ZEISS PC-APODISTAGON 25mm f/3,5:

CHE FINE HAI FATTO, CAMPIONE?
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Il PC-Apodistagon 3,5/25, un grandangolare spinto in montatura decentrabile progettato
per l'uso sui corpi Contax 24x36mm, è forse la vetta più alta mai raggiunta nel calcolo e
nell'ottimizzazione dei super-grandangolari retrofocus: la sua estrema correzione sia
dell'aberrazione cromatica sia del coma sagittale alle massime aperture è assolutamente
ineguagliata; purtroppo per varie ragioni, che analizzeremo via via, questo gioiello non
andò oltre allo stadio di prototipo e di lui si sa ben poco o nulla; cercherò di ovviare a
questa lacuna condividendo dati, schemi e diagrammi ad esso relativo che sono assolutamente
inediti e che vengono proposti per la prima volta, materiale che ho recuperato non
senza ovvie difficoltà...

Questo grandangolare retrofocus da 25mm, caratterizzato dalla copertura insolitamente
ampia di 30,163mm sulla diagonale, è da considerarsi un'ulteriore, estrema evoluzione
del "retrofocus perfetto" di Schuster, presentato alla photokina 1992 col codice Zeiss
 104926 ed universalmente noto come Distagon 2,8/21; Karl-Heinz Schuster, mentre
conduceva la sua tranquilla routine professionale diviso fra l'abitazione di Bad Wurzach
e la Zeiss Photo-Objektive Plant di Oberkochen, maturò un'idea che col senno di poi
può sembrare folle ma che è illuminante riguardo la sua continua ed indomabile sete di
perfezione coniugata ad un metodo certosino e laborioso come l'infinita pazienza:
migliorare ulteriormente il "suo" 2,8/21, nonostante venisse universalmente acclamato
come il migliore grandangolare retrofocus mai realizzato!

In realtà Karl-Heinz Schuster conosceva intimamente il Distagon 2,8/21 così come
un suo sia pur minimo tallone d'Achille: nella sua realizzazione aveva utilizzato per
la maggioranza delle lenti anteriori convergenti anteposte al diaframma dei vetri speciali
 a dispersione anomala del tipo short-Flint, mentre quelle divergenti erano realizzate
 con vetri long-Krown; nei vetri posti dietro al diaframma l'assegnazione del tipo
di vetro alle lenti rispettivamente convergenti e divergenti diviene opposto: questo
permette di correggere efficacemente l'aberrazione cromatica sulle tre lunghezze d'onda
riducendola progressivamente passando di lente in lente, configurando il 2,8/21 come
apocromatico, ma non consente di eliminare nel contempo l'aberrazione sferica obliqua
dal momento che richiederebbe una diversa distribuzione del potere diottrico fra le lenti;
questa caratteristica impone di chiudere l'ottica di due stop rispetto all'apertura massima
(in sostanza ad f/5,6) per eliminare l'aberrazione e raggiungere il massimo delle prestazioni.

Naturalmente questi scrupoli fanno sorridere i comuni mortali, dal momento che il 2,8/21
fornisce comunque a piena apertura prestazioni eccezionali ed omogenee, ma Schuster
è un metodico col culto della perfezione, e dopo i clamori e gli apprezzamenti di quella
Photokina 1992 con la mente era già oltre, nell'infinito ed inesplorato, alla ricerca di ulteriori
margini per migliorare quanto ritenuto già inarrivabile.

