| カールツァイス・イエナ社C80/500は1990年代から2020年頃までツァイス製品としては、 海外市場及び国内市場で比較的多く目にした対物レンズですが、どのような目的でいつ頃作られたのかを調べてみました。 |
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| C80/500の創生 |
| 1900年代初頭、カールツァイス・イエナ社（以下ツァイス社と記載）で開発された天文用対物レンズE型はF15の長焦点アクロマートレンズでした。対物レンズ C型はフランフォーファー型アクロマートレンズで短い鏡筒、優れた透過力が必要とされ長焦点アクロマートのE型に代わって開発されました。色収差や球面収差はE型と同じではなく残存収差は像に影響を与えますが、主に低倍率で使用されるため、ほとんど感知できないレベルとなっています。 |
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| 1920年のツァイス社のカタログAstro30に掲載されていた80mmコメットファインダーの対物レンズにはC80/490が装備されており,その後のC80/500の原型モデルと思われます。 |
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1929年ツァイス社カタログAstro30に掲載されていた地上用望遠鏡（単眼及び双眼望遠鏡）
これらの望遠鏡の対物レンズにもC80/490が装備されていたと思われます。 |
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ツァイス社のC80/500対物レンズは戦前に販売されたコメットファインダーや地上用望遠鏡に組み込まれた対物レンズC80/490から進化したものと思われ、1989年頃まで60年以上の長きに渡り数多く生産された2枚構成分離式口径80mm焦点距離500mmF6.25の短焦点アクロマートレンズです。その用途は主に地上用望遠鏡（単眼及び双眼望遠鏡）に用いられコメットファインダーなどの天体望遠鏡用として用いられたこともありました。用途によって光学設計上の収差補正を変えており少なくとも３種のレンズが知られています。最も数多く見られるのは地上用望遠鏡に用いられるもの、天文用としてプリズム補正型とプリズム補正なし型がありました。
注1)1920年のツァイス社カタログASTRO30には天文用対物レンズC80/500が掲載されています。
注2）1989年の東西ドイツ統合の直前にツァイス社で開発された新型地上用望遠鏡ASPECTEM80/500は、製造する東ドイツ双眼鏡部門がその後ツァイス社から切り離され新会社DOCTER
OPTIKで製造されました。 |
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まず、このレンズがどのくらい生産されたのでしょうか？ツァイス社のホームページに公開されているアーカイブAstro2(Optics)から抽出したデータ(表1）を見てみると1929年から1967年の記録では3402個ものレンズが生産されています。記録されている注文番号からその種類を区別してみると地上望遠鏡用が1763個、C-Objectiv（一部天文用含む）が1434個、天文用プリズム補正型といわれるものが175個、同プリズム補正なし型のものが30個となっていますが1968年以降の生産数は不明です。
表1
注1)表1のデータはツァイス社のアーカイブから抽出したもので数量は正確でない場合があります。
注2）C-Objectivレンズのうち1948年製造の10個のレンズNr19831-19840のうちの1個Nr1983xはセルの構造から天文用であることが確認されています。 |
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自動販売望遠鏡80/500(1960年）
ツァイス社カタログASTRO60より 双眼望遠鏡80/500(1987年) 月刊天文1987年3月号広告より |
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対物レンズの外観は地上用望遠鏡のセルは天文用と明らかに異なるためわかりやすいですが、天体用のレンズセルはセル枠は基本的にほぼ同じ形状をしているためプリズム補正の有無の見分けはつきません。唯一プリズム補正型のレンズのごく一部にはセル枠にmGという表示があるものもあります。プリズム補正なし型のレンズは注文番号によるか、または、ロンキー（ナイフエッジ）テストや実視テストにより収差の状態（プリズム補正型は既定の光路長のプリズムを介さず高倍率で星像を見ると負の球面収差が見られる。）を見て判断する必要があります。
注）注文番号(Bestll Nummer)とは価格表（プライスリスト）に記載された番号で製品の種類を表しています。
■天文用対物レンズの注文番号
プリズム補正型：166015：001.24
プリズム補正なし型：166028:001.24
| 年月日 |
情報ソース |
注文番号 |
備考 |
| 1955 |
プライスリスト |
166015 |
プリズム補正型 |
| 1961.1 |
プライスリスト |
160029 |
型式不明 |
| 1964.9.22 |
レンズ設計図 |
166028.001 |
プリズム補正なし型 |
| 1976.1 |
