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佳能10X30 IS等几款稳像望远镜的稳像原理、内部结构、维修改造、注意事项、镜后照等

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发表于 2018-3-16 01:58  | 显示全部楼层 | 阅读模式
本帖最后由 过客匆匆甲 于 2018-3-16 07:45 编辑

关于佳能 10X30 IS 等几款稳像望远镜的稳像原理、内部结构、维修改造、注意事项、性能指标、镜后照等

提示:因本贴图片等文件过多,帖子容量太大,因带宽及网速等原因,有可能在进入本贴后可能会出现假性死机,或出现部分图片无法显示或模糊跳动或残缺不完整,如遇此情况可刷新一下再浏览,或烦请在别的时间段夜间人少时再浏览,给刘总和大家带来不便敬请谅解。如影响到服务器导致虚拟服务器出现堵塞等影响大家浏览别的帖子时,烦请刘总删除此贴。谢谢大家!

北旅之星是中国乃至世界上最大的望远镜专业论坛,本人在论坛里看到刘总及诸多资深玩家和大侠们编写的许许多多关于望远镜方面的各种各样的精彩文章和毫无保留的经验介绍、还有那身临其境般的使用心得和感受,使自己获益匪浅。为了回报大家,本人也想尽自己微薄之力多编写一些技术性的望远镜帖子。因此论坛里的关于望远镜的技术帖子几乎被我翻了N个遍,我也多次查阅了国外的望远镜论坛的资料,至今还没有发现有系统介绍稳像望远镜的相关资料或技术帖子。正好最近免费帮镜友修理了两只佳能10X30 IS I 和 II 代稳像望远镜,顺便也对这两只镜子进行了一定的分析和研究。结合对这两款佳能稳像望远镜的解剖和研究,现将这两款稳像望远镜的基本工作原理和内部的电路结构、光学结构、机械结构和维修时的拆卸步骤及相关注意事项、稳像望远镜的工作电流、工作电压范围、消耗功率、表观视场大小对比等内容向大家做一介绍和汇报,后面还有对稳像开关控制的DIY改造方案与建议,供动手能力强喜欢DIY的镜友做个参考。其实本人在2016年就已经编写一篇近五万字的关于佳能稳像望远镜的帖子,因当时看到论坛里关于佳能稳像望远镜的风刮得太过猛烈,因此顾虑到在那个时间发贴恐有推波助澜之嫌,所以就一直压着没有发表。又因去年佳能推出了三款稳像原理及结构不同于原来产品的新稳像望远镜,所以现在看起来原先编写的那篇帖子内容有些陈旧,待日后再有机会接触到佳能的几款新稳像望远镜后,再重新对原先的帖子进行修改和编写,如果喜欢看的镜友多的话,日后再择机发表。由于原先那个编写的帖子过于庞大,这次主要就以介绍 10x30 IS I & II 代及12X36 IS II & III 代佳能的这几款低档稳像望远镜为主,因佳能这三款低档稳像望远镜的内部结构和稳像机理都相同,所以把它们归为一类来介绍。
先让大家观看几个关于佳能稳像望远镜的稳像原理和稳像效果的GIF演示动画,这样能够更直观地理解稳像望远镜的基本工作原理和实际稳像效果。说明一下,这几个演示动画原本是WMV格式的视频文件,因论坛不支持各种视频文件的播放,所以本人将视频文件转换成论坛支持的GIF格式,又因GIF格式文件过于庞大,无奈只好对GIF文件进行减帧和压缩处理,这样就导致了动画在播放时的连贯性、顺畅度和画质等方面的效果不够理想,为了不至于打开帖子就被卡死,另外两个关于稳像效果的动画演示文件放在本贴的最后面,大家就将就看个意思吧。为避免给论坛服务器带来过大的流量和带宽影响,已对相关文件做了尽可能大的压缩和删减,但因这篇帖子的文件和图片较多,如果在看帖时感到演示动画不够流畅或部分图片无法显示时,建议换个时间段(譬如夜里人少时)再浏览本贴。
为了大家看起来更方便,我已经将大部分介绍内容和说明文字编写到图片里面了。我知道论坛里藏龙卧虎高手能人众多,因本人的能力和水平有限,帖子中如有谬误和不当之处,看在幸苦了多个日夜的情面上,望各位能够善意的批评指正和交流探讨。最后声明,这个帖子系北旅独家发表,原理介绍与维修改造相结合的形式也是国内首发,如要转贴烦请注明文章出处北旅之星论坛。谢谢大家对本人的一贯支持和帮助。

