Questo è il reparto di progettazione ottica - LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3

Ciao a tutti.

In questo articolo della serie "This is the Optical Design Department", il nostro reparto di progettazione ottica illustra i design degli obiettivi e le loro caratteristiche, insieme all'impegno e alla filosofia che guidano il nostro lavoro, aspetti che non troverai nei cataloghi o sui siti web.

Per chi sta valutando l'acquisto di un obiettivo, invitiamo ad approfondire la filosofia progettuale che caratterizza gli obiettivi LUMIX; per chi già possiede un obiettivo LUMIX, speriamo possa apprezzare la cura e l'attenzione senza pari ai dettagli e alla riflessione che contribuiscono alla straordinaria qualità delle immagini che caratterizza la fotografia.

Si tratta di un articolo che illustra diversi obiettivi, scritto dagli sviluppatori e ricco di gergo tecnico.

Leggendo questo articolo, anche tu potrai addentrarti nell'entusiasmante mondo del collezionismo di obiettivi.

L'articolo è dedicato all'obiettivo LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 ed è illustrato da Kitada e Shodai.

Lo sviluppo del modello LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 è iniziato come un obiettivo pensato per valorizzare al massimo la filosofia della fotocamera LUMIX S9.

La S9 è una fotocamera pensata per chi scatta regolarmente foto e video con lo smartphone e desidera provare l'esperienza di acquisire immagini che non possono essere ottenute con una fotocamera di smartphone.

Lo sviluppo della S9 si è basato sul concetto di compattezza e leggerezza, realizzando una fotocamera facile da prendere in mano e da usare per molte persone, con grande attenzione all'estetica.

A seguito di approfondite discussioni con il reparto di pianificazione prodotto su quali obiettivi intercambiabili avrebbero meglio integrato il concetto della S9, sono stati definiti tre obiettivi chiave di sviluppo per il LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3:

Mettendo in pratica questi concetti, l'obiettivo può essere utilizzato in un'ampia gamma di scenari di ripresa, dai paesaggi dinamici e gli scatti architettonici all'estremo ultra‑grandangolare di 18 mm, fino a istantanee e ritratti con la prospettiva naturale dello standard 40 mm. Supporta inoltre la fotografia macro in stile ultra‑grandangolare, consentendo di avvicinarsi al soggetto all'estremo grandangolare pur mantenendo lo sfondo.

La lunghezza focale parte da 18 mm, quindi anche per chi è abituato alla fotografia grandangolare con smartphone sarà facile utilizzarlo.

Così compatto da poterlo afferrare con le dita

Con una lunghezza di circa 40,9 mm (quando retratto) e un peso di circa 155 g, misura meno del 50% della lunghezza e del peso del già introdotto LUMIX S 20-60 mm F3.5-5.6, e speriamo che lo troverai particolarmente comdo da trasportare insieme alla fotocamera S9.

Il diagramma sottostante mostra la configurazione delle lenti dell'obiettivo LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3.

La struttura dell'obiettivo comprende otto elementi in sette gruppi, con tre lenti asferiche, due lenti ED e una lente UHR posizionate per correggere le aberrazioni sferiche, cromatiche e di altro tipo, garantendo prestazioni eccezionali nella resa dell'immagine.

In particolare, come per l'obiettivo LUMIX S 14-28 mm F4-5.6 MACRO introdotto in precedenza, l'utilizzo di una lente asferica di grande diametro come secondo elemento ottico frontale riduce al minimo la distorsione che tende a verificarsi agli angoli ultra‑grandangolari.

La potenza di rifrazione dei gruppi di lenti che si muovono durante lo zoom è organizzata in una configurazione a tre gruppi (negativo‑positivo‑negativo, dal fronte al retro) offrendo un'efficace compensazione delle variazioni di aberrazione durante lo zoom.

Queste caratteristiche hanno portato alla realizzazione di un obiettivo che offre elevate prestazioni di resa dell'immagine su tutto l'intervallo di zoom, dall'ultra‑grandangolare 18 mm allo standard 40 mm, pur mantenendosi compatto e leggero.

Il grafico MTF mostrato qui evidenzia valori elevati sia all'estremo grandangolare che a quello tele.

La serie LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 è l'obiettivo più piccolo e leggero al mondo*, con dimensioni pari a ø67,9 × 40,9 mm (quando retratto) e un peso di circa 155 g.

Questa sezione spiega il progetto ottico che ha reso possibile questo risultato.

Questo obiettivo è dotato di un meccanismo a barilotto retrattile che ne riduce la lunghezza quando non viene utilizzato.

Per accorciare la lunghezza dell'obiettivo retrattile, è necessario: [a] ridurre lo spessore complessivo dei gruppi di lenti (i gruppi 1, 2 e 3 mostrati nel diagramma sopra sono chiamati gruppi ottici), [b] ridurre l'entità del movimento del gruppo 2 e [c] ridurre la lunghezza ottica complessiva all'estremo grandangolare rendendola più lunga rispetto alla lunghezza ottica all'estremo teleobiettivo.

In questa sezione approfondiamo il punto [a].

Le figure sottostanti mostrano le viste in sezione con l'obiettivo retratto e impostato all'estremo grandangolare. Ruotando lo zoom dall'estremo grandangolare si riduce la distanza tra i gruppi di lenti per retrarre l'obiettivo.

(Sinistra) Quando retratto (Destra) Estremo grandangolare

All'estremità è presente un vetro protettivo per proteggere il gruppo di messa a fuoco.