プライスリスト |
166015.001.24 |
プリズム補正型 |
| 1986 |
カタログ |
不明 |
131mmグラスパス（プリズム補正型） |
| 1991.1 |
プライスリスト |
166028.001.24 |
プリズム補正なし型 |
| 1992.1 |
プライスリストAstro92 |
166028.001.24 |
プリズム補正なし型 |
| 1992.1 |
プライスリストAstro92 |
166015.001.24 |
131mmグラスパス（プリズム補正型） |
| 1995.10.16 |
最終在庫リスト |
261660.1500.124 |
プリズム補正型 |
| 1997.1.10 |
BAADER社在庫リスト |
261660.2800.124 |
すばる光学提供（プリズム補正なし型） |
| 1997.1.10 |
BAADER社在庫リスト |
261660.1500.124 |
同上（プリズム補正型） |
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このレンズが天文用として鏡筒に組まれて販売されたのは、1967～1968年のカタログに掲載されたコメットファインダーC80/500のみのようです。ツァイス社のアーカイブAstro1(Device)から抽出したデータ（表2）を見るとプリズム補正なし型の対物レンズとほぼ同じ数の鏡筒が製造されており1965～1968年頃にわずか33台のコメットファインダーが製造されたことがわかります。（一部のコメットファインダーにはプリズム補正型のレンズが組み込まれた可能性もあり）生産数の多いプリズム補正型の対物レンズは天文用パーツとして天体望遠鏡カタログにしばしば掲載されました。
表2
注)表2のデータはツァイス社のアーカイブから抽出したもので数量は正確でない場合があります。 |
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| （左）1968年ツァイス社のカタログより （中）コメットファインダーに組み込まれていたレンズNr2743x（安部氏所有） （右）ナイフエッジテスト画像（プリズム補正なし型の残存色収差を示している。） |
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| プリズム補正なし型のレンズはコメットファインダー用としてプリズムを介さず直視で使用することを前提にしており、1964年に新しく設計され（当時のツァイス社のレンズ設計図にはプリズム補正なし型の注文番号(166028:001）の記載があり、ごく少量のみ生産されたようです。当時の対物レンズのテストを行うとプリズム補正なし型の収差補正ということがわかりました。
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| 1964年設計図 C80/500(プリズム補正なし型）注文番号：166028.001 |
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| 1955年プライスリスト プリズム補正型のみ記載あり |
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| 1976年プライスリスト プリズム補正型のみ記載あり |
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| 1986年カタログ プリズム補正型のみ131mmのガラス内光路により最適化と記載あり |
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| 1991年1月プライスリスト プリズム補正なし型のみ記載あり |
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| 1992年プライスリスト プリズム補正なし型(ohne Glasweg)及びプリズム補正型(mit Glaswegガラスパス131mm)が記載されています |
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| ツァイス社のアーカイブ（Optics）は1929～1969年頃までの記録が公開されています。それ以降のことは不明ですが、東西ドイツ統合後の1991～1992年頃のプライスリストには注文番号からプリズム補正なし型（166028:001.24)のC80/500対物レンズの姿が見られるようになりました。この時期に販売されたと思われる対物レンズ2個(Nr8720x,Nr8722x)をロンキーテスターにかけたところ2個ともプリズム補正なし型であることがわかりました。そのシリアルナンバーから少なくとも20個程度は生産されたようです。
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| シリアルナンバー |
確認個数 |
推定個数 |
年代推定 |
備考 |
| 5668x-5671x |
2 |
40 |
1980年代前期 |
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| 6035x-6038x |
4 |
40 |
1980年代前期 |
プリズム補正型（mGの表示あり） |
| 6058x-6061x |
