Das Fernglas, ein Thema das mich schon länger beschäftigt. Jedoch hatte ich mir noch nie wirklich die Zeit genommen, mich näher damit zu befassen. Es dümpelten immer wieder verschiedene Ferngläser bei mir rum, von Vintage- bis günstige Einsteiger-Modelle. So kam es eines Tages, dass ich mich beruflich mit Ferngläsern auseinander setzten musste und seitdem um einiges dazu gelernt habe. Hätte ich damals gewusst, was ich heute weiss, hätte ich mir bestimmt einige Ferngläser (er)sparen können.

In den nächsten Abschnitten, findet ihr eine Zusammenstellung über den Grundaufbau der Ferngläser, dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um ein Swarovski, Steiner, Zeiss etc. handelt, es geht lediglich um das Basiswissen.

Fernglas-Optik verstehen.

Es gibt einige Merkmale, die hinter guten Ferngläsern stecken. Sie zu kennen, erlaubt das passende schnell zu finden. 
Sieht erst einmal kompliziert aus, ist es aber nicht: ich helfen Euch, die geheimnisvollen Zahlen rund um das Fernglas zu verstehen. Ob Öffnung, Austrittspupille, Stickstofffüllung oder Vergütung – all diese Werte sind letztlich nur dazu da, das richtige Fernglas für deine Beobachtungen zu finden.

1. Vergrösserung x Öffnung.

Woran erkenne ich bei einem Fernglas die Öffnung und Vergrösserung? Und was sagen mir die Zahlen?
Die Vergrösserung eines Fernglases ist ein wichtiger Faktor, dennoch ist es noch lange nicht alles, was an einem Fernglas wichtig ist. Die Vergrösserung ist nur ein Faktor von vielen. Oft herrscht allerdings die allgemeine Ansicht, dass ein Glas umso besser wäre, je höher die Vergrösserung ist. Dem ist definitiv nicht so. Vielmehr kommt es auf die Kombination zwischen Vergrößsserung und Objektivöffnung an. Doch zunächst ist es erst einmal wichtig, sich in den Fernglasbezeichnungen auszukennen.

Die Werte
Je nachdem welches Fernglas man sich vornimmt, sieht man aufgedruckte Werte wie: 10×25, 8×42, 7×50 usw. Doch was bedeuten diese?

10×50? Was ist denn das?
Dieses Kürzel finden Sie bei jedem Fernglas. Es gibt an, über welche Vergrösserung und über welche Objektivöffnung das Fernglas verfügt. Dabei steht der erste Wert für die Vergrösserung, in diesem Fall ist es also eine Vergrösserung von 10-fach. Der zweite Wert steht für die Objektivöffnung, die immer in Millimetern angegeben wird. Ein 10×42 Fernglas besitzt also eine Objektivöffnung von 42mm.

Es ist eigentlich ganz einfach, der erste Wert gibt immer die Vergrösserung des Fernglases an. Bei einem 10×25 Fernglas ist die Vergrösserung 10-fach. Der zweite Wert gibt immer die Objektivöffnung in Millimetern an. Bei einem 10×25 Glas sind das 25mm und bei einem 8×42 sind es 42mm.

Die Kombination aus beiden Werten muss immer zusammenpassen. So können wir nicht einfach ein Fernglas mit den Werten 25×25 herstellen. Die Lichtinformation, die in das Auge dringt, wäre viel zu gering und es würde keinen Sinn ergeben.

Je größer das Objektiv, desto lichtstärker ist das Fernglas. Grundsätzlich werden Ferngläser für verschiedene Einsatzzwecke hergestellt. Ein 10×25 Glas wird vor allem für Menschen gebaut, die es lieben, ein sehr kompaktes Glas zu nutzen, das man auch in die Hosentasche stecken kann. Diese Gläser sind sehr leicht und eignen sich optimal für Tagbeobachter. Wenn Sie mit dem Rucksack in den Bergen unterwegs sind und ohnehin schon einen schwer bepackten Rucksack schleppen müssen, würde ein sehr großes Fernglas unnötiges Gewicht in den Rucksack bringen. Als Universalglas nimmt man mittlerweile gerne Dachkantgläser mit 8×42 oder 10×42. Sie sind sehr kompakt, verfügen aber dennoch über ausreichende Lichtstärke, um auch bei schlechten Lichtverhältnissen oder anfänglicher Dämmerung zu beobachten.

