CANON  FD-L  300, 400, 500mm:

VIAGGIO  NEI  SEGRETI  TECNICI  DEI  PRIMI

CANNONI  FD  A  BASSA  DISPERSIONE
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 Che la Canon Inc. detenga attualmente una posizione leader nel campo dei teleobiettivi APO superluminosi
è certamente notorio, e del resto il consolidato know-how di cui dispone nel settore è un plusvalore le cui radici
affondano lontano, nel sostrato dell'era FD; già nel lontano 1966 la Canon aveva diversificato una sezione della
sua produzione, distaccandola nello stabilimento di Toride, destinata esclusivamente allo sviluppo della tecnologia
necessaria per realizzare in serie cristalli artificiali di fluorite ( CaF2 ) destinati a lenti per uso fotografico, studi
avveniristici che avrebbero portato ai celebri (e già discussi in altra sede) FL-F 300mm e 500mm del 1969;
questo dipartimento speciale destinato allo studio di vetri ai fluoruri e di cristalli ad uso ottico fu oggetto nel 1974
di un riassetto societario che vide l'assegnazione della nuova ragione sociale Optron Inc.; in tempi recenti le
disponibilità di questo settore di ricerca furono potenziate con la fondazione del laboratorio di ricerca di
Fujishiro (1995) e con la realizzazione dello stabilimento di Kashiwa (1997), mentre nel 2001 uffici e
stabilimenti furono accentrati ad Ibaraki; infine, nel 2004, la società fu ribattezzata Canon Optron Inc. e
la presidenza fu affidata a Kikuo Momiyama, il celebre progettista padre di buona parte dei famosi Canon
FD, a partire dall'immortale 24mm f/1,4 L, come riconoscimento per i grandi servigi forniti al Brand;
la Canon Optron Inc. può contare su 182 dipendenti con un fatturato annuo di quasi 5 miliardi di Yen,
e sviluppa tuttora cristalli per uso ottico e sistemi di deposizione sotto vuoto, tecnologia travasabile nei
sistemi antiriflesso.

Questo breve excursus rende l'idea dell'attenzione rivolta da Canon al settore dei materiali speciali a bassa
dispersione, alla base dei sistemi ottici apocromatici di lunga focale, e delle risorse che ha sempre impegnato,
senza remore, per il loro sviluppo; il trait-d'ùnion fra gli archetipi FL-F 300/5,6 e 500/5,6 fluorite del 1969
e la successiva, nuova generazione di tele FD-L apocromatici è rappresentato dal 300mm f/2,8: infatti esistono
tre versioni di questo fondamentale obiettivo, che sfumano senza soluzione di continuità passando dal
Canon 300mm f/2,8 FL-F S.S.C. fluorite del Febbraio 1974, passando per la versione Canon 300mm f/2,8
FD S.S.C. fluorite dell'Ottobre 1975 fino all'ultimo step costituito dal Canon 300mm f/2,8 FD-new, dotato di
rinnovato schema ottico e presentato sul mercato nell'Aprile 1981 ma progettato fra fine 1978 ed inizio 1979.

Una sorta di manifesto e dichiarazione d'intenti, alla base dell'indirizzo tecnico Canon applicato al settore nella
new-wave di fine anni '70, si può ricavare dagli appunti del suo matematico Dr. Nozomu Kitagishi-san allegati
al progetto globale del futuro Canon FD 500mm f/4,5 L, chiuso ai primi di Settembre del 1978; il principio
informatore verteva su una drastica riduzione dello spettro secondario che andava messa in atto adottando
nei lunghi tele un membro anteriore costituito da tre lenti spaziate di grande diametro: la prima convergente,
la seconda divergente e la terza nuovamente convergente; il primo elemento andava preferibilmente
ricavato da cristalli artificiali di fluoruro di calcio ( fluorite), con numero di Abbe pari a 95,1, la seconda
lente divergente contribuiva in sinergia ed andava realizzata - preferibilmente - con un vetro ottico di tipo
Flint al lantanio ad alta rifrazione, mentre la terza ed ultima lente convergente prevedeva l'impiego di
vetro ottico ai fluoruri dotato di bassa dispersione e numero di Abbe compreso fra 80 e 95; il membro
posteriore dello schema ottico da un lato adattava il sistema alle caratteristiche di quello anteriore, la
cui formulazione in questa guisa era prioritaria, e consentiva la messa a fuoco interna tramite il flottaggio
di un piccolo elemento ad inerzia molto ridotta, vantaggio non indifferente il obiettivi di questo calibro.

