Dr. Walter Mandler (1922-2005)

Walter Mandler, geboren am 10. Mai 1922 und gestorben am 21. April 2005, war einer der bedeutendsten Mathematiker und Optiker der Neuzeit. Schon in jungen Jahren bei Leitz in Wetzlar angestellt, hatte er das Privileg, als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Stab des legendären Max Berek mitzuarbeiten und übernahm nach dem Krieg eine wichtige Rolle in der optischen Berechnungsabteilung und begann, seine ersten Objektive zu berechnen, wie zum Beispiel das Summaron 35 mm 1:3,5.

Walter Mandler und Leitz Leica in Kanada

Als sich Leitz – in der Absicht, die starken protektionistischen Zölle des wichtigen US-Marktes zu umgehen – entschloss, ein kanadisches Design- und Produktionszentrum in Midland im Bundesstaat Ontario zu errichten, wurde Dr. Walter Mandler für das wichtige und belastende Amt des Leiters ausgewählt des Pols von optisches Design, eine Position, die er jahrzehntelang innehatte und einen großen Teil des optischen Kits von Leica M und Leicaflex unterzeichnete. In dieser enthusiastischen und unermüdlichen Tätigkeit, die bis 1985 andauerte, war Dr. Mandler ein Vorreiter in der Verwendung von optischer Computersoftware, einem in den USA äußerst fortschrittlichen Sektor Er entwickelte einen sehr modernen Designansatz, der das theoretische Rechnen mit dem harmonisierte praktische Erfordernisse in Bezug auf die Produktion und ihre realen Kosten, im Gegensatz dazu die Wetzlarer Mitarbeiter die das nicht konnten.

Dr. Mandler starb am 21. April 2005. Walter Mandler prägte von ca. 1950 bis ca. 1985 die optische Entwicklung bei Leitz. Er war wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung von Max Berek und kannte die Herausforderungen und Probleme genau den Objektiven für das kleine Leica-Format zugeordnet. Als Leitz beschloss, in Kanada ein neues Unternehmen zu gründen, wurde er gebeten, dort die optische Abteilung aufzubauen und zu leiten. Bereits in den fünfziger Jahren erkannten die Leitz-Konstrukteure die grundsätzlichen Probleme von Kleinbild- und lichtstarken Objektiven und schufen auf beiden Seiten des Atlantiks Lösungen. In Wetzlar war es Professor Marx, der die ersten Versuche eines asphärischen Designs untersuchte, und in Midland war es Mandler, der den Computer in Anspruch nahm, um den Designprozess zu beschleunigen.

Optisches Design ist Mathematik und Kunst

Optisches Design ist teils reine Mathematik und teils reine Kunst. Aber der wichtigste Aspekt ist die Fertigungsqualität und Wirtschaftlichkeit. Man kann die brillantesten Objektive entwerfen, aber wenn diese Kreationen zu teuer in der Herstellung sind, ist das Design reif für die Mülltonne. In seiner Dissertation von 1979 untersuchte Mandler im Detail die Grenzen des Gauß-Designs und balancierte sorgfältig optische Qualität und Herstellungskosten aus. Dieses Buch ist immer noch Pflichtlektüre für jeden, der die vielfältigen Aspekte des computergestützten optischen Designs verstehen möchte.

Dr. Mandler und die lichtstarken Summilux Objektive

Walter Mandler engagierte sich stark für hochlichtstarke Objektive, die zu vernünftigen Kosten hergestellt werden konnten. Das Summilux 1.4/75 und 1.4/80 sind Beispiele, ebenso wie das berühmte Noctilux 1/50mm. Dieses Objektiv ist ein Meisterwerk des optischen Designs. Es ist sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, dieses Design ohne die Verwendung exotischer Glasarten und asphärischer Oberflächen zu verbessern. Er nutzte den Computer, um alle möglichen Optionen zu erkunden und das Design auszuwählen, das seinen Anforderungen am besten entsprach. Er war auch ein mutiger Mann: Er schuf das Summilux 1,4/35 mm, als alle annahmen, dass ein solches Objektiv nicht möglich sei. Mandler war mehr Pragmatiker als Visionär. Seine Entwürfe sind sehr kompetent, aber er musste innerhalb der Einschränkungen der Leitz-Philosophie der Linsenherstellung arbeiten. Anscheinend waren ihm Objektive für Kleinbildfotografie etwas langweilig, da sie nicht die Herausforderung darstellten, die er wollte. Diese fand er in den Entwürfen für das Militär und in den Elcan Objektiven konnte er weitere spannende optische Grenzen ausloten.

