Aufbau eines Fernglases: Technik verständlich erklärt

Wesentliche Komponenten eines Fernglases

Jede der beiden Fernglashälften besteht aus denselben vier Baugruppen. Das Licht durchläuft sie in dieser Reihenfolge:

• Objektiv: Die vordere Linsengruppe sammelt das Licht und erzeugt im Inneren ein Zwischenbild. Dieses Bild steht auf dem Kopf und ist seitenverkehrt.
• Prismensystem: Die Prismen drehen das Zwischenbild, sodass es aufrecht und seitenrichtig erscheint. Zugleich falten sie den Lichtweg. Dadurch kann das Gehäuse deutlich kürzer sein als die Brennweite des Objektivs.
• Okular: Die Linsengruppe am Auge wirkt wie eine Lupe, mit der Sie das Zwischenbild betrachten.
• Fokussierung: Ein Mitteltrieb oder eine Einzelokulareinstellung verschiebt Linsen, bis das Bild für die gewählte Entfernung scharf ist.

Hinzu kommen das Gehäuse mit der Knickbrücke, über die Sie den Abstand der beiden Okulare an Ihren Augenabstand anpassen, die Augenmuscheln und bei vielen Gläsern eine Gasfüllung aus Stickstoff oder Argon, die das Beschlagen von innen verhindert.

Stärken und Grenzen der Bauteile

Das Objektiv: Lichtaufnahme und Bildentstehung

Das Objektiv ist die Eintrittsöffnung des Fernglases. Sein Durchmesser bestimmt, wie viel Licht überhaupt in das Gerät gelangt. Die Fläche wächst mit dem Quadrat des Durchmessers: Ein 50-mm-Objektiv sammelt rund 40 Prozent mehr Licht als ein 42-mm-Objektiv. Das erklärt, warum Gläser für die Dämmerung so große Frontlinsen haben. Mehr dazu steht im Beitrag zur Lichtstärke.

Ein Objektiv besteht in der Regel nicht aus einer einzelnen Linse, sondern aus mindestens zwei verkitteten Linsen aus unterschiedlichen Glassorten. Eine einzelne Linse bricht die Farben des Lichts verschieden stark. Das Ergebnis wären Farbsäume an hellen Kanten. Die Kombination zweier Gläser gleicht diesen Fehler weitgehend aus. Aufwendigere Objektive verwenden dafür Sondergläser mit besonders geringer Farbzerstreuung.

Wichtig ist außerdem die Vergütung. An jeder unbehandelten Glas-Luft-Fläche wird ein Teil des Lichts reflektiert und geht dem Bild verloren. Dünne Entspiegelungsschichten verringern diese Verluste. Je mehr Flächen mehrschichtig vergütet sind, desto heller und kontrastreicher wird das Bild, und desto weniger stören Reflexe bei Gegenlicht.

Prismensysteme: Porro- und Dachkantprismen

Das Prismensystem prägt die Form eines Fernglases stärker als jedes andere Bauteil. Zwei Bauarten haben sich durchgesetzt.

Porroprismen

Beim Porrosystem sitzen in jeder Hälfte zwei rechtwinklig zueinander verdrehte Prismen. Das Licht wird viermal umgelenkt und verlässt das System seitlich versetzt. Daher stammt die typische breite Form, bei der die Objektive weiter auseinanderstehen als die Okulare.

• Plastisches Bild: Der große Abstand der Objektive verstärkt den räumlichen Eindruck, vor allem im Nahbereich.
• Einfachere Fertigung: Porroprismen lassen sich mit weniger Aufwand herstellen. Gute Optik ist damit schon in der Einsteigerklasse möglich.
• Wenig Lichtverlust: Alle Umlenkungen geschehen durch Totalreflexion. Eine Verspiegelung ist nicht nötig.

Der Nachteil: Porrogläser sind breiter, oft schwerer und schwieriger dauerhaft abzudichten.

Dachkantprismen

Beim Dachkantsystem liegen Objektiv und Okular annähernd auf einer Linie. Das Gehäuse wird dadurch schlank und gerade.

• Kompakt: Die schmale Bauform lässt sich gut greifen und leichter verstauen.
• Innenfokussierung: Beim Scharfstellen bewegt sich nur eine Linse im Inneren. Das Gehäuse bleibt geschlossen und lässt sich gut abdichten.
• Höherer Aufwand: Die Dachkante muss sehr genau geschliffen sein. Zusätzlich braucht das Prisma einen Phasenkorrekturbelag, damit Auflösung und Kontrast nicht leiden.

