Фокусировочный мотор для чего

Интересно, что до сих пор не задумывался, как работает автофокус в камере.

Оказывается, там под основным полупрозрачным зеркалом (толстая чёрная линия под 45 градусов на картинке), которое отводит часть света на видоискатель (8), есть ещё одно «вспомогательное» полупрозрачное зеркало (3), забирающее часть света, идущего на матрицу (4), на нужды сенсора автофокуса (7):

Сенсор автофокуса имеет несколько «зон» («зоны автофокуса», которые соответствуют определённым местам в кадре), над каждой из которых расположена маленькая линза. У каждой «зоны автофокуса» под линзой есть два маленьких сенсора: условно «левый», принимающий только «левую» сторону света, пришедшего из объектива, и условно «правый», принимающий только «правую» сторону света, пришедшего из объектива.

Изображение на этих двух маленьких сенсорах будет совпадать, если объектив сфокусирован правильно (другими словами, если «красный» луч света на картинке попадает точно в центр «красного» сенсора, и «зелёный» луч света на картинке попадает точно в центр «зелёного» сенсора, то изображение на этих двух маленьких сенсорах будет совпадать, объектив сфокусирован правильно).

Алгоритм автоматического поиска фокуса работает так (случаи пронумерованы как на картинке):

1. Линза объектива выдвинута слишком близко. Фотоаппарат может это угадать, заметив, что картина распределения интенсивностей такая же, как если бы она состояла из двух одинаковых картин интенсивностей, сдвинутых друг относительно друга (это можно сразу засечь, чуть-чуть сдвинув фокусировочную линзу объектива; алгоритм угадывания выполняется на процессоре фотоаппарата).

2. Объектив сфокусирован точно — две одинаковые световые картины максимально наложились друг на друга.

3. Линза объектива выдвинута слишком далеко.

Для того, чтобы этот алгоритм давал верные результаты, очевидно, требуется, чтобы сенсор автофокуса и матрица были равноудалены от «вспомогательного» полупрозрачного зеркала.

А ещё сейчас в моде объективы с «ультразвуковым мотором».
Звучит-то как!
Прямо как «лазерный принтер».
Наверняка в 90-ых, услышав в первый раз о таких принтерах, первое, что каждый себе представлял — это как принтер выжигает на бумаге изображение разноцветными лазерами из фантастических фильмов.

Оказалось, что, как и ожидалось, маркетологи всех снова обманули, и мотор никакой не ультразвуковой (не крутится с ультразвуковой скоростью).
Тем не менее, конструкция очень остроумная.

Ультразвуковой двигатель объектива состоит из двух колец: ротора (синий) сверху и статора (красный) снизу.
В свою очередь, статор (красный) состоит из тонкого пьезоэлектрического керамического кольца снизу и толстого (но «эластичного») зубчатого слоя сверху.

Когда на статор (красный) подаётся ток ультразвуковой частоты, в нём возникает резонанс (стоячая волна), и волна эта начинает по кругу путешествовать по статору (красный):

При этом, обратите внимание на то, что статор (красный) стоит не месте и никуда не крутится — он просто «волнуется», как море.
А вот ротор (синий) уже как раз крутится.
Спрашиваете, почему?

А из этой картинки и не поймёте.

Крутится ротор потому что на статоре есть зубцы.
Они очень мелкие (порядка 0,001 мм), и их очень много.

Работают они так, как показано на рисунке: когда под зубец подходит волна, он отклоняется на некоторый угол в сторону движения этой волны, и пока волна проходит под ним, он сначала выравнивается вертикально, а потом наклоняется в уже другую сторону (когда волна уходит из-под него).
Получается, что каждый зубец описывает дугу, и именно это создаёт вращение ротора.

Видео:Электропривод Sky-Watcher для фокусировочного узла ★ ОбзорСкачать

Два типа моторов ‘Nikon SWM’

Эта статья касается двух типов моторов ‘Nikon SWM’.

