Никон с мотором фокусировки

дизайн объектива — Как ультразвуковые моторы обеспечивают непрерывную ручную фокусировку?

спросил
10 лет, 7 месяцев назад

Изменено
10 лет, 7 месяцев назад

Просмотрено
691 раз

Я понимаю основные плюсы и минусы ультразвуковых моторов для объективов — USM от Canon, SDM от Pentax или SWM от Nikon. Одним из главных преимуществ является то, что они позволяют «всегда активировать» ручную фокусировку — вам не нужно отключать двигатель автофокусировки, чтобы выполнить ручную настройку.

Многие объективы Pentax, использующие традиционные не-SDM, имеют приводы с быстродействующим механизмом сцепления, который обеспечивает в основном тот же эффект, но, по-видимому, отличается. Разница здесь как-то связана с самим двигателем (и как-то связана с его «ультразвуковой» природой), или дело в том, что редуктор , используемый этим типом двигателя, особенный?

Насколько я понимаю, некоторые ультразвуковые моторы кольцевого типа, а другие, в том числе тот, что в объективе DA★ 200 мм, который я тестирую, являются «микромоторами». Оба, похоже, обладают одним и тем же полезным свойством, позволяющим выполнять ручную фокусировку без переключателя, что заставляет меня задаться вопросом: можно ли использовать ультразвуковой двигатель в теле и получить в основном такое же преимущество — или это не работает?

конструкция объектива
мотор фокусировки

Особенность «передачи» в том, что она практически отсутствует, по крайней мере, между мотором и основным механическим приводом механизма фокусировки. Чтобы традиционный (низкочастотный или управляемый постоянным током) синхронизатор имел достаточную точность управления (или даже точность управления), его необходимо значительно снизить. Механические силы, участвующие в понижении передачи, незначительны, но работа в обратном направлении против системы (ручная фокусировка, когда двигатель пытается привести систему в движение) означает приложение достаточного крутящего момента, чтобы повредить шестерни, втулки/подшипники и, возможно, разрушить механическую муфту между шестерни и валы и т. д. (Не говоря уже о том, что если где-то в системе есть червячный привод, то он вообще не будет работать в обратном направлении.)

Высокочастотные системы (и системы с достаточным количеством полюсов, даже если они работают на более низких частотах) могут напрямую управляться с гораздо большей точностью, поскольку задействованные фазовые углы могут быть больше для более коротких физических интервалов. Поскольку их не нужно понижать, ни один из компонентов не подвергается дополнительной механической нагрузке, когда вы физически противостоите двигателю.

Я не думаю, что было бы целесообразно иметь прямой привод от мотора фокусировки, встроенного в тело.

Ультразвуковой мотор в объективе что это: Моторы фокусировки Canon — Canon Russia

среда, 12 июня 2013 г.

Как работают автофокус камеры и ультразвуковой мотор в объективе

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.

Как вступить в сообщество?

Чтобы вступить в уже существующее сообщество, нужно зайти в это сообщество и нажать кнопку «Вступить в сообщество».Вступление в сообщество происходит автоматически без одобрения кандидатуры вступающего другими членами сообщества.

Поиск:

Найдено: 22 сообщения

Показаны: с 1 по 20

Стр.: 1 2 »»

Пытаюсь разобраться в никоновских отвёрточных объективах. С фиксами всё более-менее ясно. А вот с зумами не всё понятно. Смотрю, что из никровских линз можно поставить штатником (без шу или с умеренным) или зум-портретником (за разумные деньги). Но примеры пока не впечатляют. Посему есть пара вопросов:

Не там смотрю? (Пока рою пиксел-пиер) Не те линзы смотрю?

Собсна от этого зависит выбор тушки — брать отвёртку или нет. Д80 или Д5000/3000. Про тушки рассказывать не надо, там всё на 100% ясно.

Господа никонисты!

Не там смотрю? (Пока рою пиксел-пиер) Не те линзы смотрю?

ЗЫ Галку поставил, «любителей полировать объектив» и прочих «специалистов», неспособных самостоятельно сделать нормальный кадр, буду вырезать из топика нещадно

А также 20-35/2.8 и прекрасный 35-70/2.8

Достойные объективы за очень умеренную цену — 28-85 и 28-105. Но чудес от них ждать не стоит. Некоторым нравится 24-85/2,8-4. Меня он не сильно радует, но, наверно, не хуже вышеназванных (правда, заметно дороже). Именно С КАРТИНКОЙ — 35-70/2,8. Всё.

Чаво ето ты о Никонах то? Слил Олю что ли?

