Paul Rudolph

Paul Rudolph

Bezwinger des Astigmatismus

Gleich mit zwei bedeutenden Unternehmen unserer Mitteldeutschen Photoindustrie ist der Name Dr. Paul Rudolph (1858 bis 1935) verbunden. Aber die Superlative häufen sich ohnehin, wenn von diesem Mann die Rede ist. Immer wenn es um den in der Optik so wichtigen Begriff des Astigmatismus geht, wird Rudolph im gleichen Atemzug genannt werden. Ganz dem Vorbild Josef Petzvals folgend, hat Paul Rudolph den Photoobjektivbau auf einer wissenschaftlichen Basis durchgeführt. "Ueber den Astigmatismus photographischer Linsen, dessen Wesen, Wirkung und Beseitigung" ist sein grundlegender Aufsatz zu diesem Sachgebiet betitelt, der in zwei Teilen in den Jahren 1891 und 1893 in Eders Jahrbuch erschien. Mit dem darin beschriebenen "Rudolph'schen Prinzip der anastigmatischen Bildfeldebnung" wurde ein neues Zeitalter in der rechnenden Optik eröffnet.

Paul Rudolph Zeiss Jena

Paul Rudolph portraitiert vom Görlitzer Stadtphotographen Alfred Jäschke (1886 bis 1953) in den späten 1920er Jahren. Umfangreich publiziert wurde dieses Bild anläßlich Rudolphs 70. Geburtstages. Als Aufnahmeobjektiv diente übrigens sein Doppelplasmat 4/42 cm.

Ein erstes Triplet

Es war die durch die Arbeiten Otto Schotts geschaffene neuartige Materialbasis, die ab etwa 1886 den Objektivbau beflügelte. Insbesondere die für die Korrektur der Abbildungsfehler dringend benötigten hochbrechenden Krongläser hatten sich bereits in kürzester Zeit bei der Entwicklung von Mikroskop-Objektiven sehr bewährt. Der damals gerade erst 30-jährige Assistent Ernst Abbes regte daraufhin im Jahre 1888 an, diese neuen Korrekturmöglichkeiten durch einen Eintritt des Zeißwerks in das Marktsegment des Photoobjektivbaus weiter auszuschöpfen. Ein zuerst nach Vorschlägen Abbes entwickeltes Triplet [DE55.313 vom 3. April 1890] erwies sich als noch stark vom Mikroskop-Objektivbau geprägt: Die sphärische (Kurven in a) und vor allem die chromatische Aberration waren gut auskorrigiert, aber zwei in entgegengesetzte Richtungen weit auseinanderlaufende Bildschalen (Kurven in b) sorgten dafür, daß quasi nur die Bildmitte scharf abgebildet wurde [nach Zöllner, Harry: Jena - seit 70 Jahren Zentrum der Fotoobjektiventwicklung, Zum 100. Geburtstag von Dr. Paul Rudolph; in Fotografie 11/1958, S. 395.].

Triplet nach Abbe/Rudolph 1888
DE55313 Triplet Abbe Rudolph

Das im DRP 55.313 vom 3. April 1890 geschützte Abbe-Rudolph-Triplet. Eine der drei angegebenen Ausführungsformen ermöglichte sogar eine apo-chromatische Korrektur. Das änderte freilich nichts daran, daß dieses Objektiv im praktischen Einsatz außerhalb der Bildmitte kaum bessere Resultate lieferte, als die Aplanate und Antiplanete aus den 1860er Jahren.

Der Anastigmat

Abbe und Rudolph war nach diesem ersten Mißerfolg klar, daß für den Bau von Photoobjektiven ein gänzlich neuer Ansatz verfolgt werden müsse, der auf eine anastigmatische Bildfeldebnung hinauszulaufen hatte. Anders als beim Mikroskop oder beim Fernrohr verlangen Photoobjektive nämlich nach einem vergleichsweise großen Gesichtswinkel. Schon beim sogenannten Normalobjektiv nimmt dieser Größenordnungen von 50 Grad an. Es ist dabei nicht mehr zu vernachlässigen, daß Licht, das das optische System in unterschiedlichen Ebenen schräg durchläuft, in keinem gemeinsamen Brennpunkt vereinigt wird. Vielmehr bilden sich zwei sogenannte Bildschalen daher auch Zweischalenfehler genannt , die dazu führen, daß ein Punkt des Aufnahmegegenstandes nicht wieder als ein Punkt, sondern als eine Art Lichtstrich abgebildet wird. Man spricht demzufolge von Punktlosigkeit oder griechisch Astigmatismus.

Hauptschnitte

Oben sind die Hauptschnitte gezeigt, die sich ergeben, wenn man von vorn auf die kreisrunde Fläche einer Linse schaut. Der Tangential- bzw. Meridionalschnitt enthält in seiner Schnittebene stets die optische Achse mit ihrem Durchstoßungspunkt Z. Ein Strahlenbündel kann aber auch in senkrecht dazu liegenden sagittalen bzw. äquatorialen Hauptschnitten ausgerichtet sein, die nie die optische Achse enthalten. Im Gegensatz zu den tangentialen Schnitten, die auch nach der Brechung in der Ebene der optischen Achse verbleiben, wechseln die sagittalen nach jeder Brechung ihre räumliche Lage und bereiten aufgrund ihrer fehlenden Symmetrie zur optischen Achse dem Optikrechner enorme Schwierigkeiten [nach Fincke].


