Nikon Nikkor Z 58mm 1:0,95 S Noct e i segreti del suo schema ottico

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; il superluminoso Nikon Nikkor Z 58mm 1:0,95 S Noct svelato dall’azienda nell’Agosto 2018 è una delle realizzazioni più impressionanti che l’ottica fotografica abbia visto negli ultimi tempi, un obiettivo tecnicamente molto complesso che ha dato molto lustro a fabbricante e rivelato anche una certa malizia: come avvenne in passato anche per l’introduzione di un modello di automobile da parte di un’azienda tedesca, pronto per le vendite e “bruciato” sul mercato dalle fotografie di un analogo modello della ditta rivale, ancora ben lungi dall’essere disponibile per i saloni ma le cui fotografie bastarono a guastare il lancio in grande stile dell’altro, allo stesso modo nell’estate del 2018 stava arrivando sui banchi di vendita il neonato Canon RF 50mm 1:1,2 L USM, superluminoso professionale e modello di punta del nuovo sistema digitale rangefinder, quando Nikon svelò l’esistenza del mostruoso 58mm 1:0,95 Noct che lo surclassava da ogni punto di vista, ridimensionando di fatto il prestigio tecnico e commerciale del modello Canon sebbene quest’ultimo fosse praticamente in vendita ed il Noct solamente annunciato tramite immagini ufficiali e con disponibilità futura ancora da definire.

Il 58mm 1:0,95 Noct è stata un’autentica prova di forza in tutti i settori; infatti non ci si è limitati a prevedere una montatura moderna e di impeccabile complessione professionale ma anche lo schema ottico rappresenta una sorta di exploit nel quale i progettisti hanno sfruttato completamente tutte le possibilità concesse dai nuovi vetri, dagli schemi più complessi e senza limiti dimensionali imposti, da lavorazioni asferiche e trattamenti di ultimissima generazione e anche dalle quote meccaniche delle nuove mirrorless Nikon Z, andando ad utilizzare fino in fondo i nuovi spazi concessi dall’assenza dello specchio reflex e dalla nuova baionetta di ampio diametro; in una metafora, si è trattato di una sorta di giro di qualifica in pista, nel quale tutti i parametri e il potenziale del mezzo vengono spremuti al 100% per conseguire il massimo possibile.

Su questa incredibile realizzazione sono già stati versati fiumi d’inchiostro e di bytes negli ultimi 2 anni, pertanto ho deciso di approfondire un argomento che finora, per oggettiva complessità e mancanza di informazioni certe, è sempre rimasto in disparte: le caratteristiche tecniche del suo inedito e stupefacente gruppo ottico; mi limiterò quindi ad una breve introduzione generica sull’obiettivo per passare poi a vero argomento dell’articolo.

 

 

Il Nikon Nikkor Z 58mm 1:0,95 S Noct è un obiettivo sui generis da molti punti di vista, iniziando dalla stazza, quasi incredibile per un obiettivo normale: il barilotto misura infatti 153mm di lunghezza per 102mm di diametro e pesa circa 2.000g, con filtri anteriori da ben 82×0,75mm; non si tratta sicuramente di un “cinquantino” col quale andare a zonzo con fotocamera in mano, e l’attacco girevole per il cavalletto suggerisce di sfruttare almeno un monopiede; la messa a fuoco dell’obiettivo è rigorosamente manuale (il sistema di messa a fuoco anteriore movimenta le prime 13 lenti di grande diametro, spostando una massa incompatibile con qualsiasi autofocus) e la ghiera consente di arrivare fino a 0,5m; il diaframma ad 11 lamelle arrotondate chiude da 1:0,95 ad 1:16; l’angolo coperto sulla diagonale del 24x36mm è 40°50’ e le lenti beneficiano di trattamenti avanzatissimi, come la combinazione di rivestimenti antiriflesso ARNEO e Nano-Crystal che lavorano in sinergia su angoli d’incidenza differenti della luce parassita, mentre sull’elemento anteriore asferico è applicato un rivestimento al fluoro idrorepellente che impedisce all’acqua e allo sporco di aderire alla superficie.

