Bildhelligkeit und Austrittspupille

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Michael_Stadler

Mitglied
Hallo Fernglasfreunde,

ich schaute in den letzten Wochen manchmal in dieses Forum rein und fand es so interessant, daß ich mich dafür registrierte. Habe zwar seit über 20 Jahren viel mit Ferngläsern zu tun, weil ich mich vor allem für Vogelbeobachtungen, aber auch für den Sternhimmel interessiere, habe aber in diesem Forum über viele Aspekte an Ferngläsern gelesen, über die ich bisher nicht gross nachdachte. Bin halt mehr so ein "Benutzer", zwar mit kritischem Auge, aber mit wenig theoretischem Bezug dazu. Nun, genug der Einleitung, ich habe natürlich <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/smile.gif" alt="" /> auch eine Frage an das erfahrene Publikum hier:

Wie ist das mit der Bildhelligkeit, konkret:
Tagsüber ist meine Pupille z.B. 2,5mm geöffnet, sehe ich dann einen Helligkeitsunterschied zwischen einem 8*32 und einem 8*50 Glas? Klar, wenn die Pupille in der Nacht z.B. 5mm gross ist, aber tagsüber?
Ich glaube mich an manche Forumsbeiträge zu erinnern, bei denen die Helligkeitsunterschiede von verschiedenen Ferngläsern beschrieben wurden, auch bei Beobachtungen am Tag. Liegt das dann nur an der Qualität der verschiedenen Ferngläser bzgl. Helligkeit (Transmissionsunterschiede), oder ist da auch bei optisch gleichwertigen Ferngläsern ein Unterschied zu bemerken, immer vorausgesetzt, daß die Pupille kleiner/gleich der AP des Glases ist?

Schöne Grüsse,
Michael
 
Hallo Michael_Stadler,

für die Bildhelligkeit ist in erster Linie die AP ausschlaggebend. Also würdest du tagsüber bei 2,5mm Augenpupille zwischen einem 8*32 und einem 8*50 keinen Unterscheid in der Helligekeit sehen. Jedoch ist das Auflösungsvermögen des 8*50 Glasses natürlich besser. Was sich daran bemerkbar macht, das du mehr Details siehst. Nachts bei 5mm AP oder mehr siehst du natürlich den Unterschied in der Helligkeit.

In zweiter Linie spielen natürlich noch viele weitere Faktoren, wie Qualität der Linsen/Verarbeitung und Vergütung der optischen Flächen eine Rolle.

Du lagst mit deiner Vermutung also schon völlig richtig.

Gruß

Lots
 
Hallo zusammen,

die Austrittspupille des Fernglases hat erst dann einen Einfluss auf die Bildhelligkeit, wenn die Eintrittspupille des Auges größer ist, als die Austrittspupille der Optik. Das ist schon klar.

Was ich nicht so ganz verstehe und worüber ich mich schon ein paar Mal gewundert habe, ist die Sache mit dem Auflösungsvermögen.

Habe ich ein Fernglas mit 5 mm Austrittspupille und mein Auge hat nur 2 mm Pupillenöffnung, dann stanze ich quasi auf diese Weise einen Teil des Lichtbündes aus. Also würde z.B. aus einem 10x50 quasi effektiv ein 10x20 Fernglas werden. Meiner unmassgeblichen Ansicht nach sollte ich dann auch nur das Auflösungsvermögen eines 10x20 Fernglases haben, da ich nur einen Teil der Lichtsammelfläche der Eintrittslinse verwende. Ober habe ich da einen gedanklichen Fehler gemacht?

Die volle Auflösung einer Optik sollte man also erst verwenden können, wenn die Austrittspupille kleiner ist, als die Pupillenöffnung der Optik, oder?

