ADAGIO 華順文化微雜誌 第四十期
韓戰與日本相機工業 (上)
I. 前 言
三十幾年前的某天去鹿港拜訪好友,好友秀了件瓷器紅茶杯給我看,杯底印有“MADE IN OCCUPIED JAPN”的紅色字樣,因為好友是早年留學日本的前輩,因此他向我講述了這段關於日本戰後的故事…。三十幾年後,偶然機緣…我閱讀了幾本關於韓戰的書籍,竟意外發現韓戰歷史與紅茶杯的故事,時序上似乎高度重疊,在好奇心驅使下…讓我想一窺究竟。
當戰爭失敗了,戰敗國的城鎮已成廢墟,活下來的人情緒低落,絕望、飢餓,而且沒有收入。二戰結束,盟軍尤其美國,軍事佔領日本,這是為了監督日本軍力被確實削弱並防止戰爭再起。後來韓戰爆發,因地利之便,駐紮日本的美軍遠東部隊成了韓戰聯合國軍主力,日本也成了最大後勤補給基地,為了讓日本分擔更多防堵共產勢力擴張任務,美日在1952年四月簽訂《對日和平條約》,也就是我們常聽到的《舊金山和約》,日本正式結束戰爭狀態,並且進入經濟起飛期,毫無疑問,韓戰造就日本提前結束軍事佔領並加速經濟復甦,而照相機工業,在日本擺脫戰後經濟陰霾的過程中扮演舉足輕重角色。
韓戰是二戰後,資本陣營與共產陣營爆發的第一場激烈角力,也是一場各說各話的戰爭,華文圈中的簡體著作普遍用共產陣營視角來看待這場戰爭,本文我們想從另一視角,用美日韓觀點,來看待這場戰爭。本系列文章很長,(上集)我們將介紹Nikon傳奇崛起之路,(中集)我們將從美日韓視角來探討韓戰,(下集)我們將介紹除Nikon外,其他日本相機品牌的故事。
戰後盟軍控制了日本的重建和社會重組。在七年佔領期間(1945-1952),所有日本工廠製造的物品,若要出口都得打上 “MADE IN OCCUPIED JAPN”,表明它們是在被佔領的日本地區製造。佔領期間,美國在日本駐紮了數千名美國士兵,許多大兵會購買日本產品帶回家鄉作紀念。韓戰爆發後,來日本休假與整補美軍人數激增,帶來了更大的消費潮。
1946年,戰敗的日本迫切需要食品,但是政府付不出國際貨幣購買外國糧食,外國糧商只願意在有「商品抵押」前提進口糧食。戰後有能力製作優質相機的國家其實不多,日本是少數有能力者之一,相機體積小價值高,因此成了糧商最滿意的抵押品。戰後日本製造的相機需求量很大,預估每年至少17萬台以上,包括盟軍總部CPO的訂單。但是當時全國相機製造產能不足,約末只能滿足需求的三分之一。為了讓工業產品盡量外銷賺取外幣,主要是美元,當時日本政府刻意調高國內奢侈稅,日本一般老百姓其實消費不起自己製造的相機,多半銷往美國或歐洲。
CPO 是當時駐日美軍總部的中央採購辦公室 (Central Purchasing Office) 縮寫,專門負責1947 ~ 1952年期間對日本佔領區的各種產品採購,所採購之商品無需向日本政府繳納任何稅款,並將這些商品在世界各地所有盟軍商店的郵政交易所(Exchange Post)出售,內容幾乎都是奢侈品,例如煙盒、相機、瓷器、漆器、黑膠唱片等,只限軍人及眷屬購買。戰後,金屬與光學玻璃都是受管制的原物料,日本在地相機製造商必須先向 CPO 申請生產相機所需之原物料,然後再將生產出來的相機交付給CPO。日本公民如持有CPO販售的物品會遭到逮捕和巨額罰款。
圖1. Nikon 1947-1952製造之相機與鏡頭
在盟軍佔領期間,日本生產的相機幾乎都刻上「MADE IN OCCUPIED JAPN」字樣,見圖1,尤其是外銷品一定得刻上。有趣的是Nikon 5cm標準鏡都沒有刻,這是因為標準鏡通常與相機一起販售,而相機底已經刻了,所以標準鏡就省去了麻煩。然而其他尺寸鏡頭通常以配件方式販售,因此幾乎都有刻。或許出於民族自尊心,一開始,Nikon鏡頭的「MADE IN OCCUPIED JAPN」刻在接環內的黑色金屬上,後來可能被盟軍總部要求,改成刻在鏡頭外部鍍鉻調焦環附近。除了「MADE IN OCCUPIED JAPN」字樣外,在美軍基地銷售的相機,會增加一小菱形記號,內部刻上「CPO」或日文「シピオ」,見圖2a,這是在盟軍營區郵政交易所(Exchange Post)限軍人或眷屬購買的免稅商品。不只相機,高級香菸盒、瓷器、手錶也是。盟軍佔領期結束後,記號改成在小菱形記號內刻上「EP」,代表在美軍Exchange Post內販售,限軍人或眷屬購買的免稅商品,見圖2b。刻「CPO」或日文「シピオ」的相機不多,據說只持續了一年半的時間而已,但是刻「EP」的很多,一直持續到1960年代末都有。
圖2a. 小菱形記號,內刻「シピオ」或「CPO」
圖2b. 小菱形記號內刻「EP」
戰爭剛結束時,「Made in Occupied Japan」是一種貶低,意味著廉價仿製品,但是韓戰爆發後,日本生產的工業產品大量出現在朝鮮半島,並且讓國際媒體看到,漸漸擺脫這種偏見與歧視,隨著《舊金山和約》於1952年4月28日生效後,日本不再處於軍事佔領,所以日本製造的商品也不再需要打上佔領區字樣。1964年東京奧運後,「Made in Japan」不但擺脫貶低,更成了品質保證。
II. 玻 璃
二次大戰前,德國Schott的光學玻璃種類就已經超過一百種了,見圖3,主要有兩大系,「冕牌系玻璃(Crown)」及「火石系玻璃(Flint)」,二戰後又增加「含鑭低色散系玻璃」與「螢石系玻璃」,見圖4,一般而言冕牌與火石玻璃是無色透明的,含鑭低色散玻璃帶有些微淡黃色,而螢石玻璃則帶有些微淡綠色。玻璃是混和物,主要且最大宗成分為矽砂(Fused Silica),然後少量添加十幾種化學元素。