Contemporaneamente alla Canon si cercava l'opzione per utilizzare questo concetto su teleobiettivi di
luminosità e costo inferiore, più accessibili al vasto pubblico, mantenendo lo schema di base ma facendo
a meno della costosissima lente anteriore in fluorite di grande diametro, sfruttando in sua vece un vetro a
bassa dispersione di classe commerciale (ad esempio: Schott FK-01), prevedendo anche una opzione
non-apo ma comunque con correzione cromatica soddisfacente con la prima e terza lente del membro
anteriore ricavata da vetri più comuni ma dotati egualmente di dispersione più ridotta della media, come
gli Schott FK-5 (vD= 70,1) e Schott BK-7 (vD= 64,1); un esempio pratico è costituito dal progetto
del Dr. Sadahiko Tsuji-san, chiuso nel Novembre 1977, relativo ai futuri 300mm f/4 FD, sia in versione
L che convenzionale; infine, una modifica analoga, che comprendeva anche una ricomposizione delle
potenze fra le lenti, collocando l'elemento divergente in terza posizione (una struttura di scuola Nikon),
venne evoluta dai Dr. Nozomu Kitagishi-san e Kazuo Fujibayashi-san nel progetto globale, chiuso
nel Maggio 1979, che avrebbe portato ai Canon FD 400mm f/2,8 L e 300/2,8 L; nel caso del 400mm
la scelta di utilizzare solo vetri a bassa dispersione aveva logici fondamenti di natura economica ma
curiosamente il Canon FD 300mm f/2,8 L di produzione adottava ancora la lente frontale in fluorite,
sia pure con la diversa formulazione covergente-convergente-divergente, mentre altri prototipi presenti
nel progetto adottano unicamente più economici vetri a bassa dispersione: probabilmente lo stato di
correzione della versione poi prodotta era così perfetto da accettare l'aggravio di costi.

La correzione dello spettro secondario e la qualità d'immagine finale di questi obiettivi FD-L è leggendaria
ed ha contribuito largamente alla penetrazione di mercato della Canon nei settori più prettamente
professionali, trainando indirettamente il segmento consumer; i concetti presenti in questi progetti
sono così validi che stanno tuttora alla base dei progetti EF-L, obiettivi di grande brillantezza e molto
apprezzati dagli utenti; a seguire allego il frutto di un consistente lavoro filologico e grafico nel quale
ho riassunto i dati inediti alla base dei progetti FD-L nelle focali 300, 400 e 500mm, come le caratteristiche
di ogni vetro ottico utilizzato e lo stato di correzione previsto dai progetti originali, materiale mai
divulgato prima che aggiunge un significativo tassello nella descrizione dell'ottica moderna e della
sua inarrestabile evoluzione.

