Nikon UV-Nikkor 105mm 1:4,5

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; ho ribadito in più occasioni che uno dei maggiori punti di forza del sistema Nikon 35mm in attacco F era rappresentato dal formidabile corredo di obiettivi Nikkor, fra i quali erano disponibili anche modelli molto speciali e destinati a soddisfare esigenze realmente di nicchia ma tuttavia fondamentali in svariati ambiti professionali, tecnici o scientifici; una delle versioni più esotiche e particolari fu sicuramente il Nikon UV-Nikkor 105mm 1:4,5 per riprese in luce ultravioletta, un obiettivo lanciato sul mercato nell’Aprile 1985 e che oggi analizzeremo in dettaglio.

L’UV-Nikkor 105mm 1:4,5 prevedeva caratteristiche tecniche molto particolari che lo rendevano estremamente costoso; per intenderci, col suo prezzo di listino una trentina di anni fa ci si acquistava una piccola automobile, nuova ovviamente; se a questo increscioso dettaglio associamo una destinazione ad utilizzi tecnici molto particolari possiamo immaginare che la produzione sia stata molto contenuta, ipotesi che corrisponde al vero, tuttavia la parabola commerciale di quest’obiettivo è stata quantomeno anomala.

L’obiettivo venne infatti presentato e commercializzato nell’Aprile 1985, a partire dalla matricola 200.001, e come convenzionale obiettivo Nikkor distribuito in seno al corredo Nikon reflex fu prodotto fino al 1999 in 3.031 esemplari (ultima matricola nota: 203.031); dopo alcuni anni, nel Novembre 2006, la produzione inaspettatamente riprese, tuttavia non era più gestita in modo convenzionale ma controllata da Tochigi Nikon, un dipartimento indipendente che si occupava di ottiche professionali o speciali (è famosa la riedizione Tochigi del celebre Nikkor AiS 300mm 1:2 in livrea bianca con cremagliere per rig e destinata ad uso cinematografico); questa branca creò quindi il brand name Nikon Rayfact con il quale identificava ottiche speciali e industriali, e decise di aggiungere il 105mm 1:4,5 per fotografia UV alla sua offerta commerciale; la seconda vita Tochigi/Rayfact iniziò dalla matricola 700.001 e l’obiettivo rimase ancora disponibile per anni su ordinazione speciale, mentre la matricola più alta conosciuta di questa nuova serie è 700.644, quindi la produzione teorica complessiva fu di 3.675 obiettivi.

L’UV-Nikkor 105mm 1:4,5 è un obiettivo di caratteristiche eccezionali e con una versatilità limitata solo dalla fantasia dell’utilizzatore, perché si tratta di un macro con focale medio-tele che può focheggiare da infinito a 48cm e raggiungere il rapporto di riproduzione 1:2 come un classico Micro-Nikkor 105mm 1:4, tuttavia a questi elementi si aggiunge uno speciale gruppo ottico realizzato unicamente con lenti in quarzo (biossido di silicio) e fluorite (fluoruro di calcio) che garantiscono una inusuale trasparenza alle frequenze più corte della luce, permettendo quindi di operare non soltanto nella banda visibile, come con un qualsiasi 105mm macro, ma anche nell’ultravioletto ad onda corta fino a 220nm, aprendo quindi la porta ad un universo di applicazioni tecniche, scientifiche e investigative precluse ai normali obiettivi e che lo rendono prezioso ed insostituibile per varie categorie di professionisti.

Nel caso dell’UV-Nikkor 105mm 1:4,5 non solo la sistematica risulta tormentata ma anche la sua stessa identità; infatti, come si può osservare in questa brochure, al momento della sua concezione la Nippon Kogaku aveva naturalmente inserito la denominazione Micro, siccome l’obiettivo consentiva di focheggiare regolarmente fino ad 1:2, inquadrando senza accessori un campo da 48x72mm, e il brand name ufficiale del prototipo era UV-Micro-Nikkor 105mm 1:4,5, nome con il quale è ancora oggi comunemente chiamato.

