SMC Pentax Reflex Zoom 400-600mm 8-12

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; fin dagli anni ’60 nei corredi dei principali fabbricanti di reflex 35mm hanno fatto la loro comparsa potenti zoom con escursione esclusivamente tele e caratterizzati dall’accesso a focali molto lunghe, concepiti da un lato perché la loro progettazione è meno critica rispetto ad uno zoom grandangolare (la soppressione delle aberrazioni è più facile e occorre concentrarsi solo su quella cromatica), ed era quindi accessibile anche con i limitati mezzi tecnici del tempo, e dall’altro perché venivano incontro a reali esigenze in settori come foto sportiva, caccia fotografica, indagini criminali e sorveglianza di soggetti non avvicinabili o potenzialmente pericolosi, mettendo a disposizione in un singolo obiettivo diverse focali di notevole lunghezza, il cui corrispondente parco di ottiche fisse sarebbe stato troppo pesante e ingombrante (oltre che costoso) da utilizzare sul campo.

Pertanto, nel tempo, gli sbigottiti fotografi hanno visto comparire pezzi come gli zoom-Nikkor 200-600mm 1:9,5-10,5 (poi aggiornato a 1:9,5 fisso), 180-600mm 1:8 ED e 360-1200 1:11 ED oppure il Canon FD 150-600mm 1:5,6 L, autentici mostri dal prezzo astronomico che li metteva fuori dalla portata dei comuni mortali ma offriva ad una nicchia di specialisti lo strumento perfetto per le loro specifiche esigenze, senza contare il ritorno d’immagine di questi autentici trendsetter e il loro influsso positivo sulle vendite delle attrezzature più convenzionali.

La Asahi Kogaku, produttore delle celebri fotocamere Pentax, aveva storicamente dimostrato una predilezione per le lunghe focali, infarcendo il corredo delle sue fotocamere 24x36mm e 6x7cm con un’autentica selva di cannoni; non poteva quindi mancare nel corredo degli Asahisti uno zoom tele-tele di grande potenza e, nel 1975, la Casa presentò l’SMC Pentax K 135-600mm 1:6,7, obiettivo che copriva in pratica tutta l’escursione tele utilizzata anche in campo professionale, con apertura costante, e struttura con singola ghiera del tipo one-touch.

Questo zoom si guadagno immediatamente una solida reputazione per le sue eccellenti prestazioni ottiche (al punto che vari professionisti equipaggiati con corredi di altre marche ne acquistavano un esemplare, se adattabile, per sfruttarlo sui propri corpi) e divenne un vanto del corredo Pentax, tuttavia la sua lunghezza di ben 582mm ed il peso superiore ai 4kg non erano sicuramente in sintonia con i nuovi principi di estrema compattezza e leggerezza introdotti di lì a poco dalla nuova linea di prodotti “M”, nata per contrastare Olympus ed il corredo OM sul suo stesso terreno; in casa Asahi iniziarono quindi a valutare opzioni per introdurre uno zoom di lunghissima focale e, nel contempo, incredibilmente compatto da inserire nella nuova linea.

Apparve subito chiaro che non sarebbe stato possibile miniaturizzare drasticamente il 135-600mm mantenendone l’intera escursione di focali; pertanto, considerando che quelle più brevi erano comunque già coperte da altri modelli, ci si concentrò su quelle estreme.

L’incarico di estrarre il coniglio dal cilindro, facendo coesistere parametri evidentemente inconciliabili, fu assegnato a Takayuki Itoh, un incarico ricevuto subito dopo l’introduzione del corredo Pentax M, con la relativa teoria di ottiche eccezionalmente compatte e ben simboleggiate dal nuovo normale pancake 40mm 1:2,8 del 1976; Itoh-San escluse a priori la progettazione di uno zoom convenzionale a rifrazione, impossibile da compattare oltre un certo limite con una focale da 600mm, e si concentrò sullo studio degli obiettivi catadiottrici a specchio; questi modelli presentano una compattezza eccezionale rispetto alla lunghezza focale, soprattutto se si accetta una luminosità moderata, ma sono invariabilmente ottiche a focale fissa.

Proprio in questo momento di stallo Takayuki Itoh ebbe la brillante idea di abbinare ad un sistema catadiottrico convergente anteriore un gruppo di lenti posteriore divergente, la cui reciproca interazione, modificando gli spazi interposti, avrebbe consentito la variazione di focale.

