Ferngläser
Ferngläser: Aufbau und technische
Daten
Grundsätzliches
Die optische Leistung eines Fernglases hängt
vom Zusammenspiel einer ganzen Reihe von Faktoren ab. Nur wenn jeder einzelne
dieser Faktoren optimiert wurde, so ist das Ergebnis ein Ferglas von ausgezeichneter
Leistung. Gestochen scharfe und brillante Bilder ohne Farbverzerrungen
sorgen bei jeder Beobachtung immer wieder für Freude.
Qualitativ minderwertige Ferngläser bereiten
nicht nur weniger Spass oder führen bei zu geringer Detailerkennbarkeit
dazu, dass z.B. eine Art nicht richtig bestimmt werden kann: Auch die Augen
leiden, bei längerer Benutzung kann es dadurch sogar zu Kopfschmerzen
kommen. Neben der Qualität des Fernglases und dem Preis spielt bei
der Kaufentscheidung natürlich vor allem der geplante Einsatzzweck
eine Rolle. Hierfür ist es aber erforderlich, die grundlegenden technischen
Daten von Ferngläsern bewerten zu können. Was die einzelnen Daten
Ihnen sagen sollen, erfahren Sie hier.
Um die technischen Fakten besser verstehen zu
können, sollten Sie sich zuerst mit dem Aufbau und der grundlegenden
Funktionsweise von Ferngläsern vertraut machen. Ein Fernglas ist im
Grunde genommen nichts anderes als eine Kombination aus zwei Fernrohren,
die mit einem gemeinsamen Scharfstellmechanismus über eine Brücke
miteinander verbunden sind. Jedes dieser Fernrohre besteht aus einem Objektiv
(die Frontlinsen), Prismen und einem Okular (die
Augenstücke).
Die Okulare werden mit Hilfe des Fokussierrades
(fokussieren=scharfstellen) zum Objektiv hin- oder von diesem wegbewegt.
Durch die Änderung dieses Abstands erfolgt das Scharfstellen auf verschieden
weit entfernte Objekte. Dabei ist es wichtig, daß der Abstand von
Okular und Objektiv bei beiden Fernglashälften identisch ist. Daher
sind die Okulare beider Fernrohre über eine gemeinsame Okularbrücke
mit dem Fokussierrad verbunden (bei einigen Ferngläsern muß
jede Fernglashälfte separat scharfgestellt werden).
Brillenträger mit auf beiden Augen verschieden
stark ausgeprägter Sehschwäche, die das Fernglas ohne Sehhilfe
benutzen möchten, können durch den sogenannten Dioptrienausgleich
den Abstand von Okular und Objektiv von nur einer einzelnen Fernglashälfte
separat verstellen. Dies geschieht entweder direkt an einem der Okulare
oder zentral am Fokussierrad.
Die Prismen sorgen dafür, daß das Bild
nicht "auf dem Kopf" und spiegelverkehrt dargestellt wird. Durch verschiedene
Umleitungen verkürzen sie auch die Baulänge des Fernglases.
Nachfolgend finden Sie Erklärungen zu den
wichtigsten Fachbegriffen aus der Welt der Fernoptik:
Die grundlegenden Daten
in der Namensbezeichnung des Fernglases:
Vergrößerung und Objektivdurchmesser
 Der
erste Wert - die Vergrößerung - ist der Grad, um den ein
Objekt größer bzw. näher erscheint als bei der Beobachtung
mit bloßem Auge. Bei der Benutzung eines 10x42 Fernglases zum Beispiel
erscheint Ihnen also das Objekt 10x näher als bei der Beobachtung
ohne Glas. Für den Grad der Vergrößerung sind nur die Okulare
verantwortlich. Ein Glas mit einer hohen Vergrößerung muß
also nicht groß sein! Die Vergrößerung eines Fernglases
ist vielleicht die am meisten mißverstandene Eigenschaft. HoheVergrößerungen
können nützlich sein, aber die Vergrößerung an sich
ist kein Kriterium für die Güte, Abbildungsqualität oder
Detailerkennungsvermögen eines Fernglases! Der Objektivdurchmesser,
das Glasmaterial, die Vergütung und die Qualität der gesamten
Optik bestimmen dieFähigkeit, kleine Details aufzulösen. Die
Nachteile eines Fernglases mit einer hohen Vergrößerung sind:
es ist sehr schwierig, über längere Zeit bei der Beobachtung
ein ruhiges Bild zu erzeugen und das Sehfeld ist relativ klein. Für
Freiahndbeoachtungen empfehlen wir daher nur Vergrößerungen
bis maximal 10-fach, eigentlich ist sogar 8-fach die bessere Wahl!