 



un dettaglio della brochure Canon FD con evidenziati gli obiettivi dei quali
stiamo per svelare gli intimi segreti: 300/2,8 L, 300/4, 300/4 L, 400/2,8 L e 500/4,5 L

 



lo schema ottico del Canon FD 300mm f/4 di produzione, che incorpora il concetto descritto con
un membro anteriore a tre lenti, convergenti le esterne (realizzate con un vetro a dispersione ridotta) e
divergente la centrale (ottenuta con un vetro al lantanio a rifrazione elevata); in questo caso il vetro
a bassa dispersione (equiparabile allo Schott FK-5) non rientra nella classe dei vetri ED propriamente
detti (solitamente caratterizzati da un numero di Abbe vD pari o superiore ad 80, mentre l'FK-5 si ferma
a 70,1), ed infatti stiamo parlando della versione "plebea" FD non-L, tuttavia la sua dispersione è comunque
ben più ridotta rispetto al valore medio dei vetri ottici, e la correzione cromatica complessiva dell'obiettivo
è in ogni caso soddisfacente e degna del blasone

 




Un prototipo alternativo realizzato per il progetto FD 300/4 non-L prevede addirittura l'adozione per gli
elementi L1 ed L3 di un vetro ancora più economico, il tipo Schott BK-7, caratterizzato da un numero
di Abbe pari a 64,1, inferiore al 70,1 dell'FK5 ma comunque più elevato della media e sufficiente alla bisogna

 




I dati di progetto del Canon FD 300mm f/4 versione L, finito di calcolare da Tsuji-san nel Novembre 1977
ed avviato alla produzione nel Dicembre 1978 con una lussuosa montatura dotata di morbida messa a
fuoco interna, attacco rotante per cavalletto, paraluce incorporato, filtro neutro di protezione anteriore fisso
e filtro posteriore a cassetto da 34mm; in questo caso gli elementi L1 ed L3 sono realizzati con un ben più
efficace vetro ED ai fluoruri di classe Schott FK-01, largamente impiegato anche da altri Brand e caratterizzato
dal numero di Abbe vD= 81,6; la lente centrale L2 divergente è realizzata con un vetro Flint al lantanio dotato
di rifrazione molto elevata, superiore ad 1,8; tutto questo aiuta a correggere in modo molto efficace lo spettro
secondario, tuttavia anche la versione non-L si basa come visto su schema e concetti analoghi, solo meno
estremizzati, e le differenze qualitative nell'immagine finale non sono plateali

 



un prototipo alternativo di FD 300/4 L presente nel progetto originale; in questo caso le variazioni
perseguivano un'economia di scala: la lente ED anteriore è stata sostituita da un vetro tipo Schott FK-5
con numero di Abbe pari a 70,1, già utilizzato nel 300/4 FD non-L, mentre l'elemento centrale divergente
L2 adotta un vetro al lantanio dalle caratteristiche di rifrazione meno spinte; lo spostamento di fuoco fra
le varie lunghezze d'onda, come sarà evidenziato da successivi diagrammi, in questo schema è superiore
rispetto alla versione definitiva descritta in precedenza, e probabilmente è stato scartato nel timore di
una differenza di resa quasi inavvertibile fra l'FD 300/4 convenzionale e la ben più costosa opzione L

 




diagrammi con lo stato sul campo relativo alle quattro opzioni di FD 300mm f/4: modello di produzione e prototipo
alternativo sia per il tipo normale che per la pregiata versione L, a sinistra in posizione di infinito e a destra nella
configurazione di messa a fuoco minima; osservando i dati relativi all'aberrazione sferica appare evidente come lo
spostamento di fuoco fra la C-line a 644nm (rosso) e la G-line a 436nm (soglia dell'ultravioletto) sia più evidente
nel 300/4 non-L di produzione ma quasi inavvertibile nel 300/4 L di produzione, accreditato di correzione apocromatica
grazie ai due vetri ED di classe Schott FK-01; viceversa, il prototipo alternativo "economico" del 300/4 L, privo della
lente ED anteriore, presenta uno spostamento di fuoco ed uno stato di correzione troppo simile al 300/4 non-L prodotto
in serie, e probabilmente per tale motivo questa più economica opzione fu scartata; i diagrammi a distanza minima
confermano l'attenzione rivolta da Canon in questo settore: il sistema a messa a fuoco interna con gruppo flottante
consente di mantenere largamente la qualità di infinito e sottolinea ancor più la modernità di questi progetti

