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L’evoluzione del Carl Zeiss Jena Sonnar 300mm 1:4

Un cordiale saluto a tutti i followers di NOCSENSEI; il Carl Zeiss Jena Sonnar 300mm 1:4 (nato come 30cm 1:4) è stata una delle più straordinarie realizzazioni ottiche del periodo prebellico e uno dei capolavori di Ludwig Jackob Bertele; infatti, se altre ottiche della stessa famiglia come il Sonnar 5cm 1:1,5 o l’Olympia-Sonnar 18cm 1:2,8 hanno suscitato grande clamore a cagione della loro maggiore diffusione e della luminosità massima più appariscente, a fine anni ’30 un obiettivo da 300mm con apertura 1:4 costituiva una realizzazione altrettanto eccezionale, alla quale la concorrenza impiegò anni per trovare una risposta adeguata.

 

Il Sonnar 30cm 1:4, destinato alle prestigiose fotocamere Contax II e III di Zeiss Ikon Dresden, fu presentato alla fiera di Lipsia del 1940 ma, in realtà, la sua concezione è addirittura precedente e si può far risalire al 1938, quando il meno luminoso 30cm 1:8 uscì di produzione in un ideale cambio di consegne col nuovo gioiello superluminoso; la rarissima versione originale prevedeva un barilotto interamente cromato, le lenti erano prive di antiriflessi e l’obiettivo era abbinato ad una scatola reflex denominata Flektoskop (concettualmente analoga ai PLOOT – Visoflex realizzati da Leitz) che si applicava al corpo Contax e consentiva la messa a fuoco reflex con una focale così lunga e critica; la versione realizzata nell’immediato dopoguerra dalla VEB Carl Zeiss Jena era otticamente identica ma prevedeva la finitura nera per il barilotto e il trattamento antiriflessi T alle lenti, mentre l’originale scatola reflex Flektoskop era stata leggermente modificata e ribattezzata Flektometer; in questa immagine realizzata da Pierpaolo Ghisetti possiamo ammirare entrambi gli esemplari appena descritti.

L’obiettivo, in realtà, garantiva una copertura largamente superiore, sufficiente addirittura per il formato 6x6cm, e l’evoluzione del Sonnar 300mm 1:4, poi proposto in attacco per gli apparecchi medio formato Praktisix e Pentacon Six, fu alimentata per decenni dalla VEB Carl Zeiss Jena che ridisegnò oppure aggiornò lo schema ottico addirittura 3 volte, l’ultima nel 1974; questo lungo affinamento è poco conosciuto dagli appassionati e lo scopo di questo articolo è proprio quello di descrivere nel dettaglio i vari passaggi.

 

 

Lo schema ottico del Sonnar 30cm 1:4 di Bertele, del quale possiamo osservare la scheda originale compilata a suo tempo a cura di Willi Mertè e poi secretata per 60 anni negli Stati Uniti, utilizzava un’architettura con vari rimandi agli schemi Sonnar classici dell’epoca, utilizzando una lente convergente singola e un doppietto divergente di grande spessore già visti nel 13,5cm 1:4, mentre il modulo posteriore, che solitamente nei Sonnar tele è una lente singola, in questo caso è costituito da un doppietto con raggio di incollaggio fortemente negativo, simile a quello utilizzato nel classico Sonnar 5cm 1:2; come vedremo, per correggere l’aberrazione cromatica Ludwig Bertele adottò per la prima volta in casa Carl Zeiss Jena anche vetri a dispersione ridotta, una primizia per la vetreria Schott che in realtà a quei tempi era piuttosto conservativa e non metteva a disposizione materiali che, ad esempio, le vetrerie di Rochester o Smethwick già producevano.

 

 

La grande eredità tecnologica del Sonnar 30cm 1:4 di Bertele fu raccolta dalla VEB Carl Zeiss Jena e poi gestita dal Dr. Eberhard Dietzsch, geniale matematico che venne preso in carico dall’azienda nel lontano 1954 e che rimase in attività fino al 1999, firmando i progetti di molti, famosi obiettivi Zeiss Jena (e anche di molti altri utilizzati per scopi di intelligence e quindi tenuti riservati); Dietzsch studiò attentamente lo schema e le caratteristiche del Sonnar originale e mise a punto due evoluzioni parziali, realizzate nel 1962 e 1963, ed un ricalcolo completo, risalente al 1974.

