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拿红圈开刀 ZOL牛人佳能顶级镜头拆修记


CBSi中国·ZOL 作者:中关村在线 高卓鹏 责任编辑:高卓鹏 【原创】 2011年08月19日 05:00 评论
产品:EF 17-40mm f/4L USM 佳能 镜头 回到顶部阅读

过把瘾!咱们来拆佳能红圈

  前段时间笔者曾写过一篇拆修尼康18-55mm镜头的文章,这枚“狗头”结构相对简单,做工亦不能跟头顶红圈、金圈的高端镜头相提并论,因此很多朋友看了之后都觉得意犹未尽。前不久,笔者在ZOL办公区某个柜子里找到一支报废的佳能17-40mm F4L镜头,顿时两眼放光心生邪念,红圈啊!环形USM超声波马达啊!5000多块啊……反正是报废的,要不,拆拆看?



我们已经尽力了 佳能17-40L镜头拆修记

·过把瘾!咱们来拆佳能红圈

  这枚报废的佳能17-40mm F4L是一枚保有量较高的广角变焦镜头,与万元级的16-35mm F2.8L相比,它虽然光圈要小一档,但价格也相对便宜很多,因此受到了许多风光摄影爱好者的喜爱,并与24-105mm F4、70-200mm F4(小小白)并称为“小三元”。

佳能17-40镜头拆解
待拆的佳能17-40mm F4L镜头

  既然是头顶红圈的L级镜头,佳能17-40mm F4L在做工及用料方面都不会让人失望,不仅拥有良好的防尘防水性能,而且由于配备了环形USM超声波马达,该镜头亦拥有对焦迅速而且宁静等特点。在开始拆解之前,我们先来看看该镜头的完整外观。

  点击温习:砖头复活记 编辑拆修尼康18-55mm镜头

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为什么拆?因为对焦有问题

·为什么拆?因为对焦有问题

  即将被笔者拆解的这枚佳能17-40mm F4L镜头,在对焦方面出现了不小的问题,焦距刻度窗口显示该镜头无法在最近对焦距离(0.28m)至1m左右范围内对焦,并且在旋转手动对焦环时,手感非常生涩,感觉里面似乎被什么东西卡住了,已经无法正常使用。笔者拆解该镜头的目的,除了与大家一起开开眼界之外,也有寻机将其修复的想法。当然,笔者毕竟不是专业人士,能否修好还得看运气。


佳能17-40镜头拆解
对焦有问题的佳能17-40mm F4L镜头

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镜头拆前展示视频

佳能17-40镜头拆解
从外观看并没有明显的损伤,表面覆盖着油润的“包浆”

佳能17-40镜头拆解
镜头细节特写,红色LOGO代表环形USM超声波马达

佳能17-40镜头拆解
高贵的红圈,不仅用着爽,拆起来应该也会很过瘾

佳能17-40镜头拆解
漂亮的镀膜,使用77mm滤镜

佳能17-40镜头拆解
富有“包浆”质感的手动/自动对焦模式拨杆

佳能17-40镜头拆解
镜头焦距刻度窗口,显示此镜头已丧失近距拍摄能力

佳能17-40镜头拆解
变焦环特写

佳能17-40镜头拆解
金属屁股,比塑料屁股耐用多了

佳能17-40镜头拆解
镜头后桶内有细密的黑色植绒,能有效吸光防反射

佳能17-40镜头拆解
金属卡口外侧有一圈密封橡胶垫(缺了个小口),可有效防尘防水滴

  从外观就能看出,这枚佳能17-40mm F4L镜头可谓饱经沧桑,尽管镜身表面已被磨得光滑油润,但整体结构依然非常牢靠,没有任何松散的感觉。笔者仔细观察发现,该镜头除了后端密封橡胶垫上有一个小缺口之外,其他地方几乎完好无损,在认可佳能L镜头做工的同时,笔者不禁纳闷,是什么原因造成其对焦失灵的呢?下面,我们正式开拆(兴奋!)。

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开始拆解,从镜头卡口处入手

·开始拆解,从镜头卡口处入手

  拆解这枚佳能17-40 F4L镜头,用到的工具非常简单,只需要一把小号的十字改锥就可以一拆到底。首先,该从哪里下手呢?当然是哪里有螺丝,就先拆哪里。纵观镜头全身,只有金属卡口处有着几颗显眼的螺丝,咱们就从这里开始。