Tuttavia, con l’avvio della produzione, il nome venne cambiato in corsa; questa brochure illustra il primo esemplare di serie (notate la matricola 200.001) e possiamo osservare che il leggendario suffisso Micro è stato omesso, per cui gli obiettivi di produzione erano semplicemente chiamati Nikon UV-Nikkor Ai 105mm 1:4,5 S (la denominazione originale giapponese scompone la sigla AiS) e tali rimasero fino alla prima uscita di produzione nel 1999; è bene annotare che in tutte queste fasi l’obiettivo era stato disponibile solo su ordinazione speciale, visto il costo e la destinazione molto mirata.

Bisogna anche osservare che nella brochure illustrata in precedenza le informazioni sono errate perché l’obiettivo di serie viene presentato come UV-Micro-Nikkor e anche la foto a corredo non ritrae un esemplare di produzione ma il prototipo preliminare, con denominazione Micro poi cancellata e differenze nel barilotto che non hanno riscontro sulla serie.

Come anticipato, l’obiettivo risorse dalla sue ceneri nel 2006 e fu poi inserito nella linea di ottiche industriali gestite sotto il marchio Nikon Rayfact.

Questa gamma, completamente indipendente dalla serie di ottiche Nikkor per fotografia tradizionale, comprendeva famiglie di obiettivi legati a processi industriali che non sono mai state conosciute dal grande pubblico, e il 105mm 1:4,5 UV costituiva in tal senso un eccezione perché era l’unico a prevedere un normale attacco a baionetta F per utilizzarlo su convenzionali fotocamere Nikon e ad essere già noto per la sua militanza pregressa nella gamma per le reflex.

Come si può osservare, la denominazione dell’obiettivo in questa fase cambiò nuovamente perché per separare completamente questa linea dalle ottiche fotografiche convenzionali venne addirittura omesso anche il marchio Nikon, pur trattandosi dello stesso obiettivo commercializzato nel corredo reflex in precedenza, e sul barilotto compare solo la scritta UV 105mm 1:4,5, anche se la ben più articolata denominazione ufficiale è Rayfact PF10545MF-UV; il nome ufficiale del modello subì quindi una rarefazione progressiva da UV-Micro-Nikkor a UV-Nikkor a UV.

La dettagliatissima scheda Rayfact include dettagli tecnici che non sono mai stati presenti nelle brochure delle ottiche Nikkor per uso fotografico; apprendiamo quindi che la focale caratteristica è 105,2mm, il range spettrale ammesso spazia fra 220 e 900nm, la distorsione a cuscinetto passa da 0,25% a infinito a 0,07% a distanza minima (quindi trascurabile), l’illuminazione residua ai bordi con apertura 1:4,5 è pari al 51,4% a infinito e al 72,4% a coniugate brevi e la distanza minima di lavoro ad ingrandimento 0,5x (1:2) è di 481,2mm dal piano focale e 273,9mm dalla montatura anteriore dell’obiettivo.

L’obiettivo prevede un classico attacco filtri filettato da 52×0,75mm, consente di gestire il diaframma fra le aperture 1:4,5 e 1:32, misura 108mm di lunghezza (116,5mm considerando la baionetta) per 68,5mm di diametro e pesa circa 515g.

Per quanto riguarda le caratteristiche estetiche, l’obiettivo è genericamente conforme allo standard dei modelli AiS, tuttavia rispetto al prototipo preliminare gli esemplari di serie presentano alcune differenze come il simbolo di infinito più grande e la struttura anteriore del barilotto completamente diversa, modifiche poi mantenute in tutta la produzione standard dal 1985 al 1999 e nei successivi modelli Tochigi / Rayfact; nell’ambito della serie, i primi modelli prevedevano 3 serie di indici colorati per la profondità di campo, poi passati a 2.

Naturalmente, come vedremo meglio in seguito, per sfruttare l’UV-Nikkor nello spettro ultravioletto si rendeva indispensabile l’utilizzo di speciali filtri di selezione che trasmettevano tale banda escludendo invece la componente visibile; il 105mm 1:4,5 era previsto per l’utilizzo con il Gelatin Filter Holder Nikon AF-1 e il corrispondente filtro Nikon per UV, quadrato in gelatina, oppure con filtri UV tondi di terze parti inseriti nel portafiltri Nikon UR-2.