高純矽加熱到攝氏1180度會開始軟化,繼續加熱到攝氏1715度就會變成液態狀。光學玻璃必須達到液態狀才能夠順利攪拌,因此製造前必須先把十幾種化學元素按比例與矽砂混和。矽砂添加化學元素後,液態溫度會下降,以早期的冕牌玻璃BK7為例,其軟化溫度在攝氏720度,液態溫度則為攝氏1255度。現代最新款無鉛玻璃N-BK7,液態溫度可降至攝氏557度,低熔點P-BK7,液態溫度甚至可降至攝氏498度,這個溫度已經適合模造非球面鏡了。
圖3. 德國Schott製作的光學玻璃
圖4. 對照圖3數據,戰後四大系光學玻璃的分佈位置
玻璃參數中會有一個溫度稱為融化點(Melting point)或轉化溫度(Transformation Temperature),這是玻璃的重要物理參數。熔化(Melting)是一個物理現象,描述材料從固體變成液體的過程(例如冰融化成水),這個過程可能是突然的,例如冰融化成水,也可能是漸進的,例如光學玻璃。光學玻璃通常先軟化然後隨溫度升高再慢慢融化,從軟化到融化過程,不同光學玻璃可能經歷超過100度C,甚至於400度C都有可能。但是玻璃可以像液體這樣流動的溫度才是融化點(Melting point)的溫度。
英國與法國科學家在相差不多時間點都投身光學玻璃研發工作,他們試圖把一些化學元素熔入玻璃中,好讓玻璃折射率或色散可以改變,然而英國與法國始終沒有獲得突破性進展。當時從事光學玻璃研究的公司實在少得可憐,因此歐洲光學玻璃大抵是由英國的Chance Brothers公司或法國的Feil and Guinand公司所供應。1871年德國統一了,蔡司(Zeiss)投資的肖特(Schott)公司在光學玻璃研究上有重大突破,為此德國光學玻璃品質逐漸超越英國與法國。
1918年日本帝國海軍技術研究所,開始研究光學玻璃,戰後並派學生前往德國與英國學習光學玻璃製造。這個光學玻璃研究所在1923年東京大地震中,建物與設備雙雙損毀,成員後來陸續加入「日本光学工業(株)」,也就是Nikon的前身。1923年「日本光学工業(株)」已成功實驗性熔出四種光學玻璃,筆者猜測其中三種可能跟Tessar設計有關,見圖5,例如冕牌系SK3、KF3及火石系LF1,或早期光學特性類似的玻璃,1927年開始正式量產這四種光學玻璃。
圖5. Carl Zeiss Jena Tessar 架構之光學設計
圖6. 坩堝熔煉法(展示用模型)
1965年以前,全世界製造光學玻璃的方法都差不多,見圖6。先造一個用黏土製成、但沒有上釉的坩堝,坩堝的材質是陶瓷,可耐熱到攝氏1800度。把玻璃原料含添加物放入坩堝中加熱,並在約攝氏800 ~ 1400度下熔化原料約30 ~ 35小時,攪拌是關鍵,適當攪拌可以去除玻璃的氣泡與紋路。之後,將坩堝從熔爐中取出,澆水淬火後,在緩冷爐中冷卻至室溫約歷時10天。
緩慢降溫可以避免玻璃因為應力殘存而產生不透明紋路或是崩裂。降溫大抵是從攝氏600度開始,通常是透過電爐緩慢降至常溫,早期攝影用的光學玻璃大約需用2 ~ 4週的降溫時間,折射率必須確保正確在+/-0.0005以內。而天文級的玻璃降溫時間高達4 ~ 10個月,折射率必須確保在+/-0.00005以內。現在技術已經比較進步,回火降溫的時間也大幅縮短。回到常溫後,坩鍋必須打破以便取出玻璃,並且去除外圍部分僅保留中間部分的玻璃,因為與坩鍋接觸的外圍玻璃,會因化學反應而產生氣泡,這些有氣泡的玻璃不適合做鏡頭。
坩堝放置在枕木上,靠自己的重量就會自動裂開,取出中間段的玻璃,見圖7,之後送到研磨和拋光的產線上去製成透明鏡片,見圖8。然而使用「坩堝熔煉法」,每次都需要製作黏土坩堝,而且打掉坩堝後真正可以拿來利用的玻璃其實比例不高,導致光學玻璃成本居高不下。1965年以後「連續熔煉法」取代坩堝熔煉法,不但品質提升,成本也降低很多。
圖7. 取坩堝中間段的玻璃
圖8. 把玻璃磨成鏡片
圖9a. 連續熔煉法
「連續熔煉法」的前段與傳統坩堝熔煉法相同,但是裝玻璃的容器換成白金坩堝,玻璃融化後從白金坩堝倒出並進行降溫,降溫後的透明棒狀玻璃被放置在滾筒上送出熔爐,玻璃連續長度最長甚至可達100公尺不中斷,見圖9a。因為玻璃不會與白金坩堝起化學反應,因此這種工法生產的光學玻璃不但品質穩定而且成本大幅降低,見圖9b。Nikon在1971年引進連續熔煉法。
圖9b. 連續熔煉法生產的玻璃塊
圖10. Abbe refractometer
早期測量玻璃折射率(Refractive index)是使用一種稱為Abbe refractometer的儀器,見圖10,光看名稱就知道這是蔡司Ernst Abbe教授發明的機械式儀器,但是一次只能針對一個波長的玻璃折射率進行測量,通常是氦黃光(λ=587.6 nm),這種儀器其望遠鏡內的測量刻度可以精確到小數點後第三位,第四位是估計,筆者學生時代曾使用過這種設備。現在測量玻璃折射率設備則進步到電子式的Automated spectral goniometer,見圖11,光波頻段從紫外線、可見光,延伸到紅外線,整個頻譜數據一次得到,而且馬上計算出一階色散與二階色散,折射率數據精確到小數點後第四位,第五位是估計,色散精度甚至可達小數點後第五位。
圖11. Automated spectral goniometer
「光學設計」是一種理論計算的紙上作業,設計師根據玻璃被測量到的折射率與色散數值進行電腦輔助計算,然後再按計算結果製造鏡片,包含鏡片的直徑、曲率與厚度。所以玻璃是關鍵,如果玻璃生產每批次重複性不高,那麼,透鏡後段機械研磨工序做得再怎麼精密都是枉然,現代,無論光學玻璃生產,亦或是玻璃物性測量都比五十年前進步很多,這是時代進步帶給我們的好處。