3 |
40 |
1980年代前期 |
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| 6198x |
1 |
5 |
1980年代前期 |
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| 6611x-6613x |
3 |
20 |
1980年代中期 |
プリズム補正型 |
| 6722x |
1 |
5 |
1980年代中期 |
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| 6962x-6967x |
4 |
60 |
1980年代中期 |
プリズム補正型 |
| 7333x-7338x |
9 |
60 |
1980年代中期 |
プリズム補正型 |
| 8720x-8722x |
5 |
20 |
1980年代後期 |
プリズム補正なし型 |
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| ツァイス社が公開したアーカイブ後の状況 （過去に調査したシリアルナンバーから作成） |
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| 1995年9月ツァイス社アマチュア天文機器部門閉鎖に伴いメンテナンス事業を受け継いだドイツBaader Planetarium社より1999年頃にツァイス製品の在庫品の放出がありました。その際にC80/500対物レンズも販売されました。そのレンズをテストしてみると2種のレンズがありました。ただし対物レンズのセル枠はツァイス製のオリジナルですが、製品の名称(C80/500)はなくCARL ZEISS JENAのレンズマークのプレートのみが貼られていました。また、プリズム補正型のものはコーティングの反射光が緑色で部門閉鎖直前またはその後にコーティングされたと思われます。プリズム補正なし型のレンズは外観は同じもののコーティングの反射光がパープルの単層コートでアマチュア天文機器部門閉鎖前のものではないかと思われます。 |
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| ドイツ天文誌Stern und Weltlaum1999年6-7月号 Baader Planetarium社広告とC-Objectiv80/500 |
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| ロンキーテストで見た3種のC80/500の違いについて
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オートコリメーションテストによるナイフエッジ画像では色収差のあるアクロマートレンズで残存色収差が現れますが、下記左図の収差曲線で焦点付近にある基線の色と焦点からやや外側にある基線の色が収差の状況を表しています。
プリズム補正なし型（眼視補正）のアクロマート対物レンズは焦点付近ではd線（黄）とe線（緑）が集まるので黄緑色になり、焦点外にg線（青）、F線（青）とC線（赤）が集まるので紫色に見えます。
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眼視用アクロマート C63/840の
残存色収差 |
プリズム補正なし型C80/500
Nr8720x |
一方、プリズム補正型の対物レンズは焦点付近にe,d,F線が集まり濃い緑色になり焦点外にC線とg線が来るので濃い赤紫色に見えます。色収差が補正不足になっている状態です。
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プリズム補正型C80/500
Nr6963x |
プリズム補正型C80/500
Nr7338x |
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収差曲線はツァイス社の1964年の設計データをもとに光学設計ソフトOptalixで作成しました。ツァイス社の設計図はプリズム補正なし型のデータですが、プリズム補正型はプリズム補正なし型のデータから推測して作成しました。
設計に用いた基準スペクトル線のデータは下記のとおりです。
| g線 |
青 |
436nm |
| F線 |
青 |
486nm |
| e線 |
緑 |
546nm |
| d線 |
黄 |
588nm |
| C線 |
赤 |
656nm |
注1） 屈折望遠鏡に 天頂プリズムや地上プリズムを使用すると球面収差や色収差が変化します。特に短焦点レンズは影響が顕著です。
注2) 設計については吉田正太郎著「望遠鏡光学第1版P153-157」を参考にしました。
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プリズム補正なし型C80/500Nr8722xは焦点付近にe,d線を置き、やや離れた位置にC,F線を交差させる設計の眼視補正のアクロマートとなっています。ナイフエッジで左側に黄緑色、右側に紫色が残存色収差として現れます。高倍率で色収差が目立つものの球面収差が良く補正されているため、残存色収差は目立つものの高倍率でも像はとてもシャープです。 プリズム補正なし型の収差曲線（左）とデジタルカメラで撮影したロンキーテスト外像のカラー画像をステライメージ9でRGBに3色分解したもの（右）。R（赤）はc線を表し収差曲線は左にカーブし球面収差は負修正、ロンキーでも樽型に曲がり負修正。G（緑）はe,d線に近くほぼ真っすぐ。B（青）はF,g線を表し右にカーブして過修正、ロンキー縞も糸巻型の過修正なっている。ナイフエッジでは焦点付近にe,d線が集まって黄緑色（左半分）焦点の外側にC,F,g線があり右半分が紫色になっており収差曲線と似た傾向を示しています。