Части кольцевого мотора Nikon SWM

Все объективы Nikon типа Nikon AF-S используют встроенный мотор фокусировки Nikon SWM (Silent Wave Motor – тихий волновой/ультразвуковой мотор).

Существует два основных вида технологии Nikon SWM:

1. Кольцевые моторы Nikon SWM (в западной литературе их могут называть Ring SWM)
2. SWM на основе моторов с передаточными шестернями (в западной литературе их могут называть ‘Micromotor SWM’ или ‘Gear SWM’ или ‘Compact SWM’).

Читайте также: Мотор фольксваген гольф gti

В обеих случаях используется идея превращения волн во вращательное движение, которое позволяет перемещать линзы объектива (выполнять фокусировку).

Кольцевые моторы Nikon SWM (Ring SWM)

Кольцевые моторы довольно дороги, имеют конструкцию без лишних шестеренок, на вид похожи на несколько металлических колец. Такие моторы могут очень быстро, тихо и точно перемещать линзы объектива. Выглядят они вот так (взято от сюда):

SMW мотор для AF-S 70-200mm F2.8, DX 17-55mm F2.8, MC 105mm F2.8

Мотор для Nikon AF-S Nikkor 18-70mm 1:3.5-4.5G ED DX SWM IF Aspherical (теперь понятно, почему ‘простой’ 18-70/3.5-4.5 фокусируется так же быстро как и 17-55/2,8) и Nikon DX AF-S Nikkor 12-24mm 1:4G ED SWM IF Aspherical (теперь понятно, откуда такой ценник у этого объектива):

SWM мотор для AF-S DX 18-70mm F3.5-4.5, DX 12-24mm F4

SWM для AF-S 17-35mm F2.8, 28-70mm F2.8, 300mm F4

Моторы для Nikon AF-S 200mm F/2, 300mm F/2.8, 400mm F/2.8, 500mm F/4, 600mm F/4, 200-400mm F/4:

Мотордля AF-S 200mm F2, 300mm F2.8, 400mm F2.8, 500mm F4, 600mm F4, 200-400mm F4

SWM для AF-S 24-120mm F3.5-5.6

Моторы Nikon SWM с передаточными шестернями

Такие моторы были созданы для удешевления производства. Они создают немного больше шума, чем ‘настоящие’ кольцевые моторы. Внешне похожи на обычные микро-моторчики.

Compact SWM для AF-S DX 18-200mm F3.5-5.6

Мотор для Nikon DX 18-55mm F/3.5-5.6, DX 55-200mm F/4.5-5.6

Compact SWM для DX 18-55mm F3.5-5.6, DX 55-200mm F4.5-5.6

Правда

Разница между кольцевыми и компактными SWM моторами заметна невооруженным глазом.

Из своего опыта скажу, что объективы с кольцевыми моторами имеют реально лучшее быстродействие во время наводки на резкость.

А теперь грустная правда. В некоторых ТОПовых объективах Nikon вместо кольцевого SWM используются малютки SWM. С достоверностью известно, что Nikon 85/1.4G и Nikon 105/1.4E (точно) использует компактный SWM. Раньше я не особо верил, что Nikon 85/1.4G стоимостью 1600 долларов может использовать мотор, похожий на тот, что находится в корпусе Nikon 18-55/3.5-5.6. Теперь же все стало на свои места и причина медленной фокусировки Nikon 85/1.4G стала ясна.

В одно время мне посчастливилось пообщаться с мастером по ремонту объективов, и он подтвердил, что во многие дорогие объективы Nikon ставят ужасные компактные SWM моторы (в том числе и в упомянутый Nikon 85/1.4G).

Из-за того, что на объективах Nikon нет маркировки, указывающей на тип SWM мотора, сложно узнать за что покупатель платит деньги. Маркетологи снова победили.

Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.