佳能稳像原理示意图01.gif


佳能10X30 IS II -1.jpg

通过以上的演示动画和图片介绍,大家对佳能稳像望远镜的稳像原理和稳像效果有了一个大致上的直观了解。其实除了佳能新出的三款稳像望远镜和原来的8X25 IS外,其它的如红圈10X42L IS WP、15X50 IS AW、18X50 IS AW 这几款高档稳像望远镜的稳像工作原理都是与这次介绍几款是相同的,主要差异和区别是稳像功能开闭方式及自动延时省电模式、防水防尘功能、光学成像效果、整体用料做工好坏和使用寿命长短等方面。

根据本人对尼康(富士同)及佳能的几只稳像望远镜开机维修过程中发现,现在的日产稳像望远镜内部的塑料件众多,因碰撞跌落导致稳像失灵、因密封太差导致内部长毛发霉等故障现象都具有一定的共性,其可靠性及结实程度与使用寿命实在令人堪忧,日本企业在设计与制造这类光机电相结合且要进行大批量工业制造的大多都当作一次性产品来对待。所以这类产品在结构上根本就不考虑和不设置方便日后维修维护和调试等设置。 尤其是佳能10x30 IS I & II代及12X36 IS II & III代也包括8X25 IS 都是属于低档稳像产品,在光学效果上、在日常使用的可靠性及使用寿命都远不及常规的非稳像望远镜,因此建议大家在使用这类产品时尽可能小心。
发表于 2018-3-16 02:06  | 显示全部楼层
本帖最后由 过客匆匆甲 于 2018-3-16 02:32 编辑

下面先介绍一下佳能稳像望远镜用于检测望远镜抖动的主要部件---压电陀螺仪传感器,佳能稳像望远镜使用了两只日本精工爱普生陀螺仪MEM XV-3510CB 角速度传感器,陀螺仪器件名称为E x3510。
什么是陀螺仪传感器?传统机械陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。它的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向,然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪,其实这种陀螺仪不应该称为陀螺仪,应该叫传感器更为贴切。爱普生提供的陀螺仪传感器(角速度传感器)是一种压电陀螺仪,属于电子陀螺仪的一种,这种压电振动电子陀螺仪由于没有转动部分,是对传统陀螺的一大变革,因而具有寿命长,可靠性高的突出特点。爱普生压电陀螺仪采用双T型晶体做为检测角速度的材料,当芯片做一定角度旋转,内部T型晶体产生形变,压力改变后产生电压,芯片检测到电压改变后做相应输出,输出到稳像与驱动电子控制电路里的运算处理器CPU,由运算处理器CPU经运算后向抖动补偿驱动电路发出指令,再由抖动补偿驱动器件电磁线圈带动可变角度液态棱镜VAP改变角度使光轴发生反向偏转,最终起到对抖动的补偿使图像再次趋于稳定状态。



陀螺仪检测原理1.gif 陀螺仪检测原理.jpg
DSC05887-1100陀螺仪传感器.jpg
2018-03-09_234855.jpg

2018-03-02_012335.jpg
手机里的三轴陀螺仪.jpg
陀螺仪检测原理3.jpg
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发表于 2018-3-16 02:23  | 显示全部楼层
本帖最后由 过客匆匆甲 于 2018-12-11 01:00 编辑

