Повесть о первом лантановом объективе -Cуммикроне 2/50 мм фирмы "Лейтц"
В настоящей статье Вы не найдете всех основных оптических данных и параметров объектива Суммикрон 50 мм, публикуемых в фирменных проспектах. Здесь кратко рассказано о более чем столетнем пути, который прошли оптики-конструкторы прежде чем они могли создать такой объектив, а также о том, что существует не менее четырех модификаций этой оптической системы для Лейки серии "М", не считая трех вариантов 50-мм Суммикрона серии "R" для зеркальной Лейки.
Человек привык к широчайшему диапазону использования удивительного по своим свойствам материала, именуемого стеклом, которое появилось примерно еще 4000 лет до нашей эры в Египте первоначально в виде женских украшений и домашней утвари. Этот материал поражает нас и в технологическом плане - изделия из стекла можно изготовлять выдуванием, прессованием и отливкой.
Просветленный Cуммикрон 50 мм f2 военного времени с
маркировкой о принадлежности германским вооруженным силам.
Кроме того ни один материал не позволяет так свободно варьировать его химический состав, внутреннюю структуру и форму, а также использовать его для решения разнообразнейших задач и специальных проблем, примером которых могут быть пуленепробиваемое стекло или стеклокерамические протекторы для защиты от перегрева головных отсеков ракет.
Невозможно перечислить производимые промышленностью сорта стекла. Например, фирма " Корнинг Гласе Интернешнл" насчитывает в своем каталоге свыше 100000 различных стекломатериалов, в том числе и оптических сортов стекла, которые отличаются от массы других разновидностей изощренной технологией производства к образуют особую высокоэлитную группу.
Путь создания оптического стекла длинный и трудоемкий. Оно рождалось в мучительных экспериментах средневековых мастеров, изготовлявших очки и лупы в примитивных мастерских путем бесчисленных проб и ошибок. Но уже в 17-18веках эти мастера создавали линзы и примитивные объективы для первых телескопов и фотоаппаратов. Случайно найденные и путем проб улучшенные правила этого ремесла определяли форму, кривизну и толщину линз, а также не менее произвольные рецепты варки самого стекла. То, что это необычное ремесло стекольных дел мастеров откроет в будущем путь в неизведанные макро- и микромиры, начало осознаваться лишь с изобретением зрительной трубы /1609 г./ и микроскопа /1590 г./.
Начиная с 17 века тема стекла стала исключительно актуальной и вскоре превратилась в самостоятельную отрасль физики, именуемой оптикой. Не случайно к проблемам, связанным со стеклом и оптикой, в сое время обращались такие выдающиеся ученые как Галилео Галилей /1564-1630/, Иоганн Кеплер /1571-1630/, Исаак Ньютон /1643-1727/, Йозеф Фраунгофер /1787-1826/, Людвиг Зайдель /1821-1896/, Эрнст Аббе /1840-1905/ и другие.
Суммикрон 50мм f2 установленный на Leica M2 № 1005756 (1960год)
Средневековые венецианские оптики знали только один сорт еще безымянного оптического стекла - силикатное стекло, получившее позже название кронглас или крон. Английские оптик Д.Доллонд уже в 1757 г., а Й.Фраунгофер в начале 19 века изготовляли стекла сорта крон /силикатное стекло с коэфициентом дисперсии более 55/ и флинт или флинтглас /стекло с оксидом свинца с коэфициентом дисперсии менее 50/.
С развитием фотографии и фотолюбительства рос спрос на фотообъективы» но конструкторов фотооптики совершенно не устраивало качество оптического стекла, ставшее преградой на пути дальнейшего совершенствования оптических систем. Значительное улучшение качества оптического стекла произошло в конце 19 века в Германии благодаря усилиям профессора Зрнста Аббе и фабриканта Отто Шотта. Новые - баритовые - стекла, т.н. иенские /тяжелый крон SК, сверхтяжелый крон SSK и легкий флинт Lf/ улучшили цветовую коррекцию оптических систем и сделали их светосильнее, а главное - новое стекло позволило создать новый, более совершенный тип объективов -анастигматы, например, Протар и Унар Цейсса /1890 и 1900 гг./, триплет Кук-ленз X.Д.Тейлора /1893 г./ и в 1902 г. - Тессар Цейсса, ставший образцом для подражания на многие десятилетия.
Одна из первых Leica M3 №70059 c установленным на ней тубусным
Суммикроном 50мм f2.