Добавить комментарий:

Комментарии: 33, на тему: Два типа моторов ‘Nikon SWM’

Действительно,первый)
Аркадий,просто раскрыли глаза! Спасибо)

Аркадий не посчитайте что придираюсь но здесь ошыбка “Мотор для Nikon DX 18-55mm F/3.5-5.6, DX 55-20mm F/4.5-5.6” имелось веть введу 55-200 ато обьектива 55-20 несуществует)
а так очень познавательная статься
очень хотелось бы увидеть чтото на подобе сравнение моторов от никона и кенона (какраз вот продал всю фототехнику и немогу решыть на какую систему сесть( ))

Классная статья. Как удивил 18-70! Точно не буду теперь его продавать:)))

Вот здесь я уже писал, что быстрый фокус из DX зумов имеется только у 17-55, 16-85 и 18-70. Возможно новый 16-80 тоже будет быстр. Насчет 18-70, в свое время он стоил огромных денег! Это сейчас его продают по 50 у.е.

Да, до тыщи у.е. стоил. Да и сейчас в РФ найти его дешевле 100 баксов большая удача. А еще по-моему чисто субъективно 18-70 побыстрее 16-85 фокусируется. Хотя разница минимальная.

превращения волн во вращательное движение

Как мне кажется, правильнее было бы написать – колебаний.

В Nikkor 50 1.4G установлен кольцевой мотор, только скоростью фокусировки объектив, мягко говоря, не блещет. :] Так что не все так однозначно, и надежностью, как Вы уже писали, данный мотор в данном объективе не отличается(хотя мой без проблем дожил от покупки до продажи).

Читайте также: Замена масла в моторе ситроен с4

Аркадий, вот через Ваши руки прошли сотни объективов, скажите, какие-то из них отличаются действительно бесшумной фокусировкой? Мои никоновские и не только стекла все стрекотали, шуршали, кряхтели и тд и тп, что особенно проявлялось на видеозаписи(отверточных объективов не пробовал – там, наверное, вообще кошмар по шуму). Много где про разные стекла пишут про “бесшумность” фокусировки и пока я склонен полагать, что это все неправда.

Если снимать видео со встроенным микрофоном, то я еще не видел ни одного реально бесшумного объектива. SWM, USM/STM намного тише отверточных, либо Canon Micro Motor (с обычным микро мотором), но реально трение, движение частей, линз и прочего слышно ?

т.е кольцевой мотор еще не залог хорошей скорости так? т.е. нет прямой зависимости?

Ну я как бы не эксперт в моторах Никон, не могу ничего утверждать. Знаю, что 50мм 1.4Г фокусируется довольно медленно. Теоретически “кольцевые” моторы надежнее – меньше всяких пластиковых шестеренок, которые изотрутся со временем. Но вот экземпляр 50 1.4 Аркадия скончался от легкого удара. У меня была наверное пара-тройка несерьезных ударов, но мотор оставался цел, возможно, просто везение.
Вообще, скорее всего выбор типа мотора обусловлен удобством технологического размещения. Если можно без ущерба компактности и иным качествам влепить более дешевый мотор с редуктором, Никон лепит его.

У 16-85, кстати, привод не прямой(кольцевой), а тоже шестереночный. Сравнить не с чем особо по скорости, но не сказал бы, что он очень быстр.

16-85 чуть медленней 17-55 и 18-70, 17-55 вообще считается “пулей”.

Не то что бы меня это сильно интересовало, но иногда проскакивала мысль – как же он “собака” крутит. Спасибо, теперь буду иметь представление.

у 18-70 вроде болезнь, мотор из строя выходит?

18-70 один із самих стареньких, і виготовлено їх було досить багато, так що не дивно

Забра будет не про никон и на кенон. А вчера было про заметки фотографу ?

спасибо. замечательная статья!

А такой вопрос. Со скоростью фокусировки понятно, а на счет цепкости и точности фокусировки разница между шестереночными и кольцевыми моторами влияет?

Моя практика показала, что влияет. Шестеренки имеют некий лаг, в то время как кольцевой мотор куда быстрей меняет направление фокусировки и доводит фокусировку. Возможно, просто такое мнение сложилось у меня ошибочно.

Наличие многоступенчатого редуктора (шестеренки) увеличивает микролюфты. Так что некая разница гарантированно будет.