接着再向大家介绍佳能10x30 IS I & II 代及12X36 IS II & III 代这几款稳像望远镜的光学结构及与其它几款佳能稳像望远镜的差异和不同

本次参加对比的部分佳能稳像望远镜
DSC05969-1100.jpg
DSC05486-1100合并.jpg
光学结构上的差异和不同,佳能10x30 IS I & II 代及12X36 IS II & III 代和8X25 IS这几款低档的稳像望远镜都没有采用UD(超低色散透镜)
佳能12X&10X的结构示意大图.jpg
佳能 10X42 L IS WP 稳像望远镜光学结构示意图.jpg
佳能原有的稳像望远镜都采用普罗II式倒像棱镜,这一部分都是一样的
DSC05535-1100普罗II式倒像系统.jpg
DSC05539-1100普罗II式棱镜.jpg
在防水防尘方面的区别,物镜端有的加保护镜片有的直接裸露
DSC01861-1100保护镜密封环.jpg
DSC01746-1100保护镜密封环.jpg
DSC_7375-1100保护镜密封环.jpg
DSC_7639-1100保护镜密封环.jpg


DSC01892-1100保护镜密封环.jpg

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发表于 2018-3-16 02:28  | 显示全部楼层
接着再向大家介绍佳能稳像望远镜的基本结构和主要部件的名称
DSC05734-1100部件名称.jpg
DSC05790-1100部件名称.jpg
DSC05838-1100部件名称.jpg
DSC05802-1100稳像总成结构.jpg
DSC05862-1100控制电路板元件名称.jpg
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发表于 2018-3-16 02:39  | 显示全部楼层
现在向大家介绍佳能稳像望远镜的初步拆卸步骤和拆卸过程中的注意事项
DSC05709-1100拆卸步骤b.jpg
DSC05714-1100拆卸步骤.jpg
DSC05711-1100拆卸步骤.jpg
DSC05725-1100拆卸步骤.jpg

DSC05716-1100拆卸步骤.jpg
DSC05722-1100拆卸步骤.jpg
DSC05723-1100拆卸步骤.jpg
DSC05727-1100拆卸步骤.jpg
DSC05728-1100拆卸步骤.jpg
DSC05730-1100拆卸步骤.jpg
DSC05730H拆卸步骤a.jpg
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发表于 2018-3-16 02:50  | 显示全部楼层
本帖最后由 过客匆匆甲 于 2018-3-16 03:01 编辑

现在向大家介绍佳能稳像望远镜的进阶拆卸步骤和拆卸过程中的注意事项
DSC05730H-1100拆卸步骤b.jpg
DSC05605-1100物镜镜筒拆卸.jpg
DSC05802-1100拆卸电路板.jpg
DSC05539-1100棱镜拆卸.jpg
DSC05894-1100.jpg
DSC05933-1100物镜固定胶.jpg

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发表于 2018-3-16 03:55  | 显示全部楼层
本帖最后由 过客匆匆甲 于 2018-3-16 05:54 编辑

下面是本次维修的稳像望远镜因碰撞导致稳像失灵的故障分析和故障原因查找及修复处理过程
根据镜主自述,他曾将此损坏的稳像望远镜寄送到北京的佳能售后中心,经佳能检查被告知必须送到日本更换整个稳像控制总成,费用是二千多元,这位镜主考虑到维修费用过于昂贵而没有修理。后来联系到我,我免费帮其进行了修理。

DSC05962-H-1100.jpg
DSC05709-1100.jpg
根据这只佳能10X30 IS II代稳像望远镜故障现象的初步检查和镜主的描述,将这只稳像望远镜拆开后做进一步的检查和故障查找