Il barilotto prevede un design moderno, lineare e minimale e si caratterizza per alcuni dettagli interessanti: alla base della montatura è presente una ghiera zigrinata priva di indicazioni che consente un controllo manuale stepless dell’iride del diaframma, utile sfruttando il Noct per riprese video, sulla montatura è previsto un pulsante programmabile che consente di selezionare l’accesso ad una funzione desiderata e accanto al punto di fede è presente un piccolo display OLED che fornisce informazioni aggiuntive sulle regolazioni dell’obiettivo ed è visibile anche al buio, dettaglio appropriato in un obiettivo di tale luminosità; questo modello raccoglie l’eredita del leggendario Noct-Nikkor 58mm 1:1,2 asferico originale (che riceve debito omaggio con la scelta della stessa lunghezza focale caratteristica) e ne spinge le specifiche a limiti quasi impensabili, mentre il logo Noct è stato ristilizzato in giallo e addirittura registrato come brand name autonomo.

 

 

L’obiettivo abbinato ad un corpo mirrorless Nikon Z, modello che non risulta a sua volta fra i più compatti del lotto, evidenzia le sue ingenti proporzioni, mai viste prima in un normale: dimensioni, qualità, tecnologia, apertura e prezzo esclusivo ne fanno l’autentica flagship del sistema Z.

 

 

Il Noct è un modello squisitamente professionale e viene fornito completo di tappo posteriore standard LF-N1, tappo anteriore da 82mm LC-82B, paraluce dedicato a vite HN-38 e valigetta di trasporto CT-101, mentre filtri ed accessori anteriori con attacco a vite 82×0,75mm possono essere acquistati a parte.

L’azienda ha divulgato curve MTF eseguite sul Noct a tutta apertura 1:0,95 e misurate alle frequenze spaziali di 10 e 30 cicli/mm; i valori sono ovviamente elevati per l’apertura di riferimento e l’utilizzo sul campo dell’obiettivo ha confermato una resa ottima in ogni condizione.

Interrompo la replicazione di informazioni già note per passare ad un settore ancora sconosciuto: le caratteristiche del complesso sistema ottico che equipaggia il Nikkor Z 58mm 1:0,95 S Noct.

Il nocciolo ottico di questo modello è stato calcolato da due giovani progettisti Nikon, Keisuke Tsubonoya e Toshinori Take e il disegno è stato completato nella primavera del 2018; il relativo brevetto giapponese, l’unico disponibile, è stato richiesto il 29 Maggio 2018 e si tratta di un documento complesso con ben 59 facciate sulle quali ho passato un certo tempo per organizzare e comprendere le informazioni, con le ovvie difficoltà del testo madrelingua; ecco l’intestazione di tale documento.

 

 

Già nella prima pagina del brevetto è riportato lo schema del “preferred embodiment” e la sua sezione collima con quella del Noct di serie; nel brevetto sono contemplati 3 esemplari differenti, uno dei quali avviato alla produzione (a sua volta declinato su 2 modelli leggermente differenti, il primo dei quali venne scelto) e gli altri rimasti allo stadio di prototipo; negli schemi a seguire vedremo quindi lo schema ottico di ogni embodiment, i parametri grezzi di progetto (raggi di curvatura, spessori, distanze ed indici di rifrazione/dispersione dei vetri) e i diagrammi con lo stato di correzione previsto per le aberrazioni; ho definito la sequenza lasciando per ultima una versione che costituisce una sorpresa…

 

 

Lo schema ottico del primo embodiment corrisponde a quello del 58mm 1:0,95 Noct che conosciamo; la struttura prevede 17 lenti in 10 gruppi (più il filtro low-pass piano-parallelo del sensore) e la messa a fuoco avviene col movimento del gruppo di lenti L1 – L13 (indicato come GF sull’immagine) mentre le lenti posteriori L14 – L17 restano stazionarie; proprio la necessità di movimentare una simile massa ha suggerito di prevedere un barilotto con messa a fuoco esclusivamente manuale.

La scheda seguente raccoglie tutti i parametri progettuali del modello di normale produzione.

