蔡斯
蔡司公司成立于1848年是由Carl Zeiss所创立,后来陆续加入了E.Abbe及Otto Schott,.Abbe是物理学家,专攻光学设计,而Otto Schott则是化学家,专攻光学玻璃的制作。现今,东西德卡尔·蔡司合并,西德蔡司(zeiss Oberkochen)拥有东德蔡司(Zeiss Jena)51%股份,并将Jena厂员工裁成只剩3000人,产品园区首先成立Jenoptik公司,员工1700人,拥有Zeiss Jena厂49%股份。
前言
记得好几年前,当我开始研读光学工程系统时,很意外地发现zeiss竟然有这么多经典的光学设计在教科书中被广泛的讨论,于是我开始很好奇地想知道他到底是什么样的集团,什么样的经营理念,以至于成就她对近代光学如此深远的影响。本文是我这几年所收集之资料的一些心得,不是什么学术性的文章,只是一般性报导,希望能与各位读者分享。
zeiss今天也许已经没有如同过去般地辉煌,也许已经不在那么热衷商业性的镜头(成本的考量),但在最顶尖的光学领域,她仍然是一枝独秀。翻开这近百年来的光学设计史,仿佛就是一部活生生的卡尔·蔡司史,几位大师级的科学家,如E.Abbe,P.Rudolph,Otto Schott,H.Harting,C.P.Goerz,L.J.Bertele..等等都是光学设计史上的关键人物。十九世纪末Robert Koch博士利用蔡司显微镜发现杆菌是导致结核病的原因。1911年挪威探险家Roald Amundsen首人类踏上南极大陆,他用蔡司天文望远镜看南极大陆。大到人造卫星的空照镜头,小至眼镜玻璃,zeiss对各种光学玻璃的制作乃至光学设计上的突破,都在在的显示她对人类科学的贡献,成就非凡。
光学史
简介
时至今日,世界上优良的光学系统很多,并非全然Zeiss设计的系统就是最好,但所有经典的作品中Zeiss所占的比例最重却也是个公认的事实。以下仅例举几项最经典,也最被广为讨论的光学设计。光学设计始于英国,但在E.Abbe之前几乎没有什么很严格的理论基础,完全是尝试错误与经验的累积,而制造者多半是机械工匠与玻璃师傅。
年表
1868E.Abbe建立全新的设计理论,如Sine relation;定义各种Distortion及Abberation,并确立光学计算的方法。同年并制造出史上第一支,经由理论计算的显微镜。
1881E.Abbe与Otto Schott合作,开始有系统地研究并开发各种光学级的玻璃。
1886Schott公司出版史上第一本光学玻璃目录,生产44种不同特性的光学玻璃,并为往后的新光学设计打下基础。
1890Rudolph与Abbo研发出史上第一支消散光像差的设计,Anastigmat,这项惊人的成就敲开了近代光学设计的大门,其功劳不亚于贝尔发明电话。数年后推出商业化镜头,zeiss Protar及Zeiss Planar。
1902Rudolph改良Anastigmat而推出最著名的商业化镜头Zeiss Tessar f6.3 1911 Zeiss Biotar f1.8,设计者为M.V.Rohr
1919第一次世界大战结束。
1923蔡司公司 内政部警政署航空警察局Tessar
1929Zeiss Biotar f1.0及f0.85注:在没有电脑辅助设计以前,大光圈的高速镜头设计是项很繁琐的工作,其“追迹”所计算的数学资料有时候必须要好几千张才能完成。
1932Sonnar f1.5及f2.0,设计者为L.Bertele这是当时世界上结像品质最佳的高速镜头。
1936Sonnar 180mm f2.8这是史上第一支高速望远镜头。Smakula首开先例,在镜片上利用真空镀膜技术镀上一层低折射率的抗反射膜Antireflection Coat-ings)T Coating
1945第二次世界大战结束。
1948西德卡尔·蔡司成立1952R.Richter设计出18×18cm,90°视角之pleogon这是有史以来结像品质最佳的空照镜。
1954L.Bertele设计出90°视角,没有形变的超广角镜,这支Biogon真可算是光学设计史上的艺术极品。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设计出全新5片组的Planar 80mm f2.8(禄莱)Planar可算是中距离镜头,大光圈光学设计的希望,时至今日有很多知名厂牌的50mmf1.4或是50mmf2都是采用类似planar Double Gauss的光学设计。
1960Planar 55mm f1.4 for Contarex
1961zeiss数学家E.Glatzel发表全新电脑辅助光学设计方法。
1964Distagon 40mm f4(哈苏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电影机35mm用的Distagon 35mm f1.2 及Distagon25mm 2012年世界一级方程式锦标赛2
1976再推出35mm电影机用的超广角超大光圈镜头Distagon18mm f1.2,你能想像它是什么可怕的模样吗?Planar 110mm f2(哈苏)
1982浮动元件设计的Distagon 40mm f4(哈苏)
1984第二阶(Secondary Spectrum)完全消色差的Tele-Apotessar 300mm f2.8
(资料只到1984年,1984年后的光学设计不作补充说明)
战后的发展
谈到蔡司公司一定得从产玻璃的义拿镇(Jena)谈起。
萌芽
Jena是位于前东德Thuringia省的一个中型城镇,人口约十万。早在十九世纪北普鲁士王国帝国时期,光学的种子便在此地萌芽。当时的光学工业仍看不到远景,E.Abbe受普鲁士政府赞助,从事研究,事隔一百多年,敝人对当时奥托·冯·俾斯麦的高瞻远见以致成就后来的德国精密光学工业感到由衷钦佩。
挫折
1944年,英美联军由西欧向德国挺进,而苏联红军则东面夹击德国,大战末期,Jena镇几乎被联军轰成平地,1945年初,一支美国陆军先遣部队,首先奉命开入Jena,美国将领明白Thuringia省正被红军包围,Jena不久也将为苏联当局所控制,因此决定协助127名Zeiss的科学家与工程师迅速机密撤往‘德西美国占领区’(美属维尔京群岛Zone),不久红军抵达Jena后果然立刻将zeiss厂所有机器查封为战争补偿物资,并将一部份留下来的科学家用飞机运回俄罗斯为俄国光学工业效命数年之久,从科学的角度来看,今天俄国的光学在世界上也算是挺强的,我想这批人或许就是关键吧!
