Nombre chino: Motor ultrasónico mbth: Tipo de motor ultrasónico: La fotografía pertenece al origen, definición, desarrollo, principio de funcionamiento y características de lo digital. Antes de la aparición de los motores ultrasónicos, en realidad existían motores piezoeléctricos impulsados por las características de vibración de los materiales piezoeléctricos, pero sus frecuencias no se limitaban al rango de ondas ultrasónicas. Ya en 1948, William y Brown solicitaron una patente estadounidense para un motor piezoeléctrico. En 1961, Bulova Watch Company desarrolló un reloj accionado por diapasón; de 1970 a 1972, Siemens y Panasonic desarrollaron un motor paso a paso piezoeléctrico fuera de línea, pero no se utilizó ampliamente en ese momento porque no podía lograr una mayor producción. y eficiencia. En 1973, H.V. Barth de IBM Corporation en Estados Unidos propuso por primera vez un motor impulsado por vibración ultrasónica utilizando elementos piezoeléctricos. Sin embargo, debido a problemas de desgaste, al igual que la caja del reloj anterior, se publicó sin aplicación práctica. Casi al mismo tiempo, V.H. Lavrinenko de Rusia también diseñó algunas estructuras de motor utilizando el mismo principio de accionamiento; en 1978, P.E. Vasiliev utilizó transductores ultrasónicos como fuente de accionamiento del motor, pero no desarrolló una estructura de motor completa. En 1980, el japonés Toshiiku Sashida desarrolló un motor ultrasónico accionado por placa vibratoria con una estructura de motor relativamente completa. En este punto, comenzó a desarrollarse lentamente el concepto de accionar motores mediante vibraciones ultrasónicas generadas por materiales piezoeléctricos. Aunque estos motores ultrasónicos todavía no tienen aplicaciones prácticas debido al desgaste y al aumento de temperatura, tienen las características de alta precisión, baja velocidad de rotación y alto par. No fue hasta 1982 que Nian Shengzhi desarrolló un nuevo método de accionamiento de motor ultrasónico y en el diseño se tuvo en cuenta la mejora del desgaste. Este es el primer motor ultrasónico con valor de aplicación comercial real y se utiliza por primera vez en el sistema de enfoque automático de las cámaras. Este es también el campo donde actualmente se utilizan más los motores ultrasónicos. Los objetivos de enfoque automático EF de Canon tienen dos motores integrados, uno para el enfoque automático y el otro para la apertura electromagnética. Hay tres tipos de motores de enfoque automático Canon: Arc Drive (AFD), motor ultrasónico (USM) y micromotor (MM). El motor de arco es el primer motor utilizado en los objetivos de enfoque automático Canon EF. Es un motor curvo sin escobillas, por lo que se puede colocar en un cilindro de lente cilíndrico sin cambiar la forma del cilindro de lente. Tiene muy buena respuesta y control de arranque/parada debido a su pequeño tamaño de rotor y tiene una larga vida útil debido a su diseño sin escobillas. Aunque con la aparición de motores ultrasónicos de alto rendimiento y micromotores de bajo costo, los lentes que usan este tipo de motor ahora son raros, todavía podemos "verlo" en algunos lentes EF famosos, como el macro compacto EF 50 mm f/2.5 y Enfoque suave EF100-300 mm f/5,6 L y EF135 mm f/2,8. Los motores ultrasónicos son muy diferentes a los motores tradicionales. No importa cuántos tipos de motores tradicionales existan, su principio generalmente es convertir la fuerza electromagnética en fuerza rotacional, y la fuerza rotacional de los motores ultrasónicos es generada por la energía de la vibración ultrasónica. Como se mencionó anteriormente, los motores ultrasónicos se pueden dividir en dos tipos: motores de anillo y micro ultrasónicos. El diámetro del estator y del rotor del motor ultrasónico en forma de anillo es equivalente al diámetro del cilindro de la lente y se puede integrar perfectamente con el cilindro de la lente. Las ventajas del motor ultrasónico son las siguientes: 1. Debido a su baja velocidad y alto torque, puede accionar directamente la lente sin la necesidad de un mecanismo de desaceleración adicional; segundo, el torque de posicionamiento es grande, en otras palabras, tan rápido; cuando el motor se detiene, la lente deja de enfocar automáticamente como un freno; 3. La estructura es muy simple 4. La capacidad de control de arranque y parada es muy buena, puede comenzar rápidamente o detenerse inmediatamente y el control es muy preciso; El funcionamiento es muy silencioso, casi silencioso. Además, el motor ultrasónico en forma de anillo de Canon también tiene las siguientes características: 6.