Il progettista sviluppò l’idea nel 1979 e il 30 Agosto del 1980 depositò in Giappone la richiesta di brevetto a nome di Asahi Kogaku K.K.K.: era nato l’SMC Pentax Reflex Zoom 400-600mm 1:8-12.

 

 

Quest’obiettivo, del quale possiamo osservare la relativa descrizione sulle brochure dell’epoca, rappresentava una prima assoluta, quantomeno nella produzione civile: per la prima volta era disponibile un obiettivo catadiottrico a focale variabile e l’accesso a focali come 400mm, 500mm e 600mm in un barilotto caratterizzato da dimensioni e leggerezza inaudite.

L’SMC Pentax Reflex Zoom 400-600mm 1:8-12, lanciato sul mercato nel 1984 col codice 27940 dopo una lunga messa a punto della meccanica, misurava infatti appena 102mm di lunghezza per 82mm di diametro e pesava appena 730 grammi, valori che lo rendevano facilmente trasportabile nella borsa corredo; l’ottica presenta una filettatura anteriore da 67×0,75mm che era destinata unicamente al fissaggio del tappo e al montaggio dello specifico paraluce dedicato tipo H-R67, mentre i filtri, per questioni ottiche, andavano applicati nella parte posteriore e prevedevano un attacco filettato da 40mm; a corredo con l’obiettivo venivano fornite due serie da tre filtri ciascuna: la prima prevedeva le versioni UV, giallo e rosso e la seconda, per gestire meglio l’esposizione in un obiettivo con apertura fissa e fluttuante da 1:8 su 400mm a 1:12 su 600mm, comprendeva tre filtri ND grigio neutro di differente densità.

 

 

Osservando l’intestazione del brevetto (in questo caso ho scelto quello americano, depositato il 21 Agosto 1981, per migliore comprensione), si osserva immediatamente la struttura ibrida dell’obiettivo, con un gruppo catadiottrico a specchi anteriore e un sistema rifrattivo tradizionale posteriore; Takayuki Itoh concepì tre embodiments differenti, il primo dei quali prevedeva un’apertura massima superiore di circa 1/2 stop rispetto agli altri e non venne poi utilizzato, probabilmente perché imponeva ingombri maggiori a fronte di un guadagno di luminosità poco determinante; il modello utilizzato per la produzione di serie fu il terzo e negli schemi che seguono possiamo osservare le tre sezioni, i parametri aberrazionali previsti e i dati grezzi relativi ai vetri ottici e alle quote geometriche.

 

 

Lo schema del primo esemplare prevede un’apertura massima di 1:5,7-8,3; in realtà, in qualsiasi schema catadiottrico, l’apertura T= effettiva va ricalcolata tenendo conto dell’ostruzione centrale rappresentata dallo specchio secondario incollato al centro dell’elemento anteriore, e in questo caso si può approssimativamente valutare che l’apertura effettiva sarebbe stata all’incirca 1:6,8-10; osservando i due diagrammi relativi alle aberrazioni a 400mm (sopra) e 600mm (sotto) si nota come le curve relative alla misurazione con due differenti lunghezze l’onda della luce (d-line e g-line) risultino molto accostate, a testimonianza dell’ottima correzione dell’aberrazione cromatica promossa dal modulo catadiottrico; anche la distorsione, nonostante la presenza del gruppo divergente secondario a rifrazione e la focale variabile, è sempre contenuta sotto l’1%, quindi in pratica trascurabile.

 

 

La serie di vetri ottici del modulo catadiottrico utilizza i consueti ed economici vetri Dense Crown e Borosilicate Crown solitamente sfruttati in questa categoria di ottiche, mentre il gruppo posteriore a rifrazione si avvale di ben tre vetri lanthanum Dense Flint ad alta rifrazione e bassa dispersione, uno dei quali, utilizzato nella penultima lente, rappresenta il modello più estremo e costoso attualmente disponibile.

 

 

Il secondo embodiment prevede una maggiore compattezza e luminosità limitata ad 1:6,8-10, cui corrisponde un’apertura effettiva dopo il ricalcolo per l’ostruzione pari a 1:8-12; in questo esemplare è stata profusa la serie di vetri più sofisticati, alla ricerca della massima correzione ma non venne utilizzato per la produzione di serie, nonostante le dimensioni ipotizzate fossero idonee; forse la serie di vetri utilizzati, che vedremo a seguire, avrebbero incrementato il prezzo finale oltre il lecito.