圖12. 投影檢測
圖13. 測試用幻燈片(Test chart)
Nikon早期使用一種「投影檢測」法,來檢驗鏡頭的品質,這種方法究竟是Nikon自己發展?還是德國技師引進不得知。但方法簡單有效,就是把照相原理,利用光學「可逆性」,反著用就辦到了。見圖12,一般照相時,Project screen上的圖案經過鏡頭(Lens under test)成像在底片上(Test chart),如果用採用照相原理檢驗鏡頭,每次檢驗都得歷經曝光、顯影、洗照片程序,既耗工又費時。但是反著用就很簡便,首先製作一張解析度很高的測試用幻燈片(Test chart),見圖13。把待測鏡頭(Lens under test)放上去,然後透過燈光(Light source)把測試用幻燈片圖案投影到屏幕上(Project screen),之後轉動鏡頭調焦環,讓投影幕上的影像達到最清楚狀況,這樣就可以判斷出鏡頭解析度。韓戰期間,Nikon就是用這種方法向《生活雜誌(LIFE)》記者D. Duncan介紹Nikkor鏡頭。
III. Nikon傳奇
圖14. 三木淳拍攝D. Duncan /鏡頭Nikkor P 8.5cm f2
D. Duncan與Nikkor鏡頭的故事很精彩,但似乎被商業宣傳過頭。1950年5月,已經名氣不小的《生活雜誌》攝影師D. Duncan首次來到日本,拍攝日本文化傳統之美。6月某個晚上,日本職業攝影師村井隆一來《生活雜誌》東京分社探望朋友,《生活雜誌》日本特約記者三木淳,向村井隆一借了一顆Nikkor P 8.5cm f2,但是鏡頭是Nikon S接頭,因此必須透過一個轉接頭才能轉成L39螺絲接頭,鏡頭被裝在徠卡機身上並且為D. Duncan拍攝了一張人像照,見圖14。接著,三木淳向D. Duncan介紹這支鏡頭說,“這是日本製造的Sonnar”,而D. Duncan有點不以為然地回答,“喔!! 那...日本製造的凱迪拉克在哪呢?”,當下,D. Duncan甚至於沒有意識到這是一支戰敗國所生產的鏡頭,三木淳回憶當時。
第二天,當三木淳向D. Duncan展示那張8x10尺寸的人像照時,他感到很驚訝,好奇地問“這是那一家工廠生產的鏡頭?”。 D. Duncan很興奮地說“我從來沒有見過這麼銳利的鏡頭,我想去看看這家公司,現在幫我打電話!! ”。三木淳立刻打電話到Nikon本社詢問拜訪事宜,很快地就接到長岡正男社長的電話回覆同意參觀。三人包含另一位《財星雜誌(Fortune)》記者Bristol立刻動身前往Nikon在東京的大井工廠,並測試Nikkor鏡頭。“很棒的日本鏡頭”, D. Duncan嘀咕道。
D. Duncan認為Nikkor SC 5 cm f1.5比他自己手上的Leitz Elmar 5cm f3.5更銳利,而且亮度更高,D. Duncan在離開Nikon工廠的拜訪時,買了Nikkor SC 5 cm f1.5及Nikkor Q 13.5cm f4,都是L39螺絲接頭,分別裝在兩台Leica IIIc機身上。其實就在D. Duncan在離開Nikon工廠後不久,Nikon就發表新款的Nikkor SC 5 cm f1.4,f1.4的內容與f1.5其實是一模一樣的。後來1952年Leica出了第一支使用含鑭低色散玻璃的Summicron 50mm f2,但是D. Duncan還是認為Nikkor SC 5 cm f1.4的銳利度與反差更好,尤其亮度高一格。
晚年的D. Duncan與妻子住在法國南部的一個山村Castellaras,2016年百年誕辰前夕出版新書《My 20th Century》時,接受《Black and White》雜誌專訪。
D. Duncan回憶,當我們聽到北朝鮮人跨過北緯38度線消息時,我正在拜訪Bristols的好朋友松方春子(Haru Matsukata)。我們在春子位於御崎的避暑別墅裡,一位名叫渡邊的漁夫從海灘上帶著一籃當地海鮮走上來,對春子說了些什麼。她翻譯:北朝鮮剛剛入侵了南韓。那是1950年6月25日。我們回到東京,我抓到機會幸運登上了一架軍方DC-3飛機前往朝鮮半島。另一位攝影記者Charlie Rosecrans也在同一架飛機上。
松方春子1915年出生於日本,是日本皇室松方正芳親王的孫女,留學美國後來在美國擔任報社記者,之後在日本結識Edwin Reischauer並且結婚,Edwin Reischauer後來成為美國駐日本大使。
當麥克阿瑟在仁川登陸後,繼續向北緯38度線以北並最終朝鴨綠江方向前進後,「中國人民自願軍」 跨過鴨綠江進入朝鮮半島,美軍最精銳的陸戰第一師在長津湖水庫附近中了埋伏,中國軍隊動用至少五倍以上的軍力把美軍團團圍住。D. Duncan報導了戰爭中最激烈的這場戰鬥。他回憶,當時是冬天。那是一場暴風雪,我們周圍到處都是中國人(志願軍),氣溫為零下攝氏35度。我一路步行往相對安全的南韓方向前進。
我(D. Duncan)走過北朝鮮的村莊,人們的臉上沒有絲毫敵意的表情,沒有人舉手反對我,我獨自行走。他們和我們一樣關心中國人(志願軍)的出現,他們後來也被中國人趕到了興南,數千北朝鮮人來到海灘試圖撤離到南韓。他回憶,印象中的麥克阿瑟很有魅力。曾經有一次乘坐私人飛機飛往巴丹半島的水原,然後坐吉普車前往首爾,回來路上,一架美軍飛機掉下來而且飛機殘骸碎片從空中灑在道路上。麥克阿瑟很鎮定坐在他的吉普車裡沒有動。他沒有像我們其他人那樣閃避在道路兩旁,包括來見麥克阿瑟的韓國總統李承晚。幸運的是,沒有造成人員傷亡。
圖14. D. Duncan作品,鏡頭可能是Nikkor Q 13.5cm f4