 

 



Il Canon FD 300mm f/2,8 L new, progettato dai Dr. Kitagishi-san e Fujibayashi-san nel 1979 e
commercializzato solo dall'Aprile 1981, si avvale della seconda opzione, "Nikon oriented" per il
membro anteriore, dove i due elementi convergenti a bassa dispersione sono in posizione L1-L2
anzichè L1-L3, e la lente divergente in vetro al lantanio ad alta rifrazione scala in posizione L3;
questa opzione era stata prevista in primis per il favoloso FD 400/2,8 L, al fine di adottare due
lenti entrambe in vetro ED tipo FK-01, evitando il ricorso alla fluorite che - su questi diametri -
avrebbe inciso sui costi in modo inaccettabile.  Inopinatamente, la versione 300/2,8 FD-L adotta
questo tipo di membro anteriore ma mantiene l'enorme lente frontale in fluorite: probabilmente
la correzione dello spettro secondario di questo prototipo era così elevata da decidere che il
gioco valeva la candela, mettendola in produzione

 




Il prototipo n° 2, alternativo alla versione di produzione, si uniforma al progetto del 400/2,8 FD-L,
adottando la seconda versione di membro anteriore (quella che arbitrariamente etichetto "tipo Nikon")
 ed utilizzando unicamente vetri ED non cristallini; a tale proposito, faccio notare che i Brand sbandierano
il ricorso a vetri a bassa dispersione fatti in casa, definiti UD, ED, SD, etc., tuttavia sospetto che in
realtà per questo vetro  "497816" (nD= 1,49700 - vD= 81,6), poi definito proprietario, si forniscano
 direttamente alle grandi vetrerie: infatti, "casualmente", sia la Schott (tipo FK-01, ora definito N-PK-52A)
sia la giapponese Ohara (tipo S-FPL-51) hanno a catalogo un vetro con identiche caratteristiche;
avvalora la mia ipotesi l'analisi del progetto del Canon FD 500/4,5 L, dove addirittura i vetri sono
contrassegnati direttamente con i codici di riconoscimento originali Schott und genoessen! Gatta ci cova...

 




Il terzo prototipo del futuro Canon FD 300/2,8 L, molto simile al secondo con differenze di dettaglio

 


Il prototipo n° 4 vede sempre l'adozione di due vetri ED di classe Schott FK-01 ma è
caratterizzato dall'adozione del membro anteriore originale, teorizzato da Tsuji-san nel
progetto degli FD 300/4 e da Kitagishi-san nel progetto dell'FD 500/4,5 L, dotato
di elementi esterni L1 ed L3 a bassa dispersione e struttura convergente e da quello
centrale L2 a profilo divergente, ricavato da vetro al lantanio ad alta rifrazione (1,77)

 



Il prototipo n° 5 è simile al modello di produzione , tuttavia i due elementi anteriori a bassa
dispersione si cambiano di posto, e la fluorite passa in posizione L2; vista la struttura fragile
ed igroscopica di questo materiale cristallino si tratta - in linea di principio - di una scelta
corretta, anche se l'adozione generalizzata di filtri neutri anteriori di protezione in posizione
fissa rende superflue queste attenzioni progettuali

 




lo stato di correzione del Canon FD 300mm f/2,8 L raffrontato a quello dei quattro prototipi alternativi,
nei diagrammi desunti dal progetto originale di Kitagishi e Fujibayashi; osservando anche in questo caso
lo spostamento di fuoco alle varie lunghezze d'onda nel diagramma dell'aberrazione sferica si possono
affettare due deduzioni: a) lo spettro secondario nei modelli dotati di lente il fluorite (il primo ed il quinto)
è inferiore a quello dei modelli dotati unicamente di vetro ED "497816";  b) le versioni dotate del
membro anteriore di tipo 1-"Canon" (lente divergente in posizione L2) sono cromaticamente più corrette
di quelle caratterizzate dal membro anteriore di tipo 2 - "Nikon" (lente divergente in posizione L3); in ogni
caso la correzione dell'FD 300/2,8 L è eccellente ed è alla base della sua meritata fama, che gli valse la
promozione a 300/2,8 EF-L senza modifiche ottiche

