Walter_E_Schön
Aktives Mitglied
Hallo Gemeinde,
eigentlich bin ich derzeit so mit Problemlösungen für meinen neuen Macintosh G5 und dessen neues Betriebssystem OS 10.3 beschäftigt, daß ich mich hier gar nicht zu Wort melden dürfte (und deshalb auch seit fast drei Wochen nicht präsent war). Aber Franks Verweis im neuen "Kowa"-Thread auf einen anderen aus dem letzten Jahr hat mich zu einem neuen Beitrag provoziert. Denn in diesem alten Thread stand soviel Unsinn zum Thema Schärfentiefe von Ferngläsern, daß dies nicht einfach unwidersprochen stehenbleiben darf. Ich hatte daher innerhalb des alten Threads geantwortet und einen langen Beitrag angefügt, dann aber erst festgestellt, daß der ursprüngliche Titel („NIKON, hallo Frank, neue Infos“) gar nicht zum Thema Schärfentiefe paßt. Außerdem ist der Thread mit 65 Beiträgen so lang, daß ihn wohl kaum jemand von vorn bis hinten durchlesen wird. Also mache ich hier einen neuen auf, um die weitverbreiteten Vorurteile zu korrigieren.
1. In diesem langen Thread haben nur Volker Tautz und Alois die Angelegenheit korrekt dargestellt, während einige andere, darunter einige, die hier im Forum hohe Reputation genießen, mehr oder weniger daneben liegen, auch wenn sie teils mit Vehemenz (und Ignoranz des Praktikers gegenüber dem Theoretiker) eine weitgehend auf Wahrnehmungsprobleme, Wunschdenken und mangendes Beurteilungsvermögen gestützte „Erfahrung“ verteidigen, die nur ein bißchen auch auf tatsächlichen Einflüssen (Erklärung folgt noch) beruht. Die SAGA von den Ferngläsern mit besonders großer Schärfentiefe geistert ja immer noch durch die Werbung vieler Hersteller, und daß sogar (wie im Thread zitiert) Tester von Ferngläsern bei Zeitschriften und im Internet darauf hereinfallen, ist nicht nur traurig, sondern für mich ein weiterer Grund, dagegen Stellung zu beziehen und zu begründen, warum das Unsinn ist. Ich weiß, daß ich bei manchen Voodoo-Gläubigen nichts erreichen werde, aber es genügt mir, wenn wenigstens einige an Ferngläsern Interessierte künftig dem Unsinn vom „Fernglas mit besonders großer Schärfentiefe“ nicht mehr auf den Leim gehen werden.
2. Die korrekten Berechnungen von Volker Tautz konnte, kann, wollte oder will sicher nicht jeder nachvollziehen. Deshalb und weil dort noch einige nicht unwichtige Aspekte fehlen, versuche ich nun, eine einfacher verständliche und anschaulichere Begründung ohne Formeln dafür zu geben, daß die Schärfentiefe eines Fernglases, Spektivs oder Fernrohres bei Annahme annähernd fehlerfreier Optik und identischer Transmission für ein und denselben Betrachter unter identischen Helligkeitsverhältnissen ausschließlich von der Vergrößerung und der effektiven Austrittspupille abhängt. Damit müßten auch „Nicht-Stubenhocker", denen es schwerfällt, (in der Stube hockend) Formeln zu inhalieren, klar werden, warum sie bisher irrten, wenn sie einem vermeintlichen Militärexperten vertrauen (Zitat: „kennt sich echt aus“ - ja, und zwar, wie man einen Kunden durch selbstbewußtes Auftreten beeinflußt, indem an behauptet statt zu begründen!).
3. Bevor ich zur Sache komme, nochmals (wie Volker Tautz schon richtig sagte): es geht um Schärfentiefe, nicht um Tiefenschärfe. Wir betrachten nämlich eine räumliche Tiefe(nzone), die noch als scharf gesehen empfunden wird. So wie ein Baumstamm nicht dasselbe wie ein Stammbaum oder eine Hundekette nicht dasselbe wie ein Kettenhund ist, ist auch Tiefenschärfe (eine z.B. durch Angabe eines Zerstreuungskreisdurchmessers charakterisierte Schärfe in einer bestimmten räumlichen Tiefe) etwas anderes als die von uns betrachtete Schärfentiefe.