| r1=298.48 |
13.00 |
N-BK7 |
| r2=-179.11 |
0.08 |
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| r3=-181.25 |
8.00 |
N-F2 |
| r4=-764.60 |
489.66 |
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| ドイツBW-OPTIKで販売された地上用望遠鏡用（軍用）と思われる対物レンズC80/500(スペック、Nr表記なし）のテスト結果はナイフエッジで左側に濃い緑、右側に赤紫色が残存色収差として現れます。これはプリズム補正前の地上用望遠鏡の収差補正で適切な厚さのプリズムを入れることによって良好な収差補正がなされるように設計されていると思われます。 |
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天文用プリズム補正型のC80/500mG Nr6035xは収差補正の状況は残存色収差の出方により地上用望遠鏡iと良く似たものとなっています。収差曲線を見るとC線はF線よりも像点がレンズから遠いため単レンズと同じ傾向で色収差補正不足となっています。
| r1=294.97 |
d1=13.0 |
N-BK7 |
| r2=-189.83 |
d2=0.08 |
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| r3=-191.56 |
d3=8.00 |
N-F2 |
| r4=-805.17 |
d4=489.09 |
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実際に天体用として使用するのは天頂プリズムですが、ガラス内光路長が約50mm（2インチ天頂プリズム）の天頂プリズムでも補正が不十分なものの色収差で最も目立つ青(F線)が焦点付近に近いため、色収差が目立ちにくく低～中倍率の使用では支障のないものになっています。 (※ツァイス純正の天頂プリズム（旧型）のガラス内光路長は約39mmです。)
| r1=294.97 |
d1=13.00 |
N-BK7 |
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| r2=-189.83 |
d2=0.08 |
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| r3=-191.56 |
d3=8.00 |
N-F2 |
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| r4=-805.17 |
d4=386.00 |
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| ∞ |
d5=50.00 |
N-BK7 |
50mmガラスブロック |
| ∞ |
d6=70.17 |
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1986年及び1992年のカタログ及び1992年のプライスリストには131mmのガラス内光路通過(ガラスパス）と書かれています。※ちなみに天体用アクセサリーの地上プリズムのガラス内光路長は約128mmなのでほぼ最適化してプリズム補正なし型のような残存色収差になっています。収差曲線ではd線、e線が焦点付近に集まり、やや離れてC線とF線が交差して色消しの状態は良くなっています。
| r1=294.97 |
d1=13.00 |
N-BK7 |
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| r2=-189.83 |
d2=0.08 |
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| r3=-191.56 |
d3=8.00 |
N-F2 |
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| r4=-805.17 |
d4=350.00 |
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|
| ∞ |
d5=131.00 |
N-BK7 |
131mmガラスブロック |
| ∞ |
d6=52.83 |
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| C80/500は小型のアクロマートレンズですが、ツァイス社が長きに渡り生産してきた数多くのレンズは地上用に作られたものがほとんどで天文用として精密なセル枠に収められたものも完成望遠鏡として販売されたものは極わずかであり、その多くが対物レンズ単体で販売されていたことが、とても不思議に思えました。 |