Mit auflösenden Grüssen,

stolpe
 
Wenn man mal alle anderen Qualitätsfaktoren außer Acht lässt, glaube ich kaum, dass man den Auflösungsunterschied zwischen den beiden Gläsern sehen kann. Einfach deshalb, weil die Vergrößerung zu gering ist. Beim 35 mm ist das theoretische Auflösungsvermögen des Objektivs im Bereich von 4 Bogensekunden und 3 Bogensekunden beim 50 mm. Bei 8x Vergrößerung erscheint das als 30" bzw 24". Das Auflösungslimit des Auges liegt bei etwa 1 Bogenminute bei Helligkeit und nochmal schlechter bei Dämmerungssehen mit den Stäbchenzellen. Also weit jenseits der theoretischen Leistungsfähigkeit des Objektivs.

Grüße

Reiner
 
Hallo Lots,

danke für Deine Antwort. Meine Folgefragen haben sich sozusagen von alleine erledigt (Auflösungsvermögen), da stolpe und Reiner schon damit zugange sind.

Schöne Grüsse
Michael
 
Kann zwischen einem 8*32 und einem 8*56 auf einem Plakat in etwa 150m Entfernung kaum einen Unterschied bei der Darstellung der kleinsten gerade noch lesbaren Schrift feststellen. Eher ist das 8*32 besser, aber das ist natürlich ein völlig anderer Typ. Ganz klar ist natürlich die bessere Auflösung eines 10 *42 zu sehen.
(nicht, daß es diese Bestätigung Deiner Aussage gebraucht hätte <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" /> )
Schönen Gruss
 
Hallo Michael,

man muß noch bedenken, das die Augenpupille tagsüber nicht konstant ist. Nehmen wir Deine 2,5mm: die werden wegen der Lichtdämpfung sofort größer, wenn Du durch ein Fernglas blickst (ca.3-4mm). Das ist natürlich individuell verschieden und schlecht exakt meßbar. Ein Begleiter kann es aber deutlich sehen, wenn man sich beobachten läßt. Beobachtest Du aber z.B. einen dunklen Waldrand oder ähnliches, dann siehst Du auch selbst tagsüber einen Unterschied zwischen einem 8x32 und einem 8x50. Kleinere Ferngläser werden gebaut und gekauft, weil Sie kleiner, leichter und bequemer zu tragen und zu verstauen sind - nicht aus optischen Gründen.
Wenn man Gewicht und Größe in Kauf nimmt, dann gibt es keinen Grund aus optischen Erwägungen heraus, ein (z.B.) Leica 8x32 einem Leica 8x50 vorzuziehen - im Gegenteil.

Gruß
Walter
 
Hallo stolpe!

Es ist ja schon etliches Grundsätzliches zum Thema gesagt worden. U.A. auch, daß das Auflösungsvermögen des Auges durch die Optik nicht erreicht oder gar übertroffen wird - zum Glück!

Ein paar Anmerkungen zum Auflösungsvermögen einer Optik halte ich aber für sinnvoll.

NAch der geometrischen Optik wird eine (unendlich weit entfernte) punktförmige Lichtquelle auf der optischen Achse im Brennpunkt einer Linse auch als Punkt abgebildet. Das trifft in der Praxis nicht zu! Aufgrund der Wellennatur des Lichtes kommt es zu Beugungserscheinungen insbesondere am Rand einer Linse (eines Prismas, einer Blende, ...). Jede punktförmige Lichtquelle wird darum als Scheibe abgebildet (Beugungsscheibe, Airy-Scheibe). Die Größe der Beugungsscheibe ist dabei umgekehrt proportional zum Durchmesser der Linse (und direkt proportional zur Brennweite). Das heißt: Je größer die Öffnung, desto kleiner die Beugungsscheibchen und desto größer die Auflösung, d.h. der kleinst mögliche Abstand unterscheidbarer Punkte; sprich zweier Punkte, die nicht durch ihre Beugungsscheibchen gegenseitig überdeckt werden.