Anhand der Skizze unten läßt sich gut nachvollziehen, wie sich radiale und tangentiale Linien im Objektpunkt P durch die Brechnung an einer Linse in eine sagittal oder auch äquatorial genannte und in eine tangential oder meridional genannte Bildschale aufgliedern. Die eigentliche Ursache für diese Erscheinung liegt darin, daß bei schrägem Lichteinfall die Linse für diese beiden Einfallsebenen einen unterschiedlichen Querschnitt aufweist. [nach Naumann, Das Auge meiner Kamera, 1937.]

Diese Punktlosigkeit ist also wortwörlich zu verstehen. Bei der Abblidung eines seitlich gelegenen Objektpunktes P wird ein tangential bzw. meridional ausgerichtetes Lichtbüschel stärker gebrochen als das senkrecht dazu stehende sagittale bzw. äquatoriale Büschel [Abb. nach Naumann]. Aus dem Objektpunkt P wird dann eine im tangentialen Vereinigungspunkt P't waagerecht stehende Linie, während der weiter entfernte sagittale Vereinigungspunkt P's senkrecht dazu verläuft. Und die Entfernung der beiden strichförmigen Vereinigungen nennt man astigmatische Differenz.

Astigmatismus einer Bikonvexlinse

Ein mit diesem Fehler des Astigmatismus behaftetes Objektiv läßt sich also stets entweder nur auf senkrecht oder waagerecht (genauer: tangential und radial) ausgerichtete Bildeinzelheiten scharfstellen. Entweder erscheint nur die Felge eines Rades scharf, oder nur dessen Speichen. Um diesen in der Praxis unerträglichen Übelstand auszumerzen, muß in einem ersten Schritt die sogenannte sagittale mit der meridionalen Bildschale vereinigt werden. Das genügt aber meist noch nicht. Denn nun liegen die Bildunkte aus beiden Strahlenbüscheln zwar auf einer gemeinsamen Ebene, diese ist aber oftmals nach wie vor schalenförmig durchbogen. Deshalb muß eine anastigmatische Korrektur eines optischen Systems eigentlich immer mit einer gleichzeitigen Ebnung des Bildfeldes einhergehen, damit die Brennpunkte in der Bildmitte und am Rand so exakt wie möglich auf der flachen Photoplatte liegen. Das Ergebnis wäre ein nicht mit Punktlosigkeit behaftetes Objektiv ein Anastigmat.

Paul Rudolph Anastigmat 1890

Den dahingehend bereits im Frühjahr 1889 erreichten Fortschritt erkennt man oben an den Bildfehlerkurven des ersten Zeiss-Anastigmaten, der später, nachdem auch andere Hersteller derlei anastigmatisch auskorrigierte Objektive im Angebot hatten, in Protar umbenannt wurde [DRP Nr. 56.109 vom 3. April 1890]. Im direkten Vergleich sieht man nun, wie sich im Koordinatensystem b) die Kurven für die meridionale und sagittale Bildschale regelrecht um die Bildebene (y-Achse) "herumschlängeln". Ganz am Bildrand, bei einem halben Bildwinkel von etwas über 25 Grad, fallen beide Schalen sogar wieder mit der Bildebene zusammen. So etwas hatte es bis dahin nicht gegeben!


Anhand der im Korrdinatensystem a) wiedergegebenen Kurven erkennt man aber auch, daß mit diesem einfachen Duplet die sphärische Aberration nur bedingt beherrschbar war. Die sogenannten Zonen – die Ausbeulung der Kurven, bevor sie am Rande der Objektivöffnung wieder die Bildebene schneiden – waren sogar größer geworden. Und das bei bescheidener Lichtstärke, die kaum über das hinausging, was damalige Aplanate und Antiplanete boten. Aus den Kurven des Kugelgestaltsfehlers und der Abweichung von der Sinusbedingung läßt sich ja immer die zugrundegelegte Lichtstärke ablesen, wenn die Diagramme nach der durch Moritz von Rohr vorgeschlagenen Dimensionierung angefertigt wurden. Auf der y-Achse ist demnach die halbe Öffnung des Objektivs von etwas über 6 Millimetern (also reichlich 12 Millimeter Gesamtdurchmesser) ablesbar. Da die Brennweite immer auf 100 Millimeter bezogen ist, bedeutet dies also, daß die Lichtstärke dieses ersten Anastigmaten mit um die 1:8 veranschlagt gewesen ist. Nach Eder ist das auf diesem Anastigmat fußende Protar später mit Lichtstärken bis 1:4,5 herausgebracht worden, diese lichtstarken Serien seien aber schon nach kurzer Zeit wieder vom Markt genommen worden. Länger gehalten haben sich demnach nur die Serien IIIa und V mit Lichtstärken von 1:9 und 1:18, die als Weitwinkelsysteme mit Bildwinkeln bis über 100 Grad einsetzbar waren. [Vgl. Eder, Josef Maria: Die photographischen Objektive; in: Ausführliches Handbuch der Photographie, Band I, 4. Teil, 1911, S. 130].

Zeiss Protar Anastigmat 1:18

Der teils noch bis in die 1920er Jahre hergestellte Protar-Anastigmat 1:18 für Weitwinkelaufnahmen bis 110 Grad.

