El origen del motor ultrasónico
En 1973, H.V. Barth de IBM Corporation en Estados Unidos propuso por primera vez un motor accionado 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 desarrollaron una estructura de motor completa.
En 1980, el japonés Toshiiku Sashida desarrolló un motor ultrasónico accionado por placa vibratoria con una estructura motora 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 aplicación práctica 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 tipo de método de accionamiento de motor ultrasónico y en el diseño se tuvo en cuenta la mejora del desgaste. Este es el primer motor ultrasónico que realmente logra un valor de aplicación comercial. Se utilizó por primera vez en el sistema de enfoque automático de las cámaras, que también es el campo donde más se utilizan actualmente los motores ultrasónicos.
El objetivo de enfoque automático EF de Canon tiene dos motores incorporados, uno para enfoque automático y otro para apertura electromagnética. Los motores de enfoque automático de Canon se pueden dividir en tres categorías: Arc Drive (AFD), motor ultrasónico (USM) y micromotor (MM).
El motor de arco es el primer motor utilizado en los objetivos de enfoque automático EF de Canon. 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 ultrasónicos de anillo y motores 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 gran par, puede accionar directamente la lente sin necesidad de un mecanismo de desaceleración adicional; segundo, tiene un gran par de posicionamiento; tan pronto como 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; 5. 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.
Los micromotores ultrasónicos se diferencian de los motores ultrasónicos de anillos en que su estator y rotor están integrados en un dispositivo muy pequeño.
En comparación con el motor ultrasónico de anillo, 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; están integrados en un dispositivo muy pequeño, el volumen y el peso son sólo aproximadamente la mitad que los de un motor ultrasónico de anillo; su coste es sólo un tercio del de un motor ultrasónico de anillo ordinario, por lo que se puede utilizar a gran escala por poco dinero; -lentes de 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 amateurs. Sin embargo, los lentes amateurs de Canon también usan lentes con motores ultrasónicos de anillo. respectivamente Sí: EF20-35 mm f/3,5-4,5 USM; EF28-105 mm f/3,5-4,5 USM; EF28-135 mm f/. 3.5- 5.6 es USM y EF 100-300 mm f/4.5-5.6 USM Como entusiastas de la fotografía comunes, 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 anillo ultrasónico. motor.
Micromotores, 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/1,8 II y los que no. -Lentes de zoom USM populares, 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.
La 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 se pueden operar manualmente en todo momento, y las lentes que usan Motores micro ultrasónicos La lente no puede, pero eso no significa que el pequeño motor ultrasónico no siempre pueda operarse manualmente. Por ejemplo, el famoso EF50mm f/1.4 utiliza un motor ultrasónico en miniatura, pero también se puede operar manualmente, al igual que aquellos lentes que usan motores ultrasónicos de anillo. Entonces podemos decir que para mantener la "superioridad" del ultrasonido de anillo. motor, Canon no está dispuesto a hacerlo manualmente todo el tiempo.
Las lentes que utilizan motores ultrasónicos en forma de anillo generalmente adoptan una estructura de enfoque interno o de enfoque posterior, por lo que la lente frontal de la lente no girará al enfocar, mientras que la mayoría de los micromotores ultrasónicos y micromotores y muchos usan motores de arco. La lente no puede. Por supuesto, hay excepciones. Por ejemplo, el objetivo de enfoque suave EF 135 mm f/2,8 utiliza un motor de arco. El EF24mm f/2.8 y el E20-35mm f/2.8L, que han sido reemplazados por el E17-35mm f/2.8L USM.