Fernglas: Vergrößerung und Brennweite im Zusammenhang

Brennweite: der Abstand zum Brennpunkt

Die Brennweite ist der Abstand zwischen einer Linse und dem Punkt, an dem sie parallel einfallendes Licht bündelt. Je länger die Brennweite eines Objektivs, desto größer wird das Bild, das es vom betrachteten Gegenstand erzeugt. Dasselbe Prinzip steckt hinter dem Fernrohr: Das Objektiv erzeugt ein Zwischenbild, das Okular betrachtet es wie eine Lupe.

Ein Fernglas besteht aus zwei solchen Fernrohren, jedes mit Objektiv, Prismensystem und Okular. Die Prismen falten den Strahlengang und richten das Bild wieder auf. Deshalb kann ein Fernglas deutlich kürzer sein als die Brennweite seines Objektivs. Was von außen als kompakte Bauform erscheint, hat im Inneren einen gefalteten, längeren Lichtweg.

Auch Sehfeld und Bildhelligkeit eines Glases hängen mit der Brennweite zusammen, mehr dazu in den Grundlagen der Optik. Allerdings nennen Hersteller sie selten, weil Kaufentscheidungen über die Vergrößerung, den Objektivdurchmesser und das Sehfeld laufen.

Die Formel: Vergrößerung aus zwei Brennweiten

Die Vergrößerung ergibt sich aus dem Verhältnis der Brennweite des Objektivs zur Brennweite des Okulars:

Vergrößerung = Brennweite des Objektivs : Brennweite des Okulars

Ein Rechenbeispiel mit angenommenen Werten: Hat das Objektiv eine Brennweite von 200 mm und das Okular 25 mm, ergibt das 200 : 25 = 8-fache Vergrößerung. Mit demselben Objektiv und einem Okular von 20 mm wären es 10-fach.

Daraus folgt: Eine höhere Vergrößerung entsteht durch ein längeres Objektiv, ein kürzeres Okular oder beides. Wie ein Hersteller diese Werte wählt, ist ein Kompromiss aus Baulänge, Gewicht und Sehfeld.

Wirkung von Vergrößerung und Brennweite

Bauart und Baulänge

Bei der Bauart unterscheidet man Dachkant und Porro. Dachkantgläser haben gerade, schlank wirkende Rohre, weil die Prismen das Licht auf kurzem Raum falten. Porrogläser zeigen die typisch versetzten Rohre: Das Licht läuft über zwei Prismen mit Umweg, die Objektive sitzen weiter auseinander als die Okulare.

Für die Frage der Brennweite heißt das: Die Bauform erlaubt es, einen langen Lichtweg in ein kompaktes Gehäuse zu legen. Eine kurze Bauform sagt deshalb nichts über die Brennweite der Objektive aus. Wer Gläser nach Größe vergleicht, vergleicht vor allem das Prismensystem und die Gehäusekonstruktion.

Drei Typbezeichnungen im Vergleich

Die folgenden Rechnungen zeigen, wie sich die Kennwerte aus Vergrößerung und Objektivdurchmesser ergeben:

• 8x42: Austrittspupille 42 : 8 = 5,25 mm, Dämmerungszahl Wurzel aus 336, also etwa 18.
• 10x42: Austrittspupille 42 : 10 = 4,2 mm, Dämmerungszahl Wurzel aus 420, also etwa 20,5.
• 12x50: Austrittspupille 50 : 12 rund 4,2 mm, Dämmerungszahl Wurzel aus 600, also etwa 24,5.

Die Dämmerungszahl steigt mit der Vergrößerung, doch die Austrittspupille sinkt. Welche Zahl wichtiger ist, hängt davon ab, ob Details oder Helligkeit im Vordergrund stehen. Beide beschreiben nur die Rechnung, nicht die Qualität der Optik.

Sehfeld: scheinbar und wahr

Das scheinbare Sehfeld beschreibt den Winkel, unter dem das Okular das Bild zeigt. Das wahre Sehfeld, also der tatsächlich erfasste Ausschnitt der Landschaft, ergibt sich ungefähr als scheinbares Sehfeld geteilt durch die Vergrößerung.

Beispiel: Bei 60° scheinbarem Sehfeld und 8-facher Vergrößerung beträgt das wahre Sehfeld etwa 7,5°. Mit 1° gleich rund 17,5 m auf 1.000 m Entfernung sind das gut 130 m Breite. Bei 10-facher Vergrößerung und gleichem Okular sind es nur noch 6°, also gut 100 m. Das zeigt, warum stärkere Gläser das Auffinden von Zielen erschweren.

Brennweite ist nicht Objektivdurchmesser

Häufig werden die beiden Größen verwechselt. Der Objektivdurchmesser ist die Öffnung der vorderen Linse. Die Brennweite ist ein Abstand im Inneren des Glases. Ein 8x42 hat 42 mm Öffnung, aber eine deutlich längere Objektivbrennweite.