DSC05747-1100维修防尘.jpg
DSC05870-1100外接电池盒.jpg
在查找过程中发现用于稳像抖动补偿的可变角度液态棱镜的俯仰机构被卡住,原以为就是这个机械故障所致,经处理后通电开启稳像功能进行试验,发现图像还是乱抖而无法进入稳定的观察状态。由此判断还有其它故障未被发现,根据本人的经验大致断定是传感器的原因可能性最大,但在已经暴露的部位查找不到用于抖动检测的传感器,因观察到控制驱动电路板中间部位有几颗固定螺丝,分析传感器可能固定在电路板背面,于是只好将控制驱动电路板拆卸下来查看究竟,果然在电路板的背面找到了两只压电振动陀螺仪传感器,发现其中用于检测横向(水平方向)抖动的压电振动陀螺仪传感器因望远镜碰撞和强烈震动已脱离原来固定的位置。故障机理分析,因横向(水平方向)抖动检测的压电振动陀螺仪传感器脱离了原来固定的位置,使其检测角度发生了约40度左右的偏转变化,因而无法准确地检测到横向的抖动,在与检测纵向抖动的压电振动陀螺仪传感器数据发生冲突后导致稳像运算处理器运算失败,继而向抖动补偿电路发出错误的指令,使抖动驱动及动作部件做出神经病般的乱抖动作,在开启稳像功能后机内嗡嗡作响图像乱抖不停一片模糊。处理与修复,采用高粘性3M双目胶带将震开的压电振动陀螺仪传感器粘接复位,再通电打开稳像功能观看,嗡嗡声消失只听见吱一声图像就稳定下来了,其它各项也一切正常。但在第一次粘接修复后隔日又出现了这个故障现象,好在病人还处于监护观察期而没有将壳体等部件全部复装,于是再次拆开电路板发现那个震开的压电振动陀螺仪传感器又弹开了,原来这个连接传感器的薄膜电路弹性太强,这次采用了黏贴加胶带包裹压接的措施,在再次修复后又进行了数日的各种试用和轻度碰撞试验,最后一切正常,到此故障修复完毕。
DSC05877-H-1100陀螺仪修复.jpg

DSC05958-1100.jpg



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发表于 2018-3-16 04:10  | 显示全部楼层
佳能 10X30 IS II 代稳像望远镜的工作电流、工作电压范围、消耗功率测试(各项具体测试数据参见下图)
根据测试结果,两节电池的电压降低到2.3V时就出现无法稳像图像乱抖的现象,当两节电池的电压在2.4V时是最低的工作电压。

DSCN3244-1100.jpg
DSC05978-H-1100.jpg
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发表于 2018-3-16 04:17  | 显示全部楼层
佳能几款低档稳像望远镜的稳像功能按钮的改造方案和改造建议
先了解一下佳能的 18x50 IS AW、15x50 IS AW、10x42 L IS WP 这三款稳像望远镜的稳像开闭有两种工作模式。
第一种自动锁定计时模式:按下稳像按钮并在一秒之内马上就放开,稳像功能进入5分钟倒计时状态,时间一到自动关闭稳像功能(再用再开)。
第二种手动控制自由模式:按下稳像按钮不动并保持在一秒以上,稳像功能进入无计时手动控制状态,直到使用者松开按钮后稳像功能才关闭。
而佳能的12x36 IS、10x30 IS、8x25 IS 三种五款款稳像望远镜因档次较低,为了拉开档次降低成本佳能特地取消了自动锁定计时模式,使用时按下按钮就开启稳像模式,松开按钮即关闭稳像模式,自然这给使用者带来了极大的不便。如果需要,我们可以对佳能这几款低档的稳像望远镜进行DIY把它改造成使用方便的等同于几款高档稳像望远镜的稳像功能开闭模式。

改造方案和建议如下,供动手能力强喜欢折腾捣鼓的镜友做个参考,本人这里只起个抛砖引玉的作用。


DSC05937-1100稳像功能改造.jpg
DSC05947-1100开关电路模块.jpg
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发表于 2018-3-16 04:21  | 显示全部楼层
关于佳能稳像望远镜如果稳像功能损坏后当作普通望远镜使用的相关测试和实验
DSC05899-1100裸机正反面.jpg
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发表于 2018-3-16 04:30  | 显示全部楼层
下面是一位镜友的佳能 10X30 IS I 代稳像望远镜发生严重霉斑的处理过程


