Katadioptrische Foto-Objektive – Teil III

Teil III: Katadioptrische Foto-Objektive von 1946 – heute.

(Teil I finden Sie hierTeil II hier.)

Die Erkenntnisse aus Teil II führen zu dem Schluß, dass für die ab den 1950er Jahren aufkommenden katadioptrischen Foto-Objektive aus den vielfältigen, bereits für Astro-Anwendungen bekannten „katadioptrischen Dialyten“ (Brachymediale) abgeleitet wurden, von denen einige schon bis zu 150 Jahre bekannt waren und unter denen Maksutov eine spezielle Variante ist.

Eine kurze Geschichte der Katadioptrischen Foto-Objektive:

Mit dem starken Aufkommen der Spiegel-Linsen-Objektive in den 1960-70er Jahren bildeten sich spezielle Konstruktionsmerkmale heraus, die in dieser Form bei astronomischen Fernrohren meist nicht zu finden sind:

a) Außer der Tatsache, dass die Foto-Optiken sehr robust und hermetisch dicht gebaut sind, wurde zunehmend auf die Bohrung im Primärspiegel verzichtet! Das bedeutet, dass die Strahlen, die vom Sekundär-Spiegel zurück geworfen werden, nicht mehr durch eine Öffnung im Hauptspiegel zur Kamera bzw. Filmebene gelangen, sondern durch einen unverspiegelten zentralen Bereich der Spiegelfläche durch das Glas des Spiegelkörpers treten.

Das bedeutet, dass der Innenbereich der Optik zwischen den beiden Spiegeln noch besser hermetisch abgeschlossen ist. Es bedeutet gleichzeitig, dass der zentrale Bereich des Spiegelkörpers auch noch als brechendes Linsenelement im Strahlengang einbezogen ist. Dieser Bereich bildet dann oft zusammen mit 1-3 weiteren Linsen den Sub-Apertur-Korrektor im Strahlengang nach dem Sekundärspiegel. Er muss aus Linsen-Glas allerhöchster Güte bestehen, da dieser Bereich des Hauptspiegels – im Falle eines Mangin-Spiegels – dreimal von jedem Lichtstrahl durchlaufen wird!

b) Immer häufiger treten nach 1965 Mangin-Spiegel auf, was ja der Grundkonfiguration des Hamilton-Teleskopes entspricht. Zuerst finden sich Primärspiegel als Mangin-Typ, bald auch beim Sekundärspiegel bzw. in beiden Positionen gleichzeitig oder auch nur beim Sekundärspiegel. Wie wir oben gesehen haben (Hamilton-Teleskop) ist der Mangin-Spiegel bereits ein Grund-Element des kadadioptrischen Dialyts – für sich genommen ist er meines Wissens nie als Teleskop oder Astrokamera verwendet worden.

Bild 1: Mangin-Spiegel – Quelle: Wikipedia – Autor: not known – https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

Neben der Wirkung als Element der optischen Rechnung liefert der Mangin-Spiegel zwei weitere Vorteile für das Foto-Objektiv:

  • Die an der polierten Glasfläche anliegende reflektierende Spiegeloberfläche ist in der Mikro-Oberflächenstruktur wesentlich glatter als eine aufgedampfte Aluminium-Schicht auf ihrer „offenen“ Seite, die auch noch mit einer transparenten Schutzschicht (meistens Si02) überzogen werden muss.
  • Die Verspiegelungs-Schicht ist gegen den Zutritt von korrosiven Gasen, Feuchtigkeit etc. perfekt geschützt und behält langfristig seine uneingeschränkte Wirkung. Dies alleine wäre schon ein ausreicheder Grund, um diese Bauweise zu bevorzugen!

c) Foto-Objektive katadioptrischer Bauart benötigen zur Abschirmung gegen Falschlicht rohrförmige Blenden um den Zentralen Strahlen-Durchlass im Zentrum des Primärspiegels (nach vorne in Richtung des Sekundärspiegels) bzw. um den Sekundärspiegel herum (in Richtung Hauptspiegel), um die Kamera vor einfallendem Falschlicht zu wchützen. Auf dem folgenden Linsenschnitt sind die Tubus-Blenden und das Problem des Falschlichtes gut zu erkennen:

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Bild 2: Linsenschnitt mit Abschirmtubus-Blenden gegen „Falschlicht“am Olympus Zuiko Reflex 500mm f/8 (in diesem Bild ist der Lichteintritt rechts!) – Quelle: Olympus Produktbeschreibungs- und Spezifikationsdatenblatt zum Objektiv

An diesem Bild kann man gut erkennen, dass ohne diese beiden Blenden Lichtstrahlen durch die ringförmige Apertur-Öffnung (rechts) direkt und ohne Reflexion an den Spiegeln auf das Zentrum des Hauptspielgels und damit auch in die Kamera gelangen könnten! Eine Gegenlichtblende vor dem Objektiv kann das nur dann sicher verhindern, wenn die Gegenlichtblende extrem lang wäre – was natürlich dem Objektiv-Konzept widerspricht …

Die Existenz dieser rohrförmigen Blenden im zentralen Bereich hat Auswirkungen auf die sog. Obstruktion – also die Abschattung der Lichtstrahlen im Zentrum der Apertur:

Bei Strahlenbündeln, die vom Bildfeldrand schräg in die Optik einfallen, werfen die Tubusblenden einen Schatten auf den Hauptspiegel. In der Folge ist nicht mehr die gesamte Ringförmige Spiegelfläche „aktiv“. Sie ist in der Breite des Blendentubus unterbrochen. Man kann das bei geeigneter Bildstruktur an den außerfokalen Apertur-Ringbildern von Lichtreflexen sehen, wie folgend in dem absichtlich unscharf gestellten Aufnahme des Hausdaches gut zu erkennen ist:

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Bild 3:Tubusblenden-Schatten“ bei den außerfokalen Unschärferingen im Randbereich mit dem Olympus OM Zuiko Reflex 500mm f/8: unten-links und -rechts sieht man die kleinen „Packman-Ringe“ – die Öffnung weist zum Bildzentrum hin. – Quelle: fotosaurier

d) Die große Korrektor-Linse in der Lichteintritts-Apertur dient immer auch gleichzeitig als Tragstruktur für den Sekundärspiegel. Wie im Teil I ausführlich beschrieben wurde, führt die „Obstruktion“ durch den Sekundärspiegel im Strahlengang zu einer Kontrastverringerung des Beugungsbildes 1. Ordnung. Aber wenigstens werden durch das Fehlen von Tragspinnen die dadurch verursachten Beugungs-Spikes in den Bildern einer Punktlichtquelle vermieden, wie sie beim normalen Newton und Cassegrain auftreten.

Meine persönlichen MEILENSTEINE katadioptrischer Foto-Objektive (CATs):

Vorbemerkung: die Einordnung bestimmter Objektive als „Meilenstein“, die ich hier vornehme, ist rein SUBJEKTIV und basiert auf meinem – begrenzten – Wissen bzw. meiner Erfahrung. Mir ist bewusst, dass andere Fotografen und Beobachter zu etwas anderen Schlüssen kommen können, die ihrer eigenen Erfahrung entsprechen.

An dieser Stelle möchte ich noch einmal ins Gedächtnis rufen, dass in den 1950er bis 70er Jahren gegenüber „langen“ Teleobjektiven (>200mm Brennweite) nicht nur Kompaktheit (Baulänge) und geringes Gewicht für die „CATs“ sprach, sondern vor allem die Freiheit von Farbfehlern (Chromatische Aberration, „CA“) – im Verhältnis zum Preis! Es gab zwar in den 1970ern bereits die ersten farbreinen Telekanonen mit Fluorid-Linsen – aber zu einem extrem hohen Preis unter Verwendung eines sehr empfindlichen Materials. Den Preis konnten/wollten sich sicher wenige Amateurfotografen leisten. So bin ich überzeugt, dass die „Blüte“ der katadioptrischen Teleobjektive hauptsächlich vom Amateur-Segment getragen war.

Darüber, warum die katadioptrische Objektivbauform fast völlig wieder verschwunden ist,  werde ich am Ende dieses Artikels einige (begründete) Vermutungen anstellen.

Hier nun mein kurzer Überblick auf die Zeitskala und die Entstehungsgeschichte geschlossener katadioptrischer Systeme, die als Foto-Objektive geeignet waren oder spezifisch dafür gebaut wurden.

Ich führe hier auch die mir bekannte Grundlagenentwicklungen ebenfalls im Zeitstrahl mit auf, damit die zeitliche Dimension mit einem Blick sichtbar wird.

Ich führe dann Foto-Objektive auf, die aus meiner Sicht Meilensteine der Entwicklung solcher Optiken darstellen. Dies ist keine vollständige Beschreibung dieses Objektiv-Segmentes! Ich versuche derzeit Informationen über alle jemals gelieferten Photo-CATs zu sammeln und hoffe in einigen Monaten eine fast vollständige Liste veröffentlichen zu können.

Fast alle bekannten katadioptrischen Teleobjektive wurden für das Kleinbildformat gerechnet. Einige wenige zeichneten Mittelformat 6×6 oder 6×7 aus: Carl Zeiss Jena Spiegelobjektive 500mm und 1.000mm, Kilfitt 500mm und 1.000mm und Pentax 6×7 1.000mm f8 – soweit mir bekannt ist.

1814

Grundlagen-Erfindung (Astronomie) des Katadioptrischen Dialyts (auch „Brachymedial“ genannt) durch Hamilton und darauf folgend eine  große Reihe von Varianten und Weiterentwicklungen.

Hier der Link zu Hamiltons GB-Patent Nr. 3781.

Bis in jüngerer Zeit hat eine italienische Firma tatsächlich noch Hamilton-Teleskope/-Kameras für astronomische Zwecke geliefert (Ceravolo).

1930

Grundlagen-Erfindung (Astronomie) der Schmidt-Korrektor-Platte – daraus entstanden Schmidt-Kamera und Schmidt-Cassegrain-Teleskop

1940/41

Grundlagen-Erfindung (Astronomie) des Maksutov-Korrektor-Meniskuslinse – daraus entstanden das Maksutov-Cassegrain-Teleskop – genau betrachtet ist es aber eine Sonderform des katadioptrischen Dialyts.

ab 1945

Maksutov-Cassegrain 3,5″ f/12-Teleskope – Lieferung großer Stückzahl des Teleskops an sowjetische Schulen, gebaut (anfangs) vermutlich in Nowosibirsk. Wenn Sie wissen wollen, wie das Schul-Teleskop aussah, folgen sie bitte diesem Link zu einer sehr kompakten Biografie Maksutovs auf Prabook. Dort sehen Sie ein Bild von D. Maksutov mit „seinem“ Schul-Teleskop vor ihm auf dem Schreibtisch. Mit ähnlicher Spezifikation wurde es in Polen als „PZO“ hergestellt und in der DDR von Zeiss als „Telementor„. Diese Geräte wurden auch (da sie Devisen brachten!) in den Westen verkauft.

Bemerkenswert ist, dass die Motivation, ein extrem robustes und haltbares sowie wartungsarmes Fernrohr für Schulen zu schaffen, bei Dimitri Maksutov zu der ursprünglichen Idee für das Meniskus-Tesleskop-Design führte. Ich sehe darin ein Beispiel, dass auch das Streben nach Gemeinwohl zu hervorragenden Innovationen führen kann!

In diesem Link zu „cloudynights.com“ fand ich weitere interessante Fotos des polnischen PZO-Instruments.

ab 1954

QUESTAR Maksutov-Cassegrain-Teleskop 3,5″ (in Großserie gefertigt bis heute)

Klassisches Maksutov-Cassegrain, Brennweite 1280mm f/14.4 (Spezifikation ab 1961) – wurde und wird auch als Teleskop-Tubus („Field-Model“ oder „Birder“) mit Okular- oder Kameraanschluss geliefert.

Ein Kult-Klassiker der Amateur-Astronomie. Aber auch die NASA soll einige beschafft haben …

Bild 4: Questar-3,5″-Teleskop mit ausgezogener Taukappe – Quelle Wikipedia, Autor:Hmaag – https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0

ab 1936 bis in die 1960er Jahre

wurden mindestens in Deutschland (Zeiss), Japan (Nikon) und Russland (GOI) und USA (Kodak) große semi-transportable (meist katadioptrische) Spiegelobjektive für militärische und satellitengestützte Anwendungen entwickelt. Diese waren ausschließlich vom Maksutov-Typ und hatten Brennweiten von 1.800mm – 8.200mm. Viele Informationen dazu gibt es im Übersichtsartikel von Marco Cavina in diesem Link. Auf diese umfangreichen Erfahrungen konnten sich die Optik-Unternehmen dann nach dem 2. Weltkrieg bei der Entwicklung von katadioptrischen Wechselobjektiven für Spiegelreflex-Kameras stützen.

vor 1958

Erste Maksutov-Cassegrain-Teleobjektive für SLR von LZSO, Sowjetunion: MTO 1.000mm f/10.5  und MTO 500mm f8 – erhielten eine Goldmedallie auf der EXPO in Brüssel 1958.

Ich weiß nicht, wann genau diese Maksutov-Cassegrain auf den Foto-Markt gebracht wurden. Es muss noch unter der strengen Überwachung von Dimitri Maksutov selbst gewesen sein, der ja bis 1964 lebte. Gibt es Leser, die da weiter helfen können?

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Bild 5a: MTO-500mm f/8 – Quelle: fotosaurier

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Bild 5b: MTO-1.000mm f/10 – Quelle: fotosaurier

Das archaische Design und die solide Bauweise führten dazu, dass die Optiken (bis heute) von Fotoamateuren liebevoll als „Russentonnen“ bezeichnet werden. Herstellerbezeichnungen waren und sind MTO, Arsenal, Rubinar. Nicht immer waren die Optiken leider in der Qualität konstantd, was oft an verspannt eingebauten Spiegeln gelegen haben soll. Ein Bericht dazu (Dr. Wolfgang Strickling) finden Sie hier.

1959/1961Nikon bringt nach den russischen MTOs bereits 1959 sein erstes CAT mit ehrgeizigen Daten auf den Markt, das Reflex-Nikkor 1.000mm f/6.3 – und bereits 1961 folgt ein Reflex-Nikkor 500mm f/5. Ab den frühen 1970er bis in die 2000er Jahre bietet dann Nikon kontinuierlich das „Reflex-Nikkor-Trio“ 500 f/8 + 1.000 f/11 . 2.000 f/11 an. Viele Details findet man in dem Artikel von Marco Cavina – für die Liebhaber der italienischen Sprache! Die 2.000mm f11 wurden demnach alle von 1971 bis 1975 in zwei Versionen gefertigt. Das eklärt wohl zur Genüge, warum Ihnen das 2.000er CAT so selten in „freier Wildbahn“ begegnet.

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Bild 6: Reflex-Nikkor C 500mm f/8 – Quelle: fotosaurier

1961Carl Zeiss Jena

stellt das katadioptrische „Spiegelobjektiv“ 500mm f4,0 auf der Leipziger Messe vor (Entwickelt ab 1955 von Dr. Harry Zöllner, W. Dannenberg. (Kurze Zeit später kommt auch ein Spiegelobjektiv 1.000mm f5,6, die sog. „Stasi-Kanone“, hinzu). Die Optiken sind für Mittelformat 6 x 6 gerechnet und geliefert worden!

Frei zugängliche Darstellungen von Linsenschnitt, Auflösung und MTF-Kurven stehen mir bisher zu diesen Optiken nicht zur Verfügung. Allerdings gibt es einen fabelhaften synoptischen Artikel von Marco Cavina, in dem das Jena-Spiegelobjektiv 500mm f/4.0 und das Mirotar f/4.5 im Detail ausführlich beschrieben und verglichen werden.

Bereits 1941 hatten bei Zeiss die Konstrukteure Robert Richter und Hermann Slevogt ein CAT-System (Richter-Slevogt-Teleskop) entwickelt und angemeldet, das dem kurz vorher in GB angemeldeten „Houghton-Teleskop“ (s. Teil II) ähnelt. Wahrscheinlich wussten beide Gruppen damals im Krieg nichts voneinander.

Auf diese Entwicklungen von 1941 geht offensichtlich dieses Carl Zeiss Jena-Spiegelobjektiv zurück.

Cavina äußert in seinem Artikel die Vermutung, dass die optische Leistung des Jena-Objektivs nicht an das folgend beschriebene, kurz danach heraus gekommene Objektiv von Zeiss Oberkochen heran kommt, da es vermutlich als IR-Fernobjektiv für Aufnahmen auf IR-Schwarzweißfilm entwickelt wurde.

In dem Blog „Zeissmania“ (Teil II) finden sich einige Aufnahmen,die der Autor selbst mit dem Zeiss Jena 1.000 f/5.6 gemacht hat (Website der Burgenländischen Amateurastronomen BAA).

1963Zeiss Oberkochen (West)

stellt das MIROTAR 500mm f/4,5 vor und fertigt 200 Exemplare für Contarex.  Zeiss-Konstrukteure sind Helmut Knutti und Alfred Opitz. Später wird noch einmal ein kleines Los speziell mit dem Kyocera-Contax-Anschluss (c/y) gefertigt. Etliche nagelneue Contarex-Objektive wurden (lt. Marco Cavina) auch im Werk auf  c/y umgerüstet. Ab 1975 liefert Zeiss ein MIROTAR 1.000mm f5,6 und fertigt 20 Exemplare. (Alle Mirotare sind für Kleinbild-Format gerechnet.)

Mirotar 500mm f4,5_strahl

Bild 7: Linsenschnitt des Zeiss Mirotar 500mm f4.5 – Maksutov-Design mit zwei Korrektur-Menisken aber noch kein Mangin-Spiegel – Quelle: Datenblatt Fa. Zeiss

Spezifikations-Datenblätter von Zeiss mit Linsenschnitten finden Sie hier und hier.

Dies ist ein Vertreter der „Maksutov-Fraktion“, noch mit durchbohrtem Primärspiegel.

Zeiss verwendet hier noch keinen Mangin-Spiegel! Für das benötigte große Bildfeld des Kleinbild-Formates und dem großen Öffnungsverhältnis von f/5.6 ist ein einfacher Maksutov-Meniskus allerdings nicht ausreichend als Korrektor bei höchsten Ansprüchen. Daher verwendet Zeiss davor noch einen zweiten (umgekehrten) und sehr dicken Meniskus – eine Lösung, die auch Maksutov selbst für die großen astronomischen MAK-Kameras in Chile und im Südkaukasus bereits verwendet hatte.

Das Mirotar 500mm f4.5 gilt als Referenz-CAT im Kleinbild-Bereich. Im Artikel von Marco Cavina ist die MTF-Kurve – im Vergleich mit anderen APO-Objektiven und dem 500mm f/8 von Zeiss – dargestellt: sie ist allen anderen Optiken weit überlegen.

vor 1964Canon

stellte für die Olympiade in Tokyo drei CATs der Superlative zur Verfügung, die wohl weniger in den Amateurfotografen-Sektor passten, aber umso bemerkenswerter sind:

  • Canon TV-800 f3.8
  • Canon TV-2.000mm f11
  • Canon TV- 5.200mm f14

Sie haben richtig gelesen – kein Druckfehler! Ich habe keine Ahnung, in welchen“Stückzahlen“ Canon diese Optiken gefertigt hat. Sie wurden also offensichtlich mit Vidicon für das Fernsehen eingesetzt. Hier findet man in einem weiteren Artikel von Marco Cavina (auf Italienisch) mehr Informationen darüber.

1965 – Der US-Photodistributor „Spiratone

beginnt ein Maksutov-Cassegrain-Objektiv 500mm f/8 – gefertigt bei LZOS in der Sowjetunion – im Westen zu liefern. Es bekommt in Fotozeitschriften sehr gute Testergebnisse. Später (jedenfalls VOR 1983) kommt ein katadioptrisches Spiegelobjektiv 300mm f5.6 hinzu.

1965 bis 1980 – dies ist die Periode,

in der JEDER Kamera- oder Objektiv-Hersteller ein oder mehrere Foto-CATs heraus brachte.

Binnen kürzester Zeit war es Standard, dass die Original-Hersteller (Nikon, Canon, Pentax, Minolta, Yashica) mindestens zwei CATs in seinem Programm anbot: alle hatten ein 500mm f/8 CAT zu bieten, sowie am langen Ende entweder 800mm f/8 (Minolta) oder 1.000mm f/10 oder f/11. Es kamen auch einige 1.200mm- und  2.000mm-Optiken auf den Markt. Wie schon gesagt, arbeite ich an einer möglichst vollständigen Übersicht. Pentax  brachte zusätzlich zu seiner Kleinbild-Linie ein Reflex Takumar 1.000mm f/8 für Mittelformat (die Pentax 67) heraus. Das gab es meines Wissens sonst nur bei Zeiss Jena und Kilfitt.

Eine Ausnahme bildete Olympus, wo man zögerte um erst 1982 ein einziges aber sehr kompaktes Zuiko Reflex 500mm f/8 heraus zu bringen (s.u.).

Die Leica CATs „MR-Telyt-R“ waren Minolta-Objektive in einem Leica-Design.

Die „echten“ Fremdobjektiv-Hersteller („3rd-party-lenses“) reagierten ebenfalls sehr schnell: anscheinend allen voran SIGMA, die sehr früh (Datum?) ein super-lichtstarkes 500mm f/4.0 heraus brachten. Ich fand einen Bericht eines amerikanischen Fotofreundes, der diese Optik in einem völlig  verwahhrlosten Zustand  fand und mit seinen eigenen Bordmitteln „aufarbeitete“ (Respekt!). Schließlich stellte er fest, dass es nicht so schlecht gewesen sein kann.

Sigma hat dann über die Jahrzehnte den größten „Zoo“ von katadioptrischen Brennweiten auf den Markt gebracht. Dabei auch die eher ungewöhnlichen Brennweiten 400mm und 600 mm. Ich hatte einmal ein 600er Sigma-CAT, das mich aber nicht voll überzeugen konnte.

Dabei waren natürlich auch Tokina und Tamron mit eigenen katadioptrischen Designs – wobei man feststellen muss, dass die 1979/81 erschienenen Tamron 500mm f/8 und 350mm f/5.6 an die Spitzengruppe der (späteren!) Objektive von Olympus und Zeiss heran kamen. Das Tamron 500 f/8 CAT war sogar noch etwas kürzer und leichter als das 1982 erschienene Olympus 500 f/8. Bild und Linsenschnitt hier auf der Adaptall-2-Website. Beim 350er Tamron ist die aufschraubbare Gegenlichtblende (unbedingt benutzen!) praktisch genau so lang, wie das Objektiv selbst.

Makinon war ein weiterer echter japanischer Fremdobjektiv-Hersteller mit meist recht guten Produkten.

In Europa/Deutschland gab es nun ab 1972 keinen ernst zu nehmenden SLR-Hersteller mehr. Es gab allerdings noch berühmte Fremdobjektiv-Hersteller, allen voran Kilfitt/Zoomar. Legendär ist das Kilfitt-Zoomar Sports-Reflectar 500mm f/5.6 (Ende der 1960er), detailliert beschrieben hier auf der Pentaconsix-Website – und hier das 1970 vorgestellte Kilfitt/Zoomar Sports-Reflectar 1.000mm f/8 beide gerechnet für Mittelformat und mit dem Kilfitt WE-Adaptersystem auch an vielen Kameras verwendbar.

Eine unübersehbare Menge von Handelsmarken boten eine große Zahl von CAT-Varianten sehr billig an. Meines Wissens war 1965 zeitlich der früheste Spiratone, USA (siehe oben) – bei dem man auch wusste, wer der Hersteller war (MTO bzw. LZSO in Russland). Bei den anderen habe ich keine Ahnung, wer der Hersteller gewesen sein kann. Mir ist – ausser dem besagten Spiratone – keines bekann, das durch eine besonders hohe optische Qualität aufgefallen wäre.

