iFixit 如何利用数码显微镜揭示手机内部构造
这张三星Galaxy S26 Ultra显示屏的3D显微图像,是使用DSX2000数码显微镜的扩展景深/3D扫描技术拍摄的。
数码显微镜为手机拆解带来的新价值
你将其拆解,置于显微镜下,观察那些本不该被看见的部件。
每年,制造商都会向我们展示其最新设备内部的构造。营销图表上,这里有一层隐私保护层,那里有一个均热板,还有某处采用了巧妙的粘合剂。这些示意图简洁且极具说服力。但它们其实早已由产品制造者预先设计好。iFixit的存在正是为了验证这些说法。多年来,该团队一直公开拆解消费类电子产品,根据每款设备的可维修性进行评分,并将证据公之于众。
制造商们非常重视这些评分,这也正是证据必须经得起推敲的原因。而决定一部手机能否被维修的关键因素,大多存在于手机摄像头无法触及的微观层面:一滴胶点、一层涂层,以及显示屏堆叠的层叠方式。
为了捕捉这种级别的细节,iFixit使用了DSX2000数码显微镜。 我们采访了iFixit的高级技术撰稿人Arthur Shi,探讨了显微镜在拆解过程中的作用、它揭示了近期旗舰手机内部的哪些细节,以及三星的一张营销图与团队实际拆解发现不符的那个瞬间。
Arthur Shi 正在 iFixit 拆解实验室的 DSX2000 数码显微镜前工作。
认识 iFixit 高级技术撰稿人 Arthur Shi
Arthur:我负责拆解各类设备和电子产品,快速分析其设计原理和可维修性,并解析这些设备中的技术,帮助大家了解其中的奥秘。我拥有电气工程硕士学位,摄影是我的爱好,因此我通常是站在显微镜后面的那个人,负责解读我们所观察到的内容,并将其转化为大众能理解的图像。
亚瑟·施在手机拆解过程中使用 DSX2000 数码显微镜工作。
数码显微镜在手机拆解工作流程中扮演什么角色?何时会用到显微镜?
Arthur:这其实是一个发现和探索的阶段。当我们拆解设备时,会将其放入显微镜下仔细观察,并在过程中逐步进行分析。这不是我们留到最后才做的事情。显微镜全程都放在工作台上,一旦发现有什么不同寻常的地方,就会立即将其置于物镜下,以便我们看清具体情况。
在您改用 DSX2000 数码显微镜之前,拆解成像流程中缺少了什么?
Arthur:我们根本无法获取图像。要么只能跳过这一部分的分析,要么只能使用功能非常基础的显微镜,但它显示的信息非常有限。因此,我们在撰写报告时会采取保留态度,转而用示意图来辅助说明。虽然这样也能行得通,但终究无法与展示实物相提并论。显微镜图像总是能吸引更多关注。人们在社交媒体上看到这些图像时,总是对实物充满好奇。
你们最近完成了三星Galaxy S26 Ultra的拆解。能否介绍一下用于呈现隐私显示屏的成像过程?
Arthur:隐私屏是我们最想展示的部分,所以我们首先拆解了显示屏面板。 我们先从正面拍摄,然后从背面拍摄。三星的宣传图展示了它的外观,但我们不确定他们在结构上究竟是如何实现的。拍摄完正反两面后,我们才看清隐私层在层叠结构中的实际位置,它比我们预想的要高。隐私像素与标准像素共用同一层,而限制可视角度的物理锥体才是真正发挥作用的部分。
S26 Ultra显示屏面板的正面视图。左图:在阴影浮雕模式下,每个隐私像素周围用于防止光线向侧面泄漏的环形结构清晰可见。右图:MIX模式(也称为MIX背光)下显示的RGB子像素。
当你在 S26 Ultra 显示屏内部拍摄图像时,注意到 OLED 面板上出现了异常的颜色。你能解释一下你的发现吗?