具体拆卸方法与步骤与前面的佳能 10X30 IS II代相同
DSC05525-1100.jpg
DSC05589-1100内部结构.jpg
DSC05528-1100.jpg
DSC05532-1100拆解.jpg
DSC05564-1100拆解.jpg
DSC05566-1100拆解.jpg
DSC05568-1100拆解.jpg
DSC05571-1100拆解.jpg
DSC05576-1100拆解.jpg
DSC05579-1100内部结构.jpg
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发表于 2018-3-16 04:40  | 显示全部楼层
本帖最后由 过客匆匆甲 于 2018-3-16 06:16 编辑

霉斑霉丝清洗与处理

先用专用除霉液进行擦洗去除霉斑霉丝,然后再用镜头清洗液对透镜进行残液去除和清洗,最后再用无水乙醇等清洗剂清洗其它相关部位,最后用气吹或压缩气罐吹去其它毛屑和灰尘。再次声明若无必要请勿拆卸物镜!

DSC05599-1100发霉.jpg
DSC05607-1100霉斑霉丝.jpg




DSC05629-1100除霉清洁.jpg

DSC05605-1100物镜镜筒拆卸.jpg

DSC05635-1100霉斑去除后.jpg
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发表于 2018-3-16 04:55  | 显示全部楼层
佳能 10x30 IS I & II 代与同等放大倍率的佳能红圈 10X42 L IS WP 稳像望远镜之间的表观视野大小对比(此处说明一下,我先前发过一个转自佳能欧洲网站的关于六款佳能稳像望远镜放大倍率对比的帖子,我经过亲自对比发现那个帖子的关于10X30的表观视野大于10X42的结论是错误的)。


佳能 10x30 IS I & II 代
DSCN3990-1100佳能10x30 IS I.jpg


佳能红圈 10X42 L IS WP
DSCN3998-1100佳能10x42 L IS.jpg

两者表观视野范围大小比较
DSCN3998-1100佳能10x30&10x42 视野对比.jpg


同倍率供参考的蔡司新款胜利10x25袖珍镜
DSCN3977-1100蔡司10x25.jpg


同倍率供参考的朗峰中空10X42ED
DSCN4161-朗峰中空10X42-1100.jpg
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发表于 2018-3-16 05:02  | 显示全部楼层
最后是关于佳能稳像望远镜的稳像效果动画示意图,因本贴有大量的图片,恐大家在打开帖子后出现假性死机,故将这两幅示意图放在最后,如遇到无法打开,请换个时间段在人少时再行浏览
佳能稳像效果示意图减帧140 (1).gif 佳能稳像效果示意图减帧140 (2).gif
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发表于 2018-3-16 07:10  | 显示全部楼层
知识专业,工具专业,楼主是个大神
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发表于 2018-3-16 07:54  | 显示全部楼层
超版好手艺,帖子也很有营养

点评

服务器带宽不太够,有些图片一下子打不开,图片显示就不完整。  发表于 2018-3-16 09:41
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发表于 2018-3-16 07:59  | 显示全部楼层
膜拜版主!!!!!!!!!!
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发表于 2018-3-16 08:05  | 显示全部楼层
我也过手了一台825is,三台1042lis,最后只留下了1042lis,看过朋友的1550和1850。
现在想起来值得入手的是825is(至少防尘吧,光学还将就,就是玩具感偏重),1042lis(红圈级别光学就不说了),1550is(倍率不错,光学和倍率有一个很好的平衡)。
手里也有一个富士的1440,防抖能力不错,不谈光学;1550is和1440我觉得选1550is靠谱些
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发表于 2018-3-16 08:14  | 显示全部楼层
精彩绝伦的科普大作!受益匪浅,膜拜超版大神!
超版不愧是北旅的超级版主,世界级顶尖的望远镜大师!
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发表于 2018-3-16 08:22  | 显示全部楼层
图文并茂的专业科普大作!拜读了
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