)計(jì)人員提供小尺寸、低功耗、高效率的 120fps、640x480 VGA分辨率相機(jī)模塊，OV7251的待機(jī)模式電流消耗僅為5mA ,在工作模式下，摸塊的全局快門(mén)可實(shí)現(xiàn)快速圖像捕捉。
▲Quest Pro 手柄BOM （單個(gè)）
智東西認(rèn)為，從Quest Pro的拆解來(lái)看，它夯實(shí)的用料、精致的設(shè)計(jì)還是對(duì)得起Meta拳頭產(chǎn)品的定位的。但是1500美元的售價(jià)、定位生產(chǎn)力工具的功能匱乏，想讓Quest Pro得到消費(fèi)者的認(rèn)可還需要一段路要走。