從沒有人喜歡戰爭,尤其是當你讓你的孩子們因為離家千里之外的某個問題而去送死時。美國剛剛享受了一小段戰後的和平時光,突然,遠東又爆發了一場戰爭,媒體發揮了平息和解釋決策者決策的作用。消息開始傳開,慢慢地,大部分報導朝鮮戰爭的攝影記者轉向了Nikkor鏡頭,有些人甚至開始嘗試Nikon-Nikkor組合。Nikon公司利用這些曝光機會,為參與韓國任務的人員提供一流的維修和清潔服務支持。Nikon受益於那些從戰場上惡劣環境中返回的原始意見和評論,從而能夠對其相機及鏡頭進行改進。
《美國紐約時報(New York Times)》在1950年12月10日的當日報紙有一篇標題為《JAPAN CAMERA; 35mm Nikon and Lens Test by Experts》的新聞,作者是Jacob Deschin,文章內容報導,透過測試Nikkor廣角鏡一支、標準鏡四支及望遠鏡三支,共八支當時日本光學製造的所有Nikkor鏡頭。撰稿記者的消息來自《時代雜誌》攝影記者同行所提供,測試人是Eastern Optical Company的M. Mogdanovitch先生,報導內容是這樣寫的,‟Mogdanovitch先生認為Nikkor 13.5cm f3.5在光圈全開的情況下,至少或甚至於優於蔡司(as good as better than Zeiss)”,而其他雜誌社的攝影主管則直接認為Nikkor鏡頭優於Leica與Zeiss。
但是,仔細想想,報紙記者撰寫的內容為了吸引讀者目光,通常口味會下得稍微重一些,試問,如果測試結果日本鏡頭表現不如德鏡,那這篇文章還有刊登的價值嗎?更何況測試結果只是口頭描述,沒有數據佐證。其實D. Duncan 一直都是Leica的愛用者。1955年,徠卡按D. Duncan的意見製造了四台底部含有快速過片器的雙撥版M3。‟它們非常安靜,在德國Wetzlar的徠卡工廠以375美元(應該是每部的價格)的價格買下了它們”,D. Duncan回憶。
徠卡為D. Duncan製造的相機序號不是採公司流水號,而是特殊編號的 M3D-1 ~ M3D-4,D就是D. Duncan的縮寫。D. Duncan說,‟我把第一號MD3-1交給了我在德州的檔案館。第四號的MD3-4是我在東京中央車站前的會議廳舉行的東京新聞發布會時送給三木淳的。我說Miki,這是給你的禮物,以紀念我們在一起的時光。他像職業拳擊手一樣打開它並說道,It’s Dave’s Leica! 全場爆發出熱烈的掌聲”。Dave是三木對好友Duncan的暱稱。
圖15. 專為D. Duncan打造的Leica M3相機
三木去世後,我(D. Duncan)告訴他的兒子弘光,你應該賣掉那台Leica M3D-4來照顧病重的母親。“不,那是你給我父親的”,我說不,還是賣掉吧! 後來這台徠卡M3D-4在曼谷被賣出,現在仍然在那裡。三號機,我賣給了Wetzlar的徠卡,他們現在還保存著,而二號機我以大約 8 萬美元的價格賣給了一名前海軍陸戰隊員。他於2012 年在維也納WestLicht Photographica 拍賣會上以218萬美元的價格賣出! 買主是一位住在香港的中國人,名叫道格拉斯,實在難以置信!
IV. Nikon發跡
日本文化底蘊偏好單純、細緻的東西。攝影術傳入日本後,不但被接受而且快速深入社會各角落…。1870年日本專門替人拍人像的專業攝影師已超過100人,蛋白相紙的使用開始流行。隔年,奧地利人 R. S. Ratenicz在日本國際港市橫濱開了一家照相館。淺沼藤吉在東京日本橋附近開了一家專門販售攝影用品的商店「淺沼商店」。1873年朝倉松五郎(Matsugoro Asakura)被日本政府派往奧地利維也納的Grünert眼鏡工廠學習鏡片研磨。因屏東牡丹社事件(1871年),1874年日本出兵南臺灣攻打排灣族原住民。1875年朝倉松五郎帶著他在維也納採購的磨片設備回到日本,並在政府批准下建造一家鏡片工坊,但因操勞過度竣工前便去世,只能由家人與弟子繼續,當年明治天皇、皇太后、皇后還曾經親臨朝倉商店現場觀摩眼鏡鏡片製作過程。
「柯尼卡(Konica)」前身「小西屋」在東京麴町發跡,1876年遷至本町,並更名為小西總店。杉浦六三郎的曾祖父創辦了藥材批發商店,店名為「小西屋六兵衛」,曾經是東京最大的商店之一。 25歲時,六三郎對自己在照相館拍的人像照感動不已,決心經營攝影器材零售,銷售照相產品和平板印刷材料。1880年左右乾板底片開始進入日本市場,之前普遍使用濕板底片,很不方便。1881年美國的喬治伊士曼(George Eastman)創辦了一家名為伊士曼乾板公司(Eastman Dry Plate Company)專門生產乾板底片,也就是後來的美國柯達(Kodak)。眼鏡商朝倉松五郎的兒子朝倉龜太郎(Kametaro Asakura)製作了一支多鏡片鏡頭,可能是複製Petzval構型的人像鏡,玻璃應該來自歐洲,Petzval架構設計是匈牙利裔維也納大學教授Joseph Petzval於1840年所發明,這種鏡頭在1840~1890年期間幾乎成了世界上所有人像鏡的標準款式,龜太郎的鏡頭於1890年在第三屆全國工業展覽會上展出,並獲得一等獎。
薩克森-威瑪-艾森納赫大公國(Saxe-Weimar-Eisenach)的Jena大學教授Ernst Abbe,1886年加入Zeiss工坊,薩克森-威瑪-艾森納赫大公國是德國統一前,神聖羅馬帝國轄下的一個大公國,德國統一後Jena市隸屬圖林根州(Thuringia)。Abbe加入Zeiss後,透過有系統地研究光學玻璃與光學設計,把透鏡成像品質往上提升到近代工藝水準,讓Zeiss從一間小工廠搖身一變成為國際級頂尖公司。1894年推出的稜鏡望遠鏡是當時世界上品質最好的望遠鏡,見圖16。不僅如此,使用最新玻璃的Tessar鏡完全打敗之前主流的Petzval鏡。