Die beiden gängigen Dachkantbauarten sind das Schmidt-Pechan-Prisma und das Abbe-König-Prisma. Das Schmidt-Pechan-Prisma ist sehr kurz, benötigt aber an einer Fläche eine Verspiegelung, deren Güte die Helligkeit mitbestimmt. Das Abbe-König-Prisma arbeitet ohne Spiegelschicht, baut dafür länger und findet sich vor allem in großen Dämmerungsgläsern.

Bei den Prismengläsern liest man häufig die Bezeichnungen BaK-4 und BK-7. BaK-4 hat den höheren Brechungsindex und leuchtet die Austrittspupille bis zum Rand gleichmäßig aus. Mit BK-7 kann der Rand der Austrittspupille leicht abgeschattet sein.

Das Okular: Vergrößerung und Bildbetrachtung

Das Okular vergrößert das Zwischenbild wie eine Lupe. Die Vergrößerung eines Fernglases entsteht aber erst aus dem Zusammenspiel: Sie ist die Brennweite des Objektivs geteilt durch die Brennweite des Okulars. Bei Handferngläsern liegt sie meist zwischen 7-fach und 10-fach. Bis etwa 10-fach lässt sich ein Glas freihändig ruhig halten, darüber hilft ein Stativ.

Aus Objektivdurchmesser und Vergrößerung ergibt sich die Austrittspupille, das helle Lichtscheibchen, das Sie sehen, wenn Sie das Glas mit etwas Abstand gegen den Himmel halten. Ein 8x42 hat 42 : 8 = 5,25 mm, ein 10x25 nur 2,5 mm. Je größer die Austrittspupille, desto heller wirkt das Bild in der Dämmerung und desto leichter findet das Auge die richtige Position.

Das Okular bestimmt auch das Sehfeld, also die Breite des Ausschnitts, den Sie überblicken. Es wird in Metern auf 1.000 m oder in Grad angegeben. Ein Grad entspricht etwa 17,5 m auf 1.000 m. Bei gleicher Okularbauart gilt: Mehr Vergrößerung bedeutet ein kleineres Sehfeld. Ein großes Sehfeld erleichtert es, bewegte Motive zu finden und zu verfolgen.

Hochwertige Okulare bestehen aus mehreren Linsen. Sie halten das Bild bis zum Rand scharf und sind ebenso vergütet wie die Objektive.

Scharfstellung: Mitteltrieb und Okulareinstellung

Zwei Verfahren sind verbreitet.

Mitteltrieb mit Dioptrienausgleich

Das Fokusrad in der Mitte stellt beide Hälften gleichzeitig scharf. Weil die wenigsten Menschen auf beiden Augen genau gleich sehen, hat ein Okular zusätzlich einen Dioptrienausgleich, meist das rechte. Er wird einmal eingestellt:

1. Rechtes Objektiv abdecken und mit dem Mitteltrieb ein entferntes, kontrastreiches Ziel für das linke Auge scharf stellen.
2. Linkes Objektiv abdecken und das Bild für das rechte Auge nur mit dem Dioptrienring scharf stellen. Den Mitteltrieb dabei nicht berühren.
3. Stellung des Rings merken. Ab jetzt genügt der Mitteltrieb für alle Entfernungen.

Die Schritte sind im Beitrag zum Dioptrienausgleich ausführlich beschrieben.

Einzelokulareinstellung

Hier wird jedes Okular für sich scharf gestellt. Ein zentrales Fokusrad fehlt. Das Verfahren ist mechanisch einfach und leicht abzudichten. Es findet sich vor allem bei Marinegläsern wie dem klassischen 7x50. Auf mittlere und große Entfernungen bleibt das Bild nach einmaligem Einstellen scharf. Für häufig wechselnde, nahe Ziele ist das Verfahren zu langsam. Details nennt der Beitrag zur Einzelokulareinstellung.

Fernglaswahl: Tageslicht- und Dämmerungsnutzung

Der Aufbau erklärt, welche Kennzahlen zu welchem Licht passen. Die Pupille des menschlichen Auges ist am Tag eng und öffnet sich in der Dunkelheit weit. Ein Fernglas kann nur so viel Licht ans Auge bringen, wie durch die Augenpupille passt.

Tageslicht

• 8x30 und 8x32: Leicht, mit weitem Sehfeld und knapp 4 mm Austrittspupille. Gut für Wanderungen und lange Touren.
• 8x42: Die Allround-Größe mit 5,25 mm Austrittspupille und Reserven für trübe Tage.
• 10x42: Mehr Detail auf Distanz bei 4,2 mm Austrittspupille. Das Bild steht freihändig etwas unruhiger.