L'obiettivo di Schuster era quello di realizzare un grandangolare retrofocus dove sia
l'aberrazione cromatica laterale sia l'aberrazione sferica obliqua fossero corrette ad
un livello molto elevato, permettendo così di ottenere eccellenti ed uniformi prestazioni
anche al diaframma tutto aperto, caratteristica apprezzatissima e davvero insolita in un
superwide ad uso reflex; la chiave di partenza fu l'adozione per la grande lente frontale
di un particolare vetro Hoya, il tipo ADC1 (o in alternativa teorica lo Hoya ATF-2, di
simili caratteristiche, molto stabile termicamente ma forse meno resistente all'abrasione),
caratterizzato da una dispersione parziale anomala che genera addirittura un'aberrazione
cromatica laterale superiore a quella dei vetri analoghi; Schuster scoprì che adottando
altri vetri dello stesso genere nello schema (assieme a lenti antagoniste) era comunque
possibile correggere l'aberrazione cromatica laterale supplementare introdotta dalla
prima, e la successione dei poteri rifrattivi delle varie lenti necessarie consentiva di
correggere ottimamente anche l'aberrazione sferica obliqua, cosa che non era stata
possibile nel pur eccellente Zeiss Distagon 2,8/21 appena presentato.

Naturalmente questa via per la perfezione non era certo la più facile: Karl-Heinz dovette
creare uno schema retrofocus con ben 17 lenti, delle quali oltre la metà caratterizzate da
dispersione parziale anomala e realizzate con ben 10 tipi di vetro diversi; di queste 17 lenti
ben 8 hanno un indice di rifrazione superiore ad 1,874, fra le quali 3 sono realizzate con un
vetro che arriva addirittura ad 1,92286; considerando anche le dispersioni anomale di varia
configurazione si tratta davvero di un sistema al limite delle risorse terrestri; lo schema si
articola grossomodo in tre sottogruppi principali, col diaframma interposto fra gli ultimi due.
Il primo gruppo di lenti, come visto, incrementa volontariamente l'aberrazione cromatica
laterale; il secondo gruppo di lenti dello schema ottico invece la compensa, correggendola;
specificamente, un doppietto di lenti collato posto immediatamente davanti al diaframma
è realizzato con due vetri (Hoya TAFD30 ed Ohara BPH35) caratterizzati da un indice di
rifrazione molto differente (1,8830 ed 1,64450, rispettivamente) ma da identico numero
di Abbe (32,1) e dispersione parziale anomala (+28 e +29); questo consente di sfruttare
la rifrazione per correggere errori d'immagine residui senza avere alcun effetto sull'aberrazione
cromatica laterale; per capire il livello di finezza raggiunto da Schuster, la superficie
delle lenti poste a contatto ed unite con collante (quattro doppietti collati complessivi)
presentano un raggio di curvatura differente, sia pure in modo infinitesimale e tale da
poter essere compensato dallo spessore del collante, sia pure di soli 0,01mm......
Incidentalmente, anche il collante è stato attentamente valutato, utilizzandone un tipo
con indice di rifrazione 1,57 riferito  alla specifica lunghezza d'onda di 
587,6 nm; nel primo gruppo anteriore di lenti è presente un filtro a cassetto
ad inserimento, intercambiabile (probabilmente non c'era spazio fisico per una
torretta rotante) realizzato in vetro neutro, utilizzando il tipo Ohara NSL51.

Nel terzo gruppo di lenti, posto dietro al diaframma, i vetri a rifrazione positiva sono
realizzati in vetro long-Krown, caratterizzati da dispersione anomala ridotta, e quelli
a rifrazione negativa in short-Flint, dotati di dispersione anomala parziale molto superiore
ai vetri convenzionali; questa disposizione era presente anche nel Distagon 2,8/21, ma
la chiave delle superiori prestazioni a tutta apertura del 3,5/25 Apodistagon risiede
proprio in quella lente frontale in Hoya HDC1, un vetro usato molto raramente, che
presenta una dispersione parziale anomala molto superiore ad analoghi vetri con
rifrazione e numero di Abbe equipollenti; i vetri utilizzati per compensarla distribuiscono
forze e rifrazioni in modo da compensarla laddove il 2,8/21 peccava; infatti l'adozione
di questa lente consente di ridurre l'altezza e l'inclinazione dei raggi luminosi sulla
superficie delle prime 4 lenti in misura maggiore rispetto all'impiego di un vetro
con analoghe caratteristiche di rifrazione e numero di Abbe ma con dispersione
convenzionale, e questo corregge rapidamente l'aberrazione sferica obliqua.