а что-нибудь известно про новые AF-P моторы? Никон выпускает 2 версии 18-55, и по слухам будут такие же 70-300 опять для кропа.

Был пару лет назад 18-70 отличная цветопередача хорошая детализация куплен был с рук но абсолютно в неиспользованом состоянии.
Но через два года стал промахиваться через раз в самом прямом смысле.

Насчет SWM скажу, что кольцевые подвержены действию времени. Сделаны они из керамики, которая имеет вес, металлическое напыление и присущую всей пьезокерамике хрупкость. От этого моторы очень нежны в эксплуатации, недолговечны. Так как для работы нужен маленький тарированый зазор между кольцами, когда туда попадает пыль, он может заклинить, когда он все таки работает с пылью, кольцо стирается из-за совокупности абразива и воздействия УЗ и быстро приходит в негодность. В ремонте стоит дорого.
Мелкие SWM моторы более надежны, тоже имеют слабости своих больших братьев, но в меньшей мере.
Коллекторные моторы старого типа в принципе очень долговечны. Запас хода у них зависит только от втулок и стирания щеток.
STM моторы практически вечны. Стираются только втулки. При правильной разработке могут прожить лет 100 и больше.

получается, зря от отвертки отказались

В этом отношении честен Тамрон. Он четко в маркировке указывает тип мотора. И во всех его топах стоят именно кольцевые моторы – USD.

Прекрасный материал!. Достаточно полная информация, изложенная простым, понятным языком.
Благодарность автору.

Прокоментируйте…
1. простой вопрос 18-135 какой мотор.
2. По точности – что лучше, и по надежности, на профи камерах (Д2-3-4.. и на полу-профи Д200-300-700) — “отвертка” или волновой.
Комент… При падении с высоты 1,5 метра, ремонт топового обЪектива с волновым мотором, может быть равен стоимости почти нового?)))

Читайте также: Ваз 2112 124 мотор глохнет после повышенных оборотов

1. компактный swm
2. все зависит от конкретного объектива и конкретной камеры
3. обычно при падении с 1.5 метра можно будет купить новый объектив, и не важно, что там было в середине, это будет уже стеклотара и металлолом

Подскажите, какой тип мотора в 50/1.8g и 35/1.8g dx?

Посмотрите в соответствующих статьях на этом сайте.

у обоих nikon swm, у nikon 50/1.8G кольцевой, у 35/1.8G DX компактный

Видео:Что такое оппозитный двигатель и как он устроен? | Техническая программаСкачать

nesovet

Видео:КАК РАБОТАЕТ АВТОФОКУС: контрастный, PDAF, Dual Pixel | РАЗБОРСкачать

мастерская lensservis.ru

Ультразвуковой мотор автофокуса. Ремонт.

Самые массовые китовые объективы 18-55 у кэнона, никона, сони и других.
С этих объективов все начинают.
И потом они ломаются. Ломаются, когда уже приходит пора переходить на более продвинутые.
Они и сделаны на год не больше и то, если бережно к ним относиться.
Даже прибережном отношении со временем пластиковые детали начинают затирать.
Прилагается больше усилий, направляющие гнутся и зум ломается.
У меня об этом есть в постах по ремонту механики.
Этот пост про ремонт ультразвукового мотора, который просто изнашивается со временем.

Как извлечь мотор, я не пишу, нет ничего проще.

В моторе нечему ломаться, три детали.

Для усложнения задачи сломаем шлейф.

Ремонтируется прсто, всего три провода, средний земля.
И немного о работе самого двигателя, может, кто не знает.
На металлическое кольцо с ножками наклеены пъезопластины.
Когда к ним подается напряжение с частотой резонанса детали,это статор, он начинает колебаться.
Частота примерно 30 кГц, поэтому ультразвуковой мотор.
Ножки толкают ротор и происходит фокусировка.

Плата мотора выглядит так. DC-DC блок питания и 2 фазоинвертора, три провода к мотору.

Для сравнения просто электромотор не ультразвуковой, у кэнона выглядит так.

