Olympus OM Zuiko 28mm 1:3,5

 

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; questo pezzo costituisce l’ottavo articolo della serie VINTAGE METER che si prefigge di monitorare aberrazioni e prestazioni MTF di obiettivi vintage o di modernariato, creando una scheda parametrica in modelli anche rari, dei quali non esista una omologa documentazione ufficiale o che non sono stati testati da riviste o istituti; questa opzione estremamente interessante per appassionati e collezionisti si concretizza sfruttando un sofisticato software di calcolo ottico professionale, il Synopsys Code V, ed è possibile grazie all’amichevole collaborazione dell’amico Mark Jeffs, progettista ottico da oltre trent’anni con trascorsi prestigiosi, che ringrazio di cuore per aver accettato di supportarmi; specifico che i numerosi diagrammi presentati non sono ottenuti da misurazioni dirette su un esemplare (con tutte le variabili legate a problemi di allineamento dovuti ad urti e cadute o agli effetti sull’immagine di polvere, aloni o scollature fra le lenti dopo svariati anni di esercizio) ma sono calcolati, partendo dagli esatti parametri costruttivi del sistema di lenti, grazie all’avanzato software di progettazione ottica, in grado di effettuare simulazioni molto precise ed attendibili sul rendimento effettivo dell’obiettivo prodotto secondo quelle specifiche.

Il protagonista dell’articolo è il medio grandangolare Olympus OM Zuiko 28mm 1:3,5, obiettivo di moderata luminosità ed estremamente compatto destinato alle reflex di tale sistema e calcolato/lanciato nel 1972.

 

 

La serie di ottiche Olympus OM prevedeva 4 modelli con copertura da 28mm: 3 obiettivi a focale fissa, con aperture 1:2, 1:2,8 e 1:3,5, e uno zoom 28-48mm 1:4; al nostro 28mm 1:3,5 avevo già dedicato un articolo convenzionale, tuttavia questo modello, confermando la fama degli OM Zuiko nelle focali grandangolari nonostante gli oltre 50 anni dalla progettazione, ha sempre vantato una nomea da ottimo performer, con rendimento elevato ed uniforme su tutto il campo e ai vari diaframmi, fama che ho potuto verificare in prima persona utilizzandolo ripetutamente su corpi digitali moderni, pertanto ho ritenuto opportuno analizzare tecnicamente il suo potenziale.

 

 

Questo modello, accettando un’apertura massima limitata ad 1:3,5 (problema oggi trascurabile, con le recenti fotocamere digitali in grado di lavorare ad ISO mediamente elevati senza perdite qualitative), era eccezionalmente compatto e leggero (appena 31mm di lunghezza per 180g di peso), rivaleggiando in tal senso con i normali da 50mm più miniaturizzati, e la qualità per la quale era chiacchierato unita ad una grande trasportabilità lo rendevano molto appetibile, caratteristica immutata ancora oggi.

In realtà anche le prove strumentali realizzate dalle riviste d’epoca avevano già puntualizzato le valide prestazioni e l’elevato value-for money dell’OM Zuiko 28mm 1:3,5.

 

 

Ad esempio, questo test di inizio anni ’80 col potere risolutivo misurato su mire piane in varie zone del campo dalla scomparsa testata “Il Fotografo – Mondadori” documentò una risolvenza elevata e uniforme sull’intera immagine e pressoché analoga alla maggioranza delle aperture disponibili, un comportamento sicuramente molto favorevole perché il fotografo poteva contare su risultati soddisfacenti a prescindere dalle condizioni d’uso.

 

 

Questo test realizzato in Germania dalla rivista Photographie misurava invece il trasferimento di modulazione di contrasto (MTF) e con una chiusura ad 1:5,6-8, in sostanza ad appena 2 f/stop dall’apertura massima, l’obiettivo ha esibito una uniformità sul campo insolita nei grandangolari retrofocus della stessa epoca controllati dalla testata, mentre la differenza fra le coppie di curve gemelle troverà spiegazione nel prosieguo del pezzo.