Arthur:是的。在反射光下,面板呈现出颜色,这对 OLED 来说非常奇怪,因为 OLED 是自发光的,实际上并不需要彩色滤光片。看起来像素上似乎还保留着彩色滤光片。我认为他们这样做是为了提高对比度或减少反射。 我们尝试了偏振光测试,未发现偏振效应,但确实观察到从涂层上发出的彩色条纹。我们在拆解报告中对此进行了谨慎描述,但之所以能进行调查,正是因为我们最初就观察到了这一现象。
隐私层经分析呈现为一幅通过 扩展景深/3D扫描技术生成的 3D 图像。它在面板中的位置比预期更高,每个峰值代表一个子像素。
在 iPhone 17 Pro 的拆解中,是什么导致了摄像头凸起部位出现划痕?
Arthur:当钥匙和硬币接触到摄像头凸起周围的阳极氧化铝时,涂层会发生剥落。我们希望展示该边缘处实际发生的物理现象,因此对铝制边缘进行了成像,并捕捉到了涂层从锐角处剥离的瞬间。在该放大倍率下,无法单独将该部位完全对焦,因此我们利用扩展景深/3D扫描功能获得了理想的景深。正是这一点使得这些图像能够被有效利用。
在莫氏硬度4级的尖物(大致相当于硬币的硬度)作用下,阳极氧化涂层在相机凸台的锐利边缘处剥落,露出裸露的铝材。该图像以20倍放大倍率在MIX模式下拍摄。
iPhone 17 Pro 均热板内部解析
在同一拆解过程中,iPhone 17 Pro的散热硬件也进入了镜头视野。成像显示了将热量从处理器导出的内部铜质导热结构。
左图:iPhone 17 Pro 均热板内部,编织的铜网结构引导并冷凝工作流体,将热量从芯片中带走。右图:同一均热板在更高倍放大下的视图。两张图像均采用明场成像拍摄。
通过 DSX2000 数码显微镜以 4K 分辨率实时录制的视频显示,S26 Ultra 显示屏在开机和关机过程中,其隐私保护结构的运作过程得以实时呈现。
您日常使用DSX2000的哪些功能,例如光学系统、成像模式或自由角度观察?
Arthur:物理光学性能非常出色。我有一套定焦镜头,可以根据不同需求轻松更换。灯光系统也发挥了重要作用。各种照明功能对于呈现细节非常有用,因为 它们都能产生不同的效果。 我使用阴影浮雕模式快速观察3D结构,而我发表的大部分图像最终都采用了MIX模式。自由角度观察的重要性超乎想象,因为手机机身往往无法完全平放。正是通过倾斜光学系统而非移动样品,我们才得以深入iPhone Air机身内部,展示其内部的加工细节。
4K视频能为拆机评测带来什么新增价值?
Arthur:比我预期的还要多。 我们在显微镜下实时录制样本的4K视频片段,并直接将其剪辑到拆解视频中。在S26 Ultra的拆解中,我们让显示屏在载物台上保持开启和关闭状态,并实时拍摄了隐私屏结构的工作过程。这营造出非常生动的视觉效果,直观展示了实际发生的情况及其外观。在旧款显微镜上,视频片段 被限制在10秒以内且为无压缩格式,因此这确实是一个巨大的进步。
FineWoven 与 TechWoven:显微镜揭示了苹果手机壳的哪些秘密?
Arthur:我最感兴趣的一个发现其实与电子元件无关。苹果的 FineWoven 保护壳曾因容易沾染污渍而广受诟病,而其替代品 TechWoven 则没有这个问题。 我们将两者都放在显微镜下观察,发现苹果完全改变了编织密度,并添加了一层新涂层。FineWoven手机壳完全没有密封,因此任何液体都会被纤维吸收。而TechWoven手机壳则进行了密封处理,表面还覆盖了一层防液体渗透层。两种产品,日常使用中存在一个显而易见的差异,而你只需将镜头对准,就能直接看到其中的原因。
左图:FineWoven采用开放式未密封编织结构,液体可渗入纤维。右图:TechWoven采用更紧密的编织结构,表面带有防液体涂层。两张图片均在MIX模式下拍摄。
初次使用 DSX2000 数码显微镜是什么体验?学习起来难吗?
