前言
記得好幾年前,當我開始研讀光學工程系統(tǒng)時,很意外地發(fā)現(xiàn)Zeiss竟然有這么多經(jīng)典的光學設(shè)計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,什么樣的經(jīng)營理念,以至于成就她對近代光學如此深遠的影響。本文是我這幾年所收集之資料的一些心得,不是什么學術(shù)性的文章,只是一般性報導,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),但在最頂尖的光學領(lǐng)域,她仍然是一枝獨秀。翻開這近百年來的光學設(shè)計史,仿佛就是一部活生生的蔡司史,幾位大師級的科學家,如E.Abbe,P.Rudolph,Otto Schott,H.Harting,C.P.Goerz,L.J.Bertele..等等都是光學設(shè)計史上的關(guān)鍵人物。十九世紀末Robert Koch博士利用蔡司顯微鏡發(fā)現(xiàn)桿菌是導致結(jié)核病的原因。1911年挪威探險家Roald Amundsen首人類踏上南極大陸,他用蔡司望遠鏡看南極大陸。大到人造衛(wèi)星的空照鏡頭,小至眼鏡玻璃,Zeiss對各種光學玻璃的制作乃至光學設(shè)計上的突破,都在在的顯示她對人類科學的貢獻,成就非凡。
光學史
簡介
時至今日,世界上優(yōu)良的光學系統(tǒng)很多,并非全然Zeiss設(shè)計的系統(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公認的事實。以下僅例舉幾項最經(jīng)典,也最被廣為討論的光學設(shè)計。光學設(shè)計始于英國,但在E.Abbe之前幾乎沒有什么很嚴格的理論基礎(chǔ),完全是嘗試錯誤與經(jīng)驗的累積,而制造者多半是機械工匠與玻璃師傅。
年表
1868E.Abbe建立全新的設(shè)計理論,如Sine relation;定義各種Distortion及Abberation,并確立光學計算的方法。同年并制造出史上第一支,經(jīng)由理論計算的顯微鏡。
1881E.Abbe與Otto Schott合作,開始有系統(tǒng)地研究并開發(fā)各種光學級的玻璃。
1886Schott公司出版史上第一本光學玻璃目錄,生產(chǎn)44種不同特性的光學玻璃,并為往后的新光學設(shè)計打下基礎(chǔ)。
1890Rudolph與Abbo研發(fā)出史上第一支消散光像差的設(shè)計,Anastigmat,這項驚人的成就敲開了近代光學設(shè)計的大門,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)計以前,大光圈的高速鏡頭設(shè)計是項很繁瑣的工作,其“追跡”所計算的數(shù)學資料有時候必須要好幾千張才能完成。
1932Sonnar f1.5及f2.0,設(shè)計者為L.Bertele這是當時世界上結(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)計出90°視角,沒有形變的超廣角鏡,這支Biogon真可算是光學設(shè)計史上的藝術(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,大光圈光學設(shè)計的希望,時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的光學設(shè)計。
1960Planar 55mm f1.4 for Contarex
1961Zeiss數(shù)學家E.Glatzel發(fā)表全新電腦輔助光學設(shè)計方法。
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35mm用的Distagon 35mm f1.2 及Distagon25mm f1.2
1976再推出35mm電影機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浮動元件設(shè)計的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年后的光學設(shè)計不作補充說明)
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省的一個中型城鎮(zhèn),人口約十萬。早在十九世紀北普魯士帝國時期,光學的種子便在此地萌芽。當時的光學工業(yè)仍看不到遠景,E.Abbe受普魯士政府贊助,從事研究,事隔一百多年,敝人對當時俾斯麥的高瞻遠見以致成就后來的德國精密光學工業(yè)感到由衷欽佩。
挫折1944年,英美聯(lián)軍由西歐向德國挺進,而蘇聯(lián)紅軍則東面夾擊德國,大戰(zhàn)末期,Jena鎮(zhèn)幾乎被聯(lián)軍轟成平地,1945年初,一支美國陸軍先遣部隊,首先奉命開入Jena,美國將領(lǐng)明白Thuringia省正被紅軍包圍,Jena不久也將為蘇聯(lián)當局所控制,因此決定協(xié)助127名Zeiss的科學家與工程師迅速機密撤往‘德西美國占領(lǐng)區(qū)’(U.S.Zone),不久紅軍抵達Jena后果然立刻將Zeiss廠所有機器查封為戰(zhàn)爭補償物資,并將一部份留下來的科學家用飛機運回俄國為俄國光學工業(yè)效命數(shù)年之久,從科學的角度來看,今天俄國的光學在世界上也算是挺強的,我想這批人或許就是關(guān)鍵吧!