 




Contestualmente al 300/2,8 L, Kitagishi-san e Fujibayashi-san progettarono sugli stessi concetti
anche il favoloso FD 400mm f/2,8 L, messo in vendita nel Settembre 1981; la scelta del membro
anteriore tipo 2 con entrambe le lenti a bassa dispersione realizzate in vetro ED "497816" è giustificata
dal diametro inusitato degli elementi e dalle conseguenti difficoltà legate alla realizzazione di simili
sbozzi utilizzando la fluorite, procedura che avrebbe fatto lievitare i già notevoli costi

 




Un prototipo alternativo del Canon FD 400/2,8 L; la versione precedente fu scelta
per la produzione in virtù di una maggiore compattezza longitudinale

 



l'ottimo stato di correzione delle due versioni 400/2,8; il modello di produzione garantisce un miglior
controllo dello spostamento di fuoco

 




Lo schema del Canon FD 500mm f/4,5 L di produzione, desunto dal progetto originale del Dr.
Nozomu Kitagishi-san del 1978, è quello che meglio teorizza gli avanzati concetti varati per i
teleobiettivi della nuova gamma FD di fine anni '70-inizio anni '80, alla base anche dei futuri
tele EF-L, ivi compresi il membro anteriore con due elementi a bassa dispersione, di cui uno
in fluoruro di calcio cristallino, e l'elemento divergente L2 in vetro ad alta rifrazione, mentre
il membro posteriore incorpora il dispositivo per la messa a fuoco interna; faccio notare che
in questo progetto i vetri erano contrassegnati all'origine con i codici Schott, alludendo forse
ad una fornitura diretta, ivi compreso il tipo FK-01 a bassa dispersione, poi definito da Canon
come vetro UD proprietario anche in altri progetti futuri (il 200/1,8 L, ad esempio, utilizza tre
enormi lenti realizzate con questo tipo di vetro). Anche in questo caso - grazie anche alla fluorite
col suo spettro secondario ridottisismo e la sua dispersione anomala alle estremità dello
spettro visibile -  brillantezza, nitidezza, ariosità e pulizia dei colori sono eccellenti, al punto
che anche questo progetto fu trasferito talis-qualis in montatura EF-L

 




Il prototipo n° 2 costituisce una variante minore del modello di produzione e adotta per l'elemento
divergente L2 un più economico vetro Flint al lantanio LaF-2 rispetto al precedente LaSF-01

 

 

anche il prototipo n° 4 è simile al modello definitivo e costituisce solo una variante con
minime differenze nei raggi di curvatura e negli spazi, alla ricerca di differenti quote di
correzione per certe aberrazioni

 




Lo stato di correzione del Canon FD 500mm f/4,5 L relativo alla versione
definitiva ed alle opzioni di progetto alternative; anche queste ultime
presentano un ottimo grado di correzione ed un ridottissimo spettro
secondario, per cui il 500/4,5 L andava giustamente famoso

 




Lo spostamento di fuoco per tre lunghezze d'onda espresso in mm nel modello di serie e nei prototipi alternativi;
i dati identici per le versioni 3 e 4 sono dovute ad una svista di battitura nel progetto originale, non rilevata
neanche in sede di revisione, che ho riportato fedelmente in mancanza di dati ulteriori; i valori sono molto
buoni, avvicinati e migliorati solo da tele apocromatici di altissima qualità decisamene più recenti, come i Leica-R

 


IL  MARCOMETRO



TELEOBIETTIVI  DI  ALTA  QUALITA',  HANNO POSTO  LE  FONDAMENTA
TEORICHE  DEL  SETTORE  PER  GLI  ANNI  A  VENIRE

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