Doch wo lag nun der Ansatzpunkt für Paul Rudolph, diesen schwerwiegenden Abbildungsfehler überhaupt in den Griff zu bekommen? Schließlich lag dessen Ursache in der Gestalt der Linsen per se verwurzelt und er war daher im Gegensatz zu vielen anderen die Bildqualität verschlechternden Aberrationen auch nicht durch bloßes Abblenden zurückzudrängen:


"Der Astigmatismus verhindert das Zustandekommen scharfer Bilder auch bei ganz kleiner Öffnung. Aufgehoben kann der an einer Fläche entstehende Astigmatismus dadurch werden, daß man das Lichtbüschel an einer entgegengesetzt wirkenden Fläche so brechen läßt, daß die Vereinigungen der Sagittal- und Meridionalstrahlen wieder gleich weit auseinander zu liegen kommen." [Eder, Photographische Objektive; in: Handbuch Photographie, Band I, Teil 4, 1911, S.11.]


Soweit die Theorie. Aber wie genau läßt man eine Fläche "entgegengesetzt wirken"? Und wieso war das in den 50 Jahren nach Josef Petzvals ersten analytisch geschaffenem Photoobjektiv bislang niemandem gelungen? Mit dem Anastigmat von 1889, den sich Paul Rudolph am 3. April 1890 mit dem Reichspatent Nummer DE56.109 schützen ließ, erreichte er dieses Ziel unter zwei Prämissen: Erstens indem er das Gesamtobjektiv aus zwei Systemteilen aufbaute, die beide für sich bereits gut achromatisiert waren. Zweitens zeichneten sich diese beiden Achromate dadurch aus, daß bei dem einen die Sammellinse einen kleineren, bei dem anderen einen größeren Brechungsindex aufwies als die jeweils zugehörige Zerstreuungslinse. Dieser Konstruktionseinfall ermöglichte es Rudolph, mithilfe einer geschickten Abstimmung der Krümmungsverhältnisse beider Kittsysteme der einen Objektivhälfte genau den entgegengesetzte Astigmatismus der anderen Objektivhälfte aufzuprägen, sodaß sich beide gegenseitig kompensierten.


Um diese beiden Forderungen gleichzeitig zu erfüllen, dazu bedurfte es freilich der neuen Glassorten der Schott'schen Fabrik. Weil bei den bisherigen Gläsern ein höherer Brechungsindex immer auch eine erhöhte Farbzerstreuung bedeutete, waren Achromate stets dadurch charakterisiert, daß deren Sammellinse einen kleineren Brechungsindex besitzen mußte als die Negativlinse, um die Kombination beider Linsen noch achromatisieren zu können. Mit den neuen Schott'schen Schwerkron-Gläsern waren nun jedoch Linsen herstellbar, die trotz des hohen Brechungsindexes das Licht weniger stark in seine Farben aufspalteten, sodaß bei diesen neuartigen Achromaten die Sammellinse nunmehr aus dem stärker brechenden der beiden Gläser bestehen konnte. Der revolutionäre Durchbruch, mit dem Paul Rudolph in den Jahren 1889/90 erstmals eine vollständige Behebung des problematischen Astigmatismus erreichte, lag also in der Gegenüberstellung eines solchen sogenannten Neuachromaten mit einem seit vielen Jahrzehnten bekannten Altachromaten, wobei die anastigmatische Korrektur anhand der Krümmungen der sich ergebenden zwei Kittflächen genau gegeneinander abgeglichen werden konnte. Der kompensatorische Einfluß auf die Aberration schiefer Büschel beruhte dabei im Wesentlichen darauf, daß die Kittfläche in einem derartigen Neuachromaten eine sammelnde Wirkung aufwies, während sie bei den bisherigen Achromaten stets eine zerstreuende Wirkung zeigte. Die Einführung dieser positiven Kittflächen führte die photographische Optik in ein völlig neues Zeitalter und der Ursprung dieses Aufbruches lag in Jena.

Der Satzanastigmat

Trotzdem blieb der Zeiss'sche Anastigmat dazumal nicht lange ohne Konkurrenz. Das lag in nicht geringem Maße auch daran, daß Paul Rudolph verbissen an der Umarbeitung seiner Erfindung zum Satzobjektiv festhielt. Der Hintergedanke bei dieser Bauart war, dem Photographen durch das Austauschen mehrerer Vorder- und Hinterglieder unterschiedlich lange Brennweiten zur Verfügung zu stellen. Rudolph konzentrierte sich daher ab etwa 1891 auf die Schaffung solcher Anastigmatlinsen. Dazu war es nötig, die beim bisherigen Anastigmat auf die beiden Glieder verteilte Korrektur bereits in einem eingliedrigen System vorzunehmen, also die jeweilige Hälfte eines Satzobjektives schon für sich vollständig anastigmatisch zu korrigieren. Dazu hatte Rudolph ein dreifach verkittetes Glied geschaffen, das entweder aus einer inneren Sammellinse mit zwei äußeren Zerstreuungslinsen oder einer inneren Zerstreuungslinse mit zwei äußeren Sammellinsen bestand. [Ich habe zu diesen Arbeiten bislang nur ein schweizerisches Patent Nr. CH6329 vom 15. Februar 1893 finden können].

CH6329 Protarlinse 1893

Genau während dieser Zeit, als sich Rudolph also auf diese in der Praxis sehr teuren Objektivsätze versteift hatte, schuf in Schöneberg bei Berlin der 27-jährige Emil von Höegh einen Doppelanastigmaten, dessen anastigmatische Korrektion auf Rudolphs Grundprinzip der gegensätzlich brechenden Kittflächen basierte. Während Rudolph aber in letzter Zeit stark mit dem Auskorrigieren der einzelnen Objektivhälfte beschäftigt war, wurde er "gegen Ausgang von 1892 durch eine Patentanmeldung des GOERZischen Hauses auf das aus zwei solchen Linsen gebaute symmetrische Objektiv, den Doppelanastigmat, überrascht, das gerade in dieser Doppelform und nicht in den Einzellinsen besonders vollkommen durchgearbeitet war". [Rohr, Moritz von: Die Geschichte des photographischen Objektivs, in: Hay, Alfred (Hrsg.): Handbuch der wissenschaftlichen und angewandten Photographie, Band I, Das photographische Objektiv, Wien, 1932, S12.] 