 

 

La serie di parametri risulta molto complessa e la descriveremo successivamente in modo più comprensibile; nello schema ho anche inserito i parametri di asfericità delle 3 superfici paraboliche, corrispondenti al primo, ventesimo e ventottesimo raggio del sistema; come si inferisce dai dati, la focale effettiva di questo gruppo ottico è 59,62mm, leggermente superiore a quella nominale, mentre l’apertura reale risulta essere 1:0,98, poi arrotondata ad 1:0,95 grazie alle tolleranze consentite dalle norme sulle specifiche industriali.

 

 

Le aberrazioni previste sul modello di serie risultano molto contenute, in particolare gli errori cromatici, evidentemente mantenuti sotto controllo grazie alle lenti a bassa dispersione delle quali discuteremo in seguito, premesse poi confermate dagli eccellenti risultati sul campo.

 

 

Questo schema ottico identifica la variante derivata dal modello di serie, semplificata eliminando una lente; per la produzione gli venne preferita la configurazione già vista a 17 lenti.

 

 

La seconda variante prevede solo 16 lenti perché dopo L4 è presente solo un elemento singolo anziché 2; anche in questo caso sono previste 3 superfici asferiche, sul primo, diciottesimo e ventiseiesimo raggio, mentre la focale effettiva è 58,93mm con apertura massima 1:0,98; questo modello è rimasto solo su carta.

 

 

Le aberrazioni previste sulla seconda variante derivata dal modello 1:0.95 di serie presentano poche variazioni rispetto a quest’ultimo, solo il coma risulta superiore in certe zone del campo e in certe condizioni di utilizzo.

 

 

Una seconda ipotesi del brevetto, anch’essa limitata a prototipi, prevede uno schema più semplificato che utilizza solamente 15 lenti in 10 gruppi, conservando l’analogo sistema di messa a fuoco anteriore; questa versione mantiene l’apertura 1:0,95 e prevede una focale più corta e vicina a quella del normale classico, circa 52mm: considerando anche la maggiore semplicità e compattezza si potrebbe pensare che fosse questo il modello più logico per la produzione, tuttavia in casa Nikon optarono per quello precedente.

 

 

Osservando i dati grezzi di calcolo, osserviamo che sono state mantenute le 3 superfici asferiche, sul secondo, diciassettesimo e ventiseiesimo raggio dello schema, tuttavia in questo caso la prima si trova sulla parte interna della prima lente, a profilo concavo, quindi posso ipotizzare che sia stata ottenuta per glass molding dello sbozzo rammollito a caldo (in caso di iniezione di resina contro maschera asferica, solitamente viene indicato anche il valore rifrattivo e dispersivo di tale riporto, qui assente); è anche interessante osservare che la seconda lente prevede un vetro Dense Flint ad altissima rifrazione, addirittura superiore a 2, mentre nella quinta lente è stata utilizzata fluorite.

 

 

Anche questo embodiment prevede uno stato di correzione decisamente buono, all’altezza del modello di serie.

 

 

Il terzo ed ultimo modello ci rivela una sorpresa inaspettata: questa infatti è la versione più spinta, con schema ottico portato addirittura a 19 lenti in 12 gruppi e un’apertura relativa ancora più ampia e pari ad 1:0,87, arrotondabile in produzione ad 1:0,85; quindi, se avesse voluto, Nikon Corporation avrebbe potuto eventualmente creare un Nikkor Z 58mm S Noct 1:0,85, aumentando ulteriormente l’apertura massima di 1/3 di stop; tuttavia, considerando gli ulteriori incrementi di peso, dimensioni, complessità e costo, probabilmente la saggezza orientale ha suggerito di “accontentarsi” della versione 1:0,95, comunque eccezionale.

 

 

Anche in questo caso troviamo un notevole tour de force: 13 lenti in vetro ad alta o altissima rifrazione, 3 a bassa o bassissima dispersione e 3 superfici asferiche, ricavate sul primo, ventitreesimo e trentaduesimo raggio del sistema; in questo caso la focale effettiva è 56,61mm e l’apertura, come annunciato, uno straordinario 1:0,87.