Der zweite Wert, hier 42, beschreibt den Durchmesser
der Objektivlinsen (Frontlinsen) in mm. Je größer diese sind,
desto mehr Licht kann in das Glas eintreten und um so heller erscheint
das Bild (und desto größer und schwerer wird das Fernglas).
Man spricht auch von der Eintrittspupille. Aus Objektivdurchmesser und
Vergrößerung ergeben sich die Lichtstärke eines Fernglases
(meist als
Dämmerungszahl
angegeben) und die Größe der Austrittspupillen.
Austrittspupille
 Die
Austrittspupille beschreibt die Größe des Bildpunktes (in mm),
welcher am Ihnen zugewandten Ende des Fernglases, den Okularen, auf
die Augen trifft. Je größer die Austrittspupille, desto heller
erscheint die Abbildung. Die Austrittspupille ist der wichtigste und am
einfachsten zu vergleichende Indikator für die Dämmerungsleistung
eines Fernglases.
Die Austrittspupillen sollten Sie aus einigen
cm Abstand als scharf umgrenzten hellen Kreis erkennen können (ein
weicher Rand deutet auf schlechte Qualität hin). Die Größe
der Austrittspupillen errechnen Sie, indem Sie den
Objektivdurchmesser
durch die Vergrößerung
teilen. So haben die Austrittspupillen eines Glases mit den Daten 10x42
einen Durchmesser von 4,2mm.
Hintergrundinformation:
Wie nutzbringend eine große Austrittspupille
ist, hängt unter anderem auch von den Augen und vom Alter des Beobachters
ab, denn die Fähigkeit der Pupillen des menschlichen Auges zur Vergrößerung
bei Dunkelheit läßt mit zunehmendem Alter nach: Während
die Pupillen eines jungen Beobachters noch einen Durchmesser von bis zu
7mm annehmen können, beschränkt sich die maximale Ausdehnung
zum Beispiel bei einem 50-jährigen auf nur noch 5mm. So können
die Augen eines älteren Naturfreundes das Licht einer 6,5mm großen
Austrittspupille nicht mehr vollständig nutzen, wenn die Pupillen
seiner Augen nur 5mm groß sind. Ein (dann auch leichteres) Glas mit
kleineren Austrittspupillen wäre eine sinnvollere Anschaffung, weil
hiermit kein Licht "verschwendet" wird.
Augenabstand
Der Austrittspupillenabstand gibt an, wie weit
entfernt sich Ihre Augen von den Okularen befinden dürfen, ohne daß
Sie dabei den Blick auf das vollständige Sehfeld des Glases verlieren.
Der Abstand zwischen den Augen und den Okularen
ist bei den meisten Ferngläser n durch Augenmuscheln verstellbar,
wodurch das Fernglas auch mit Brille nutzbar sein kann. Damit ein Fernglas
auch wirklich brillenträgertauglich ist, kommt es aber vor allem darauf
an, daß die Austrittspupillen möglichst weit nach hinten verlagert
sind (optimal 15-20mm). So wird erreicht, daß das fokussierte Bild
nicht schon vor den Augen abgebildet wird. Hier spricht man von echten
Brillenträgerokularen.
Neben den althergebrachten stülpbaren Gummiaugenmuscheln
gibt es bei einigen Ferngläsern mittlerweile robustere Kunststoffaugenmuscheln,
die sich heraus- bzw. hineinschieben oder -drehen lassen. Bei Gebrauch
mit Brille sind die Augenmuscheln eingefahren bzw. umgestülpt.
Pupillendistanz
Nicht mit dem Austrittspupillenabstand
verwechseln!
Hier handelt es sich um den Abstand der beiden
Okulare, genauer: der Austrittspupillen der beiden Okulare. Die Pupillendistanz
lässt sich durch "Knicken" des Fernglases am Gelenk zwischen den beiden
Fernglashälften verstellen und so an jede Gesichtsform (den Augenabstand
des Benutzers) anpassen.