Здесь необходимо отметить, что после длительного перерыва, накануне Второй мировой войны произошло знаменательное событие, не касающееся непосредственно самого стекла, но означавшее значитель-ные улучшения оптических характеристик объективов - просветление оптики. Над проблемой применения просветляющих слоев для оптических деталей параллельно работали инженеры Цейсса и Лейтца, но Цейсс опередил своего конкурента и в 1935 г. запатентовал метод нанесения просветляющих слоев, разработанный научным сотрудником фирмы белорусским эмигрантом Александром Смакулой. Метод просветления оптики Лейтца был менее технологичен и он перешел в 1940 г. на методику Цейсса, принятую впоследствии во всем мире. Просветление оптики увеличивало коэфициент светопропускания оптического стекла и уменьшало паразитную засветку фотоматериалов. Во время войны просветленная оптика в продажу не поступала, она шла только на нужды вооруженных сил.
После войны фирмы Цейсс" и "Лейтц" продолжали работать над улучшением оптического стекла, используя редкоземельные элементы, в частности оксиды тория и лантана. Б каталоге завода Шотта, входившего в концерн Цейсса, в 1948 г. появилось специальное стекло SSKS 1 с очень высокими оптическими характеристиками /nd = 1,69289
и V= 52,4/, в состав которого входили торий и лантан. В этом же 1948 году в оптической лаборатории Лейтца было также получено лантано-во-торневое стекло. Прежнее стекло SK 16 имело показатель преломления nd = 1,62 и коэофициент дисперсии v = 60, новое лантано-ториевое стекло выдало показатели: nd = 1,6923 и v = 54,7.
Leica M3 №12683 c установленным на нее нетубусным объективом Суммикрон 50мм f2.
В 1949 г. из полученного стекла с оксидом радиоактивного тория был рассчитан и в 1950 г. запатентован в Англии и США первый редкоземельные объектив Суммитар* /со звездочкой в отличие от обычного Сумштара/идею принципиальной схемы которого предлагал еще Макс Берек. Оптические схемы 50-мм Суммитара* и Сум-микрона очень схожи, возможно даже идентичны, а стекла различные. Торий - радиоактивный элемент и, хотя излучение от объектива было небольшим /для защиты пользователя последняя линза содержала необходимый процент свинца/, его производство было прекращено. Свою роль в этом сыграло и отрицательное эхо общественности на применение США ядерных бомб в Японии, а также необходимость создания дорогостоящих противорадиоактивных мер при производстве ториевого стекла и для защиты персонала от радиоактивной пыли во время шлифовки линз из этого стекла.
Всего Суммитар* был выпущен в количестве 87 экз. /заводские номера 812242-812329/, розданных профессионалам для испытания и отзывов. Вследствие малого тиража и радиоактивного стекла Сумми-тар* остался малоизвестным экспериментальным прототипом лантанового чуда 20-го века - Суммикрона I, который,несмотря на многочисленные модификации, продолжает свое победное шествие до настоящего времени во главе с флагманом 50-мм объективов фирмы "Лейтц" /ныне "Лейка"/ - Ноктилюксом 1/50 мм, выполненным из лантанового и нового специального сорта стекла оптической лаборатории фирмы LaSF 900403 /nd=1,9005/, рецепт которого является секретным.
В 1949 г. в оптической лаборатории Лейтца стекловарами под руководством д-ра Вайсенберга было получено чисто лантановое, без примеси радиоактивного тория новое оптическое стекло LaK9 c nd= 1,6911 и v = 58,4. Создание лантанового крона с такими характеристиками явилось новым прорывом в области оптических стекол, значительно улучшивший оптические характеристики объективов - оно повышало показатель преломления, уменьшало дисперсию, улучшало резкость изображения. Б сочетании с просветлением это позволяло конструкторам повысить светосилу объектива и достичь оптимальной коррекции оптической системы.
Тубусный Суммикрон II, 1954 года выпуска.
Лантановое стекло позволило Лейтцу создать целую палитру первоклассных объективов различного фокусного расстояния, первым из которых был знаменитый Суммикрон 2/50 мм, ставший на долгие годы эталоном стандартной оптической системы для малоформатной камеры. Производство лантанового стекла с трудностями началось на фирме в 1950 г., но новый объектив появился только в 1953 г. На это были свои причины. Рецепт нового стекла фирма "Лейтц" передала для производства по лицензии компании Шотта, но прежний ее завод в Йене остался на территории ГДР, новый же завод строился в Майнце и начал выпуск продукции лишь в средине 1952 г.
Нетубусный Суммикрон II, 1957 года выпуска. Вес 285 грамм
СуммикронR, установленный на Leicaflex, выпускался до 1968 года.