Es ist ein seltsamer Zufall, dass die berühmten Designer deutscher Herkunft sind, wie Bertele und Rudolph und Berek, aber alle ernsthaften optischen Designprogramme sind amerikanisch. Je nach Standort war Walter Mandler diesen Programmen und ihrem zugrunde liegenden Designansatz stärker ausgesetzt. Die Deutschen hingegen setzten auf eine grundlegendere und theoretischere Entwurfsmethode. Die von Leitz selbst entworfenen Programme stammen von Professor Marx, der für das erste Noctilux mit asphärischen Elementen verantwortlich war. Theoretisch und aus Leistungssicht war das Marx-Design zweifellos das beste, aber zu teuer, und das Mandler-Design verwendete hochbrechende Glastypen, um (fast) die gleiche Leistung zu geringeren Kosten zu liefern.

Auch in Japan werden gute Objektive gebaut

In den sechziger und siebziger Jahren machten die japanischen Designer mit neuartigen Techniken wie asphärischen Oberflächen, schwebenden Elementen und HD-Glas große Fortschritte, um die Objektivgrenze auf unbekanntes Terrain zu verschieben. In vielen Fällen waren diese Designs fehlerhaft, wie die Deutschen schnell feststellten, aber die Japaner sammelten wertvolles Wissen und verfeinerten ihre Designs bis zur Perfektion. Leitz und in geringerem Maße Zeiss konzentrierten sich auf den anderen Teil der Linsengleichung. Ein gutes Design ist wertlos, wenn es nicht durch adäquate Fertigungstechniken unterstützt wird und hier war die deutsche Industrie eindeutig im Vorteil.

Es gibt nur wenige Briefe von Mandler im Leica-Archiv, und der Inhalt vermittelt den Eindruck eines leidenschaftlichen Mannes, der sich leicht frustriert fühlt von den langsamen Fortschritten von Leitz und den schnellen Verbesserungen, die von den Japanern gemacht wurden. Er sah deutlich, dass Leica ohne grundlegende Veränderungen auf Dauer nicht konkurrenzfähig sein würde. Aber Leitz lebte damals schon von geliehenem Geld. Seine Elcan-Entwürfe waren naturgemäß weniger kostenorientiert und die hier gewonnenen Erkenntnisse konnten auf die Fotoabteilung übertragen werden.

Walter Mandler muss zufrieden gewesen sein mit den optischen Fortschritten, die im Solmser Designteam im letzten Jahrzehnt gemacht wurden. Viele seiner Ideen wurden weiterentwickelt und aktuelle Leica-Designs nutzen die ganze Palette der heute verfügbaren Techniken: Asphären, schwebende Elemente, eine große Auswahl an Gläsern und eine Konzentration auf die kritischen Aberrationen, wie die Petzval-Summe und die Korrektur des Sekundärspiegels Spektrum.

Mandlers Studie über die Double-Gauss-Designs ist bis heute die endgültige Analyse der Grenzen und Möglichkeiten dieser Objektivklasse. Das Buch erschien 1979 und repräsentierte damals den Stand der Technik im optischen Design. Seine Leistung war die Übertragung dieses theoretischen Rahmens auf praktisches Design. Er entwickelte keine wirklich innovativen Designs, aber seine Stärke war das Ausloten bestehender Grenzen und Wege zu finden, um das fast Unmögliche umzusetzen. Das Elcan 2,4/75 mm und das Noctilux 1/50 mm sind Beispiele für sein Handwerk und sein leidenschaftliches Engagement für fotografische Objektive.

Vor Mandler war Berek

Die nächste Stufe ist die Zeit von etwa 1960 bis 1980: Das ist die Mandler-Ära. Leitz leistete sich den Luxus von zwei Kompetenzzentren für optisches Design (Wetzlar und Midland). Es ist interessant festzustellen, dass die Wetzlarer Apochromatik und Asphären studierten und die Midland-Designer sich auf Retrofokus-Designs konzentrierten. Dennoch ist nicht zu leugnen, dass es zwischen beiden Gruppen einen intensiven Wettbewerb gab. Nach 1960 wurden neue Gläser mit hohen Brechungsindizes verfügbar. Der klassische Glaskatalog wurde mit den sogenannten „alten Gläsern“ gefüllt, die im Wesentlichen von Ernst Abbe entwickelt wurden.