Разводка USM мотора имеет ещё один немаловажный контакт.
Это четвёртый контакт подстройки частоты блока питания.
Дело в том, что резонансная частота статора меняется в зависимости от температуры.
Если частота питания отличается от резонансной частоты, двигатель работает медленнее.
Нужно сказать, что с подстройкой частоты заморачивается только кэнон, сигма не особо.

Это кэноновский в процессе ремонта, 4 провода.

По большому счёту при сборке объектива на заводе частота блока питания должна подстраиваться до резонансной частоты статора.
В таком случае тупая замена мотора при ремонте невозможна. Нужно подстраивать частоту.

Вернемся к нашему мотору.
Поверхность статора очень чувствительна ко всяким инородным предметам, типа песчинок и нужна хорошая чистота поверхности ножек.
На работу двигателя влияет чистота поверхности и усилие прижимной пружины.
Будем считать, что усилие пружины не изменяется со временем, а вот поверхность истирается.
Я пробую шлифовать поверхность несколькими способами.
Для начала наждачкой 2500, результат плохой.
Ротор сразу нарабатывает задиры и двигатель клинит.
Пробую шлифовать в зеркало на войлочном круге.

Поверхность красивая, но ротор, как бы прилипает, пищит и двигатель плохо вращается.

Последний способ и самый результативный шлифовка с пастой гои на зеркале.

Оказалось важно даже не чистота поверхности а её плоскостность.

Провода напаиваются и покрываются поксиполом.

Здесь одна тонкость, прижим деталей усиливается за счёт увеличения толщины статора и двигатель может не пойти.
Лишний клей убираем.

Пружину можно укоротить, но тогда прижим будет совсем непонятный.
В сборе, как то так.

Отдельно двигатель вращается.

Это для общего развития замер напряжения на двигателе.
Пиковое напряжение доходит до 19 вольт, бъет чувствительно.

А знаете как проверить работает ли статор отдельно?
Погрузить его в воду и получите фонтан. Я не снял, а сейчас уже лень разбирать двигатель.

Да и ещё, эти двигатели не ремонтопригодны их просто меняют.
Причем, если заменить на донорский с поломанного объектива, неизвестно сколько он проработает.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/fokusirovochnyy-motor-dlya-chego

  🎦 Видео

  Теория ДВС: ГБЦ форкамерных дизелей (вихревая камера)Скачать

  

  Как выбрать моторы новичку для первого ФПВ квадрокоптера!? DYS EMAX T-MOTOR RacerstarСкачать

  

  DJI RS3 МОТОР ФОКУСИРОВКИ DJI RS FOCUS MOTORСкачать

  

  Характеристики двигателей RC моделей. Электромотор. Щёточные и бесщёточные моторы. ESC. Что такое KVСкачать

  

  ☀ Моторы от мавика - отличное и дешевое решение? [Mavic Motors]Скачать

  

  Двигатель Фромана — теперь таких не строят!Скачать

  

  USM MOTORСкачать

  

  Обзор шаговых двигателей и серводвигателей для станковСкачать

  

  Что такое контрактный двигатель? Обзор плюсов и минусовСкачать

  

  Распаковка и Тест SIGMA 18-300mm F3.5-6.3 DC MACRO OS HSM | Contemporary for Canon для ВидеосъёмкиСкачать

  

  Как работает самый эффективный двигатель в мире? [Fraser Cain]Скачать

  

  Объектив Yongnuo YN50mm F1,8 Опыт владения Самый честный обзор с примерами фото и видеоСкачать

  

  #Golden_Motors_#Аксиальный_мотор ✅Таких моторов ты точно не видел. аксиальный мотор. Golden MotorsСкачать

  

  Самый экономичный электродвигатель T-motor U8 Pro - под спец проектСкачать

  

  CANON 5D Ep.#6: люфт колеса управления и замена фокусировочного экрана - апгрейд первопятака!Скачать

  

  Оъектив Pentax HD DA 55-300mm F4.5-6.3 ED PLM WR RE короткий обзорСкачать

  

  Как сделать солнечный Мендосинский моторСкачать