Zeiss Satz-Anastigmat

An diesem Punkt hatte Paul Rudolph also den Mitbewerbern ein Einfallstor offen gelassen, durch das nun bald nicht nur jenes Goerz'sche Dagor auf den Markt drängen konnte, sondern viele andere Fabrikate an Doppelanastigmaten auch, die auf dem Rudolph'schen Prinzip der anastigmatischen Korrektur aufbauten. Während sich Moritz von Rohr in dem oben bereits zitierten Aufsatz wundert, weshalb Zeiss nicht patentrechtlich gegen Goerz und Consorten vorging, will ich eine mögliche Antwort wagen: Fast alle diese Doppelanastigmate kamen nicht ohne die neuen Jenaer Schwerkrone aus, und auf diese hatte der Zeisskonzern mit seinem Glaswerk ein Monopol, weshalb er auch an jedem Konkurrenzerzeugnis stets kräftig mitverdiente. Diese geradezu absurde Firmenpolitik führte Harry Zöllner in seiner oben bereits zitierten Gedenkschrift anläßlich Paul Rudolphs 100. Geburtages gar zu der Fehlannahme, das anastigmatische Korrekturprinzip Rudolphs sei damals gar nicht patentiert worden, um seine bahnbrechende Idee der Allgemeinheit zur Verfügung zu stellen.

Das Planar

Die Erhöhung der Lichtstärke – ein Bestreben, mit dem man sich auch wieder deutlich von den Mitbewerbern hätte absetzen können – erwies sich freilich als deutlich schwieriger zu erreichen als gedacht. Um in dieser Richtung voranzukommen, entschied sich Paul Rudolph dafür, ebenfalls einen in seiner Gesamtheit korrigierten Doppelanastigmaten zu erarbeiten. Derartige Doppelobjektive hatten nach dem Vorbild einer Steinheil'schen Entwicklung aus den 1860er Jahren als Aplanat eine sehr weite Verbreitung gefunden. Sie beruhten auf zwei symmetrisch zu einer Mittelblende gegeneinander gestellten Achromaten, wie sie Joseph von Fraunhofer oder Joseph Johann von Littrow Anfang des 19. Jahrhunderts angegeben hatten. Der Vorteil dieser symmetrischen Bauart lag dabei darin, daß beide Hälften bereits von sich aus auf Farbfehler korrigiert waren, und durch die symmetrische Anordnung der Kugelgestaltsfehler, die Koma und die Verzeichnung sehr weit zurückgedrängt werden konnten. Astigmatismus und Wölbung ließen sich hingegen auf diese Weise nicht beheben, weshalb die Abbildung bei zunehmendem Bildwinkel rasch an Schärfe einbüßte und das Motiv in den Randbereichen des Bildes obendrein noch seltsam verzerrt wiedergegeben wurde.

Zeiss Planar 1:4,5

Um diese Nachteile der bisherigen Doppelobjektive zu überwinden, griff Paul Rudolphs auf einen anderen Typ des Achromaten zurück, nämlich auf ein von Carl Friedrich Gauß angegebenes Fernrohrobjektiv, das die Beseitigung der sphärischen Aberration für wenigstens zwei Farben in Aussicht stellte. Damit wurde es möglich, die Auswirkungen der sogenannten Sphärochromasie (auch Gaußfehler benannt) in den Griff zu bekommen. Bisher war eine weitere Vergrößerung der Lichtstärke der bekannten Doppelobjektive stets dadurch vereitelt worden, weil die sphärische Aberration nicht gleichmäßig für alle infrage kommenden Lichtfarben behoben werden konnte. Paul Rudolph hatte nun erkannt, daß mit der Verwendung zweier Gauß-Achromate der Kugelgestaltsfehler über einen weiten Spektralbereich hinweg austariert werden konnte.

Kugelgestaltsfehler Aplanat und Planar

Diese Kurven zeigen einen Vergleich der sphärischen Zonen des neuen Planars 1:3,8 mit einem theoretisch gedachten, auf dieselbe Öffnung gerechneten Aplanats. Die gestrichelte Kurve entspricht gelbem Licht der D-Linie, die ausgezogene violettem Licht der Spektrallinie G' - also in etwa dem sichtbaren und dem sogenannten chemischen Fokus. Ein Vergleich der gestrichelten Linien unten gibt eine Vorstellung darüber, wie stark beim Planar die sphärischen Zonen verringert werden konnten [aus: Rohr, Moritz von: Ueber das Planar; in: Jahrbuch für Photographie und Reproduktionstechnik, Nr. 12/1898, S. 70ff].