圖16. Carl Zeiss Jena雙筒望遠鏡 (1894)
圖17. FUJII BROS.雙筒望遠鏡 (1911)
1894-1895年,清日兩國爆發甲午戰爭,基於蔡司望遠鏡的卓越聲譽與品質,小西六商店從德國蔡司進口了超過一百支最新型、全世界光學效果最好的雙筒望遠鏡供軍方使用。藤井龍藏(Ryuzo Fujii)畢業於「東京高等工業学校機械科」,這是「東京工業大學」的前身。藤井龍藏從小就對光學儀器感到興趣,工業学校畢業後進入帝國海軍研究單位擔任機械工程師,藤井龍藏在一次前往英國出差觀摩海軍的機會中,深刻體認到光學儀器對海軍的重要性,然而當時最先進光學技術來自德國。
基於國防獨立自主,日本帝國海軍決定發展自己的光學技術。1901 ~ 1903年藤井龍藏被帝國海軍送往德國學習光學三年,回國後繼續在海軍研究單位擔任光學工程師,1908年離開海軍,並與化學專長的弟弟藤井光蔵一起創立「藤井レンズ製造所(FUJII BROS. Lens Manufacture)」,‟レンズ”是日文‟鏡片”的意思,BROS.則是Brothers的縮寫。當時位於東京的藤井鏡片製作所內,配備了大量德國製造設備和蔡司測量儀器,目的是為了生產雙筒望遠鏡,一開始,10多人團隊利用少量的車床、德製光學測量機器、拋光機、玻璃切割機開始修理配置在武器上的進口光學儀器。摒棄舊思維,進行原創研究,致力於建立利用現代機械的鏡片製造方法,最終生產出與進口產品一樣好的望遠鏡。1911年,第一台日本雙筒望遠鏡誕生,見圖17。除了日本市場外,也出口到俄羅斯和英國。
FUJII BROS.牌望遠鏡在日本國內銷售時以日文「富士」為品牌,但是這和後來的「富士底片」或「富士牌相機」沒有任何關係。藤井鏡片製作所生產望遠鏡所使用的光學玻璃都是從德國蔡司的關係企業Schott進口,成立三年後第一次世界大戰爆發,日本加入協約國同盟對德宣戰,1914年9月日本海軍在中國山東登陸並包圍原德國殖民地青島市,藤井鏡片製作所從德國獲得光學玻璃的管道受阻,任務越來越艱鉅。在不堪財務虧損的情況下,於一戰結束前一年把公司賣給了三菱造船株式會社投資的「日本光学工業(株)」,也就是Nikon的前身,兄弟倆也一起加入並雙雙成為日後「日本光学工業(株)」的常務取締役(常務董事)。
圖18. 東京時計的航海產品
「東京計器」創辦人「和田嘉衡」,原本是家鄉徳島縣的小學校長,自學機械,1888年離開家鄉前往東京,並在東京經營一家小型機械工坊。某天,從橫濱回家路上結識了一起坐火車的海軍軍官,受到這位軍官啟發,1896年成立「和田計器製作所」,專門生產航海需要的測量儀、羅針儀。1902年擴大規模並改名為「東京計器株式會社」。此外,1884年「岩城滝次郎」在東京成立「岩城硝子製造所」,‟硝子”就是日文‟玻璃”,隔年成為帝國海軍鎮守府基地的御用工廠,1900年開始為海軍製造探照燈用的反射鏡。
因為光學產品對海軍實在太重要,在海軍要求下,「三菱造船株式會社」總裁兼創辦人「岩崎彌太郎(Yataro Iwasaki)」指派侄子「岩崎小彌太(Koyata Iwasaki)」規劃這個光學新事業。1917年7月由岩崎小彌太獨資成立「日本光学工業株式会社 (Nippon Kōgaku Tōkyō K.K.)」,先將東京計器株式會社的光學儀器部門獨立出來,首任社長就是東京計器的和田嘉衡,同年八月併購岩城硝子株式会社的反射鏡部門,12月再收購藤井鏡片製作所,累計投資總金額兩百萬日圓,1918年大井工廠落成。藤井需要三菱的資金,而三菱需要藤井近二十年的光學經驗,所以一拍即合。「日本光学工業株式会社」繼承了原藤井製造所的技術,馬上開始生產消費級雙筒望遠鏡。為了簡化後面的討論,我們以「日本光学工業(株)」來稱呼這家公司。
圖19. 日本光学工業株式会社在不同時期的企業商標
第一次世界大戰於1914年拉開序幕,1918年夏季西線戰場,德國最後一搏後仍然以失敗告終,德國元帥魯道夫(Ludendorff)承認戰爭繼續進行下去是不負責任的豪賭。9月28日最高指揮部同意停戰並進行媾和,同時推動國內政治改革。10月3日來自巴登的馬克斯親王(Max von Baden)組織德意志帝國史上第一個自由派內閣。戰爭期間潛艇水兵的死亡率超過50 %,1917年後,各地水兵便經常以絕食、罷工、逃兵等各種方式表達抗議。1918年10月,馬克斯親王上台後推動修憲同時,要求所有軍隊停止進攻,準備與協約國談判。可是德國海軍高層一意孤行,下令潛艇繼續出海作戰遭到很多水兵抵制。
10月28日駐紮在德國北海亞德灣威廉港的水兵拒絕接受出海命令,一些軍艦乾脆熄火,海軍當局立即逮捕上千名水兵,並將水兵押往基爾港受審。11月4日忍無可忍的水兵解除軍官武裝,佔領軍械庫,並在當地工人配合下,攻佔市政廳,隨後水兵自行宣布解散,登上返鄉火車。革命的消息沿著鐵路沿線一直散播開來,11月9日革命的浪潮終於抵達首都柏林,當日幾十萬人高舉「和平、麵包、自由」和「兄弟們別開槍」的標語湧向市中心,馬克斯親王(Max von Baden)勸皇帝威廉二世退位以平息眾怒,皇帝威廉二世猶豫不決,直到魯道夫元帥的繼任者威廉格羅納將軍(Wilhelm Groener)通知他,軍隊的官兵將在興登堡(Hindenburg)元帥的指揮下井然有序地返回國內,這時威廉才同意退位,馬克斯親王代為宣布德意志皇帝退位,皇太子放棄繼承。
