華順誌57期
攝影鏡故事第參講，玻璃折射率1.8 (一)
玻璃的折射率越高，透鏡表面不需要彎曲得太厲害就能達到預期的聚焦效果，透鏡表面彎曲不厲害，所有的像差都會降低，因此好處多多。火石玻璃SF1折射率nd = 1.717, Vd = 29.51，折射率雖高但色散嚴重，換言之，優點被缺點抵銷了。
單眼反光鏡頭的技術難度比起連動測距鏡頭高很多，但這並不意謂連動測距鏡頭的品質不好，事實上連動測距系統可以把鏡頭設計得既輕巧且優秀，但單眼鏡頭就沒有這麼幸運了。現代單眼標準鏡50 f1.4可以問世得感謝徠卡的研究人員在1966 ~ 1970年間的研發成果，這種玻璃折射率高達 ne = 1.820，但色散ve = 45.1，尚在可控範圍。
這種特殊玻璃例如Leitz 820451號玻璃的生產以五公斤原料為起始原料。原料粉末置於白金坩堝中，並在1300-1350℃的溫度下熔化。熔化後，溫度升至約1400℃並且持續攪拌約兩小時。之後關閉火爐將玻璃冷卻逐漸降溫至1280℃，過程持續攪拌直到1280℃時停止攪拌，再將玻璃進一步冷卻至1200℃，在此溫度下，將玻璃液倒入預熱的模具中，並進行最終的電腦控制緩慢冷卻。
Leitz特殊玻璃製程(摘自LEICA Barnack Berek Blog )
3.1 徠卡! 徠卡!
光學設計工程師在時間進入1920年代後察覺到相機小型化、手持化，可能會變成攝影器材市場的趨勢…。早期的相機笨重而且一次只能用一塊玻璃銀鹽底片，按下快門後得再換一片新底片才能繼續。攝影術發明後的八十年，攝影界一直對攝影到底是科學還是藝術爭論不休。主張科學者提出的見解是：凡是訓練有素的攝影師面對同一件被拍攝物體，在正常操作下所拍的照片必然相同，因為攝影不同於繪畫，相機會忠實紀錄影像，所以攝影的特質是既客觀且科學。
然而主張藝術者卻不這麼認為，主張藝術者提出務實的看法，這種看法顯然是從日復一日的操作中所累積的經驗心得。攝影師透過不同角度的詮釋，可以讓同一件物體產生不同的氣氛，既然每個看照片的觀眾所產生的視覺感受不同，所以攝影是主觀、也是藝術。
1925年德國徠茲公司(Leitz)很創新地推出一款小相機Leica I (Mode A)，這台相機使用電影底片，裝一捲底片後可連續拍攝36張相片，相機小到可以放在口袋，體積甚至於比手掌還小。相機的底片縮小必然會犧牲照片的解析度，但令人意外地是這款相機不但被市場接受，而且受到熱烈的歡迎。相機的體積變小後，攝影師的拍攝手法也獲得革命性的改變，其中最負盛名莫過於法國的布列松(H. Cartier-Bresson)，布列松利用Leica相機創作很多線條優美的攝影佳作，攝影的藝術地位從此確定並且不再被爭論。
徠卡鏡頭在全世界素有名聲，然而徠卡迷喜歡徠卡的真正原因，不會僅僅只是..徠卡品質好或徠卡貴。徠卡確實某些特質很吸引人，這種特質超越相機本身，或更確切地說是一種文化，舉個例子，徠茲家族在二戰期間，曾經散盡家產只為拯救公司猶太員工子女，無數次冒險幫猶太員工子女送往美國及瑞士，這塑造了徠卡正直形象，此外，徠卡總願意將最先進技術放進產品，即便會導致成本大幅攀升也再所不惜，徠卡早在1990年代便開始使用模造玻璃非球面鏡ASPH及異部分色散玻璃(Anomalous partial dispersion)，但蔡司基於考量成本，晚了二十年才敢大量使用。因為徠卡勇於追求當下技術極致，因此擄獲無數追求極致者的心，總之，徠卡相機與鏡頭絕非僅僅只是照相工具這麼簡單而已。
講起徠卡的故事講三天三夜也講不完，我還在新竹唸書書時，有一回去光復路與東大路附近的相館拍證件照，相館老闆說他父親在1950年代花了將近兩分農地(約580坪)的價格，向一位船員買了一台二手Leica IIIf帶標準鏡，後來全家去阿里山旅遊時，把相機放在椅子上忘了拿，父親一直到過逝前都對這事耿耿於懷。
