前言
記得好幾年前,當(dāng)我開始研讀光學(xué)工程系統(tǒng)時(shí),很意外地發(fā)現(xiàn)Zeiss竟然有這么多經(jīng)典的光學(xué)設(shè)計(jì)在教科書中被廣泛的討論,于是我開始很好奇地想知道他到底是什么樣的集團(tuán),什么樣的經(jīng)營(yíng)理念,以至于成就她對(duì)近代光學(xué)如此深遠(yuǎn)的影響。本文是我這幾年所收集之資料的一些心得,不是什么學(xué)術(shù)性的文章,只是一般性報(bào)導(dǎo),希望能與各位讀者分享。
Zeiss今天也許已經(jīng)沒有如同過去般地輝煌,也許已經(jīng)不在那么熱衷商業(yè)性的鏡頭(成本的考量),但在最頂尖的光學(xué)領(lǐng)域,她仍然是一枝獨(dú)秀。翻開這近百年來的光學(xué)設(shè)計(jì)史,仿佛就是一部活生生的蔡司史,幾位大師級(jí)的科學(xué)家,如E.Abbe,P.Rudolph,Otto Schott,H.Harting,C.P.Goerz,L.J.Bertele..等等都是光學(xué)設(shè)計(jì)史上的關(guān)鍵人物。十九世紀(jì)末Robert Koch博士利用蔡司顯微鏡發(fā)現(xiàn)桿菌是導(dǎo)致結(jié)核病的原因。1911年挪威探險(xiǎn)家Roald Amundsen首人類踏上南極大陸,他用蔡司望遠(yuǎn)鏡看南極大陸。大到人造衛(wèi)星的空照鏡頭,小至眼鏡玻璃,Zeiss對(duì)各種光學(xué)玻璃的制作乃至光學(xué)設(shè)計(jì)上的突破,都在在的顯示她對(duì)人類科學(xué)的貢獻(xiàn),成就非凡。
光學(xué)史
簡(jiǎn)介
時(shí)至今日,世界上優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng)很多,并非全然Zeiss設(shè)計(jì)的系統(tǒng)就是最好,但所有經(jīng)典的作品中Zeiss所占的比例最重卻也是個(gè)公認(rèn)的事實(shí)。以下僅例舉幾項(xiàng)最經(jīng)典,也最被廣為討論的光學(xué)設(shè)計(jì)。光學(xué)設(shè)計(jì)始于英國(guó),但在E.Abbe之前幾乎沒有什么很嚴(yán)格的理論基礎(chǔ),完全是嘗試錯(cuò)誤與經(jīng)驗(yàn)的累積,而制造者多半是機(jī)械工匠與玻璃師傅。
年表
1868E.Abbe建立全新的設(shè)計(jì)理論,如Sine relation;定義各種Distortion及Abberation,并確立光學(xué)計(jì)算的方法。同年并制造出史上第一支,經(jīng)由理論計(jì)算的顯微鏡。
1881E.Abbe與Otto Schott合作,開始有系統(tǒng)地研究并開發(fā)各種光學(xué)級(jí)的玻璃。
1886Schott公司出版史上第一本光學(xué)玻璃目錄,生產(chǎn)44種不同特性的光學(xué)玻璃,并為往后的新光學(xué)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
1890Rudolph與Abbo研發(fā)出史上第一支消散光像差的設(shè)計(jì),Anastigmat,這項(xiàng)驚人的成就敲開了近代光學(xué)設(shè)計(jì)的大門,其功勞不亞于貝爾發(fā)明電話。數(shù)年后推出商業(yè)化鏡頭,Zeiss Protar及Zeiss Planar。
1902Rudolph改良Anastigmat而推出最著名的商業(yè)化鏡頭Zeiss Tessar f6.3 1911 Zeiss Biotar f1.8,設(shè)計(jì)者為M.V.Rohr
1919第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束。
1923Zeiss APO-Tessar
1929Zeiss Biotar f1.0及f0.85注:在沒有電腦輔助設(shè)計(jì)以前,大光圈的高速鏡頭設(shè)計(jì)是項(xiàng)很繁瑣的工作,其“追跡”所計(jì)算的數(shù)學(xué)資料有時(shí)候必須要好幾千張才能完成。
1932Sonnar f1.5及f2.0,設(shè)計(jì)者為L(zhǎng).Bertele這是當(dāng)時(shí)世界上結(jié)像品質(zhì)最佳的高速鏡頭。