Mit dem oben wiedergegebenen Vergleich zwischen dem bisherigen Aplanat-Typ (links) und dem neuen Planar (rechts) lassen sich nun Paul Rudolphs Fortschritte in Bezug auf den Öffnungsfehler sehr gut verdeutlichen. Erst einmal fallen generell die viel flacheren Kurven beim Planar auf, die Zeugnis über die deutlich verringerten sphärischen Zonen ablegen. Das ist stets eine Grundvoraussetzung für das Anheben der Lichtstärke, wenn nicht gerade ein ausgesprochenes Weichzeichnerobjektiv gewünscht wird. Zweitens wird sichtbar, wie das Ausbrechen der sphärischen Aberration über das Spektrum hinweg – die oben bereits angesprochene Sphärochromasie also –  auf ein bisher nicht gekanntes Kleinstmaß zurückgedrängt werden konnte. Die Kurven für violettes und gelbes Licht liegen beim Planar sehr eng beieinander. Drittens wurde beim Planar durch den sehr flachen Verlauf der Kurven für den Kugelgestaltsfehler auch die Neigung der bisherigen Aplanate zur sogenannten Blendendifferenz eliminiert: Beim Abblenden verlagerte sich nun nicht mehr der Ort der schärfsten Abbildung entlang der optischen Achse und die Schärfe mußte beim Wechsel der Blendenzahl nicht mehr nachkorrigiert werden. Diese drei Eigenschaften zusammengenommen müssen in Anbetracht der für damalige Verhältnisse geradezu sagenhaft hohen Lichtstärke des Planars als immenser Fortschritt betrachtet werden.

DE92313 Rudolph-Planar

Das im Reichspatent Nr. 92.313 vom 14. November 1896 geschützte Planar wäre aber nicht ohne ein zuvor am 17. März 1896 angemeldetes Patent Nr. 88.889 denkbar gewesen, mit dem sich Paul Rudolph seine Erfindung der hyperchromatischen Zerstreuungslinse schützen ließ. Die Triebkraft hierfür lag in der Erkenntnis, daß die guten Voraussetzungen des Gaußtyps im Hinblick auf die Farbfehlerbeseitigung infrage gestellt wurden durch die im photographischen Bereich nötige anastigmatische Korrektur.  Rudolph war nämlich im Zuge der sphärischen und anastigmatischen Korrekturarbeit zu einer Formgebung der zerstreuenden Innenlinsen des Doppelgauß gelangt, für die wiederum nicht die richtigen Glassorten zur Verfügung standen, um gleichzeitig die chromatische Korrektur des Gesamtobjektivs zu erreichen. Dieses Hindernis brachte ihn letztlich auf die Idee, zwei Linsen durch Verkitten miteinander zu kombinieren, die zwar einen annähernd identischen Brechungsindex aufwiesen, aber gleichzeitig erheblich voneinander abweichende Farbzerstreuungen. Hinsichtlich der Brechkraft verhielt sich dieses Kittglied damit genau so wie eine Einzellinse. Seine beiden äußeren Radien r1 und r3 konnten daher ganz nach der Notwendigkeit festgelegt werden, wie es die sphärische und anastigmatische Korrektur verlangten. Das Ausmaß der für die chromatische Korrektur nötigen Farbzerstreuung ließ sich nun jedoch in weiten Grenzen einfach mithilfe der Durchbiegung des gemeinsamen Kitt-Radius r2 steuern. Mit diesem Konstruktionseinfall war es späterhin sogar möglich geworden, das Planar als ausgesprochenes Reproduktionsobjektiv bis hin zu einer apochromatischen Korrektur zu züchten; das heißt Farbmaßstabs- und Farbortsfehler über das gesamte sichtbare Spektrum hinweg auf ein bisher nicht erreichtes Kleinstmaß zu reduzieren.


Dieses ab August 1897 [Vgl. Rohr, Moritz von: Ueber das Planar; in: Jahrbuch für Photographie und Reproduktionstechnik, Nr. 12/1898, S. 70.] serienmäßig hergestellte Planar mit Lichtstärken bis 1:3,6 geriet jedoch letztlich zu aufwendig und zu teuer in der Herstellung, um zu einem echten Universalobjektiv zu werden. Außerdem neigte es als Vertreter des Doppelgaußobjektivs im Alltag zu schwer beherrschbaren Überstrahlungen. Immerhin konnten im ungünstigsten Fall seine acht Glas-Luft-Flächen nicht weniger als 28 Spiegelbilder von im Bilde vorkommenden Lichtquellen auf die Schicht werfen [Vgl. Naumann, Helmut; Das Auge meiner Kamera, 2. Auflage, 1951, S. 55]. Dieser vielversprechende Objektivtyp, für den Rudolph den Grundstein gelegt hatte, konnte daher erst nach den Weiterentwicklungen u. a. durch Merté und Tronnier zu jenem Erfolg gebracht werden, der ihn bis heute zu einem der wertvollsten Konstruktionen im Bereich der gesamten Photooptik macht.

Paul Rudolph Planar 1:3,6

Im Grunde genommen hatte Rudolph mit dem Planar 1:3,6 alle bisherigen Probleme gelöst: Trotz der fast drei mal so großen Einfallshöhe der Strahlen konnte die sphärische Aberration in der Größenordnung des beim Abbe-Rudolph-Triplet von 1888 erreichten Maßes begrenzt werden. Gleichzeitig war der Astigmatismus nun aber so gut korrigiert wie beim Protar. Doch der hohe Preis und die große Streulichtanfälligkeit verhinderten, daß sich das Planar bereits zur damaligen Zeit zum Universalobjektiv entwickeln konnte [Abb. nach Zöllner, 1958].