Nel primo e terzo sottogruppo principale di lenti si configura negli elementi la
stessa relazione fra potere rifrattivo e dispersione parziale anomala, con la sola
eccezione della terza lente, con rifrazione molto elevata (1,92) e dispersione
primaria ridotta (15,9), mentre nel sottogruppo centrale esistono configurazioni
antagoniste, dove le lenti a rifrazione positiva sono realizzate in short-Flint e
quelle a rifrazione negativa sono ricavate da long-Crown; in particolare, i doppietto
posto davanti al diaframma, già discusso, si comporta globalmente come una
lente a rifrazione positiva con dispersione anomala di tipo short-Flint, anche se
le due lenti a rifrazione diversa agiscono indipendentemente su varie aberrazioni.

Karl-Heinz Schuster lavorò per tre anni al progetto di questo complesso capolavoro,
arrivando a firmarlo il 15 Settembre 1995 e ad ottenere il brevetto americano n°
5.742.439 il 21 Aprile 1998; l'obiettivo, che ha una luminosità massima effettiva
T = 3,65, è stato progettato utilizzando unicamente lenti realizzate con prodotti della
vetreria americana Ohara e della giapponese Hoya, senza impiegare nulla che
provenisse dai cataloghi della Schott & Genossen, la vetreria di casa Zeiss, il che
mi fa supporre che, come già nel caso del Distagon 2,8/21, una eventuale produzione
sarebbe stata made in Japan; gli MTF dell'obiettivo ed i diagrammi relativi alla
correzione delle aberrazioni sono davvero eccezionali; in particolare, l'MTF a
piena apertura da ragione alla grande volontà di Schuster, che è riuscito nella
grande impresa di migliorare quanto già considerato dal senso comune come
l'incarnazione della perfezione; se fosse stato prodotto, questo decentrabile da
80° con una copertura utile da 62,3mm di diametro avrebbe fornito a piena
apertura risultati straordinari per brillantezza, uniformità e pulizia cromatica; lo
stesso Schuster ammetteva di considerare f/5,6 come diaframma ottimale 
unicamente per via della vignettatura, ma persino ad f/3,5 con decentramento
totale la nitidezza sarebbe stata uniforme da centro a bordi, ed eccellente.

E qui rispunta il solo limite alle immense capacità tecniche della Zeiss e dei suoi
geniali tecnici, sempre impegnati nel volo di Icaro, inseguendo una perfezione
teorica che non potrà mai avere riscontro pratico: un obiettivo a 17 lenti,
molte delle quali esotiche e costose, costruito con tolleranze micrometriche,
sensibilissimo alle regolazioni ed alle calibrature avrebbe portato ad un prezzo
di mercato assolutamente al di sopra delle possibilità di un'utenza ormai
avvezza a correggere le immagini a costo zero con i tool di renderizzazione
in dotazione a Photoshop; l'obiettivo rimase un prototipo chiuso in armadi
metallici, e questo è il prezzo dell'eccezionalità; mi è stato tuttavia riferito di
recente che, al di là delle intrinseche complicazioni costruttive, ad imporre 
l'inderogabile pollice verso fu il management della Kyocera, che aveva assunto
nei rapporti commerciali ed aziendali con la Zeiss una posizione sempre più
forte, arrogandosi ogni potere decisionale fin nei dettagli secondari, e che
decise di punto in bianco di tagliare la produzione del gioiello, adducendo
argomentazioni quantomeno (così mi è stato riferito) apodittiche e prive di
una logica immediatamente palese, come sovente avviene per le imprescrutabili
menti del Sol Levante; questa situazione di logorante tensione fu naturalmente
causa di grande frustrazione nell'ambito della Zeiss (ed infatti le relazioni si
sono logorate fino alla sospensione del rapporto in essere); fortunatamente
il management della sezione marketing di Oberkochen subì il taglio del
PC-Apodistagon come un autentico affronto e decise di inserire ugualmente
una fotografia del prototipo sul pieghevole dei prodotti Zeiss destinato
alla photokina 2000, ed è l'unica, piccola immagine esistente di questo
capolavoro, la stessa che trovate qui sotto; mi è stato detto che il coraggioso
manager che decise in merito avrebbe inserito l'immagine per lanciare un
grido di protesta contro il non-senso dei diktat giapponesi; l'Apodistagon  resta
comunque una pietra miliare nella progettazione dei retrofocus, dal momento
che avrebbe rappresentato un ulteriore, incredibile step evolutivo nei
confronti di quel 90° (discusso in altra sede) già così corretto da essere
considerato non perfettibile...da tutti forse, ma non da Karl Heinz Schuster,
il sacerdote della perfezione.
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i diagrammi e gli schemi che seguiranno sono unici e mai pubblicati prima;
sono orgoglioso di condividerli con tutti voi in questa sede, rivelando un
ulteriore, importante tassello nella storia della tecnologia e nella ricerca
della perfezione, classica e storica debolezza della natura umana.
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Il PC-Apodistagon 25mm f/3,5 prototipo del 1995: 21,6mm
di semidiagonale nominale, 30,1 mm di semidiagonale effettiva
a decentramento completo.