很明顯當時只有社民黨領袖弗里德里希埃伯特(Friedrich Ebert)才能有效控制局面。當晚,埃伯特、社民黨人謝德曼(Philipp Scheidemann)共同宣布成立威瑪共和國。馬克斯內閣隨即倒台,兩天後德國代表在《貢比涅森林停戰協定》上簽字,第一次世界大戰落幕。戰後凡爾賽條約的天文數字賠款加上國內政治動盪,德國從1919 ~ 1924年間,貨幣經歷了嚴重惡性通貨膨脹,很多德國人失業,這時期的德國人尤其身懷技術的德國人被大量聘請到美洲、日本或蘇聯工作。
1919年,「日本光学工業(株)」雖然繼承藤井鏡片製作所的技術,馬上可以生產稜鏡雙筒望遠鏡,並且向英國、法國、美國和俄羅斯出口了超過15,000件望遠鏡,但是公司需要的光學玻璃幾乎都來自英國、法國和德國。由於戰爭緣故,藤井對於進口德國玻璃受阻這件事一直耿耿於懷,其實1918年帝國海軍技術研究所就已經開始研究光學玻璃了,一戰後並派學生前往德國與英國學習光學玻璃製造。這個光學玻璃研究所在1923年東京大地震中,建物與設備雙雙損毀,成員後來陸續加入「日本光学工業(株)」。1923年「日本光学工業(株)」成功實驗性熔化出四種光學玻璃,猜測其中三種可能跟Tessar設計有關的玻璃,見圖五,其中冕牌SK3、KF3及火石LF1,或早期光學特性類似的玻璃,1927年開始正式量產這四種光學玻璃。
一戰後,因為藤井龍藏的德國經驗緣故,藤井龍藏於1919年7月 ~ 1920年12月期間前往德國招募合適技師來日本工作。1921年1月~ 6月,八名德國專家陸續到「日本光学工業(株)」報到。八位德國專家分別為:
Max Lange教授專長光學成像系統,包含稜鏡及透鏡設計。1923年病逝於日本。
Heinrich Acht在光學設計與顯微鏡方面擁有豐富專業知識,是技術團的靈魂人物。
Ernst Bernick則是精密儀器及機械技術方面的專家。
Hermann Dillmann專長數學,負責光學設計的計算工作。
Otto Stange 專長是機械繪圖,負責總體設計圖,1924年病逝於日本。
Adorf Sadtler、Karl Weise 專長是鏡片研磨與拋光。
Albert Ruppert專長是稜鏡表面拋光。
研磨平面的與研磨曲面的治具、技術完全不同,所以稜鏡與透鏡需要不同的專家指導。Heinrich Acht一直留在日本指導「日本光学工業(株)」的光學設計師,當達到完全理解光學設計原理,並且可以獨立進行新案子設計後,才於1928年返回德國,其餘五位成員則在1926年已提前回國。
圖20. Anytar 10.5 cm f4.5設計手稿
圖21. 12 cm f4.5,左邊是Nikkor,右邊則是Anytar
在Heinrich Acht指導期間,日本團隊以模仿德國Carl Zeiss Jena 12cm f4.5為首要目標,在德國顧問手把手指導下,日本光学工業(株)的技師,進行光學設計,鏡頭製作,測試,然後再調整設計,反覆進行,終於在1929完成第一支原型鏡,並且取名Anytar 12cm f4.5,見圖21。Heinrich Acht返回德國後,光學設計工作由設計課主任「砂山角野(Sunayama Kakuya)」接手,繼續進行後續改進與調整,到了1931年這支鏡頭已達到了不再處於原始Tessar陰影的水平。據了解,Anytar鏡頭後來共被製造出七種型號,焦距分別為7.5cm、10.5cm、10.7cm、12.5cm、15cm、18cm和36cm,這些鏡頭都被命名為Nikkor。
後續的Nikkor 5cm f4.5與Nikkor 5cm f3.5也都是出自砂山角野的設計,這些鏡頭是在二戰前提供給Canon的35釐米相機使用的,砂山角野於1937年過世,之後接手設計課的是村上三郎主任(Saburo Murakami),1945年戰爭結束後到韓戰爆發前,新設計的Nikkor鏡頭幾乎都是由村上三郎主持完成。
1930年代,日本陸軍決定向所有士官配發雙筒望遠鏡。當時稜鏡雙筒望遠鏡市售價是80日元,「日本光学工業(株)」被要求生產一款售價30日元的雙筒望遠鏡,其結果就是後來的帝國陸軍士官九三型野戰雙筒望遠鏡,這是一款帶有可用來估計距離的十字線的伽利略型望遠鏡。在物鏡的內表面蝕刻了刻度,並在目鏡的上半部分粘貼了一片半圓型凸透鏡,好用來聚焦刻度。這種設計在批量生產的雙筒望遠鏡中是獨一無二的,而且非常有效。
圖22.「日本光学工業(株)」生產的火砲瞄準鏡
由於配合軍方的要求,二戰期間,「日本光学工業(株)」一共建了25家工廠,總共有23,000名員工,主要生產軍方的產品例如野戰望遠鏡、戰鬥機射擊瞄準鏡及高射砲瞄準鏡,見圖22。就連大和艦船頂那個大型測距儀也是「日本光学工業(株)」製造的。另外,在民生方面也製造顯微鏡,及35釐米相機的標準鏡頭供Canon使用,一開始是Nikkor 5cm f4.5,Tessar結構,約末生產556支,後來光圈擴大至Nikkor QC 5cm f3.5,戰爭結束前約末生產的3567支。大光圈則有Sonnar結構的Nikkor HC 5cm f2,戰爭結束前約末生產397支。戰爭結束前「日本光学工業(株)」沒有製造相機。但二戰結束後不久被迫只能保留其中的兩家工廠及總共900名員工。
1919年,旭光学工業(Asahi Kogaku)也就是後來的Pentax在東京成立,一開始生產眼科鏡片如近視、老花眼鏡,到1923年時開始生產電影放映機鏡頭,到1931年開始生產攝影鏡頭。第二次世界大戰摧毀了工廠的大部分,公司關閉。旭光学工業於1948年重新啟動,生產用於出口的雙筒望遠鏡。1919年,Olympus的前身高千穗製作所作為顯微鏡製造商成立。