1975 VivitarSeries1 Solid CAT 800mm f11 und 600mm f8

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Bild 8: Vivitar Series 1 Solid Cat 800mm f/11 an der Sony A7RIV (ohne Gegenlichtblende)- Quelle: fotosaurier

Anfang der 1970er Jahre las ich über ein neu veröffentlichtes Patent von Perkin Elmer über eine sogenannte „Solid Catadioptric Lens“ – d.h. ein Spiegellinsen-Objektiv, das quasi „aus einem einzigen Glaszylinder“ bestehen sollte (gelesen möglicherweise bei Herbert Keplers „Kepler on the SLR“ in Modern Photography?):

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Bild 9: Skizze aus der Patent-Anmeldung Perkin Elmer „Solid-Cat“ von 1967, erteilt 1970. Quelle: US-Patentanmeldung US3547525A

Diese Optik sollte extrem kurz bauen – ich war begeistert. Einige Jahre später erfuhr ich schließlich in der „Modern Photography“, dass dieses Objektiv als Vivitar Series 1 Optik 800mm f/11 tatsächlich am Markt erschienen sei.

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Bild 10: Linsenschnitt VivitarSeries1 Solid-Cat 800mm f/11. Er liegt erstaunlich nahe am ursprünglichen Entwurf! – Quelle: Patent Perkin Elmer

Da war sofort klar, dass ich das irgendwann haben müßte – was dann noch einige Jahre gedauert hat… Über die Geschichte der Vivitar Series 1-Optiken wird irgendwann separat zu berichten sein. Für uns waren diese Objektive damals in den 1970er Jahren eine Offenbarung – und die meisten davon besitze ich noch bis heute!

Die beiden Solid-Cats (600mm und 800mm) bauen extrem kurz – sind aber deutlich schwerer als die sonst gängigen CATs am Markt.

Erst Jahrzehnte später stieß ich dann auf die spezielle Geschichte dieses Objektivs, das mich so fasziniert hat. in den Archiven der „SPIE“ findet sie sich in Form eines Interviews mit dem Konstrukteur dieses Objektivs, Juan L. Rayces (1918 – 2009). Darin enthalten auch ein Foto des Konstrukteurs mit seinem Objektiv auf dem Stativ – am belebten Strand! (Heute wohl nicht mehr denkbar…)

Auch Perkin Elmer lieferte Exemplare diese Objektivs unter der eigenen Marke (und auch Spezialausführungen an die NASA).

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Bild 11: Solid Cat-Ausführung 800mm f/11 unter Perkin-Elmer-Eigenmarke – Quelle: fotosaurier

Was unter der Marke „Vivitar Series 1“ wirklich geschah: die Fertigung lief 1975 an – wurde aber nach 3 Monaten wieder gestoppt, weil Vivitar feststellte, dass es für ein Amateur-Objektiv zu teuer war. Daher gibt es wohl tatsächlich nur eine relativ geringe Stückzahl von Objektiven weltweit (obwohl es damals heftig – auch in Deutschland – beworben wurde).

1978Minolta RF Rokkor 250mm f5.6

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Bild 12: Linsenschnitt Minolta RF Rokkor-X 250mm f/5.6 – Quelle: Datenblatt Minolta

In Beschreibungen werden die Mangin-Spiegel of als „Innovativer Schritt“ an sich hervorgehoben – was ja, wenn man von katadioptrischen Dialyt (von 1814!) ausgeht, nicht richtig ist. Auch ist die Bezeichnung eines „Rumak“, die ich schon gelesen habe, nicht wirklich zutreffend: Rumak würde einen Maksutov-Typen bezeichnen, der – nach Rutten als Rutten-Maksutov benannt – nicht den verspiegelten Fleck auf der Rückseite des Meniskus als Sekundärspiegel nutzt, sondern einen auf ein Podest auf dem Meniskus montierten Cassegrain-Sekundärspiegel. Aber diese Optik ist überhaupt kein Maksutov-Typ.

Diese Optik hat einfach ein hervorragendes Brachymedial-Design – insbesondere unter Berücksichtigung der kurzen Brennweite und extrem kurzen Baulänge von 58mm (ohne Gegenlichtblende).

Wie bei allen CATs ist die Benutzung der Gegenlichtblende dringend empfohlen!

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Bild 13: Minolta RFx Rokkor 250mm f/5.6 (ohne Gegenlichtblende) – Quelle: fotosaurier

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Bild 14: Größenvergleich RF Rokkor zu lichtstarkem Normalobjektiv (Olympus OM 50mm f/1.2 – das ist aber das kompakteste unter den f/1.2-Normalobjektiven. Mein heutiges Sony GM-50mm f/1.4 hat das ungefähr 3- bis 4-fache Volumen des RF Rockor …) – Quelle: fotosaurier

Das RF-Rokkor 250mm f/5.6 eröffnete damit Ende der 1970er Jahre noch einmal ein neues Brennweiten-Segment für katadioptrische Objektive mit einem wirklich großen Wurf in jeder Hinsicht – optisch wie geometrisch! Vielleicht lag es auch in der Luft? – umgehend tummelten sich in diesem Segment die Fremdobjektiv-Hersteller („Third-Party“) aber interessanterweise folgte keiner der großen Kamerahersteller Minolta in dieses Segment (meines Wissens …). Ich halte den Brennweitenbereich (250-350) für sehr sinnvoll, da  der „Durchschnitts-Fotoamateur“ mit dem Mmanuell-Fokussieren von 500er-Objektiven schon mal leicht überfordert ist – siehe meine Bemerkungen am Ende des Artikels.

Die Brennweite 250mm hat sich dabei nur einer der Fremdobjektivhersteller mal „zugetraut“. Vertrieben wurde das Produkt wohl nur über Handelsmarken – in Deutschland als „Berolina 250mm f/5.6“ bekannt, anderswo auch unter „Focal“ etc. Mir ist nicht bekannt, wer da der Konstrukteur bzw. Hersteller war. Die optische Qualität ist eher bescheiden und die Optik ist auch wesentlich größer als das RF Rokkor (fast so lang wie das Olympus Reflex 500mm f/8).

Die anderen Optiken lagen alle im Bereich von 300mm (f/4.5 bis f/6.3) oder 350mm f/5.6 (Tamron – sehr gute Optik!) – dabei war sogar ein russischer Maksutov-Typ (Rubinar) und auch Astro-Hersteller wie Celestron haben das probiert. Auch die Handelsmarke Spiratone war hier wieder dabei (viel gelobt!).

1978/79Celestron (Schmidt-Cass.) 750 f/6.3 und Questar (MAK) 700mm f/8

Dies sind Versuche, aus dem Astro-Geräte-Segment heraus reine Foto-Teleobjektive anzubieten (was ja mit dem russischen MTO früher schon mal sehr gut gelungen war – bis heute!).

Celestron  (1978) war das einzige reinrassige Schmidt-Cassegrain-Objektiv, das an den Foto-Markt gebracht wurde. Es verschwand ab 1986 wieder.

Das Questar-Gerät (1979) war als „lichtstarker Maksutov-Typ“ auch nicht lange am Markt.

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Bild 15: CAT-Teleobjektiv „Celestron 700“ 700mm f/8 – Quelle: fotosaurier

Qualitativ hochwertig und hervorragend gebaut – aber der Foto-Markt funktioniert eben anders als die „Astro-Nische“.

1982 – Olympus OM Zuiko Reflex 500mm f/8

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Bild 16: Das kompakte Olympus Zuiko Reflex 500mm f/8 an der „zierlichen“ OM4Ti (Gegenlichtblende eingeschoben) – Quelle: fotosaurier

Ich hebe dieses 500er CAT besonders hervor, weil es praktisch keine Fehler hat – außer dem Fehlen des Stativanschlusses, der allerdings dem Olympus-Konzept widersprochen hätte! Sein auffälligster Vorteil ist der hervorragende Bildkontrast, der das (sehr feinfühlige!) Fokussieren leicht macht – selbst ohne Fokusvergrößerung an der digitalen Systemkamera. Das Bild „springt“ geradezu in die Schärfezone. In mittleren Entfernungen ist die Bildstruktur („Rendering“) – auch des Hintergrundes! – sehr schön. Auch die ausziehbare Gegenlichtblende ist sehr praxisgerecht.

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Bild 17: Beispiel des schönen Renderings beim Olympus OM Reflex Zuiko 500 f/8 – Quelle: fotosaurier

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Bild 18: Linsenschnitt Olympus OM Reflex Zuiko 500mm f/8 (Lichteintritt von rechts! – Gegenlichtblende eingeschoben) – Quelle: Datenblatt Olympus

Zusammen mit dem Minolta AF Reflex 500 und dem fast 20 Jahre später erschienenen Mirotar 500mm f/8 ist es das beste 500er-CAT das ich persönlich und praktisch kenne. Beide Spiegel sind Mangin-Spiegel. Das Auffälligste ist, dass hier ALLE optischen Elemente in nur zwei Gruppen um die beiden Spiegel zusammengafasst sind! Es ist das CAT mit der geringsten Zahl von Glas-Luft-Flächen. Ich vermute, dass dies ein Teil des Geheimnisses des hervorragenden Bildkontrastes ist.

Bei meinen jüngsten Messungen mit einer Nyquist-Frequenz des Sensors von 3.168 LP/BH messe ich beim Zuiko-Reflex ca. 1.500 LP/BH (entsprechend 125 Linien/mm) in der Bildmitte – in der äußersten Ecke bei ca. 860 LP/BH. Ich gebe die Auflösungswerte für 30% Kontrast an (wie meistens üblich …) Für die damalige analoge Fotografie waren das Werte, die noch über der praktischen Filmauflösung lagen (zumal mit ISO 400-Filmen – oder nochhöheren ISO-Werten!).

Deutlich kompakter als diese Optik ist meines Wissens nur das Tokina 500mm f/8 – aber das spielt in der optischen Qualität eine Liga darunter. Auch das Tamron 500mm f/8 ist etwas kürzer – man muss aber eine Gegenlichtblende aufschrauben, die fast so lang ist wie das Objektiv selbst!

1982/83Vivitar Series 1 450mm f4.5

Hier ist die Datierung ganz sicher:  Oktober 1982 wurde das Objektiv auf der Photokina in Köln vorgestellt. Ab 1983 wurde es meines Wissens ein Jahr lang gefertigt. Es gibt dazu auch noch einen 2-fach-Telekonverter, der speziell für die Optik gerechnet ist und direkt am T2-Gewinde angeschlossen wird.

Diese Optik hat nichts mit den früher gelieferten Vivitar Series 1 „Solid Cat“ zu tun!(Das war vereinzelt angenommen worden …)

Dies ist die wohl (bisher) exotischste katadioptrische Foto-Optik, die es tatsächlich an den Markt geschafft hat! – Eindeutig ein Fall für  die Rubrik „My Crazy Lenses“ – demnächst hier in diesem Blog

Das Design stammt von der Optik-Designfirma OPCON Associates, die der ehemalige Perkin-Elmer Mitarbeiter Ellis Betensky 1969 mit zwei anderen Partnern (Melvin Kreitzer und Jacob Moskovich) 1969 gegründet hatte – und die bis heute existiert (seit 1996 ohne Betensky).

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Bild 19: Vivitar Series 1 450mm f4.5 (Länge 150mm – ohne die Gegenlichtblende) an der Olympus OM – Quelle: fotosaurier

Nach intensiver Suche habe ich schließlich das Patent für dieses katadioptrische Objektiv gefunden: US-Patent 4523816 angemeldet 1983 für Vivitar. Anders als oft zu lesen, ist als Erfinder Melvin Kreitzer eingetragen und nicht nicht Ellis Betensky. Die Bilder „Fig.3 und Fig.4“ sind durch klicken auf „Full Pages“  (am linken Rand) einzusehen.

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Bild 20: Grobe Linsenschnitt-Skizze aus dem US-Patent 4523816 für das Vivitar Series 1 450mm f/4.5 – entspricht sicher nicht in allen details dem endgültig hergestellten Objektiv – es fehlt z.B. die nach vorne abschließende dünne Planglasscheibe (s. FIG-4) – Quelle: US-Patent 4523816

Der EXOT besitzt vier höchst innovative Besonderheiten:

a – Der (sehr dicke!) Front-Korrektor L1 besteht laut Spezifikations-Claims aus PMMA-Kunststoff („Acryl-Glas“).

b – Der Korrektor L1 hat auf der Vorderseite eine asphärische Fläche! … also eine Art „verkappte-Schmidt-Platte“?

c – Das System besitzt eine Innenfokussierung durch Verschiebung der Korrektor-Linsengruppe G2. Dabei ändert sich die Brennweite des Objektivs in Naheinstellung.

d – das vordere Kunststoff-Korrektorelement L1 ist an der Objektiv-Vorderseite durch eine dünne planparallele Glas-Scheibe geschützt (fehlt in Fig.3 – angedeutet nur in Fig.4 des Patentes).

Weitere Informationen zu diesem Objektiv im Artikel in der Reihe „My Crazy Lensesdemnächst.

1989Minolta AF Reflex 500mm f/8

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Bild 21: Minolta AF Reflex 500 an der Sony A7RIV (mit Gegenlichtblende) – Quelle: fotosaurier

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Bild 22: Minolta Autofocus 500mm f/8 – Quelle Minolta Objektiv-Spezifikation

Minolta hat damit – 4 Jahre nach der Einführung der AF-SLR als erster weltweit und bis heute einziger Hersteller – etwas gemacht, was eigentlich als „unmöglich“ galt: Funktion eines zuverlässigen Autofokus bei Blende 8!  Ich hatte das Objektiv an der Dynax 7D und ich benutze es bis heute an der Sony A7RIV (mit Adapter LAEA4)  – das funktioniert hervorragend und sehr schnell auch noch bei schwachem Licht! Das Objektiv wurde auch lange Zeit noch mit dem Sony A-Mount ausgeliefert und ist in anscheinend fast beliebiger Menge und günstig am japanischen Gebrauchtmarkt zu erhalten – in Deutschland eher selten und viel teurer als in Japan!). Es ist auch eine meiner „crazy lenses„. (Bericht folgt in einigen Wochen!)

Der Aufbau benutzt zwei Mangin-Spiegel und ähnelt dem Design des Minolta RF 250mm f/5.6. In der Bildqualität spielt es absolut in der Oberliga – wegen der grundsätzlichen  Fokussier-Schwierigkeiten mit den manuell zu fokussierenden CAT-Objektiven ist der Autofokus für sich in der Praxis ein großer qualitativer Nutzen!

Ich halte es – zusammen mit dem RF Rokkor 250mm f/5.6 – für das unter heutigen Bedingungen an D-SLR und Spiegelloser Systemkamera nützlichste historische CAT – auch frei Hand einsetzbar für „normale Alltagsfotografie“. Die Klasse der manuell fokussierbaren 500er CATs ist sonst doch schon etwas für das Staiv!

1997Zeiss Mirotar (für Contax c/y) 500mm f8

Dies ist das letzte relevante 500er CAT (eines Originalherstellers), das auf den Markt kam – und es ist eines der Besten, das Zeiss nun als „Spätgebärende“ herausbrachte. Allerdings kann man den MFT-Kurven bei Marco Cavina entnehmen, dass es nicht an das überragende Referenzobjektiv 500mm f/4.5 heran reicht. (Ich finde: das ist keine Schande – ca. 800 Gramm treten gegen fast 4 kg an …)

Mirotar 500mm f8

Bild 23: Zeiss Mirotar 500mm f/8 von 1997 – Quelle: Zeiss Datenblatt

Dieses Objektiv hat nun alle Merkmale der „modernen“ CAT-Bauweise: Mangin-Spiegel und nicht durchbohrter Hauptspiegel. Es ist allerdings kein Maksutov-Typ mehr sondern eine Hamilton-Bauweise mit ausgeklügelten Sub-Apertur-Korrektoren. Der Mangin-Primärspiegel ist ungewöhnlich dick! Zusätzlich zu einer ausziehbaren Sonnenblende besaß das Objektiv einen sehr schlank gebauten drehbaren Stativanschluss – es war also in jeder Hinsicht  perfekt.

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Bild 24: Zeiss MIROTAR 500mm f/8 – Quelle: fotosaurier

Anfang der 2000er Jahre erschienen plötzlich viele nagelneue Mirotar-500mm f/8-Objektive zum Preis von 500 EUR im Angebot (unter halbem Listenpreis)! Es ging das Gerücht, dass ein ganzer Container mit diesen Objektiven geraubt worden sei – danach wäre das alles Hehlerware gewesen … Vielleicht hatte aber auch Zeiss nur wieder ein größeres Los vorweg gefertigt und versuchte die Ware rechtzeitig vor der Einstellung der Kyocera-Contax-SLR (2005) los zu werden – es fand also ein radikaler Abverkauf statt? Ich weiß nicht, was wirklich der Grund war – aber ich habe es gekauft. Im Vergleich zum Olympus-CAT habe ich damals festgestellt, dass beide Objektive gleichwertig an der Spitze des Wettbewerber-Feldes liegen (seinerzeit mit Vergleich auf Analog-Film festgestellt). Ich habe dann das Zuiko-CAT behalten, da es kompakter und leichter war. Bei einem Vergleich am aktuellen 63 MP-Digital-Sensor könnte sich heute allerdings herausstellen, dass eines der Objektive doch dem anderen überlegen ist, da unsere Vergleiche auf Analog-Film einen praktischen Grenzwert von ca. 100 Linien/mm besaßen – entsprechend 1.200 Linienpaare/Bildhöhe. Wie schon oben angemerkt liegt das Olympus-CAT am digitalen Sensor bei 1.500 LP/BH.

In der Zeit nach dem Jahr 2.000:

Nachdem Sony als letzter Anbieter das AF Reflex 500 (original Ex-Minolta!) eingestellt hat, gibt es meines Wissens kein CAT-Objektiv eines Original-Herstellers mehr am Markt.

Einige Fremdobjektiv-Hersteller (auch neuere wie Samyang) haben sehr preiswerte CAT-Objektive im Programm. Die weitaus meisten CATs, die heute herum geistern, werden unter Handelsmarken vertrieben. Man sollte von denen nicht zu viel erwarten. Darunter sind auch solche, die schon in den 1980/90er Jahren exakt so geliefert wurden – erkennbar z.B. an der identischen Ausführung der auffälligen Gummierung des Fokussier-Rings.

Gerade vor wenigen Wochen hat allerdings einer der renommierten Fremdobjektiv-Hersteller (Tokina) wieder ein neues CAT mit 400mm f/8 und T2-Anschluß neu auf den Markt gebracht.

Ist das der Beginn einer Renaissance?

Man wird sehen …

Warum sind die katadioptrischen Teleobjektive (CAT) nach der ersten großen „Welle“ (1965-1990) fast wieder verschwunden?

Auffallend ist, dass extrem viele der im Netz angebotenen CATs in ganz hervorragendem Zustand – oft neuwertig – sind. Das könnte bedeuten, dass sie kaum benutzt wurden. Das ist auch meine persönliche Meinung. Eine Ausnahme bilden überdurchschnittlich oft die „Russentonnen“.

a) Im professionellen Bereich wurden die frühen CATs wohl hauptsächlich wegen der farbreinen Abbildung eingesetzt. Dieser Vorteil fiel mit dem Erscheinen der Tele-Objektive mit ED-Glas ab ca. 1982 weg. Allerdings wurde dieses „Versprechen“ der Abwesenheit von Farbfehlern tatsächlich nur von den Spitzen-CATs am Markt eingelöst. Möglicherweise blieb noch der Grund eines federleichten, kompakten „Immer-dabei-Lang-Brennweiters“ erhalten, der für den Fall des Falles hinten in der Reportage-Tasche schlummern durfte.

b) Das manuelle Fokussieren mit den CATs geringer Öffnungsverhältnisse (f/5.6 bis f/11 !) war selbst für erfahrene Manuell-Fokussierer sehr schwierig. Die Hilfsmittel wie Schnittbildindikator oder Mikroprismenring fielen ab f/8 aus – es blieb meist nur das Fokussieren auf dem Mattglasbereich übrig! Bei professionellen Kameras gab es teilweise wechselbare Einstellscheiben für den SLR-Sucher. Aber ehrlich: wer legt sich zwischendrin ins Gras und fummelt eine Einstellscheibe raus und wieder rein …?

Es ist auch festzuhalten, dass mit sehr wenigen Ausnahmen gerade an preislich günstigen CATs das präzise Fokussieren – für das man eigentlich eine Mikrometer-Schraube gebraucht hätte! – sehr schlecht und grob gelöst war. Das dauert dann, wenn man immer wieder vorbei gedreht hatte … oder die Schärfeergebnisse waren eben unterirdisch!

c) Alle CATs waren mehr oder weniger Streulichtempfindlich, wenn man gegen die Sonne fotografierte. Wenn man den Effekt eines großflächigen „Flares“ nicht bildnerisch nutzen will, kann ich tatsächlich nur davon abraten.

d) Die Verschlusszeit: Hinzu kam der Punkt, dass man an Analog-Kameras mit typischerweise maximal ISO400-Film für ein 500mm-Objektiv doch eine tausendstel Sekunde für ein scharfes Bild gebraucht hätte – also gerade die kürzeste Verschlußzeit, die typischerweise in den 1960er Jahren zur Verfügung stand! Die Stative, die wir als Amateure damals hatten, waren auch für 500er Teles nicht wirklich geeignet.

Da die Dinger so kurz bauen, unterschätzt man unbewusst die Brennweiten-Wirkung auf das Verwackeln. Darüberhinaus hat das „Handzittern“ mit dem kurzen Griff ein großes Übersetzungverhältnis.

Im Grunde waren die weitaus meisten Amateure, die sich erstmals ein so langbrennweitiges Objektiv zulegten, unerfahren in der Nutzung und manuellen Fokussierung solcher wirklich langbrennweitiger Objektive. Mit Übung und Zähigkeit kann man da viel erreichen – aber das bedeutet nur eines: fotografieren – fotografieren – fotografieren!

e) Nun war da auch noch die Situation des großen Zeitverzuges zwischen Auslösen der Kamera und dem Vorliegen der Ergebnisse mit entwickeltem Film/Dias und Vergrößerungen – mit denen eventuell die Enttäuschung aufkam, dass die Ergebnisse einfach nicht scharf oder doch verwackelt sind. Da landete dann vermutlich ein großer Teil dieser zunächst attraktiv erschienenen Objektive in Schubladen und Vitrinen – bis heute: und warteten auf den Weckruf durch die hoch auflösenden, bis ISO3200 nutzbaren digitalen Systemkameras, die binnen Sekunden ein Feedback/Bildergebnis liefern?

Werden die Karten für die CATs mit den modernen Systemkameras heute neu gemischt?

Ich halte das durchaus für möglich, dass die wahre Zeit für solche Objektiv-Designs nun erst begonnen hat:

Mit der praktisch gut nutzbaren ISO-Empfindlichkeit bis zu 3.200 oder 6.400 und elektronischen Verschlüssen bis 1/40.000 Sekunde gibt es eine dramatisch verbesserte Ausgangslage.

Allerdings muss man sich immer bewusst machen, dass trotz der tollen Fokussierhilfen an digitalen Kameras das manuell Fokussieren dennoch eine echte Herausforderung bleibt – zumal der  jüngere Normalfotograf keine Routine im manuellen Fokussieren besitzen dürfte! Wenn man bei 500mm Brennweite und 11-facher Fokussiervergrößerung versucht zu fokussieren tanzt das Bild im Sucher wie beim Blick durch ein Objektiv mit 5,5 Meter Brennweite – mit etwas Pech verliert man sogar sein Ziel aus dem Auge … Da hilft nur ein Stativ!

Ein Autofokus wäre hier eine durchschlagende Verbesserung der Nutzbarkeit.

Anscheinend testet auch schon ein renommierter Fremdobjektivhersteller (Tokina) gerade den Markt mit einem nagelneuen CAT mit 400mm f/8. Aber auch manuell zu fokussieren …

Aufhorchen lässt dabei auch die jüngste Ankündigung der Firma Canon, nicht mit CATs aber mit neuen DO-Tele-Objektiven von 600mmund 800 mm mit Öffnungsverhältnissen von f/11 neu entwickelt für die Sensoren der spiegellosen Systemkameras mit AF und IS im Objektiv und ebenfalls sehr kurz bauend bzw. zum Transport zusammenschiebbar. („DO“ bedeutet „Diffraktions-Optik“ – das sind dünne, leichte Beugungs-Elemente, die Linsen ersetzen können. Canon testet diese Technik seit Jahrzehnten bei langen, lichtstarken Teleobjektiven.)

Bei der Benutzung von historischen CAT-Objektiven an den modernen Digital-Systemkameras muss man sich klar machen, dass die Optiken nicht für die Benutzung am digitalen Sensor berechnet wurden und nicht jedes CAT mit jedem Sensor harmoniert. Da kann es auch vorkommen, dass eine Optik an einer Sony Probleme zeigt, an einer Fujifilm- oder Olympus-Kamera aber nicht. Typische Probleme sind helle „Halos“ in der Bildmitte, niedrige Auflösung am Bildrand oder generell flauer Kontrast.