佳能17-40镜头拆解
镜头卡口上有4颗螺丝

佳能17-40镜头拆解
将这4颗螺丝一一拆下

佳能17-40镜头拆解
卡口内圈有一个黑色的小片儿,其作用为17-40镜头专用滤镜插槽

佳能17-40镜头拆解
拧下螺丝,将这个滤镜插槽取下

  在镜头卡口的内侧,有一个EF17-40镜头专用滤镜插槽,由三颗螺丝固定在镜头最后端。拆下这此装置后,再拧下金属卡口上的4颗螺丝,按道理来说,金属卡口应该就可以拆下来了,但笔者尝试了半天,金属卡口依然纹丝不动,莫非拆解过程还没开始就只能到此结束?!这也太丢脸了吧。还好天无绝人之路,在镜头卡口的内侧,靠近触点的地方,笔者终于找到了两颗不起眼的小螺丝。

佳能17-40镜头拆解
在金属卡口的内侧,隐藏着两颗小螺丝,拆下

  拆下两个隐蔽的小螺丝之后,金属卡口依然没办法轻松的拆下来,轻轻的将之抬起观察,发现金属卡口、触点及塑料材质的黑色底盖依然紧密的连成一个整体,并且由触点下方连接主板的排线牵绊着,无法取下,采用暴力的话只能让镜头彻底报废,这可比找螺丝困难多了。

佳能17-40镜头拆解
将塑料材质的黑色底盖撬下来

  打着电筒,从撬开的细缝里往里看,笔者发现黑色后盖是通过四个卡扣扣在金属卡口内侧的,在黑色底盖表面及未知小片儿上方印刷的四个白色箭头标记了它们各自的位置。笔者小心的将螺丝刀伸进布满排线的缝隙中,慢慢的将黑色后盖的四个卡扣一一撬开,至此后盖终于脱落。

佳能17-40镜头拆解
很难搞定的黑色后盖

佳能17-40镜头拆解
将金属卡口轻轻提起

佳能17-40镜头拆解
轻松与镜身分离,金属卡口沉甸甸的,用料很实在

佳能17-40镜头拆解
来一张特写,做工不错

佳能17-40镜头拆解
将防水密封圈拆除

佳能17-40镜头拆解
拆掉金属卡口之后,镜头后段也可以直接拿掉

佳能17-40镜头拆解
镜头后段特写,上面有一个小红点

  在艰难的拆下黑色底盖之后,幸运女神似乎突然又回到了笔者身边,金属卡口可以直接拿下来,下方的橡胶材质密封圈以及上面有个小红点的镜头后段也可以轻松取下。取下这些零件之后,就可以看到镜头内的环形主板了。

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拆镜头环形主板,需注意排线

·拆镜头环形主板,需注意排线

  环状的主板是镜头的大脑,上面不仅连接着镜头触点,而且还插着5根排线,控制着镜头的对焦、变焦、光圈等系统。下面,我们要做的事情就是把主板拆掉,首先需要将上面的排线一一拔掉。


佳能17-40镜头拆解
绿色的镜头主板,上面连接着镜头触点

佳能17-40镜头拆解
主板正面连接着5根排线

佳能17-40镜头拆解
排线插口特写,带有黑色塑料锁扣

佳能17-40镜头拆解
其中一根排线已经有些翘起变形,但不影响使用

佳能17-40镜头拆解
拆排线,首先将排线接口处的锁扣轻轻推出来

佳能17-40镜头拆解
解锁之后,将排线轻轻拔出,过程很顺利

佳能17-40镜头拆解
将5跟排线都拔掉之后,开始拆解主板上的螺丝

佳能17-40镜头拆解
轻轻将主板撬起,发现下面没有任何连接

佳能17-40镜头拆解
将主板拿下来,来张特写

佳能17-40镜头拆解
主板背面特写

  拆除主板的过程比较简单,由于笔者拥有多次拆装单反相机的经验,对排线这类的东西比较熟悉,所以还算顺手。在此分享一下笔者的经验,不论是手机笔记本还是相机,在排线插口处一般都会有锁定装置,因此千万不要使用暴力硬拔。正确的做法是先找到锁扣的位置,将之解除后排线即可轻松脱落。

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拆镜头外筒:注意隐藏的螺丝

·拆镜头外筒:注意隐藏的螺丝

  将主板拿掉之后,就可以看到几颗银色螺丝,经笔者观察,这些螺丝应该是用于固定镜头外筒的。将这四颗银色螺丝一一拆下之后,镜头外筒开始松动,但依然去不下来,原来,在变焦环橡胶套的里面,还藏着两颗固定螺丝,需要先将它们一同拆下。


