文/VR陀螺

2022年在VR產(chǎn)業(yè)中最火的詞語之一莫過于“Pancake”，Pancake 光學指短焦鏡頭的一種光學方案，它是對于一種折疊式光路的描述，因為其外觀鏡頭軸向較短，呈扁平外觀，所以業(yè)內(nèi)常稱之為“Pancake”（煎薄餅），作為顛覆性的新一代光學技術，Pancake被行業(yè)寄予厚望。

YVR 在今年 7 月正式發(fā)布了基于 Pancake 光學的 VR 一體機產(chǎn)品 YVR 2，作為國內(nèi)第一批量產(chǎn)的消費級 6DoF 超短焦 VR 一體機，產(chǎn)品上線后受到了圈內(nèi)外極高的關注。YVR 2 作為該品牌的第二款 VR 頭顯，在性能配置、光學設計、人體工學和SLAM算法等方面均迎來了較大幅度的提升。

據(jù)知情人透露：YVR 合作伙伴均為全球領先企業(yè)，包括高通、和碩、3M、BYD、JDI、歐菲光等。下面我們就一起來看看YVR 2 拆解及其供應商分析情況。

 一、YVR 2 VR一體機外觀展示 

YVR 2 以黑灰色為主色調(diào)，前殼采用了高壓成型獨特復合工藝，配合五軸CNC，厚度僅有0.8mm，機身采用高成本的Babyskin嬰兒手感漆。

頭顯上方分布著電源按鈕、散熱孔與音量調(diào)節(jié)鍵，自帶的磁吸泡棉為可拆卸設計，面罩使用親膚泡棉。

產(chǎn)品在設計上采用了 3:2 前后配重，將電池后置，佩戴時不會出現(xiàn)前重后輕以及頭顯下沉的情況。

手柄重量僅有108g，比市面上主流干電池供電手柄輕了約30%。為了避免出現(xiàn)滑落，握持部分做了棱格紋防滑來增加摩擦力，同時配備最高65w功率的氮化鎵高速充電器，可以實現(xiàn)手柄、頭顯的同步充電。

 二、YVR 2 VR一體機參數(shù)配置 

 三、YVR 2 VR一體機頭顯拆解 

YVR 2 VR一體機爆炸圖

（圖源：YVR）

（1）主板正面

ROM內(nèi)存——SDINFDK4-128G

西數(shù)的128G ROM閃存芯片，型號為SDINFDK4-128G，4 Dies，支持UFS 3.1，讀速率1500MB/s，寫速率800MB/s。

RAM運存——三星 K3LK7K70BM-BGCP-8GB

儲存模塊采用三星品牌，型號為K3LK7K70BM-BGCP-8GB，Samsung LPDDR5 SDRAM（Synchronous DRAM，同步動態(tài)隨機存儲器），采用D1z技術節(jié)點，F(xiàn)BGA代碼為496，容量8GB。

SOC主芯片——高通驍龍XR2（SXR-2130P-0-MPSP1099）

支持4K@120Hz 顯示和7顆攝像頭并發(fā)工作，基于7nm技術構建的Qualcomm®SXR2130P SoC，CPU部分采用了經(jīng)典的「1+3+4」的大中小核架構設計，一顆2.84GHz高頻大核，三顆2.42GHz大核滿足高負載應用性能要求，四顆1.81GHz低功耗小核滿足日常應用兼顧續(xù)航。

在GPU方面，采用Adreno™650 GPU，GPU 頻率為587MHz。同時采用Spectra™480圖像信號處理器，Adreno™665視頻處理單元，Adreno™995顯示處理單元，NPU230神經(jīng)處理單元，SPU240安全處理單元，具有四邊形六邊形矢量擴展的Hexagon™DSP，支持諸如語音激活和情境偵測等硬件加速特性，幫助用戶在沉浸于數(shù)字世界的同時，也能聽到真實世界的聲音。

SOC+ LPDDR5采用堆疊設計，LPDDR5芯片直接貼裝在XR2芯片上，這種堆疊方式不但利于節(jié)省電路板空間和方便主板排線，還能夠降低LPDDR5 CL延時，更好地發(fā)揮其性能。

電源管理芯片——高通Qualcomm PM8150B-1-FOWPSP126

來自高通Qualcomm的充電芯片，型號為PM8150B-1-FOWPSP126，提供電池充放電管理、電量管理、快充協(xié)議功能。

音頻功放芯片——高通Qualcomm WSA-8815-0-35WLNSP

高通的WSA8815負責控制著左耳喇叭，采用Aqstic技術，是一款體積小，聲音大的芯片。它可以為外部揚聲器提供高達4W的D類電源，充分發(fā)揮喇叭的聲效而無需擔心揚聲器損壞。