4. Nun kommen wir zur Sache (wenn ich im folgenden von Fernglas schreibe, so gilt das, ohne daß ich es jedesmal erneut erwähne, auch fürs Spektiv oder Fernrohr). Als wichtige Voraussetzung sei angenommen, daß die betrachteten Ferngläser keine durch interne Blenden oder Vignettierung an zu kleinen Prismen reduzierte Austrittspupille aufweisen. Denn wäre das z.B. bei einem Fernglas 10x50 so, dann wäre es kein 10x50, sondern vielleicht nur ein 10x47 und müßte demzufolge hinsichtlich der Schärfentiefe als 10x47-Fernglas betrachtet werden.
Wenn ein Fernglas z.B. 10fach vergrößert, so kann das mit relativ langer oder auch mit kurzer Brennweite geschehen, nur daß halt die Brennweite des Okulars genau 1/10 der Objektivbrennweite betragen muß, also auch entsprechend lang bzw. kurz sein muß. Und wenn eine Barlowgruppe dazwischengeschaltet ist, welche die Brennweite des Objektivs um den Faktor x verlängert, muß auch die Okularbrennweite um den Faktor x länger sein. Im Endeffekt kommt dabei immer sowohl bezüglich der Vergrößerung, nämlich 10fach, als auch der Verkleinerung der Austrittpupille relativ zur Eintrittspupille (letztere ist gleich dem Objektivdurchmesser), nämlich auf 1/10, dasselbe heraus. Ebenfalls dasselbe ergibt sich für die scheinbare Lage und Größe des betrachteten Motivs: bei entsprechender Fokussierung in Originalgröße, aber sämtliche Entfernungen auf 1/10 geschrumpft (daher auch der Kulisseneffekt, den wir hier vor ein paar Monaten schon ausführlich diskutiert hatten). Man kann durch andere Fokussierung ebenso erreichen, daß das virtuelle Bild in der originalen Entfernung liegt, aber alle Abmessungen orthogonal zur optischen Achse (nicht aber in der Tiefe!) 10mal so groß sind. Das gilt, wohlgemerkt, für alle 10fach vergrößernden Ferngläser unabhängig von der Brennweite des Objektivs, unabhängig von eventuell eingebauten Barlows und auch unabhängig von der Okularkonstruktion. Die Behauptung, man könne durch die Okularkonstruktion die Schärfentiefe ändern, ist – mit Veraub und Überzeugung gesagt – völliger Blödsinn, sofern man dabei nicht eine Verkleinerung der Austrittspupille vornimmt (die aber die Fernglasdaten ändert, z.B. ein 10x50 auf ein 10x40 reduziert) oder durch Einführung erheblicher sphärischer Aberration (Begründung folgt noch) einen erheblichen Schärfeverlust in Kauf nimmt.
Das Auge sieht also durch das Fernglas ein in der Tiefe gestaffeltes Motiv bei allen Ferngläsern gleichen Vergrößerungsfaktors bei identischer Fokussierung scheinbar in für alle Ferngläser ebenfalls identischer (komprimierter) Tiefenstaffelung. Dann aber hängt die Schärfentiefe bei einem annähernd fehlerfrei abbildenden System ausschließlich von der effektiven Pupillengröße und vom Akkomodationsvermögen des Betrachters ab.
Das Akkomodationsvermögen ist keine Eigenschaft des Fernglases und kann daher unberücksichtigt bleiben (wir nehmen also beim Fernglasvergleich immer Betrachter mit identischem Akkomodationsvermögen an). Also bleibt noch die effektive Pupille. Diese ist entweder die Austrittspupille des Fernglases, solange die (z.B. dunkeladaptierte) Augenpupille des Betrachters größer ist, oder aber die bei größerer Motivhelligkeit kleinere Augenpupille. Wir müssen also folgende Fälle unterscheiden:
--- Wenn die vom Fernglas gebotene Austrittspupillengröße voll genutzt wird, d.h. bei Dunkelheit und dunkeladapiertem Auge, ist die Austrittspupille des Fernglases aber für alle Ferngläser gleicher Daten, z.B. 10x50, identisch, sofern, wie oben vorausgesetzt, keine Vignettierung der Pupille vorliegt. Somit kann kein Unterschied in der Schärfentiefe zwischen verschiedenen Ferngläsern gleicher Daten (Vergrößerung und Objektivdurchmesser) existieren.