20-35 ИМХО коротковат для портретника, да и для штатника тоже.

Достойные объективы за очень умеренную цену — 28-85 и 28-105. .

Именно С КАРТИНКОЙ — 35-70/2,8. Всё.

При наличии последенго, я так понимаю, что первых 2 тоже не нужны?

Выложил на депозит(адрес .ком впишите в ссылку ) несколько полноразмеров с 35-70/2,8 на D80 и на D700 (27Мб всего)

Стандартный штатник (без моторчика) который может перекочевать на ФФ — 24-85/2.8-4 Если не подойдёт, то с мотором, Nikon с мотором уже давно выпускает стёкла, так что не вижу причины парится.

Советую Ais 85 1.4 и Ais (zoom-nikkor) 80-200 f\4 За эти могу поручится , рисунок что надо. Но под последний желательно фф или 6мп , а микроконтраст на нем офигенный , главная проблема — мануалом навестись идеально.

При наличии последенго, я так понимаю, что первых 2 тоже не нужны?

Всё — в смысле на другие смотреть н стоит?

80-200 2,8D на D70s
На 80 отвертка есть, сам крутить будит. А стекло чумовое, тяжелое правда, но фоты того стоят. К нему ещё 35-70 куплен, на кит даже рука не подымается, может и продам вконец на макрушник.

С рисунком там ИМХО всё в порядке — я от зума большего не жду.

28-85 не впечатлили картинки с пиксел пиер, а вот 28-105, за свои деньги, очень понравился. Спасибо за совет.

В каких случаях лучше всего задействовать подобные объективы?

Оптимальным их применение будет, например, при необходимости дистанционной настройки камеры или размещении агрегата на значительной высоте.

В случае наличия у моторизированного объектива функции автоматической фокусировки, его называют трансфокаторным.

Эффект неизменного пребывания изображения в фокусе при смене масштаба достигается техникой взаимосвязанного перемещения блоков линз трансфокаторного объектива. Кроме того, существуют трансфокаторы с тремя моторами. Последние отвечают за масштабирование и фокусировку, а также управляют диафрагмой. Это один из самых совершенных видов трансфокаторов.

Однако одной лишь настройкой камеры «деятельность» трансфокаторных объективов не ограничивается. Специалисты называют еще одну их важную функцию – панорамирование. Говоря простыми словами, это – процесс моментального приближения (например, при слежке за тем или иным человеком). Подобными объективами зачастую снаряжают поворотные камеры. Последние способны осуществлять смену направления и зума, охватывая таким образом большее пространство.

Ремонт ультразвукового мотора.

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 на сайте есть статьи по ремонту механики. Эта статья про ремонт ультразвукового мотора, который изнашивается со временем.

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

В моторе нечему ломаться, три детали.

Для усложнения задачи возьмём мотор со сломаным шлейфом.

Ремонтируется прсто, всего три провода, средний земля. 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, он вращается и через редуктор двигает линзоблок вдоль оптической оси. Так происходит фокусировка объектива.

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 большого 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, имеет 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, она даёт наибольшую площадь соприкосновения ротора и статора

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.

И испытания прошу прощения за ссылки, я не знаю, как вставить медиафайлы, а гифки получаются большие

мотор без нагрузки работает

Замена ультразвукового мотора в объективе никон

не зная его устройства, конечно не понятно.

А кто ж те не дает изучить матчасть? Сложно гуглануть «Ультразуковой мотор»? http://ru.wikipedia.org/wiki/Ультразвуковой_двигатель Или «ultasonic motor»? Ремонт сводится к очистке, регулировке нажима ротора. И главное — полировке пары ротор — статор. Раз пробовал — у меня не заработал.

Alsher, в вопросе было написано ясно «ультразвуковой мотор»

Porter, в наше время помойму неэтично отправлять гуглить, естественно я перед тем как постить тему сюда гуглил не 5 минут. Принцип работы я знаю. Вопрос был в том что может случится с статором двигателя что его меняют на другой? Так как я не работник АСЦ и не имею возможности подкидывать к каждому объективу двигатель спросил может есть возможность как то их восстанавливать? единственно думаю что может с ним случится это нет контакта между шлейфом и статором, но были случаи когда мотор не крутил а шлейф был хорошо приконтачен.