 

 

Lo schema ottico adottato da quest’obiettivo prevede una tipica architettura retrofocus da “teleobiettivo invertito”, basata su un tripletto al quale sono anteposti vari elementi divergenti per aumentare lo spazio retrofocale fino a renderlo compatibile con lo specchio reflex, mentre l’elemento convergente frontale tende a limitare la compattezza complessiva (in questo caso comunque eccellente) ma permette di controllare meglio la distorsione; lo schema appare visivamente datato ma questo non gli impedisce di offrire buoni risultati.

 

 

L’Olympus OM Zuiko 28mm 1:3,5 venne calcolato da Nobuo Yamashita e il brevetto fu depositato il 4 Febbraio 1972; il sistema OM venne presentato al mondo alla Photokina di Colonia del 1972, organizzata dal 23 Settembre al primo Ottobre di quell’anno, tuttavia sul mercato interno giapponese nel corso dell’Estate circolavano già esemplari di tale modello e inizialmente denominati Olympus M System.

Il brevetto documenta come l’obiettivo, nonostante per economia non utilizzasse un sistema flottante per le lenti collegato alla messa a fuoco, fosse stato disegnato prestando attenzione a garantire un rendimento soddisfacente non soltanto ad infinito ma anche a distanze ridotte, corrispondenti ad un ingrandimento di 1:40 (campo ripreso: 96x144cm).

 

 

Il modulo di lenti impiegava 4 tipi di vetro ottico: lanthanum Crown agli ossidi delle Terre Rare, barium Flint, , Dense Crown e Dense Flint; le corrispondenti tipologie e fornitori descritti nel precedente articolo sono stati qui rivisti alla luce di nuove e più complete informazioni, confermando che l’intera serie di vetri impiegati arrivava dalla vetreria nipponica Ohara, i cui relativi codici di catalogo sono riportati in grafica.

Dopo questa introduzione generale passiamo ai dati scaturiti elaborando i parametri di progetto tramite il relativo software.

 

 

Questi sono i dati grezzi di calcolo introdotti nel programma Code V, con le relative tipologie di vetri; identificarne con esattezza tipo e anche fornitore è essenziale in questa fase perché volendo risultati attendibili è necessario inserire valori aggiuntivi per i vetri legati alla loro dispersione e dispersione parziale anomala a varie frequenze dello spettro, dati ricavabili solo dai cataloghi originali previo riconoscimento preciso del materiale.

 

 

I valori ricavati sono inoltre influenzati dalla componente spettrale complessiva della luce che si ipotizza come fonte di illuminazione, e nel nostro caso è stata seguita la prassi consueta, utilizzando la sequenza spettrale prevista da Zeiss con varie lunghezze d’onda prese in considerazione, da 404.7nm ai limiti dell’ultravioletto a 656,3nm nel rosso scuro verso l’infrarosso, e le relative percentuali per ciascuna di esse; la stessa sequenza venne impiegata nei precedenti episodi di Vintage Meter.

 

 

I parametri inseriti generano questo schema ottico, congruente all’obiettivo di produzione; notate come i light pencils posteriori percorrano un lungo tragitto prima di andare a fuoco sul piano focale, come si conviene ad uno schema di tipo retrofocus, e nonostante il ridotto diametro della settima lente (appena 11mm) la proiezione ai bordi dell’immagine è sufficientemente telecentrica da non creare alcun problema con i moderni sensori digitali.

Passiamo ora al rendimento ottico vero e proprio.