In questa immagine troviamo i ritratti di Ludwig Jackob Bertele e di Eberhard Dietzsch, gli uomini che gestirono la parte ottica del Sonnar 300mm; l’immagine bianconero è inedita ed è la riproduzione di una lastra originale che fotografai durante un soggiorno a casa Bertele, nell’Oberland zurighese.

 

 

Questo schema, che sfrutta sezioni provenienti dall’archivio personale del Dr. Eberhard Dietzsch e da lui gentilmente condivise, ci aiuterà a comprendere le 4 fasi che hanno scandito l’evoluzione ottica di questo mitico obiettivo.

1) Lo schema originale di Bertele risale al 6 Aprile 1940 (in realtà Versuche di prova esistevano già fin dal 1938), presenta uno spazio retrofocale di 121,8763mm ed utilizza 5 lenti in 3 gruppi, con due doppietti collati e il diaframma collocato curiosamente in posizione arretrata, a rilevante distanza dall’ultima lente; come accennato, Bertele riuscì ad ottenere un vetro ottico a base di fluoruri e metafosfati con dispersione contenuta e lo fece esordire con questo Sonnar 300mm 1:4, nel quale utilizzò per la seconda lente un vetro analogo all’odierno Fluorine Crown FK-5, un materiale con basso indice di rifrazione (nD= 1,4836) e dispersione ridotta (numero di Abbe vD= 70,4), mentre per la quinta lente adottò un vetro Phosphate Dense Crown PSK3 a dispersione parziale anomala, con indice di rifrazione nD= 1,553 e dispersione (numero di Abbe) vD= 63,3; questi materiali consentivano di ridurre lo spettro secondario in presenza di una focale così lunga. Gli altri elementi dello schema prevedevano un vetro Dense Crown SK15 per la prima lente, un barium Dense Flint BaSF2 per la terza e un barium Flint BaF2 per la quarta. Poco tempo dopo Bertele abbandonò la Carl Zeiss Jena per approdare alla Steinheil Muenchen e quindi non lavorò più su questo capolavoro.

2) La prima modifica introdotta dal Dr. Eberhard Dietzsch, che ringrazio ancora per la condivisione di interessantissimi dettagli tecnici, arrivò il 17 Gennaio 1962, quando riposizionò il diaframma, avvicinandolo alla lente posteriore, ed applicò una lastra piano-parallela di campo dietro il gruppo ottico principale, sostituendo anche la quarta lente in vetro BaF2 con uno speciale “Tiefflint” F16, un vetro difficile da lavorare perché inadatto alla realizzazione di sbozzi per stampaggio, quindi il raggio di curvatura accentuato della superficie posteriore andava realizzato per molatura, un’operazione complessa e costosa; inoltre, come testimoniato dal progettista, questo vetro presenta un apprezzabile cast giallastro, al quale si poteva ovviare solo parzialmente con un trattamento antiriflessi adeguato.

3) Continuando a calcolare diverse variabili, il Dr, Dietzsch si accorse subito dopo che era possibile migliorare ulteriormente le prestazioni introducendo un infinitesimale spaziatura ad aria fra i due elementi del grosso doppietto anteriore; questa ulteriore modifica arrivò il19 Agosto 1963 e la lente d’aria prevedeva uno spessore di appena 0,06mm, ottenuto sfruttando la montatura corrente e semplicemente spaziando i due elementi (ovviamente non più collati) inserendo sul bordo delle lenti 3 dischi ricavati da fogli di stagnola da 2/100mm il cui spessore complessivo corrispondeva, appunto, agli 0,06mm necessari; questo dettaglio, per certi versi un po’ umoristico, è il termometro delle ristrettezze in cui questi talentuosi progettisti erano obbligati ad operare nella DDR del tempo, costretti a barcamenarsi fra macchine operatrici obsolete, carenza di materie prime e limitata scelta di vetri ottici rispetto alla controparte di Oberkochen, e con un occhio perennemente rivolto alla ricerca della massima economia di produzione; in questo terzo step il diaframma fu nuovamente riposizionato, arretrandolo ed avvicinandolo alla lastra piano-parallela, mentre la distanza retrofocale rispetto alla seconda versione varia leggermente, passando da 140,98201mm a 139,51455mm. Questo terzo step del 1963 produceva risultati decisamente buoni ma per i vetri utilizzati e la relativa difficoltà di lavorazione risultava ancora piuttosto costoso da produrre.