Sono presenti spazi tra il primo e il secondo gruppo, e tra il terzo gruppo e il vetro protettivo: i primi per ospitare il diaframma, i secondi per consentire il movimento del gruppo di messa a fuoco. Di conseguenza, quanto più sottili sono i gruppi ottici complessivi, tanto più corto può essere l'obiettivo quando retratto.

Per ridurre questo spessore complessivo, abbiamo diminuito il numero di lenti, ridotto lo spessore di ciascuna lente e minimizzato gli spazi d'aria (gli interstizi tra le lenti). Tuttavia, nonostante questi sforzi, inizialmente non siamo riusciti a ottenere le dimensioni più ridotte al mondo*.

Dopo numerosi tentativi ed errori, siamo infine riusciti a raggiungere il nostro obiettivo grazie a una significativa riprogettazione della configurazione dello zoom.

In precedenza, le lenti di tipo "negative lead", con un gruppo 1 a rifrazione negativa, erano generalmente configurate come zoom a quattro componenti di tipo negativo‑positivo‑negativo‑positivo oppure negativo‑positivo‑negativo‑negativo (gli obiettivi già introdotti LUMIX S 14-28 mm F4-5.6 MACRO e LUMIX S PRO 16-35 mm F4 adottano una configurazione zoom a quattro componenti di tipo negativo‑positivo‑negativo‑negativo).

Con questo obiettivo, il concetto di design ottico è stato radicalmente modificato, dando origine a una configurazione zoom a tre componenti di tipo negativo‑positivo‑negativo. Il gruppo 4 è stato eliminato e lo spessore complessivo dei gruppi ottici è stato ridotto, ottenendo l'obiettivo più piccolo al mondo con soli 40,9 mm in posizione retratta.

L'azienda ha deciso di sviluppare un obiettivo compatto che si adattasse perfettamente alla S9 e ha iniziato la progettazione teorica con lo scopo di renderlo l'obiettivo più piccolo e leggero* al mondo.

■ Cilindro retrattile in due fasi per dimensioni compatte

Il LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 ha un cilindro retrattile in due fasi.

Sebbene questa configurazione consenta di accorciare il cilindro dell'obiettivo retraendolo, in genere comporta un aumento del diametro.

Considerando attentamente la relazione tra le dimensioni di ciascun elemento dell'obiettivo, il diametro dell'attacco e il diametro del filtro, e ideando una struttura per il cilindro retrattile in due fasi, abbiamo ottenuto una forma quasi cilindrica, con una variazione quasi nulla del diametro esterno dalla parte posteriore alla parte anteriore quando il cilindro viene retratto.

■ Coerenza nel funzionamento e nella progettazione

Nello sviluppo degli obiettivi intercambiabili (full-frame) della serie LUMIX S, è stata posta particolare enfasi sul mantenimento della coerenza del design esterno, garantendo così l'uniformità del funzionamento e della funzionalità, aspetti che influenzano direttamente l'esperienza di utilizzo da parte dell'utente.

Per questo motivo, i team di pianificazione e progettazione del prodotto hanno insistito affinché anche il LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 seguisse la filosofia di progettazione stabilita per la serie S.

L'eliminazione delle sezioni di attacco del filtro e degli interruttori rappresenta un vantaggio in termini di riduzione delle dimensioni. Tuttavia, con gli obiettivi intercambiabili, è importante anche il valore dell'obiettivo come parte di una serie.

Abbiamo esaminato attentamente diverse configurazioni per valutare come l'inclusione di ciascuna caratteristica avrebbe influito sia sulle dimensioni sia sui costi, e se un eventuale aumento delle dimensioni potesse essere compensato ripensando altri aspetti del design dell'obiettivo.

Di conseguenza, il LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 rimane compatto, pur offrendo le stesse funzionalità operative del LUMIX S 20-60 mm F3.5-5.6.

■ Operatività dello zoom come obiettivo intercambiabile

Un obiettivo zoom esegue lo zoom spostando ciascun gruppo ottico lungo le scanalature della camma.

Il design delle scanalature della camma ha un effetto significativo sulla qualità dell'operazione di zoom. A seconda della disposizione delle scanalature della camma, l'effetto del meccanismo interno che attraversa superfici irregolari può essere avvertito durante il funzionamento.

Poiché il LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 è un obiettivo intercambiabile ad azionamento manuale, le scanalature della camma sono state progettate in modo da non incrociarsi, tenendo conto dell'effetto sulla sensazione di funzionamento.

■ Tecnologia sviluppata dai modelli precedenti

Naturalmente, questa riduzione delle dimensioni non è stata ottenuta da un giorno all'altro.

Ciò è stato reso possibile sfruttando al massimo le tecnologie accumulate nello sviluppo di obiettivi compatti per fotocamere digitali e obiettivi intercambiabili (in particolare il LUMIX G VARIO 12-32mm F3.5-5.6 ASPH. MEGA O.I.S. con sistema Micro Quattro Terzi).

Questo articolo ha fornito una panoramica del design ottico e meccanico dell'obiettivo zoom LUMIX S 18-40 mm F4.5-6.3 della serie LUMIX S.

L'obiettivo zoom più piccolo e leggero* al mondo, con ultragrandangolare di 18 mm, si abbina perfettamente alla S9.

Speriamo che con questo obiettivo ti divertirai a fotografare un'ampia gamma di soggetti, da paesaggi dinamici e scatti architettonici con l'ultragrandangolare di 18 mm a istantanee e ritratti con la prospettiva naturale del 40 mm standard. L'obiettivo supporta anche la fotografia ultra-grandangolare in stile macro, consentendoti di avvicinarti alla focale più corta pur continuando ad acquisire lo sfondo.