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Leitz Summaron 35mm f/3.5

di Giuseppe Ciccarella.

Questo obiettivo è succeduto nel 1946 al popolare Leitz Elmar 35 millimetri f/3.5. Nel 1954 esordisce il modello a baionetta per l’utilizzo sulla Leica M3. Con il Summaron si risolvono due dei problemi più fastidiosi del vecchio disegno Elmar: si elimina il decadimento ai bordi e si migliora l’illuminazione agli angoli del formato a tutta apertura, è dotato inoltre di una più comoda ghiera di regolazione dei diaframmi al posto della vecchia levetta sulla flangia anteriore dell’Elmar, rendendo facilitate le modifiche di apertura durante le riprese. Il 35mm f/3.5 Summaron è un obiettivo piccolo e compatto, pienamente utilizzabile a diaframma f/3,5 e se la cava bene anche in luce scarsa, sia, per quanto riguarda i tempi di scatto che per la qualità dell’immagine. L’apertura f/3,5 può sembrare piuttosto lenta per gli standard odierni, ma ci sono stati diversi fattori che l’hanno determinata in quel momento. Da un lato, il miglioramento dell’illuminazione ai bordi ha contribuito a dare una qualità eccellente di immagine a tutta apertura. Da un altro, la sua breve lunghezza focale permette l’utilizzo di tempi di posa abbastanza lunghi, senza il rischio del mosso, con risultati di ottima nitidezza. Ai suoi tempi la macchina fotografica Leica IIIc (introdotta nel 1940, e ancora attuale nel 1949) aveva presentato problemi di funzionamento a velocità intermedie dell’otturatore; 1/20, 1/15, e 1/10. Al Summaron f/3.5 ad 1/10, bastava la stessa intensità luminosa che serviva ad un obiettivo f/2,8 per scattare ad 1/15, e la dolcezza dell’otturatore della IIIc (e le successive IIIf , IIIg e le prime M3) in aggiunta alla corta focale, permetteva di scattare a mano libera con tempi d’otturazione lenti, conseguendo ottimi riscontri. A tutta apertura il Summaron f/3,5 poteva scattare con 1/10, che equivaleva ad 1/40 con il Summarit 50mm a f/1.5. Non male per un piccolo grandangolo non luminoso. Oggi, digitale a parte, godiamo di pellicole notevolmente più veloci rispetto al massimo di 100 ASA di allora, anche con una MP o similare, si può scattare a mano libera con 1/15 a f/3.5, che è equivalente ad 1/50 (.. il tempo del sincro­flash) a f/2, e in condizioni di scarsa illuminazione con un obiettivo da 35 millimetri si avrà una incredibile profondità di campo rispetto ad un obiettivo di apertura f/2. Il Summaron non può essere considerato “veloce”, ma rispetto ad un 50 millimetri, in condizioni di scarsa illuminazione, offrirà una profondità di campo molto più considerevole. Il layout ottico del Summaron è composto da sei elementi in quattro gruppi, quasi simmetrico, con due coppie cementate, immediatamente davanti e dietro il diaframma. Alla massima apertura f/3,5, l’immagine è abbastanza nitida e priva di flare, ma mostra però curvatura campo. La caduta di luce agli angoli che affliggeva il precedente 35 millimetri Elmar, è stato notevolmente ridotto nel Summaron, grazie alle generose dimensioni degli elementi frontale e posteriore. Questa caratteristica di progettazione, poco conosciuta, ha anche contribuito a ridurre ulteriormente lo scadimento ai bordi: la forma a menisco di grandi dimensioni dell’elemento posteriore, ha avuto l’effetto di ampliare la dimensione effettiva dell’apertura e convogliare quindi maggior luce progressivamente verso i bordi dell’immagine, migliorando ulteriormente il margine e gli angoli del frame. Questo effetto può essere osservato guardando attraverso la lente dal retro. Selezionare l’apertura del diaframma ad f/8 o f/11, questo renderà l’effetto più evidente, girare poi da un lato all’altro, quindi dal centro al bordo, l’obiettivo, guardando dentro dal centro al bordo. Si vedrà l’apertura “crescere” leggermente, con un maggiore angolo dal centro. Questa caratteristica del progetto è servita a dirigere una percentuale crescente di luce ai bordi del fotogramma, compensando così il decadimento naturale di illuminazione del bordo e dell’angolo. Questo effetto è visibile anche nei più complessi disegni dei 50 millimetri Summar e Summitar, ma è ancora più pronunciato nel Summarit e nei primi Summicron; tutti questi disegni “combattono” la caduta di luce ai bordi, alle grandi aperture.

Il concetto di light gathering power, verrà ampiamente utilizzato dal Dott. Walter Mandler, nelle sue celeberrime realizzazioni canadesi, ancora oggi pietre di paragone per compattezza e prestazioni.
Questa caratteristica può anche essere trovata, in misura minore, in alcuni altri obiettivi grandangolari, due esempi sono il 35mm f/3,5 Elmar e 28mm f/3,5 Nikkor, ma in entrambi questi obiettivi, la vignettatura meccanica causata dalle dimensioni relativamente piccole della lente frontale e posteriore, nega la maggior parte dei vantaggi delle loro massime aperture relative.

Vignettatura.