Für Beobachter (z. B. auch Jäger), die Tiere in der Dämmerung und Nacht erkennen wollen, bieten sich sehr lichtstarke Ferngläser an. In dem Fall wählt man Geräte mit 7×50, 8×56 oder 9×63. Das obere Ende der Fernglasserien stellen die Großferngläser dar. Unter diesen Feldstechern versteht man meist Optiken mit sehr grossen Objektivöffnungen von 70 bis 100mm. Sie sammeln 4-mal mehr Licht als Universalgläser und werden gerne zur Sternbeobachtung oder für Landschaftsbeobachtungen auf einem Stativ hergenommen.

2. Austrittspupille

Licht trifft von den Okularen in unser Auge. Erfahren Sie, welchen Einfluss die Austrittspupille auf Ihre Beobachtung hat.

So wie in das Fernglas Licht eintritt, kommt am anderen Ende verständlicherweise auch ein gewisses Mass an Licht heraus. Wie viel Licht austritt hängt von der Öffnung und von der Vergrösserung des Fernglases ab. Das Licht tritt in einem Lichtbündel aus dem Okular in das Auge, welches es dann mit Hilfe des Gehirns in ein brauchbares Bild umwandelt.

Warum in der Dämmerung eine grosse Austrittspupille wichtig ist.
Dieses Lichtbündel wird im Durchmesser von Millimetern angegeben und nennt sich Austrittspupille. Sie ist für die Bildhelligkeit im Auge zuständig, was besonders bei der Dämmerungsbeobachtung wichtig ist. Ein 10x25mm Fernglas lässt ein Lichtbündel von 2,5mm aus dem Okular in das Auge gelangen.

Für die Dämmerungsbeobachtung ist das viel zu wenig Information, die Netzhaut empfängt viel zu wenige Reize und man kann nicht viel erkennen. Anders sieht es schon in einem 8x42mm Glas aus. Das Auge empfängt ein Lichtbündel, das einen Durchmesser von 5,25mm hat. Das Bild erscheint viel heller und daher kann der Beobachter auch in der Dämmerung schon viel erkennen. Erst ab einer Austrittspupille von 4mm ist das Glas für die Dämmerung geeignet. Je höher sie ist, desto besser.

Mit diesen Ferngläsern erreichen Sie 7mm Austritspupille.
Der kleine helle Kreis in der Mitte stellt die Austrittspupille dar. Das ist die Lichtinformation, die in das Auge gelangt. Wenn die Dämmerung schon sehr weit fortgeschritten ist, greift der Beobachter zu einem Glas, das noch mehr Lichtinformation bietet.

Gläser mit 7×50, 8×56 oder 9×63 bieten Austrittspupillen von 7mm Durchmesser. Das ist das Maximale, was für ein menschliches Auge möglich ist.

Denn unsere Iris, die Regenbogenhaut, öffnet sich nicht weiter als 7mm beim jungen Menschen.

Würde ein größeres Lichtbündel aus dem Fernglas austreten, übernähme unsere Iris unweigerlich die Aufgabe einer Blende (was sie im eigentlichen Sinne sogar ist). Bei etwas älteren Menschen öffnet sich die Regenbogenhaut nicht mehr volle 7mm. Bei einem 60-Jährigen bringt ein Glas mit 7mm AP nicht mehr den gewünschten Effekt. Ein 8x42mm Fernglas würde hier auch reichen.Im Zusammenhang mit der Austrittspupille findet man auch oft den Begriff der Lichtstärke. Die Lichtstärke berechnet sich aus dem Quadrat der Austrittspupille. Bsp.: Ein 8×56 Glas hat die Austrittspupille von 56/8=7 und die Lichtstärke von 7×7=49! Werte oberhalb von 35 sind typisch für lichtstarke Jagdgläser.