Da diese Gläser einen niedrigen Brechungsindex hatten, musste man die Linsenelemente ziemlich stark biegen, um die Art der erforderlichen Korrektur zu erhalten. Aber ein solches gebogenes Glas ist empfindlich gegenüber Herstellungstoleranzen, und man könnte nicht alles erreichen. So begann die Suche nach neuen Gläsern mit der Zugabe von Seltenen Erden. Entgegen der bekannten Annahmen war es Kodak, der in den 1930er Jahren das Seltenerdglas mit Lanthan (La-Gläser) erfand. Viele dieser Chemikalien waren radioaktiv und konnten nicht verwendet werden.

Im Leitz Glaslabor wird alles entwickelt

Also ging die Suche weiter nach Schmelzglas mit den geforderten Eigenschaften und ohne radioaktive Elemente. Dem Glaslabor Leitz gelang dies und mit der berühmten LaK9 stand dem Designer ein neues und wichtiges Instrument zur Verfügung. Diese Glasart hat einen hohen Brechungsindex und eine geringe Dispersion. Damals wurde dieses Glas wirklich gebraucht, da die Theorie der Aberrationskorrektur noch nicht so weit fortgeschritten war. Später konnte man zeigen, dass man mit geschicktem Einsatz der alten Brille die gleiche Bildqualität erzeugen konnte. Vor allem begann der Computer, den Designer bei seinen mühsamen Berechnungen zu unterstützen. Jetzt konnten tatsächliche Strahlen mit größeren Zahlen berechnet werden, und so konnte das teilweise Rätselraten der vorherigen Generation beseitigt werden. Zur Bedeutung der Glasauswahl kam nun die Bedeutung der Konstruktionsberechnung hinzu.

Die geheime Revolution war jedoch das Konzept der Gütefunktion, bei der der Designer einen aus einer Reihe von Aberrationsfunktionen und zugehörigen Werten zusammengesetzten numerischen Wert definierte, der die gewünschte Bildqualität darstellte, und den Computer anweisen konnte, ein entsprechendes Linsendesign zu finden passt zu dieser Funktion. Wir lesen in Mandlers Buch (On the design of basic Double-Gauss lens) über seinen Ansatz. Die Erstellung eines Linsendesigns wurde von der Optimierung eines Designs abgelöst, da die klassischen grundlegenden Designformen (wie Triplett, Doppelgauss, Retrofokus und symmetrischer Weitwinkel) von den großen Designern der vorherigen Generation gründlich untersucht wurden. Die Feinabstimmung dieser Grundkonstruktionen war Aufgabe der neuen Generation mit Hilfe des Computers.

Der Computer konnte designen aber keine Gläser berechnen

Aber das grundsätzliche Problem des Ausgleichs der Aberrationen blieb unverändert. Der Computer ermöglichte es dem Designer jedoch, die Wirkung der Restaberrationen zu optimieren, die in bestimmten Bereichen des Bildes wirksam werden durften. Als Beispiel könnten wir eine bestimmte Zone sphärischer Aberration akzeptieren, um die Bildfeldkrümmung auszugleichen und den Effekt durch eine Änderung der besten Position der Fokusebene zu überprüfen, aber wir würden beim Abblenden eine kontrollierte Menge an Fokusverschiebung einführen. Wenn wir nun den Restastigmatismus auf die äußeren Zonen des Glases verteilen können, wo die unterkorrigierten Aberrationen höherer Ordnung durch diesen Astigmatismus überprüft werden können, ist das Gesamtergebnis ein Glas, das den Stand der Technik darstellt und in kurzer Zeit konstruiert werden kann und kann kostengünstig hergestellt werden. Entscheidend ist hier die Bemerkung zum „Stand der Technik“.