Se la superficie della lente anteriore e della lente posteriore è ristretta, l’illuminazione delle aree marginali dell’immagine si riduce. Il principio risolutivo del fenomeno è quello di utilizzare elementi anteriori e posteriori di generose dimensioni per favorire l’illuminazione ai bordi del fotogramma, mantenendo una dimensione compatta dell’intero pacchetto ottico, questo comporta anche una limitazione della vignettatura artificiale, detta anche meccanica. Un fascio di raggi di luce che, in virtù dell’angolo della fotocamera passa attraverso l’obiettivo obliquamente, necessariamente ha una larghezza ristretta rispetto ad un fascio di raggi che entra nell’obiettivo parallelamente al suo asse ottico.

Quindi una piccola quantità di luce raggiunge gli angoli dell’immagine. La risultante perdita di luminosità verso i margini del formato, può essere calcolata in conformità con la legge fisica di Stefan–Boltzmann, chiamata “coseno elevato alla quarta potenza”. L’enunciato della legge di Stefan­Boltzmann, recita che in un sistema fotografico, per un dato oggetto di luminanza (luminosità), l’illuminamento dell’immagine sulla pellicola o equivalente, diminuisce mentre ci muoviamo verso l’esterno dal centro dell’immagine a causa della geometria ottica coinvolta. Il risultato è un relativo oscuramento dell’immagine verso i suoi bordi.

Se consideriamo un obiettivo con determinate proprietà ideali, si può dimostrare che il calo di illuminamento relativo, va quasi come la quarta potenza del coseno dell’angolo con cui il punto dell’oggetto è fuori dall’asse della pellicola ­ …o del sensore full frame ­ (misurata in “spazio oggetto” al centro della pupilla d’ingresso dell’obiettivo). In termini pratici: un obiettivo non è costituito di una sola lente bensì di una composizione di più lenti, solidali e assiali tra loro, sicchè una degradazione addizionale dell’immagine è data dal fascio di raggi di luce che entra in direzione angolare nell’obiettivo.

Una larga porzione di tale fascio, che per ragioni geometriche, ha già un diametro ristretto, rispetto ad un fascio di luce che entra parallelamente all’asse ottico dell’obiettivo, incontra un ulteriore ostacolo determinato dal barilotto dell’obiettivo. Quindi, quanto minore è l’altezza del barilotto, tanto inferiore sarà la vignettatura artificiale.

Distribuzione relativa della luce.

La distribuzione relativa della luce, è un termine familiare ai progettisti ottici, e si riferisce a un fenomeno fisico che a volte è chiamato illuminazione periferica. L’obiettivo specificato f/3.5 indica la luminosità di un obiettivo al centro dell’asse ottico. La luminosità ai bordi dell’immagine è sempre minore (…a causa degli inevitabili capricci di fisica ottica!), ed è espressa in percentuale di illuminazione centrale. Questa illuminazione periferica è affetta da:

1. coseno elevato alla quarta

2. vignettatura ottica.

La legge del coseno elevato alla quarta ­ così familiare ai fisici ottici ­ afferma che il tasso di diminuzione della luce nelle zone periferiche dell’immagine (illuminazione periferica) aumenta come aumenta l’angolo di visualizzazione. Ciò è vero anche per una lente perfetta (…se potesse essere costruita). La quantità di questa caduta di luce è proporzionale al coseno dell’angolo ­ in cui i raggi di luce entrano conformi all’asse ottico della lente ­ elevato alla quarta potenza.

La vignettatura (causata dall’effetto fisico che il barilotto dell’obiettivo, eclissi parte della luce periferica, provocando così un oscuramento a 360° dei bordi dell’immagine ottica) può essere eliminata se il diametro della lente ottica è sufficientemente aumentata.

La vignettatura diminuisce anche chiudendo l’apertura del diaframma dell’obiettivo. Ciò migliora anche il problema relativo alla distribuzione della luce.

La distribuzione relativa della luce è espressa come rapporto percentuale tra la luminosità dell’immagine centrale e quella dei punti fuori asse; questo è tradizionalmente specificato dal termine radiale denominato “altezza dell’immagine”, come mostrato nello schema di Figura 2.

 

Figura 2

Dallo schema si evidenzia come la distribuzione della luce sia misurata in relazione al livello di luce al centro dell’immagine.

 

Figura 3

Il comportamento relativo alla distribuzione della luce per un obiettivo ad una specifica lunghezza focale.

 

Un tipico diagramma per questa distribuzione della luminosità ottica è mostrato in Figura 3.

Come risulta dalla Figura 3, la carenza di distribuzione di luce è più acuta quando la lente opera alla massima apertura (…diaframma spalancato).

La caratteristica distribuzione della luce si altera quando la lunghezza focale cambia (…un altro capriccio del tutto inevitabile della scienza ottica!), e l’effetto aumenta verso la focale grandangolare.

Lo scopo degli studiosi ottici è di realizzare un progetto che trasmetta la massima quantità di luce, o, in altre parole, minimizzi l’attenuazione della quantità di luce che entrando dalla lente frontale, fluisce attraverso tutti gli elementi dell’ottica.

Allo stesso tempo, tutti gli elementi che compongono il sistema di lenti, devono essere ottimizzati in modo che lavorino in concerto, cosicchè essi formino la risposta spettrale del flusso luminoso in uscita, predeterminando, per così dire, la riproduzione del colore del sistema.

Come in un orchestra, il lavoro simultaneo di ogni singolo maestro determina il successo, così nei sistemi ottici il risultato finale è la summa dei singoli elementi che lavorano in modo congruo.

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Giuseppe Ciccarella

 

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One Comment

  1. Davide Tambuchi

    Anzichè usare gli “Occhialini” come mirino complementare montando sulla M3 un 35mm, è possibile sostituire il mirino/telemetro della macchina con quello della M2 o di un’altra LeiCA dotata di cornicette per il 35mm?

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