Questa scheda giapponese ci ricorda anche la compatibilità teorica dell’UV-Nikkor con moltiplicatori di focale Nikon TC-14B (1,4x) e Nikon TC-301 (2x), tuttavia è bene considerare che tali accessori utilizzano vetri tradizionali, di fatto opachi alla trasmissione della banda UV, quindi l’ipotetico utilizzo come 147mm 1:6,3 oppure 210mm 1:9 sarebbe comunque limitato a riprese convenzionali in luce visibile, una prospettiva poco allettante vista la ridotta apertura massima corrispondente e l’accesso a lunghezze focali non eccezionali; in altri documenti si suggerisce anche l’utilizzo del tubo di prolunga PN-11 (lo stesso del classico Micro-Nikkor 105mm) per aumentare il rapporto di riproduzione, scelta che in questo caso non pregiudica l’accesso allo spettro UV perché non si chiamano in causa lenti aggiuntive.

Il campo spettrale ammesso e suggerito da fabbricate spazia quindi da 220 a 900nm ed è un intervallo molto ampio che parte dall’ultravioletto ad onda corta, solitamente inaccessibile per l’opacità dei materiali convenzionali a frequenze così brevi, e arriva ben dentro l’infrarosso, una caratteristica che sottolinea la versatilità dell’UV-NIkkor perché non soltanto accede a riprese sostanzialmente ravvicinate ma permette anche di realizzare fotografie multispettrali sia nell’IR che nell’UV.

L’eccezionale trasparenza agli ultravioletti dell’obiettivo è confermata da questa misurazione della sua trasmissione spettrale eseguita dal Dr. Jonathan Crowther nell’intervallo di frequenze fra 280nm e 420nm, misurando sia il modello Nikkor che il Rayfact: l’obiettivo mostra infatti una trasmissione omogenea a costante di questo intervallo della banda UV pari a circa il 75%, un valore che non dipende tanto dalla trasparenza dei materiali quanto dalle riflessioni sulle superfici degli elementi, dal momento che questo sofisticatissimo obiettivo è tuttavia completamente privo di rivestimento antiriflessi, un elemento che avrebbe compromesso proprio la trasmissione UV.

Questa sezione originale mostra una struttura del barilotto abbastanza convenzionale, col lungo elicoide e il nottolino di blocco per la ghiera di messa a fuoco analoghi a quelli utilizzati nel Micro-Nikkor 105mm per uso generico; nello schema si può osservare il particolare gruppo ottico a 6 lenti con profili e combinazioni insolite e obbligate dalle particolari caratteristiche rifrattive/dispersive dei materiali cristallini utilizzati.

La Nippon Kogaku poteva vantare una certa esperienza nelle ottiche per fotografia UV dal momento che i primi esperimenti risalivano addirittura al 1964 (UV-Nikkor 55mm 1:4) e aveva già fornito a NASA ottiche di questo tipo per gli esperimenti scientifici nelle missioni spaziali; in questo caso il proposito era più estremo perché non si trattava di accedere semplicemente all’ultravioletto ad onda lunga fino a 350nm, cosa fattibile anche con vetri normali accuratamente scelti e limitando i rivestimenti antiriflesso, ma di spingersi ben oltre raggiungendo bande impossibili per il vetro.

Il gruppo ottico dell’UV-Nikkor 105mm 1:4,5 AiS venne disegnato da Koichi Wakamiya; questo progettista è praticamente sconosciuto agli appassionati, tuttavia dobbiamo proprio a lui il ricalcolo del primo, celebre Nikkor 50mm 1:1,4 di Wakimoto e Shimizu, un nuovo schema poi utilizzato in milioni di esemplari delle serie K, Ai, AiS, AF e AFD.

La richiesta di brevetto giapponese venne depositata a nome di Nippon Kogaku in 9 Ottobre 1984, 59° anno dell’era Showa, e questa è l’intestazione di tale documento.