 

 

Anche con questo modello di apertura 1:0,87 (ribadita anche nello schema qui sopra) lo stato di correzione previsto appare in linea con le altre ipotesi, pertanto la ragione per la mancata produzione non andrebbe eventualmente ricercata in carenze di rendimento ma semplicemente nell’eccessiva complessità dello specifico progetto.

Pur non potendo comprendere fino in fondo dati così complessi possiamo tuttavia intuire le difficoltà incontrate dai progettisti Tsubonoya e Take per concepire ed ottimizzare sistemi di tale sofisticazione e questo modello rappresenta un’eloquente biglietto da visita per il know-how di Nikon Corporation.

Vediamo ora di addentrarci specificamente nei segreti del Noct di produzione e di approfondire, per quanto possibile, qualche argomento chiave.

 

 

Il complesso schema ottico del Nikon Nikkor Z 58mm 1:0,95 S Noct si può idealmente suddividere in 3 moduli principali: un telescopio newtoniano anteriore, un relay lens secondario a schema gaussiano ed un gruppo concentratore posteriore; quest’ultimo richiede lo sfruttamento di gran parte dello spazio retrofocale posteriore e uno schema del genere è stato possibile solamente grazie alla destinazione a corpi mirrorless, primi di specchio reflex, e riprogettati garantendo un ampio diametro utile per la baionetta di montaggio; infatti con uno schema che utilizzi solamente i primi 2 moduli si può ottenere un obiettivo 1:1,4 di elevatissima qualità ma per spingersi oltre la barriera di 1:1 si è reso necessario anche il gruppo concentratore posteriore che, in termini pratici, funziona come uno dei noti “lens booster” da applicare ad un obiettivo per 24x26mm accoppiato ad un sensore di minori dimensioni: la proiezione della coniugata posteriore viene intercettata e concentrata su un formato inferiore, aumentando di fatto la luminosità.

Il posizionamento della diciassettesima lente così vicino al piano focale poteva chiamare in causa problemi di proiezione telecentrica, tuttavia sia il percorso dei light pencils opportunamente definito in sede di progetto, sia la struttura stessa del gruppo concentratore che il grande diametro dei suoi elementi posteriori garantiscono una proiezione ideale sul full-frame; la presenza del filtro low-pass del sensore direttamente in sede di progetto definisce quest’obiettivo come sfruttabile unicamente su fotocamere digitali.

La suddivisione dello schema in vari moduli, moltiplicando il numero di lenti e aumentandone la lunghezza fisica, soddisfa l’esigenza di trasferire senza stress la produzione dell’immagine da un elemento all’altro, correggendo progressivamente le aberrazioni senza attribuire ad alcun elemento un ruolo eccessivamente forzato, il tutto con l’obiettivo di ottenere una qualità superiore; vediamo con alcuni esempi com’è nato questo tipo di schema e come viene utilizzato oggi.

 

 

Questo tipo di architettura è stata ideata dal Dr. Erhard Glatzel di Carl Zeiss ad inizio anni ’70 ed applicata a speciali obiettivi di alta luminosità per microlitografia (maschere di microchips) e cinematografia; in questo schema le sezioni in bianconero sono relative al Distagon 24mm 1:1,0 (non prodotto in serie), al Distagon 12mm 1:1,2 e all’S-Planar per microlito 37mm 1:1,4, nel quale il progressivo passaggio attraverso elementi multipli dal modesto potere rifrattivo, quasi come una danza ad onde alternate, si percepisce addirittura dalla semplice osservazione della sezione; nel caso dei due Distagon per il cinema si vedono bene il modulo anteriore e il relay lens posteriore, con un accenno di elemento concentratore nelle ultime lenti che non poteva essere ulteriormente sviluppato perché questi obiettivi dovevano comunque garantire un abbondante spazio retrofocale per le esigenze meccaniche della cinepresa.