1936Sonnar 180mm f2.8這是史上第一支高速望遠(yuǎn)鏡頭。Smakula首開先例,在鏡片上利用真空鍍膜技術(shù)鍍上一層低折射率的抗反射膜Antireflection Coat-ings)T Coating
1945第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。
1948西德蔡司成立1952R.Richter設(shè)計(jì)出18×18cm,90°視角之pleogon這是有史以來結(jié)像品質(zhì)最佳的空照鏡。
1954L.Bertele設(shè)計(jì)出90°視角,沒有形變的超廣角鏡,這支Biogon真可算是光學(xué)設(shè)計(jì)史上的藝術(shù)極品。Biogon21mm f4.5 for35mm片幅Biogon38mm f4.5 for6×6片幅Biogon53mm f4.5 for 6×9片幅Biogon75mm f4.5 for 9×12片幅1954G.Lange設(shè)計(jì)出全新5片組的Planar 80mm f2.8(R-olleiflex)Planar可算是中距離鏡頭,大光圈光學(xué)設(shè)計(jì)的希望,時(shí)至今日有很多知名廠牌的50mmf1.4或是50mmf2都是采用類似planar Double Gauss的光學(xué)設(shè)計(jì)。
1960Planar 55mm f1.4 for Contarex
1961Zeiss數(shù)學(xué)家E.Glatzel發(fā)表全新電腦輔助光學(xué)設(shè)計(jì)方法。
1964Distagon 40mm f4(哈蘇6×6)1966Hologon 15mm f8(35mm SLR)Planar 50mm f0.7(35mm SLR)Distagon 18mm f4(35mm SLR)
1972Distagon 35mm f1.4(Contax)非球面Planar 85mm f1.4(Contax)Planar 50mm f1.4(Contax)Distagon 15mm f3.5(Contax)1974電影機(jī)35mm用的Distagon 35mm f1.2 及Distagon25mm f1.2
1976再推出35mm電影機(jī)用的超廣角超大光圈鏡頭Distagon18mm f1.2,你能想像它是什么可怕的模樣嗎?Planar 110mm f2(哈蘇)
1982浮動(dòng)元件設(shè)計(jì)的Distagon 40mm f4(哈蘇)
1984第二階(Secondary Spectrum)完全消色差的Tele-Apotessar 300mm f2.8
(資料只到1984年,1984年后的光學(xué)設(shè)計(jì)不作補(bǔ)充說明)
戰(zhàn)后的發(fā)展
談到Zeiss一定得從產(chǎn)玻璃的義拿鎮(zhèn)(Jena)談起。
萌芽Jena是位于前東德Thuringia省的一個(gè)中型城鎮(zhèn),人口約十萬(wàn)。早在十九世紀(jì)北普魯士帝國(guó)時(shí)期,光學(xué)的種子便在此地萌芽。當(dāng)時(shí)的光學(xué)工業(yè)仍看不到遠(yuǎn)景,E.Abbe受普魯士政府贊助,從事研究,事隔一百多年,敝人對(duì)當(dāng)時(shí)俾斯麥的高瞻遠(yuǎn)見以致成就后來的德國(guó)精密光學(xué)工業(yè)感到由衷欽佩。
挫折1944年,英美聯(lián)軍由西歐向德國(guó)挺進(jìn),而蘇聯(lián)紅軍則東面夾擊德國(guó),大戰(zhàn)末期,Jena鎮(zhèn)幾乎被聯(lián)軍轟成平地,1945年初,一支美國(guó)陸軍先遣部隊(duì),首先奉命開入Jena,美國(guó)將領(lǐng)明白Thuringia省正被紅軍包圍,Jena不久也將為蘇聯(lián)當(dāng)局所控制,因此決定協(xié)助127名Zeiss的科學(xué)家與工程師迅速機(jī)密撤往‘德西美國(guó)占領(lǐng)區(qū)’(U.S.Zone),不久紅軍抵達(dá)Jena后果然立刻將Zeiss廠所有機(jī)器查封為戰(zhàn)爭(zhēng)補(bǔ)償物資,并將一部份留下來的科學(xué)家用飛機(jī)運(yùn)回俄國(guó)為俄國(guó)光學(xué)工業(yè)效命數(shù)年之久,從科學(xué)的角度來看,今天俄國(guó)的光學(xué)在世界上也算是挺強(qiáng)的,我想這批人或許就是關(guān)鍵吧!