Viel Spaß beim Ausprobieren – ich werde in den kommenden Wochen über einige CAT-Sensor-Kombinationen in meine Rubrik „My Crazy Lenses“ berichten.

Herbert Börger, Berlin, 8. November 2020

 

 

Katadioptrische Foto-Objektive – Teil II

Teil II: Spiegel-Linsen-Systeme für die „normale“ Fotografie.

Für fotografische Tele-Objektive werden ausschließlich Kombinationen von Spiegeln und Linsen – sogenannte katadioptrische Systeme – eingesetzt.

ENTSTANDEN sind auch diese Optik-Systeme ursprünglich alle im Bereich der astronomischen Optik (s. Teil I).

Diese Spiegel-Linsen-Systeme sind für normale fotografische Aufgaben im terrestrischen oder sogar Nahbereich geeignet – aber natürlich auch für astronomische Anwendungen und auch für visuelle Beobachtung der erzeugten Bilder durch ein Okular – vorausgesetzt, dass die tatsächliche Umsetzung der Gerätekonzepte mit Auflösung und Kontrast auch die hohen Ansprüche für astronomische Geräte erfüllen!

Katadioptrische Systeme werden im normalen Foto-Bereich gegenüber reinen Linsen-Teleobjektiven wegen sehr geringer Baulänge und Gewicht geschätzt.

Der bedeutendste Unterschied der Foto-Optik (zum Einsatz als Wechselobjektiv an Systemkameras) gegenüber der astronomieschen Optik ist, dass die Optiken hermetisch dicht abgeschlossen sein müssen. Ein Handhaben offener Spiegelsysteme als Wechselobjektiv im alltäglichen Einsatz wäre aus vielen Gründen undenkbar: Staubablagerung, Spritzwasser, Tau- und Belagsbildung, Beschädigung.

Das Scheitern des kommerziellen Projektes eines Nur-Spiegel-Schiefspieglers in den 1970er Jahren (Katoptaron) des deutschen Optik-Designers H.Makowsky mit einem völlig ofenen Spiegelobjektiv scheint diese Hypothes zu bestätigen. Das optische Konzept des Schiefspieglers (das es in dutzenden individuellen Varianten gibt) ist keinesfalls Schuld daran: es ist sehr erfolgreich und hoch geschätzt bis heute vor allem im Astro-Amateurbereich – aber auch bei wissenschaftlichen Anwendungen!

(Für astronomische Geräte gilt im Allgemeinen genau das Gegenteil bezöglich Offenheit: sie sind am besten so offen wie möglich, damit der Temperaturausgleich in die kälteren Nacht-Beobachtungszeiten hinein möglichst schnell und ohne Temperaturdifferenzen innerhalb des Gerätes vonstatten geht! Bei hermetisch geschlossenen Foto-Objektiven muss man sich der Gefahren durch Temperaturdifferenzen im Gerät für die optische Leistung deshalb immer bewusst sein!)

Rubrik III – das „Katadioptrische Dialyt“

Bevor wir uns den konkreten Fotoobjektiven zuwenden, müssen wir noch einen dritten Ausflug in die astronomische Optik machen. Der wird notwendig, wenn man sich die Linsenschnitte der verschiedenen katadioptrischen Foto-Objektive nur einmal flüchtig ansieht:

dabei fällt einem schnell auf, dass diese Systeme sich im Wesentlichen in zwei Gruppen unterteilen lassen:

Gruppe 1: Maksutov-Cassegrain-Systeme, leicht erkennbar an der nach vorne konkaven Frontlinse;

Linsenschnitt_Rubinar300mm_f4.5

Bild 1: Linsenschnitt Foto-Objektiv auf Basis Maksutov-Cassegrain mit Meniskus-Frontlinse und ohne Mangin-Primärspiegel (Rubinar 300mm f/4,5 – Lichteintritt links). Bei diesem guten Objektiv verläßt man sich wegen des relativ großen Bildwinkels nicht mehr alleine auf den Maksutov-Meniskus! – Quelle: Spezifikationsblatt des Herstellers

Gruppe 2: Ähnlicher Cassegrain-Grundaufbau wie Gruppe 1, aber die große Frontlinse, die das System nach vorne abschließt, ist kein Meniskus.

Mirotar 500mm f8

Bild 2: Linsenschnitt Foto-Objektiv der „Gruppe 2“ (Zeiss Mirotar 500mm f/8 von 1997), Lichteintritt links) – Quelle: Zeiss-Spezifikations-Blatt Mirotar 500mm f8

Die eventuell erwartete Gruppe auf Basis des Schmidt-Cassegrain-Prinzips existiert nicht – ich habe jedenfalls dafür nur ein Foto-Objektiv-Beispiel gefunden: das Celestron 750mm f/6.3. Ein elementares SC-System ohne zusätzlichen Sub-Apertur-Korrektor von 1978. Auch Celestron ist danach wohl bald wieder bei seinen „Leisten“ geblieben – den astronomischen Teleskopen – bis heute.

Schon die beiden frühen ersten „Zeiss-Boliden“ 500mm f/4.0 (Ost) bzw. f/4.5 (West) und 1.000mm f/5.6 – Ost und West – sind Stellvertreter der beiden Gruppen 1 und 2:

Das mit Vorstellung 1961 frühere Carl-Zeiss-Jena-„Spiegelobjektiv“ (Ost) ist ein Vertreter der Gruppe 2 mit zwei Linsen in der vollen Apertur, die nicht Menisken sind; man könnte es wohl am ehesten als Houghton-Cassegrain-Variante bezeichnen.

Das 1963 herausgebrachte Zeiss-Oberkochen-Mirotar (West) ist ein Maksutov-Typ (es hat sogar zwei-Meniskuslinsen in der vollen Apertur! (Linsenschnitt des 1000mm f5.6 in diesem Link).

Des Rätsels Lösung: die sogenannten katadioptrischen Dialyte!

Schon sehr lange war in der astronomischen Optik ein wesentlich grundlegenderes optisches System der Kombination von Linse und Reflektor bekannt: schon Newton soll darüber nachgedacht haben (!) aber erstmals schriftlich dokumentiert wurde es 1814 als Patent von F.W. Hamiltonheute bekannt als das Hamilton-Teleskop.

Damit war das Grundprinzip des katadioptrischen Dialyts (auch Brachymedial genannt) in der Welt. Es wird nach gut 200 Jahren immer noch stetig und erfolgreich weiterentwickelt – und es ist die Grundlage aller katadioptrischen Foto-Objektive.

In der einfachsten Form besteht es aus zwei Linsen: einer vorderen Sammellinse aus Kronglas (Lichteintritt) und einer hinteren Meniskuslinse aus Flintglas, deren hintere (konvexe) Fläche verspiegelt ist. Dieses hintere Element wird man mehr als 60 Jahre später (nach Mangins Erfindung für Scheinwerfer-Spiegel 1876) auch als „Mangin-Spiegel“ bezeichnen … obwohl er 1814 bei Hamilton längst da war – als katoptischer Teil des Hamilton-Teleskops.

Vom Grundaufbau von Hamilton habe ich keine Creative Commons Abbildung verfügbar, aber hier in der „telescope-optics“-Website finden sie das Bild und eine ausführliche Beschreibung und zusätzlich Informationen über Folgeentwicklungen: die Schupman-Wiedemann-Busack-Riccardi-Houghten-Honders-Terebizh-Teleskope bzw. -Kameras.

Das Maksutov-Teleskop ist demnach nur EINE spezielle Variante der katadioptrischen Dialyte! 

Maksutov hat seine Entdeckung der Meniskus-Korrektoren-Lösung selbst so beschrieben, dass ihm angesichts des Mangin-Spiegels die Idee kam, die Meniskus-Linse von der  (sphärischen) Spiegel-Fläche zu lösen und nach vorne zur Apertur zu verschieben. M. suchte nämlich nach einer Lösung für ein robustes, abgedichtetes Teleskop für Schulen, das kostengünstig in Massen herstellbar sein würde! Da lag es natürlich auf der Hand, die Möglichkeit eines verspiegelten Zentralflecks auf der Rückseite des Meniskus als Cassegrain-Sekundärspiegel zu überprüfen … was dann erfolgreich war. Ob er auch Lösungen untersucht hat, für den Primärspiegel die Mangin-Lösung beizubehalten, ist mir nicht bekannt. Er soll insgesamt 46 Systemvarianten durchgerechnet haben … Ob ihm das Hamilton-Teleskop damals bekannt war, weiß ich nicht.

Sieht man sich die verschiedenen Lösungsvarianten der katadioptrischen Dialyte im Detail an, entdeckt man z.B., dass die Bauweise der Korrektorlinsen im Houghton-Teleskop dem Linsenschnitt in den Carl Zeiss Jena „Spiegelobjektiven“ (1961) entspricht.

Bild 3: katadioptrisches Dialyt nach Houghton, diese Korrektor-Bauform wird offensichtlich im Zeiss Jena Spiegelobjektiv verwendet  – Quelle: Wikipedia – Autor: Rick Scott – https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/

Gegenüber den „einfachen“ Frühformen reiner Spiegelteleskope verfolgte man beim katadioptrischen Dialyt von Anfang an zwei grundlegende Ziele:

  • Die Verwendung von ausschließlich sphärischen Flächen bei Linsen- und Spiegelflächen (Kosten! Massenfertigung! Genauigkeit!);
  • das Erreichen sehr großer Bildfelder mit hoher Bildgüte, z.B. für Astrographen-Kameras.

In der deutschen Wikipedia gibt es einen recht guten Übersichtsartikel über die katadioptrischen Dialyte – allerdings ohne Grafiken. Wer mehr Details braucht, dem empfehle ich nochmals die „telescope-optics“-Website.

Während in der Zeit vor dem 2. Weltkrieg bei astronomischen Teleskopen und Kameras bevorzugt asphärische Korrekturen zur Optimierung der Bildqualität zum Einsatz kamen (Beispiel: Ritchey-Chretien-Cassegrain!) wird in der jüngeren Zeit bevorzugt mit sphärischen Optik-Flächen gearbeitet. Terebizh argumentiert in seiner Veröffentlichung von 2007 damit, dass sphärische Flächen sehr viel präziser und reproduzierbarer hergestellt werden können (also nicht nur billiger sind). Die damit erzielte Bildqualität sei nachweislich besser. Hinzu kommt, dass man – spätestens ab den 1980er Jahren –  neuerdings wesentlich mehr Freiheitsgrade im Bereich der Linsen-Korrektoren mit neuen Glassorten und effizienten Beschichtungen hat.

Hier gehts zu Teil III – zu den Fotoobjektiven von 1946 bis heute.

Herbert Börger, Berlin, 31. Oktober 2020

 

My Crazy Lenses / Meine sehr speziellen Objektive – No.1: Focal-Length 40 mm / Die Brennweite 40 mm

40 mm/45 mm (or 43 mm) is one of my very favorite focal lengths: in fact it corresponds very close to the diagonal of the 35 mm still photo format!

… and it is the perfect focal length for street photography – and for all situations in which you have just one focal legth to choose, which means: you have no choice really …

The first camera, whith which I was „socialized“ for Single Lens Reflex Cameras was the Contaflex II with Tessar 45mm f2.8 of 1953.

Contaflex-II_900

It was the time before the German photo industry „suddenly“ collapsed and when the local camera dealer still could repair a Contaflex II mechanically just within a day! (And there was nothing else really but mechanics – you will not seriously call a Selen photosensitive cell „electronics“?!)

This history may have strongly influenced me in my preference for this focal length – but you may also find one thousand good reasons for this focal length, which is the „real normal focal length = the diagonal of the 24 x 36-format“ indeed: longer than 35mm, shorter than 50mm.

In early times most of the point-and-shoot-cameras with fixed (built-in) normal lenses had 38mm to 45mm lenses … and there are still some today.

In fact this focal length was ALWAYS present in the photo industry for system cameras – and I own some of them:

Tessar 45mm f2.8 as fixed lens in the Contaflex II of 1953
„New“ Tessar 45mm f2.8 for Contax/Yashica-Mount – a 1983 design based on new glass
MD-Rokkor 45mm f2.0 – a pancace-type standard lens for Minolta SRT cameras of 1978
Minolta M-Rokkor 40mm f2.0 with Leica-M bayonet  (for the 1973 „CL“ Leica/Minolta)
Olympus 40mm f2.0 – an ultra compact pancake design of 1978 for OM cameras
Planar 45mm f2.0 for Contax G1/G2 of 1994

… and the modern available to-date lenses:
Fujinon 27mm f2.8 pancake design for APS-format X-trans sensors (correspond. to 43mm)
Panasonic 20mm f1.7 for Micro Fourthirds (corresponds to 40mm at FullFormat)
Batis (Distagon) 40mm f2.0 for Sony E-Mount (FullFormat) of 2018
Sigma 40mm f1.4 for Sony-E-Mount (FullFormat) of 2018
Fujinon 50mm f3.5 for Fujifilm GFX50/100 with sensor 44mm x 33mm

From this list of 11 lenses you can make the conclusion how important this focal length is to me!

… and there is an interval of 65 years in making betweeen all of these lenses!

There are other famous historical lenses, which are not available to me:

I once owned a Nikkor 45mm f2.8 pancake-lens of 1977 on the Nikon F3M – it was a just average Tessar design. The Pentax DA 45mm f2.8 Limited is famous (a Gaussian!). As far as I know, Canon never played around with something like that … nor did Leica! What a pitty!
There is as far as I know also a modern Voigtländer lens 40mm f2.0, which I never tried! As it is an „Ultron“-design (and also includes an aspherical lens) it should also be of top notch performance. About the Voigtländer Nokton 40mm f1.2 aspherical I know nothing but that it probably is a „Distagon“-type lens as my Batis is …

Now here is my odd couple of the week:

–> look at the Olympus 40mm f2.0 pancake vs the Sigma 40mm f1.4 !

OddCouple_OM+Sig_
Bild 1 / picture 1: Olympus OM 40mm f2.0 und Sigma 40mm f1.4 – David and Goliath?

The Olympus 40mm f2.0 is a modified (6 lens – 6 groups!) double Gauss design – but extremly sophisticated due to the extremely short physical length combined with a very respectable speed of 2.0 at a length of 26mm and weight of 146 grams – Filter diameter 49 mm … and the close-focusing ability to 0.3 meters in spite of its compactness! You must however consider, that the OM is made for an SLR: that means: to put it on the same mirrorless Sony-E-Mount-Camera, the adapter adds another 28 mm. But in spite of that – the optical construction is actually pressed into the 26 mm length – including space for a filter-thread… Sitting on my Olympus OM 3Ti camera body it is as perfect package!

The Sigma 40mm f1.4 DG HSM / Art for E-Mount is a monster weighing 1,200 grams and stretching over a length of 157mm. It is composed from 16 lenses, which are stacked nearly face-to-face in the volume of the assembly – including all types of modern glasses  … and even one aspherical lens! And it uses 82mm diameter filters … You could call this a „stretch-limousine“ of modern photo-technique … When you put it on a Sony A7R you feel crazy – and in the street everybody thinks, you are peeping into the crowd with a super-telephoto! That is somewhat embarrassing.

And no: it has NO tripod-thread somewhere near the lens+camera-center-of-gravity. So you have to balance the massive lens on one hand while you take care of that tiny miniaturized camera at the near end of it…

Could there be any rational sense in the making of the Sigma-Monster? Serving exactly the same purpose on the camera: taking a picture with an angle of view of circa 57 degrees?

O.k., lets try:

The lens has a very high speed – I do not know personally any other 40mm-lens with f1.4 so far  – at least for FullFormat. (There has been a 40mm f1.4 for Olympus Pen HalfFrame-Cameras in the nineteen-sixties and yes: there is even a Voigtländer Nokton 40mm f1.2 now for 35mm) … and this Sigma is the best photographic lens I know at present for 35mm-format (independent of focal length and brightness)  – a fact that might justify even the price … Beware: this is my personal ranking – nothing more nor less.

The optical qualitiy of the lens is overwhelming … I instantly saw the brilliant performance of this lens – just through the finder of my Sony camera! An extraordinary situation! At f1.4 !!!

So now let us look at the resolution facts measured with IMATEST. For this I use generally the Sony A7RM4. How much better is the super-ambitioned super-modern Sigma against the antique Olympus gem of 1978?

The spreadsheet shows some other historical and modern lenses for comparison purpose.

(Remark: As I cannot measure resolution with a fixed lens in an analog camera like the Contaflex II, I chose a typical 50mm-Tessar of the nineteen-fifty/sixties from Zeiss-Ikon for the first comparison-position. The „old“ Tessar from 1961 is what you expect from it (based on 1902 invention by Paul Rudolph): good anastigmatic design but a little bit soft.

OddCouple40-2

Bild2 / picture 2: Resolution, edge-profile width, distortion and  CA for a group of 40/45mm-lenses for 35mm-FullFormat (plus corresponding Fujinon 27mm-lens for APS-sensor format)

(Bemerkung zu der hier neu hinzugefügten Spalte 4 – „Kantenschärfe“: das ist die Breite des Übergangs an einer standardisierten Hell-Dunkel-Kante von 10% bis 90% (in Bildmitte) – siehe untenstehendes Bild 2

Remark in reference to the column 4 width of „edge-profile“: this is the width of the transition from white to black at a standardized edge between 10% and 90% of brightness (in the center) – see picture 2 below, upper graph:

Kante_Sigma40f1,4

Bild 3 / picture 3: Edge profile (10-90% rise) – upper picture) and MTF-curve (lower) for Sigma 40mm f1.4 fully open (f1.4). Absolute perfect performance! Remarkable MTF-result: MTF is stunning 0.403 at Nyquist-frequency and drops slowly stopping down! Excelent lenses like the Batis 40mm f2.0 start at 0.3 and reach 0.35 at optimum f-stop (f4.0).

The optical quality-results of the Sigma 40mm f1.4 / Art (on the 62 MP Sony A7R4 –  Nyquist frequency: 3.168 LP/PH):

  • At f1.4 the weightet mean resolution of MTF30 over full frame is 93% Nyquist-frequency (center 102%, corner 78%)
  • 10-90% rise of edge profile is 0.96 pixels at f1.4 – which is lowest at this f-stop
  • MTF at Nyquist-frequency is 0.403 at f1.4 – going down to 0.34 at f5.6.
  • Center resolution is max. at f2.0 with 110% Nyquist-frequency (3.472 LP/PH)
  • weighted mean is max. at f5.6 with 99% Nyquist-frequency
  • at this f5.6 f-stop the corner-resolution (average over 4 corners!) reaches 88%
  • The differences of resolution between f2.0 and f8.0 are irrelevant under practical photographical aspects: 3.017 – 3.141 LP/PH weighted average over the full frame!
  • Distortion is -0.01% to -0.1% – at most f-stops around 0.05% – let’s say: „ZERO“
  • Lateral Chromatic Aberration (CA) is max. 0.1 mostly ca. 0.03 pixels around f5,6
  • Autofocus is excellent!
  • Due to the high image-contrast, manual focusing is very easy, fast and precise with this lens!

(LP/PH means: Line pairs per picture hight – picture hight für Sony A7R4 is 6336 pixels.)

Conclusion: The Sigma 40mm f1.4 is a highly convincing lens opticaly and in build quality. A bit closer focusing range would have been nice for its price (like the Batis 40f2.0 – and even the pancake OM-40mmf2.0 focuses closer!) – the handling on the Sony mirrorless camera is a serious task … I cannot recommend to put the camera with this lens on a tripod for day-to-day-work – just using the tripod-thread of the camera-body! (For my IMATEST test-frames it worked just o.k.). I would recommend to use this lens on a massive and solid D-SLR to be really happy with it! Personally I would use it for Street Photography and for Architecture – if there were not the handling restrictions.

And what about the optical merits of the compact side of the „Odd Couple„? —- The Olympus OM 40mm f2.0?

The merits are fantastic – even in comparison to modern lenses – especially under the aspect of its compactness. I was very amazed, when I read, that the lens was considered by Olympus as a low-cost alternative to other standard lenses (entered at just below 80 Dollars!). In spite of that (and the quality!) there were not so many sold … (good for the price on the second hand market!).

This lens was designed just a few years before the exciting new glass-types (like ED-glass) entered the industry – delivered from 1978. In the center it is just about 3% behind the Batis – even open at f2.0. In the corners it starts low – typical for the time (see the MD 45mm f2.0). Stopped down to f8 it improves dramatically in the corners (at 90% of the FOV!) – resolving ca. 7% close to the corner performance of the Batis 40mm. This resolution-perfomance of the OM 40mm f2.0 is much better than it could be brougt practically to the normal analog film-emulsions of the 1970s times (or even today) – with good contrast at the same time.

The price, this Olympus OM-lens has to pay for its compactness is obviously the distortion (at -1.5% still really acceptable for the time) and the CA – twice as big than contemporary „standard-Lenses“ and 20 times larger than typical today (not to forget both properties could be corrected afterwards today as well!).

Stopped down this ultra-compact Olympus OM-gem  40mm f2.0 reaches results in practical picture-taking, which use the resolution of the 62 MP mirrorless sensor seriously! Look at the two comparison-shots of a Montbretia-colony below, which are taken free-hand, manual focussing. The depth of the scene allows to judge, where the sharpness-plane is. And with a large number of similar objects you have the chance, to hit one of these with the focus-point exactly. At least you can tell: no – it is not the lens, which is not sharp: it is you, who focused wrong …

I chose a „nature-scene“, because in this you have the chance, that below the larger structure of the object there is still a sub-structure … and below that another sub-structure … and so on! The picture of a bicycle-frame does not offer too much of that … I did focus at the stamens of the highest upright blossoms near the center. (Natural sunlight came from the right side.)

DSC06004_HD

Bild 4 /picture 4: The scene for the comparison shot – here with Olympus OM 40mm f2.0 at f8  – distance ca. 0.9 m (on Sony A7R4) – MANUAL focussing

Following are sections at 100%-view-level (no corrections made on the data-file):

Here with the Sigma-lens I exactly hit the target, which I focused (blossom in the middle of the three) – on a big screen you see the wonderfull plasticity of the stamens-details even on this level of enlargment. Red is a difficult colour and the contrast within the blossom-leaves is very low.

DSC06000_Sigma100%

Bild 5 /picture 5: Detail of this scene – here with Sigma 40mm f1.4 at f8 (H:1325 pixel)

Next is taken with the Olympus OM 40mm f2.0: the focus sits about one cm more in front compared to the Sigma-shot: here it is the right blossom with stamens – nearly as sharp as with the sigma. I had not noticed, that a wasp had settled on the Montbretia flower – exactly in the focal plane …!

DSC06001_OM100%

Bild 6 / picture 6: Detail of the scene with Olympus OM 40mm f2.0 at f8 (H: 1300 pixel)

Next picture:  Look how the insect pops out from the picture with the Olympus OM-lens at 0.9 meters focusing distance, with a surprising plasticity even at 100% viewing-enlargement (see picture 7) – even the fine hairs on the insects body starting to show.

DSC06004_OM40_Wespe_100%

Bild 7 /picture 7: Detail of a second shot with the wasp taken with Olympus OM 40mm f2.0 at f8 (height: 763 pixel) – at 100%-enlargement (picture taken at distance 0.9 meters!)

Conclusion: if you like to stay nearly „invisible“ in the street (where corner-resolution rarely matters!) and if you are well used to and experienced with manual focusing (MF), this more than 40 years old Olympus lens-design still is a valid option to use – even on the Sony A7R4! My copy still is clear and contrasty (obviously!). Near the center, the detail-resolution is really comparable to the Sigma monster-lens stopped down (f5.6 … 8.0). The merits of the Sigma-lens are its phantastic performance between f1.4 and f2.8 and into the corners – at practically zero distortion and CA!

The closest modern competitor to the Sigma 40mm is the Batis 40mm f2.0 (Distagon), which is just slightly behind the Sigma in every single optical property – fortunately it is also somewhat behind in price … and very-very-much lower in weight. As mentioned already it focuses very close! In practical picture-taking situations, you would probably not be able to tell which picture is made with the Sigma and which with the Zeiss-Batis – if close focusing is not part of the game…

The optical properties of all the other historical lenses in the comparison show very well the typical development in optical quality of standard-lenses over the time since just shortly after World War II (from 1953 – when I was 8 years old).