Al giorno d’oggi uno schema concettualmente simile a quello del Noct viene utilizzato nei famosi obiettivi serie Otus di Zeiss, tuttavia non è presente il terzo modulo concentratore perché si “accontentano” di un’apertura 1:1,4 e devono garantire lo spazio retrofocale per l’utilizzo su apparecchi reflex come Canon e Nikon; si possono tuttavia osservare evidenti convergenze nello schema dell’Otus Apo-Distagon 55mm 1:1,4, il cui modulo anteriore, per quanto semplificato, richiama in modo evidente quello del Noct.

Restando su questo tema, gli esaminatori del complesso brevetto di Tsubonoya e Take hanno aggiunto una nota in calce nella quale fanno riferimento ad alcuni brevetti di Ricoh, Tamron, Canon e la stessa Nikon perché contengono elementi congruenti a passaggi chiave del brevetto del Noct; in particolare, ho trovato interessante un brevetto del 2014 di Tamron del quale ora mostro gli elementi più importanti.

 

 

Questo brevetto giapponese è stato depositato nel 2014 da Sachiko Kawai et Al. per conto di Tamron Co. ed in effetti precorre alcuni elementi chiave presenti nel 58mm 1:0,95 Noct; vediamo alcuni esempi.

 

 

Questi modelli Tamron sono riferiti ad un corto tele con apertura 1:1,8 e in effetti contengono 2 dettagli analoghi a quelli che caratterizzano il superluminoso Nikon: la presenza di moduli multipli, con un telescopio newtoniano anteriore, un relay lens secondario e un principio di gruppo concentratore, e la messa a fuoco anteriore messa in atto movimentando soltanto la prima serie di lenti.

Vediamo ora in dettaglio lo schema ottico del Nikkor Z 58mm 1:0,95 S Noct con i relativi riferimenti ai vetri ottici utilizzati.

 

 

La grafica ufficiale mostra uno schema a 17 lenti in 10 gruppi analogo al primo modello del brevetto mostrato in precedenza, con 4 elementi in vetro ED a bassissima dispersione (colore giallo) e 3 elementi asferici (lenti azzurre); ho provveduto a numerare le lenti da 1 a 17 e anche i corrispondenti valori rifrattivi e dispersivi dei vetri ottici utilizzati.

Colleghi esteri che hanno osservato il brevetto e supposto che non corrisponda esattamente al modello di serie (ma un rapido calcolo partendo da raggi, spazi e spessori mostra una notevole congruenza), adducendo l’obiezione che la casa dichiara 4 lenti in vetro ED mentre nella sequenza dei vetri ne comparirebbe solamente una, in posizione L10; tuttavia occorre debitamente notare che le altre 3 lenti ED “mancanti”, corrispondenti agli elementi L4, L6 ed L7, sono state realizzate con un vetro Phosphate Dense Crown PSK di recente progettazione e che abbina una dispersione molto contenuta (numero di abbe vD= 67,9) ad un indice di rifrazione insolitamente elevato per questa tipologia di vetri a base di fluoruri e metafosfati (nD= 1,59319, quando solitamente nei vetri ED classici non arriva ad 1,5); ritengo quindi che l’azienda abbia semplicemente indicato come “ED” anche queste 3 lenti realizzate in vetro PSK a bassa dispersione tipo 593679, e questo spiega l’apparente contraddizione; come nota a margine, vetri di questo tipo garantiscono da soli l’apocromaticità dei famosi Leica Apo-Macro-Elmarit-R 100mm 1:2,8 ed Apo-Telyt-R 180mm 1:3,4.

L’analisi dei vetri evidenzia un obiettivo modernissimo e progettato allo stato dell’arte, senza alcun riguardo per il risparmio; infatti, su 17 lenti, ben 9 sono realizzati con vetri ad alta ed altissima rifrazione, con indice compreso fra 1,738 e 1.953, dei quali 7 sono lanthanum Dense Flint agli ossidi delle Terre Rare con dispersione particolarmente contenuta, ed altre 4 lenti prevedono invece vetri speciali a bassa e bassissima dispersione, mettendo nel computo anche le 3 superfici asferiche e la messa a fuoco con flottaggio degli elementi anteriori!