Somit ist das Auflösungsvermögen allein Sache des Objektivs, nicht Folge einer bestimmten Vergößerung oder der AP. Wenn die Eintrittspupille meines Auges nicht mehr reciht, dann wird das Bild lichtschwach und kontrastarm. Mehr nicht (aber das reicht natürlich schon ;-) )

Ciao,
Frank
 
Hallo Michael,

es sind zwar hier schon einige gute Beiträge zum Thema gekommen, aber folgende Argumente habe ich noch
vermißt und halte ich für wichtig:

Du wirst nie "mit konstanter Pupille" durch verschiedene Gläser schauen und vergleichen können, daher ist vieles
allgemein so "verzapfte" sehr theoretisch.
Bei einem dunkleren Bild (wie es ein schlechteres Glas gleicher Austrittspupille wegen schlechter Vergütung und
Lichtverlusten auch noch mit geringerem Kontrast liefert) werden die Pupillen aufmachen, bis das Bild auf
der Netzhaut hell genug ist. Auch geringer Kontrast wird sich so auswirken. Beim schlechteren Glas kann also
unter derselben Lichtsituation die maximale AP schon schneller überschritten werden .Das bessere Glas müßte
dagegen das Auge zum Betrachten mit kleinerer Pupille bewegen, was dann nebenbei noch ein kontrastreicheres
und schärferes Bild ergibt und wobei einige Bildfehler (z.B. Bildfeldwölbung) auch deutlich weniger auffallen.
Ein Fernglas mit größerer AP als unter der gegebenen Situation nötig, hat allerdings einen "bequemeren Einblick",
da die Augenpupillen nicht so 100%ig auf die Fernglaspupillen ausgerichtet werden müssen. Aber "heller" ist es
nicht. Das wird es erst, wenn das Auge weiter aufmacht, als die kleinere Optik es kann und dadurch mehr Licht
ins Auge gelangt.

Das theoretische Auflösungsvermögen der Optik zu zitieren ist bei Ferngläsern Quatsch (wurde oben auch schon
klar bewiesen), was für die Erkennbarkeit von Strukturen im Fernglas wichtig ist, ist (wie beim Fotoobjektiv) die
Kontrastübertragungsfunktion, also welcher Kontrast nach Passieren der Optik noch vom Original-Objektkontrast
übrig ist ("Klarglas oder Milchglas", "Brille versaut oder frisch geputzt") und dafür sind viele Faktoren maßgeblich,
vor allem Lichtverlust im Strahlengang (macht die hellen Stellen dunkler) und Streulicht (macht die dunklen Stellen
heller), Abbildungsfehler wirken in dieselbe Richtung.
Und die auch bei besten Ferngläsern nicht zu vermeidenden Bildfehler bei vernünftigem Gesichtsfeld von mindestens
60° scheinbarem Okulargesichtsfeld haben mit der theoretischen Auflösung vollends überhaupt nichts zu tun, sondern eher
mehr mit der Tatsache, daß Bildfehler bei kurzbrennweitigen Refraktoren (und das sind Ferngläser, so etwa f4-f5) mit
zunehmendem Linsendurchmesser gewaltig zunehmen - daher sind die "großen" 50er und 60er Gläser auch
meist eher weniger kontrastreich (und damit scharf) als die 35-40er oder deutlich länger, abgesehen davon, daß
das Auge auch selbst so voller Abbildungsfehler steckt, daß bei voll offener Pupille ebenfalls das Bild deutlich
schlechter wird. Zur Verringerung der Bildfehler sind Triplettobjektive und Erfle Okulare inzwischen bei besseren
Ferngläsern üblich (teuer und gut), aber ein längerbrennweitiges Objektiv und Okular tut fast dasselbe (klassische
Lösung, halt leider groß und schwer).

Fazit: die Erfahrung zeigt, daß so bei Pupille 3-4 die meisten Menschen den schärfsten Bildeindruck wahrnehmen,
und daß die Qualität der Optik ganz entscheidend zum Helligkeits/Schärfeeindruck beiträgt. Die größeren
Gläser sind Spezialgläser für dunkle Objekte und Situationen - z.B. 11x80 Fernglas für Deep Sky Objekte ist
kein ernstzunehmendes Tagglas, obwohl das Bild bei schlechtem Wetter bereits deutlich heller wirkt als
ein 10x35. Das Auge hat ja auch noch die Möglichkeit, sich auf die dunklere Situation zu adaptieren - also
die Chemie des Sehpurpurs besser zu nutzen - und da sind dann Zehnerpotenzen drin, wo man bei den ver-
schiedenen Ferngläsern nur so Faktor 10 an Licht hat zwischen Taschengläsern mit 20er und Großgläsern
mit 60er Objektiv (Test: Badezimmer oder Klo ohne Licht, 10 Minuten warten: so langsam wird es richtig hell).