Arthur:操作非常直观,而且很容易拍出效果惊人的照片。虽然初期需要一个学习过程,但难度并不大。我们之前用过上一代产品,所以很多功能都很熟悉,远程设置也只花了大约半小时。一旦全部设置完毕,上手使用就出奇地简单。我们通常会让设备保持持续开机状态,它总是能保持出色的工作状态。
数码显微镜成像能帮助 iFixit 证明什么?
Arthur:我们的主要目标是教育大众,因此制作引人注目的图像——任何有助于实现这一目标的内容——都非常有帮助。这些图像承载着故事。它们让我们能够平息关于某件产品如何制造的争议,并让人们真正对设备内部的构造产生兴趣。这是一款非常棒的工具,在某些方面甚至无可替代。
营销图表没有告诉你的真相
营销示意图只会告诉你某个层面的存在,却不会告诉你它位于何处、由什么材料构成,也不会说明设备在维修后能否正常工作。要了解这些,就必须有人亲手拆开手机,并 仔细观察才能看清。这就是“被告知内部结构”与“亲眼所见”之间的区别。
这正是 iFixit 所做的工作,而 DSX2000 数码显微镜正越来越多地帮助他们将这些细节呈现出来。同样的成像技术每天都在材料科学和失效分析实验室中应用,在那里,DSX2000 运行着 PRECiV™ DSX 软件,该软件驱动其观察模式和 3D 成像功能。
好奇您的样品在这种细节级别下会呈现出什么景象吗?
手机拆解中使用的成像技术
本文中的图像均通过 DSX2000 数码显微镜的多种成像技术拍摄而成。每种技术都能揭示样品的不同特性,或以独特的方式呈现样品。
关于在手机拆解中使用数码显微镜的常见问题
如何在显微镜下检查智能手机显示屏?
分别从正面和背面拍摄显示屏面板的照片,以观察各层的堆叠情况,然后使用不同的观察模式,突出显示平面光源无法捕捉到的细节。在Galaxy S26 Ultra上,iFixit正是通过这种方式确定了隐私层在堆叠结构中的位置,并录制了面板开机和关机的4K视频,以展示隐私结构的实时工作状态。
数码显微镜中的扩展景深/3D扫描是什么,它在手机拆解中如何应用?
扩展景深/3D扫描 是指在多个焦平面上拍摄图像,并将它们合并为一张具有全焦面的清晰图像,或重建为3D模型。在高倍放大下,单次曝光无法使样品始终保持对焦,因此正是通过扩展景深/3D扫描技术,才使得iPhone 17 Pro摄像头平台边缘等细节图像得以清晰呈现。
自由角度观察为何对电子产品拆解有帮助?
设备零件几乎很难保持完全水平放置。自由角度观察通过倾斜光学系统而非样品来实现成像,iFixit正是通过这种方式拍摄了iPhone Air机身内部的加工细节。
掌握使用数码显微镜进行手机拆解需要多长时间?
iFixit 表示,DSX2000 数码显微镜的初期学习曲线较为平缓,远程设置大约需要半小时。该系统通常保持开机状态并持续使用。
推荐使用哪种数码显微镜软件进行电子产品的 3D 成像?
DSX2000 数码显微镜运行于 PRECiV DSX 软件,该软件负责控制其观察模式和 3D 成像功能。
精选产品
DSX2000
数码显微镜系列
我们屡获殊荣的 DSX2000 数码显微镜系列可捕捉超越 4K 数字成像水平的卓越图像——简化工业检测任务,提高生产力和盈利能力,并为质量保证/质量控制 (QA/QC) 专业人员优化工作流程。DSX2000 全电动数码显微镜将智能 AI 驱动工具、一体化数字成像和可自定义界面整合为一套工业检测解决方案,非常适合电子、汽车零部件、冶金和半导体检测。
DSX2000 专为快速、精确的 2D 和 3D 数字测量而设计,可提供卓越的高分辨率成像,其大范围的放大倍率区间适用于精确的工业检测、质量控制、失效分析和表面计量。凭借 4K 数码显微镜摄像头和宽广的景深,DSX2000 即使对最复杂的材料和组件也能呈现 高分辨率的成像效果。