1930年代以來,陸軍造兵廠東京工廠(東京第一陸軍兵工廠)、東京光学機械(後來的Topcon)、高千穂光学工業(後來的Olympus)、東京芝浦電気(後來的東芝)、富岡光学器械製作所(後來的Yasica)和榎本光学精機(後來的Fujica),主要為日本軍隊開發和製造武器用光學零件。尤其是陸軍所屬的「東京光学機械(株)」,被譽為“陸地上的東光和海上的日光”,與「日本光学工業(株)」並稱為日本最好的兩家軍用光學設備製造商。
V. Nikon 相機
終戰前,「日本光学工業(株)」的主營業務更多地集中在供應軍隊需要的精密光學儀器,例如潛艇潛望鏡、火砲測距儀、野戰望遠鏡...等等。自然,政府是最大客戶,但是終戰後,軍隊被解散,失去政府的訂單意謂「日本光学工業(株)」必須進入民生光學用品市場才能繼續生存下去。儘管此前從未生產過相機,但還是做出了一個關鍵決定,決定冒險進入相機領域。在此期間,高品質35釐米相機市場的主導者是德國Contax和Leica。
作為35釐米高級相機鏡頭,由砂山角野設計的Nikkor 5cm f4.5與5cm f3.5都是採用Tessar架構,所使用的玻璃完全由「日本光学工業(株)」自己生產,但是村上三郎1935年設計的Nikkor 5cm f2及1942設計的Nikkor 5cm f1.5則是採Sonnar架構,這種架構除了用自己生產的玻璃外,其中有兩片關鍵透鏡必須使用德國Schott生產的含鋇玻璃,見圖23,這是一種輕色散的火石玻璃。終戰前,「日本光学工業(株)」生產了約末500支5cm f4.5及4000支5cm f3.5供Canon使用,但是只生產約末400支5cm f2供Canon使用就不再生產,原因是戰爭緣故玻璃進口管道受阻,雖然透過潛艇進口了一些,但仍然不敷使用。
圖23. Sonnar架構之光學設計,使用BaF10玻璃
終戰後Nikkor 5cm f2的生產真是折騰且一波三折,由日本在地工廠提供的含鋇輕玻璃特性每次都略有不同,導致村上三郎每次都必須重新計算光學設計後才能正式投產。所幸,1948年日本在地工廠生產的BaF10輕色散冕牌玻璃品質終於穩定下,隔年也就是1949年,Nikkor 5cm f2一口氣生產了3000支(號碼8111~8113021),同時,Nikkor 5cm f1.5的生產也正式啟動,當年就生產了1000支。
圖24. 手搖機械式老虎牌計算機
村上三郎當時是芦田研究室的主管,這個研究室專門負責光學設計。當時的計算量非常大,需要使用對數表、算盤和手搖機械式老虎牌計算機,見圖24,來對每一束光線進行計算。當時計算一條從無限遠平行入射透鏡雙面的光線需耗時10分鐘,這對於當時來說是很快的。若採用光線追跡(Ray tracing)計算則需要20分鐘。研究室裡面有一部門由20多名年輕女性兩人一組,日復一日辛勤進行計算,因此被暱稱為“數學女孩”。
圖25. NIKON I (1948)
一開始原本規劃6x6 cm的TLR,並取名為Nikoflex,後來放棄TLR,改發展更高級、難度更高的35釐米,可交換鏡頭連動對焦(Rangefinder)相機,取名為Nikon。1946年設計,1948年量產,取名為Nikon I,見圖25。Nikon I的外觀像極了蔡司Contax II,兩種相機的鏡頭甚至可以互換,但是Nikon I快門採徠卡設計模式。焦平面快門的原理見圖26,一個長方形開口快速掃過底片來決定曝光的總量,如果開口小,則底片累積光線總能量低,屬於高速快門,反之亦然。這種快門設計難度在於,相機使用超過二十年或擊發超過十萬次後,想確保仍能正常工作其實是件不小的挑戰,其中V1與V2的速度同步是關鍵中的關鍵,一旦V1與V2發生速度不匹配,快門廉就會因變形而卡彈。Leica採布廉快門,布材質軟,快門發生變形時如果情況不嚴重仍有少許自我調整能力,因此卡彈機率低,但是Contax II採捲聯式金屬快門,如同捲鐵門一片一片串起來,因為金屬鋼性,所以自我調整變形能力低,因此卡彈機率高。
圖26. 焦點平面快門
戰後,物資稀缺,通貨膨脹率很高。一卷底片如果相機片幅採24 x 36 mm規格,只能拍36張,但是片幅如果改成24 x 32 mm就能拍到40張,日本第一台片幅24 x 32 mm相機是Minolta 35,這是專為日本本土市場而開發的相機。但是在美國,柯達幻燈片自動裁切機,把底片裁切裝入紙卡成為幻燈片過程,如果片幅24 x 32 mm,裁切位置會發生在照片中間,因此這種規格的相機被麥克阿瑟的盟軍總部(GHQ)禁止銷往美國。Nikon I + Nikkor 5cm f2 (1948) 當時售價57690日圓,1948年10月,由貿易公司採購Nikon I + Nikkor 5cm f3.5 五十套出口到香港,這是Nikon的首批出口訂單。次年,即1949年,Nikon I的產量逐漸增加,並於3月由貿易公司進行了第二次採購,110套出口美國、歐洲、香港、新加坡等地。
韓戰期間,大批文字與攝影記者湧入日本,Nikon和Canon等公司,作為與Contax及Leica鏡頭可相容的品牌,而被留下了深刻印象,當時西方攝影記者多半使用德國Contax或Leica相機,但是搭配日本鏡頭,因為戰場上鏡頭消耗嚴重,而日本同型鏡頭約末只有德國鏡頭售價一半。美國與駐日美軍是日本相機的最大市場。為了生產Nikon I,很多相機內部小零件已經開模製造,因此相機內部構造不可能馬上說改就改,這著實是一大筆錢,為此第二型相機 Nikon M (1949)就在內部構造不大改的情況下把片幅調整成24 x 34 mm,如此一來換燈片的裁切位置就會落在畫面與畫面中間的間隔位置,但是畫面仍然比標準的24 x 34mm小一些。1951年上市的Nikon S終於把片幅換成標準24 x 36 mm。