 

 

In questo schema possiamo apprezzare lo stato di correzione per curvatura di campo / astigmatismo a varie lunghezze d’onda monocromatiche della luce e per la distorsione geometrica; la curvatura di campo segue un andamento conforme a molti altri obiettivi analoghi, tuttavia lo schema mette in luce il principale limite dell’obiettivo, legato ad aberrazione cromatica non perfettamente corretta; infatti non soltanto la frequenza più corta ai limiti dell’ultravioletto (404,7nm, linea di colore magenta) si trova già leggermente fuori fuoco in asse (parte passa dello schema) ma procedendo verso i bordi (parte alta) la componente d’immagine di tipo tangenziale (linea tratteggiata, legata a mire con coppie di linee orientate perpendicolarmente alla semidiagonale di campo) va a posizionarsi su un piano di fuoco molto diverso rispetto a quella sagittale (linea continua, riferita alle stesse mire ma con coppie di linee parallele alla semidiagonale di campo), e lo scostamento fra sagittale e tangenziale risulta anche decisamente variabile passando da una lunghezza d’onda all’altra.

Questo tipo di comportamento è molto comune nei grandangolari retrofocus non disegnati per una correzione apocromatica (e peraltro questi ultimi sono arrivati solamente a fine anni ’80) e, come vedremo andrà ad influenzare il trasferimento residuo di contrasto MTF misurato proprio su mire con coppie di linee perpendicolari alla semidiagonale del formato; per quanto riguarda il piano di fuoco di alcuni colori a lunghezza d’onda corta già offset in asse, a detta dell’esperto progettista ottico che ha eseguito la simulazione sarebbe una scelta voluta, una sorta di “sovra-correzione” iniziale per mantenere poi caratteristiche migliori sul campo e verso i bordi.

La distorsione è anch’essa classica, a barilotto, con andamento favorevole (raggiunge il massimo valore e lo mantiene costante fino ai bordi, senza inversioni di tendenza e segno, cosa che la rende meno percettibile) e non eccede oltre il 2,5%, il che la rende appena percettibile.

 

 

Il complesso schema delle ray aberrations va letto dal basso verso l’alto e procede dal centro ai bordi, affiancando coppie di misurazioni con orientamento sagittale e tangenziale in asse, a 18°, 30° e 38° di semiangolo; le curve risultanti definiscono in realtà un obiettivo ben corretto, e solamente la lettura tangenziale a 38° verso i bordi (in alto al centro) evidenzia la chiara separazione per le curve corrispondenti alle frequenze più corte della luce, evidenziando problemi di lateral colour non completamente risolti.

Passiamo ora alle curve di trasferimento di modulazione del contrasto (MTF), anticipando che nell’uso pratico l’obiettivo non esibisce un contrasto elevatissimo ma garantisce una risolvenza uniforme su tutto il campo e alle varie aperture, con differenze modeste in ogni condizione.

Le curve che seguono definiscono il contrasto residuo dal centro (sinistra) ai bordi (destra) per dettagli sempre più piccoli che corrispondono a frequenze spaziali di 10 cicli/mm (curve blu), 20 cicli/mm (curve verdi) e 40 cicli/mm (curve rosse); ogni frequenza spaziale è definita da una curva continua (sagittale) e una tratteggiata (tangenziale) che indicano il contrasto residuo per mire con serie di linee posizionate rispettivamente in modo parallelo o perpendicolare alla semidiagonale di campo; in linea indicativa, un valore pari o superiore al 30% MTF a 40 cicli/mm (curva rossa) è considerato sufficiente per una percezione soggettiva di qualità soddisfacente.

 

 

Le curve MTF misurate a tutta apertura 1:3,5, considerando anche la copertura grandangolare da 76°, l’anno di progettazione e la struttura retrofocus con ampio spazio retrofocale, mostrano un comportamento già ottimo nella stragrande maggioranza del campo; solo gli ultimi 3mm di semidiagonale denunciano un flesso ma senza che i valori calino drasticamente.

Si tratta di un rendimento già perfettamente sfruttabile e in questo caso il limite d’uso non è costituito dalla qualità d’immagine ma dall’eventuale caduta di luce ai bordi, solitamente più forte a tutta apertura; notate in ogni caso come la curva tangenziale per 40 cicli/mm (linea tratteggiata rossa) presenti già un evidente flesso rispetto alla corrispondente curva in lettura sagittale, con differenze che in certe zone arrivano al 20% di trasferimento di contrasto.