佳能17-40镜头拆解
拆除固定变焦环这一段镜筒的螺丝

佳能17-40镜头拆解
拆螺丝时手别抖,划伤镜片就惨了

佳能17-40镜头拆解
将变焦环上的橡胶套取下来

佳能17-40镜头拆解
可以看到两颗固定螺丝,拆掉

佳能17-40镜头拆解
将螺丝拆下之后,镜头外筒即可脱离主体

佳能17-40镜头拆解
拆下镜头外筒,可以看到镜头内部复杂的结构

佳能17-40镜头拆解
镜头外筒内侧有一根排线,连接着AF/MF拨杆

佳能17-40镜头拆解
这个白色的小东西有什么作用?

佳能17-40镜头拆解
镜头外筒特写

佳能17-40镜头拆解
取下手动对焦环

佳能17-40镜头拆解
镜头外筒基本已经拆除干净

  将对焦环侧面的那颗隐藏螺丝拆掉之后,镜头外筒就可以轻松拆下。这节镜筒上包含了变焦环、焦距窗口以及AF/MF拨杆,那颗最后拆下的螺丝,它除了起到固定镜筒的作用之外,还有桥接变焦环和镜头内部变焦结构的重要作用。让笔者比较意外的是,镜头前端的手动对焦环与镜头主体之间并没有任何固定装置,可以轻松的将其取下来。

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镜头内变焦结构展示及拆除

·镜头内变焦结构展示及拆除

  将两段镜头外筒拆下之后,镜头内部的复杂结构已经显露无疑。在继续拆解之前,我们先来仔细的研究一下。首先请看下面这张图片,左侧是个金属材质的小滑块,可以左右滑动,上面的洞就是刚才镜头变焦环外侧那颗螺丝的固定位置,由此可见,这个滑块就是掌管镜头变焦的重要部件。在这个小滑块上面,还固定着一个小刷子状的零件(见图片左侧亮部区域),随着滑块的滑动,这个电刷在一块布满触点的塑料片上左右移动,笔者猜测其作用应该是告知主板当前的焦距信息。


佳能17-40镜头拆解
镜头内部复杂的变焦结构



变焦时镜头内部运动状态
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变焦时电刷特写视频

佳能17-40镜头拆解
小刷子状的零件,随着滑块左右移动

佳能17-40镜头拆解
背面还有另一个小滑块

佳能17-40镜头拆解
拆除小滑块上的螺丝

佳能17-40镜头拆解
拿掉滑块

佳能17-40镜头拆解
拆第二个滑块

佳能17-40镜头拆解
近距离特写

佳能17-40镜头拆解
滑块下方的触点

  在拆掉凸起的这两个小滑块之后,我们即将开始拆解佳能17-40 F4L的核心部件——环形USM超声波马达。与普通的轴承马达相比,环形超声波马达在许多方面都有较大的优势,比如对焦速度更快,并且运转时非常宁静,因此被广泛应用于高端镜头上。下面,笔者就来亲手揭开环形USM超声波马达的真面目。

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重头戏!拆环形USM超声波马达

·重头戏!拆环形USM超声波马达

  在拆解镜头之前,笔者对环形超声波马达也是一知半解,感觉这东西绝对够精密、够复杂。在拆解镜头之前,笔者还特意在网上找了一些环形USM超声波马达的资料,我们先来看下面这两张图片。


佳能17-40镜头拆解
佳能官方的环形超声波马达结构示意图(左上角)

佳能17-40镜头拆解
网上找到的另一张图片:会发蓝光,高科技啊!

  看了上面两张图片,笔者顿时困惑不已,难道神秘、强大的环形超声波马达就是由两个铁圈儿组成的吗?这未免也太简单了吧,至于你们信不信,反正我是不信的。话不多说,咱们继续拆。在两个铁圈上面,压着一个金属片,用改锥顶着缺口处,逆时针转动金属片,松动后将之取下。

佳能17-40镜头拆解
拆除压在环形超声波马达上的金属片

佳能17-40镜头拆解
仔细看,金属片由3层不同的材质组成

佳能17-40镜头拆解
中层是很有意思的波浪形结构,有什么作用?