1981年美國攝影記者Mark Meyer搭乘美國空軍飛行員駕駛的F-4 Phantom II在8,000公尺高空拍照，因為一場意外導致兩架飛機擦撞，Mark Meyer與飛行員利用彈射座椅成功從墜毀的飛機中彈射出來，但是他的Leicaflex SL2卻隨戰機墜毀在加州的沙漠。一年後，一次美國海軍陸戰隊的步兵演習，下士Thomas Fisher在沙漠發現了這台Leicaflex SL2，但是相機蓋因為變形卡住了，他最終只好把它擱置一旁，直到退伍。幾個月過去了，直到有一天，Thomas Fisher請一家照相器材商店幫忙取出相機裡的底片並沖洗出來，發現它們在炎熱的沙漠中浸泡了一整年，卻絲毫沒有受到影響。然而，相機的維修費用卻讓他望而卻步。他覺得維修費用太高，便把相機留在店裡了。幾週後，一位徠茲公司代表偶然發現了這台損壞的相機，並詢問了損壞的原因。得知情況後，徠茲公司代表協助Mark Meyer找回相機，並透過徵兵檔案找到了Thomas Fisher以 500美元酬勞拿回幻燈片。
從8,000公尺高空墜落在沙漠中的Leicaflex SL2 (by M. E. Mozayen)
『徠卡醍醐味』的說法最早是由日本徠卡迷提出，這是借自醬油不會太鹹也不會太甜的概念，換言之，日本徠卡迷認為徠卡表現出內斂低調不張揚的特質，尤其在天候不佳狀況下，更能凸顯徠卡醍醐味特色，好似淡淡化不開的憂鬱。喜歡醍醐味的用家必然有從照片中看到某些自己喜歡的元素，也因此無可藥救地愛上徠卡，但不喜歡徠卡風格的消費者其實也不在少數，他們總覺得花蔡司鏡頭兩倍價格卻買到與Nikon同等級的光學品質，實在很不值(笑!!)。
徠卡醍醐味(Summilux-M 35f1.4 ASPH)
徠卡是含鑭玻璃研究的先驅，也是佼佼者，為了研究低色散玻璃成立特殊玻璃實驗室，從1949年開始運作至1989年，歷經五萬次熔煉實驗，研發出35種新型光學玻璃。低色散玻璃最早是美國柯達科學家George W. Morey於1930年代後期所發現主要成分為鉭，但物性不穩定，二戰結束後徠卡科學家Heinz Broemer 及 Norbert Meinert透過一系列有系統研究，以鑭取代鉭讓含鑭玻璃的製造變成可能，但是徠卡沒有大量生產玻璃能力，因此授權西德蔡司集團的Schott玻璃廠進行量產，例如Leitz 694545玻璃，由Schott玻璃廠量產後被命名為LaK9，類似的還有Leitz 715535成了後來的LaK8。
但是技術含量比較高的玻璃例如Leitz 792472也就是後來的LaF21及Leitz 815450 與 Leitz 800430，基於商業機密徠卡還是保持自己小鍋低數量生產，這種高折射率低色散玻璃生產過程，白金坩鍋必須達攝氏1400度，降溫過程很容易發生結晶現象導致多折射，因此一鍋玻璃僅中間部分能用，代價驚人因此成本非常非常高昂。眾所皆知，稀土價格不便宜，本文要介紹的Leitz 815450玻璃，其成分La₂O₃(氧化鑭)49.0 %、ZrO₂(氧化鋯)10.0 %及Ta₂O₅(五氧化二鉭) 6.0 %。當時一公斤純度99.99%的Ta₂O₅要價2,000美元。
我們來比較1980年代的三大王牌標準鏡頭，分別是1967年的徠卡的Leitz Summilux-R 50 f1.4，1973年西德蔡司的Carl Zeiss Planar 50f1.4及1981年的日本Nikkor AIS 50f1.4。徠卡Summilux用了五片含鑭玻璃，而且最高折射率1.815。西德蔡司Planar用了五片含鑭玻璃，最高折射率1.788。日本藝康(Nikon)的Nikkor用了五片含鑭玻璃，最高折射率1.796。從玻璃的科學參數，我們不難發現，徠卡Summilux即便比日本Nikkor早14年發表，但玻璃用料更好，事實上在1970年代，德國光學玻璃技術領先日本至少十年，日本一直到1970年代末才有能力量產折射率1.79左右的低色散玻璃，這也是為什麼日本藝康(Nikon)的王牌標準鏡頭直到1981年才開始量產。
1980年代三大王牌標準鏡
徠卡Leitz Summilux-R 50 f1.4只生產3.5萬支。日本Nikkor AIS 50f1.4生產76萬支，如果加上後來的自動對焦版本，總生產量超過200萬支。徠卡在1984年前後薄膜技術有大幅度更新，所以要選這枚鏡頭盡量這年份以後的顏色會比較飽和，例如序號Sr.3290401 (1983) ~ Sr.3729790 (1995)。