復(fù)廠1948年在美國(guó)的協(xié)助下,Zeiss在西德司圖加市(Stutt-gart)東側(cè)的小鎮(zhèn)Oberkochen成立西德蔡司公司,成立初期仍無(wú)法利生產(chǎn)光學(xué)玻璃,完全必須仰賴東德進(jìn)口;但隨著Schott公司在西德的復(fù)廠,旋即獨(dú)立生產(chǎn),時(shí)間大約是1950上下。隨著國(guó)際局勢(shì)的對(duì)立,東西德這兩家公司也曾為‘Zeiss’這個(gè)老字號(hào)在市場(chǎng)上的獨(dú)占使用權(quán)而訴訟多年。冷戰(zhàn)結(jié)束柏林圍墻倒塌,東西德統(tǒng)一,這兩家公司也終于同意合并。
Jena鎮(zhèn)的前途
前東德蔡司公司(Kombinat of People's plants of Ca-rl Zeiss,Jean,以下簡(jiǎn)稱Carl Zeiss Jean)是東德少數(shù)壟斷事業(yè)中,其產(chǎn)品足以外銷到西方及東歐國(guó)家的優(yōu)良公司,并曾經(jīng)為東柏林政權(quán)免于通貨膨脹貢獻(xiàn)不少心力。ZeissJean年收入30億美元,前蘇聯(lián)及華沙集團(tuán)占該公司70%的市場(chǎng),而其中一半的訂單是來自坦克車的射擊標(biāo)定系統(tǒng),因此冷戰(zhàn)的結(jié)束也使Zeiss Jean蒙上一層陰影。
為了走向自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),1991年Zeiss Jean被迫將6萬(wàn)9千名員工裁成2萬(wàn)6千人,而其中全天上班的員工僅1萬(wàn)人。其余由政府補(bǔ)貼半天工作或留在家中。反觀西德公司,Zeiss Oberkochen在歷經(jīng)四十年的苦心經(jīng)營(yíng),已看到了成果,O-berkochen鎮(zhèn),全鎮(zhèn)人口約8千人,75%在Zeiss公司工作,是個(gè)很典型的Company Town(公司城鎮(zhèn));年收入14億美元。統(tǒng)一合并的道路正如同德國(guó)的經(jīng)濟(jì),并非非常樂觀。雖然雙方都同意再將公司的總部遷回Jean,并重新改造整建Jean廠,但西德公司實(shí)在沒有義務(wù)去背負(fù)東德廠合并前高達(dá)8億7千萬(wàn)美元的貸款,退休金及契約金。
為了挽救這家德國(guó)的民族工業(yè),東德政府決定成立一家獨(dú)立的信托公司來完全承擔(dān)前Jean廠的所有債務(wù),以便使其在邁向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的道路上,更具競(jìng)爭(zhēng)力而不至于拖垮營(yíng)運(yùn)尚可的西德蔡司公司。但無(wú)論如何,西德公司所提出合并的條件僅愿意保留Jean廠最精華的部份,并且營(yíng)運(yùn)權(quán)必須完全掌控在西德公司手里。Jean鎮(zhèn)人口十萬(wàn),有很多家庭已經(jīng)為Zeiss公司工作了好幾代,但如今面對(duì)如此不樂觀的前景,他們也感到非常茫然。
重返國(guó)際市場(chǎng)
1981年西德最大的攝影器材零售商Porst Chain買下了Ro-llei公司百分之八十的股份,以期能重整旗鼓一舉打敗對(duì)手日本,重新奪回德制高品質(zhì)相機(jī)的市場(chǎng)占有率,并擺脫Ro-llei公司高達(dá)3億美元的財(cái)務(wù)危機(jī)。十年過去了,對(duì)手依然屹立,甚至于主導(dǎo)下一波的產(chǎn)業(yè)革新。回顧這一百年來,德國(guó)光學(xué)工業(yè)由三○年代的百家爭(zhēng)鳴至九○年代的只剩四、五家,幾乎是在倒閉及合并的聲浪中度過了最近這二十年,而現(xiàn)今生存下來的相機(jī)廠,或多或少也都有與日本廠商合作及共同開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。
歐洲矽谷
Zeiss Jena曾是蘇聯(lián)帝國(guó)最強(qiáng)而有力的技術(shù)集團(tuán),其所生產(chǎn)的產(chǎn)品除了光學(xué)設(shè)備外,尚包括雷射及間諜衛(wèi)星所用的電子零件....等等。
Jena鎮(zhèn)人口十萬(wàn),有二所大學(xué)及一個(gè)獨(dú)立的研究中心,自普魯士帝國(guó)時(shí)期開始便是德國(guó)的科技重鎮(zhèn),工業(yè)及科學(xué)基礎(chǔ)非常雄厚。為了解決大量的失業(yè)人口,德國(guó)政府花了24億美元以期能把Jena鎮(zhèn)規(guī)劃成一個(gè)具有十五個(gè)高科技研究中心的新科學(xué)園區(qū),無(wú)疑的,正具有百年歷史的蔡司公司將是其中最大也最顯著的投資計(jì)畫。
Jenoptik公司的產(chǎn)品則鎖定在微機(jī)械,半導(dǎo)體設(shè)備及周邊相關(guān)系統(tǒng)。除了要面臨美、日的外國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,更要對(duì)抗國(guó)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)伙伴,如西門子公司及Daimler-Benz公司。半導(dǎo)體技術(shù)除了轉(zhuǎn)移自Carl Zeiss Jena外,94年也與美國(guó)德州儀器公司商談合作事宜。
此外投資Jenoptik的外商尚包括
1.Dasa投資51%資金在太空科學(xué)部門。
2.軍火商Rheimetall公司投資51%資金在光學(xué)精密測(cè)量部門。
3.瑞士化學(xué)公司Sandoz AG投資50%資金在環(huán)境控制系統(tǒng)部門(Enviromental Control System)。
4.Lambda Physik投資數(shù)百萬(wàn)美元發(fā)展工業(yè)用雷射。
Jenoptik公司的遠(yuǎn)景尚不可知,但最近該公司已經(jīng)有一組科學(xué)家成功地開發(fā)出一套精密雷射系統(tǒng),可以很顯著改善印刷電路板制作及速率,而第一份百萬(wàn)美元的訂單來自MRS Technology公司。