Sehfeld
 Die
Größe des Gesichtsfeldes wird in der Regel in m auf 1000m oder
als Winkel angegeben. Beträgt das Sehfeld z.B. 118m/1000m so sieht
man in einem Kilometer Entfernung ein 118m breites Bild. Die Größe
des Sehfelds können Sie ganz einfach berechnen, indem Sie den
Winkel mit 17,45 multiplizieren. Den Winkel berechnen Sie entsprechend,
indem Sie die Größe des Sehfelds durch 17,45 dividieren.
Die Größe des Sehfelds hängt vom
Zusammenspiel von Vergrößerung
und Objektivdurchmesser
und von der Bauweise des Fernglases ab. Bei gleicher Konstruktionsweise
nimmt mit zunehmender Vergrößerung die Größe des
Sehfelds ab, größere Objektive hingegen führen zu einer
Vergrößerung des Sehfelds.
Je größer das Sehfeld ist, desto besser
lässt sich ein großes Gebiet überblicken oder ein sich
bewegendes Objekt verfolgen.
Dämmerungszahl
Die Dämmerungszahl dient als standardisierter
Wert zum Vergleich der Leistung von optischen Geräten bezüglich
der Detailerkennbarkeit insbesondere unter schlechten Lichtbedingungen
Die Dämmerungszahl errechnet sich aus der
Quadratwurzel des Produkts von
Vergrößerung
und Objektivdurchmesser.
Bei einem 10x42 Fernglas also:
Ein 12x50 Fernglas hat dementsprechend eine Dämmerungszahl
von 24,5. Das ganze bedeutet dann rechnerisch, daß man beim 10x42
Fernglas (Dämmerungszahl 20,5) ein Objekt in einer Entfernung von
205m noch gut erkennen kann, beim 12x50 Fernglas (Dämmerungszahl 24,5)
auch noch in 245m Entfernung. Die Dämmerungszahl des Fernglases allein
reicht zur Beurteilung der Dämmerungsleistung eines Fernglases nicht
aus, hierfür zieht man noch die Größe der Austrittspupillen
heran .
Fokussierbereich / Naheinstellung
Die konstruktionsbedingten Möglichkeiten
erlauben es bei einem Fernglas nicht, auf Entfernungen von 0 Metern bis
Unendlich scharfzustellen. Um auf weite Entfernungen sehen zu können,
was ja die primäre Aufgabe eines Fernglases ist, ist daher die Möglichkeit
zur Naheinstellung auf einige Meter begrenzt. Hat ein Fernglas also beispielsweise
einen Naheinstellbereich von 3,25 Metern, so lässt sich auf Objekte
die näher sind, nicht mehr scharfstellen. Die Nahbereichsdaten eines
Fernglases spielen vorwiegend für denjenigen eine Rolle, der kleine
und nahe Objekte, wie z.B. Schmetterlinge, beobachten möchten. Allzu
gering sollte der Nahbereich jedoch auch bei vielen anderen Anwendungen
nicht sein, denken Sie z.B. an einen Vogel am Wegesrand! Für andere
wiederum spielt der Nahbereich dagegen eine untergeordnete Rolle, hier
ist evtl. ein Glas mit Fix-Focus komfortabler:
Fix-Focus: Einige Ferngläser besitzen überhaupt
keine Scharfstellvorrichtung. Sie werden einmal eingestellt und sind dann
immer von einem bestimmten Nahbereich bis Unendlich scharf. Hier ist dann
jedoch die Nahbereichsgrenze sehr hoch (oft etwa 20 Meter). Solche Gläser
empfehlen sich also hauptsächlich zur Landschaftserkundung, auf See
oder z.B. zur Beobachtung von Großwild. Als Synonyme für den
Fix-Focus kommen oft Begriffe wie "Sports-Auto-Focus" (Steiner) oder einfach
nur "Auto-Focus" zum Einsatz. Diese Begriffe sind jedoch irreführend,
da dieses System mit dem Autofocus wie von Kameras etc. bekannt (Entfernungsmessung
o.ä. und motorisches Scharfstellen) nichts zu tun hat.
Eine weitere Fokussiervariante ist das getrennte
Scharfstellen beider Okulare. Dieses System kommt vorwiegend bei preiswerteren
Gläsern für "rauhe Bedingungen" zum Einsatz, da hier eine Wasser-
und Staubdichtigkeit recht einfach zu realisieren ist.