WIFI&藍牙芯片——高通Qualcomm QCA6391-0-NSP265

QCA6391模塊是高度集成的WIFI6芯片，支持2x2雙頻無線WiFi和BT藍牙5.1二合一功能。它擁有雙頻2x2 MIMO (2.4 GHz和5 GHz) WiFi無線電射頻部件，支持IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax BT5.1標準，2x2的工作模式下， 吞吐量最高可以達到1774.5 Mbps，可滿足無線串流的傳輸要求。

射頻前端芯片——高通Qualcomm B39000-E1073/B39000-E1072

在整個信號傳輸?shù)倪^程中，射頻前端可以對信號進行變頻、放大和過濾，從而將其變?yōu)?ldquo;可用”信號。每顆射頻前端芯片均支持2路WIFI數(shù)據(jù)同時收發(fā)，配合QCA6391實現(xiàn)2X2 MIMO。

（2）主板背面

音頻編解碼芯片(COEDC)——高通Qualcomm WCD9385-0-FOWPSP60

WCD9385 有一個集成的 DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器），原生支持DSD64、DSD128音頻原盤格式的播放，可以將DSD格式的無損數(shù)字音頻轉(zhuǎn)化為PCM波形直接輸出，播放時同時支持DXD、DoP（DSD over PCM）。支持32bit、192KHz的高清音頻解碼，播放動態(tài)范圍更是高達122db，還支持192KHz、24bit級別的高解析度音頻編碼。

時鐘芯片——高通Qualcomm PMK8002-0-16CWLPSP

時鐘發(fā)生器芯片，將熱敏晶體提供的38.4MHz時鐘信號，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載電容補償，保證系統(tǒng)工作時鐘的精準。

DC-DC芯片——立锜Richtek RT9187GQV

RT9187GQV是一款高性能，1A LDO線性穩(wěn)壓器，用于穩(wěn)定輸出電壓的設備。其具有極高的PSRR 和超低壓差。RT9187GQV在關機模式下消耗小于 0.1μA，并具有小于 40μs 的快速開啟時間。其他特性包括超低壓差、高輸出精度、限流保護和高紋波抑制比。

2.4G ISM芯片——北歐半導體Nordicn RF52833-CJAA

這款芯片集成ARM®Cortex®-M4 32位處理器，帶FPU，主頻64 MHz和2.4 GHz收發(fā)器，支持Bluetooth®5.1–2 Mbps、1 Mbps、500 kbps和125 kbps，具有512 kB閃存和128 kB RAM。發(fā)射功率最大為+8dBm，支持的外設有UART, SPI, TWI（Two Wire Interface）, PDM, HS-SPI, I2S, PWM, 12-bit ADC, USB 2.0。

YVR 2 上的nRF52833是nRF52832的升級版，它的RAM運存大了一倍，而且集成了前端模塊，不需要SKY66111-11射頻前端芯片?？梢宰屩靼迳闲酒臄?shù)量更少，使PCB更緊湊。

電源管理芯片——

高通Qualcomm PM8250-0-FOWPSP161

高通電源管理芯片，主要負責給CPU供電。

高通Qualcomm PM8150L-1-FOWPSP177

高通電源管理芯片，主要負責給外圍IC供電。

高通Qualcomm PM8009-1-WLNSP49D

高通電源管理芯片，主要負責給WiFi芯片供電。

高通Qualcomm PM3003A-5-15CWLNSP

高通電源管理芯片，主要負責給除CPU外的其他設備提供電源。

慣性測量單元IMU芯片——TDK ICM-42688-P

ICM-42688-P 是一款 6 軸 MEMS IMU 設備，結(jié)合了 3 軸陀螺儀和 3 軸加速度計,有效提供一體機的運動信息。在國內(nèi)市場上的VR一體機頭顯設備中用到的IMU芯片大多都是這款ICM-42688-P。

一般來說，頭顯和手柄的IMU芯片都會采用統(tǒng)一配置，但YVR 2 卻不是如此，頭顯部分的這款ICM-42688-P，它的數(shù)據(jù)噪音和溫漂方面是目前最強的，下面講到手柄時會詳細提到。

音頻功放芯片——高通Qualcomm WSA-8815-0-35WLNSP

高通的WSA8815負責控制著喇叭，采用Aqstic技術，是一款體積小，聲音大的芯片。它可以為外部揚聲器提供高達4W的D類電源，充分發(fā)揮喇叭的聲效而無需擔心揚聲器損壞。

（3）Pancake模組及顯示屏

YVR 2 搭載兩塊JDI的高像素密度屏幕——a-Si TFT-LCD，屬于Fast-LCD屏幕，尺寸為2.1英寸，像素密度（標準RGB排列）高達1058PPI，灰階響應時間4.5ms，其屏幕刷新率為90Hz。