Die Linsenbeschichtung verbessert die grundlegenden Eigenschaften eines Designs nicht. So weisen Vorkriegsdesigns, die nach dem Krieg beschichtet wurden, im Wesentlichen die gleichen optischen Eigenschaften auf. Aber mit dieser Technik konnte Streulicht reduziert und vor allem die Anzahl der freien Elemente in einem Design erhöht werden, ohne dass der Kontrast durch die vielen einzelnen Linsenflächen verloren ging. Für die klassischen Elmar- und Summicron-Designs hatte die Verwendung von Beschichtungen nur einen begrenzten Vorteil. Die Reduzierung von Übertragungsverlusten ist natürlich ein sehr praktischer Vorteil. In der Vergangenheit ließ ein f/2-Design das Licht nur teilweise durch, was es effektiv zu einem 2,5-Objektiv machte. Mit Beschichtung könnte ein echtes f/2-Objektiv konstruiert werden.

Profi-Fotografen brauchen lichtstarke Objektive

Hochlichtstarke Reportageobjektive waren bei Fotojournalisten sehr gefragt, und das Summicron-Trio (35, 50 und 90) von Mandler erfüllte die Wünsche vortrefflich. Ein höherer Gesamtkontrast bei den größeren Blenden war zwingend erforderlich und der Charakter der Bilder änderte sich ziemlich.

Kriegsszenen und andere Katastrophen wurden mit einer unbeirrbaren Realität eingefangen, um die Brutalität der Ereignisse deutlich zu machen.

Die Leistung der Objektive änderte sich zu einem allgemein höheren Gesamtkontrast. Wie bei Bereks Designs waren die von Mandler inspirierten Objektive ein Kompromiss zwischen den Korrekturen, die erforderlich sind, um eine gute optische Qualität zu erzielen, und den Anforderungen der Benutzer.

Die Leitz-Objektive aus der Zeit von 1960 bis 1980 waren sehr solide gebaut und stellen vielleicht die am besten gebauten Objektive aller Zeiten dar. Aber hinter der soliden Mechanik konnte man eine Fertigungstechnologie erkennen, die die Montagephase des Objektivs nutzte, um einige Produktionstoleranzen auszubügeln. Die Bandbreite der mechanischen Toleranzen in dieser Zeit war so groß, dass die optische Qualität durch die mechanischen Fertigungstoleranzen und die Glasarten begrenzt war. Das Stichwort für die Mandler-Designs lautet „State-of-the-Art“. Die Designs sind auch heute noch erstklassig, aber die japanische Konkurrenz kam ziemlich nahe an die gleiche Bildsprache heran. Die Leitz-Designs hatten ihre eigenen typischen Kompromisse, die ihre Objektive von den anderen unterschieden, aber die besten von Zeiss, Canon und Nikon und Topcon waren messbar auf dem gleichen Niveau.

Mandler und die 35mm Objektive

Typisch für die damaligen Leitz-Entwürfe ist eine Schwachstelle im Bild bei etwa zwei Dritteln des Negativbereichs, die den Kompromisscharakter zeigt. Die Feldkrümmung stand nicht im Mittelpunkt der Designprioritäten, und um diese Aberration auszugleichen, musste man diese Eigenschaft akzeptieren.

Warum CoF vernachlässigt wurde, ist Teil des Leica-Mythos. Tatsächlich können wir feststellen, dass Leitz-Designs optimiert wurden, um die inhärenten Eigenschaften des Doppel-Gauss-Prinzips zu verfeinern.

Multicoating wurde nur sparsam eingesetzt, teils wegen der aufwendigen Herstellung, teils weil die Designs durch diese Art der Beschichtung nicht wesentlich profitierten.

Generell ist anzumerken, dass Multicoating als Konstruktionsprinzip die Qualität des Ergebnisses steigert.

Die Mandler-Ära lieferte erstklassige Objektive, aber es waren Mainstream-Objektive, die in den Zeitgeist der 35-mm-Fotografie passten. Die Innovationen (Zoomobjektive) wurden Leitz jedoch von den japanischen Firmen weggeschnappt.

Die dritte Periode der Leica-Objektive könnte von Herrn Kölsch geprägt sein, der den Übergang zu neuen Designkonzepten und neuen Produktionstechnologien vorangetrieben hat. Von 1980 bis 1990 hatte Leitz das Design von Objektiven mit einigen bemerkenswerten Ausnahmen wie dem Apo-Macro-Elmarit-R 2.8/100 praktisch eingestellt.

Quellen, Literatur und weitere Verweise

• Wikipedia
• Marco Cavina