Setzt man beide ins Verhältnis, erhält man das Öffnungsverhältnis, vergleichbar mit der Blendenzahl bei Kameraobjektiven. Für die Helligkeit des Bildes bei Ferngläsern ist jedoch vor allem die Austrittspupille aussagekräftig: Objektivdurchmesser geteilt durch Vergrößerung, bei 8x42 sind es 5,25 mm. Wer die Brennweite in Millimetern liest und sie mit dem Objektivdurchmesser gleichsetzt, kommt zu falschen Schlüssen.

Wie viel Licht tatsächlich am Auge ankommt, beschreibt zusätzlich die Lichtaufnahme des Objektivs, ergänzt durch Vergütung und Glasqualität. Die Dämmerungszahl, die Wurzel aus Vergrößerung mal Objektivdurchmesser, gibt einen zusätzlichen Vergleichswert.

Geeignete Vergrößerungen nach Einsatz

• Vogelbeobachtung: 8-fach bis 10-fach bei 32 mm bis 42 mm Objektivdurchmesser. Das Sehfeld ist groß genug, um fliegende Vögel zu verfolgen.
• Sportveranstaltungen: 8-fach bis 10-fach, damit das Spielfeld im Bild bleibt. Mehr Vergrößerung engt das Sehfeld spürbar ein.
• Reise und Wandern: Kompakte Gläser mit 8-facher oder 10-facher Vergrößerung sind leicht und reichen für Landschaft und Tiere.
• Himmelsbeobachtung: Für die Beobachtung von Mond und Sternfeldern sind 7-fach bis 10-fach aus der Hand und größere Objektive üblich. Stärkere Gläser ab etwa 15-fach brauchen ein Stativ. Der Blick durch ein Fernglas in die Sonne kann die Augen dauerhaft schädigen, deshalb nie in Richtung Sonne schauen.
• Wildbeobachtung: Wer Tiere auf größere Entfernung ansprechen möchte, wählt häufig 10-fach oder 12-fach und stützt das Glas ab.

Schärfentiefe und Fokussieren

Mit wachsender Vergrößerung und längerer Brennweite sinkt die Schärfentiefe, also der Bereich vor und hinter dem eingestellten Punkt, der noch scharf erscheint. Bei 8-facher Vergrößerung bleibt vieles im Bereich scharf, bei 15-facher muss der Fokus häufiger korrigiert werden, besonders bei Objekten, die sich nähern oder entfernen.

Das ist im Alltag spürbar: Ein Vogel, der vom Ast zum Boden wechselt, erfordert bei starken Gläsern fast immer einen Griff zum Fokusrad. Ein leichtgängiges Rad und ein Mittelfokus, der beide Rohre gemeinsam verstellt, machen das erträglich. Der Dioptrienausgleich gleicht die Sehstärke beider Augen an und wird einmal eingestellt.

Bildruhe und Stativ

Je höher die Vergrößerung, desto stärker beeinflusst jede Bewegung das Bild. Zu den einfachen Maßnahmen zählen eine abgestützte Haltung, ein breiter Stand und das Anlegen der Ellenbogen. Für höhere Vergrößerungen gibt es Stativadapter.

Gläser mit Bildstabilisierung gleichen kleine Bewegungen aus und erlauben auch bei hoher Vergrößerung ein ruhiges Bild. Sie sind meist schwerer und aufwendiger.

Verbreitete Irrtümer

• Lange Brennweite heißt automatisch starkes Glas: Die Vergrößerung hängt vom Verhältnis zum Okular ab. Ein langes Objektiv mit langem Okular kann gleich vergrößern wie ein kurzes mit kurzem.
• Mehr Vergrößerung macht das Bild schärfer: Sie zeigt mehr Detail, wenn die Optik es hergibt. Eine schwache Optik wird bei höherem Faktor nur sichtbar schwächer.
• Brennweitenangaben dienen dem Kauf: Bei Ferngläsern entscheiden Typbezeichnung, Sehfeld, Austrittspupille und Handhabung. Die Brennweite ist Hintergrundwissen, kein Kaufkriterium.

Worauf bei der Auswahl zu achten ist

• Einsatz zuerst: Legen Sie fest, was Sie beobachten wollen. Daraus ergibt sich der sinnvolle Bereich der Vergrößerung.
• Sehfeld prüfen: Bei bewegten Zielen ist ein großes Sehfeld wertvoller als ein Faktor mehr.
• Austrittspupille beachten: Rechnen Sie Objektivdurchmesser durch Vergrößerung und vergleichen Sie die Ergebnisse.
• Gewicht und Handhabung: Probieren Sie das Glas im Fachhandel aus. Prüfen Sie Fokusrad, Augenabstand und Griff.
• Optik: Vergütete Linsen und saubere Prismen sorgen für ein kontrastreicheres Bild.

Kurz gesagt

• Die Vergrößerung ergibt sich aus Objektivbrennweite geteilt durch Okularbrennweite.
• Brennweite und Objektivdurchmesser sind verschiedene Größen und dürfen nicht gleichgesetzt werden.
• Höhere Vergrößerung verkleinert Sehfeld und Austrittspupille und erschwert das ruhige Halten.
• 8-fach bis 10-fach genügt für die meisten Einsätze und lässt sich freihändig nutzen.