Dämmerung

• 7x50: Rund 7,1 mm Austrittspupille und ein sehr ruhiges Bild. Der Klassiker auf dem Wasser.
• 8x56: 7 mm Austrittspupille bei etwas mehr Vergrößerung. Das typische Glas für den Ansitz im letzten Licht.

Die Dämmerungszahl, die Wurzel aus Vergrößerung mal Objektivdurchmesser, liegt beim 8x56 bei rund 21,2 und beim 8x42 bei rund 18,3. Große Objektive machen das Glas allerdings merklich schwerer. Den Vergleich zweier Dämmerungsgrößen finden Sie im Beitrag zum Objektivdurchmesser 50 oder 56.

Ferngläser für Brillenträger

Wer mit Brille beobachtet, hält das Auge zwangsläufig weiter vom Okular entfernt. Entscheidend ist deshalb der Augenpunktabstand (Eye Relief) des Okulars, auch Pupillenschnittweite genannt: der Abstand hinter der letzten Linse, in dem das ganze Sehfeld sichtbar ist. Ist er zu kurz, sehen Sie mit Brille nur einen Teil des Bildes. Manche Hersteller kennzeichnen Brillenträgerokulare mit einem B in der Modellbezeichnung.

Die Augenmuscheln stellen den passenden Abstand her:

• Mit Brille: Augenmuscheln eindrehen oder umstülpen, damit das Auge trotz Brillenglas nah genug an das Okular kommt.
• Ohne Brille: Augenmuscheln herausdrehen. Sie halten das Auge im richtigen Abstand und schirmen seitliches Streulicht ab.

Eine größere Austrittspupille macht den Einblick zusätzlich unkritischer. Wer nur eine einfache Kurz- oder Weitsichtigkeit hat, kann oft auch ohne Brille beobachten und den Unterschied über Fokus und Dioptrienausgleich einstellen.

Digitale Ferngläser: Technik und Funktionsweise

Digitale Ferngläser arbeiten anders als optische. Das Objektiv wirft das Bild auf einen Bildsensor. Eine Elektronik verarbeitet das Signal und zeigt es auf einem kleinen Bildschirm, den Sie durch die Okulare betrachten. Sie sehen also kein direktes optisches Bild, sondern eine Videodarstellung.

• Digitalzoom: Er vergrößert einen Ausschnitt des Sensorbildes. Neue Details kommen dabei nicht hinzu, das Bild wird gröber. Maßgeblich sind die optische Vergrößerung und die Auflösung des Sensors.
• Nachtmodus: Viele Geräte besitzen einen Infrarotstrahler. Der Sensor nimmt das für das Auge unsichtbare Licht auf, das Bild erscheint dann schwarz-weiß.
• Foto und Video: Aufnahmen werden auf einer Speicherkarte abgelegt und je nach Gerät drahtlos übertragen.

Die Geräte brauchen Strom, und ihr Bild reicht in Schärfe und Natürlichkeit bei Tag nicht an ein gutes optisches Glas heran. Ihre Stärke liegt im Dokumentieren und im Beobachten bei Dunkelheit.

Tipps zur Nutzung von Ferngläsern

• Augenabstand einstellen: Knicken Sie die Brücke, bis beide Bildkreise zu einem einzigen verschmelzen.
• Ruhig halten: Fassen Sie das Glas mit beiden Händen und legen Sie die Ellbogen an den Körper. Ein Baum, ein Geländer oder ein Stativ bringen zusätzliche Ruhe.
• Linsen schonend reinigen: Staub zuerst mit einem Blasebalg oder Pinsel entfernen, erst dann mit einem Mikrofasertuch wischen. Sandkörner verkratzen sonst die Vergütung.
• Temperaturwechsel beachten: Kommt ein kaltes Glas in einen warmen Raum, beschlagen die Außenflächen. Lassen Sie es in der Tasche langsam warm werden.
• Nie in die Sonne sehen: Das Objektiv bündelt das Sonnenlicht. Ein Blick in die Sonne kann das Auge sofort und dauerhaft schädigen.

Kurz gesagt

• Objektiv, Prismen, Okular und Fokussierung bilden in jeder Fernglashälfte dieselbe Kette.
• Der Objektivdurchmesser bestimmt die Lichtmenge, die Vergrößerung das Sehfeld und die Bildruhe. Beide zusammen ergeben die Austrittspupille.
• Porrogläser sind breit und plastisch im Bild, Dachkantgläser schlank und gut abzudichten.
• Vergütung und Prismenglas entscheiden bei gleichen Kennzahlen über Helligkeit und Kontrast.