3. Stickstofffüllung

Stickstofffüllung oder nicht? Das ist keine Frage, denn sie hat Vorteile, die jeder haben will.
Viele moderne Ferngläser, insbesondere Dachkantgläser, sind mit einer Stickstofffüllung versehen. Es handelt sich dabei um wasserdichte Instrumente. Um ein Beschlagen von innen zu verhindern, werden die Gläser mit molekularem Stickstoff gefüllt. Die Instrumente sind damit auch gegen hohe Temperaturschwankungen ausgerüstet.

Sogenannte IP-Codes kennzeichnen den Grad der Wasserdichte, aber auch den Schutz vor Eindringen von anderen Fremdkörpern wie Schmutz oder Sand.

Wenn das Gerät druckwasserdicht ist, wurde es auf die Codes IPX5, IPX6, IPX7 und IPX8 hin geprüft:
Die Bezeichnung IPX5 dürfen Geräte tragen, wenn ihnen Strahlwasser aus einer Düse aus einem beliebigen Winkel nichts ausmacht. IPX6 wiederum bezeichnet starkes Strahlwasser, IPX7 sogar zeitweiliges Untertauchen und IPX8 dauerndes Untertauchen. 
Vor allem die beiden letzteren Siegel sind also für alle Ferngläser und Geräte wichtig, die zum Segeln, für Angler oder starke Temperaturschwankungen und ähnliche Anwendungen konzipiert wurden.

4. Vergütung 

Einen klaren Blick: Alle Ferngläser, die das bieten, haben ein fast unsichtbares Merkmal. Achten Sie mal darauf.
Was auf Fotos manchmal ganz reizvoll wirken kann, möchte man bei der Beobachtung durch ein Fernglas auf jeden Fall vermeiden: Es sind die Reflexe. Auf jeder optischen Fläche entstehen sie und ärgern den Beobachter, wenn sie zu stark werden. Idealerweise soll alles Licht, das auf eine Linse trifft, auch komplett durch sie hindurch. Doch das wäre einfach zu schön.

So viel Licht verliert ein Fernglas.
Dennoch kommen die Forscher diesem Idealzustand immer wieder ein kleines Stück näher. Auf allen optischen Flächen werden 4% des Lichts wieder zurück reflektiert. Je schräger der Lichteinfall, desto hoher können die Reflexe steigen. In der Gesamtsumme aller Linsen und Prismen kann durchaus die Hälfte des eintreffenden Lichts verloren gehen. In einigermaßen guten Ferngläsern kommt 90% des eintreffenden Lichts auch im Auge des Beobachters an.

Die Lösung: Beschichtungen.
Heutzutage verwenden eigentlich alle Hersteller sogenannte Multivergütungen (oder Mehrfachvergütungen). Das sind ultradünne Schichten, die eine Reflexminderung bewirken sollen. Doch jeder Fabrikant von Optiken kocht hier sein eigenes Süppchen – hat sein Geheimrezept.

Wichtig bei der Reflexminderung ist die Brechzahl und die Schichtdicke, die wiederum von der Brechzahl der Linsen abhängig sind. Als Schichtmaterial kommen oft das klassische Magnesiumfluorid oder Siliziumoxid zum Einsatz, es gibt aber auch andere chemische Varianten. In der Regel wird eine Schicht im sogenannten Hochvakuum aufgedampft. Hierzu werden die Gläser in dichte Behälter, den sog. Rezipienten, gelegt. Es entsteht ein Unterdruck. Die Moleküle reagieren dann mit sich selbst und auch mit den Wänden des Behälters.

Die Aufdampfung einer reflexmindernden Schicht auf ein Substart ist ein hoch kompliziertes Verfahren. Geringste Abweichungen in der Produktion können zu völlig anderen Eigenschaften der Schicht führen.