Two of these lenses ar made not for SLRs but for Rangefinder-Cameras, with the typical short distance between the rear of the lens and the film/sensor (rear focus). Especially at wider field of view this leads to light-rays, hitting at very flat angles onto the picture-plane. That is no problem with analog film – but a desaster with digital sensors!

These RF-lenses are the Minolta-M 40mm f2.0 (for Leica-M-Mount, coming with the Minolta CL in 1973) and the Planar 45mm f2.0 for the legendary (Autofocus!) Contax G1/G2 – early 1990s. Both are suffering severely under the oblique-ray-problem on the Sony-Sensor leading to very low corner-resolution in my measurements! This does not reflect the real performance on analog film!

The Planar 45mm f2.0 was famous as one of the best standard-lenses of its time – and I can confirm, that there is no such corner-resolution issues on analog film with my Contax G2. Interesting, that the issue vanishes stopped down to f8. Together with the Sonnar 90mm f2.8 on the Contax G2 you had one of the best lens-sets  of the 90s (plus autofucus!) on one of the most beautiful cameras EVER… That you could additionally have a crazy HOLOGON 16mm f8 on this camera makes it even more remarkable.

Sensational is the „New Zeiss Tessar“ 45mm f2.8 for Contax SLR – an extreme pancake-lens  (length 16mm !) based on the new glass-types of the early 1980s. In this Zeiss has extended the performance of the famous 4-lens-Triplet (invented 1902) to the level of the best double-gauss designs (Olympus 40mm and Contax-G-Planar 45mm). Only the edge-profile-sharpness did not arrive at the level of the Gaussians. It was also edited as aniversary-lenses for both Contax-aniversaries 1992 (60th) and 2002 (70th) – the latter one together with the Contax Aria: a much beloved combination, which I owned once.

Stopped down (to f8-f11) it nearly reaches the performance of the modern Batis 40mm! This lens was very expensive for a 4-lens design (starting at DM 698,00 – later € 449,00)! Due to this probably not too many should have been sold – however, still today it is legendary! The legend is justified by the measured data.

The Angénieux-Zoom 45-90mm f2,8: I could not resist to put this first Photo-Zoom of Angénieux (designed ca. 1964 – delivered exclusively for Leica SL/Leica R from 1968 to 1980!) into this comparison. The reason: in the 1960-70s in Germany, the so called „German doctrine“ was common sense, which says: „No zoom-lens can ever reach the performance of a fixed-focal-length lens!“ I can testimony this myself: that is what I thought at that time, too. And it was unfortunately confirmed, after we bought the first cheap zoom-lenses for amateurs.

For the professional cine-lens sector, this was not true any more since 1956/1960 – when Pierre Angénieux launched the first 4x-cine-zoom-lenses in production … and 10x-zooms since 1964. (More details about this in my article about Pierre Angénieux – a detailed analysis about his photo-zooms will follow soon in this blog.)

Look at the resolution-data of the 45-90mm-Zoom at 45mm: it reaches 96% of Nyquist-frequency on the 62 MP-Sony in the center. It is on par with fixed-focals of that time – and even wide open it surpasses them in the corners!

Finally I put in at the end of the comparison list, the (in my opinion) most under-rated Fujinon-X pancake-lens 27mm f2.8 (corresponding to 43mm at full-frame). It reaches 125% Nyquist at f4.0 on the Fujifilm H-1 (24 MP), has low distortion and perfect CA and corner-sharpness values. It is a bit soft in the corners wide open. Perfect for street-photography!

Berlin, 7. August 2020

fotosaurier – Herbert Börger

P.S.: I personally own all lenses and cameras, about which I am writing here in my blog. There are no lenses, which the maker or distributer has given to me for free or temporarily. And as you see, there is no advertisement in my blog… and I do not ask for other „support“ from you than that you tell me, if you have found an error. Of course, you are welcome to share your own experience with us in comments.

PPS: Parallel to the Sony A7R4 I shot the same scene with the 50mm f3.5 lens on the Fujifilm GFX100 (also stopped down to f8.0) – which corresponds exactly to the 40mm focal lenth on 24x36mm. See the following detail of the Montbretia blossoms – here again the rightmost blossom with stamens is exactly in the focal plane. The structueres are recorded here even with higher smootheness and plasticity, which is the advantage of the 100 MP sensor, an excelent algorithm and a very good lens as well, which resolves up to 5.051 LP/PH (at f5.6) in the center!

DSCF7459_50mm100%

Bild 8 / picture 8: Detail of same scene with Fujinon 50mm f3.5 on Fujifilm GFX100 at the same distance of 0.9 meters. (height: 1439 pixel)

 

 

Die Rand-/Ecken-Auflösung historischer SLR-Objektive – Teil 1 (Test-Targets)

Beim „Neustart“ der Foto-Objektiv-Produktion direkt nach dem 2. Weltkrieg lag die Rand-/Ecken-Auflösung typischer Objektive für das Kleinbildformat im Bereich von 300 … 400 … 500…600 Linienpaaren je Bildhöhe von 24 mm (entsprechend ca. 25 … 32 … 40 … 50 Linien/mm), während  diese Objektive in der Bildmitte (auch bei Offenblende) über 3.000 LP/PH liefern können. Bei den damals neuen Retrofokus-Weitwinkelobjektiven konnten bei offener Blende die Auflösungswerte in den Ecken auch bei 200 LP/PH oder darunter liegen (entspr. 17 Linien/mm).

Das sind nüchterne Zahlen – der Fotograf „denkt“ aber in Bildstrukturen! Ihn interessiert, was er SIEHT.

Was bedeutet dieser Auflösungsabfall von der Bildmitte zu Rand/Ecke für die praktische Fotografie?

Zunächst möchte ich dieser Frage an reproduzuierbar verfügbaren ebenen Bildstrukturen in einem Testbild für Auflösungsmessungen nachgehen, in dem man außer dem allgemeinen Schärfeeindruck auch Erscheinungen wie (Rest-)Astigmatismus und Farbfehler beurteilen kann.

40 L/mm am Rand galten bei Fotoobjektiven der 1950/60er Jahre bereits als „sehr gut“. In den 50er Jahren erreichten Objektive nach den Stand der Technik am Rand ganz selten Werte über 50 … 60 Linien/mm nach den damaligen Tests auf üblichen, feinkörnigem und normal bildgebenden Filmemulsionen, wie sie auch vom Normal-Fotografen verwendet wurden. In der Bildmitte gemessen erreichte die „analoge“ Kombination Objektiv/Film selten Werte oberhalb 90 L/mm.  Auf Spezial-Platten mit hoch-auflösenden Emulsionen – ausgewertet unter dem Mikroskop – konnte man aber auch damals durchaus bis zu 500 Linien/mm messen, was „digital“ 6.000 LP/BH entsprechen würde.

Der Bild-Sensor in der hier verwendeten  Sony A7Rm4 erreicht 3.168 LP/mm (60,3 MP).

Schon in den ersten 25 Jahren des 20.Jh. konnte mit den ausgereiften Anastigmaten in der Bildmitte („axial“) praktisch „beliebig hohe“ Auflösungen erreicht werden und es standen dafür auch geeignete Glassorten zur Verfügung. Man betrachte die mit IMATEST ermittelte Auflösungskurve (über dem Bildradius aufgetragen) des 1923er Ernostar 100mm f2.0 bei nahezu voller Öffnung (f2.8) an der 60MP-Sony-Kamera:

Ernostar100f2_2,8_Vgl
Bild 1: Kantenprofil, MTF-Kurve in der Bildmitte und Auflösung (LP/BH) über Bildfeld des Ernostar 100 f2.0 bei Blende 2.8

Es ist ein 4-Linser mit vier einzel stehenden Linsen – ohne Vergütung! Dafür erscheint Kantenprofil und MTF-Kurve sehr gut. Aber die Auflösungskurve über dem Abstand von der Bildmitte (100% auf der Abszisse entsprechen einem Bildkreis von 21,5mm Radius!) zeigt einen beängstigenden „Absturz“ von über 2.600 LP/BH auf ca. 300 LP/PH an Rand/Ecken!

Hier die Situation dreißig Jahre später – dazwischen liegt der 2. Weltkrieg:

Ang90f2.8_Vgl
Bild 2: Angénieux 90mm f2.5 von 1951  – Auflösung Rand/Ecken liegt bei 400/600 LP/PH – bei f2,5 – immerhin leicht verbessert

Die deutlich größere Verbesserung gegenüber dem Ernostar zeigt sich erst abgeblendet:

Ernostar100f2+Ang90f2,5_f11_Lens_MTF
Bild 3: Ernostar 100f2.0 (links) und Angénieux 90f2.5 (rechts), jeweils abgeblendet auf Blende 11 (optimale Blende)

zwar hat sich das Ernostar noch einmal auf olympische 3.000 LP/PH in der Mitte gesteigert (was 93% der Nyquist-Frequenz der verwendeten Kamera entspricht!) aber am Rand bleibt es bei 700-800 LP/PH (allerdings: immerhin verdoppelt).

Das Angénieux 90mm f2,5 erreicht nun aber über die gesamte Bildfläche gemittelt 2.789 LP/PH.

Machen wir noch einmal einen Sprung 30 Jahre weiter in das Jahr 1987. Die Entwicklung neuer, leistungsfähiger Glastypen hat nun weltweit neue Voraussetzungen geschaffen und war die Voraussetzung für das folgende typische Ergebnis am Beispiel einer anderen Optik-Legende:

Apo-Macro-Elmarit100f2,8_f2,8_Vgl
Bild 4: Leitz Apo-Macro-Elmarit 100mm f2.8 volle Öffnung Blende 2.8 – die extrem nach unten streuenden Messpunkte im rechten Bild stammen von der linken-unteren Ecke des Bildes, in der die Auflösung lokal dramatisch abfällt – die Ursache kenne ich nicht (ein Leitz Apo sollte eigentlich keinen so großen Zentrierfehler haben…).

Dank der neuen Gläser ist das Apo-Macro-Elmarit nun „offenblendentauglich“ – obwohl Kantenprofil und MTF-Kurve in der Bildmitte sehr ähnlich den Kurven des über 60 Jahre älteren Ernostar 100mm f2,0 sind! Abgeblendet, bei optimaler Blende (5,6) ist der Mittelwert der Auflösung über das gesamte Bildfeld des Apo-Macro-Elmarit (2.907) dann gerade mal 120 LP/PH höher als der Wert des „ollen“ Angénieux – und die Maximal-Auflösung des Apo-Macro-Elmarit in der Bildmitte ist abgeblendet nicht höher als beim Ernostar ….

Noch eine für seine Entstehungszeit sehr bemerkenswerte Eigenschaft des Angénieux 90mm f2.5 sticht hervor – der sehr niedrige Farb-Fehler (CA):

Angén90f2,5_f11+Apo-Macro-Elmarit100f2,8_Radial_Vgl Kopie
 Bild 5: Achtung: unterschiedliche Nullpunktlage und Maßstäbe in den Ordinaten!

Auf sehr geringen Niveau ähnlich Apo-Macro-Elmarit bei blau, dreifach so groß bei rot! Aber immer noch ein Drittel vom Contarex-Sonnar 85mm – zehn Jahre später. Einen Kompromiss musste Angénieux aber seinerzeit offensichtlich eingehen, um das zu erreichen: eine relativ hohe Verzeichnung von -1,2% gegenüber +0,4 beim Ernostar und +0,17 beim Apo-Macro-Elmarit.

Man kann also sagen:

der Fortschritt in der optischen Technologie lieferte für die Foto-Objektive überwiegend verbesserte Randauflösung bei Offenblende bei gleichzeitig verbesserter Farbkorrektur, Verzeichnung und erhöhtem Kontrast und verbesserter Streulichtresistenz bei niedrigen Frequenzen – letzteres nicht zuletzt durch die dramatisch verbesserte Beschichtungs-Technologie.

In diesem Link finden Sie Vergleiche des Angénieux 90mm mit weiteren Objektiven über den gesamten Zeitraum 1923 – 2015.

Ich schließe aus meinen vielen Messungen an historischen Objektiven aller Epochen, dass man ab Anfang der 1970er Jahre, den extremen Randabfall der Objektive bei Offenblende schrittweise reduzieren konnte – bereits 1977 gibt es ein Beispiel eines quasi „Ideal-Objektivs“ im Bereich Kurztele (Porträt): das VivitarSerie1 90mm f2,5 Macro! (Mit Einschränkung bei der Streulichtfestigkeit…)

Bei wesentlich größeren Bildwinkeln war das natürlich wesentlich schwieriger und gelang bei Weitwinkelobjektiven entsprechend später mit immer höher- und niedriger-brechenden Gläsern – und im Extremfall (großer Bildwinkel und hohe Lichtstärke) zuletzt erst mit dem Einsatz asphärischer Linsen.

Was bedeuten aber nun die niedrigen Rand-Ecken-Auflösungen bei den frühen historischen Optiken in den Bildstrukturen?

Fangen wir mit einer reproduzierbar beleuchteten, ebenen Objekt-Situation an, in der wir auch diese Auflösungswerte messen: dem detailreichen Test-Chart, das wir abfotografieren. Die Beschreibung der Testmethode finden Sie in diesem Link.

Das ist das Test-Bild, hier durch das Angénieux 90mm f2.5 bei voller Öffnung fotografiert.

#TestChart_Angén90f2,5_f2,5
Bild 6: Imatest-Test-Chart SFRplus, fotografiert im Kleinbild-Format 3:2

Der Abstand zwischen den oberen und unteren schwarzen Balken ist 783 mm im Original.

Die Analyse-Software von IMATEST verwendet übrigens nicht die kleinen Rosetten, die in die dunklen Quadrate eingebettet sind, sondern die Seitenkante der Quadrate, die um 5.71° VERDREHT sind. Mehr erfahren Sie in dem oben aufgeführten Link.

Das Übersichts-Bild soll Ihnen ein Gefühl davon vermitteln, wie fein die Rosetten-Details sind, wenn man ein Bild im normalen Betrachtungsabstand ansieht.

Hier das Detail eines Quadrates mit Rosette in einer Größe, die der Betrachtung des mit der 60MP-Kamera aufgenommenen Bildes bei „100%-Betrachtungsmaßstab“ entsprechen würde (d.h. 1 Bildschirmpixel entspricht 1 Kamerapixel) – wenn Sie das Quadrat auf Ihrem Bildschirm mit ca. 22cm Kantenlänge sehen.

Dies ist das Quadrat genau im Zentrum:

#TargetCenter_Angén90f2,5_f2,5
Bild 7: Zentrales Target-Quadrat, 100%-Ansicht (966 x 966 Pixel) Angenieux 90mm f2.5 bei Blende 2.5 – laut Analyse beträgt die Auflösung des Objektivs hier 2.500 – 2.700 LP/PH (sagittal/meridional) – 100%-Ansicht bei 60 MP!

Folgend nun der entsprechende Ausschnitt in der oberen-rechten Ecke (wegen der sichtbaren Verzeichnung von -1,2% sind die Qadrate in der Mitte und in der Ecke nicht genau gleich groß!):

#TargerCornerUR_Angén90f2,5_f2,5
Bild 8: Target Nr.3 (obere rechte Ecke),, 100%-Ansicht (966 x 966 Pixel) Angenieux 90mm f2.5 bei Blende 2.5 – laut Analyse beträgt die Auflösung des Objektivs hier im Mittel 560 LP/PH 

Die Vignettierung (im Mittel über alle Ecken 2 f-stops) hat hier natürlich noch einen bedeutenden Einfluss auf das visuelle Betrachtungsergebnis! Es fällt allerdings sofort auf, dass trotz der hohen Vergrößerung fast keine Farbsäume zu sehen sind – allenfalls ein sehr kleiner roter Schimmer, wie vom CA-Diagramm zu erwarten ist.

Das folgende Bild zeigt dasselbe Detail, auf das ich nun die Vignettierungs-Korrektur von ca. zwei Blendenwerten angewendet habe, wie man Sie mit Photoshop oder als kamerainterne Korrekturmaßnahme durführen könnte:

#TargerCornerUR_corr_Angén90f2,5_f2,5
Bild 9: Target Nr.3 (obere rechte Ecke), 100%-Ansicht (966 x 966 Pixel) Angenieux 90mm f2.5 bei Blende 2.5 – Vignettierung kompensiert. Meridional ca. 400, sagittal ca. 600 LP/PH

Hier erkennt man drei Dinge:

  1. Die 560 LP/PH-Auflösung liefern tatsächlich noch klare Bildstrukturen – wenn auch „weicher“
  2. Die Farbreinheit der Abbildung bestätigt sich – allerdings erkennt man einen leichten generellen Gelbstich hier in der Bildecke
  3. Man erkennt sogar den Unterschied zwischen ca. 400 LP (meridional) und ca. 600 LP (sagittal) in den Rosetten-Details: die Ringe sind in der Bild-Diagonale von links oben nach rechts unten erkennbar „kantenschärfer“!

Die Struktur ist „weicher“ wiedergegeben – aber dennoch deutlich und mit gutem Kontrast sichtbar.

Beachten Sie bei diesen Bildern bitte: es handelt sich um die 100%-Darstellung des 60 MP-Bildes!

Anmerkung: In Imatest-Diagrammen wird der angelsächsischen Nomenklatur folgend „meridional“ meist als „tangential“ bezeichnet (tangential = meridional) diese Kuven sind durchgehend gezeichnet, die sagittale Auflösungskurve gestrichelt.  In MTF-Diagrammen der Fa. Zeiss ist die Zuordnung umgekehrt: gestrichelt meridional und durchgezogen für sagittal

Kritischer ist diese Situation bei Weitwinkel-Objektiven, bei denen Farblängsfehler und Astigmatismus an Rändern und Ecken eine deutlich größere Rolle (wegen der viel größeren off-axis-Winkeln) spielen.

Wir betrachten das folgend an von 24/25mm-Retrofokus-Objektiven „der ersten Stunde“ (1957/71):

Angénieux wahrte seinen zeitlichen Vorsprung konsequent und brachte seine „Retrofocus“-Weitwinkel-Brennweiten in schneller Folge auf den Markt: 35mm f2.5 in 1950 (6-Linser) vorgestellt und in kleinen Mengen geliefert (ab 1953 Großserie!), 28mm f3.5 (6-Linser) ebenfalls ab 1953, 24mm f3.5 (8-Linser) ab 1957. (Besonderheit: danach wurde von Angénieux niemals wieder eine Neuberechnung dieser FotoB-Optiken herausgebracht sondern diese Optiken bis 1971 unverändert geliefert und das Segment der Festbrennweiten dann völlig eingestellt.

Bei diesen frühen Weitwinkel-Objektiven ist bei Offenblende die Auflösung noch deutlich niedriger als bei dem 90er Objektiv. Bei dem Angénieux Retrofocus 24mm f3.5  liegt die Auflösung in den Ecken bei 310-354 LP/PH (sagittal) und  ca. 600 LP/PH (meridional) bei den Einzelwerten – der Ecken-Mittelwert beträgt 328 LP/PH:

Angén24f3,5_Offen_sagittal
Bild 10: Angénieux 24mm f3.5 bei Offenblende – Auflösung über Bildfeld der sagittalen Strahlenbündel

Sehen wir uns das Target Nr.5 in der rechten unteren Ecke an (sagittal mit 345 LP/PH gemessen – meridional mit 560 LP/PH):

#Target RU_Angén24f3,5_f3,5
Bild 11: Angénieux 24mm f3.5 bei Offenblende f3.5 – Target Nr. 5 – rechte untere Ecke (Vignettierung kompensiert) – sagittal 345 LP/PH – meridional 560 LP/PH

 

Trotz der deutlichen Rest-Fehler ist die Struktur noch deutlich erkennbar, wenn auch richtungsabhängig. Der sagittale Wert entspricht 29 L/mm. Die visuelle Auswirkung des Farbfehlers ist – trotz des hohen CA von 8 Pixel! – auf die Farbsäume begrenzt.

Das Nachbar-Target (Nr. 21) links davon hat 500 LP/PH sagittal und 502 LP/BH meridional – also frei von Astigmatismus, aber mit CA von ca. 4,5 Pixeln:

#Target21_corr_Angén24f3,5_f3,5
Bild 12: Angénieux 24mm f3.5 bei Offenblende f3.5 – Target Nr. 21 – links von der rechten unteren Ecke (Vignettierung kompensiert) – sagittal 500 LP/PH – meridional 502 LP/PH

Folgend sehen wir das entsprechende Auflösungs-Diagramm des Zeiss Jena Flektogon 25mm f4.0 (1959):

Flektogon25f4,0_f4,0_Multi-ROI
Bild 13: Flektogon 25mm f4.0 bei Offenblende – Auflösung über Bildfeld der sagittalen Strahlenbündel

Angesichts des in den Ecken „noch“ bei 301 LP/PH liegenden Mittelwertes (gilt für sagittale und meridionale Strahlen) liegen hier die sagittalen Einzelwerte Rand/Ecken bei erschreckend niedrigen 104 – 222 LP/PH.

Sehen wir uns den Linken Rand (Mitte) mit sagittal 222 LP/PH / meridional 610 LP/PH an (Target-Nr.10):

#Target LRmitte10_corr_Flektogon25f4,0_f4,0
Bild 14: Flektogon 25mm f4.0 bei Offenblende f4.0 – Target Nr. 10 – linker Rand, Mitte (Vignettierung kompensiert) – sagittal 222 LP/PH – meridional 610 LP/PH

Hier ist die Struktur schon sehr weich aber deutlich zu erkennen – kräftiger Rest-Astigmatismus, aber sehr geringer Farbfehler. Es ist schwer zu sagen, wie diese Situation analog auf Film gemessen worden wäre: 222 LP/PH entsprächen 18,5 Linien/mm… das wäre wohl nicht mehr als gut bewertet worden.

Nur wenige mm weiter nach außen am Target 17 (rechter Rand ein Taget nach unten) liegt die Auflösung bei sagittal 160 LP/PH und meridional bei 591 LP/PH:

#TargetNr17_corr_Flektogon25f4,0_f4,0
Bild 15: Flektogon 25mm f4.0 bei Offenblende f4.0 – Target Nr. 17 – rechter Rand, eins unter Mitte (Vignettierung kompensiert) – sagittal 160 LP/PH – meridional 591 LP/PH

Hier bricht im sagittalen Sektor der Struktur der Kontrast endgültig ein – fast schon verschwommen und man erkennt, dass noch weiter rechts am äußersten Rand (es fehlen noch 4mm bis zum Rand) der Kontrast noch einmal dramatisch absinken wird.

In der Ecke oben rechts (Target Nr. 3) mit 104 LP/PH sagittal, 338 LP/PH meridional:

#Target3-UR_corr_Flektogon25f4,0_f4,0
Bild 16: Flektogon 25mm f4.0 bei Offenblende f4.0 – Target Nr. 3 – Ecke oben rechts (Vignettierung kompensiert) – sagittal 104 LP/PH – meridional 338 LP/PH

Man kann die Struktur nur noch erahnen – die extrem niedrige sagittale Auflösung und der hohe Rest-Astigmatismus lösen die Bildstruktur auf – obwohl die Chromatische Aberration mit ca. 1,6 Pixel nur ein Fünftel der CA bei dem Angénieux 24mm in der Ecke ist.

Betrachten wir im direkten Vergleich das entsprechende Objektiv von Zeiss-West, das 3 Jahre später heraus kam und eine Blende lichtstärker ist – Distagon 25mm f2.8 (für die Contarex 1961):

CtrxDistagon25f2,8_f2,8_Offen_sagittal
Bild 17:

Auch hier liegen die sagittalen Werte am Rand bei Offenblende f2.8 unter 200 LP/PH.

Ich zeige folgend die beiden Targets Nr.10 (linker Rand, mitte)  und Nr.5 (rechte untere Ecke):

#TargetNr10_corr_CtrxDistagon25f2,8_f2,8
Bild 18: Zeiss Distagon 25mm f2.8 bei Offenblende Target 10 (linker Rand mitte) – Vignettierung korrigiert

Hier beginnt bei sagittal 195 LP/PH die Bilddefinition sich durch eine Kombination eines starken Rest-Astigmatismus (meridionaler Wert: 917 LP/PH) und des Farbfehlers aufzulösen – der Kontrast ist schwach.