Das Tessar

Um das Zeisswerk konkurrenzfähig zu halten, mußte Rudolph ein deutlich einfacher aufgebautes, preiswerter herstellbares und dennoch hochwertiges Universalobjektiv schaffen. Immerhin waren Anastigmate, wie das bereits angesprochene Dagor, ungemein erfolgreich und im Jahre 1900 kam Voigtländer mit dem vielversprechenden, von Hans Harting  errechneten Heliar auf den Markt. Für den Ruf Rudolphs als herausragendsten Objektivschöpfer seiner Zeit spricht nun, daß er dieser Herausforderung mit wissenschaftlicher Grundlagenforschung begegnete. Hatte er bei seinem Protar die anastigmatische Bildfeldebnung mit Hilfe von gegeneinandergestellten positiven und negativen Kittflächen durchgeführt, so wies er nun mit seinem Unar [DRP Nr. 134.408 vom 3. November 1899] nach, daß dasselbe Ziel auch mit gegensätzlich brechenden Luftlinsen erreicht werden konnte.

Paul Rudolph Unar
Paul Rudolph Tessar

Wie in der direkten Gegenüberstellung mit dem kurz darauf entwickelten Tessar zu erkennen ist, liegen beide Objektive in der Fehlerberichtigung quasi auf demselben Niveau [nach Zöllner, 1958]. Die Literatur gibt keinen deutlichen Aufschluß darüber, weshalb Rudolph dieses Unar trotzdem bereits nach kurzer Zeit zugunsten des Tessars [DRP Nr. 142.294 vom 25. April 1902] aufgegeben hat. Die Gründe könnten in einer zu großen Streulichtanfälligkeit des Achtflächners gelegen haben. Es ist auch nicht ausgeschlossen, daß letztlich rein fertigungstechnische Schwierigkeiten den Serienbau vereitelt haben, weil sich beispielsweise der bildseitige dünne Meniskus als zentrierempfindlich entpuppt haben mag. Mit dem Tessar hatte Rudolph nun jedenfalls den Korrektionsgedanken des Unars mit demjenigen des Protars in hervorragender Weise zusammengeführt.

Protar-Unar-Tessar

Auf der Seite zum Tessar habe ich versucht, noch eine alternativen Erklärung dafür herauszuarbeiten, weshalb Paul Rudolph sein Unar bereits nach kurzer Zeit wieder aufgegeben und dieses anschließend quasi mit dem Protar "fusioniert" hat. Immerhin gibt es Anzeichen dafür, daß für diesen Schritt nicht nur rein optische Beweggründe ausschlaggebend gewesen sind, sondern Rudolph damit möglicherweise eine angemessene Vergütung seiner Konstruktionsarbeit erzwingen wollte. Denn diese Geldbeträge waren schließlich explizit an jenen Erfindungsgegenstand geknüpft, der dem Protar innelag.

Rudolphs Krise bei Zeiss

Es ist einfach kaum zu übersehen, wie sehr Paul Rudolph seit den späten 1890er Jahren versuchte, einen besseren Anteil an dem kommerziellen Erfolg für sich zu sichern, den das Zeisswerks mit seinen Hervorbringungen erzielte. So wie er zehn Jahre zuvor den Photobjektivbau bei Zeiss initiiert hatte, so versuchte er nun, das Unternehmen auf den Sektor des Kamerabaus zu führen und damit den Absatz der Objektive auszuweiten. Er verhandelte dazu ab 1899 mit dem Görlitzer Kamerafabrikant Curt Bentzin, der sich einen Namen mit seinen Schlitzverschlußkameras gemacht hatte. Dessen Unternehmen sollte für 100.000 Reichsmark übernommen und in Jena eine "Palmos Camerawerke AG" gegründet werden, während der Betrieb in Görlitz als Filiale erhalten bleiben sollte:


„Der Gesellschaftsvertrag wurde am 26. März 1900 unterzeichnet. Rudolph brachte 51,6 Prozent des Aktienkapitals auf und interessierte den Verwandten- und Bekanntenkreis für die Gesellschaft, der sich im Vertrauen darauf, daß die Optische Werkstätte [gemeint ist das Zeisswerk, MK] hinter dieser Gesellschaft stand, finanziell beteiligte. Aber die erwarteten Erfolge sollten sich nicht einstellen, und dem Unternehmen drohte der Konkurs. Die Gründe lagen in der unbefriedigenden Ausführung der Erzeugnisse und den damit verbundenen Reklamationen sowie in der unzureichenden Konstruktion der Kameras. [...] Um den Konkurs zu vermeiden, übernahm die Optische Werkstätte 1901 das Werk. Aber die geschilderten Grundmängel zwangen schließlich dazu, das ganze Unternehmen unter erheblichen Verlusten zu liquidieren. Die Optische Werkstätte erlitt dabei einen Verlust von schätzungsweise 300.000 Mark.“ [Hellmuth/Mühlfriedel, Zeiss 1846 – 1905, 1996, S. 208]

GB190020932 Paul Rudolph Kamera

Von diesem Ausflug Rudolphs in den Kamerabau zeugt ein britisches Patent Nr. 20.932 vom 20. November 1900, das er zusammen mit Oswald Näther angemeldet hatte. Aus der Beschreibung geht hervor, daß beide an einer Rollfilmkamera mit gekuppeltem Schlitzverschluß arbeiteten. Es folgte noch ein britisches Patent Nr. 16.601 vom 19. August 1901 und ein US-amerikanisches Nr. 708.727 vom 13. Dezember 1901, die beide nur noch Näther als Erfinder nannten, aber letztlich in dieselbe Kerbe einer entsprechenden Schlitzverschlußkamera schlugen.