 

 

Infatti, in questo modello, nel tripletto di lenti cementato al centro della lente posteriore del modulo catadiottrico, prevede anteriormente un vetro a bassa dispersione ai fluoruri tipo FK5 e posteriormente un vetro lanthanum Flint agli ossidi delle Terre Rare tipo LAF7; inoltre, la settima, nona ed undicesima lente dello schema sono parimenti realizzate con vetri Dense Flint al lantanio tipo LaSF41 ed LaSF31, quest’ultimo estremamente costoso.

 

 

Il terzo ed ultimo esemplare corrisponde alle specifiche di produzione e si distingue dagli altri modelli per la prima lente del gruppo secondario a rifrazione più spaziata rispetto alle altre; in questo modello i diagrammi delle aberrazioni previste registrano un lievissimo peggioramento rispetto al secondo tipo, tuttavia il risparmio ottenuto con la scelta dei vetri ottici adottati giustifica ampiamente la decisione.

 

 

La visione ingrandita dello schema utilizzato per la produzione permette di puntualizzare dettagli che verranno poi richiamati in seguito descrivendo i vetri ottici usati; fra gli elementi importanti da notare, l’elemento frontale sembra apparentemente un tripletto di lenti collate ma il disco più interno presenta l’argentatura dello specchio secondario sulla superficie posteriore, pertanto la sua sezione vetrosa non viene attraversata dai light pencils e non contribuisce alla formazione dell’immagine ma funge solo da distanziale per collocare la superficie riflettente a specchio nella giusta posizione e quindi, teoricamente, sarebbe stato possibile produrla con qualsiasi altro materiale, anche non trasparente; per quanto riguarda l’elemento posteriore numero 18 che incorpora l’argentatura dello specchio primario, notate come la grande lente primaria venga attraversata ben tre volte dalla luce che forma l’immagine: due volte nella zona periferica, in entrata verso la sua parte specchiata posteriore e in uscita dopo la riflessione, e una terza nel settore centrale col sandwich di lenti collate; notate anche come la parte specchiata sia un settore a corona circolare che interessa solamente la parte periferica della lente, mentre l’area centrale con gli altri elementi collati è trasparente; la parte argentata dello specchio primario è indicata come R1 e quella dello specchio secondario come R2.

 

 

Lo schema ottico dell’obiettivo di serie viene ufficialmente indicato come costituito da 12 lenti in 7 gruppi, escludendo il filtro posteriore piano parallelo; in realtà in questo computo viene considerato anche il terzo sbozzo collato dell’elemento anteriore sul quale è riportata l’argentatura dello specchio secondario e quindi, non essendo un elemento rifrangente, non andrebbe indicato nel computo delle lenti; infatti, nella tabella con i dati grezzi di progetto, i vetri indicati solo solamente 11 perché, appunto, la terza lente dello schema funge unicamente da supporto per l’argentatura R2.

Analizzando i vetri ottici, occorre prestare molta attenzione alla sequenza con cui sono descritti perché tengono conto dei vari passaggi con la riflessione degli specchi: ad esempio, nell’elenco dei vetri con i valori rifrattivi N e dispersivi v, quello utilizzato per la lente numero 18 che supporta l’argentatura dello specchio primario R1 è replicato ben tre volte: due per il passaggio in entrata e uscita dopo la riflessione e una per il passaggio centrale nel sandwich di lenti.

Per quanto riguarda i vetri adottati, il grande doppietto anteriore utilizza il Dense Crown SK5 e il Dense Flint SF5, l’elemento posteriore argentato con due lenti collate al centro utilizza sempre il Dense Crown SK5 per la grande lente centrale e quella collata anteriore e il Dense Crown SF6 per quella collata posteriore (tutti materiali economici che consentono di contenere i costi); passando al modulo divergente a rifrazione posteriore, la prima, terza e quinta lente di questo sistema secondario utilizzano vetri lanthanum Dense Flint ad alta rifrazione/bassa dispersione tipo LaSF43 ed LaSF40, evitando comunque il costosissimo LASF31 visto nei modelli precedenti, mentre la seconda, quarta e sesta lente di questo sistema sfruttano comuni ed economici vetri Dense Flint SF5, Flint F5 e Dense Flint SF6.

In definitiva, si può dire che questo terzo embodiment è stato calcolato con un occhio manageriale che ha ottimamente bilanciato prestazioni e costi, utilizzando vetri più economici senza andare a detrimento delle prestazioni.