#TargetNr5_corr_CtrxDistagon25f2,8_f2,8
Bild 19: Zeiss Distagon 25mm f2.8 bei Offenblende Target 5 (rechte untere Ecke) – Vignettierung korrigiert

In der Ecke sagittal 185 LP/PH mit starkem Rest-Astigmatismus findet sich nur noch in einem sehr schmalen meridionalen Sektor eine klar definierte Struktur (mit 379 LP/PH) mit niedrigem Kontrast.

In dieser Gruppe der FRÜHEN Retrofocus-Objektive mit 24 oder 25 mm Brennweite (Angénieux, Carl Zeiss Jena Flektogon und Zeiss-Ikon Distagon) gibt es ein viertes (1959) aus Japan: Topcon Topcor 2,5cm f3.5, das unter diesen Optiken herausragt:

Topcor24f3,5_f3,5_Offen_sagittal
Bild 20: Topcor 2,5cm f3.5 – sagittale Auflösung bei Offenblende im gesamten Bildfeld (443 … 618 LP/BH)

Der Mittelwert der (sagittalen und meridionalen) Rand-/Ecken-Auflösungswerte beträgt hier 683 LP/PH. Das folgende Bild zeigt die Struktur von Target Nr.5 in der rechten unteren Ecke:

#TargetNr5_corr_Topcor24f3,5_f3,5
Bild 21: Topcor 2,5cm f3.5 bei Offenblende, Target Nr.5  – untere rechte Ecke bei sagittal 587 LP/PH (meridional 914 LP/PH) – also mit mäßigem Rest-Astimatismus – Vignettierung korrigiert

Bei diesem Auflösungs-Niveau  (mit mäßigem Astigmatismus und geringem Farbfehler (CA-Wert in der Ecke 1,5 Pixel!) liegt nun eine klare Bildstruktur vor – nur deutlich weicher als im Bildzentrum.

Dieses Objektiv ragt damit in der Bildqualität deutlich aus dem Feld der zeitgenössischen „Superweitwinkel“ zwischen 1957 und 1961 hervor.

Sehen wir uns noch den nächsten Qualitäts-Schritt am Beispiel des Minolta MD W-Rokkor 24mm f2.8 an:

#TargetNr5_corr_MD24f2,8_f2,8
Minolta MD W-Rokkor 24mm f2.8 Offenblende f2.8 – Target Nr.5 (untere rechte Ecke) – CA mit 3 Pixel deutlicher als beim Topcor – Vignettierung korrigiert

Der Kontrast liegt hier deutlich höher mit einem Durchschnittswert der Auflösung Rand/Ecken von 1002 LP/PH.

Schließlich die gegenwärtige moderne Referenz – das Zeiss Distagon 25mm f2.0:

#TargetNr3_Batis25f2,0_f2,0
Bild 23: Zeiss Distagon 24mm f2.0 Offenblende f2.0  –  Target Nr.3 (obere rechte Ecke) – sagittal 1.206 , meridional 1.897 LP/PH und CA von 0.5 Pixeln

Das Objektiv ist mit der Auflösung bei Blende 2.0 in der Ecke mit durchschnittlich 1.517 LP/PH visuell kaum noch von der Bildmitte zu unterscheiden (Vignettierung auch hier korrigiert!).

Man sieht an diesen Beispielen deutlich, dass außer dem meßtechnischen Wert der Auflösung die Rest-Bildfehler die visuelle Wirkung wesentlich mit beeinflusst. Wobei man den Eindruck hat, dass ein größerer Farbfehler sich ggf. weniger zerstörerisch auf den Bildkontrast auswirkt als ein starker Rest-Astigmatismus.

Man sieht, dass 200-300 LP/PH als Untergrenze einer bildgebend noch brauchbaren Auflösung gelten können (s. Bild 14), wenn Rest-Astigmatismus und Farbfehler im mäßigen Grenzen bleiben. Der absolute Auflösungswert entscheidet in diesem Bereich allerdings nicht alleine über das bildliche Ergebnis. Genauso entscheidend ist der Korrekturzustand – also die anwesenden Rest-Linsen-Fehler. Allgemein sind diese historischen Objektive in der Rand-/Ecken-Auflösung ab ca. 400 – 600 LP/PH als gut zu bezeichnen (s. Bilder 11, 12 und 21) – mit gewissen Abstrichen beim Kontrast.

Ab Anfang der 1970er Jahre werden Auflösungs-Werte in den Ecken um 1.000 LP/PH bei Offenblende auch bei Weitwinkelobjektiven erreicht, womit zumindest in der Analog-Fotografie hervorragende Ergebnsise möglich waren.

Moderne Objektive erreichen dank asphärischer Linsenflächen hervorragend ausgegleichene Ergebnsise auch bei Offenblende über das gesamte Bildfeld – auch bei sehr großen Bildwinkeln (s. Bild 23).

Copyright Fotosaurier, Herbert Börger, Berlin, 14. März 2020

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die Qualität historischer Angénieux Foto-Objektive – 1. Festbrennweiten, 1b. Retrofocus-Weitwinkelobjektive, B. 28mm f3.5

B – Angénieux Retrofocus 28mm f3,5 (R11) von 1953: Mit Alpa-Anschluss wie die meisten anderen meiner Angénieux-Festbrennweiten. Diese Optik wurde auch im gleichen Jahr schon ausgeliefert, in dem das 35er richtig in Großserie anläuft. Es hatte 1951 bereits einen Prototypen mit f2.8 gegeben, dessen Aufbau aber wieder fallen gelassen wurde. Tatsächlich ist der Linsenschnitt gegenüber dem 35mm f2.5 wesentlich geändert – mit 6 Einzellinsen.

Angénieux28mmf3,5_900

Der früheste Wettbewerber dazu tauchte meines Wissens in der BRD 1956 mit dem Ultra-Lithagon 28mm f3.5 von Enna auf (ebenfalls 6 freistehende Einzellinsen). Das entsprechende ISCO-Westron 28mm f4.0 taucht erst 1961 auf – 3 Jahre nach dem Westron 24mm f4.0!

Zeiss Jena und Zeiss-Ikon West haben beide diese Brennweite 28mm damals nicht „bedient“ – dafür war in der DDR Meyer-Optik Görlitz zuständig (bis auch dieser ruhmreiche Name in dem Großkonzern „Pentacon“ unterging). Dort brauchte man noch etwas Zeit – das Lydith 30mm f3.5, für das schon 1958 Schutzschriften eingereicht war, wurde schließlich erst 1963 ausgeliefert. Mit Patent von 1964 folgte dann das Orestegon 29mm f2.8 (7-Linser) – später hieß es Pentacon 29mm f2.8.

Die japanischen SLR-Hersteller waren ja gerade dabei, ihre Systeme aufzubauen: ein Nikkor 28mm f3.5 gab es erst 1959, ein Auto-Takumar 28mm f3.5 erst ab 1962. Canon baute 28er erst ab der Einführung des FL-Bajonetts (1964).

Außer den beiden Meyer-Optiken besitze ich keine weiteren frühen Objektive in diesem Brennweitenbereich.

Ich war später kein großer Anhänger des Brennweitenbereiches 28mm, weshalb ich auch kein entsprechendes Leica-Exemplar besitze und auch keine wirklich moderne 28mm-Linse. Ausnahme ist die der Zeit um 1975/80, als erste lichtstarke Typen aufkamen (siehe Vivitar Serie1). Wie man der Tabelle entnehmen kann, können Zooms bis f2.8 heute die Funktion gut übernehmen – man muss dann deren Größe allerdings in Kauf nehmen wollen.

Dagegen gestellt:

  1. Meyer-Optik Goerlitz Lydith 30mm f3,5 (1958/60/63)
  2. Meyer-Optik (Orestegon) Pentacon 29mm f2,8 MC (1964)
  3. Olympus OM 28mm f2,8 (1973)
  4. Vivitar Serie1 28mm f1,9 (1975)
  5. Contax G Zeiss Biogon 28mm f2,8 (1994)
  6. Canon EF 28mm f1,8 (1995)
  7. Extra: Tamron Zoom 28-75mm f2,8 bei 28mm (2018)

Hier der Auflösungsvergleich als Tabelle:

Angénieux28 und Co Aufl2

Vier_28er
Die wichtigsten Vergleichs-Kandidaten v.l.n.r.: Angénieux 28mm f3.5  –  Lydith 30mm f3.5 Meyer/Pentacon 29mm f2.8 – Olympus OM 28mm f2.8 
Vier_28er_2
Die wichtigsten Vergleichs-Kandidaten v.l.n.r.: Angénieux 28mm f3.5  –  Lydith 30mm f3.5 –  Vivitar Serie1 28mm f1.9   –   Canon EF 28mm f1.8

Bei dem Angénieux Retrofocus 28mm f3.5 ist – nun bei 75° Bildwinkel – die Auflösung im Vergleich zum 35mm-Objektiv in Rand/Ecke geringfügig reduziert (auch abgeblendet – bei Offenblende liegt die Ecke jetzt bei 31 Linien/mm). Aber die Auflösungswerte sind exzellent für den zeitgenössischen Analog-Standard. Die Verzeichnung ist noch einmal verringert bei jetzt besseren CA-Werten. Tatsächlich ist die Verzeichnung mit Abstand die geringste mit allen 28mm-Vergleichsobjektiven in meinem 28mm-Vergleich.

Wieder kann man sagen, dass der allgemeine Stand der Technik erst Anfang der 1970er Jahre wirklich über das Angénieux hinaus geht: das Olympus OM 28mm f2.8 ist in diesem Vergleich die neue Landmarke (ab 1973) für die nächsten 20 Jahre.

Das Vivitar Serie1 28mm f1.9 erreicht bei Blende 2.8 übrigens ziemlich genau die Auflösungswerte des Olympus 28mm f2.8 und hat darüber hinaus noch die Besonderheit des „floating element“ Designs. Tatsächlich wude es damals von Modern Photography in höchsten Tönen gelobt:

ResolChartVS1_28f1,9_ModernPhot

Dabei wird die Schwäche mit „flare“ bei voller Öffnung (Streulichtanteile von überkorrigiertem farbneutralem Astigmatismus, die bei Blende 4 praktisch verschwinden) erwähnt, die man an der MTF-Kuve unten auch sehen kann.

Das ContaxG Biogon 28mm f2.8 (tatsächlich einmal ein 28er von Zeiss… 1994) ist im Aufbau ein Meßsucher-Objektiv, auch wenn die Kamera automatisch fokussiert! Die extrem schlechten Rand/Ecken-Auflösungswerte dieses Objektivs sind nicht real: durch den sehr nah an die Filmebene heran reichenden hinteren Linsenscheitel (kleine hintere Schnittweite) ist dieses Objektiv nicht geeignet für einen digitalen Sensor wegen der am Rand extrem flach auf den Sensor einfallenden Strahlen. Das ist aber heute bereits weitgehend bekannt – alle Biogone sind an Digitalsensoren sehr schwach im Außenbereich des Bildfeldes.

Das 1995er Canon EF 28mm f1.8 (1995) ist noch nicht eine Optik auf dem heutigen Stand der Technik. Es ist in fast allen Auflösungswerten schlechter als das über 20 Jahre ältere Vivitar Serie1 ! Nur Chroma und Verzeichnung sind etwas besser. Ich kenne den Grund nicht. Es gehört eben nicht der L-Klasse an …  Aber es gibt auch Positives zu berichten: Die optimale Blende ist bereits bei f8 erreicht. An der MTF-Kurve kann man erkennen, dass das Objektiv bei niedrigen Frequenzen einen deutlich höheren Bildkontrast liefert als die älteren Systeme. Trotz der schwächeren Auflösung im höheren Frequenzbereich wirken die Bilder daher insgesamt „knackiger“. Auch die Kantenschärfe ist verbessert.

Die ganz große Überraschung des Vergleiches ist das frühe Meyer-Optik Lydith 30mm f3.5 von 1958: die Auflösungsleistung in der Bildecke ist zeitgenössisch gesehen überragend. Es ist ein 5-Linser!!! und bei Offenblende eine Klasse besser als der 7-Linser „Orestegon 29mm f2.8“ – und auch besser als das Angénieux! Die Schwäche der 29er Optik läßt sich vielleicht nach „zeissikonveb.de“ daraus erklären, dass aus Preisgründen überwiegend (6 von den 7 Linsen!) 30er-Jahre-Glastechnologie zum Einsatz kam. Zur Ehrenrettung muss man sagen, dass das Orestegon bei Blende 4 die Werte des Lydith bei Blende 3.5 erreicht oder übertrifft und die CA-Werte und die Verzeichnung deutlich verbessert sind. Das Lydith überragt noch ein ganzes Jahrzehnt die üblichen (meist japanischen) „third-party-lenses“, wie das „normale“ Vivitar 28mm f2.5 in diesem Vergleich – und das war eines der besseren Fremdobjektive.

Fazit: Wieder kann man sagen, dass dieses Angénieux 28mm ein Spitzenobjektiv seiner Zeit ist – mit sehr langer „Halbwertzeit“ bezüglich des Standes der Technik. Es wurde dann ja auch in dieser Form bis 1971 geliefert – 18 Jahre lang. Einen Nachfolger gab es nicht.

Ich weise darauf hin, dass die Auswahl der Vergleichsoptiken nicht marktrepräsentativ ist sondern sich aus dem Bestand meines Objektivbesitzes ergab. Ein wirklich „modernes“ 28er Objektiv war diesmal nicht dabei – außer dem Tamron-Zoom mit den wirklich erfreulichen Werten.

Untenstehend sehen Sie die einzelnen Meßergebnisse der relevanten Optiken bei Offenblende und bei optimaler Blende:

Vgl_Angén28f3,5_f3,5

Vgl_Angén28f3.5_f11
Angénieux Retrofocus 28mm f3.5 bei Offenblende (oben) und optimaler Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_Lydith30f3,5_f3,5

Vgl_Lydith30f3,5_f11
Meyer-Optik Lydith 30mm f3.5 bei Offenblende (oben) und optimaler Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_OM28f2,8_2,8

Vgl_OM28f2,8_11
Olympus OM 28mm f2.8 bei Offenblende (oben) und optimaler Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_VS128f1,9_f1,9

Vgl_VS128f1,9_f11
Vivitar Serie1 28mm f1.9 bei Offenblende (oben) und optimaler Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_CAF28f1,8_f1,8-n

Vgl_CAF28f1,8_f8-n

Copyright Fotosaurier, Berlin, 4. März 2020

 

 

 

Die Qualität historischer Angénieux Foto-Objektive – 1. Festbrennweiten, 1b. Retrofocus-Weitwinkelobjektive, A. 35mm f2.5

Folgend untersuche ich die drei Retrofocus-Objektive, die Angénieux für das Kleinbildformat entwickelt und produziert hat:

  • Retrofocus 35mm f2.5 (R1) – öffentlich vorgestellt in Paris 1950, ab 1953 in großen Mengen geliefert (ca. 45.000 p.a.! – die Hälfte nach USA))
  • Retrofocus 28mm f3.5 (R11) – ebenfalls ab 1953 geliefert
  • Retrofocus 24mm f3.5 (R51/61) – ab 1957 geliefert

(Im Beitragsbild oben von links nach rechts.)

Es gab keine Nachfolge-Modelle und auch kein 20mm-Weitwinkel mehr. Pierre Angénieux sah offensichtlich aufgrund der geringen Stückzahlen  und der Schwierigkeit, ausreichend hohe Preise im Amateur-Fotomarkt durchzusetzen (anders als im Cine-Sektor) zu wenig wirtschaftlichen Nutzen in diesem Segment.

Zur Entwicklung des Retrofocus-Weitwinkelobjektivs und der Geschichte der Firma Pierre Angénieux lesen Sie bitte hier in meinem Blog nach:

Sternstunden der Foto-Optik – Pierre Angénieux

A – Angénieux Retrofocus 35mm f2,5 (R1), 1950-Patent und öffentl. Vorstellung in Paris/1953-Lieferung in Großserie: das berühmte allererste Retrofokus-Objektiv (hier für die Exakta). Zu dem gibt es natürlich keine echten Vorläufer.

Angénieux35f2,5_900
Angénieux Retrofocus 35mm f2.5 (R1) in Fassung für Exakta (E4) – erstes Retrofokus-Weitwinkelobjektiv (1950 in Paris vorgestellt)

Dagegen gestellt (siehe Tabelle unten):

  1. Carl Zeiss Jena Flektogon 35mm f2,8 (Prototypen auch 1950 / Serie 1953)
  2. Schneider Curtagon 35mm f2,8 (1958)
  3. Carl Zeiss Jena Flektogon 35mm f2,8 (2. Rechnung – 1961)
  4. Canon Rangefinder (M39) 35mm f2,0 (1962)
  5. Minolta MD 35mm f1,8 (1968)
  6. Canon FD 35mm f2,0 (1971 – konkave Frontlinse!)
  7. Leica R Summicron II 35mm f2,0 (1977)
  8. State-of-the-art für spiegellos: Sony Zeiss Sonnar 35mm f2,8 (E-Mount, 2015)
  9. Zoom-Vergleich: Tamron 28-75 f2,8 bei 35mm (2019 – mindestens so gut wie Festbrennweite!)

Machen wir uns bewußt, dass wir hier Anfang der 1950er Jahre beim Erscheinen der ersten Retrofokus-Weitwinkelobjektive für Spiegelreflex-Kameras an dem Scheideweg stehen, der den Erfolg der SLR erst ermöglichte: das Hindernis des großen Auflagemaßes, das durch den Spiegel bedingt ist, wird überwunden!

Hier noch ein kleines Detail am Rande: P.Angénieux war bereits ab Erscheinen der Alpa-Reflex SLR-Kamera (1944) in Kontakt mit dem Hersteller und lieferte auch unmittelbar Mitte der 1940er Jahren Normalobjektive und Teleobjektive zur Alpa. Da die Alpa-Reflex ein ungewöhnlich kleines Auflagemaß von 37,8 mm besaß (Exakta und fast alle anderen liegen bei 44,5 mm!) schaffte es Angénieux bereits in den Jahren ab 1947 ein 35mm-Weitwinkel für die Alpa zu liefern – das „Typ X1“ 35mm f3,5, ein ganz normaler Tessar-Typ. Das einzige nicht-Retrofokus-35er für eine SLR, das mir bekannt ist. Es sollen ca. 200 Objektive gefertigt worden sein. Für alle anderen Kleinbild-SLR galt damals noch die 40mm-Grenze der Brennweite. Wer Lust hat sich von der Qualität eines normalen 40er-Jahre-Tessars zu überzeugen, muss allerdings für das 38 Gramm schwere Objektiv heute mit einem Preis von ca. € 2.500 rechnen …

Besonders gespannt war ich natürlich auf den Vergleich mit dem zeitgenössischen „Rivalen“, dem Carl Zeiss Jena Flektogon 35mm f2.8. Hier gibt es das Problem, dass im Zeiss-Jena Werk (unter Dr. Harry Zöllner und Rudolf Solisch) es für das ursprüngliche Flektogon 35mm zwei optische Konstruktionen gab (1953 und 1961) – wobei die zweite Variante nacheinander (bis 1976, als es durch das neue 35mm f2,4 ersetzt wurde) in drei verschiedenen Gehäusedesigns vorliegt: Guttapercha, Zebra und Gummiring. Viele der ganz frühen Exemplare, die am Gebrauchtmarkt gehandelt werden, haben mehr oder weniger kräftige Schleier und sind teilweise völlig unbrauchbar. Nach einiger Suche, fand ich von der ersten Version in Alu/Silber (M42) eines mit schön klaren Linsen – meine zweite Version (Exakta) hat das Gehäuse mit Gummiring (das „jüngste“ – nach 1975 – und seltenste) und ist noch in gutem, klaren Zustand.

Hier die Auflösungsvergleich-Tabelle:

Ich weise darauf hin, dass die Auswahl der Vergleichsoptiken nicht marktrepräsentativ ist sondern sich aus dem Bestand meines Objektivbesitzes ergab.

Vergleich 35mm-Objektive
Auflösungsvergleich einiger 35mm-Brennweiten für SLR ab 1950 bis heute – gemessen an Kamera Sony A7Rm4 (60 MP) – Nyquist-Frequenz: 3.168 LP/PH (Imatest)

In den 50er Jahren kamen unmittelbar nach dem 35er Angénieux praktisch von allen Objektivherstellern äquivalente Retrofokus-Weitwinkelobjektive für SLR heraus:

Retro-Flekto_Curta
Erstlinge im physischen Vergleich: Angénieux Retrofocus 35f2.5 (Exakta), Zeiss Jena Flektogon 35f2.8 (M42), Schneider Curtagon 35f2,8 (Alpa)

Man sieht gleich auf diesem Bild, dass die zunächst exorbitanten Dimensionen der Frontlinsen und der Baulängen schnell schrumpften, nachdem man davon abging, eine einfache Zerstreuungslinse vor ein „Grundobjektiv“ zu setzen sondern anstatt dessen ein „integriertes“ Gesamtobjektiv entwarf. Ich verzichte hier auf Linsenschnitte, da diese bereits überall dokumentiert sind – der Artikel würde sonst vollends ausufern. Demnächst werde ich noch entsprechende Literaturangaben hinzufügen.

Weitere wichtige Neuerscheinungen der ersten Jahre (neben den Objektiven in der obigen Tabelle) waren z.B.: Enna Lithagon 35mm f4.5 (1953), Meyer-Optik Primagon 35mm f4.5 (1956),  Schacht Travegon 35 f3.5 R (1956), Topcon Topcor 35 f2.8 (1957), Zeiss-Ikon Contarex 35 f4.0 (1957), Takumar 35mm f4.0 (1957), Auto-Takumar 35mm f2.3 (1958), Enna Super-Lithagon 35mm f1.9 (1958), Isco Westron 35mm f3.5 (1958), Canon 35mm f2.5 (R-Bajonett – 1960), Nikkor 35 f2.8 (1962), Nikkor 35 f2.0 (1965).

Als gesichert kann gelten, dass das Zeiss Jena (interne Prototypen 1950 sicher bekannt!) und Angénieux (Muster 1950 öffentlich auf dem Fotosalon in Paris vorgestellt!) tatsächlich gleichzeitig an ihren Produkten arbeiteten. Klar ist auch, dass Angénieux mit dem früheren Patent und der früheren Veröffentlichung (beides 1950) die Nase vorne hatte. Jenas Prototypen von 1950 basierten auf einer Rechnung von 1949 und wurden wieder verworfen. Die Optiken, die 1953 geliefert wurden basierten auf einer neuen Rechnung von 1952! Wer als erster hinaus geht, trägt immer das Risiko, dass es noch keine Erfahrungen mit dem neuen Produkt gibt. Dass die Nachfolger davon lernen konnten, bis sie 2-4 Jahre später nachzogen, ist gewiss – aber wieviel? Damals wurde Optik noch manuall gerechnet. Es heiß, dass zwei Konstrukteure für ein typisches Linsensystem 2 Jahre Rechen-/Entwicklungszeit brauchten. Angénieux behauptete, dass er 10-fach schneller rechnete (ohne Computer), was plausibel erscheint, wenn man sich die schnelle Folge der neuen Objektive in dieser kleinen Firma Mitte der 1950er ansieht.

Zur optischen Qualität (einige Messdiagramme finden Sie unterhalb des Textes):

Ich betrachte Angénieux‘ ersten Entwurf als ausgewogen – die Auflösung am Rand liegt auch im Vergleich zu den bis dahin üblichen besten Weitwinkel-Meßsucherobjektiven im guten bis sehr guten Bereich. Zum Verständnis: 406 Linienpaare je Bildhöhe (LP/PH) bei Offenblende (f2.5!!) im Rand/Ecken-Bereich entsprechen 34 Linien/mm – was bei Modern Photography für Offenblende Weitwinkel an Rand/Ecke damals zu einem „Excelent“-Rating geführt hätte. Abgeblendet erreicht das Objektiv für die damalige Analog-Fotografie völlig gleichmäßige Auflösung – und übertrifft in der Mitte (bis 50% des Bildkreises) die Nyquist-Frequenz der Sony A7Rm2/3! Hier noch die bildliche Veranschaulichung der 406 LP/PH bzw. 34 L/mm in der Bildecke:

#TargetCornerUR_corr_AngénRetro35f2,5_f2,5
Angénieux 35mm f2.5 bei f2.5 in der unteren rechten Bildecke – hier ist die Vignettierung kompensiert: sichtbare Auswirkung der hohen CA auf den sagittalen Strahl (60 MP – 100%-Ansicht)

Bei allen Angénieux-Weitwinkeln (am stärksten beim 24mm f3.5!) hat man größten Wert auf eine sehr geringe, im Bild fast nicht mehr wahrnehmbare VERZEICHNUNG gelegt – und dafür erhebliche CA-Werte in Kauf genommen.

