Ультразвуковой мотор для фокусировки

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:Ультразвуковой двигатель Часть 2.Скачать

nesovet

Видео:DJI RS3 МОТОР ФОКУСИРОВКИ DJI RS FOCUS MOTORСкачать

мастерская lensservis.ru

Недолговечный мотор автофокуса. Он же USM, HSM, SWM, SSM.

В интернете об ультразвуковом моторе или хорошо или ничего. И быстрый и бесшумный и простая конструкция.
Я о недостатках и ресурсе работы. И расскажу, кому интересно, про конструкцию.

Читайте также: Лодки с мотором в кредит в твери

Конструкция, действительно простая как мычание. Вся сложность в материалах.
На мягкий металл наклеиваются полоски из пъезокерамики, котрая совершает колебания при подаче на нее напряжения высокой частоты.
Частота 30000 колебаний в секунду.
Кольцо, на которое наклеены пластины имеет такую же резонансную частоту.
С другой стороны кольца делаются такие прорези и получается. как бы сороконожка.
При колебаниях ножки толкают нижнее кольцо, которое есть ротор мотора.
Верхнее кольцо статор.

Черненький — ротор, в роторе фланцевая пружина, обеспечивает лучшее прилегание.
плотное прилегание ротора и статора очень важно, амплитуда колебаний очень мала.

Шлейф трехпроводной, правая пъезопластина, левая и масса.

Это пружина, которая прижимает статор к ротору.
первое слабое место мотора.
Когда пружина ослабевает, мотор перестает работать.
Статор колеблется, но ротор не вражается, сцепление слабое.

Сверху зажимное кольцо оно сжимает весь «сэндвич» конструкции

И нигде никакой смазки, до нижнего подшипника.

Между статором и кольцами, которые вращают линзоблок фокусировки лежит резиновое кольцо.
оно обеспечивает зацепление.
Статор и ротор соприкасаются непосрдственно и между ними постоянно есть трение.
Материал статора мягкий, иначе колебаний бы не было, ротор алюминиевый.
На ротор нанесено покрытие для уменьшения износа.
НО износ происходит. И как только прижим ослабевает, мотор перестает работать.
В конструкции сломаться вообщем нечему, поэтому, если у вас перестал работать автофокус поднесите объектив к уху.
Писк мотора слышен, хоть это и ультразвук.
Ну в конце концов дайте послушать собаке.
Колебания есть, вращения ротора нет.
В общем, ремонту не подлежит.
Мало того, что есть износ статора, изменяется профиль зубцов.
Подхалтурить можно, сильнее выгнуть прижимную пружину, но она со временем распрямится.
Можно подложить колечко под пружину, но это та же халтура.
И если микро моторчик для объектива 18-55мм стоит 900 рублей, то такой мотор для никона стоит 12000 рублей.
Но если стекло хорошее, можно заменить мотор.
Так, что друзья мои, ЭТО мануальные стекла были вечные, AF-S совсем другая история.
Хотя после отказа автофокуса они тоже становятся мануальными.

Вот собственно и все секреты ультразвукового мотора.
Ремонтировать без подготовки не советую, там есть тонкости.
Успехов в фотографии.

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

nesovet

Видео:кажется мотор все. Canon 85mm f1.2 usm iiСкачать

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.

Читайте также: Как работают драйверы моторов

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.

Видео:Правильная ФОКУСИРОВКА Съёмки ВИДЕО | НЕ Снимай с АВТОФОКУСОМ | Обзор радиофокуса Tilta Nucleus NanoСкачать

Что такое USM и каковы его плюсы и минусы?

У моих объективов Canon обозначение USM, которое, как я полагаю, по той же причине, что и «Ультразвуковой». Что это значит, и почему или почему я этого не хочу?

USM — ультразвуковой мотор (это терминология Canon)

Это большое улучшение по сравнению со старыми системами автофокусировки на основе микромотора, которые значительно медленнее и громче. Существует два типа систем USM: «Микро» и «Кольцо». Предпочтительным типом является «Тип кольца», который всегда позволяет выполнять ручную фокусировку без отключения автофокуса. Большинство, но не все, объективы Micro USM от Canon также имеют ручную фокусировку.

Преимущества ультразвуковых двигателей :

• Быстрая фокусировка
• Тише
• Постоянная ручная фокусировка (для кольцевых объективов USM и многих, но не всех объективов Micro USM)

USM является товарным знаком Canon, поэтому аналогичные термины используются другими производителями. Эти другие имена включают в себя:

• USM: ультразвуковой мотор (Canon)
• SWM: Silent Wave Motor (Nikon)
• SWD: Двигатель со сверхзвуковой волной (Olympus)
• SDM: сверхзвуковой приводной двигатель (Pentax)
• SSM: сверхзвуковой мотор в объективе (Sony / Minolta)
• HSM: Hyper-Sonic Motor (Sigma)
• USD: ультразвуковой бесшумный привод (Tamron)

Вы хотите это по нескольким причинам:

• почти бесшумный автофокус (важен для фотографов, работающих с животными)
• Постоянная (даже при включенной автофокусировке) ручная фокусировка (важно для макросъемки)
• Это намного быстрее, чем фокусировка без использования USM (особенно полезно для отслеживания движущихся объектов)

Читайте также: Скутер хонда ремонт мотора

Вы можете НЕ хотеть этого, потому что:

Назовите меня глупым, но после нескольких минут напряженного мышления я все еще не могу придумать ЛЮБУЮ другую причину, по которой вы, возможно, НЕ захотите этого. Делая мой ответ почти идентичным предыдущему lol.