Prismensysteme der Ferngläser
Die am häufigsten zum Einsatz kommenden Prismensysteme
sind das modernere Dachkant- und das klassische Porro-Prismensystem.
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Fernglas mit
Porro-Prismen-System |
Fernglas mit
Dachkant-Prismen-System |
Porro-Ferngläser (benannt nach derem italienischen
Erfinder Ignazio Porro) erkennt man schon auf den ersten Blick daran, daß
die Objektive wesentlich weiter auseinanderstehen als die Okulare. Neben
diesem Nachteil in Sachen Kompaktheit steht aber auch ein kleiner Vorteil
in der Abbildungleistung: Durch den größeren Abstand der Objektive
wirkt das Bild stereoskopischer (bessere 3D-Darstellung).
Bei Dachkantprismen-Ferngläsern bilden Objektive
und Okulare eine Linie. Dieses System ist aufwendiger in der Konstruktion,
was in aller Regel auch einen höheren Preis bedingt. Das Ergebnis
ist jedoch eine wesentlich kompaktere Bauweise. Nur unter den Dachkant-Gläsern
gibt es solche mit echter Innenfokussierung.
Innenfokussierung
Bei Porroprismen-Ferngläsern
sind die Okulare über eine Brücke miteinander verbunden, die
durch Drehen des Fokussierrades vor und zurück bewegt werden kann.
Diese Okularbrücke ist jedoch sehr anfällig. Bei der kleinsten
Verbiegung stimmen die Abstände der beiden Okulare zu den Objektiven
nicht mehr überein. Das Ergebnis sind zwei verschieden scharfe Bilder.
Die meisten
Dachkantprismen-Gläser
hingegen besitzen eine Innenfokussierung. Die Scharfstellung (Fokussierung)
erfolgt durch Verschieben von Linsen im Inneren des Gerätes. Außen
am Glas befinden sich keine beweglichen Teile. Die Mechanik ist somit geschützt.
Nur bei diesem System kann problemlos eine echte Wasserdichtigkeit
realisiert werden.
Wasserdichtigkeit der Ferngläser
Am besten und einfachsten bei Dachkantprismen-Ferngläsern
zu verwirklichen. Bei Geräten mit Porro-System
wesentlich aufwendiger. Möglichkeiten sind die Abdichtung mit O-Ringen
und die Befüllung mit Stickstoff gegen das Beschlagen der optischen
Elemente im Inneren des Gerätes. Das ganze funktioniert bei entsprechendem
Aufwand so perfekt, daß man z.B. mit einem Leica-Glas sogar Schwimmen
gehen kann!
Ferngläser - Glassorten,
Veredelung und Oberflächen-Vergütung
Licht verschiedener Farben (Wellenlängen)
wird von optischen Systemen verschieden stark gebrochen. Würde man
für den Bau von Ferngläsern nur einfaches Fensterglas verwenden,
erhielte man als Ergebnis eine Abbildung mit einer unschönen Vielfalt
von Farbrändern.
Durch die Verwendung von speziellen Glassorten
und Beschichtungen lässt sich dieses Phänomen nahezu vollkommen
eliminieren. Ohne diese Bearbeitung würde die Bildqualität, insbesondere
bei Dachkantgläsern (was dieses System erneut aufwendiger und teurer
macht) enorm zu wünschen übrig lassen.
Eine weitere wichtige Veredelung der optischen
Gläser besteht in der Entspiegelung der Außenflächen der
Objektive und der Beschichtung sämtlicher Glas/Luft-Flächen:
Herkömmliche Linsen und Prismen haben die
Eigenschaft, einen Teil des einfallenden Lichts zu reflektieren. Es kommt
zu Lichtverlust und einer Verringerung des Kontrastes durch Streulicht.
Durch Vergütung der Linsen (Aufdampfen einer reflexmindernden Mineralschicht)
werden Reflektionen erheblich gemindert und der Lichtdurchlaß gesteigert.
Ein vollvergütetes Fernglas lässt im Vergleich mit einem unvergüteten
Glas ca. 60% mehr Licht in den Strahlengang. Durch Verwendung spezieller
Vergütungen (UV-Vergütung, Mehrschichtvergütung etc.) wird
die Lichtstärke weiter gesteigert. So lassen moderne Gläser bis
zu 95% des einfallenden Lichts hindurch!
(C) 2000 Frank Ullmann, Orniwelt
e.K.
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