Wie kommt es zur Reflexminderung?
Die Reduzierung von unerwünschten Reflexen erreicht man durch Interferenz. Betrachten wir dazu zwei Lichtstrahlen, die auf eine Linse mit Vergütung treffen. Der erste Lichtstrahl wird an der Fläche Schicht-Luft und der zweite Strahl an der Grenzfläche Glas-Schicht reflektiert. Beide Lichtstrahlen sollen sich nun optimalerweise gegenseitig auslöschen. Dazu muss man sich einen Lichtstrahl als Welle vorstellen. Er hat abwechselnd Täler und Berge. Zur Reduzierung müssen die beiden Lichtstrahlen so aufeinandertreffen, dass sich ein Wellenberg des einen Lichtstrahls dem Wellental des anderen Lichtstrahls gegenübersteht.

Die Verschiebung der Wellen.
Durch eine Vergütungsschicht auf einer Linse kann man unerwünschte Reflexe reduzieren. Optimalerweise stehen Berg und Tal zweier Lichtwellen genau gegenüber, damit sich die Reflexionen auslöschen können. Dann würden sich diese beiden Lichtstrahlen auslöschen. Doch um dies zu erreichen, muss erst eine Verschiebung der Phasen erreicht werden. Das übernimmt die Vergütungsschicht, die für eine unterschiedliche Weglänge der Lichtwellen sorgt. Die Schichtdicke der Vergütung muss hierbei einer ¼ Wellenlänge des zu reduzierenden Lichts betragen. Wichtig ist auch, dass die aufeinander treffenden Täler und Berge die gleiche Amplitude (also die Höhe der Berge und Täler) haben.

5. Abbildungsfehler

Sie beeinflussen die Optik und sorgen für eine schlechtere Abbildung. Gut, wenn man weiß, worauf man achten sollte.

Abbildungsfehler in einem Feldstecher.
In optischen Systemen gibt es Abbildungsfehler. Nicht unser Auge und kein künstlich hergestelltes Fernglas oder Fernrohr sind frei von Abbildungsfehlern. Unter diese Fehler fallen vor allem. Farbabweichungen, Verzeichnung, Bildfeldwölbung durch sphärische Abweichung und Astigmatismus. Je weiter sich ein Lichtstrahl von der optischen Achse entfernt befindet, desto grösser können auch die Abbildungsfehler werden. Im Fernglas aber spielen vor allem Farbfehler und Randunschärfen eine Rolle.

1. Farbfehler
In vielen Ferngläsern, vor allem im günstigen Bereich, sind Farbsäume sichtbar. Sie fallen besonders auf, wenn man auf sonnenbeschienene Objekte oder z. B. auf eine leuchtende Strassenlaterne blickt. Meist fallen einem Beobachter dann um das Objekt bläuliche Säume auf. Die chromatische Aberration ist ein Abbildungsfehler, der bei Optiken auftritt, die ein oder mehrere Bauteile beinhalten, bei denen eine Refraktion, also eine Lichtbrechung stattfindet. Dabei wird blaues Licht stärker gebrochen als z. B. rotes Licht. Das bedeutet, dass die verschiedenen Wellenlängen verschiedene Brennweiten aufweisen. Die Brechzahl von blauem Licht ist größer als die von rotem Licht.

Der Unterschied zwischen Rot und Blau.
Wenn Licht durch eine Sammellinse trifft, wird es zur optischen Achse gebrochen. Aufgrund der differierenden Wellenlängen wird blaues Licht stärker als rotes Licht abgelenkt. Es entsteht ein Farblängsfehler und Farbsäume in der Abbildung. In modernen Ferngläsern kommen zweilinsige Systeme zum Einsatz. Blaues und rotes Licht werden durch Brechzahl und Linsenart korrigiert und fallen zusammen.

Die größten Farbsäume verschwinden und es entsteht nur noch ein Farbrestfehler, der auch als sekundäres Spektrum bezeichnet wird.

Wenn man sich das praktisch bei einer Abbildung eines Objekts vorstellt, dann kann man sagen, dass sich das blaue Licht an einem anderen Ort als das rote Licht befindet. Durch diesen Umstand werden Bildunschärfen produziert. Doch nicht nur das, denn es tritt auch eine farbliche Vergrößerungsdifferenz auf. Im Klartext bedeutet dies, dass durch die verschiedenen Bildweiten auch verschieden große Bilder für die jeweiligen Farben entstehen. Hierdurch werden die Farbsäume produziert.