 



L'incredibile schema ottico dello Zeiss PC-Apodistagon 3,5/25, finito di
calcolare da Schuster il 15 Settembre 1995 e basato su ben 17 lenti, molte
delle quali ad alta rifrazione e con quote di dispersione parziale anomala:
a tutt'oggi costituisce la massima evoluzione tecnica del grandangolare
retrofocus per fotografia, perfettamente corretto per aberrazioni ottiche
e cromatiche su tutto il campo anche a piena apertura.

 



I movimenti relativi alla messa a fuoco: tutto il sistema ottico si muove rispetto
al piano focale e nel contempo varia la spaziatura presente fra il primo ed il
secondo sottogruppo di lenti (sistema floating) per correggere le aberrazioni
a distanza ravvicinata

 




i vetri ottici utilizzati nel PC-Apodistagon 2,5/25 prototipo:

1) Hoya HDC 1
   
2) Ohara LAH75 
3) Ohara PBH 71
4) Hoya TAFD30
5) Ohara LAM54 
6) Ohara PBHT1  
7) Ohara BAH30 
8) Ohara PBH71 
9) Hoya TAFD30
10) Ohara BPH35   
11) Hoya ADC1    
12) Ohara BPH45  
13) Hoya ATF2     
14) Ohara LAH75  
15) Hoya TAFD30 
16) Ohara FPL51   
17) Ohara FPL 51  

 




L'eccezionale MTF del PC-Apodistagon 3,5/25 a piena apertura
( f/3,5  T = 3,65); come si può notare non c'è quasi traccia di
astigmatismo ed aberrazione cromatica laterale e considerando
la copertura basilare del formato (21,6mm), l'MTF a 40 cicli/mm
è sempre compreso fra 65 ed oltre 70% su entrambe le calotte,
un risultato eccezionale per un grandangolare da 90° e ancora più
incredibile considerando la copertura supplementare deputata al
decentramento, anch'essa correttissima a piena apertura con valori
mai inferiori al 50% @ 40 cicli/mm; semplicemente, la perfezione
è scesa su questo pianeta.




Ad f/5,6 la situazione, se possibile, migliora ulteriormente palesando
al limite della copertura utile per il decentramento completo un MTF
sagittale @ 40 cicli/mm di quasi 75%; i valori e la correzione residua
sono eccezionali e solo il meno critico 2,8/21 fa meglio in asse, ma paga
per uniformità sia aperto che diaframmato, mentre il PC-Apodistagon non
presenta il fianco ad alcuna critica in qualsiasi condizione, diaframma o zona
del campo: sarebbe stato il migliore decentrabile mai realizzato ed una base
eccellente per un "17mm" dalle qualità straordinarie

 




Il diagramma delle aberrazioni trasversali secondo la calotta sagittale
conferma l'altissimo grado di correzione di questo super-grandangolare





Stesso discorso per il diagramma delle aberrazioni trasversali
secondo la calotta tangenziale

 