Nei vetri lanthanum Dense Flint sono utilizzate versioni particolarmente costose, come 3 lenti in Hikari E-LASF08 (rifrazione nD= 1,883, dispersione VD= 40,69), una in Hikari E-LASFH9 (rifrazione nD= 1,902, dispersione vD= 35,77) ed una che sfrutta una recente tipologia della quale non conosco ancora la sigla se non quella generica (954323), con indice di rifrazione altissimo, nD=1,953, e dispersione vD= 32,33.

5 lenti dello schema sfruttano vetri ottici progettati in questi ultimi anni; 3 utilizzano il citato Phosphate Dense Krown 593679 a dispersione ridotta, una sfrutta il lanthanum Dense Flint 849438 (indice di rifrazione nD= 1,848, dispersione vD= 43,79) e l’ultima si avvale del citato lanthanum Dense Flint 954323 ad altissima rifrazione.

Per una migliore comprensione ho evidenziato con un bollino giallo le lenti in vetro a bassa e bassissima dispersione, con un bollino rosso quelle con vetri agli ossidi delle Terre Rare ad alta rifrazione/bassa dispersione e in azzurro gli elementi asferici; in questi ultimi occorre notare che la terza superficie asferica coincide con l’ultimo raggio del sistema ottico e si trova su una superficie concava, più difficile da ottenere.

Questo breve ma vertiginoso viaggio nei segreti del 58mm 1:0,95 Noct ha definito le proporzioni di tale progetto e fornisce contestualmente una giustificazione al suo prezzo di listino oggettivamente impegnativo, se consideriamo anche l’eccellenza della sua parte meccanica; svincolata dai limiti di spazio retrofocale e dal diametro ridotto della baionetta F, l’azienda poteva indirizzarsi su un progetto 0,95 più semplice e compatto come il target per eccellenza, il Noctilux-M 50mm 1:0,95 Asph., a sua volta tenuto in limiti dimensionali precisi dalle esigenze del mirino a telemetro Leica, tuttavia in casa Nikon hanno visto probabilmente un’onda verde di semafori liberi e hanno deciso invece di concretizzare l’assoluto, qualcosa che si spingesse realmente ai limiti tecnici del momento e sfruttasse completamente ogni elemento e dettaglio, senza compromessi.

Chi mi conosce sa quanto ami questo approccio ma, al di là delle inclinazioni personali, occorre rendere merito all’azienda per il coraggio di prevedere e mettere effettivamente in produzione un gioiello del genere, inevitabilmente molto esclusivo e non destinato a generare utili significativi, come un grande cuore gettato oltre l’ostacolo per mostrare di cosa fosse veramente capace, e il risultato è realmente impressionante, senza alcun riguardo per le dimensioni assurde, i 2kg di peso e il prezzo da utilitaria: tutto è stato sacrificato a prestazioni estreme e ad una complessione di prim’ordine.

Si tratta di un obiettivo per molti versi storico e che ribadisce perentoriamente la leadership tecnologica Nikon, il suo normale professionale per eccellenza di oggi e per molti anni a venire.

Un abbraccio a tutti; Marco chiude.

 

 

Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte di questo sito web può essere riprodotta, memorizzata o trasmessa in alcuna forma e con alcun mezzo, elettronico, meccanico o in fotocopia, in disco o in altro modo, compresi cinema, radio, televisione, senza autorizzazione scritta dell’Editore. Le riproduzioni per finalità di carattere professionale, economico o commerciale o comunque per uso diverso da quello personale possono essere effettuate a seguito dei specifica autorizzazione rilasciata da New Old Camera srl, viale San Michele del Carso 4, 20144 Milano. info@newoldcamera.it
All rights are reserved. No part of this web site may be reproduced, stored or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical or photocopy on disk or in any other way, including cinema, radio, television, without the written permission of the publisher. The reproductions for purposes of a professional or commercial use or for any use other than personal use can be made as a result of specific authorization issued by the New Old Camera srl, viale San Michele del Carso 4, 20144 Milan, Italy. info@newoldcamera.it

©2020 NOC Sensei – New Old Camera Srl

 

 

 

 

Lascia un commento

error: Alert: Contento protetto!!!