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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.
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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