Апланаты Петцваля и Рихтера для Fujifilm GFX
Системе Fujifilm GFX в 2026 году уже исполняется 9 лет и она стала настоящей находкой не для профи-бомбил, а множества энтузиастов, находящихся в поисках платформы для использования разной художественной оптики и получения ярко-выраженного эффекта боке. Но вот что удивительно — никто из сторонних производителей не спешит выпускать оптику для среднего формата, даже китайцы. Так, несмотря на то, что Ломографи выпустили уже не одну генерацию Петцвалей для малоформатных камер, для GFX каких-то специальных художественных линз я что-то даже и вспомнить не могу — просто светлые мануалы типа Митакона 65/1.4 есть, а художественных объективов — нет.
В связи с этим я решил посмотреть, а каким может получиться объектив типа Петцваля, если его считать для GFX? Для расчёта я выбрал вариант с фокусным расстоянием 100 мм и светосилой F/1.7 — эквивалент полнокадрового 75/1.4. Исходным стал апланат Р. Рихтера (US1843519, 1931) — прародитель проекционных Zeiss Kipronar, Meyer-Optik Kinon и советских КО.
О том, в чем состоит разница между классическим объективом Петцваля и объективом Рихтера, можно узнать в моем старом видео.
Характеристики оригинального объектива Рихтера с параметрами 100/1.8 при поле размером 44x33 мм приведены ниже.
Нетрудно заметить, что объектив имеет очень выраженный сферохроматизм и катастрофический уровень астигматизма, который не позволяет ему работать с полем кадра среднего формата. Действительно: известный объектив такого типа, советский КО-90 90/1.9, даже на полнокадровой камере по краям себя ведет крайне скверно. Какой уж тут средний формат…
Для повышения качества изображения необходимо решить две задачи. Первая — исправление сферохроматических аберраций объектива для устранения фиолетовой бахромы на фото и повышения резкости в центральной области кадра. Вторая — увеличение рабочего поля объектива за счет коррекции полевых аберраций. В апланате это можно сделать двумя способами: 1) исправить астигматизм, оставить кривизну поля; 2) исправить кривизну поля за счет астигматизма. Первый подход — классический для объективов Петцваля, второй наиболее характерен для Рихтеров.
Для исправления сферохроматизма, как оказалось, необходимо усложнение оптической схемы объектива: расширение переднего компонента за счет добавления одной линзы и освобождение параметров коррекции путем расклейки заднего. В варианте с коррекцией по типу Рихтера повышение качества по полю обеспечено как увеличением числа параметров, так и за счет применения стекол с большим показателем преломления: в оригинальном объективе это были обычный крон n=1.5 и флинт n=1.6, а в новом варианте используются линзы из стекла с n>1.8. Важно, что объектив сохранил характерные черты оптического рисунка оригинала, но при этом сильно прибавил в качестве, что хорошо видно по приведенным ниже изображениям.
Тем не менее, по краям изображения качество сильно лимитировано неисправленным астигматизмом: даже при перефокусировке резкости по краю не будет, как и у других подобных объективов. Потому на основе этого оптического дизайна был рассчитан объектив с классической коррекцией с полным исправлением астигматизма в ущерб кривизне поля.
В данном случае также удалось добиться высокой степени коррекции продольных аберраций, но характер изображения заметно изменился. По полю теперь наибольшее влияние помимо кривизны оказывают кома, сферическая аберрация наклонных пучков и трефойл — очень похожая на Гелиос-40 комбинация. Катастрофического падения качества по полю теперь можно избежать путем перефокусировки. На прикрытых апертурах ~F/2.8 объектив уже очень резок в пределах своего кривого поля.
Но главное здесь, пожалуй, не это. Главное здесь — это то, что привело к исправлению астигматизма в этом объективе — ведь его конструкция по сложности и технологическому уровню аналогична предыдущему варианту. Стоит обратить внимание на третью по счёту линзу в обоих объективах. В объективе типа Рихтера она имеет вид положительного мениска — очень типичный для передних положительных групп длиннофокусных объективов в принципе. Например, такой же по смыслу элемент содержится в Таир-11 135/2.8 после ахроматического дублета или в микроскопном объективе ЛОМО ОМ-23 ВИ 40x/0.75. В них эта группа служит для минимизации сферической аберрации, генерируемой в первом элементе.
Совсем другое — третья линза в рассчитанном объективе типа Петцваля. Она имеет вид слабоотрицательного мениска, примыкающего к первому компоненту и образующего с ним чечевичную воздушную линзу. Как показано на диаграммах ниже, такая форма позволяет генерировать отрицательные сферическую аберрацию и астигматизм, но ценой увеличения комы. В объективе типа Рихтера третья линза играет намного меньшую роль, обеспечивая в основном контроль хроматизма и кривизны поля.
Таким образом, применение подобного рода воздушных линз в объективах-апланатах, в том числе микроскопных, может помочь в обеспечении исправления астигматизма. Среди возможных недостатков такого подхода можно отметить: 1) трудности с компенсацией комы, 2) повышение чувствительности схемы к сборке, 3) относительно высокая стоимость изготовления менискового компонента. Также пока что остается неясным, есть ли у этого метода преимущества по сравнению с более привычными менисковыми компенсаторами по типу используемых в объективах типа «Таир». Следует заметить, что очень похожую на переднюю группу рассчитанного объектива типа Петцваля конструкцию имели половинки полусимметричных объективов-анастигматов Kino-Plasmat, схема которых оказалась непопулярна и была вытеснена объективами типа двойного Гаусса.
Можно заключить, что разработка среднеформатного объектива-апланата, эквивалентного 75/1.4 объективу, требует существенного усложнения конструкции объектива Рихтера и применения более современных материалов. При этом хорошие результаты могут быть достигнуты и без применения особых стекол — низкодисперсных кронов и аномальных флинтов. Сохранение исходных черт объектива Рихтера при расчете позволяет добиться того же и для характера рисунка и баланса аберраций, в то время как дополнительное улучшение качества изображения за счет коррекции астигматизма уже требует наследования элементов, характерных для объективов-анастигматов.
Родион Эшмаков, 08.09.2026