--- Wenn bei ausreichender Helligkeit (am Tage) die Augenpupille kleiner ist als die Austrittspupille des Fernglases, dann ist diese für die Schärfentiefe verantwortlich. Wenn z.B. die Augenpupille 2 mm Durchmesser hätte, wäre für den Betrachter das Fernglas 10x50 ebenso wie ein Fernglas 10x42 oder 10x32 effektiv genauso hell und hätte dieselbe Schärfentiefe wie ein fiktives Fernglas 10x20. Es gäbe somit bei identischer Transmission immer dieselbe Schärfentiefe. Nur wenn eines von z.B. zwei Gläsern 10x50 eine höhere Transmission (aufgrund lichtdurchlässigerer Gläser, dünnerer Linsen, weniger Linsen, kürzeren Lichtwegs durch die Prismen, besserer Vergütung und/oder besserer Prismenverspieglung) aufweist, so empfängt das Auge mehr Licht. Als Folge verkleinert sich die Pupille (z.B. bei einer um 20% höheren Transmission um bis zu ca. 9%), und das erhöht eventuell erkennbar die Schärfentiefe.
--- Ebenfalls bei gegenüber der Fernglas-Austrittspupille kleinerer Augenpupille kann ähnlich wie erhöhte Transmission ein etwas größeres Gesichtsfeld zu einer Verkleinerung der Augenpupille führen. Denn die Steuerung der Pupillengröße funktioniert ähnlich wie die Blendensteuerung einer Kamera bei mittenbetonter Integralmessung auch unter Berücksichtigung der Gesamtmenge des einfallenden Lichts, nicht nur aus der Helligkeit in der Bildmitte. Wir kennen das vom Fernsehen in einem dunklen Raum: Unser Auge wird vom hellen Fernsehbild geblendet, weil sich die Pupille wegen des dunklen Umfeldes zu wenig schließt. Schalten wird dagegen das Raumlicht ein, so paßt sich das Auge durch eine etwas verkleinerte Pupille der gestiegenen Gesamthelligkeit (trotz gleich hell gebliebenen Fernsehbildes) an und wir werden nicht mehr geblendet. Ein Fernglas mit „Tunnelblick" zwingt das Auge wegen des dunklen Umfeldes zur Erweiterung der Pupille, was zu gerigerer Schärfentiefe führt. Ein Weitwinkelglas führt dem Auge auch bei identischer Leuchtdichte im zentralen Bereich mehr Licht zu und läßt die Pupille etwas kleiner werden, so daß die Schärfentiefe etwas wächst.
Wenn die miteinander zu vergleichenden Ferngläser gleicher Daten, also z.B. wieder 10x50, unterschiedliche Schärfe aufweisen, können ebenfalls Umterschiede in der Schärfentiefe resultieren. Leider kann man nicht generall sagen, ob geringere Absolutschärfe die Schärfentiefe leicht erhöht oder erniedrigt, denn es hängt davon ab, welche Abbildungsfehler vorliegen. Eine größere sphärische Aberration bei sonst sehr guter Korrektion kann die Schärfentiefe sichtbar erhöhen, allerdings unter Verlust an Maximalschärfe. Die sphärische Aberration hat nämlich zur Folge, daß nicht an einer bestimmten Stelle ein scharfes Punktbild als Spitze eines exakten Strahlenkegels entsteht, das davor (konvergierender Kegel) und dahinter (divergierender Kegel) zu einem konstant wachsenden Unschärfescheibchen wird, sondern erzeugt über eine gewisse Tiefe hinweg („Kaustik“ bildet annähernd ein Rotationshyperpoloid) immer mit einem Teil der Lichtstrahlen aus jeweils einer ringförmigen Zone des Objektiv ein punktförmiges Bild, das von einem weich verlaufenden Unschärfescheibchen überlagert ist. Man hat also nie ein absolut scharfes, sondern immer ein etwas weich erscheindes, in Feinstrukturen kontrastreduziertes Bild, das sich aber über einen gewissen Fokussierweg kaum ändert. Das bedeutet Schärfentiefengewinn zu Lasten der Absolutschärfe. Fotoleute werden das vom Rodenstock Imagon kennen, einem wegen dieses Verhaltens auch zurecht als „Tiefenbildner“ bezeichneten Weichzeichnerobjektiv mit eigens zu diesem Zweck „kultivierter“ sphärischer Aberration.
Wenn jedoch die Unschärfe ausschließlich oder in höherem Maße zusätzlich aus anderen Abbildungsfehlern resultiert, ergibt sich zwar der Effekt, daß die als nach objektiven Kriterien (Zerstreuungskreisdurchmesser) definierte Unschärfe früher erreicht und somit eigentlich die Schärfentiefe geringer wird. Aber andererseits wird diese stärkere Unschärfegrenze nicht so gut erkannt, weil die zum Vergleich heranzuziehende „echte Schärfe“ fehlt. Und das hat zur Folge, daß es einen großen Spielraum für subjektive Interpretation gibt. Mancher wird die Schärfentiefe als kleiner empfinden, weil er kaum etwas wirklich scharf sieht, aber mancher wird sie als größer empfinden, weil auch weitab vom scharfgestellten Objekt immer noch fast dieselbe (Un)schärfe vorliegt.