Su alta eficiencia y bajo consumo de energía permiten utilizar la fuente de alimentación de la batería de la cámara 7. El motor de anillo y el cilindro de la lente son muy adecuados 8. La velocidad de rotación baja es muy adecuada para la conducción de la lente; desde 0,2 RPM (una revolución en cinco minutos) hasta 80 RPM (80 revoluciones por minuto) dentro de una amplia gama de ajuste continuo y continuo, por lo que la lente se puede manejar con alta precisión y velocidad 10. Se puede realizar un enfoque de accionamiento eléctrico manual de alta precisión; logrado, que es la llamada función manual de tiempo completo; 11. El rango de temperatura de funcionamiento es muy amplio. Puede funcionar normalmente en un entorno de temperatura de menos 30 grados Celsius a menos 60 grados Celsius, lo que garantiza un funcionamiento estable en entornos hostiles. A diferencia de los motores ultrasónicos de anillo, el estator y el rotor de los micromotores ultrasónicos están integrados en un dispositivo muy pequeño. En comparación con el motor ultrasónico de anillo, el micromotor ultrasónico tiene las siguientes características: dado que no hay límite en el diámetro de la lente, el micromotor ultrasónico se puede instalar en varias lentes sin considerar la estructura del sistema óptico su rotor, estator y; parte de salida de energía Está integrada en un dispositivo muy pequeño, por lo que el volumen y el peso son solo aproximadamente la mitad de los de un motor ultrasónico en forma de anillo; su costo es solo un tercio del de un motor ultrasónico en forma de anillo ordinario, por lo que; se puede utilizar a gran escala para lentes de bajo costo. En términos generales, los motores ultrasónicos de anillo se usan principalmente para lentes profesionales de clase L, y los motores micro ultrasónicos se usan principalmente para lo que llamamos lentes para aficionados. Sin embargo, los lentes para aficionados de Canon también tienen lentes que usan motores ultrasónicos de anillo, a saber: EF20-35 mm f. / 3,5-4,5 USM; EF24-85 mm f/3,5-4,5 USM; EF28-105 mm f/3,5-4,5 USM/EF28-105 mm f/3,5-4,5 USM II; 300 mm f/4.5-5.6 USM, como entusiastas comunes de la fotografía, si usamos los lentes anteriores, también podemos experimentar el enfoque automático silencioso y de alta velocidad y la diversión manual a tiempo completo que brinda el motor ultrasónico de anillo. Micromotor, además de los motores de arco y los motores ultrasónicos, Canon también tiene otro tipo de motor: el micromotor, que generalmente se utiliza en los objetivos masivos de bajo precio de Canon, como el EF 50 mm f/1.8II y los objetivos con zoom masivo que no son USM, como como EF28 -80 mm f/3,5-5,6; EF75-300 mm f/4-5,6, etc. , pero Canon tiene una lente "famosa" que también usa micromotores, que es la lente macro macro EF100mm f/2.8. Creo que Canon cree que las personas que generalmente usan macro no usarán el enfoque automático. Aplicación de enfoque manual y interno/enfoque posterior a tiempo completo en lentes Canon EF En términos generales, las lentes que usan motores ultrasónicos de anillo pueden lograr una operación manual a tiempo completo, mientras que las lentes que usan motores micro ultrasónicos no pueden, pero esto no significa que el motor no pueda ser operado manualmente todo el tiempo. Por ejemplo, el famoso EF 50 mm f/1,4 utiliza un motor ultrasónico en miniatura, pero es lo mismo que los objetivos que utilizan motores ultrasónicos de anillo. También puede ser manual de tiempo completo, por lo que podemos decir que para mantener la "superioridad" del motor ultrasónico de anillo, Canon no está dispuesto a dar esta función tan útil de manual de tiempo completo a todos los micromotores ultrasónicos. Las lentes que usan motores ultrasónicos en forma de anillo generalmente usan estructuras de enfoque interno o de enfoque trasero, por lo que la lente frontal de la lente no gira al enfocar, pero la mayoría de los motores y micromotores ultrasónicos en miniatura, así como muchas lentes que usan motores de arco, no pueden. Por supuesto, hay excepciones. Por ejemplo, el objetivo de enfoque suave EF 135 mm f/2,8 utiliza un motor de arco. Los objetivos EF, como el EF 24 mm f/2,8 y el EF 20-35 mm f/2,8 L, que ha sustituido el EF 17-35 mm f/2,8 L USM, definen el rango de frecuencia de los sonidos que puede oír el oído humano, que es de aproximadamente 20 Hz. ~ 20 kHz y el oído humano no puede reconocerlas. Las frecuencias superiores a 20 kHz se denominan ultrasonidos. Entonces, ¿qué es exactamente un motor ultrasónico? ¿Cuál es su principio básico de funcionamiento? En pocas palabras, utiliza las características de deformación del voltaje de entrada para hacer que el material piezoeléctrico genere vibración mecánica a frecuencia ultrasónica y luego, a través del diseño del mecanismo de accionamiento por fricción, el motor ultrasónico puede realizar un movimiento rotacional o lineal como un motor electromagnético. Por lo general, cuando un motor electromagnético está funcionando, sentiremos ruido porque la estructura interna del motor está vibrando y la frecuencia de vibración está justo dentro del rango de frecuencia que nuestros oídos pueden sentir.