 

 

Chiudendo ad 1:4 la diaframmazione aggiunta è davvero minima e quindi il comportamento risulta analogo al precedente, con un innalzamento dei valori di lieve entità.

 

 

Chiudendo il diaframma ad 1:5,6 le curve migliorano e il diametro più esteso del cerchio d’immagine porta un incremento verso i bordi che rende il comportamento ancora più uniforme, tuttavia si può notare come le curve tratteggiate in orientamento tangenziale non migliorino in modo evidente e, anzi, nella lettura a 40 cicli/mm presentino addirittura un peggioramento in certi settori rispetto ad 1:4; come vedremo, questo comportamento è legato all’aberrazione cromatica residua e la chiusura del diaframma non può contrastarla; la resa complessiva ad 1:5,6 è comunque già sufficiente a garantire ottimi risultati su tutto il campo.

 

 

In questo schema le 3 serie di curve ad 1:4 (blu, verdi e rosse) sono sovrapposte a quelle misurate ad 1:5,6 (gialle, vinaccia e ciano) e si apprezza bene che mentre le curve continue in lettura tangenziale mostrano un trasferimento superiore e uno spostamento della zona d’eccellenza verso i bordi, quelle tangenziali tratteggiate non seguono lo stesso trend, mostrando a 40 cicli/mm (rosso vs ciano) addirittura un peggioramento nelle aree mediane, mentre il centro del fotogramma non ha mostrato finora apprezzabili miglioramenti rispetto ad 1:3,5.

 

 

Passando ad 1:8 i valori diventano più elevati e ancora più omogenei verso i bordi, confermando quell’uniformità di comportamento su tutto il campo che emerge dall’uso pratico, tuttavia le curve ad orientamento tangenziale (tratteggiate) continuano a distanziarsi sempre più e l’asse del fotogramma, peraltro ottimo, si conferma insensibile alla chiusura del diaframma.

 

 

Predisponendo uno schema con le serie di curve ad 1:5,6 (blu, verdi e rosse) e ad 1:8 (gialle, vinaccia e ciano), si ripropone il trend del confronto precedente ad 1:4 – 1:5,6, con le curve in lettura sagittale che migliorano e quelle in orientamento tangenziale che invece stallano o peggiorano ancora, come se la progressiva chiusura del diaframma rendesse ancora più evidenti gli effetti dell’aberrazione cromatica residua.

 

 

Procedendo in chiusura fino ad 1:11 l’ulteriore estensione fisiologica del cerchio di copertura migliora leggermente la lettura sagittale ai bordi (ora le curve sono incredibilmente quasi orizzontali), tuttavia l’insorgere della diffrazione non consente un miglioramento nei valori assoluti, mentre le curve tratteggiate in orientamento tangenziale mostrano a loro volta un leggero flesso, forse anch’esso per diffrazione.

 

 

Sovrapponendo in questo caso le curve misurate ad 1:8 (blu, verdi e rosse) con quelle riferite ad 1:11 (gialle, vinaccia e ciano) si nota chiaramente la flessione generalizzata ad 1:11 per diffrazione, con l’eccezione dei bordi estremi in lettura sagittale; ai fini della resa ottica è quindi preferibile operare ad 1:8.

Per quanto riguarda il comportamento in asse praticamente immutato alle varie aperture, ho interrogato specificamente l’amico progettista ottico (ipotizzando un eventuale spostamento di fuoco al chiudersi dell’iride dovuto all’aberrazione sferica), e questa è la sua precisa spiegazione tecnica di tale comportamento:

“There is very little spherical aberration at full aperture. Just a small amount of paraxial defocus, 3rd and 5th-order spherical, in balance (quindi non è presente un focus shift dovuto a tale aberrazione che aumenta al chiudersi del diaframma impedendo al centro di migliorare , NdR).

