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掉进海里报废的尼康17-55mmDX牛头全功能修复过程 - by 三月三

(2009-08-13 12:49:22) 下一个

1. 缘由:此镜头主人在海边外拍时不幸绊倒脚架,连机带镜跌落海水中,捡起来发现D50机身的脚架孔已经被脚架掰下来一块,还有一股焦糊味,机身明显没救了,但还是救起了价值上千美元的这个牛头。下面是镜头主人“踏浪”自己的描述:

“今晨,麻麻亮, 蹑蹑出门,向海边而去。放眼望,海上天边,云涛滚滚,如镜大海安详宁静,窃喜。 停好车,看日出方向,如待出阁新娘,瑰丽无比。 为追光迎天神,岸边石上狂奔,直往海岈脚,安抵。支好脚架,无视海神遍遍劝告,任浪花没膝,快门照压。 盼浪花如瀑,霞光如柱。 瞬间,贪心起。遥望对面池中彩云,诱惑无比,无视海峡难跨,潮水汹涌,环顾四周,观岈脚山洞在一波浪潮退去时,似可驻足。 未细想,也不必挽裤脚, 反正已湿,索性透。虽蒙海神照顾,未动雷霆大怒, 无奈脚下石头小人,尖猾无比,放我于海沟里。 呜呼。。。可怜伴俺两年,给俺快乐的D50 和爱头, 随我一同蒙难。万幸有三张收获,特贴一,以留念。 ”

这是此镜头失事前拍的最后的照片:



镜头在两天后被送往洛杉矶Nikon维修部,诊断结果为"beyond repair (无法修复)”,几个主要部件被海水损害(诊断见图)(不便公开的部分已做马赛克处理)。此时恰逢我修复了自己一个掉进淡水的大变焦DC (此贴的修复过程照片就是它照的,我回头再贴这个相机的修复过程),于是此头被送到我手里做最后尝试,我当时认为,自动对焦不灵了知道应该可以把它修复成一个手动头来用。



2. 镜头情况介绍:此头为尼康的专业级DX头,全称为AF-S DX Zoom-Nikkor 17-55mm f/2.8G IF-ED。光学结构见图2(几个镜片组已标上字母以便下面引用),这是个内对焦头,即对焦时前组不动,(经拆解发现参与对焦的只有C组镜片),而变焦时为了满足个焦段的成像性能,所有镜组(包括位于D和E组间的光圈组件)都会前后移动,而狗头只移动部分镜组,所以这个头的机械结构比狗头复杂很多。组装时发现,前镜身和后镜身各由三层套筒组成,一转变焦环,六个筒来回移动,看得眼晕。拿到手时,变焦环完全不能转动,对焦环勉强可以动,光圈拨杆也卡死。

图2



3. 镜头结构与功能ABC:为方便新入门的朋友看贴,简单说一下现代变焦镜头结构的常识。老鸟可略过这部分。

机械部分:变焦镜头为了实现变焦,往往要让不同镜组在使用者转动变焦环时做独立运动,所以要把它们固定在不同的套筒上,各套筒间用定位销和滑槽配合来协调相互滑动,负责对焦的镜组由对焦马达或手动驱动。光圈大小由机身拨动光圈拨杆来控制(目前只有尼康这样,其它品牌都由镜头电路来变光圈),老手动头有镜身光圈环手动控制。

电子部分主要是向机身提供本镜头的类型和光圈范围,以及由位置传感器提供的拍摄时的焦距和对焦距离,同时接受机身传来的AF信号驱动对焦马达,非尼康的镜头的电路还负责变光圈。

4. 拆解过程:整个拆卸过程中盐花四溅,不需要防尘,所以在我的饭桌上进行。我用工具较专业的包括直径1.5mm的十字螺丝刀(要专业工具钢的,家用型的不行),3mm宽的薄刃一字螺丝刀(普通的厚度太大),防静电腕带,可固定开合的尖嘴钳,光谱纯乙醇和乙醚(配制镜头清洗液),专业kimwipes实验室用擦拭纸,电导率低于10E-10的高纯水。

后组拆卸:

取下卡口处几颗螺丝后就可以很容易卸下卡口,电触点,光圈拨杆和后组保护环。这时后面还挂着电触点:

图3



继续拆下图3可见的几颗螺丝后,松开AF/MF开关,就可以取下镜头后面连着变焦环的外壳,露出电路板(图4)。发现电路板并没有接触海水,只有几个连接线和后组镜框被腐蚀。所以,如果对焦马达没问题,我认为有可以全功能修复的可能。

图4



断开所有的电连接件,卸下固定螺丝,就可以取下围绕镜筒的四块小电路板,放在锡箔上防止静电击穿(图5)。

图5



取下电路板,可以看到后镜筒的定位销和滑槽(图6)。此图中后镜组(图2中F组)已被取下(由三颗螺丝固定)放在右边桌面。

图6



对焦马达电刷的腐蚀情况:

图7



取下光圈组件上的E组,此镜组通过螺纹和光圈连接,要用尖嘴钳或专用工具旋下,这个过程很考验心理素质,因为上得很紧,如果失误就会损害镜片表面。动手前要用记号笔标记相对位置,以便安装时恢复原位置。拆下的E组在左上角(图8),现在光圈叶片已露出,注意到有几片叶片被盐沾住了。