В продолжение VTH отвечу на вопрос:

спросил может есть возможность как то их восстанавливать? Есть. 1. 3-5мкм порошком Al2O3 прошлифовым на шлиф/полировальном станке статор и, при необходимости, ротор 2. на том же станке, полируем статор алмазной пастой с зерном не более 0,5мкм, можно пастой ГОИ, но это дольше. Только позавчера таким образом восстановил USM Nikon 18-55 после его «подводного путешествия» в Красное море. Управился минут за 10-15-ть В принципе можно обойтись и без станка, но времени уйдёт гораздо больше. PS Полировать не на «тряпках» — заваливаются углы.

Хрень всё это. Покупайте на ebay, у китайцев или скупайте объективы в лом. В основном олени их сами ломают — в режиме AF пытаются крутануть кольцо фокусировки.

———- Сообщение добавлено в 04:29 ———- Предыдущее было в 04:22 ———-

К сожалению поторопился с рекомендацией по восстановлению USM, это был первый опыт. Объектив вернулся, состояние статора USM, как до полировки — приведено на фото. Не так все просто с этими движками! Подвернется случай, продолжу эксперименты, получится размное — поделюсь. Это стекло клиент забрал в надежде отправить в Nikon АСЦ. Еще раз приношу извинения!

Не тратьте времени, эти эксперименты с usm-движками я закончил ещё лет 6 тому назад. Возвращаются. Был долгожитель — около месяца протянул(и то наверное потому, что им мало пользовались).

Мотор это: — фокус есть, но со скрипом. — фокус есть, если подтолкнуть кольцо фокусировки — вообще никакого движения.

Датчик MR это: — промахи по фокусу, блуждание около какой-то точки — скрип мотора, вяяяялое движение мотора, блуждание около точки фокуса.

Что такое камеры с моторизированным объективом

Объективы с переменным фокусным расстоянием (вариообъективы или трансфокаторы) могут быть оснащены электроприводом. Это дает возможность с помощью пульта управления удаленно осуществлять процесс фокусирования и/или масштабирования. Например, при размещении проектора на потолке моторизированный объектив просто незаменим.

При помощи камер, оснащенных моторизированным объективом, оператор может работать с ней в режиме удаленного доступа. Он может дистанционно менять угол обзора камеры, приближать или удалять нужные объекты в кадре. Таким образом пользователь способен играть с детализацией текущей сцены.

Эксперты в последнее время отмечают стремительный рост спроса на этот вид камер. Особенно популярны они в сфере видеонаблюдения. При создании систем видеонаблюдения пользователей подкупает их удобство, функциональность и производительность.

Помимо легкой регулировки фокусного расстояния камеры, моторизованный объектив способствует упрощению монтажа – фокусировка производится в автоматическом режиме.

Существуют и еще более продвинутые моторизированные объективы. Управление ими осуществляется удаленно, а настройка производится после завершения процесса монтажа. Здесь за настройку линз «отвечают» микропровода (отдельно можно регулировать фокус и зум). Команды им также задают операторы.

Маркировка объективов Canon

Теперь перейдём к рассмотрению обозначений на объективах Canon:

EF

Означает совместимость с полнокадровыми камерами (35мм сенсор). Имеет красную метку на креплении. Аналог у Никона — FX.

EF-S

Совместимы только с кропнутыми камерами, которые имеют сенсор формата APS-C. На креплении находится белая метка. Аналог у Никона — DX.

L

Luxury — класс люкс, который говорит о том, что объектив принадлежит к серии профессиональных объективов, которые имеют значительно лучшую и усовершенствованную картинку. Имеют красную полоску на объективе. Аналог у Никона — золотая серия (жёлтая полоска на объективе)

USM

Ultrasonic Motor — означает наличие ультразвукового мотора для автоматической фокусировки. Характеризуется сверх точной, быстрой и бесшумной фокусировкой. Аналог у Никона — SWM.

IS

Image Stabilizer — присутствие в объективе стабилизатора изображения, что даёт значительное преимущество при съёмки неподвижных объектов с большой выдержкой с рук. Компенсирует дрожание рук. Аналог у Никона — VR

DO

Diffractive Optical Elements — означает наличие дифракционных оптических элементов, за счёт которых масса и размеры у объектива значительно уменьшены

TS-E

Специальные объективы, которые помогают регулировать перспективу за счёт сдвига оптического угла (так же известны, как tilt-shift). Аналог у Никона — PC

I/R

Объективы с такой маркировкой имеют внутреннюю фокусировку или фокусировку задней группой линз. При этом, остаётся неподвижна передняя часть линз, что крайне необходимо для различных видов светофильтров.

AL

Aspherical Lens — асферические линзы, которые используются в оптической схеме объектива, значительно корректируют абберации и увеличивают качество картинки. Аналог у Никона — Aspherical.