Wohl ab diesem Zeitpunkt war das Verhältnis des Zeisswerks zu Paul Rudolph endgültig zerrüttet. Darüber konnte auch der Erfolg seines Tessares nicht mehr hinwegtäuschen. Im Gegenteil: Seit dem Jahre 1897 lag er mit der Werksleitung hinsichtlich der Vergütung seiner Arbeit in Zwietracht. Trotz eines auf den ersten Blick günstigen Anstellungsvertrages, den er noch mit Ernst Abbe am 6. Juni 1889 ausgehandelt hatte, fühlte sich Rudolph übervorteilt:


" 'Dr. Rudolph stellt seine ganze Arbeitskraft der Werkstätte Carl Zeiss zur Verfügung und übernimmt im Besonderen die Leitung sämtlicher rechnerischer Arbeiten, die die Construction optischer Systeme bezwecken. [...]

Alle aus den im Interesse der Werkstätte übernommenen Arbeiten entspringenden, geschäftlich verwertbaren Resultate stellt Dr. Rudolph der Firma zur Verfügung. Er behält sich aber das Recht vor, die sich bei seiner Thätigkeit ergebenden Resultate theoretischer Natur unter seinen Namen veröffentlichen zu können'


Die Firma Zeiss 'gewährt Dr. Rudolph eine von Seiten der Firma unkünbare Anstellung'. Für die Zeit zwischen 1. Oktober 1889 und 1. Januar 1900 wurde ein Gehalt von 4.000 Mark, dann bis zum 1. Oktober 1900 von 5.000 Mark und danach ein jährliches Gehalt von 6.000 Mark vereinbart. Der Pension sollten ab dem 1. Oktober 1889 3.000 Mark und danach 5.000 Mark zugrunde liegen. 'Außerdem gesteht die Firma Zeiss dem Dr. Rudolph 1/3 des Bruttogewinns zu, der durch Verkauf von Patentlizenzen des Photographischen Objektivs, welches Dr. Rudolph zum Frühjahr 1889 erfunden hat (Anastigmat), sich ergeben wird. [...] Schließlich verpflichtet sich Dr. Rudolph seiner Seits bei einem Weggang aus dieser Stellung, den er nach einer 1/2 jährigen Kündigungsfrist bewirken kann, zu der Bedingung, daß er innerhalb der nach tatsächlicher Auflösung des Contracts liegenden Frist von 10 Jahren für keine andere optische Werkstätte irgendwie thätig sein wird, welche auf einem der Fabrikationsgebiete der Firma Zeiss mit dieser in Concurrenz steht.' " [zitiert nach: Hellmuth/Mühlfriedel, Zeiss 1846 – 1905, 1996, S. 249f.]


Einen ziemlichen Knebelvertrag hatte Paul Rudolph da unterzeichnet; ein goldener Käfig, in dem er da steckte. Dies scheint ihm bewußt geworden zu sein, nachdem sein Planar-Objektiv auf den Markt gebracht worden war. Eine zentrale Bedeutung für die sich in den kommenden Jahren entwickelnde Beziehung Rudolphs zu seinem Arbeitgeber hatten nämlich offensichtlich die in diesem Vertrag zugesicherten zusätzlichen Einnahmen aus dem Verkauf von Lizenzgebühren. Diese beschränkten sich aber, wie aus seinem Anstellungsvertrag oben klar hervorgeht, allein auf den Anastigmat-Typus von 1889/90! Ernst Abbe, der Anfang der 1890er Jahre – zu einer Zeit also, in der der deutsche Konjunkturmotor nicht immer ganz rund lief – ein übermäßiges Wachstum der Belegschaft vermeiden wollte, setzte daher bezüglich des neuen Geschäftsfeldes der Photoobjektive auf eine großzügige Vergabe von Fertigungslizenzen an in- und ausländische Hersteller. Im Geschäftsjahr 1891/92 stellten diese Lizenznehmer immerhin Objektive im Wert von fast 129.000 Mark her, was im folgenden Geschäftsjahr bereits auf über 278.000 Mark gesteigert werden konnte. Im Geschäftsjahr 1900/01, also dem letzten bevor das Tessar zu Buche schlug, setzten Unternehmen, die auf Basis von Zeiss-Lizenzen fertigten, bereits Objektive im Wert von 763.000 Mark um. Sie fertigten in dieser Zeitspanne 6100 Objektive, während Zeiss selbst mit 7000 Stück kaum mehr hervorgebracht hatte. [Vgl. Hellmuth/Mühlfriedel, Zeiss 1846 – 1905, 1996, S. 206/207.]

Paul Rudolph lens designer

Je dominanter nun also die neuen Objektivtypen ins Blickfeld traten, um so unbedeutender geriet der Anteil der vom Anastigmat abgeleiteten Objektive. Denn richtig einträglich wurde der Objektivbau bei Zeiss Jena erst mit den Reproduktions-Planaren, die von der reprographischen Industrie gekauft wurden und natürlich mit dem Tessar, das Zeiss Jena bis zum ersten Weltkrieg selbst zu zehntausenden fabrizierte und für das die Werkstätte obendrein noch umfangreich Fertigungslizenzen an ausländische Firmen vergab. Wäre Paul Rudolph im Besitz seiner eigenen Erfindungen gewesen, so wäre er binnen kurzer Zeit zum Millionär geworden. Dazu hätte er aber an irgendeinem Punkt vorher kündigen und anschließend ein Jahrzehnt lang am Hungertuch nagen müssen, bevor er seine Konstruktionstätigkeit hätte anderswo wieder aufnehmen können. Eine ausweglose Lage also, zumal ihn auch sein Arbeitgeber nicht los wurde, da dieser Rudolph schließlich eine unkünbare Stellung vertraglich zugesichert hatte. Aus dieser mißlichen Lage heraus ergaben sich nun leider Jahre der weitgehenden schöpferischen Untätigkeit Rudolphs.