Per comprendere ancora meglio il funzionamento di quest’obiettivo davvero unico mi sono avvalso della collaborazione di Pierre Toscani, carissimo amico francese specializzato nello studio dei sistemi ottici che aveva già fornito un notevole contributo al “Libro Contarex” scritto dal sottoscritto con Pierpaolo Ghisetti, fornendo eccezionali schemi ottici disegnati partendo dai parametri matematici di progetto; anche in questo caso Pierre ha magistralmente ricostruito il percorso dei light pencils e disegnato lo schema partendo unicamente dalla tabella di dati grezzi pubblicata qui sopra; vediamo quindi come viene modificato lo schema ottico variando la focale e mettendo a fuoco.

 

 

Come evidenziato nello schema, l’SMC Pentax Reflex Zoom 400-600mm 1:8-12 prevede un modulo anteriore catadiottrico convergente da 176,5mm di focale unitaria e un sistema secondario posteriore, a rifrazione e divergente, da 45,5mm di focale unitaria, combinando i quali otteniamo un sistema da circa 400mm e apertura effettiva 1:8; notate anche come il light pencils riflettano sulla superficie della terza lente, escludendo quindi la sua sezione in vetro da funzioni ottiche.

 

 

Passando a 600mm con la rotazione dell’ampia ghiera gommata, tutto il sistema ottico dell’obiettivo avanza di circa 42mm (mentre il filtro, avvitato all’interno della baionetta K posteriore, rimane stazionario), mentre lo spazio fra l’ultimo elemento del modulo posteriore e la prima lente del gruppo posteriore si riduce a circa il 32,75% di quello originale, un avvicinamento che, unitamente all’avanzamento del sistema, promuove la variazione di focale da 400mm a 600mm; quello appena descritto è l’unico flottaggio reciproco di lenti coinvolto dalla variazione di focale, mentre la struttura dei due moduli principali resta invariata, semplificando la meccanica dell’obiettivo; naturalmente in questa configurazione l’ingombro meccanico dell’obiettivo aumenta, passando da 108mm a 150mm di lunghezza (valore comunque modestissimo per una focale da 600mm), tuttavia questo non costituisce alcun problema perché per il trasporto è sicuramente possibile settarlo su 400mm e riportarlo alla massima compattezza.

 

 

La messa a fuoco avviene invece in modo indipendente dai meccanismi appena descritti e la rotazione dell’elicoide fa avanzare solamente l’elemento anteriore del gruppo catadiottrico, aumentando la distanza rispetto a quello posteriore e consentendo di arrivare fino ad una favorevolissima distanza minima pari a 3 metri, in grado di garantire a 600mm un rapporto di riproduzione di 1:4 (campo inquadrato da 3 metri: 9,6×14,4cm!); possiamo dire che il progettista è stato molto ingegnoso e ha previsto sia per la variazione di focale che per la messa a fuoco due sistemi molto semplici e indipendenti che hanno contribuito alla realizzazione di una montatura leggera e compatta; un ulteriore vantaggio di questo sistema è la trascurabile riduzione di luminosità focheggiando da infinito ad 1:4: secondo i calcoli di Pierre,a 400mm il valore f/ non ancora convertito considerando l’ostruzione passerebbe da 1:6,8 a 1:6,9, consentendo in pratica di lavorare in campo macro con una perdita luminosa realmente trascurabile.

Notate anche come, a 600mm, l’apertura effettiva N= sarebbe 1:11,7, arrotondato dal fabbricante a 1:12 per esigenze di grafica.

L’SMC Pentax Reflex Zoom 400-600mm 1:8-12 è stato un obiettivo senza precedenti che ribadiva la vocazione di Asahi all’introduzione di obiettivi speciali, già sottolineata negli anni ’60 dalla presenza di ottiche per riprese in campo spettrale esteso come gli Ultra-Achromatic Takumar 85mm 1:4,5 con lenti in quarzo e fluorite oppure Ultra-Acromatic Takumar 300mm 1:5,6 con elementi parimenti in fluorite; a tuttora costituisce un esempio unico di zoom supertele le cui dimensioni e peso consentono un facile utilizzo a mano libera, prevedendo naturalmente sulla fotocamera un vetro di messa a fuoco adatto all’apertura ridotta e l’adeguata sensibilità di lavoro per garantire tempi di posa molto rapidi, e comunque permettono di trasportarlo ovunque, dispiegandolo eventualmente con l’ausilio di un piccolo treppiedi tascabile ed ottenendo fotografie in contesti e situazioni precluse ai super-tele convenzionali.

Un gran bel pezzo d’ingegneria che merita tutta la nostra attenzione e il nostro plauso.

Un abbraccio a tutti; Marco chiude.

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