1988年也是第一代Leitz Summilux-R 50 f1.4問世三十年後，徠卡推出第二代的Leitz Summilux-R 50 f1.4 (E60)在中間位置加了一片‟疑似”模造非球面鏡，變成的八片七群，相信光圈全開時應該會比第一代佳才是，總產量僅2,700枚。
第二代Leitz Summilux-R 50 f1.4 (E60)
3.2 庶民的徠卡鏡
Leica鏡頭因為產量少，追逐者眾，導致價格居高不下，看到網路上刊登的徠卡鏡頭價格，常常理智戰勝慾望，最後只好打消念頭。本文今天想來介紹兩支不需要理智戰勝慾望的庶民徠卡鏡，Summicron-R 50 f2 (E55)及 Elmarit-R 28 f2.8。
看徠卡的專利很辛苦，因為一般光學玻璃資料給定的數據，往往是針對波長符號d (小d)，光波長 = 587.56 nm，燃燒氦氣(He)，屬於黃光，所測量之光學參數。早期的書或專利也曾經使用波長符號D(大D)，光波長 = 589.3 nm，燃燒Na，也是黃光。無論小d或大D都是黃光，波長只差2 nm，其實很接近。至於早期為什麼要燃燒Na呢？這是因為那時雷射還沒有被發明出來，科學家沒有頻寬很窄的光源做實驗，單一元素燃燒過程，鈉的電子被激發到高能階後，電子再從高能階回到低能階時，是兩條能階線間的躍遷，不是兩個能帶間的躍遷，因此發射的黃光，其頻寬很窄很窄，用這種極窄頻寬光源做實驗可以把玻璃的折射率量的很準，但是火焰時亮時暗，做實驗實在很不方便，後來真空電燈泡發明後，灌氦氣的燈泡也問世了，通電流就能發黃光，做實驗方便多了，這種灌氦氣的燈泡其實就是檳榔攤霓虹燈的其中一種，發光原理與極光如出一轍，沒錢去看極光的朋友，晚上騎機車去檳榔攤買瓶伯朗咖啡，順便欣賞一下極光，此生再也無遺憾 (笑!!)
但是徠卡很特別，徠卡的專利喜歡用波長符號e(小e)，光波長 = 546.07 nm，燃燒汞(Hg)，屬於綠光，來呈現數據，這對閱讀數據的人而言，就得去猜徠卡究竟是用那一款玻璃？
為了配合單眼反光鏡相機Leicaflex的問世，徠卡在1960年推出第一代Summicron-R 50 f2 (E43)，這的設計不得了，用了四片含鑭玻璃，在那個年代用兩片含鑭玻璃是很正常的，用到三片已經很豪華了，這支f2豪門貴族竟然用了四片含鑭玻璃，令人更驚訝的是最後一片含鑭玻璃折射率竟然高達1.82，當然它的色散也不輕就是了。鏡頭其中第一片可能是Lak10，最後一片可能是徠卡自己的玻璃，因為從光學玻璃手冊上查不到相關數據。我從網路上看了很多張這鏡頭拍的照片，沒有發現我想要的徠卡醍醐味，所以它雖然出生豪門，但不是作者的菜。
第一代Summicron-R 50 f2 (E43)
第二代Summicron-R 50 f2 (E55)
坐中間，Walter Mandler (摘自Leica Society International)
徠卡去加拿大設廠不是為了加拿大螢石，天然螢石從來沒有被製成攝影鏡，徠卡家族二戰結束時幾乎失去九成的家族資產，家族會議評估，加拿大是世界上最不會發生戰爭的地方，這才是徠卡去加拿大設廠的原因。徠卡加拿大的研究人員幾乎都是從德國過去的，這些人後來退休後也幾乎都選擇在美國終老。Walter Mandler是徠卡加拿大廠的技術總監兼CEO，他才是關鍵人物，第二代Summicron-R 50 f2 (E55)就是出自這位天才之手，雖然只用兩片含鑭玻璃，但是這兩片含鑭玻璃LaF21是好東西，後來蔡司的王牌標準鏡頭Carl Zeiss Planar f1.4也用了這兩片玻璃。蔡司鏡頭的設計理念通常是針對最大光圈縮兩格進行優化，例如f1.4的鏡頭，優化點是f2.8，但是徠卡通常針對最大光圈進行優化，這沒有誰比較厲害，就是設計理念不同罷了。因此這支第二代Summicron-R 50 f2 (E55)的光圈全開是可以用的，而且我在這支鏡頭身上，找到了我要的徠卡醍醐味。這支鏡頭越後面出廠的顏色會越飽和，最好是序號3411891 ~ 3917022之間的。
Leica Elmarit-R 28 f2.8
第二支，Elmarit-R 28 f2.8，也有徠卡醍醐味，但是這支鏡頭暗角很嚴重，必須縮光圈到f5.6暗角才會變得不明顯，這個設計用了三片含鑭玻璃，選擇這支的原因是因為它的價位小弟還負擔得起。但是這支鏡頭的濾片直徑很特別50.8 mm，因此必需使用徠卡原廠Series VII的保護鏡，另外遮光罩的設計也很特別，迫使得必須選用徠卡原廠產品編號12509的遮光罩，這些都是不便宜的額外支出。一樣，鏡頭越後面出廠的顏色會越飽和，最好是序號3367051 ~ 3583860之間的。