L’articolato brevetto di Wakamiya prevedeva ben 5 differenti modelli, con aperture comprese fra 1:3,8 e 1:4,5, e per la produzione di serie venne selezionato il quarto, caratterizzato dall’apertura più ridotta; notate come il gruppo di 2 lenti posteriore preveda chiaramente una spaziatura ad aria, tuttavia quest’ultima è davvero minuscola e nello schema è stata evidentemente esagerata per renderla visibile, mentre in altri schemi presenti su brochure varie il gruppo è riprodotto erroneamente come un doppietto collato perché graficamente è impossibile tracciare una separazione così minuta mantenendo le quote reali.

Questi schemi definiscono le aberrazioni previste sul modello di produzione a infinito; notate come nel diagramma dell’aberrazione cromatica lo spostamento di fuoco relativo alla banda ultravioletta fino a 220nm risulti molto contenuto mentre, viceversa, uscendo dal visibile verso l’infrarosso (A’) lo spostamento diviene subito più marcato, e infatti nella banda UV è possibile utilizzare l’obiettivo focheggiando il luce visibile e poi scattando nell’ultravioletto con relativo filtro senza necessità di ulteriori correzioni, mentre per l’infrarosso il barilotto dell’UV-Nikkor è equipaggiato col tradizionale puntino rosso di riferimento per la declinazione di fuoco, ad indicare che l’obiettivo in questo caso richiede la stessa correzione delle ottiche comuni.

Il confronto fra le sezioni conferma che il modello definito dal 4° modello del brevetto corrisponde all’obiettivo di produzione.

Questa tabella riassume i dati grezzi di calcolo del modello di produzione; il penultimo e terzultimo raggio di entità leggermente differente (-18,630 e -18,224) indicano che effettivamente le superfici interne contigue delle ultime 2 lenti non potrebbero dar vita ad un doppietto collato, e infatti fra gli spessori sull’asse dei 2 elementi è indicato numericamente un leggerissimo spazio.

Lo schema definisce anche che le 6 lenti sono realizzate utilizzando esclusivamente quarzo e fluorite, tipicamente assortiti col primo negli elementi divergenti e la seconda in quelli convergenti, una scelta imposta dalla ridotta scelta di valori rifrattivi e dispersivi disponibili; tali materiali sono stati preferiti perché trasmettono molto bene la banda UV fino a frequenze molto corte e vengono utilizzati entrambi per fornire un minimo di variabili al calcolo ottico e alla relativa correzione.

In questo schema risulta evidenziata la distribuzione dei materiali; la presenza di una lente anteriore in quarzo rende l’obiettivo ben protetto da graffi e danni involontari perché tale materiale presenta una durezza superficiale ben superiore a quella del vetro e nemmeno l’acciaio temperato sarebbe in grado di scalfirlo; la fluorite invece risulta molto più delicata: è tenera, fragile, igroscopica e presenta una vistosa dilatazione termica, quindi è sicuramente un bene che le relative lenti siano al sicuro dentro il barilotto.

Per quanto concerne l’utilizzo dei filtri specifici, questo schema Nikon mostra la trasmissione spettrale della versione specificamente creata per l’UV-NIkkor (in alto a sinistra), un filtro che trasmette benissimo nell’intervallo UV da 220 a 420nm e poi taglia bruscamente tutte le frequenze della luce visibile, riprendendo poi in tono minore nell’infrarosso; in basso a sinistra troviamo invece uno schema analogo con il comportamento di filtri di questo tipo prodotti da Hoya.

Questo schema più chiaro è relativo al filtro Schott UG11 solitamente accoppiato al Carl Zeiss UV-Sonnar 105mm 1:4,3, un obiettivo per Hasselblad 6x6cm di analoghe caratteristiche; anche in questo caso abbiamo una buona trasmissione della banda UV, il taglio completo del visibile e nuovamente trasparenza nell’infrarosso, sebbene in questo caso trascurabile.

Trascurando le foto convenzionali a lunga e breve distanza in luce visibile, immagini che l’UV-Nikkor può sicuramente realizzare senza problemi, il terreno d’elezione di tale obiettivo è chiaramente la ripresa a luce UV, e proprio l’accesso ad un intervallo di frequenze così ampio, circa 200nm, consente di affrontare un ampio spettro di situazioni che richiedono riprese UV a lunghezze d’onda differenti; l’impiego spazia dalle indagini scientifiche (riconoscimento di documenti, assegni e targhe contraffatte, documentazione di materiale biologico) al campo medico (dermatologia) al restauro di opere d’arte (visualizzazione di elementi ritoccati) a esigenze industriali (studio del plasma, della combustione, etc.) alla ripresa astronomica, naturalistica e molti altri contesti; questa pagina da una vecchia brochure originale mostra proprio alcuni esempi di riprese allo stesso soggetto ottenendo elementi evidenziati operando in ultravioletto anziché a luce diurna.