Über die nächsten 20 Jahre wird laut Tabelle offensichtlich die Offenblenden-Ecken-Auflösung der Weitwinkel nicht gravierend gesteigert werden – erst ab Anfang/Mitte der 1970 gibt es einen wirklichen Durchbruch mit neuen Glassorten (und vollends dann ab ca. 1983/84 mit ED-Glas): schönstes Beispiel das Summicron II 35mm f2.0 von 1977!

Anders sieht es beim Flektogon 35mm f2.8 von 1950/1953 aus Jena aus: die Rand-/Ecken-Auflösung bei Offenblende ist „unterirdisch“ und kommt auch bei Abblenden nicht ausreichend hoch. Die Mittenauflösung erscheint vor allem beim Abblenden stark übersteigert. Das war leider ein Flop… Daher sah sich Zeiss Jena veranlasst, zehn Jahre später (1960) eine Neurechnung durchzuführen um konkurrenzfähig zu werden – wahrscheinlich ist es eine der ersten Objektiv-Berechnungen, die mit dem neuen Computersystem in Jena (OPREMA) durchgeführt wurde (?). Diese Neuberechnung des Flektogon 35mm f2.8 (geliefert ab 1961) ist dann ein Spitzenoptik nach dem damaligen Stand der Technik! Anscheinend war es notwendig, dafür wesentlich höhere Verzeichnung und deutlich höhere CA in Kauf zu nehmen als ursprünglich geplant.

Zur Illustration hier die Bilder der Auflösungs-Targets in der unteren Rechten Ecke (UR) bei Offenblende (dunkel, da ich die Vignettierung nicht korrigiert habe):

Vergleich_35mm_EckeUR
Auflösungs-Targets bei Offenblende untere Rechte Ecke (UR) v.l.n.r.:                  Angénieux35mm,                   Flektogon35mm-I,                          Flektogon35mm-II

Bei der Neugerechnung ist die Eckenauflösung nun erkennbar besser als beim Angénieux – Zeiss-Jena ist rehabilitiert!

Bemerkenswert finde ich, wie der Schneider-Curtagon-Entwurf die Größe des Objektivs verringert und gleichzeitig die Qaulität deutlich verbessert. Nicht nur die Auflösung übertrifft deutlich ihre Vorgänger-Konkurrenten – auch hat es noch geringere Verzeichnung als das Angénieux und exzellente CA-Werte! Das Schacht Travegon 35mm f3.5 R von 1956 hat etwa das gleiche Qualitätsniveau wie das Curtagon – ist aber nicht ganz so kompakt.

Das Canon FD 35mm f2.0 S.S.C. ist der Exot mit der nach vorne konkaven Frontlinse und Thorium-Glas (radioaktiv?). Es ist das größte und massivste der hier geprüften 35er – und ziemlich gleichauf in der optischen Leistung mit dem Minolta W.Rokkor-X 35mm f1.8, das im Vergleich ein Zwerg ist. Diese um 1970 entstandene Objektiv-Gruppe stellt eine  optische Verbesserung gegenüber dem Angénieux dar – aber nur graduell (besonders bei der Chromatischen Aberration – und abgeblendet am Rand). Bei der Lichtstärke liegt natürlich der eigentliche Fortschritt dieser Objektive – bei Erhaltung des Qualitätsniveaus – eine ähnliche Herausforderung wie es die weitere Vergrößerung des Bildwinkels darstellen wird. Das schon 3 Jahre vor dem Minolta-Objektiv entstandene Nikkor mit Lichtstärke 2.0 kenne ich leider nicht.

Schon in meinen Analog-Fotografie-Zeiten war das Summicron-R II 35mm f2.0 (1977) die absolute Referenz – eine wahre Freude, nicht nur in der Auflösung (die notwendig – aber nicht ALLES ist!). Überraschend finde ich, dass diese Optik noch heute (an hochauflösenden DigitalSensoren) so gut mithalten kann!

Mein „modernstes“ 35er, das (für die spiegellose Digitalkamera gerechnete) Zeiss Sony Sonnar 35mm f2,8 ist ein auf extreme KOMPAKTHEIT getrimmtes Objektiv mit sehr geringer Verzeichnung und CA, das dafür auf Spitzenwerte der Auflösung verzichtet. Es gibt heute extreme, lichtstarke Rechnungen mit 14 – 16 Linsen, die über 1 kg wiegen und schon bei Offenblende die Leistung einer 60 MP-Kamera über das gesamte Bildfeld ausreizen.

Fazit: das Angénieux Retrofocus 35mm f2.5 hat zu Recht den Ruf von Angénieux als Innovator und Hersteller von Objektiven sehr hoher Qualität begründet – zumal es praktisch bis Anfang der 70er Jahre auf dem Stand der Technik blieb! Wir werden in Kürze weiter sehen, wie er sich bei den folgenden kürzeren Weitwinkel-Brennweiten geschlagen hat.

AngénRetro35f2,5_f2,5_Vgl

AngénRetro35f2,5_f11_Vgl
Angénieux Retrofocus 35mm f2.5 bei Offenblende (oben) und optimaler Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_Flektogon35-I_f2,8

Vgl_Flektogon35-I_f11
Zeiss Jena Flektogon I  35mm f2.8 bei Offenblende (oben) und optim. Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Flektogon35f2,8-5501_f2,8_Vgl

Vgl_Flektogon-II_f8
Zeiss Jena Flektogon II  35mm f2.8 bei Offenblende (oben) und optim. Blende 8 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_Curtagon35f2,8

Vgl_Curtagon35f2,8_f11
Schneider Curtagon 35mm f2.8 bei Offenblende (oben) und optim. Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_SummicronR35f2,0_2,0

Vgl_SummicronR35f2,0_f8
Leitz Summicron-R 35mm f2.0 II bei Offenblende (oben) und optim. Blende 8 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Vgl_SonySonnar35f2,8_f2,8

Vgl_SonySonnar35f2,8_f11
Sony Sonnar 35mm f2.8 (E-Mt) bei Offenblende (oben) und optim. Blende 11 (unten) – Kantenprofil, MTF-Kurve und Auflösung über Bildkreisradius

Copyright Fotosaurier, Berlin, 3. März 2020

 

 

Fotosauriers optisches Testverfahren für Objektive mit IMATEST

Ich messe die optische Qualität von Objektiven mit Hilfe des IMATEST-Verfahrens. (Imatest ist eine 2004 in Boulder, Colorado, USA gegründete Firma.)

Das durch das Objektiv mit der Digitalkamera aufgenommene Testbild (Target) stellt eine Datei dar (Bild-Daten + Exif-Datei). Diese Datei wird mittels einer (kostenpflichtigen) IMATEST-Software analysiert (IMATEST-Studio oder IMATEST-Master). Die Analyse liefert – abhängig von der Art des Targets – eine ganze Reihe von optischen Prüfergebnissen, die letztlich alle auf der MTF-Kurve basieren.

Das Basis-Verfahren wird Imatest SFR genannt (Imatest spatial frequency response), was man allgemein als „Modulation Transfer Function“ (MTF) bezeichnet. Analysiert wird eine Hell-Dunkel-Kante, die Imatest als „clean, sharp, straight black-to-white or dark-to-light edge“. Die hellen und dunklen Flächen, die an die Hell-Dunkel-Kante angrenzen müssen sehr gleichmäßigen (konstanten) Helligkeitsverlauf besitzen. Der Analyse-Algorithmus basiert auf dem Matlab-Programm „sfrmat“. Im Prinzip ließe sich dafür jede beliebige scharfe Kante verwenden. Imatest empfiehlt und verwendet eine Kante unter 5.71° Neigung und einem Kontrast von 4:1, das dies die am besten reproduzierbaren Ergebnisse liefert:

SlantedEdge
Analysefelder an einer als „slanted-edge“ bezeichneten Hell-Dunkel-Kante, Neigung 5.71°, Kontrast 4:1     horizontal (links)- vertikal (rechts)

Es versteht sich, dass die grafische Qualität dieses Testbildes/Test-Charts eine wichtige Rolle bezüglich der Reproduzierbarkeit von damit erzielten Prüfergebnissen spielt. Deshalb habe ich mir die große Test-Chart „SFRplus 5×9“ von Imatest aus USA liefern lassen (sie kostet derzeit $430,00). Der Abstand zwischen dem oberen und unteren schwarzen Balken beträgt 783 mm – die Gesamtbreite ca. 1.600 mm:

SFRplus-Test-Chart5x9

Die SFR-Messung erfolgt hier, wie vorstehend schon beschrieben, nicht etwa an den kleinen radialen Rosetten, die in die Quadrate eingebettet sind, sondern an den horizontalen und vertikalen Kanten der um 5.71° gedrehten grauen Quadrate.

Das Testbild kommt als eingerollter Druck und muss noch auf eine perfekt ebene, stabile, dauerhafte Unterlage aufgeklebt werden. Das habe ich von einem professionellen Laminier-Betrieb auf dem stabilsten Sandwich-Trägermaterial erledigen lassen ((Blasen/Falten würden das Testbild unbrauchbar machen!). Dazu habe ich auf der Rückseite zwei Al-Profile zur Versteifung und Wandmontage aufkleben lassen. Die genau vertikale und verdrehungsfreie Wandmontag habe ich mit einem Kreuzlaser unterstützt vorgenommen.

Eine typische Aufnahme dieses Testbildes durch das zu untersuchende Objektiv mit der Digitalkamera sollte so aussehen:

Aufnahe-IMATEST-korrekt

IMATEST stellt folgende Check-Liste für die Arbeit mit der Test-Chart auf:

IMATEST - hohe Abforderungen
„Checklist“ für das reproduzierbare Arbeiten mit dem Imatest-Verfahren

Vieles ist da zu beachten – und darüberhinaus entdeckt man in der praktischen Ausführung noch eine Menge Details, die einem eine sehr hohe Konzentration abfordern… zum Beispiel die Ausleuchtung:

IMATEST-Beleuchtung

LED-Lampen! … aber bitte nicht von Akkus gespeist – da ändert sich gegen Ende der Akku-Laufzeit die Beleuchtungsstärke. Unbeding Beleuchtungsintensität messen!

Bezüglich des Arbeitsabstandes als Funktion der Pixel-Anzahl der Kamera gilt, dass die große SFRplus TestChart für die 60 MP der Sony A7Rm4, die ich einsetze, gerade ausreichend ist.

Es kann im Prinzip jeder machen, der eine hohe Motivation dazu hat – aber es ist von äußerst großem Nutzen, wenn man viel von Optik und Physik versteht … damit man am Ende nicht Hausnummern misst! 😉

Ich werde jetzt nicht mehr in jedes Detail gehen. Natürlich ist die nächste wirklich wichtige Hürde, die man nehmen muss, die Ausrichtung der Kamera/Objektiv-Achse zur Mitte und zur Ebene des Testbildes. (Ich arbeite da mit zwei Kreuz-Lasern.)

Wenn man schließlich alles im Griff hat und man hat korrekte Aufnahme-Dateien des Testbildes erstellt, dann ist der Rest mit der Imatest-Software tatsächlich eine Knopfdruck-Aktion: mit dem oben dargestellten Chart SFRplus definiert das Programm automatisch 46 „ROI“ (region of interest) – also kleine Ausschnitte der „slanted-edges“ wie oben beschrieben – mal horizontal mal vertikal orientiert – und analysiert dann binnen weniger Sekunden die Auflösung an diesen 46 Stellen, die MTF-Kurve, ein (vorher festgelegtes) Kantenprofil und die Auflösungskurve über dem Bildkreisradius (getrennt nach sagittaler und meridionaler Orientierung.

Kantenprofil+MTF-Kurve
Beispiel einer Kantenprofil/MTF-Auswertung an einer einzelnen ROI-Position (14% rechts vom Bildzentrum)

Das wird in Graphen oder auch in Tabellenform ausgelesen – bzw. als Datei, mit der man weitere programmierte Auswertungen und Darstellungen durchführen könnte.

Angén90f2,5_f11_Multi-ROI_N
MTF30-Auflösungswerte in Linienpaaren je Bildhöhe (60 MP-Sensor!) in den ROI-Positionen mit überwiegend sagittaler Orientierung. Man erkennt, dass die Methode bis sehr weit in die äußerenen Bildecken hinein funktioniert!

Auflösungs-Daten kann man für mehrere MTF-Kontrast-Werte (MTF10, MTF20, MTF30, MTF50) ausgeben lassen. Dann wird neben den Einzelwerten in der obigen grafischen Darstllung auch der gewichtete Mittelwert der (z.B.) MTF30-Auflösung über das GESAMTE Bildfeld, der Mittelwert für die MITTE, der Mittelwert für den Übergangsbereich und der Mitttelwert für die Ecken ausgegeben:

MTF30-Mittelwerte
Gesamt- (gewichtet!) und Zonen-Mittelwerte aus den Einzelwerten der darüber dargestellten Messung – die Mittelwerte enthalten ALLE sagittalen und meridionalen Meßergebnisse.

Außer den Auflösungs- und MTF-Daten werden Chromatische Aberration und Verzeichnung ermittelt.

Ich messe stets bei ALLEN Blenden jedes Objektives und definiere als „optimale Blende“ der jeweiligen Optik die mit dem höchsten (gewichteten) Gesamt-Mittelwert der Auflösung über das gesamte Bildfeld. Es kann dabei sein, dass an diesem Blendenwert die maximale Auflösung in der Bildmitte schon überschritten ist, aber die Rand/Ecken-Auflösung noch deutlich steigt.

Zur Charakterisierung einer Optik habe ich mich entschieden, folgende Auflösungswerte anzugeben – und zwar einmal bei Offenblende, einmal bei optimaler Blende:

  • Mittelwert gesamte Bildfläche (gewichtet mit 1/0.75/0.25)
  • Mittelwert der Meßpunkte in Bildmitte (bis 30% Bildradius)
  • Mittelwert der Meßpunkte Rand/Ecken (außerhalb 70& Bildradius)
  • MTF-Kurve (über der Frequenz aufgetragen)
  • Kurve der Auflösung über dem Bildradius (Mitte=0 …. Ecke=100)

Außerdem Verzeichnung und CA. In meinen Vergleichstabellen kann das dann so aussehen:

Tabellen-Beispiel Auflösung

Gelegentlich kann die 3D-Darstellung der Auflösung über der Bildfläche noch zu weiteren Erkenntnissen beitragen. Hier ein Beispiel (dasselbe Objektiv, wie iden anderen Beispielen weiter oben und unten!):

Angén90f11_Merid+Sagit_3D
3D-Darstellung der meridionalen (links) und sagittalen (rechts) MTF50-Auflösungswerte 

Alle Messungen erfolgen an derselben Digitalkamera Sony A7Rm4 mit 60 MP-Sensor und E-Mount-Objektivanschluß unter stets gleicher Einstellung von Auflösung und kamerainterem RAW-Converter (z.B. Schärfung auf Wert „0“).

Soviel zur konkreten Messung der Qualität der optischen Systeme. Und damit wäre für fabrikneue Objektive an einer Kamera, für die die Optik hergestellt wurd, eigentlich alles gesagt.

Bei meinen Untersuchungen treten allerdings folgende Einflüsse auf:

a) Ich nehme hier die Messungen an historischen Objektiven vor, die bis zu 100 Jahre alt sein können. Die meisten davon sind in einem normalen Abnutzungs- und Alterungs-Zustand, wobei ich festhalten möchte, dass nur Objektive in ein Vergleichsprogramm aufgenommen werden, die keine starken Ablagerungen, Beläge und Separationen an Linsenflächen zeigen, die schon als „Schleier“ in Erscheinung treten. Staubpartikel im Inneren und mäßige Putzspuren sind nicht auszuschließen – aber alle geprüften Optiken erscheinen – auch mit einer LED-Punktlampe durchleuchtet – weitgehend klar! Welchen Einfluss die Alterung und „normale“ Verschmutzung auf die Messergebnisse haben kann ich nicht klären – ich schlage vor, dass man die Ergebnisse pragmatisch eben als das ansieht, was sie sind: nämlich die Eigenschaften (unterschiedlich) gealterter historischer optischer Geräte! Die Ergebnisse liefern allenfalls einen orientierenden Eindruck vom Auslegungs- und Neu-Zustand dieser Objektive. Da die Ergebnisse in vielen Fällen überraschend gut ausfallen, darf man die Dinge auch gerne so bestaunen, wie sie jetzt erscheinen. Ich kann mir kaum vorstellen, dass die Optiken durch die Alterung BESSER geworden sind…

b) Um die Objektive der unterschiedlichsten historischen Kamerasysteme (wie Exakta, Alpa, M42,…) an die Kamera mit E-Mount anzuschließen, wird ein ADAPTER benötigt. Damit tritt ein rein mechanisch-geometrisches Problem im Versuchsaufbau auf: nach meinen bisherigen Erfahrungen ist genau das die zweitgrößte Fehlerquelle bei den Versuchen, über die ich berichte. Weil der Adapter nun ein Bestandteil der Fassung des Objektives ist, verschlechtern sich oft Zentrierung und Ausrichtung der optischen Achse relativ zum digitalen Bildsensor.

Die IMATEST-Software liefert bezüglich dieses Problemes allerdings eine wichtige Hilfestellung:

Angén90f2,5_f11_Geometry
Analyse der Geometrie der Imatest-Bilddatei: in der untersten Zeile stehen die „Convergence angles“ in horizontaler und Vertikaler Richtung: wenn die Zahlenwerte hier „Null“ sind, ist die Ebene des Testbildes relativ zur Sensor-Ebene ideal parallel ausgerichtet (d.h. die Linien des Rasters schneiden sich im „Unendlichen“. Die Bildmitten müssen sich dann nicht exakt decken (s. dritte Zeile von unten: central square pixel shift).

Man kann dieses Analyse-Ergebnis benutzen, um den Meßaufbau mit dem jeweiligen Adapter  optimal auszurichten. Ich habe mir derzeit eine Toleranz von <0.1 Grad bei den Konvergenz-Winkeln gesetzt.

c) Die größte  – und leider nicht sicher abzuklärende – Fehlerquelle bei diesen Messungen an historischen Objektiven, die für die Benutzung mit „Analog-Film“ konstruiert wurden, ist die unbekannte Wechselwirkung zwischen Optik und Digital-Sensor („Digital-Tauglichkeit“).

Hier sehe ich aufgrund meiner Erfahrungen drei Haupt-Probleme:

c1) Mögliche Reflexionen zwischen einer oder mehreren Linsenflächen und der Sensoroberfläche. Das kann sich zonenweise als Kontrastminderung auswirken oder auch das Bild ganz gravierend stören. In meinem Blog-Beitrag über das Ernostar 100mm f2.0 habe ich eine solche Erscheinung beschrieben (mit dem 42 MP Sony-Sensor).

Ernostar (die 2.) – Streulicht-Problem auf Anolog-Film?

Dort bildete sich beim Abblenden über f5.6 ein großer, milchig aufgehellter Bereich in der Bildmitte. Am 24 MP-APSC-Sensor in der Fujifilm-X-T2 (bzw. X-Pro2) trat dieselbe Erscheinung nicht auf. Dabei habe ich auch untersucht, dass diese Erscheinung auf Analog-Film bei diesem Ernostar-Objektiv nicht auftrat.

c2) Anti-Aliasing-Filter als zusätzliche optische Elemente können einen nennenswerten Einfluß auf die Bildqualität nehmen. Das ist sehr anschaulich im Artikel von H.H.Nasse unter lenspire.zeiss.com beschrieben.

https://lenspire.zeiss.com/photo/app/uploads/2018/11/Nasse_Objektivnamen_Distagon.pdf

Allerdings besitzt die verwendete Sony A7Rm4 kein Anti-Aliasing Filter, sodass ich nicht davon ausgehe, dass es in meinen Untersuchungen diesen Einfluss gibt.

c3) Hintere Schnittweite (Abstand zwischen hinterstem Linsenscheitel und der Film/Sensor-Ebene) und daraus möglicherweise resultierende sehr flache Einfalls-Winkel der Strahlen auf den Sensor. Was der Film verkraftet (und zwangsweise mit starkem Helligkeitsabfall im Außenbereich des Bildes quittiert = starke Vignettierung) bekommt dem Sensor nicht: es kommt zu schlimmsten Einbrüchen der Auflösung und Farbübertragung! Auch das ist im Nasse-Artikel sehr anschaulich beschrieben!

Diese Erscheinung gilt grundsätzlich für alle (symmetrischen) Weitwinkelobjektive der Brennweite <35mm an Digitalsensoren, also meistens für die Weitwinkelobjektive mit Bildwinkel >70°, die für analoge Meßsucherkameras gebaut wurden. Für Retrofokus-Objektive gilt das nicht.

Ich rechne aber damit, dass es auch noch andere, unbekannte Wechselwirkungen zwischen Analog-Objektiv-Strahlengang und Digitalsensor gibt. Deshalb ist für mich die wichtigste Voraussetzung für die VERGLEICHBARKEIT von Messergebnissen mittels Digitalkamera, dass immer dieselbe Kamera dafür verwendet wird – mit immer gleichen Einstellungen des RAW-Converters.

Copyright Fotosaurier, Herbert Börger, Berlin, 07. März 2020

 

Sternstunden der Foto-Optik – Pierre Angénieux

Ein bemerkenswerter Unternehmer der französischen Optik-Industrie – in Deutschland (zu) wenig bekannt.

Bei einem Gespräch auf der Photokina 2018 stellte ich fest, dass selbst altgediente Foto-Experten bei uns mit dem Namen Angénieux wenig anzufangen wissen. Das hat mich motiviert, diesen Text über die phänomenalen Innovationen von Pierre Angénieux zu verfassen, der nach dem 2. Weltkrieg die wohl nachhaltigsten (Linsen-)Erfindungen für die heutige Foto- und Film-Optik hervorbrachte:

Binnen nur 6 Jahren schenkte er der Welt drei bedeutende Innovationen:

  1. Das erste Retrofokus-Weitwinkelobjektiv für SLR-Kameras (1950)
  2. Das erste Objektiv mit Lichtstärke 1:0.95 (1953)
  3. Das erste mechanisch kompensierte „echte“ Zoomobjektiv (1956)
Pierre Angénieux

Alle diese Innovationen waren, wie gesagt, auch noch außerordentlich nachhaltig: sie sind bis heute gültiger Bestandteil aktueller optischer Konstruktionen! Heute werden alle Zooms aller Hersteller nach dem seinerzeit von Angénieux durchgesetzten System (der mechanischen  Kompensation) hergestellt. Diese Nachhaltigkeit gilt auch für die 1935 von P.A. gegründete Firma – sie existiert bis heute (Thales-Angénieux)  und ist nach wie vor ein Leuchtturm in der Film-Branche, wenn auch die Foto-Objektive in den 1990er Jahren (ca. ab 1993) an der Schwelle des Übergangs der Kleinbild-Kamerasysteme zum Autofokus-System aufgegeben wurden – wohl zeitgleich mit der Übernahme der Firma durch den Thales-Konzern.

Ein Lebensweg, gesäumt von Innovationen und nachhaltigem Erfolg.

Dass Angénieux insbesondere von 1950 bis 1964 ein solches „Feuerwerk“ von mehreren innovativen Produktlinien als doch relativ kleiner Mittelständler parallel zueinander „abbrennen“ konnte, lag daran, dass er die Zeit des 2. Weltkrieges, als seine Firma auf militärische Produkte beschränkt war, klug für grundlegende Entwicklungen in der Optik-Berechnung nutzte und vermutlich ja auch Prototypen baute, diese aber geheim hielt: mit seinen eigenen neuen Berechnungsmethoden konnte er optische Systeme 10-fach schneller berechnen als es dem damaligen Stand der Technik entsprach – noch vor dem Einsatz von Computern! Angénieux war nämlich auch als Mathematiker begabt – und mehr noch: in vielen Fällen vertraute er seinem Gespür für die Sache – und hatte sehr of das RICHTIGE Gespür.