图8



拨动光圈拨杆,有至少三片叶片无法动作(图9):

图9



要修理光圈组件,必须从前面拆开。

前组拆卸:
镜头前面有一圈用双面胶固定的薄铝片环,取下它才能看到前组(图2中的
A组)固定螺丝。

图10




取下螺丝,拿下变焦伸缩筒:

图11




前组镜筒上的盐:

图12



小心取下前组。

图13



B组被盐沾了个结实,要加两滴水轻敲边沿才能取下。

图14



海水腐蚀

图15



露出C组,这一组管对焦,固定在一个浮动镜架上。

图16



取下相应的定位销,就可取下前镜身外筒。图中那个不锈钢的圈圈为对焦马达,看起来光鲜,其实已经无法转动,被盐沾死了。

图17



取出十几个定位销后,经过艰难的努力,被盐沾死的镜筒终于被分开了,从前面拿出了D组和光圈组件,镜筒拆空了。

图18



D组和光圈组件特写,可以清楚看到被盐沾住的光圈叶片:

图19



这是镜头全部零碎的全家福。(拍照时我还不知道对焦马达如何拆下清理,所以留在镜筒上。蓝盒子里是拆下的螺丝分类保存):

图20a



另一个方向看镜头部件

图20b



5. 光圈拆解过程:

光圈无法动作,如果不修好,当手动头用也不行。

这是光圈组件,位于D和E组之间,E组就通过螺纹旋在它的背面。必须拆开前面的镜片才能取出光圈。

图21



打开盖子,发现有三四片叶片锈蚀:

图22



光圈完全拆散后,上面五片叶片完好,下面四片被腐蚀,其中两片的销钉已经脱落,摆在右下焦。

图23



销钉脱落的两片叶片之一:

图24


6. 对焦马达拆卸:

在前面的镜头部件全家福(图20)里,对焦马达还在主镜筒上,我是后来才琢磨出来怎么拆的。在马达的黑金属圈(图17可以看到)上有三个小孔,要转动这个黑圈才可以看到有三颗小螺丝对着三个小孔,取出螺丝就可以卸下马达。这个不是一个普通的电磁马达,而是使用压电陶瓷的超声波马达,拆开的定子和转子只有几个环,都没腐蚀,用水擦掉盐渍就可以了。

7. 清理和修复

光圈:销钉脱落的两片叶片已无法使用,我手上的旧头的光圈也和这个牛头的不一样,只好硬着头皮用502胶水把销钉沾在被腐蚀变大的叶片的孔上,其中一片沾得还算完美,但另一片腐蚀更厉害,需要多加胶水,晾干24小时后,装好光圈,叶片可开合,但不如正常的滑顺。

其它所有部件都重新清理除盐,用了高纯双蒸水,被腐蚀的电连接重新接好,光学表面的清理用了镜头纸和自配的镜头液,清理组装在超净台进行。由于没有分解镜片组,C组和E组螺纹旋回原位置,其它组都是螺丝固定,光学准直应该不受影响,所以没有专门校正。

7. 测试

组装好后,没敢先上数码机,先用一个多日不用的胶片机测试,镜头被正确识别,显出F2.8,表明镜头标识电路完好。

图25



装到D50上,AF正常,可以变焦,试拍两张,光圈可以开合。

贴两张被修复镜头的试镜片:

模特是佳能FD卡口的老机,拍摄时用了F4,曝光正常,说明光圈开合还可以。

图26



校园里盛开的虞美人:

图27



8. 后记:

这是我第一次修理这么昂贵的牛头,由于工作忙,修修停停拖了好几天,所用的时间加起来大概有8-10小时,很多时间是用在琢磨变焦机械原理,怎样拆开和怎样才能保证复原。总共拆下形状和材料尺寸不同的六十多颗螺丝,我整个过程做了详细笔记,螺丝都分开存放,加上我很长的拆装修复经验和实验室的专业器材和设备,所以最后才能顺利修复。如果你经验不足,不可贸然对牛头下手。关于尼康说这个镜头不能修了,可能是他们的政策规定不修被海水浸过的镜头,或修理后不能达到原有技术标准,不想砸牌子。


这个头的外壳虽然是工程塑料的,但有关光学准直的部分全部是厚实的金属(像是镁铝合金),耐摔耐冲击就不奇怪了。这个头的电路板不是一般镜头的环状,而是四块分开,所以幸免于海水损坏。通过观察海水的侵袭情况,发现海水主要是从镜头前面变焦时可以伸缩的那个套筒间隙进去的,但所到之处的大部分材料都抗腐蚀,卡口处的密封橡皮圈有效封住了从后组近水,前组镜片也被UV镜有效保护,尼康牛头名不虚传。

镜头主人说这个头被捞起来后,他来回转对焦圈,可能这是海水渗入光圈的最大原因。所以,如果有镜头落水,捞起来后不应该转动任何部分,要尽快从相机上取下来,卡口朝上,立即放进干燥箱或用别的办法让它快速干燥,就可以把损失减到最小。

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