The main aberration there is some primary and secondary axial colour. I think the slight offset in primary colour ( blue/violet noticeable ) is to help balance chromatic astigmatism further out in the field.

So on-axis, the lens at f/3.5 is mainly affected by colour, and not that close to diffraction limit, but the colour slowly stops-out and the lens gets closer and closer to diffraction limit as you go to f/4, f/5.6 and f/8.

Hence the axis MTF remains about the same as the diffraction limit comes down.”

Pertanto in asse l’elevato rendimento teoricamente possibile ad 1:3,5 (grazie al minore effetto della diffrazione) è contrastato dall’aberrazione cromatica assiale con blu-violetto fuori fuoco, e procedendo a chiudere il diaframma il miglioramento dovuto all’aberrazione cromatica che si attenua viene compensato dal progressivo insorgere della diffrazione, mantenendo quindi un rendimento complessivo simile alle varie aperture, sebbene per ragioni diverse a ciascuna di esse.

Le curve prodotte definiscono in ogni caso un obiettivo eccellente che fa di una straordinaria uniformità a tutte le aperture e in ogni zona del campo la sua caratteristica migliore e peculiare; per comprendere le ragioni del flesso nella misurazione tangenziale, così spesso notato,utilizziamo il seguente scema con alcune microfotografie eseguite dallo scomparso Dr. Hubert Nasse di Zeiss Oberkochen.

 

 

Questi ritagli mostrano come una linea ad alto contrasto fotografata in orientamento tangenziale (perpendicolare alla semidiagonale che collega quella zona al centro dell’immagine) e situata ai bordi del campo ripreso viene riprodotta da tre obiettivi grandangolari differenti: a sinistra un retrofocus molto datato (Enna 24mm 1:4 del 1960), a destra un semi-simmetrico di correzione mediamente molto elevata (Carl Zeiss Biogon 21mm 1:2,8 T* per Contax T a telemetro) e al centro un retrofocus con correzione del colore di livello apocromatico (Carl Zeiss Distagon 21mm 1:2,8 T* per reflex Contax-Yashica); in sostanza, in presenza dell’aberrazione, le componenti dell’immagine per ogni lunghezza d’onda della luce utilizzata vengono riprodotte con una scala di riproduzione leggermente differente (infatti l’aberrazione è ufficialmente denominata “chromatic aberration of the magnification”) e quindi la linea intera originale viene frammentata in una fangiatura di linee con colore e posizione differente, annichilendo lo scarto densitometrico nel passaggio linea/sfondo e quindi il trasferimento di contrasto che caratterizza tale riproduzione.

Nel caso a sinistra questa aberrazione è evidente, la linea è scissa in una frangiatura di elementi cromatici diversi e il suo valore MTF tangenziale sarà quindi basso, mentre nell’esempio al centro l’ottima correzione di tale aberrazione ha riprodotto la linea originale in modo netto, mantenendo un più vigoroso stacco densitometrico con lo sfondo scuro che garantisce un  trasferimento di contrasto in lettura tangenziale più elevato.

Questa aberrazione non inficia invece le linee in orientamento sagittale, parallele alla semidiagonale di campo, perché eventualmente andrebbe a svilupparsi nel senso della lunghezza della linea di mira senza produrre frangiature.

Queste sono le ragioni per cui un obiettivo con aberrazione cromatica residua di quel tipo produce curve MTF con lettura tangenziale visibilmente più bassa e un altro modello più corretto genera invece curve sagittali e tangenziali più ravvicinate.

Partendo da questi presupposti, l’amico progettista ottico ha preso atto che a deteriorare la lettura tangenziale nell’Olympus OM Zuiko 28mm 1:3,5 sarebbero sostanzialmente le frequenze più corte della luce impiegata, corrispondenti al blu-violetto; pertanto ha provveduto a simulare una lettura MTF al valore di diaframma ottimale 1:6,8 (a metà fra 1:5,6 ed 1:8) e con l’utilizzo di un filtro giallo (prassi comune nella fotografia analogica in bianconero, specie di paesaggio); infatti tale filtro blocca la componente fredda della luce e ai fini fotografici consente di utilizzare solo le componenti più calde a lunghezza d’onda più lunga che risultano più corrette.