In vielen Quellen über Angénieux wird die Zusammenarbeit mit der NASA ab 1964 als weiteres (4.) Highlight in seiner Laufbahn aufgeführt. (Optiken waren in den Ranger 7- bis Apollo 11-Missionen (1969) zum Mond eingesetzt – später begleiteten Angénieux-Objektive auf Filmkameras jede Space Shuttle Mission bis 2011! ). Das ergab sich wohl aus seiner damaligen Innovationsführer-Rolle, führte aber meines Wissens nicht zur Schaffung spezieller Optik-Systeme für diesen Zweck (abgesehen davon, dass Objektive im Weltraum mit speziellen Fetten und Coating-Systemen produziert werden mussten, wenn sie im Vakuum funktionieren sollten, oder mechanisch für den Einsatz in der Schwerelosigkeit modifiziert werden mussten.). Immerhin aber: jedesmal, wenn jemand den ersten Schritt eines Menschen auf dem Mond sieht …. blickt er quasi durch ein Angenieux-Objektiv auf diese Szene. Ein äußerst prestigeträchtiger Umstand, der sich in diesem Jahr (2019) gerade zum 50sten mal jährt!

Die primären Anwendungsbereiche, die Angénieux seinerzeit im Auge hatte, waren Cine-Objekive: für Filmkameras für die professionellen 16 mm und 35 mm-Formate – aber auch für 8 mm, Super8 und TV. Stets wurden aber auch zeitnah Objektive für Fotokameras (Kleinbild-Format) gerechnet und auch in Massen produziert. (Für die, die es nicht wissen: das 35 mm-Cine-Format hat ein deutlich kleineres Bildformat (16 mm x 22 mm – also etwa wie APS-C heute) als das (angelsächsisch) auch mit „35 mm“ bezeichnete Kleinbild-Format 24 mm x 36 mm.).

Die großen Verdienste für die optischen Systeme an Filmkameras fanden denn auch große Anerkennung in der Branche: P. Angénieux erhielt zwei „Acamedy Awards“ (vulgo: „Oscar“ genannt): Den ersten Oscar für das erste 10-fach Zoom 1964, den zweiten für sein Lebenswerk 1990. (Wer in der Award-Liste der Academy im Internet nachsehen will: dort steht er bei den Verleihungen des Jahres 1965…)

Versetzen wir uns in das Jahr 1945 (mein Geburtsjahr!): ein nun schon nicht mehr ganz so junger Optik-Ingenieur und Unternehmer (*1907) sitzt in seinem Heimatort Saint-Héand (südlich von Lion) und wartet nach dem Ende des Krieges auf seine Chance. Seine Ausbildung hat er beim französischen „Papst“ für Film-Optik – Henri Chrétien (Designer des Cinemascope-Systems) – genossen und dann von 1930 – 1935 bei dem Weltmarktführer für optisches Film-Equipment – Pathé – als Optik-Ingenieur wertvolle Erfahrungen – und vor allem Kontakte mit der filmschaffenden Industrie erworben. Nebenbei war er schon seit 1932 zeitweise selbständig tätig (A.S.I.O.M.).

Eine seiner sehr wenigen Zitate über sich selbst lautete: „Ich habe niemals für einen Chef gearbeitet.“ Er selbst mochte es nicht, wenn man über ihn sprach. Folglich äußerte es sich sehr selten öffentlich. Es gibt daher fast keine „Primär-Quellen“ über sein Werk. Er war ein Mensch, der seiner selbst sicher war – diskret, aber nicht bescheiden. Er hatte ein Gespür für die Märkte von Morgen – oft lange vor anderen – und dabei einen Sinn für den Moment, in dem es opportun ist, Produkte zu lancieren. Ein anderes der sehr seltenen Zitate aus seinem Munde:

„Ich hatte ein außergewöhnliches Leben – ich habe immer getan, was ich liebte – und es ist mir alles gelungen!“

Er war eher nicht der Tüftler-Erfinder, der in seiner Kammer (oder dem Elfenbeinturm) etwas erdenkt und dann hervortritt, um die Welt damit zu beglücken. Zwar nutzte er die ansonsten für zivile Innovationen verlorene Zeit des 2. Weltkrieges, um in St. Héand ganz für sich bahnbrechende optische Ideen „im stillen Kämmerlein“ voranzutreiben, aber da hatte er längst mit wichtigen Filmschaffenden eng zusammengearbeitet. Ab 1930 war er ja bei Pathé mit der Crême de la Crême der französischen Filmbranche in Kontakt gewesen und wusste direkt von den Kreativen – Kameraleuten und Regisseuren – was die haben wollten, was die sich von der Technik wünschten. Und die Regisseure trafen auf jemanden, der sie verstand und das Potential hatte, ihre Vorstellungen zu realisieren – ohne auf die Interessen eines Konzerns Rücksicht nehmen zu müssen.

D.h. Angénieux startete mit dem Wissen und Verstehen der Markt-Bedürfnisse. Es wird berichtet, dass schon seine erstes Retrofocus-Weitwinkel-Objektive für 16 mm- und 35 mm-Film (10 mm f1.8/ 18,5 mm f2.2) in der Branche große Begeisterung auslösten, weil sie den Regisseuren völlig neue Blickperspektiven ermöglichte. Orson Welles hat damals umgehend mehrere Filme mit nur (oder überwiegend) diesem einen Objektiv auf der Kamera gedreht. Ähnliche Berichte gibt es über das ultralichtstarke 10 mm f0.95. Man kann wohl ohne Übertreibung sagen, das die optischen Innovationen Angénieux’ in der Entwicklung des „Looks“ des neuen französischen Films kurz nach dem 2. Weltkrieg (New Wave und Cinéma Vérité) einen bedeutenden Anteil hatten. Das geht eindeutig aus vielen Aussagen der damals führenden Kameramänner hervor und dies hat in der Folge den Ruf der Produkte des Unternehmens bei den Fachleuten weltweit gefördert!

Angénieux’ Innovations-Drang machte dabei nicht Halt bei dem Objektiv-Linsenschema im engeren Sinne. Er hatte auch immer die ganze Kamera und die Arbeitsweise der Nutzer im Blick: so integrierte er schon in das erste 10-fach-Zoom für 16mm-Filmkameras (12-120 mm f2.2) in den Objektiv-Strahlengang einen Strahlenteiler, an dem seitlich ein Sucher-Strahlengang „ausgeschleust“ war. So wurde durch Wegfall des großen und voluminösen Suchers an der Kamera selbst das ganze Gerät leichter, kompakter, präziser und bedienungsfreundlicher.  Macht man dem Kameramann die Arbeit mit der Ausrüstung leichter, wird er diese lieben, denn er kann sich auf das Wesentliche besser und schneller konzentrieren! Vermutlich waren es genau diese „gesamtheitlichen“ Sichtweise des Ingenieurs Angénieux, die den schnellen und großen Erfolg beförderten.

Daraus darf man nicht schließen, dass Angénieux die Foto-Optik stiefmütterlich behandelt hätte: schon als die ALPA Reflex 1939 als zweite SLR nach der Kine Exakta auf den Markt kam, war sie mit Normalobjektiven  50 mm f2.9 oder 50 mm f1.8 von P.Angénieux ausgestattet. Dutzende  Consumer-Kameras von 6 x 9 cm bis Kleinbild wurden in großen Mengen mit Angénieux-Optiken ausgestattet – besonders auch bei Kodak-Pathé.

Auch der Lebensabend dieses ungewöhnlichen Menschen verlief anders als man es von solchen unternehmerischen Lichtgestalten gewöhnt ist: Er klammerte sich nicht bis an das Lebensende an sein „Baby“, sondern gab, nachdem er alles erreicht hatte auf dem Höhepunkt des Erfolges seiner Zoom-Objektive mit 67 Jahren im Jahr 1974 die Leitung der Firma an Schwiegersohn und Sohn ab. Im Ruhestand schrieb er sogar einen Roman. Die Firma wurde 1993 schließlich – nach einem kurzen Intermezzo mit Essilor als Mehrheitseigner – an den Thales-Konzern verkauft und existiert bis heute erfolgreich als Thales-Angénieux. Pierre Angénieux starb 1998 mit 90 Jahren.

Am Ende des Textes habe ich eine Übersichtstabelle über die wichtigsten Innovations-Schritte durch Angénieux angefügt. Darin sind weitere Innovationen in Militär- und Medizin-Technik noch gar nicht berücksichtigt (erstes Head-up-Display, Schattelose OP-Kaltlichtquellen etc.).

Ich möchte noch erwähnen, dass es eine zweite sehr wichtige Persönlichkeit im Hause Angénieux gab, der sicher erheblicher Anteil an der Erfolgsgeschichte zu kommt: André Masson (*1921), der 1951 in die Firma eintrat und ebenso ein äußerst fähiger Optik-Ingenieur war. Er hatte zuvor in der Forschung am Konzept der MTF (Modulationstransferfunktion zur qualitativen Beurteilung von komplexen Linsensystemen) gearbeitet und dies in Frankreich parallel zu den Zeiss-Koryphäen Hansen und Kinder (1943) entwickelt. Dieses System bildete dort genau wie bei Zeiss die Grundlage der optischen Qualität. Die Foto-Zooms, die ich besitze, wurden mit einem MTF-Diagramm ausgeliefert in das der Messwert dieses Objektivs bei  20 L/mm von Hand eingetragen ist – in allen Fällen liegt dieser Punkt deutlich über der angegebenen „mittleren“ MTF-Kurve.

André Masson war dann später bis zu seinem Ruhestand 1991 Generaldirektor bei Angénieux.

Ich erlaube mir an dieser Stelle noch einige tiefere Bemerkungen zu diesem „Phänomen Angénieux“, wie es sich nach intensivem Studium mir heute darstellt: ich habe zuvor bereits den Begriff „Nachhaltigkeit“ mit einer Vielzahl seiner Erfindungen in Verbindung gebracht. Wir haben es offensichtlich mit einem Ideal- und Glücks-Fall eines Mathematiker-Ingenieur-Marktversteher-Unternehmers zu tun, der oft das WESENTLICHE sah und dies dann auch aufgrund seiner Talente leisten und umsetzen konnte. Umgekehrt bedeutete dies, dass er – zumindest in der Anfangszeit – nicht immense Mengen Zeit und Geld in die Vermarktung der Produkte stecken musste – vielmehr riß man ihm seine Produkte bereits im Prototyp-Stadium aus den Händen! Regisseurinnen und Regisseure drehten mehrfach bereits Filme mit Objektiv-Prototypen, ehe die Objektive offiziell in die Produktion gegangen waren – und wirkten damit auch an der Erprobung der Produkte mit, die dann vor der Aufnahme der Serienproduktion noch angepasst werden konnten. Kann man sich eine privilegiertere Position vorstellen? Man kann auch seine Begeisterung für den Film gut verstehen: diese Welt bot Glamour… dem er sich selbst als Person allerdings konsequent entzog.

Meine persönlichen Erfahrungen mit Angénieux-Optiken.

Mit dem oben beschriebenen Wissen bin ich nicht auf die Welt gekommen. Als sich bei mir die Liebe zu Fotografie und Optik in den 60er Jahren zunehmend manifestierte, hatte Pierre Angénieux persönlich sein Lebenswerk schon fast vollendet… Geprägt durch die sehr frühen Erfahrungen mit der Contaflex II meines Vaters und die Liebe zur Natur- und Makro-Fotografie, ergab sich fast zwangsläufig meine Orientierung zur Spiegelreflex-Technik, die in der ersten Station natürlich bei EXAKTA (Varex IIb) münden musste. Schon damals hätte ich durchaus Angénieux-Objektive an meiner Exakta verwenden können – sie hatten damals einen Ruf wie Donnerhall… da ich mir aber als Student nicht einmal die hervorragenden original Zeiss-Jena-Boliden leisten konnte, war ich durchaus glücklich mit meinen Enna- und Isco-Linsen (das nannte man damals noch nicht „third-party-lenses“ sondern einfach „Fremdhersteller-Objektive“).

Praktischer Zugang zu den Meisterstücken des P. Angénieux ergab sich für mich erstmals zufällig im Jahr 2004. Ich experimentierte damals viel mit grandiosen älteren Analog-Objektiven aus den Baureihen Leica R, (Zeiss) Contax C/Y, Olympus OM und hatte alle nötigen Adapter für die Canon EOS 10d (und konnte Nikon-Optiken auch an der Kodak DCS Pro 14n mit 14 MP verwenden). Damals lieh mir ein Foto-Freund sein Angénieux-Zoom 45-90 mm f2.8, das mechanisch schon sehr stark abgenutzt war (zu diesem Zeitpunkt ja auch schon 22-33 Jahre alt….).

Schon der Blick durch den Sucher war eine Überraschung für mich, als ich sofort den hohen Kontrast des Sucherbildes wahrnahm. Die damit gemachten Aufnahmen bestätigten diesen Eindruck dann in vollem Umfang.

Angénieux-Optiken für Foto-Anwendungen.

Angénieux 45-90mm f2,8

Bild 1: Das erste Angénieux Foto-Zoom 45-90 f2.8 für Leicaflex 1968-1980 exklusiv für Leica in Leica-Design (Leica-Ref. 11930) – hier an der Leica R8

Angénieux-Festbrennweiten

Bild 2: Meine Angénieux Festbrennweiten (alle für ALPA) v.l.n.r.: 28 mm f3.5 (1953), 24 mm f3.5 (1957), 90 mm f2.5, 180 mm f4.5 – rechts das 90er-Jahre-APO-Tele 180 mm f2.3 mit Leica R-Anschluss – inzwischen ist das Retrofocus 35mm f2.5 für Exakta hinzu gekommen …

Angénieux Foto-ZoomsBild 25.01.20 um 23.02

Bild 3: Meine Angénieux-Zoom-Objektive v.l.n.r.: 45-90 mm f2.8 (1969-1982), 35-70 mm f2.5-3.3 (1982), 70-210 mm f3.5 und 28-70 mm f2.6 AF (1990) (2.v.r. – hier für Nikon)

In diesem Blog (fotosaurier.de) werde ich die Qualität dieser Objektive im Vergleich mit zeitgenössischen und modernen Optiken anderer Hersteller näher untersuchen und vergleichen.

Das ursprüngliche „R1“ genannte erste Weitwinkel 35 mm f/2.5 hat es laut Ponts Monografie (Lit.1) für ALPA nicht gegeben …. 

Die Liste der Foto-Zoom-Objektive nimmt sich im Vergleich zu dem „Feuerwerk“ von Zoom-Modellen für den Cine-Bereich bescheiden aus. Patrice-Hervé Pont führt in seiner Monografie für 8 mm-, 16 mm- und 35 mm-Filmkameras und TV-Kameras 101 Modelle (bis zum Jahr 2002) auf – die speziellen Modifikationen (u.a. für Anamorphot-Vorsätze und die Raumfahrt) nicht mitgerechnet… Daran sieht man deutlich, welche Prioritäten die Firma – nachvollziehbar aus geschäftlichen Gründen! – setzte. Für die verschiedenen Cine- und TV-Formate gab es immerhin auch 29 Festbrennweiten, wovon eine – das Retrofocus-Objektiv „R7“ – 5,6 mm f1,8 mit 94° Bildwinkel für Cine16mm noch bis nach dem Jahr 2000 gefertigt wurde.

a – Retrofokus-Objektive:

Diesen Begriff hat Angénieux für das schon länger bekannte „reverse telephoto design“ (also „umgekehrtes Tele-Objektiv“) eingeführt. Schon Cooke Optics war bei seinen Objektiven für das Technicolor-Verfahren (ab ca. 1922) wegen des zwischen Objektiv und Film stehenden Strahlenteilers gezwungen Objektive mit im Verhältnis zur Brennweite vergrößertem filmseitigen Abstand zu schaffen – die „Panchro Lenses“. Schon 1930 hatte H.W.Lee (für Tayler, Tayler & Hobson) sein inverted telephoto design patentiert (für 50° Bildwinkel und f/2.0).

Bis zum Beginn des 2. Weltkrieges gab es erst drei serienmäßige Kleinbild-Spiegelreflex-Modelle (35mm-SLR): die Kine-Exakta (1933/34) und die Praktiflex (1936) aus Deutschland und die schweizerische ALPA Reflex (1944). Aber schon damals war der Fachwelt klar, dass das SLR-Prinzip viele grundsätzliche Vorteile gegenüber der Sucherkamera hätte – wenn nur nicht der Platzbedarf für den Schwenkspiegel zwischen Film und Objektivrückseite wäre! Diese Situation beschränkte zunächst den Einsatz von  Weitwinkelobjektiven kurzer Brennweite (<45 mm bei Kleinbild). Angénieux hatte das Erscheinen der Alpa-Reflex-Kamera mit ihrem (bis heute) kleinsten Auflagemaß aller SLR-Kameras (37,8 mm gegenüber typischerweise 44-45 mm!) noch vor der Schaffung der Retrofocus-Lösung dazu benutzt, für diese Kamera ein Objektiv 35mm f3.5 heraus zu bringen, das nicht mit dem Spiegel kollidierte -das ist  meines Wissens ein einmaliger Fall geblieben, sonst war bei 40 mm Schluss.

Die für die Sucherkameras üblichen Weitwinkel-Konstruktionen wurden daher anfangs mit hochgeklapptem Spiegel (und Aufsteck-Sucher) benutzt, da sie tief in die Kamera hineinragen mussten.. Es war also eine absolut dringende Problemstellung, Lösungen für den SLR-konstruktionsbedingten größeren Abstand bis zur Filmebene für Weitwinkelobjektive zu finden. Daher verwundert es nicht, dass dafür praktisch zeitgleich identische Lösungen erschienen – zeitlich hatte Angénieux mit seinem Patent vom 29.7.1950 allerdings die Nase vorne.

Angénieux Retrofocus-Patent 1953
Bild 4: Retrofocus-Patent P.Angénieux von 1950

Das erste Angénieux-Retrofokus-Objektiv (R1 – 35 mm f2.5) wurde zeitgleich mit dem Patent 1950 angekündigt. Ab 1953 wurde dieser Objektiv-Typ für SLR-Kameras bei Angénieux in Serie produziert – in GROSSSERIE! – 45.000 Optiken verließen jährlich das Werk, 40% davon nach USA.

Angénieux35f2,5_900

Bild 5: Erstes Retrofokus-Weitwinkel für SLR-Kameras – P.Angénieux  R1 35mm f2.5 in Fassung für Exakta

1953 wurde auch schon das 28 mm f3.5 (R11) vorgestellt und 1957 kam das 24 mm f3.5 für SLR-Fotokameras heraus.

Bereits 1951 waren das 10 mm f1.8 (R21) für das 16mm-Cine-Format und das 18 mm f2.2 (R2) für 35 mm-Cine vorgestellt – jene Optiken die schlagartig in der französischen Filmindustrie mit dem neuen Blickwinkel für Furore sorgten. Die Objektive für Filmkameras fanden dabei oft schon als Einzelstücke sofort in Filmproduktionen berühmter Regisseure Eingang, ehe überhaupt die Serienproduktion begonnen hatte.

Ehrlich gesagt, gehört das Retrofokus-Prinzip aus meiner Sicht eigentlich nicht zu den so dramatisch schwierigen Aufgaben der Foto-Technik.

Noch einmal zurück zur Aufgabe: die Schnittweite der üblichen Weitwinkel-Objektive für Messsucher-Kameras wie Leica ist zu kurz, da der Schwenkspiegel hinter dem Objektiv bei den SLR-Kameras mindestens 37 mm Schnittweite erforderte. Beim Auge würde man sagen: es ist „kurzsichtig“ – und verpasste ihm (mindestens seit dem 17. Jahrhundert) eine Zerstreuungslinse als „Brille“. Genau das ist in der „Fig.1“ des Patentes auch zu sehen: eine negative Meniskus-Linse in größerem Abstand vor einem Tessar-Grundobjektiv. Das ist eine Lösung, auf die ein Optik-Ingenieur leicht kommen kann  – oder? Bei dieser einfachsten Variante (sie reichte für ein 35 mm-Weitwinkel aus) liegt der Mittelpunkt der vorgesetzten Zerstreuungslinse genau im vorderen Brennpunkt des Grundobjektivs. Dadurch bleibt die Brennweite des Grundobjektivs erhalten, nur die Schnittweite vergrößert sich.

Ganz so einfach, wie ich den grundsätzlichen „Trick mit der Kurzsichtigkeits-Brille“ beschrieben habe, ist die Lösung allerdings bei weitem nicht – jedenfalls nicht, wenn eine sehr gute Bildqualität angestrebt wird. Durch das vorgesetzte Zerstreuungsglied wird das Objektiv nun stark unsymmetrisch, verglichen mit dem meistens ziemlich symmetrischen Grundobjektiv. Dadurch werden alle Abbildungsfehler erheblich vergrößert. Es mussten zusätzlich Korrekturglieder eingeführt werden zusätzlich zur Modifikation des Grundobjektivs selbst. In den 50er Jahren hatten daher die ersten Retrofokus-Designs meist 6-7 Linsen, je nach Lichtstärke. Anfang der 60er Jahre hatten gute Retrofokus-Weitwinkel für Kleinbild (24/25 mm, 20/21 mm) 9 oder 10 Linsen. Ohne die reflexmindernde Vergütung der Linsen wäre das zuvor praktisch gar nicht möglich gewesen! Und es brauchte für eine ausgezeichnete Korrektur und höhere Lichtstärke dann auch neuere höher brechende Glassorten, um die Aufgabe gut zu lösen.

Gleichzeitig mit Angénieux haben allerdings die Ingenieure anderer Firmen auch daran gearbeitet: von Zeiss Jena weiß man gesichert, dass 1950 bereits eine Nullserie des 35 mm f2.8 Retrofokus-Weitwinkelobjektivs „Flektogon“ existierte – auch wenn der Designer Dr. Harry Zöllner das Patent erst am 8.3.1953 angemeldet hat – etwa zum Zeitpunkt der Produktionsaufnahme, die fast zeitgleich mit Angénieux war. Ich bin ziemlich sicher, dass es sich um unabhängige Parallelentwicklungen handelte: erstens wegen des gesicherten Zeitrahmens der Flektogon-Nullserie 1950 und zweitens wegen der großen Verschiedenheit des beim Flektogon verwendeten Grundobjektivs.

Auf dem Sektor Retrofokus bestand also offensichtlich 1950-1953 noch Gleichstand zwischen Saint-Héand und Jena – deshalb will ich auch die damals beteiligten Optik-Ingenieure aus Jena hier ausdrücklich erwähnen. Die Schöpfer des Jena-Flektogon waren Dr. Harry Zöllner und Rudolf Solisch.

Zeiss West kam etwas später mit dem gleichen Konzept unter dem Markennamen „Distagon“ auf den Markt (allerdings zuerst für Hasselblad 6×6 1954 und 1956 – dann ab 1958 mit dem 35mm f4 für die Contarex). 

In diesem Zusammenhang soll eine dubiose Verschwörungstheorie nicht unerwähnt bleiben, die meines Wissens von Rudolf Kingslake in die Welt gesetzt wurde: demnach sei das Retrofokus-Prinzip ausschließlich bei Zeiss entwickelt worden – und das Know-How (ein Patent existierte vorher weder bei Zeiss in Jena noch bei Zeiss-Ikon in Stuttgart!) nach dem Krieg als „Reparations-Leistung“ an Angénieux gelangt! Ganz davon abgesehen, dass der Vorgang an sich ein absurdes Konstrukt darstellt: aus Jena, das nach dem Krieg als erste mit Retrofokus aktiv wurde, sind Reparationsleitungen sicher – wenn überhaupt – nur nach Russland gegangen. Mir erscheint es wesentlich wahrscheinlicher, dass es hier um eine „Spitze“ eines britischen Autors gegen französische Spitzenleistungen handeln könnte. (The never ending story…)

Präzise läßt sich dagegen nachverfolgen, wie kurz nach der Vorstellung des Jena-Flektogons das Retrofokus-Prinzip in Westdeutschland bei der Firma ISCO in Göttingen (24 mm f4) auftauchte: der Jenaer Miterfinder Rudolf Solisch war in den Westen gegangen und ist als einer der Erfinder des ISCO-Patentes genannt. Dieses sehr frühe 24 mm-Weitwinkel hatte allerdings bei weitem nicht die hohe optische Qualität des Angénieux-Objektivs (24 mm f3.5!) – und hier könnte man den Kreis schließen: warum sollte  jemand, der nur „Nachahmer“ eines Originals ist, auf Anhieb ein so viel besseres Produkt entwickeln können als der Besitzer des Original-Wissens?

in den 50er Jahren und bis Mitte der 60er war Angénieux‘ großer Vorsprung durch die eigene – bis zu 10-mal schnellere Berechnungsmethode ohne Computer besonders wirksam: beide Zeiss-Firmen (Ost und west) taten sich anfangs schwer mit den unsymmetrischen Konstruktionen und brauchten 2-3 Anläufe um eine wirklich gute Optik herzustellen. Währenddessen lieferte Angénieux nur einmal und dann gleich richtig gut. Die Optiken wurden in der Folge nie überarbeitet. Allerdings verlor ja ganz offensichtlich Angénieux sehr bald das Interesse an den Festbrennweiten – zugunsten der der extrem erfolgreichen Zooms. Mit der fortschreitenden Computeranwendung verlor sich dann auch bald der „Geschwindigkeitsvorteil“ aus den 1950er Jahren.