復廠1948年在美國的協(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,成立初期仍無法利生產(chǎn)光學玻璃,完全必須仰賴東德進口;但隨著Schott公司在西德的復廠,旋即獨立生產(chǎn),時間大約是1950上下。隨著國際局勢的對立,東西德這兩家公司也曾為‘Zeiss’這個老字號在市場上的獨占使用權(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)免于通貨膨脹貢獻不少心力。ZeissJean年收入30億美元,前蘇聯(lián)及華沙集團占該公司70%的市場,而其中一半的訂單是來自坦克車的射擊標定系統(tǒng),因此冷戰(zhàn)的結(jié)束也使Zeiss Jean蒙上一層陰影。
為了走向自由市場經(jīng)濟,1991年Zeiss Jean被迫將6萬9千名員工裁成2萬6千人,而其中全天上班的員工僅1萬人。其余由政府補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,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的經(jīng)濟,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,但西德公司實在沒有義務(wù)去背負東德廠合并前高達8億7千萬美元的貸款,退休金及契約金。
為了挽救這家德國的民族工業(yè),東德政府決定成立一家獨立的信托公司來完全承擔前Jean廠的所有債務(wù),以便使其在邁向市場經(jīng)濟的道路上,更具競爭力而不至于拖垮營運尚可的西德蔡司公司。但無論如何,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,并且營運權(quán)必須完全掌控在西德公司手里。Jean鎮(zhèn)人口十萬,有很多家庭已經(jīng)為Zeiss公司工作了好幾代,但如今面對如此不樂觀的前景,他們也感到非常茫然。
重返國際市場
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手日本,重新奪回德制高品質(zhì)相機的市場占有率,并擺脫Ro-llei公司高達3億美元的財務(wù)危機。十年過去了,對手依然屹立,甚至于主導下一波的產(chǎn)業(yè)革新?;仡欉@一百年來,德國光學工業(yè)由三○年代的百家爭鳴至九○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。
歐洲矽谷
Zeiss Jena曾是蘇聯(lián)帝國最強而有力的技術(shù)集團,其所生產(chǎn)的產(chǎn)品除了光學設(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,有二所大學及一個獨立的研究中心,自普魯士帝國時期開始便是德國的科技重鎮(zhèn),工業(yè)及科學基礎(chǔ)非常雄厚。為了解決大量的失業(yè)人口,德國政府花了24億美元以期能把Jena鎮(zhèn)規(guī)劃成一個具有十五個高科技研究中心的新科學園區(qū),無疑的,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畫。
Jenoptik公司的產(chǎn)品則鎖定在微機械,半導體設(shè)備及周邊相關(guān)系統(tǒng)。除了要面臨美、日的外國競爭對手,更要對抗國內(nèi)的競爭伙伴,如西門子公司及Daimler-Benz公司。半導體技術(shù)除了轉(zhuǎn)移自Carl Zeiss Jena外,94年也與美國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%資金在太空科學部門。
2.軍火商Rheimetall公司投資51%資金在光學精密測量部門。
3.瑞士化學公司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)百萬美元發(fā)展工業(yè)用雷射。
Jenoptik公司的遠景尚不可知,但最近該公司已經(jīng)有一組科學家成功地開發(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,而第一份百萬美元的訂單來自MRS Technology公司。