YVR 2 采用兩片式pancake曲面一體鏡設計，光機厚度僅20mm，相比傳統(tǒng)菲涅爾光學VR 一體機變薄28%以上，比傳統(tǒng)菲涅爾方案光機厚度足足少了一半。同時，光學解析可以提升50%，克服了傳統(tǒng)鏡片上菲涅爾環(huán)引起的邊緣模糊和眩光問題，核心清晰區(qū)域（甜蜜區(qū)）更大。

Pancake的工作原理基于光的偏振特性，讓光線在多個透鏡之間反射，形成更長的光路，從而縮小佩戴者眼睛和顯示器之間所需的距離。

1、由顯示屏發(fā)出的光先經(jīng)過線偏振片（偏振方向p），然后經(jīng)過1/4波片變?yōu)閳A偏振光；

2、經(jīng)過半透半反膜， 再經(jīng)過第二個1/4波片，圓偏振光又變成了線偏振光（偏振方向s），但是偏振方向和之前垂直；

3、s向偏振光被透p反s的反射偏光片反射回去，再次經(jīng)過1/4波片變?yōu)閳A偏光；

4、進入透鏡1，然后被半透半反膜反射回來，形成折疊光路；

5、經(jīng)過1/4波片，形成p向偏振光，此光可以通過反射偏光片，經(jīng)過透鏡2到達人眼。

（4）交互傳感

頭顯部分共計搭載兩顆慣性測量單元IMU芯片，分別分布于中框兩側(cè)上，由TDK提供，型號為ICM-42688-P。

多IMU系統(tǒng)有如下好處。

一種是采用到了雙IMU冗余方案，冗余方案即通過為控制系統(tǒng)添加多重資源，如硬件或軟件，并通過合理的管理，從而提高系統(tǒng)可靠性的方法。系統(tǒng)通過算法實時監(jiān)測兩個IMU的狀態(tài)，當主IMU通訊或數(shù)據(jù)異常時，會自動切換至輔助IMU。

另一種是，基于冗余MEMS-IMU慣性導航系統(tǒng)，針對該系統(tǒng)的慣性測量單元（IMU）進行誤差分析，建立精確的誤差補償數(shù)學模型，可以有效估計出各誤差參數(shù)，并能有效進行誤差補償，可以起到防抖的作用。

頭部的6DoF定位功能對于防止眩暈十分重要，如果在體驗VR內(nèi)容的時候6DoF定位跟不上頭部的轉(zhuǎn)動，會出現(xiàn)畫面延遲于實際動作的情況，人這時候就會出現(xiàn)眩暈的情況。

距離傳感器主要檢測用戶佩戴設備狀態(tài)，以達到休眠識別，節(jié)約電池電量的作用。

（5）眼鏡結(jié)構件

整個中框由鎂合金壓鑄而成，比塑料輕20%并堅固500%，增加了穩(wěn)固的同時讓頭顯整體重量更加輕盈。鎂合金另一個優(yōu)勢，就是疏導四顆攝像頭產(chǎn)生的熱量，四顆攝像頭實時工作時，熱量持續(xù)產(chǎn)生，需要良好散熱才能工作，而這也是塑料材質(zhì)不具備的優(yōu)勢。

（6）攝像頭模組

四個攝像頭分布在四個角上，四顆攝像頭兩兩一組，分別通過兩個FPC接到核心主板，Slam攝像頭由歐菲光提供。

（7）電池模組

拆開電池后蓋，兩塊電芯被泡沫棉包裹?。▎螇K電芯是2625mAh），電池的總?cè)萘繛?300mAh，續(xù)航2.5h，生產(chǎn)廠商是路華置富（FPR），支持快充QC4.0和PD3.0，最大能到27W，優(yōu)于市面上其他品牌。

（8）揚聲器模組

YVR 2 的聲學組件嵌入在綁帶連接結(jié)構上，內(nèi)置360° 環(huán)繞一體式立體聲喇叭。

（9）散熱模組

散熱模組采用了單熱管風冷散熱方式，散熱風扇來自于SUNON，型號為MF40070V1-C020-S99，功率1.82W。單熱管鋁片緊貼于XR2芯片上方，將計算時所產(chǎn)生的熱量傳導至風扇上部的散熱鰭片，然后由風扇吹走鰭片上的熱量，通過散熱孔排出。

 四、YVR 2 VR一體機手柄拆解 

YVR 2 手柄拆解

（1）手柄環(huán)