Вариант 9 Суммикрон IV после 1979 года, вес уменьшен до 195 грамм,
установленный на Leica M6
Всего имеется 4 основных модификации оптической системы Сумми-крон-М 2/50 мм /см. оптические схемы/
Суммикрон I 2/50 мм. Английский и американский патенты на Сумми-тар* были действительны и для производства Суммикрона, хотя приводимые в литературе их оптические схемы как будто немного отличаются друг от друга. Если учесть примечание к схеме Суммитара* в патенте, то мы увидим, что схематические конструкции Суммитара* и Суммикрона I почти одинаковы, их различие заключается главным образом в стекле: линзы 1, 3 и 6 первого выполнены из лантаново-то-риевого крона, а те же линзы I, 3 и 6 второго - из чисто лантанового крона /без радиоактивного тория/. Что касается упомянутого примечания к схеме Суммитара+ /и следовательно Суммикрона/ в патенте, то оно гласит:/см. схему Суммикрона I/: расстояния а/1 и а/з , т.е. между линзами 1 и 2, а жакже 3 и 4 составляют по оси менее I мм и к краям стремятся к нулю, что создает благоприятные для коррекции объектива воздушные мениски между ними. Поэтому кажущиеся большими расстояния между линзами на схеме Суммикрона I вызваны желанием чертежников показать наличие указанных расстояний, вследствие чего и понадобилось приведенное примечание.
Оптическая схема Суммикрона I
Блгодаря применению в Суммикроне I лантановых стекол, а также реализации идеи Берека по оптической схеме объектива была значительно уменьшена сферическая аберрация крутых косых пучков лучей, улучшена резкость по краям кадра, а также повышен контраст изображения. Толщина воздушных менисков в схеме объектива находится в пределах 0,2 мм - такая прецизионность достойна удивления, а квалификация персонала фирмы - высочайшей похвалы. Конструкторами оптической системы как Суммитара+, так и Суммикрона I являются согласно патенту О.Циммерман и Г.Кляйнеберг.
Суммикрон I выпускался в утапливаемом резьбовом варианте, а с появлением Лейки серии "М" - и в байонетном. Производился он вплоть до 1960 г. и за это время изготовлено 60000 экз. Вес объектива - 220 грамм. Имя он получил от названия сорта стекла "крон".
Суммикрон II 2/50 мм. Оптическая система Суммикрона 2/50 мм продолжала совершенствоваться - ее пересчитали те же Циммерман и Кляйнеберг в 1956 г. Объектив выпускался в основном в байонетном варианте и жесткой оправе, хотя еще в 1960-1963 гг. производился и на резьбе. Вес Суммикрона II вырос до 285 г. Жесткий вариант имел две разновидности - обычную с фокусировкой до 1 м и с оптической насадкой для съемки менее I м.
Основная цель пересчета, который был выполнен довольно удачно, -улучшить коррекцию объектива на минимальных дистанциях и довести их до 48 см при съемке с оптической насадкой. Принципиального изменения оптической схемы объектива не произошло. Радиусы некоторых линз стали больше, кривизна линз меньше, а качество изображения выше чем у прежнего, утапливаемого Суммикрона. Объектив модификации II выпускался до 1968 г.
Оптическая схема Суммикрона II
Оптические схемы объективов не вечны, это своего рода "моментальный снимок" в работе конструктора, т.к. появляющееся очередное новое оптическое стекло дает ему шанс сделать оптическую систему еще лучше, и тогда делается пересчет, а название объектива может оставаться прежним, но при значительных изменениях он может и переименовываться.
Суммикрон III 2/50 мм. Если взглянуть на оптическую схему прежнего Суммикрона, то становиться понятным, что такой объектив дорог в производстве. С другой стороны,к этому времени усилилась японская конкуренция на фоторынке и спрос на дорогую европейскую фототехнику уменьшился. Приходилось искать пути удешевления производства при сохранении высокого качества продукции.
Во второй половине 60-х годов конструкторское бюро фотооптики Фирмы "Лейтц" возглавил молодой талантливый руководитель д-р Вальтер Мандлер, защитивший диссертацию по использованию ЭВМ для расчета оптических систем. Он трезво оценил рыночную ситуацию и увидел, что ни одна германская оптическая фирма не позволяет себе выпускать 7-линзовые 50-мм объективы со светосилой 1:2 только ради того, чтобы выделиться из круга производителей
фотооптики. Все известные стандартные объективы - Биотар,Ультрон,Панколар, Домирон, Планар, Ксенон, Хелигон, Вестагон, Солагон, Квинон, Травелон - были 6-линзовыми. И Вальтер Мандлер создает совершенно новый 50-мм объектив, продолжавший называться Суммикроном /модификация III/.