佳能17-40镜头拆解
激动!取下环形USM超声波马达的定子

  通过查找资料笔者了解到,环形USM超声波马达的结构的确就是这么简单,它由定子和转子组成(就是上图的那两个金属圈儿)。下图这个浑身是齿的是定子(不转动的部分),资料上说:定子是一金属环,底部有压电陶瓷元件,上部均匀排列着梯形凸出物。定子是用特殊材料制造的,它的热膨胀系数同压电陶瓷元件的一样,这样可以避免温度变化的影响。——好吧,这个金属环很不简单。

佳能17-40镜头拆解
不简单的金属环——环形USM超声波马达的定子部分

佳能17-40镜头拆解
定子背面特写,上面连着一根排线

佳能17-40镜头拆解
定子细节特写

佳能17-40镜头拆解
取下马达的转子部分

佳能17-40镜头拆解
转子特写

佳能17-40镜头拆解
转子背面特写

  转子是一个铝质环,通过凸缘状弹簧与定子结合在一起。由于铝材比较软,所以结合部位是经过特殊处理,增加其耐磨性能——到此为止,我们已经完成的拆除了佳能17-40mm F4L镜头的环形USM超声波马达,佳能用两个“简单”的金属环,就实现了“震惊世界的静音和高速的自动对焦”,令笔者感慨不已。

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拆无可拆,改从镜头前端入手

·拆无可拆,改从镜头前端入手

  在拆除了佳能17-40mm F4L镜头的环形USM超声波马达之后,我们继续来拆解镜头剩下的主体部分。首先,揭开焦距窗口内的那个刻度标签,并将内侧隐藏着的一个铜质小电刷拆掉。


佳能17-40镜头拆解
拆下焦距刻度标签

佳能17-40镜头拆解
拆下铜质小电刷

佳能17-40镜头拆解
铜质小电刷特写

  拆掉这个铜质小零件之后,镜头后端基本上已经没有了下手的地方,想要继续拆解镜头,我们需要从前端入手。仔细观察镜头前端,这附近没有螺丝,想要拆下镜片周围的塑料环,只能用螺丝刀轻轻的将其撬下来。

佳能17-40镜头拆解
后端拆无可拆,改道走“前门”

佳能17-40镜头拆解
把镜头前端的塑料圈撬下来

  将前端镜片周围的塑料圈撬下来之后,就可以看到三颗固定前组镜片的螺丝,将它们一一拆下。佳能17-40mm F4L的前组镜片是1片直径为55mm的玻璃铸模非球面镜片,我们来仔细看一下。

佳能17-40镜头拆解
拆前组镜片

佳能17-40镜头拆解
沉甸甸的镜头前组镜片

佳能17-40镜头拆解
镜头结构图及前组镜片位置示意

佳能17-40镜头拆解
前组镜片背面展示

佳能17-40镜头拆解
前组镜片拆掉之后,露出黄色镀膜的内层镜片

佳能17-40镜头拆解
内层镜片特写,最中间那圈是光圈叶片

佳能17-40镜头拆解
拆除“红圈”

佳能17-40镜头拆解
拆除“红圈”

  将镜头前端那枚沉甸甸的大口径玻璃铸模非球面镜片拆除之后,我们就可以把代表其尊贵身份的“红圈”拆下。随着一个个零件离镜而去,摆在笔者面前的这枚佳能17-40mm F4L镜头渐渐露出了最复杂的核心部分,但是到此为止,笔者依然没有找到导致镜头对焦异常的原因。

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震惊!镜头内发现碎玻璃渣

·震惊!镜头内发现碎玻璃渣

  不得不说,拆镜头是一个相当费神的事情,尤其是当我们越来越接近镜头核心的时候,每一个步骤都要非常小心,并且在动手之前,我们还需要预估此步骤会不会影响镜头的光路,拆掉再装上的时候,镜头的画质会不会下降等等因素。从镜头前组镜片的固定方式来看(只是简单的由3颗螺丝固定),拆装之后应该不会对镜头的素质造成影响。


佳能17-40镜头拆解
“瘦身”后的镜头

佳能17-40镜头拆解
拆掉上图改锥处的螺丝

佳能17-40镜头拆解
拆掉侧面一颗固定排线的螺丝

佳能17-40镜头拆解
核心部分一分两半,左侧为镜头的核心镜片组

佳能17-40镜头拆解
震惊!核心镜片组外筒上粘着几个玻璃碎渣

  将核心镜头组拆下之后,笔者终于有了重大发现!在镜头组外筒上面,粘着几颗玻璃碎渣,笔者复查了镜头所有的镜片,并没有发现任何破碎的痕迹,它们是从哪里来的?