Ferngläser mit reduzierten Farbfehlern.
Um die Farbfehler zu reduzieren, wird in Ferngläsern meist ein zweilinsiges Objektiv verbaut. Dabei hat die zweite Linse eine andere Wirkung als die erste. Das Frontlinsenelement besteht in der Regel aus einer sammelnden Linse geringer Dispersion und einer zerstreuenden Linse grösserer Dispersion, die durch Verkittung miteinander fest verbunden sind. Damit werden die Farben Blau und Rot auf eine Schnittweite zusammengelegt, d. h. für diese Farben ist das Fernglas korrigiert.

Diese Art von Optik wird auch als Achromat bezeichnet. Praxistipp: Der Farbfehler einer Optik äussert sich bei der Beobachtung in einem Farbsaum, der am äußeren Rand des Objekts sichtbar wird.

2. Bildunschärfen
Allzu oft kann man in Ferngläsern eine abnehmende Bildschärfe zum Rand wahrnehmen. Je nach Fernglas ist diese Unschärfe sehr stark bis kaum wahrnehmbar. Grund für dieses Phänomen ist die unterschiedliche Einfallshöhe der Lichtstrahlen in Bezug auf die optische Achse. Die Brennpunktlage differiert aufgrund des höheren Einfallwinkels und der damit zusammenhängenden Flächenkrümmung.

In der realen Abbildung werden sich die Randunschärfen nicht ganz so extrem darstellen wie in diesem Bild. Dennoch ist der Effekt der Gleiche.

In einem optischen Experiment würde man beobachten, dass sich die Lichtstrahlen in verschiedenen Brennweiten treffen. Dieser Fehler, auch sphärische Aberration genannt, kann v. a. durch den Einsatz von asphärischen Linsen reduziert werden. Es sind aber auch Linsenkombinationen möglich, die die sphärische Aberration korrigieren.

Bei kugelförmig gekrümmter Linsenfläche wird ein achsferner Lichtstrahl stärker gebrochen als ein achsnaher Lichtstrahl. Je nach Einfallshöhe entstehen verschiedene Brennpunkte. In Linsenkombinationen aus Konvex- und Konkavlinsen kann man den Fehler meist gut korrigieren. Durch die sphärische Aberration können Unschärfen im Bild entstehen.

6. Auflösungsvermögen

Die Auflösung von Ferngläsern vergleichen: Mit dieser Formel geht das super einfach.

Auflösungsvermögen des Auges.
Unter idealen Voraussetzungen hat das Auge eines Menschen das Auflösungsvermögen von 60 Bogensekunden (60“). Bei einem älteren Menschen ist die Fähigkeit zur Auflösung bestimmter Objekte allerdings etwas herabgesetzt. Das liegt vor allem an der geringeren Pupillenöffnung aber auch an Bedingungen des anatomischen und physiologischen Sehens.

Eine einfache Formel für das Auflösungsvermögen.
Das Auflösungsvermögen ist die Fähigkeit, feine Details zu erkennen oder zwei beieinanderstehende Objekte gerade noch trennen zu können. Reicht das Auflösungsvermögen der Optik nicht ganz aus, können zwei Details auch miteinander verschmelzen.

Mit der Faustformel: 115/D lässt sich das Auflösungsvermögen der Optik berechnen. Dabei ist D die Objektivöffnung in Millimetern. Bei einem Fernglas mit 50mm Öffnung beträgt das Auflösungsvermögen 2,3“.

Spielt die Auflösung für mich überhaupt eine Rolle?
Für die meisten Naturbeobachter ist dieser Wert von untergeordneter Wichtigkeit, es empfiehlt sich jedoch bei der Auswahl des Fernglases einmal die Auflösungswerte miteinander zu vergleichen. Wenn es um astronomische Beobachtungen geht, gewinnt diese Trennschärfe immer größere Bedeutung.