Оптическая схема Суммикрона III
Суммикрон III - 6-линзовая оптическая система, отличавшаяся более высоким качеством изображения, особенно при съемке на близких дистанциях, повышенным контрастом и меньшим виньетированием на полном отверстии. Минимальное расстояние фокусировки стало 0,7 м. С предыдущими модификациями Суммикрона новая оптическая схема имела лишь одно общее: все положительные линзы выполнены из одного сорта стекла, но не из прежнего лантанового крона IaК9, а из стекла фирменной лаборатории - лантанового флинта LafN2/nd = 1,74400 и v = 44,77/, а обе рассеивающие линзы -из классического SPI5/nd = 1,69895 и v=30,7/. Хотя ни один из этих сортов стекла не относится к кронам, название объектива оставили прежним. Для коррекции ахромазии очевидно больше не потребовалось стекла сорта крон, как это имеет место и б объективе Солагон ширмы "Агфа" выпуска 1951 г. Производство системы упростилось и стало дешевле, поскольку в работе использовались только два сорта стекла, а в Суммикроне II их было четыре.
Б наше повальное время увлечения тестированием объективов журнал "Фотомагазин" /ФРГ/ в № XII и Х/1970 г. затеял спор, в котором приняли участие и сотрудники оптической лаборатории Лейтца проф. Маркс и инженер Шефер. Сравнивались характеристические кривые графиков Сумшикрона-М /№ 2.295.792/ и Панколара Цейсса /Лена/ № 8.053.763, кривая которого была несколько лучше. Но следует иметь в виду, что согласно данным Рольятти Суммикрон Лейтца с таким номером относится еще к модификации II и выпущен примерно в 1968 г. Что касается Суммикрона III, то он имеет отличные оптические характеристики.
Оптическая схема Суммикрона IV
Суммикрон IV 2/50. В 1976 г. фирма "Лейтц" запатентовала 9 вариантов объектива типа Гаусса, из них по варианту 8 выпускался Суммикрон-R II 2/50 мм,
а по варианту 9 - Суммикрон-М 2/50 мм. Авторами этой серии объективов были Вальтер Мандлер, Гарри Эдвардс и Эрих Вагнер. Эти объективы представляли собой очень элегантные конструкции. Обе склеенные поверхности и поверхность 9 - плоские, радиусы R1 и RIО одинаковы, идентичны также R3 и R8 и наконец R5 и R6. Из 12 поверхностей пять являются плоскими, из остальных семи только четыре имеют различную кривизну. Благода-ря всему этому стоимость материалов, инструмента и рабочего времени значительно уменьшилась. Две последние линзы выполнены из стекла собственной лаборатории фирмы LaF 21 /nd= 1,78831, v=47,39/ и сорта LaSF 900403 /nd= 1,90051/, которые позволили Мандлеру рассчитать - Ноктилюкс 1/50 мм без асферических линз.
Вариант 9 нового оьбъектива стал Суммикроном IV 2/50 мм, который был представлен общественности в марте 1979 г. В печати подчеркивалось уменьшение веса с 260 г до 195 г, а также улучшение резкости изображения системы.
Характерным для этого объектива является также то, что он построен из стекол типа флинт, в том числе и лантановых, - LaF21, BASF6, SF53, F1, LaFN3., новая рецептура которых сделала их менее чувствительными и более легкими. Показатели их преломления находятся в пределах от 1,62588 до 1,78831 или 1,7922, а коэфициент дисперсии - от 28,69 до 47,98. Таким образом знаменитые лантановые кроны, которые создали славу Суммикронуу и дали ему свое имя в варинтах 8 и 9 вообще не использовались, их место заняли лантановые флинты.
Ниже дается таблица конструктивных особенностей и оптические схемы некоторых объективов 1:2/50 мм. Первые три позиции у Суммара и Сумми-крона IV одинаковы. Далее видно, что за 46 лет конструирования объектива Суммикрон число плоских поверхностей удалось увеличить в 3 раза, а число различных радиусов уменьшилось в 2 раза. Это очень большой срок. Следует помнить, что необычайно большой прогресс в развитии этой оптической системы был достигнут благодаря открытию лантановых оптических стекол с большим показателем преломления и использованию специальных ЭВМ.
Суммикрон 17 выпускается уже более 20 лет и в этом немалая заслуга д-ра Вальтера Мандлера, руководившего впоследствии канадским филиалом фирмы "Лейтц" и разработавшего целый ряд других блестящих объективов. Не случайно военные ведомства и ЦРУ США неоднократно обращались к нему со специальными заказами - для них были рассчитаны объективы Элькан 2/50 мм всего из четырех линз - для сухопутной армии,Элькан2/66мм - для военных атташе, фотографировавших военную технику во время парадов на Красной площади в Москве, и Элькан 1/90мм - для системы противолодочной обороны ВМС США от советских подводных ракетоносцев.
Это был краткий рассказ об одном из объективов, ставших важной вехой в истории фотографических оптических систем традиционной малоформатной фотографии 20-го века. И хотя 21-й век обещает стать веком цифровой фотографии, мы благодарны неутомимым ученым, инженерам и великим фотографам, помогшим нам своим трудом запечатлеть для потомков непростой и удивительный мир человека на планете Земля и в космосе.