佳能17-40镜头拆解
佳能17-40mm F4L镜头在变焦时前端状态示意

  虽然佳能17-40mm F4L在变焦时镜头前组不会伸出镜筒,但是从上面的动态图可以看出,在变焦时镜头前组依然会发生前后移动,它与外筒之间存在一个小小的缝隙。因此,镜内出现玻璃渣,笔者觉得唯一合理的解释是:镜头曾经加装了一块UV镜,在某次意外中掉到了地上,致使UV镜片破碎,玻璃碎渣从镜头前端缝隙处落入镜头内。是的,一定就是这样!

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真正的元凶,还潜伏在更深处

·真正的元凶,还潜伏在更深处

  值得高兴的是,拆到这里,我们已经找到了镜头对焦故障的原因——玻璃碎渣卡住了镜头的某处机械结构。但是从发现那两粒玻璃碎渣的位置可以判定,它们并不是罪魁祸首,真正的元凶还潜伏在镜头更深处。


佳能17-40镜头拆解
从后面入手,继续拆镜头后组镜片

佳能17-40镜头拆解
拆除镜头后组镜片

佳能17-40镜头拆解
一窥镜头内部结构

  将后组镜片拆下之后,笔者彻底陷入了迷茫之中。为什么呢?如下图所示,除了已经拆掉的前组、后组镜片之外,佳能17-40mm F4L的其他镜片都集成在下面这个圆筒里面。在转动变焦环(对焦环?)的时候,通过圆筒表面的凹槽可以看到里面共有三层结构随着转动而上下浮动……笔者急得满头大汗,甚至连摄像和拍照都给忘了:拆还是不拆?怎么拆?拆了还能装上吗?

佳能17-40镜头拆解
圆环套圆环,内部三层浮动结构,下手很困难

佳能17-40镜头拆解

  经过仔细观察,笔者觉得最上层镜片应该会比较容易拆。事实的确如此,不过拆着简单,想要装上却非常困难,因为这个圆筒内部可谓机关重重,一层套一层,外侧的凹槽要跟内侧浮动的轨道相对应,螺丝的位置还有讲究,最难受的是镜片还在里面晃动,没办法固定……

佳能17-40镜头拆解
佳能17-40mm F4L镜头零件全家福

  笔者差不多花了40分钟才将此镜片还原,并且坚决打消了继续拆解的念头——现在装回去镜头还可用,继续拆的话或许真的就彻底报废了。到此为止,佳能17-40mm F4L的镜头拆解过程已经告一段落,至于镜头组装的过程,笔者在此就不在累述了。虽然没有如预期的那样将镜头修好,但我们至少见识了超声波马达长什么样,并且还找到了镜头损坏的原因,半天的时间算是没有白费。

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总结:测试,拆修会影响画质吗?

·总结:测试,拆修会影响画质吗?

  看到这里,或许很多朋友会说,悲剧了,照你这样拆镜头,装上之后也完蛋,画质肯定下降很多啊……在文章的最后,我们来检验一下,经过拆修的这枚佳能17-40mm F4L镜头,它的画质有没有下降。以下照片是使用该镜头配合无敌兔拍摄而成,大家可以点击查看原始大图。


红圈镜头原地复活 编辑拆修佳能17-40L
焦距:40mm  光圈:f/4.0  ISO感光度:100  17mm端样张 F4
曝光时间:1/500  曝光补偿:0EV  白平衡:自动

红圈镜头原地复活 编辑拆修佳能17-40L
焦距:40mm  光圈:f/4.0  ISO感光度:100   40mm端样张 F4
曝光时间:1/500  曝光补偿:0EV  白平衡:自动

红圈镜头原地复活 编辑拆修佳能17-40L
焦距:40mm  光圈:f/8.0  ISO感光度:100   17mm端样张 F8
曝光时间:1/200  曝光补偿:0EV  白平衡:自动

  从上面这三张样片来看,经过拆修的这枚佳能17-40mm F4L镜头的画质并没有明显下降,也没有出现无限远无法对焦的问题。不过,仔细查看图片下方EXIF信息,我们就会发现一个比较悲催的新问题:不论广角长焦拍摄,焦距信息始终显示为40mm,笔者分析这是由于镜头内某跟排线接触不良所致。这虽然不是什么大问题,但笔者依然感觉很崩溃,难道还要再拆一次?!

·友情提示:

  私拆镜头,可能会丧失保修资格,请大家切勿冲动。

 

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