La frecuencia de vibración del motor ultrasónico está diseñada para estar fuera del rango que el oído humano puede oír, por lo que no podemos sentir ningún sonido cuando está funcionando, por lo que nos sentimos muy silenciosos. Esta es una característica muy importante del motor ultrasónico. . Desarrollo 1987. Canon lanza su primer objetivo equipado con USM en forma de anillo: EF 300/2.8L USM. Anatomía En 1990, Canon logró la producción en masa y comenzó a aplicar USM en forma de anillo en lentes comunes. En 1992, Canon desarrolló el micro USM, acelerando el proceso de USM completo para lentes EF. Principio de funcionamiento La estructura y el principio del USM anular se dividen en tres tipos según la forma de conversión de energía de vibración ultrasónica: 1. Tipo de onda estacionaria; Diagrama esquemático 2. Tipo de onda viajera 3. Tipo de caña vibratoria; Los USM utilizados en las lentes CANONEF son todos tipos de ondas viajeras. El motor ultrasónico en forma de anillo tiene una estructura simple y consta de un estator elástico y un rotor. El estator es un anillo de metal con un elemento cerámico piezoeléctrico en la parte inferior y protuberancias trapezoidales uniformemente espaciadas en la parte superior. El estator está hecho de materiales especiales con el mismo coeficiente de expansión térmica que los componentes cerámicos piezoeléctricos, lo que puede evitar los efectos de los cambios de temperatura. El rotor es un anillo de aluminio y está combinado con el estator mediante un resorte de brida. Debido a que el aluminio es relativamente blando, las juntas reciben un tratamiento especial para aumentar la resistencia al desgaste. Características Las características básicas de USM son: 1. Tiene características de salida de baja velocidad y alto torque; 2. Gran torque de frenado 3. Estructura simple 4. La controlabilidad del arranque y frenado del motor es muy buena; El sonido es muy pequeño, casi silencioso. Además de las características básicas anteriores, el anillo USM de Canon también tiene sus propias características: diagrama esquemático 6, alta eficiencia y bajo consumo de energía 7. El motor del anillo se puede combinar perfectamente con el cuerpo del objetivo 8. Baja velocidad, especialmente adecuado para AF; accionamiento de la lente 9. Velocidad Se puede controlar arbitrariamente dentro del rango de 0,2 rpm a 80 rpm; 10. Se puede realizar MF electrónico con sensibilidad ajustable 11. La temperatura ambiente de trabajo es de -30 ℃ ~ +60 ℃; Canon anunció tres especificaciones del anillo USM: USM-M1USM-L1USM-L2 Tamaño (mm): φ62-54x 10φ77-67x 10φ72-63x 10 Para lente: EF 66. EF 100/2 USM; EF 28-80/3,5-5,6 USM; EF 28-105/3,5-4,5 USM; 35-350/3,5-5,6 L USM; EF 50/1,0 L USM; L USM; EF 300/2,8L USM; EF 400/2,8L USM; EF 500/4,5L USM; EF 600/4L USM; Peso (g): 26 45 45. USM-M1 y USM-L1 están básicamente en uso ahora, pero USM-L2 ya no se usa.