實例1. Summilux-R 50 f1.4 E55 (1), Summicron-R 50 f2.0 E55 (2), Elmarit-R 28 f2.8 (3)
實例1.：50 f1.4 這支鏡頭正面刻著Summilux-R 1:1.4/50, Leitz Wetzlar, 3233116, 德國製造，內建遮光罩，保護鏡環直徑55mm，1982年生產製造。50 f2.0 這支鏡頭正面刻著Summicron-R 1:2/50, E55, 3536730, Leica, 加拿大製造，內建遮光罩，保護鏡環直徑55mm，1990年生產製造。28 f2.8這支Elmarit-R 1:2.8/28, Leitz Wetzlar, 3430972, 德國製造，1987年生產製造。保護鏡環原廠Series VII，另外遮光罩原廠產品編號12509。
Leica R6 以200美元於數位傳統交替之際(2015年)購入，直呼撿到寶
3.3 急起直追的Nikon
Zeiss與Leica習慣對其所擁有的光學設計進行命名，並且申請商標，例如Planar及 Summilux。但是日本系統沒有這種習慣，雖然如此，但Nikon鏡頭上某些英文字母是有其特殊含意的，例如S代表拉丁字母Septem是數字7的意思，其他還有Q (Quatuor, 4)、P (Pente, 5)、H (Hex, 6)、O (Octo, 8)、N (Novem, 9)及D (Decem, 10)。因此Nikkor-S Auto 50 f2代表這個設計使用了7片透鏡，而Nikkor-H Auto 50 f2則使用6片透鏡。
1959年，為了配合Nikon F的問世，尼康(Nikon)為這台專業相機設計了七枚玉Nikkor-S Auto 5cm f2，設計者是尼康的光學設計部主任村上三郎，其中第六、七片透鏡是含鑭玻璃，全數透鏡可能都是採用日本Hoya玻璃。1964年改款成六枚玉Nikkor-H Auto 5cm f2，目前尚未發現這個六枚玉Nikkor-H Auto 5cm f2的相關設計資料，但是從設計佈局來看與西德蔡司獨眼龍Contarex的標準鏡Carl Zeiss Planar 50mm f2很像，年代也高度重疊，1972年開始使用多層膜，1974年從銀色鏡身改成全黑鏡身，1977年採用AI (Automatic Indexing)連動測光設計。1979年 Nikkor AIS 50mm f1.8問世後，六枚玉Nikkor-H Auto 5cm f2隨即停產，六枚玉Nikkor-H Auto 5cm f2從1964年開始量產至1979停產止，總產量超過250萬支。
Nikkor Auto 5cm f2
由左至右，依序 Nikkor-S 5cm f2、Nikkor-H 50mm f2、Planar 50 mm f2 (摘自eBay)
1959年西德蔡司獨眼龍Contarex推出Carl Zeiss Planar 55 f1.4，史上首支單眼反光相機大光圈鏡頭，這讓尼康(Nikon)倍感壓力。由村上三郎設計了一款7片式大光圈Nikkor-S Auto 5.8cm f1.4標準鏡，其中第三、六及七片透鏡使用含鑭玻璃，全數透鏡可能都採用日本Hoya玻璃，與Carl Zeiss Planar 55 f1.4佈局很類似，只是前後對稱的佈局互換。1960年問世，1963年申請專利，這枚鏡頭其實是配合商業佈局下倉促推出的過渡性質產品，這顆短命標準鏡僅僅生產兩年，便被後面的Nikkor-S Auto 50mm f1.4所取代，總產量3.6萬支。
Nikkor Auto 5.8 cm f1.4
由左至右，依序 Nikkor-S 5.8 cm f1.4、Planar 55 mm f1.4 (摘自eBay)