拆開圓環(huán)后，可以看到FPC柔性電路板上有15顆紅外LED燈珠，其作用通過特定頻率發(fā)射紅外光，用于手柄定位。我們可以注意到，YVR 2 用一條FPC環(huán)繞整個圓環(huán)，讓手柄PCB更加緊湊，而普通VR手柄FPC是兩條分離的。

（2）手柄線性馬達

拆開手柄側(cè)板，可以看到一顆LRA線性振動馬達，為VR體驗帶來震動體感，讓玩家可以更身臨其境，增強臨場感和沉浸感。

（3）手柄電池

拆下電池，可以看到手柄電池容量為600mAh，可超長續(xù)航35小時，由比亞迪（BYD）提供。每天使用2.5小時的情況下，可連續(xù)使用10-14天，YVR 2 支持頭顯、手柄同時充電，省時更環(huán)保。

（4）手柄尾部電路板

充電管理芯片——德州儀器TI BQ25890

BQ25890是一款適用于單節(jié)鋰離子電池和鋰聚合物電池的高度集成型 5A 開關模式電池充電管理和系統(tǒng)電源路徑管理器件。該器件支持高輸入電壓快速充電，其低阻抗電源路徑對開關模式運行效率進行了優(yōu)化、縮短了電池充電時間并延長了放電階段的電池使用壽命。

可以搭配官方自帶的65W氮化鎵充電器，對手柄進行快充。

Type-C接口

負責給手柄進行充電。

（5）手柄主板正面

三色燈驅(qū)動芯片

起到控制手柄正上方LED燈的作用。

支持低電壓充電指示功能。當電池電壓過低，芯片無法通過I2C接口配置時，若充電指示狀態(tài)CHRG_F為高，則自動開啟默認呼吸燈功能，呼吸效果為LED1（紅燈）輸出，周期為5s，最大輸出電流為6mA。

2.4G ISM芯片——北歐半導體Nordicn RF52833-QIAA

這款芯片集成ARM®Cortex®-M4 32位處理器，帶FPU，主頻64 MHz和2.4 GHz收發(fā)器，支持Bluetooth®5.1–2 Mbps、1 Mbps、500 kbps和125 kbps，具有512 kB閃存和128 kB RAM。發(fā)射功率最大為+8dBm，支持的外設有UART, SPI, TWI（Two Wire Interface）, PDM, HS-SPI, I2S, PWM, 12-bit ADC, USB 2.0。

這款芯片在主板部分已經(jīng)提到過，與頭顯同款芯片，用來和頭顯進行數(shù)據(jù)交互的。

（6）手柄主板背面

電容觸控芯片——德州儀器TI MSP430FR2522IRHL

具有 8 個觸摸 IO（16 個傳感器）、8KB FRAM、2KB SRAM、15 個 IO 和 10 位 ADC 的電容式觸摸 MCU。它可以賦予VR手柄去感應用戶的手指有沒有放在手柄按鈕，扳機和搖桿上的功能。換種說法，更加實際的作用是可以追蹤用戶的手指，達到做出一些手勢出來。

在市面上的其他手柄中一般使用Microchip的ATTINY1616芯片。

慣性測量單元IMU芯片——TDK ICM-42686-P

包含高精度3軸電子陀螺傳感器和3軸加速度計。Oculus Quest2手柄中采用的也是這款芯片。

下面我們先來看看幾款消費級MEMS IMU參數(shù)對比，IMU分別是BMI055，BMI088，TDK ICM-42686，TDK ICM-42688。

可以看到，ICM-42686雖然在零偏溫漂系數(shù)方面不是最強，但其加速度計最大量程為32g，陀螺儀的最大量程為4000°/s，是其他幾款消費級MEMS IMU的兩倍。這兩個指標對VR體驗來說也非常重要，特別是對動作幅度大速度節(jié)奏快的這類游戲（例如Beat Saber等），手柄還能保持穩(wěn)定，這款芯片功不可沒。

 五、總結(jié) 

YVR 2 拆機全家福

經(jīng)過上面的完全體拆解，我們可以看到Y(jié)VR 2 在硬件方面確實是下足了功夫，工業(yè)設計、光學、核心零部件等基本都采用了現(xiàn)階段市場上最優(yōu)的方案。

2022 年，VR光學邁入新的階段，YVR 成為了第一批吃螃蟹的人。作為國內(nèi)率先發(fā)布的集Pancake短焦光學方案的6DoF VR一體機廠商，YVR 交出了一份令人滿意的答卷。在 VR 行業(yè)迎來新的里程碑的今天，像 YVR 這樣的國產(chǎn) VR 科技品牌，在與行業(yè)一同成長的過程中，已積淀了對市場的深度理解和技術基礎，我們可以預見，YVR 未來可期。