Pochi fortunati possono asserire di aver utilizzato fattivamente un UV-Nikkor 105mm 1:4,5 e ancora meno di averlo sperimentato e spinto al limite delle sue possibilità nella ripresa in banda UV; uno di questi pionieri è sicuramente il caro amico Dr. Klaus Schmitt di Weinheim, fotografo e famoso esperto e collezionista di ottiche macro e speciali per riprese in campi spettrali insoliti; in particolare, il Dr. Schmitt ha svolto una ricerca pluriennale sui fiori volta a simulare la visione spettrale degli insetti, organismi che hanno percezione anche nella banda dell’ultravioletto, evidenziando nei fiori stessi pattern invisibili ad occhio nudo il luce diurna e che invece, in visione ad UV, indirizzano gli insetti nel punto giusto, uno studio di rinomanza mondiale che l’autore ha condiviso nel suo blog dedicato.

L’amico Klaus mi ha autorizzato a condividere in questa sede alcune immagini da lui realizzate col l’UV-Nikkor, e lo ringrazio pubblicamente per la cortesia.

Queste immagini ritraggono un fiore di Gazania rigens in 4 viste spettrali diverse: in alto a sinistra vediamo il fiore ripreso in ultravioletti ad onda lunga, a 365nm di frequenza, con filtro Baader-U e possiamo subito notare all’interno della corolla una serie di marker che riflettono un’elevata quantità di ultravioletti, creando quasi una corona luminosa che indirizza l’insetto; nell’immagine in alto a destra viene simulata la visione da parte di una farfalla, e nella foto in basso a sinistra quella di un’ape: in entrambi i casi il contrasto fra zone che non riflettono UV e altre che ne emettono in quantità visualizza un pattern nascosto che guida l’insetto; nell’ultima immagine abbiamo invece una commistione di ripresa UV, visione da parte dei 2 insetti e dell’occhio umano.

Anche in questo fiore di Bidens farulifolia la ripresa in luce UV ha evidenziato una zona centrale che non restituisce ultravioletti e l’estremità dei petali che invece è come accesa, creando quindi una struttura differenziata che in gergo viene denominata “bullseye” e costituisce per l’insetto un riferimento inequivocabile.

Anche questa serie di foto ad un fiore di Rudbeckia hirta è stata realizzata come quella precedente e nuovamente la visione, chiamando in causa anche una componente ultravioletta (che noi non percepiamo ma gli insetti si),  crea un disegno nascosto, quasi un campo di atterraggio in miniatura.

Queste eloquenti immagini costituiscono solamente un piccolo esempio di quello che si può fare con tale obiettivo e gli opportuni filtri.

L’UV Nikkor 105mm 1:4,5, come molti altri Nikkor specialistici, non ha lasciato il segno nei registri di produzione né riversato utili ingenti nelle casse del fabbricante, tuttavia ha saputo rispondere in modo puntuale e assolutamente soddisfacente alle esigenze professionali di molti operatori; sicuramente i suoi numeri sono ininfluenti nella gestione complessiva ma d’altro canto l’UV-Nikkor rientra a buon diritto in quella schiera di ottiche “trendsetter” che qualificano professionalmente il sistema promuovendone l’immagine sul mercato e di conseguenza anche copiose vendite di modelli più convenzionali e sfruttabili, pertanto hanno una propria ragion d’essere nella strategia di una grande azienda; a parte questo, la sua oggettiva rarità, le caratteristiche uniche e il fatto di utilizzare lenti non in vetro ma prodotte solo con materiali cristallini che solitamente ammiriamo nelle collezioni di minerali lo rendono comunque un appetitoso oggetto da collezione per gli appassionati Nikon con buone disponibilità.

Un abbraccio a tutti; Marco chiude.

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