尼康(Nikon)對於焦距58mm的標準鏡頭當然不滿意。1959年，光學工程師脇本善司與清水義之剛完成廣角鏡Nikkor-H Auto 28mm f/3.5 的設計，在設計授權下立刻接手新標準鏡頭設計，歷時三年於1962年才完成設計。新鏡頭命名為Nikkor-S Auto 50mm f1.4，採七片式設計，這個設計比其前一代的Nikkor 5.8 cm，新設計更像Carl Zeiss Planar 55mm f1.4，兩者最後三片都是含鑭玻璃。Nikkor-S Auto 50mm f1.4的第二、五、六及七片玻璃是含鑭玻璃，其中第四片可能是日本Ohara玻璃，第六片是法國康寧玻璃，其餘則是日本Hoya玻璃。從1962 ~1976年鏡身採金屬環設計，1977年開始配合AI (Auto Indexing)測光系統設計，對焦環依舊維持金屬材質，但增加防滑橡膠環，內部光學設計維持不變，從1962年至1980年止，Nikkor-S Auto 50mm f1.4總產量127萬支。
Nikkor-S Auto 50 f1.4
Nikkor AIS 50 f1.8
由左至右，依序 Nikkor-S 50 mm f1.4、Nikkor AIS 50 mm f1.8 (摘自eBay)
在1970年代末期、Nikon F3正在開發之際，尼康(Nikon)也同步研發了另一款平價單眼相機Nikon EM，這是專門針對入門者而開發的機型。Nikon EM的體積被要求必須小於1978年推出的Nikon FM，以及1979年推出的Nikon FE。50mm f/1.8 就是為了搭配Nikon EM這樣背景下誕生的標準鏡。這支鏡頭由光學工程師中村莊一負責設計，很有趣，他只用了兩款玻璃分別是LaC8，及PBM32，目的當然是為了節省成本，其中LaC8是 日本Hoya的含鑭玻璃，PMM32是日本Ohara的一般玻璃，因此鏡頭有四片含鑭玻璃，而且佈局完全對稱。
尼康(Nikon)的官網有一介紹鏡頭系列故事的文章《ニッコール千夜一夜物語》，或英文《NIKKOR - The Thousand and One Nights》，其中第七語提到宇田川和也，宇田川和也隸屬於尼康(Nikon)試作部門，工作內容是對公司新開發的試作品提出的改良方案與創意構想。他是試作部門中數一數二的「嗜好之人」。休息時間他會翻閱相機雜誌、蒐集中古相機資訊，假日或下班後則四處造訪相機店，入手各種「寶物」。由於簡單的修理對他而言輕而易舉，因此他擁有大量狀況極佳的收藏。這份對相機與鏡頭非比尋常的熱愛，也確實反映在他的工作之中。
1970年代初期，西德蔡司標準鏡頭已經陸續採用折射率1.788左右的含鑭係火石玻璃LaF21，但是日本一直到1970年代末Hoya才成功量產類似玻璃TaF4，技術代差約末十年。同時間尼康(Nikon)的高折射率低色散玻璃研發也傳來好消息，J-LASF017 (nD = 1.7967, Vd = 45.5)問世，為此尼康(Nikon)加緊腳步希望追上西德蔡司鏡頭水準。Nikkor AIS 50mm f1.4的設計工作由光學工程師若宮孝一負責，1981年申請日本專利，1982年申請美國專利，美國專利於1984年獲得通過。該設計使用了五片含鑭玻璃，其中第一片可能是尼康(Nikon)自己研發的J-LASF017，第二、三及五片透鏡可能採用德國Schott玻璃，第四片可能採用日本Ohara玻璃，第六、七片則是Hoya TaF4，透鏡佈局與Leitz Summilux-R 50f1.4及Carl Zeiss Planar 50 f1.4極為相似，算是同等級設計，也是當時最好的標準鏡頭之一，之後約末30年沒有改版，其中AIS版產量76萬支，如果加上後來的自動對焦版本，則總產量超過200萬支。
1977年的Nikkor AI 50mm f1.4與1981年的Nikkor AIS 50mm f1.4，兩鏡雖然外表極為相似，但內部光學設計其實大不相同，前者是1962年設計的Nikkor-S Auto 50mm f1.4，後者才是最新設計的Nikkor AIS 50mm f1.4。AI與AIS的差別則在鏡頭接環部位，AIS比AI版多一凹槽。
Nikkor AIS 50 mm f1.4
未完待續!!
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