Auflösungsvermögen hin oder her: Allein die Objektivöffnung entscheidet nicht über diesen Wert. Es muss immer der Zusammenhang des gesamten optischen Systems bedacht werden. Eine enorm wichtige Rolle spielen z. B. Glassorten, Vergütungen und bezüglich der Prismen auch deren Beschichtung, damit dort nicht die Schärfe herabgesetzt wird.

7. Dachkant oder Porro? 

Porro-Prismen.
Die traditionell verbreitete Form des Fernglases beherbergt das System der Porro-Prismen, benannt nach Ihrem Erfinder, Ignazio Porro, der 1854 das Patent auf diese Technik anmeldete. Zu erkennen sind diese Gläser an der dreiteiligen Bauform mit Okular, Körper und Objektivrohr, wobei der Körper das Prismensystem ummantelt. 

Bei Porro-Prismensystemen wird das Licht mehrfach rechtwinklig umgeleitet. Die Anordnung der Prismen erklärt hierbei anschaulich die breite Bauform. Zwei Prismensegmente sorgen für eine Totalreflexion des Bildes:
Im ersten Prisma erfolgt die erste 180º Drehung, die das Bild „von Kopf auf die Füße“ stellt. Das zweite Prisma dreht das Bild vertikal um 180º, um die Bildrichtung wieder nach vorn zu lenken, die bei der ersten Umlenkung Richtung Betrachter umgelenkt wurde. 
Neben den einfachen Porro-Systemen gibt es noch weiter (Porro-Prismen 2. Art), welche die Umlenkprozesse auf 4x 90 Grad verteilen und somit komplexer sind. 

Vorteile von Porro-Prismensystemen:
Porroprismen-Systeme sind einfach zu konstruieren und die Prismen robust, da meist mit weniger Komponenten möglich. 
Ein klassischer Vorteil liegt in dem durch die Objektivabstände begünstigten plastischen Sehen. Auch ist die breite Griffweise für viele ein ergonomisches Plus. 

Nachteile:
Durch die breite Bauform in drei Teilen je Auge ergibt sich eine bauartbedingte Anfälligkeit für Stösse, nachlassende Dichtigkeit etc. Vor allem bei langen Objektiven grosser Gläser wie in der 50-63mm Klasse, wo die Angriffswinkel für Stösse besonders hoch sind. 
Auch werden Porro-Gläser oft als sperrig empfunden. Als unhandlich würde ich sie jedoch nicht bezeichnen – ich gehöre zu den sicher vielen Anwendern, die die breite Griffweise der Porro-Gläser (natürlich abhängig von Hersteller / Konstruktionslösung) zu schätzen weiss und als ergonomisch sehr angenehm empfindet. 

Dachkant-Prismen.
Dachkant-Prismen (englisch: Roof-Prism) leiten sich namentlich von der Form der Prismen ab, die an Hausdächer erinnern. Die Technik hat vor allem das Ziel, kompaktere Ferngläser zu bauen, die in einem einzigen Rohr, also einer äußeren Baugruppe eine schlanke Bauform ermöglichen. Die Anordnung der Prismen ist komplexer und benötigt mindestens eine verspiegelte Fläche. Durch diese Spiegelung und 5-fache Umlenkung gelangt das Licht zum Okular. Durch den Spiegel stellen Dachklantprismen höhere Anforderungen an die Qualität und durch die mehrfache Umlenkung auch an die Konstruktion des Fernglases. Nur Dachkantprismen stehen auch vor dem Problem der Lichtphasen-Verschiebung, welche durch die Reflexionswege in den Prismen zustande kommen. Um die entstehenden Streueffekte und Minderungen der Lichtintensität zu korrigieren, muss eine Phasenkorrektur-Beschichtung aufgebracht werden. 

Vorteile von Dachkantprismen-Gläsern:
Die Bauform ist schlanker als bei Porroprismen-Gläsern. 

Nachteile:
Gute Dachkantprismen-Gläser sind technisch bedingt teurer, weil deutlich aufwändiger in der Produktion.

Quelle: astroshop.de, fernglasberater.com