聊一聊Canon新的NANO USM和其他马达的差异特点
撞针 于 2016.02.21 09:25:24 | 源自:撞针的博客 | 版权:特约
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Nano USM是Canon随EOS 80D和EF-S 18-135mm f/3.5-5.6 IS USM同时发布的新型对焦驱动马达。十几年前写过USM马达,4年前介绍过STM马达,这次少不了要介绍Nano USM。

镜头驱动马达主要分为电磁马达和超声波马达两类。电磁马达很好理解,包括佳能的微型马达(无刷直流微型马达,简称MM)、早先的弧形马达(AFD)以及较新的步进马达(STM),都是通过电磁力带动转子/动子,只不过定子、转子/动子的形状结构不同。

微型电磁马达MM的特点是技术简单结构成熟成本价格低廉,但扭力有限,需要齿轮传动,且无法避免噪声,主要用于低档镜头,目前有淘汰的趋势(Canon已经5年没有再出MM镜头了)。

STM步进马达也是无刷直流电机,其转速、停止的位置由驱动电流脉冲决定,一个脉冲马达动一格,通过齿轮传动和导螺杆传动,大幅度减轻了电机和传动部分的噪声,因而动作精准响应迅速(不是动作迅速而是响应迅速),但输出效率低,以前用在EMD电磁马达上,现在主要是支持反差对焦一格一格精确调整,同时拍摄视频变焦柔和无声。

USM超声波马达是将超声波振动能量变换成转动能量的驱动装置。很多人都见过,在光滑的桌面上,手机来电震动时往往会漂移,这就是振动换成移动。以往Canon的USM马达有两种,一种是环形USM(两种尺寸)、一种是微型USM(两代),均为行波型超声波马达,差别同样是定子、转子形状结构不同。

环形USM马达的换能面是“巨大”的圆环,换能效率高驱动力强,转速低、扭矩大,很容易和镜头镜筒配合直接驱动;停止扭矩大,可以克服惯性准确对焦到位,同时适于设计FTM全时手动结构;启动和制动的可控性好,旋转速度可以在每分钟0.2转到80转的大范围内作无级调节,对焦随动性强,不迟疑不拖延;工作在超声波范围,几乎无声;结构简单,很难损坏,工作温度范围宽达-30—+60摄氏度。

微型USM工作原理与环形USM相同,只是换能面由环形变成了较窄的柱面,虽然不如环形马达强劲,但结构小巧,方便小口径镜头设计安装,成本也略低。

Nano USM原理上依然是将震动转换为移动,但并不是环形或微型USM的发展,它没有传统马达的旋转结构,而是直线运动,也就是真正意义上的“线性直驱”。

Nano USM在镜头上安装金属滑轨,压电陶瓷元件和弹性金属整合为动子,通过压电陶瓷通电发生伸缩,迫使弹性金属弯曲,然后就像震动的手机在桌面一样,动子在滑块上运动。只不过三块(两主一副)通过震动间隔,让弹性金属弯曲蠕动频率,控制滑动方向和速度。滑块有点像树干,而Nano USM动子像毛毛虫一拱一拱地登树干。

Nano USM不需要任何传动结构,振动又是人耳听不到的超声波,因而也是安静无声的,并且支持FTM全时手动对焦。其换能面虽然比微型USM大,但能量转换不如环形USM换能面那么强大,驱动大型镜片/镜片组能力明显弱于环形USM,但更适合驱动小型镜片/镜片组进行长行程的对焦操作。

Nano USM在直线运动时,其位置可以通过脉冲和传感器直接控制,因而定位准确,也能一格一格运行,因此和STM一样,也适合相位对焦和视频拍摄,焦点切换过度的效果也很平缓。

所以,Nano USM并不以驱动力超过环形USM为目标,而是实现如同STM一样平滑细腻安静的对焦操作,特别适用于实时取景、微单、视频录制对焦,同时在单反模式的对焦也比STM强大!!!按照Canon目前淘汰MM的趋势,入门镜头会使用STM,稍高档的小型镜头/为视频拍摄准备的变焦镜头会选择Nano USM,大光圈主力镜头/体育新闻镜头依然会选择环形USM。

啰嗦一大堆,其实简单一句话总结:Nano USM不是环形USM的进化,而大致可以看做STM步进马达(螺杆型)的超声波驱动升级版本!

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环形USM马达,这种接触式的还是比较容易坏的~~~~非接触式的才是“几乎”永远不会坏。
发表于2017.03.14 22:52:12
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106.046.136.***
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发表于2017.02.20 06:05:10
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发表于2017.02.02 18:17:04
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发表于2017.01.29 05:11:51
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发表于2016.08.10 11:01:37
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221.222.178.***
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发表于2016.05.30 09:08:31
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发表于2016.05.04 14:43:51
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发表于2016.02.29 12:42:53
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112.090.239.***
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发表于2016.02.27 19:49:38
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114.229.100.***
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发表于2016.02.27 18:26:44
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171.221.002.***
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发表于2016.02.26 19:49:33
52
完全不懂摄影技术,好希望学习下。
发表于2016.02.26 08:57:50
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101.081.***.***
101.081.***.***
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这么精细的部件,真佩服岛国的制造技术的精密!
发表于2016.02.23 17:43:34
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对马达的驱动原理明白了一些,不过对焦位置如何控制也介绍下就更好了。
发表于2016.02.23 16:57:58
47
不过图片不能打开,老说仅限微博用户内部使用?
发表于2016.02.23 15:37:29
46
科普文章!谢谢!
此帖使用VIVO X710L提交
发表于2016.02.23 14:17:07
45
222.175.103.***
222.175.103.***
发表于2016.02.23 14:10:30
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