Erst wenn's wirklich dunkel wird und alle anderen Möglichkeiten ausgeschöpft sind hat das große "Nachtglas"
dann einen (erstaunlich geringen) Vorteil in der Detailerkennbarkeit (eigener Vergleich Canon 10x30IS gegen
Olympus 10x50 DPSR bei wachsender Dämmerung).
Aber dieser Vorteil wird eben gebraucht, wenn man schwächste Objekte wie den Nordamerikanebel vergrößert
sehen will (auch das geht natürlich nur bei dunkelstem Himmel - Kontrast, Kontrast, Kontrast also auch hier!!!).

Bin gespannt, was andere und zum Teil deutlich kundigere hier dazu zu sagen haben!

Gruß
 
Hallo hanz,

danke für Deine Antwort und auch nochmal danke für alle anderen im Forum veröffentlichten und direkt gemailten Antworten der anderen Forums-Mitglieder. Ich habe meine Startfrage mal ganz harmlos abgesetzt und dachte, das wird von euch ganz einfach mit ein paar Sätzen zu beantworten sein. Ich hätte es aufgrund des Verlaufs anderer Forum-Threads eigentlich besser wissen müssen. <img src="/phpapps/ubbthreads/images/icons/wink.gif" alt="" />

Nach Durchlesen und innerem Aufsummieren aller Antworten habe ich jetzt jedenfalls verstanden, warum viele Forums-Mitglieder deutlich mehr als 1 Fernglas (leicht untertrieben) besitzen, selbst wenn man mal den reinen Sammel-Aspekt ausser Acht lässt.

Meine bestürzende Schlussfolgerung ist nun: man braucht mindestens 3 Ferngläser allein für die Vogelbeobachtung, mindestens 5, wenn man astronomische Zwecke mit einbezieht, alle miteinander natürlich in häufig schwer den Geldbeutel schädigender Qualität. Danke, diese Bestätigung meiner über die Jahre auch etwas angewachsenen Fernglas-Sammlung war mal fällig, frage mich nur noch, ob ich dieses Fazit auch meiner Partnerin unterbreiten sollte. Ich glaube, ich lass es lieber.

1. 8(10)*32 zum Bergsteigen und Wandern
2. 10*42 für Allround Orni-Zwecke (mit zusätzlich guter Nah-Einstellung)
3. 8(10)*50 für Dämmerung und Astro
4. (?)*(mehr als 50) für Astro
5. mindestens ein richtig teures Glas, das sich sehr schön anfühlt
6. es findet sich wohl immer ein Grund, etwas zu kaufen, was man noch nicht hat
7. als Vogelbeobachter braucht man natürlich noch ein Spektiv (mit mindestens 2 Okularen - oder 3?)

Und ich wunderte mich immer über die Kamera-Sammlung meines Vaters!!!

Beim Packen für einen Urlaub dann das grosse Dilemma:
Ich will Vögel beobachten, natürlich den Nachthimmel, Bergsteigen und Wandern soll auch sein, und alles zusammen sollte evtl. noch Fluggepäck-tauglich sein. Iiihh!
Dann auch noch die Diskussionen mit der Freundin, der man gerne noch ein Glas ins Gepäck schmuggeln möchte, die aber gerade heftig am Nachdenken ist, ob sie nicht doch sicherheitshalber 5 statt 3 Paar Schuhe braucht (ich mach nur Spass, ich weiss inzwischen schon, daß Frauen natürlich nicht so eindimensional sind, sie brauchen schliesslich noch was anderes zum Anziehen - Gottseidank).

Jetzt mal im Ernst: wieviele von euch können sich ein Leben mit weniger als drei Ferngläsern vorstellen? Ich meine, wirklich vorstellen, nicht nur theoretisch?

Schöne Grüsse
Michael
 
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