Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?

Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Ein Beispiel für ein Galilei-Fernglas: ein Opernglas aus der frühen viktorianischen Ära, wohl um 1840

Die Geschichte dieses optischen Instruments lässt sich bis ins 17. Jahrhundert zurückverfolgen: Die ersten „Binokulare“ wurden bereits 1608 in den Niederlanden beschrieben, fast gleichzeitig mit dem Patent für das Teleskop auf der Basis von Brechungsoptik von Jan Lippershey.

Ein Brechungsteleskop besteht im Wesentlichen aus einer Linse, die das Licht einfängt und zu einem Okular leitet, das dann das Bild vergrößert und an das Auge des Betrachters weiterleitet.

Nur wenige Monate später kombinierte Lippershey zwei solcher Teleskope zu einem einzigen Instrument, obwohl es ihm nicht gelang, auch für das Binokular ein Patent zu erhalten.

Ferngläser sind optische Geräte, die dem Benutzer einen vergrößerten Anblick eines beobachteten Objekts biete und dabei echte stereoskopische Tiefenunterscheidung bewahren, da das Gerät aus zwei Fernrohren besteht, die miteinander gekoppelt und sorgfältig aufeinander abgestimmt sind, um den gleichzeitigen Einsatz beider Augen zu erlauben.

Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Das allererste moderne Prismenfernglas: der ZEISS 4×11 „Feldstecher“ mit der Seriennummer 216, in den Jahren 1893/1894 hergestellt

Allgemeinverständlich ausgedrückt: Unsere dreidimensionale optische Wahrnehmung basiert hauptsächlich auf dem seitlichen Versatz der Augen, der zu zwei leicht unterschiedlichen Ansichten desselben Objekts führt (disparate Bilder), die im Gehirn eine kombinierte Ansicht mit dem Eindruck von Tiefe ergeben (stereoskopische Sicht).

Groß, unhandlich und schwer, genoss das Fernglas in seinen Anfangstagen aufgrund der Grenzen der Galilei-Optik jener Tage, die verwendet wurde, weil ein Galilei-Fernrohr ein aufrechtes Bild liefert, nur mäßige Popularität. Den ersten Durchbruch gab es 1854, als Ignazio Porro ein System patentierte, das das beobachtete Bild innerhalb des Instruments durch Verwendung von Prismen richtig herum stellte.

Dank der gemeinsamen Bemühungen von Ernst Abbe, einem Optikkonstrukteur, der Porros Prismensatz weiterentwickelte, Otto Schott, einem Hersteller optischer Glasmaterialien, und Karl Zeiss, einem Produzenten optischer Instrumente, wurde im Jahre 1894 das erste moderne Porro-Prismenfernglas der Öffentlichkeit vorgestellt.

 

Wie funktionieren Ferngläser?

 

Ferngläser mögen recht einfach erscheinen, aber in Wirklichkeit ist ihre Herstellung technisch sehr komplex - diese Komplexität endet nicht mit der Herausforderung, hochwertige Optik für die Einzelteleskope zu konstruieren und umzusetzen, sondern umfasst auch die richtige Ausrichtung zwischen den beiden optischen Instrumente und die Herstellung ihrer optischen Kohärenz, da sie genau identisch sein müssen.

Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Eine Schnittansicht des LEICA Ultravid-Fernglases, aufgebaut auf einer Schmidt-Pechan-Prismenkonfiguration

Die einfachste Version eines Teleskops liefert ein Bild, das um 180 Grad gedreht wurde, so dass wir es in der Praxis auf dem Kopf sähen.

Im Gegensatz zu den meisten Teleskopen, die einen Satz zusätzlicher Linsen verwenden, um das Bild aufrecht zu stellen, nutzen moderne Fernglas einen Satz von Prismen, sowohl um das Bild zu drehen als auch um das Gerät zu verkleinern (durch Auffalten des Lichtwegs).

 

Zwei optische Konzepte werden üblicherweise verwendet. Eines umfasst ein Paar von gemäß der traditionellen Porro-Konfiguration angeordneten Prismen, während das andere auf einem Entwurf mit zwei Dachkantprismen beruht. 

 

Die beiden optischen Konzepte sind leicht voneinander zu unterscheiden. Alle modernen Ferngläser, deren Objektive relativ zur Okularachse sichtbar versetzt sind, sind mit Porro-Prismen ausgestattet, während Koaxialokular-Ferngläser Dachkantprismen verwenden.

Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Ein optisches Joch mit Porro-Prismensatz
Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Ein optisches Joch mit Schmidt-Pechan-Dachkantprismen-Konfiguration
Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Schema eines auf Porro-Prismen aufgebauten Fernglases. Der Lichtweg wird vier Mal gespiegelt
Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Schema eines Entwurfs auf der Basis der Schmidt-Pechan-Dachkantprismen-Konfiguration mit fünffacher Spiegelung des Lichtwegs
Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Details einer Porro-Prismenkonfiguration
Basis-Wissen: Wie funktionieren Ferngläser?
Details einer Schmidt-Pechan-Dachkant-Prismenkonfiguration

Die Fertigung von Ferngläsern mit Dachkantprismen ist teurer und schwieriger als die Herstellung traditioneller Porro-Prismen-Ferngläser. Darüber hinaus kann aufgrund einer größeren Anzahl von Luft-Glas-Übergängen - zumindest in der Schmidt-Pechan-Konfiguration, die aufgrund ihrer Konsistenz und Kompaktheit am meisten verwendet wird - größere interne Lichtstreuung auftreten.

Damit ist die technische Basis für unseren Test der Fernglas-Mittelklasse von 600 € bis 1.300 € definiert. Lesen Sie nun alles über das Ergebnis und die einzelnen Testkandidaten.


Hier finden Sie alle Links, die zu unserem Fernglas-Test gehören:

 

Fernglas-Test: Testkandidaten und Ergebnis

 

Einzel-Testbericht ZEISS Conquest HD 8x42

Einzel-Testbericht MINOX HG 8x43

Einzel-Testbericht LEICA 8x42 Trinovid

Einzel-Testbericht LEUPOLD 8x42 McKinley 

Einzel-Testbericht MEOPTA Meostar B1 8x42

Einzel-Testbericht NIKON 8x42 Monarch 7 

Einzel-Testbericht DOCTER Optik 8x42 ED