Die 20 mm-Brennweite (oder kürzer) wurde von Angénieux dann für das Foto-Kleinbild-Format nicht mehr auf den Markt gebracht – wohl aber das entsprechende Modell „R7“ (5,9 mm f1.8 – 10 Linsen) für das Cine-16mm-Format (1967). Dieses wurde als einzige Cine-Festbrennweite noch bis zum Jahr 2000 geliefert. Vermutlich hat der in den 60er Jahren von Angénieux losgetretene Boom bei den Zoom-Objektiven alle Kapazitäten absorbiert bzw. der eintretende wirtschaftliche Erfolg der hochwertigen professionellen Zoom-Produkte für Film-Kameras das Interesse am Foto-Segment in den Hintergrund treten lassen.

b – Die Lichtstärke 1:0.95 „Type M1“ (1953):

Schon in den 30er Jahren des 20. Jh. gab es das „Rennen“ um die „schnellsten“ Linsen: das Ernostar war der erste Schritt – der Doppel-Gauss-Typ die alternative Route. Es setzte sich die Weiterentwicklung des Ernostar zum „Sonnar“ (Bertele) bis f1.5 durch – einfach deswegen, weil es eine gute Lösung mit der geringsten Zahl von Glas-Luft-Flächen bot: die Vergütung war noch nicht Stand der Technik! Es gab Ansätze und Patentanmeldungen bis f1.1 (Lee-lens), 1934, oder Farron f1.2 von Tronnier oder ein Xenon f1.5 von 1932 – aber es war für normale fotografische Zwecke nicht realisierbar wegen des Streulicht-Problems ohne Vergütung. Einzig als Gauss-Typ in Serie realisiert wurde meines Wissens vor dem 2. Weltkrieg das Biotar von Carl Zeiss (75 mm f1.5) – praktisch zeitgleich mit der Einführung der Einschicht-Linsen-Vergütung ab 1936. Sonst war Sonnar der Standard. Spezial-Objektive (Doppel-Gauss) waren bereits Realität für die fotografische Aufzeichnung von Oszilloskop- oder Röntgen-Aufnahmen bei denen das Streulicht-Problem vermeidbar war: z.B. Leitz Summar 75 mm f0.85!!! Eine respektable Bildqualität war aber auch bei diesen Objektiven erst ab f1.2 zu realisieren, da einfach auch noch die geeigneten Glassorten fehlten.

Hier konnte Angénieux gleich nach dem Kriegsende seine enorme Leistungsfähigkeit bei der Optik-Berechnung ausspielen: parallel zu den ersten Retrofokus-Objektiven schuf er die erste großserienfähige Objektivserie mit Lichtstärke 1:0.95 – offensichtlich bewusst kleiner als 1.0 angesetzt, wegen des damit verbundenen  Prestige-Anspruches: Das Lichtbündel hat einen größeren Durchmesser als die Brennweite! Und das können wir beherrschen! Die Patentanmeldung ist von 1953 und die Versionen 10 mm f0.95 (für 16 mm Cine-Format) und 25 mm f0.95 (für 35 mm-Filmformat) – wurden auch sofort bei der Filmarbeit  eingesetzt: das Objektiv passte ideal zum Aufbruch des „cinéma vérité“ in Frankreich.

Angénieux M1 f0,95

Bild 4: Ultra-Lichtstarkes Objektiv Angénieux „M1“ mit f0.95

Damit konnte man gegebenenfalls sogar ohne Drehgenehmigung (mit der Handkamera) in der Metro filmen!

Das 25 mm f0.95 war dann in jenen legendären NASA-Raumfahrt-Missionen Ranger7 bis Ranger8 (ab 31.7.1964) für die TV-Bilder von der Mondoberfläche beim Sturz der Sonden auf die Mondoberfläche eingesetzt

Das Objektiv 10 mm f0.95 (entsprechend photometrisch T1.1 !) wurde in großen Stückzahlen für Bell&Howell-Filmkameras vertrieben.

Es handelte sich um ein (8-linsiges) Doppelgauss-Objektiv (s. Bild oben).

1960 kam auch das 50 mm f0.95 (M1) dazu – ich habe aber im Blog „Street Silhouettes“ den Hinweis gefunden, dass es auch eigentlich ein Cine-Objektiv sein soll, das den Kleinbild-Bildkreis nur knapp auszeichnet. Das Buch von PONT bestätigt das: es ist für Cine 35mm gerechnet. Ich besitze das Objektiv selbst nicht und habe auch keine eigenen Erfahrungen damit. Wahrscheinlich läßt es sich nur an spiegellosen Kameras bis Unendlich fokussieren.

Damit scheint Pierre Angénieux das Kapitel der ultra-lichtstarken Optiken hinter sich gelassen zu haben – mir sind auch für später keine weiteren hoch-lichtstarken Angénieux-Objektive bekannt.

Danach begann allerdings im internationalen Bereich das Rennen um die prestigeträchtigen hochlichtstarken Boliden für Kleinbildkameras erst richtig – zunächst noch für Meßsucherkameras: 1956 mit dem 50 mm f1.1 von Zunow und Nikon – Canon auch 1956 erst mit 50 f1.2 – und dann 1961 mit dem legendären 50 mm f0.95…mit Hilfe der Linsenvergütung nun alle mit erweiterten Doppel-Gauss-Modifikationen.

Erst in den 1970ern waren dann die Glassorten (z.B. mit anormaler Dispersion) verfügbar, um bei diesen „Lichtriesen“ wirklich gute Abbildungseigenschaften zu erreichen. Heute können sie „scharf“ bis zum Rand sein – hauptsächlich wegen des Einsatzes von asphärischen Linsen und auch immer neuer Glassorten.

c – Zoom-Objektive:

Die dritte Innovation des P.Angénieux nach weiteren drei Jahren – 1956 – war die bedeutendste und ebenso nachhaltig bis heute wirksame, wie das Retrofokus-Prinzip: das Zoom-Objektiv mit mechanischer Kompensation.

Wie die meisten Vorläufer-Entwicklungen für Objektive mit variabler Brennweite zielte auch diese primär auf cinematografische Anwendungen. Schon Ende des 19. Jh. gab es erste Ideen und Versuche mit Objektiven variabler Brennweite (Dallmeyer, USA). Allererste Anfänge lagen in Fernrohren mit variabler Vergrößerung (1880, Donders, Barlow). Die „Gummilinse“ war ja auch ein viel zu schöner Traum, um ihn NICHT zu träumen!

Erste optische Designs konnten durch Verschieben einer Linse oder Linsen-Gruppe die Brennweite variieren. Das Objektiv musste danach neu fokussiert werden. Ein kontinuierliches variieren mit konstanter Bildschärfe war nicht möglich.

1950 entwarf R.Cuvillier bei SOM Berthiot ein solches System mit optischer Kompensation, das Pan Cinor 20-60 mm f2.8 für das 16 mm Cine-Format. Diese erste professionelle Optik war weltweit sofort sehr erfolgreich (100.000 Pan Cinor in 1962 – es gab dann auch noch ein 17-85 f2). Es ist üblich, derartige Systeme als „Varifokal-Objektive“ zu bezeichnen, denn der Begriff „Zoom-Objektiv“ wurde erst später eben genau für das Angénieux’sche System geprägt. Nachdem sich Angénieux’ System durchgesetzt hatte, wurde das Pan-Cinor Anfang der 1970er Jahre eingestellt.

Angenieux hat als guter Mathematiker mit seinen Berechnungsmethoden schnell erkannt, dass das optische System des Pan Cinor auf maximal 4-faches Brennweitenverhältnis und mäßige Lichtstärken limitiert sein würde, was er für nicht ausreichend erachtete.

Er schuf ein „mechanisch kompensiertes“ Linsen-System, bei dem synchron und mechanisch exakt gesteuert, zwei Linsengruppen gleichzeitig „differentiell“ verschoben wurden: eine variiert die Brennweite („Variator“), die andere refokussiert gleichzeitig auf die konstante Fokal-Ebene („Compensator“). Auch dieses System hatte Vorläufer (Busch Vario Glaukar 25-80 und Cooke Varo 40-120 mm, alle für Cine-Anwendungen).

Bis heute beruhen alle Zoom-Objektive ausschließlich auf diesem Prinzip, das Pierre Angénieux durchgesetzt hat!

Auch hier will ich nicht unterschlagen, dass es auch Autoren gibt, die die Innovationsleistung  von Pierre Angénieux beim Zoom-Objektiv eher gering einschätzen: der britische Technik-Historiker Nick Hall sagt in seiner „Zoom Lens History“ (Zitat): „However, it would be a mistake to think that the Angénieux lenses represented a radical breakthrough: they were, instead, an incremental development, building on earlier devices (such as the Pan Cinor), and it seems unlikely that they would have caught on as quickly as they did in Hollywood had the Zoomar and Pan Cinor lenses not paved the way in film and television.“

Diese Aussage in Bezug auf das „Pan-Cinor“ ist falsch – der Rest des Satzes stimmt wohl insofern, als das Thema „ZOOM“ einfach schon lange im Raum stand – und dringend einer echten Lösung harrte – die Angénieux lieferte. Angesichts der Durchsetzung des Angénieux-Produktes und der Jahrzehntelangen technischen Überlegenheit der Angénieux-Zooms erscheint mir Hills Aussage unangemessen. Erneut eine Spitze eines britischen Autors gegen die französische Koryphäe? Ich habe noch nicht überprüft was Kingslake (den Hill sehr verehrt) zum Thema Angénieux-Zoom geschrieben hat…

Das 1956 vorgestellte und patentierte Objektiv war ein 17-68 mm T2.2 für das 16 mm Cine-Format. Es wurde ab 1958 ausgeliefert und veränderte in der Folge radikal die Bauform der Filmkameras. Schon 1961 wurde das 12-120 mm T2.2 ausgeliefert, das sofort massiv und weltweit für journalistische Arbeit, Reportage- und Dokumentations-Aufgaben eingesetzt wurde. Es wurde zum meistverkauften 16mm-Cine-Zoomobjektiv aller Zeiten.

Andere Zoom-Objektive für 16 mm-Cine-Format waren:

1963: 15-150 mm f/1.9-2.8 1964: 12-240 mm f/3.5-4.8 1965: 9.5-95 mm f/2.2 1966: 12.5-75 mm f/2.2 1967: 10-120 mm f/1.8 1967: 20-240 mm f/2.2 1971: 9.5-57 mm f/1.6-2.2 1977: 10-150 mm f/2-2.2 und 16-44 mm f/0.95-1.1

Schon 1962 folgte das 25-250 mm T3.2 für das 35 mm-Cine-Format, für das Angénieux bereits 1964 den ersten Academy-Award („Oscar“) erhielt. Es wurde in dieser Form 23 Jahre lang produziert ehe es 1985 durch das 25-250 mm f3.2-f4.0 abgelöst wurde. (Da hatte Pierre Angénieux sich bereits seit über 10 Jahren aus der Firma zurück gezogen… das, was er geschaffen hatte, war offensichtlich von Bestand – bis heute.)

Die totale Überlegenheit, die Angénieux mit diesen Zoom-Objektiven erreichte, wird durch die Tatsache verdeutlicht, dass der bedeutendste Konkurrent, Cooke, erst 1978 mit einem konkurrenzfähigen Objektiv heraus kam: dem Cooke Super Cine Varotal 25-250 mm f2.8.

Später gab es ein Rennen um die größte Zoom-Spannweite, die für TV-Kameras besonders nützlich war: hier hatte Angénieux gegenüber Berthiot stets “die Nase vorn“: 1976/77 mit 42-fach Zoom (speziell für die Olympischen Spiele in Moskau 1980 vorgesehen): 15-630 mm in einem Zoom! Dann 1994 mit 72-fach Zoom! Für militärische Zwecke (Fa. Raytheon, USA) wurden bereits zwei Exemplare eines 100x-Zooms (mit 3 Metern Baulänge!) im Jahr 1985 hergestellt!

Ein anderes, noch früheres 35mm-Zoom war das 35-140 mm T3.5, das bereits 1961 von Godard und Truffaut eingesetzt wurde, und für das sofort bei Erscheinen das Anamorphot-System („Franscope“) eines befreundeten Ingenieurs zur Verfügung stand. Später integrierte Angénieux selbst Anamorphot-Systeme in die eigenen Objektive.

Einer der bedeutendsten Kameramänner jener Tage, Willy Kurant, hat sich ausführlich über diese Konstellation geäußert (Lit.*): “I shot my first feature for Agnes Varda, The Creatures, in Black & White, Anamorphic, with a 35-140 mm Angénieux zoom converted to Franscope by the Fellous brothers and Dicop. Roger Fellous, who had worked with me as an assistant, came to my house to calibrate the lens on the camera. We used this one anamorphic lens for the entire movie. It was of excellent quality.“ An diesem Tag (30.03.2019), da ich dies hier schreibe, kam gerade die Nachricht, dass Agnes Varda mit 90 Jahren gestorben ist…

Schon längere Zeit als Sponsor auf den Filmfestspielen präsent, verleiht das Folgeunternehmen „Thales Angénieux“ jährlich seit 2013 einen Preis an Kamerafrauen und -männer: den „Pierre Angénieux ExcelLens in Cinematography Award“.

Willy Kurant hat an anderer Stelle festgestellt, dass gleich die allerersten Angénieux-Zoomobjektive  die gleiche Bildqualität wie gute Festbrennweiten lieferten. So war es konsequent, dass Angénieux die Fertigung von Festbrennweiten für Filmkameras schon bald einstellte – zumal dort ein sehr breites Angebot von Wettbewerbern existierte. Was liegt näher als sich voll und ganz auf das Gebiet zu konzentrieren, in dem man einzigartig und weltweit führend ist?

Zooms für Foto-Kameras:

Der enorme Erfolg der Cine-Zooms war sicher ein Grund dafür, dass Angénieux sich nun viel Zeit ließ, das revolutionäre neue System auch für Foto-Objektive bereit zu stellen. (Zuvor waren auch schon sehr lange keine neuen Festbrennweiten für SLR-Kameras heraus gekommen.)

Dadurch hatten andere Hersteller die Gelegenheit, dieses Terrain früher zu erschließen, wie Voigtländer mit dem Zoomar 36-82 mm f2.8 (1959) oder Nikon mit dem 43-86 mm f3.5 (1963). Beides meines Wissens allerdings noch Vertreter der Vorläufer-Generation der Varifokal-Objektive (mit optischer Kompensation).

Erst 1968 brachte Angénieux das legendäre erste 2-fach Zoom auf den Markt (10 Jahre nach dem ersten 4-fach Zoom für Cine 16 mm). Das 45-90 mm f2.8 wurde bis 1982 ausschließlich für Leica SL-(bzw. R-)Anschluss gebaut.

Erst 1982  kam das 35-70 mm f2.5-3.3 für alle wichtigen SLR-Anschlüsse heraus, ergänzt im gleichen Jahr durch das 70-210 mm f3.5. Etwa gleichzeitig (1986) wurden noch einmal zwei lichtstarke Teleobjektive ausgeliefert (180 mm f2.3 DEM Apo und 200 mm f2.8 DEM ED), um die fabelhaften Möglichkeiten der neuen ED-Gläser im Tele-Bereich zu nutzen. DEM (=Differentiel Element Movement) war eine spezielle Form der Innenfokussierung, die praktischerweise von den Zooms übernommen werden konnte.

Für das erste Foto-Zoom 45-90 mm berichtet Patrice-Hervé Pont in seinem Buch „angénieux – made in Saint-Heand, Loire, France“ ausführlich den besonderen Hintergrund:

Speziell in Deutschland galt unter Fachkundigen (und das war natürlich jeder, der einen Auslöser durchdrücken konnte) in den 1960er Jahren, dass kein Zoom-Objektiv (ja, auch ich sprach damals nur von „Gummilinsen“!) nur annähernd an eine Festbrennweite heran kommen kann… Pont nennt es in seinem Buch die „doctrine allemande“. Ich kann diese Darstellung wirklich nur bestätigen. In der Folge hat Leica für seine Leicaflex strikt auf Zoom-Objektive verzichtet und kam, als die europäischen Hersteller um 1964 zunehmend unter den Druck der japanischen Hersteller gerieten, dadurch noch verstärkt in Not. Angénieux erkannte dies und bot Leica ein damals gerade durch André Masson  (quasi als „Privat-Projekt“) erarbeitetes Foto-Zoom 45-90 mm an. Zu diesem Zeitpunkt war Angénieux schon kein Unbekannter Name im Hause Leitz: so wurde an der 8mm-Filmkamera „Leicina“ bereits ein Angénieux-Zoom 7,5-35 mm eingesetzt. Man wurde einig und lancierte das Foto-Zoom für die Leicaflex exklusiv mit einer speziellen Leica-Ästhetik der Fassung ausgestattet. 12 Jahre lang wurde es geliefert – auch für die Leica R3 (Minolta-Leica) SLR.

1990 gab es während der Dämmerung des Autofokus-Zeitalters noch einmal ein neues 28-70 mm f2.6 Zoomobjektiv mit Autofokus, gebaut für Leica R, Minolta, Nikon, Canon.

Die neuen „Foto-Offensiven“ – intern ab 1964, besonders von André Masson gefördert – führten allerdings zu keinem wirtschaftlichen Erfolg. Sie fielen gerade in die Zeit, in der die europäischen Kamera-Hersteller – großenteils verschuldet durch eigene Fehler! – rasant das Terrain gegen die japanischen Hersteller verloren. Zwar bot Angénieux die neuen Zooms und Teles auch für alle wichtigen Japanischen SLR-Kameraanschlüsse an – die Käufer dieser waren aber sehr preis-getrieben. Die Stückzahlen der Angénieux-Spitzenprodukte waren viel zu gering, um damit Geld zu verdienen: 2.000 Stück gesamt vom 45-90 mm (in 12 Jahren!!!), 15.000 vom 35-70 mm, 10.000 vom 70-210 mm, ca. 4.000 vom 28-70 mm. Die damit (und anderen Projekten, die nicht gut liefen) verbundenen hohen Verluste brachten Angénieux erstmals in wirtschaftliche Bedrängnis. Essilor stieg zunächst 1986 als Merhheitseigner (60%) ein – die Synergien reichten aber nicht.

Dann wurde zwischen 1992-1994, also etwa zeitgleich mit der Übernahme der Firma durch Thales, die Fertigung aller SLR-Kleinbild-Fotoobjektive eingestellt.

Man darf nicht übersehen, dass der Nutzen des Zooms für den Film immens viel größer war als für die Fotografie… Die Existenz des Zooms mit hoher Bildqualität hat sogar die Bauweise der Filmkameras drastisch verändert – und die Arbeitsweise an der Kamera und den Stil der Bilder sowieso. Dieser Effekt ist beim Fotografieren viel geringer – man könnte fast sagen: marginal. Wenn man von der reinen Bequemlichkeit bei Reportagen und auf Reisen mal absieht, gibt es eigentlich keinen „Foto-Bildstil“, der die Nutzung eines Zoom-Objektivs voraussetzt – wenn man einmal von dem manieristischen „Effekt“ des Zoomens während der Belichtung absieht…

Fazit: Dass der Name Angénieux heute in der Fotografie-Szene so relativ unbekannt ist, liegt wohl auch daran, dass das Unternehmen sich bereits vor über 25 Jahren aus dem Segment „Foto“ zurückgezogen hat. Ich hoffe, mein Beitrag macht deutlich, dass es aus dem Blickwinkel der Geschichte der optischen Technik unangemessen ist, das Werk dieses Mann in Vergessenheit geraten zu lassen.

Vielleicht müssen „Fotosaurier“ wie ich mehr dazu tun, die Erinnerung an die wesentlichen Innovationsprozesse der Vergangenheit wach zu zu halten. Ich will versuchen, meinen bescheidenen Beitrag dazu zu leisten.

Zeit-Tabelle Angénieux

Meine Quellen zum Thema „Angénieux“:

Die Quellenlage zu Informationen über den Menschen Pierre Angénieux und das Unternehmen sind – gemessen an ihrer Bedeutung – mehr als dürftig. Besonders bei den primären Quellen herrscht weitgehend Fehlanzeige. Da die meisten von uns heute zuerst in die Wikipedia schauen, wird das dort auch deutlich: sowohl in der deutschen und englischen und sogar in der französischen Wikipedia sind die Artikel über Mensch und Unternehmen kurz und dürr. Der Bereich der Zusammenarbeit mit der NASA im Raumfahrtsektor nimmt meist einen unangemessen großen Raum ein. Das sind spektakuläre, medienwirksame Ereignisse. Die wirkliche Bedeutung und Wirkung der Innovationen von Angénieux, vor allem in Film-Bereich, wird aus diesen Wikipedia-Artikeln nicht so richtig sichtbar – auch nicht in der französischen Wikipedia. Vielleicht sollten diese Artikel einmal aktualisiert werden…

Vor ein paar Jahren stieß ich auf eine französischsprachige Monografie über Angénieux in Buchform:

„angénieux – made in Saint-Heand, Loire, France“,  Autor: Patrice-Hervé Pont, Editions du Pécari, 2003.

Dieses französischsprachige Buch stellt die Produkte von Angénieux „enzyklopädisch“ und geordnet nach Anwendungsgebieten dar. Viele Detail-Informationen habe ich daraus entnehmen können. Wer Informationen über die bekannten und dokumentierten Produkte aus dem Hause Angénieux sucht, wird hier fündig. Systematisch und detailliert werden alle Objektiv-Typen, ihre Entwicklung über die Jahre, Technische Daten der wichtigsten Produkte bis hin zur Nomenklatur und Objektiv-Nummern behandelt.

Die Monografie ist gewissermaßen von der Firma Angénieux autorisiert, denn der ehemalige Generaldirektor André Masson hat das Vorwort geschrieben.

Ich habe mich über die Jahre durch eine große Zahl von Zeitschriften-Artikeln gepflügt – die ich nicht alle hier auflisten möchte (einige sind in den Wiki-Artikeln aufgeführt), da sie auch meistens nur aus Sekundär-Quellen zitieren.

Neben der Pont-Monografie die wesentlichste Veröffentlichung, die ich hier aufführen kann (und die für den Film-Bereich praktisch alle anderen ersetzen kann) ist die folgende Quelle:

http://www.fdtimes.com/pdfs/articles/angenieux/FDTimes-Angenieux-Special-IBC-Sept2013.pdf

Das kann ich wärmstens empfehlen!

Darüberhinaus ist die Website von Nick Hall über die Entstehung der Zoom-Objektive interessant:

https://www.zoomlenshistory.org.uk/showcase-page/

Mit einer seiner Aussagen habe ich mich im Text kritisch auseinandergesetzt.

Zur Entwicklung der Retrofocus-Objektive aus der Sicht von Zeiss Oberkochen kann man bei dieser Quelle nachlesen:

Klicke, um auf Nasse_Objektivnamen_Distagon.pdf zuzugreifen

Im Juni 2019 erschien eine neue Monografie in Englisch und Französisch: „Angénieux and the Cinema, From Light to Image“ – Autor Silvana Editoriale, das ich hier noch nicht auswerten konnte.

Copyright Fotosaurier, Herbert Börger

Berlin, im August 2019

Dieser Artikel ist in gekürzter Fassung im Online-Fotojournal „fotoespresso“ 4/2019 erschienen.

Bild von Pierre Angénieux mit freundlicher Genehmigung der Firma Thales-Angénieux.