 

 

Le curve MTF ad 1:6,8 con filtro giallo consentono quindi di sfruttare al 100% le caratteristiche intrinseche dell’OM Zuiko 28mm 1:3,5, producendo curve molto elevate ed uniformi, tipiche di un obiettivo eccellente, e anche con la critica lettura tangenziale a 40 cicli/mm (linea tratteggiata rossa) ora nettamente implementata e in pratica sempre sopra al 40% MTF in ogni zona del campo.

 

 

Sovrapponendo le serie di curve ad 1:8 (blu, rosse e verdi) con quelle all’apertura 1:6,8 con filtro giallo anteposto all’obiettivo (gialle, vinaccia e ciano) si può facilmente osservare il boost in ogni zona del campo, specialmente nella lettura tangenziale a 40 cicli/mm (curve tratteggiate rossa e ciano), che in certe zone del campo vede un incremento nell’ordine del 20% MTF.

Solitamente l’impiego dei filtri di contrasto per il bianconero (giallo, arancio, rosso) penalizza leggermente il rendimento complessivo dell’obiettivo, facendolo lavorare solo con frequenze della luce lunghe che teoricamente garantiscono una risolvenza inferiore, mentre nel nostro caso il 28mm 1:3,5 Olympus OM con uso di filtro garantisce addirittura un miglioramento globale, dettaglio da non sottovalutare.

Passiamo ora all’ultimo parametro preso in esame, la caduta di luce ai bordi; una trasmissione luminosa agli angoli più scarsa rispetto all’asse è tipica di ogni sistema ottico convenzionale, specie alla massima apertura, e nei grandangolari questo difetto risulta più evidente per caratteristiche ottiche intrinseche, mentre anche la compattezza del sistema e il diametro inadeguato delle lenti esterne possono inficiare ulteriormente la situazione; l’OM Zuiko 28mm 1:3,5 è un grandangolare e risulta molto compatto, quindi è lecito attendersi una certa perdita periferica.

 

 

A diaframma spalancato, 1:3,5, la trasmissione luminosa ai bordi effettivamente è ridotta al 25% di quanto disponibile sull’asse, definendo una vignettatura di 2 f/stop, sicuramente percettibile.

 

 

Chiudendo appena ad 1:4 la trasmissione si uniforma nelle zone centrali ma ai bordi il divario resta immutato.

 

 

Chiudendo ad 1:5,6 la situazione migliora su tutto il campo, con una perdita ai bordi pari a circa 1 f/stop.

 

 

Passando ad 1:8 le zone periferiche guadagnano ancora ma ora l’obiettivo è praticamente ai suoi limiti e la vignettatura residua è quella fisiologica del sistema.

 

 

Osservando le 4 curve sovrapposte si osserva come una minima chiusura ad 1:4 migliori già in modo evidente lo spot centrale, forse rendendo ancora più percettibile il divario con i bordi, poi passando ad 1:5,6 ed 1;8 le zone marginali recuperano drasticamente e la caduta residua ad 1;8 si può considerare nella norma per la categoria.

L’analisi accurata e direi spietata di tutte le aberrazioni forse non rende bene l’idea delle eccellenti prestazioni che questo piccolo, datato ed economico grandangolare Olympus OM è in grado di fornire nell’uso pratico, pertanto allego un paio di immagini panoramiche realizzate proprio con questo modello (scatti multipli montati via software) che consentono di apprezzare l’impressione di correzione e brillantezza garantite da quello che considero uno dei miei obiettivi vintage preferiti.

 

 

Un abbraccio a tutti; Marco chiude.

 

 

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