Ультразвуковой мотор (USM) в этом случае не должен быть связан с человеческой звуковой частотой. Я не думаю, что производитель линз строит его из-за отсутствия шума во время работы, а из-за более простого управления движением линзы с помощью синусоидальной электрической волны на частоте ультразвукового диапазона. Ультразвуковой двигатель имеет низкую скорость и высокий крутящий момент, и отличается от любого из электродвигателей с высокой скоростью и низким крутящим моментом. Соответственно, такая охота за фокусом может быть устранена характеристикой USM, и в итоге мы можем получить более быструю автофокусировку.

Ультразвуковой мотор в любом случае дороже по сравнению с любым из электродвигателей.

Предпочтительным типом USM является тип кольца, который включает несколько вращающихся / движущихся частей и, следовательно, простую конструкцию, так что в результате получается очень быстрая автофокусировка, практически нет шума, и мы можем вращать кольцо ручной фокусировки в любое время независимо от режима фокусировки. Другой конструкцией является микро USM, который работает так же, как и обычный электродвигатель. Несмотря на это, преимущество низкой скорости и высокого крутящего момента остается преимуществом для быстрой автофокусировки. Как и в случае обычного двигателя, для соединения двигателя и рамы объектива требуются некоторые звездочки, что, следовательно, требует большего количества механических конструкций, а не типа кольца. Следовательно, мы можем слышать более сильный шум во время работы и немного медленную автофокусировку. Автофокус, все же, намного быстрее по сравнению с другим типом электродвигателей.

Так же как конструкция системы почти такая же, как у электродвигателя, кольцо ручной фокусировки также будет вращаться, когда оно установлено в режиме автоматической фокусировки. Единственное переключение в режим ручной фокусировки позволяет вращать кольцо вручную. Исключением является объектив EF 50 мм f / 1,4 (микро) USM. Вы можете повернуть кольцо фокусировки вручную в любое время независимо от режима фокусировки. Сложное расположение звездочек (похоже на новейшую машину с автоматической коробкой передач, колесо может вращаться в любом направлении под включенной передачей без повреждения коробки передач) приводит нас к работе с объективом, а также с использованием типа кольца.

Как многие люди упомянули USM = Ультразвуковой мотор. Это небольшой мотор, встроенный в объектив. Это означает, что камера будет фокусироваться НАМНОГО быстрее без шума (или большого шума). На самом деле есть 2 вида USM: «Ring Ultrasonic» (хорошо) и «Micromotor Ultrasonic» (не очень хорошо), смотрите здесь . Если вы заинтересованы в более техническом объяснении формы canon, смотрите здесь .

Amazon показывает 50-миллиметровую линзу за 100 долларов США, а не 300 долларов США. AFAIK это то же самое стекло в обоих, так что вы платите за быстрый и тихий мотор. Это также тяжелее.

• Быстрая и Тихая AF
• Ручная фокусировка в режиме AF

• Тяжелее, чем не USM объектив
• Значительно дороже

1. USM использует ультразвуковую волну для более быстрого перемещения объектива для достижения более точной фокусировки.
2. В отличие от традиционных старых модных магнитных линз, USM работает тише и меньше трения во время движения линзы, поэтому не тратит энергию / батарею, создавая слышимый человеком шум.

Слышимый человеком шум в целом означает разряды батареи. Это относится и к цифровым камерам с включенным шумом щелчка затвора.

• 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

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/ultrazvukovoy-motor-dlya-fokusirovki

  🎥 Видео

  Можно ли брать Ford с 1.6-литровым атмосферником?Скачать

  

  Ultrasonic autofocusСкачать

  

  Работа USM мотора фирмы Canon и возможная неисправностьСкачать

  

  NIKON 28-70 ремонт мотора автофокуса часть 1 Lensservis мастерская оптики и точной механики в СПбСкачать

  

  Виброколонка Adin 26w Когда с соседями не договориться.Скачать

  

  NIONSERVISСкачать

  

  восстановление USM двигателяСкачать

  

  Отверточный привод авто фокуса.Скачать

  

  Устраняем стук (дизеление) двигателя Ford Focus 3 - меняем поршниСкачать

  

  Тест пенных раскоксовок двигателяСкачать

  

  Техразбор. Ford Focus IIСкачать

  

  ПьезоэлектродвигателиСкачать

  

  Студенты российского вуза разработали вечный двигатель #вечныйдвигатель #изобретенияСкачать

  

  CANON EF 17-40mm f/4 L USM: доступный L-ширик для полного кадра. Адекватен ли он на кропе?Скачать

  

  КРУТИМ КОЛЬЦА I TILTA NUCLEUS - MСкачать