4) A inizio anni ’70 il Dr. Dietzsch definì la quarta versione del Sonnar 300mm, introducendo un autentico ricalcolo nel quale si allontanava dallo schema Sonnar propriamente detto passando ad una struttura da vero teleobiettivo; quest’architettura venne presentata l’11 Luglio 1974 e perseguiva 2 importanti obiettivi: il nuovo schema tele consentiva di arretrare gli elementi, riducendo lo spazio retrofocale ad appena 81,87297mm ed ottenendo quindi un barilotto decisamente più compatto e leggero, in linea con le nuove tendenze; inoltre la scelta di vetri e le loro caratteristiche meccaniche permettevano una produzione a costi inferiori; questa definitiva versione non era più realizzata a Jena bensì negli stabilimenti di Saalfeld e, naturalmente, manteneva una copertura sufficiente ad impressionare il formato 6x6cm, come i modelli precedenti; il nuovo disegno prevedeva un doppietto acromatico davanti al diaframma realizzato con un vetro Borosilicate Crown BK7 abbinato ad un Dense Flint SF2, un classico del settore nel quale entrambi i materiali risultano sufficientemente economici e di semplice lavorazione.

Per minimizzare lo spettro secondario il progettista aveva anche ipotizzato di realizzare la lente anteriore con un vetro a dispersione molto contenuta, dovette però scartare l’ipotesi della fluorite e dei primi vetri ED perché eccessivamente costosi e non direttamente disponibili, per cui sarebbe stato necessario acquistarli in Germania Occidentale, un’ipotesi a quel tempo politicamente impraticabile; non essendo presente il materiale idoneo nel catalogo della vetreria interna, il Dr. Dietzsch dovette rivolgersi direttamente ai Sovietici, ottenendo la fornitura di un vetro Phosphate Crown speciale a bassa dispersione tipo OK-1 che gli permise di ottimizzare il calcolo e realizzare la quarta versione; la necessità per certi versi anche umiliante di ricorrere al catalogo delle vetrerie sovietiche in pieni anni ’70 per un vetro di caratteristiche tutt’altro che fantascientifiche ribadisce ancora il quadro di compromesso tecnico nel quale questa grande mente fu costretta ad operare; la presenza nell’ultima serie di un vetro fornito direttamente dall’Unione Sovietica costituisce comunque un dettaglio curioso e interessante e anche un raro esempio di travaso tecnologico in senso inverso, da URSS a Zeiss Jena.

Grazie ai relativi diagrammi che misurano lo stato di correzione sul campo, nuovamente condivisi con estrema gentilezza dal Dr. Eberhard Dietzsch, possiamo tracciare anche l’evoluzione nelle prestazioni ottiche reali attraverso le varie versioni dell’obiettivo.

 

 

Senza la necessità di scendere in dettagli inutilmente astrusi, possiamo dire che, in linea di principio, il primo step introdotto nel 1962 presenta già un netto miglioramento rispetto al modello originale prebellico, e soprattutto stupisce l’evidente ed ulteriore progresso garantito dal secondo step del 1963, nel quale in pratica ci si è limitati a spaziare il doppietto anteriore per appena 60 micron, mentre l’ultimo modello del 1974 registra una leggera inversione di tendenza, sebbene in ogni caso la correzione sia buona, un compromesso accettato in cambio di progressi in altri settori, come dimensioni, peso ed economia di produzione.

Il Sonnar 300mm 1:4 è stato quindi un obiettivo storico che, apparso come una brillante meteora nei primi momenti della WWII, si è trasformato in un classico ed affidabile teleobiettivo prodotto per decenni dalla WEB Carl Zeiss Jena come dotazione per i famosi apparecchi di medio formato Praktisix o Pentacon Six; il merito dell’azienda e del suo progettista, il Dr. Dietzsch, è stato quello di non plafonare sugli allori di un progetto valido e firmato da un nome leggendario come Bertele, rimettendolo invece in discussione e perfezionandolo a più riprese, adattandolo nel contempo alle esigenze produttive e commerciali di un paese a gestione socialista: una storia nella storia, poco nota ma ricca di suggestione.

Un abbraccio a tutti; Marco chiude.

 

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