复厂
1948年在美国的协助下,Zeiss在西德司图加市(Stutt-gart)东侧的小镇Oberkochen成立西德蔡司公司,成立初期仍无法利生产光学玻璃,完全必须仰赖东德进口;但随着Schott公司在西德的复厂,旋即独立生产,时间大约是1950上下。随着国际局势的对立,东西德这两家公司也曾为‘zeiss’这个老字号在市场上的独占使用权而诉讼多年。冷战结束柏林围墙倒塌,东西德统一,这两家公司也终于同意合并。
Jena镇的前途
前德意志民主共和国蔡司公司(Kombinat of People's plants of Ca-rl Zeiss,Jean,以下简称Carl Zeiss Jean)是东德少数垄断事业中,其产品足以外销到西方及东欧国家的优良公司,并曾经为柏林西部地区政权免于通货膨胀贡献不少心力。ZeissJean年收入30亿美元,苏联及华沙集团占该公司70%的市场,而其中一半的订单是来自坦克车的射击标定系统,因此冷战的结束也使Zeiss Jean蒙上一层阴影。
为了走向自由市场经济,1991年zeiss Jean被迫将6万9千名员工裁成2万6千人,而其中全天上班的员工仅1万人。其余由政府补贴半天工作或留在家中。反观西德公司,Zeiss Oberkochen在历经四十年的苦心经营,已看到了成果,O-berkochen镇,全镇人口约8千人,75%在Zeiss公司工作,是个很典型的Company Town(公司城镇);年收入14亿美元。统一合并的道路正如同德国的经济,并非非常乐观。虽然双方都同意再将公司的总部迁回Jean,并重新改造整建Jean厂,但西德公司实在没有义务去背负东德厂合并前高达8亿7千万美元的贷款,退休金及契约金。
为了挽救这家德国的民族工业,东德政府决定成立一家独立的信托公司来完全承担前Jean厂的所有债务,以便使其在迈向市场经济的道路上,更具竞争力而不至于拖垮营运尚可的西德蔡司公司。但无论如何,西德公司所提出合并的条件仅愿意保留Jean厂最精华的部份,并且营运权必须完全掌控在西德公司手里。Jean镇人口十万,有很多家庭已经为Zeiss公司工作了好几代,但如今面对如此不乐观的前景,他们也感到非常茫然。
重返国际市场
1981年西德最大的摄影器材零售商Porst Chain买下了Ro-llei公司百分之八十的股份,以期能重整旗鼓一举打败对手日本,重新夺回德制高品质相机的市场占有率,并摆脱Ro-llei公司高达3亿美元的财务危机。十年过去了,对手依然屹立,甚至于主导下一波的产业革新。回顾这一百年来,德国光学工业由三○年代的百家争鸣至九○年代的只剩四、五家,几乎是在倒闭及合并的声浪中度过了最近这二十年,而现今生存下来的相机厂,或多或少也都有与日本厂商合作及共同开发的经验。
欧洲矽谷
zeiss Jena曾是苏联帝国最强而有力的技术集团,其所生产的产品除了光学设备外,尚包括雷射及间谍卫星所用的电子零件....等等。
Jena镇人口十万,有二所大学及一个独立的研究中心,自普鲁士王国帝国时期开始便是德国的科技重镇,工业及科学基础非常雄厚。为了解决大量的失业人口,德国政府花了24亿美元以期能把Jena镇规划成一个具有十五个高科技研究中心的新科学园区,无疑的,正具有百年历史的蔡司公司将是其中最大也最显著的投资计画。
Jenoptik公司的产品则锁定在微机械,半导体设备及周边相关系统。除了要面临美、日的外国竞争对手,更要对抗国内的竞争伙伴,如西门子股份公司及梅赛德斯-奔驰集团Benz公司。半导体技术除了转移自Carl zeiss Jena外,94年也与美国德州仪器商谈合作事宜。
此外投资Jenoptik的外商尚包括
1.Dasa投资51%资金在太空科学部门。
2.军火商Rheimetall公司投资51%资金在光学精密测量部门。
3.瑞士化学公司Sandoz AG投资50%资金在环境控制系统部门(Enviromental Control System)。
4.Lambda Physik投资数百万美元发展工业用雷射。
Jenoptik公司的远景尚不可知,但最近该公司已经有一组科学家成功地开发出一套精密雷射系统,可以很显著改善印刷电路板制作及速率,而第一份百万美元的订单来自MRS Technology公司。
参考资料
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