VI. 軍事佔領結束前之Nikon鏡頭
針對35釐米相機,從1932年到1952盟軍佔領結束止的二十年期間,「日本光学工業(株)」在高級相機鏡頭的製造一共是廣角鏡一支,標準鏡五支,及望遠鏡三支。從圖27可以看得出來,終戰(1945)前生產的只有5cm f4.5、5cm f3.5及少量5cm f2,接口主要是Canon Hansa及Canon J 接口。其餘為終戰(1945)後生產,終戰後的接口有Nikon S接口及Leica L39螺絲接口。Hansa是Canon早期設計類似Contax II/III的卡式接口,螺絲J接口也是Canon設計的,雖然與徠卡L39口徑同為39mm,但是每英寸是24條螺紋,而徠卡L39則每英寸26條螺紋。1952年4月盟軍佔領結束前,鏡頭圈的刻字為‟Nippon Kogaku Tokyo”,軍事佔領結束後改為‟Nippon Kogaku Japan”。1952年四月以後生產的相機沒有再刻上 ‟Made in Occupied Japan”。更詳細的序號及生產數量可以參考Nikon Lens Versions and Serial Nos這網站的統計資料。
圖27. 1932-1952年間生產之35釐米相機的Nikkor鏡頭
1946年4月,Nikkor QC 5cm f/3.5開始嘗試在透鏡表面上一層單層薄膜,這是種材質為冰晶石(Cryolite)的軟膜,軟膜工法類似半導體製程的「上光阻」。先把冰晶石粉末參入折射率匹配的光學膠中,例如加拿大冷杉樹汁液,然後把膠點在透鏡表面,之後高速旋轉,因為離心力緣故,薄膜會均勻分佈在透鏡表面,最後再加熱烤乾。1948 年 1 月以後改成熱蒸鍍的氟化鎂(Magnesium fluoride),因為是熱蒸鍍因此薄膜屬於硬膜。
早期Nikon連動測距相機生產數量
型號 |
片幅 |
生產數量 |
機身序號 |
年份 |
Nikon I MOIJ |
24mm x 32 mm |
735 |
6091-6095 60912-60983 609158- 609758 |
1949 |
Nikon M 部分MOIJ |
24mm x 34 mm |
1,643 |
M609759-M609991 M6091098-M6092401 |
08.1949 12.1950 |
Nikon S 少量MOIJ |
24mm x 36 mm |
36,746 |
6094001-6099999 60910000- 6129600 |
1951-1954 |
Nikon S2 |
同上 |
56,000 |
6135001-6198375 |
1954-1958 |
Nikon SP |
同上 |
22,348 |
6200001-6232150 |
1957-1962 |
Nikon S3 |
同上 |
8,000 |
6300001-6318306 6320001-6322579 |
1958-1962 |
Nikon S4 |
同上 |
5,900 |
6505922-6505928 |
1958-1960 |
MOIJ = Made In Occupied Japan
Nikkor 5cm f1.5與f1.4的內部構造及玻璃完全相同,純粹只是玩文字遊戲,Nikkor 13.5cm f4與f3.5也是如此,內部內部構造及玻璃完全相同。
Nikkor 5cm f1.4 與Nikkor 13.5cm f3.5
鏡頭 |
生產數量 |
鏡頭序號 |
年份 |
Nikkor 5cm f1.5 (NKT) |
440 |
9051 - 905440 |
05.1949 |
674 |
907101 - 97774 |
07.1949 |
|
Nikkor 5cm f1.4 (NKT) |
2,010 |
50050123 - 50052110 |
05.1950 |
145 |
5005828 - 5005972 |
07.1950 |
|
? |
316018 - 321424 |
1952 |
|
Nikkor 5cm f1.4 (NKJ) |
101,706 |
321544 - 417706 |
1952-1962 |
Nikkor 13.5cm f4 (NKT) MOIJ |
185 |
61138 - 611185 |
11.1948 |
755 |
90412 - 904755 |
12.1949 |
|
318 |
523711 - 524028 |
12.1950 1951 |
|
Nikkor 13.5cm f3.5 (NKT) MOIJ |
330 |
50060112 - 50060430 |
01.1951 |
Nikkor 13.5cm f3.5 (NKT) |
? |
253513 - 256111 |
04.1951 |
Nikkor 13.5cm f3.5 (NKJ) |
27,270 |
256233 - 280782 |
1952 1961 |
NKT=Nippon Kogaku Tokyo,NKJ=Nippon Kogaku Japan
後記
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