Stato di correzione del coma sagittale, anch'esso eccellente

 




Diagramma che mostra lo stato di correzione dell'aberrazione cromatica, ridotta
progressivamente passando di lente in lente; l'introduzione volontaria di un'aberrazione
superiore alla media nella prima lente ha consentito, correggendola lungo lo schema,
di eliminare anche l'aberrazione sferica obliqua a piena apertura che affligge moderatamente
il calcolo precedente, commercializzato come Distagon 2,8/21




superficie

radius

spessore fino alla faccia successiva

potere
rifrattivo

tipo di vetro

famiglia (L = long krown K = short flint)

indice rifrazione

numero di Abbe

dispersione

parziale

anomala

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

50,2529

8,700

+

Hoya ADC1

L

1,62000

50,1

-33

2

92,0163

0,050

 

 

 

 

 

 

3

32,0126

1,000

-

Ohara LAH75

K

1,87400

27,4

+8

4

18,6588

10,510

 

 

 

 

 

 

5

54,5994

1,5000

-

Ohara PBH71

L

1,92286

15,9

-55

6

21,9437

4,850

 

 

 

 

 

 

7

62,7726

1,500

-

Hoya TAFD30

K

1,88300

32,1

+28

8

23,1902

5,380

 

 

 

 

 

 

9

-176,8511

4,150

-

 Ohara LAM54

K

1,75700

38,1

+26

10

35,9626

1,920

 

 

 

 

 

 

11

97,3607

4,000

+

Ohara PBHT1

L

1,92286

15,9

-55

12

-77,8342

1,180

 

 

 

 

 

 

13

infinito

1,500

0

Ohara NSL51

FILTRO

 

 

 

14

infinito

1,180

 

 

 

 

 

 

15

42,2118

17,870

+

Ohara BAH30

L

1,65016

30,7

-11

16

-23,5400

0,010

 

CEMENTO

 

1,57

 

 

17

-23,5300

2,150

 

 Ohara PBH71

L

1,92286

15,9

-55

18

-32,4246

2,150

 

 

 

 

 

 

19

infinito

1,490

 

 

 

 

 

 

20

78,2780

9,490

-

Hoya TAFD30

K

1,88300

32,1

+28

21

12,2789

0,010

 

CEMENTO

 

1,57

 

 

22

12,2811

7,404

+

Ohara BPH35

K

1,64450

32,1

+29

23

-40,1660

0,500

 

 

 

 

 

 

24

infinito

2,560

 

DIAFRAMMA

 

 

 

 

25

-45,2866

4,500

+

Hoya ADC1

L

1,62000

50,1

-33

26

-11,5460

0,010

 

CEMENTO

 

1,57

 

 

27

-11,5430

0,740

-

Ohara BPH45

K

1,71850

25,9

+8

28

-29,6646

0,060

 

 

 

 

 

 

29

26,5153

3,840

+

Hoya ATF2

L

1,65052

29,1

-71

30

-25,9265

0,180

 

 

 

 

 

 

31

-56,0023

0,960

-

Ohara LAH75

K

1,87400

27,4

+8

32

29,9968

3,250

 

 

 

 

 

 

33

-21,5144

0,690

-

Hoya TAFD30

K

1,88300

32,1

+28

34

28,9861

0,010

 

CEMENTO

 

1,57

 

 

35

29,0109

6,890

+

Ohara FPL51

L

1,49700

66,2

-142

36

-18,0911

0,250

 

 

 

 

 

 

37

-95,1794

3,000

+

Ohara FPL51

L

1,49700

66,2

-142

38

-31,5296

 

 

 

 

 

 

 

39

 

47,791

spazio

retrofocale

 

 

 

 

 
in questa eccezionale tabella è riportato il progetto completo dell'obiettivo PC-Apodistagon 3,5/25,
con le caratteristiche principali di ogni lente utilizzata, le curvature, gli spazi interposti e quant'altro

 

 



La pagina introduttiva al brevetto originale americano relativo al PC-Apodistagon,
registrato il 21 Aprile 1998 col n° 5.742.439

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