Das kann man heute deshalb mit Gewißheit sagen, weil es mittlerweile durch die Digitalisierung der Archive möglich geworden ist, auch Einblick in die US-amerikanischen Patente zu nehmen. Diese weisen die Besonderheit auf, daß in ihnen der Erfinder namentlich genannt werden muß. Man kann anhand der US-Patente also eindeutig nachvollziehen, wer genau wirklich was beigetragen hat. Eine diesbezügliche Recherche ergibt nun im wesentlichen zwei Erkenntnisse: Erstens wurden zwischen dem Erscheinen des Tessars und Rudolphs Weggang 1911 außer dem Magnar keine weiteren Erfindungen geschützt, die noch zu realen Zeiss-Produkten geführt hätten. Dabei benennt ein erstes Schutzrecht zu einem Teleobjektiv mit der Nr. US873.898 vom 2. März 1906 Paul Rudolph und Ernst Wandersleb noch gleichermaßen als Erfinder. Aber das eigentliche, dem Magnar letztlich zugrundeliegende Patent Nr. US943.105 vom 13. August 1909, weist dann nur noch Wandersleb als Erfinder aus.


Von einer viel bezeichnenderen Aussagekraft ist freilich der Umstand, daß die letzten Patente Rudolphs für das Zeisswerk tatsächlich nur noch ein Laborieren an seinem Anastigmaten aus den 1890er Jahren erkennen lassen; namentlich die Nr. US895.045 vom 12. Juli 1907 als eine eine Verbesserung seines Protars und die Nr. US1.021.337 vom 4. Oktober 1910 als eine Verbesserung seines Anastigmat-Satzes. Noch deutlicher konnte meiner Ansicht nach ein Chefkonstrukteur seinem Arbeitgeber nicht begreiflich machen, daß er ohne direkte finanzielle Beteiligung nicht mehr gewillt ist, noch irgendeine ökonomisch verwertbare Erfindung zur Verfügung zu stellen.

Neuanfang im fortgeschrittenen Alter

Nach einem vergleichenden Schiedsverfahren im Jahre 1910 konnte sich Paul Rudolph im folgenden Jahr endlich von Zeiss lösen [Vgl. Hofmann, Christian: Rudolph, Paul; in: Neue Deutsche Biographie 22, 2005.] und sich offenbar mit einer Abfindung auf das ehemalige Rittergut Grün im Tal der Göltzsch bei Lengenfeld im Vogtland zurückziehen. Wie zu erwarten, verweigerte das Zeisswerk im Jahre 1913, daß Rudolph für das konkurrierende Voigtländerwerk arbeiten durfte [Vgl. ebenda.]. Tatsächlich dauerte es bis zum Jahr 1920, daß Paul Rudolph mit über 60 Lebensjahren wieder als Objektivkonstrukteur arbeiten konnte. Er verlegte nun sogar noch einmal seinen Wohnsitz nach Großbiesnitz bei Görlitz [Angabe in den Patentschriften dieser Zeit], um in den Dienst der Optischen Werkstätte Hugo Meyer einzutreten. Man kann nur spekulieren, inwieweit ihn wirtschaftliche Not zu diesem Schritt trieb. Hier in Görlitz brachte er seinen während des Krieges entwickelten Plasmat-Typus ein, der dazu gedacht war, der niederschlesischen Objektivbauanstalt zu einem gewaltigen Technologieschub zu verhelfen.

Meyer Doppel-Plasmat 1:4,0

Aber trotz der Tatsache, daß Rudolph diesen hoch auskorrigierbaren Plasmat-Anastigmaten ständig weiterentwickelte, stellte sich kein dem Tessar oder Biotar vergleichbarer wirtschaftlicher Erfolg ein. Die 20er Jahre waren aus heutigem Wissensstand heraus betrachtet eine Sattelzeit für den Objektivbau, in der sich zwar schon neue technische Entwicklungspfade abzeichneten, aber wo noch nicht genau klar war, wohin genau sich diese bewegen werden. Erst nach 1930 kristallisierte sich langsam heraus, daß die Kinematographie und die aufkommende Kleinbildphotographie nach Objektiven verlangten, die eine kompromißlose Abbildungsleistung bei einer bis an die Grenzen des Möglichen getriebenen Lichtstärke erforderten. Die Kino- und Kleinbildplasmate, die Rudolph noch bis wenige Jahre vor seinem Tode errechnet hatte, waren dabei ihrer Zeit zum Teil weit voraus und gerieten dadurch was Aufwand und Preis anbelangte alles andere als marktgerecht. Und so wie Wandersleb und Merté damals sogleich die Position besetzten, die Rudolph nach seinem Weggang aus Jena offengelassen hatte, so waren es in Görlitz nun Paul Schäfter und Stefan Roeschlein, die in seine Fußstapfen traten und die Meyer'sche Objektivbauanstalt erfolgreich in ebenjenes Zeitalter führten, das ich oben beschrieben habe.

Meyer Plasmat

Diesen vier Herren beispielsweise gelang dabei etwas, das Paul Rudolph in diesem Ausmaß nie wirklich vergönnt gewesen ist: Ihre Objektivberechnungen wurden genau in der von ihnen geschaffenen Konfiguration zum Teil jahrzehntelang (Biotar, Primoplan) mit großem ökonomischen Erfolg hergestellt. Was diese wirtschaftliche Verwertung betrifft, hat es den Anschein, als habe Paul Rudolph dabei zeitlebens nicht die glücklichste Hand gehabt.

Marco Kröger


letzte Änderung: 3. Oktober 2022