FAZIT:
1. Wenn die Austrittspupille des Fernglases nicht größer als die Augenpupille ist, was vorzugsweise bei Dämmerungs- und Nachtbeobachtung der Fall ist, haben alle scharf abbildenden Ferngläser gleicher Vergrößerung und gleicher Öffnung ungeachtet ihrer Bauweise (Brennweiten, Barlow, Okularkonstruktion usw.) allen anderslautenden Behauptungen zum Trotz identische Schärfentiefe. Nur ein höheres Maß an sphärischer Aberration kann zu Lasten der Maximalschärfe eine etwas größere Schärfentiefe erzeugen.
2. Wenn bei größerer Helligkeit die Augenpupille kleiner ist als die Austrittspupille des Fernglases, kann eine höhere Transmission und/oder ein größeres scheinbares Gesichtsfeld zu einer weiteren Verkleinerung der Augenpupille und damit zu einer leicht gestiegenen Schärfentiefe führen. Beide Effekte sind allerdings relativ klein, so daß sie nicht überbewertet werden sollten.
NACHTRAG:
Die Tatsache, daß es Militärgläser (meistens in der Größenordnung 8x30) ganz ohne Fokussiermöglichkeit gibt, beruht nicht auf einer im Vergleich zu anderen Ferngläsern größeren Schärfentiefe, sondern darauf, daß sie a) für junge Soldaten mit noch großem Akkomodationsvermögen und b) nicht zur Beobachtung von Schmetterlingen im Nahbereich, sondern zur Feindbeobachtung in Schußweite bestimmt sind und c) so rubust wie möglicht und wasserdincht sein sollen, was bei Verzciht auf Fokussierung viel einfacher und billiger ist. Ich ergänze dies, um ein mögliches Gegenargument von vornherein auszuschließen.
Ich hoffe, daß möglichst viele sich der Mühe unterziehen, diesen Beitrag trotz seiner Länge ganz durchzulesen, und daß damit die unsinnigen Behauptungen über (Militär- und sonstige) Ferngläser mit einer alle physikalischen Gesetze sprengenden Schärfetiefe ins Reich der Märchen verwiesen sind. Bei Ebay gibt es übrigens unseriöse Anbieter, die dann sogar von Autofokus sprechen!
MfG Walter E. Schön
eigentlich bin ich derzeit so mit Problemlösungen für meinen neuen Macintosh G5 und dessen neues Betriebssystem OS 10.3 beschäftigt, daß ich mich hier gar nicht zu Wort melden dürfte (und deshalb auch seit fast drei Wochen nicht präsent war). Aber Franks Verweis im neuen "Kowa"-Thread auf einen anderen aus dem letzten Jahr hat mich zu einem neuen Beitrag provoziert. Denn in diesem alten Thread stand soviel Unsinn zum Thema Schärfentiefe von Ferngläsern, daß dies nicht einfach unwidersprochen stehenbleiben darf. Ich hatte daher innerhalb des alten Threads geantwortet und einen langen Beitrag angefügt, dann aber erst festgestellt, daß der ursprüngliche Titel („NIKON, hallo Frank, neue Infos“) gar nicht zum Thema Schärfentiefe paßt. Außerdem ist der Thread mit 65 Beiträgen so lang, daß ihn wohl kaum jemand von vorn bis hinten durchlesen wird. Also mache ich hier einen neuen auf, um die weitverbreiteten Vorurteile zu korrigieren.
1. In diesem langen Thread haben nur Volker Tautz und Alois die Angelegenheit korrekt dargestellt, während einige andere, darunter einige, die hier im Forum hohe Reputation genießen, mehr oder weniger daneben liegen, auch wenn sie teils mit Vehemenz (und Ignoranz des Praktikers gegenüber dem Theoretiker) eine weitgehend auf Wahrnehmungsprobleme, Wunschdenken und mangendes Beurteilungsvermögen gestützte „Erfahrung“ verteidigen, die nur ein bißchen auch auf tatsächlichen Einflüssen (Erklärung folgt noch) beruht. Die SAGA von den Ferngläsern mit besonders großer Schärfentiefe geistert ja immer noch durch die Werbung vieler Hersteller, und daß sogar (wie im Thread zitiert) Tester von Ferngläsern bei Zeitschriften und im Internet darauf hereinfallen, ist nicht nur traurig, sondern für mich ein weiterer Grund, dagegen Stellung zu beziehen und zu begründen, warum das Unsinn ist. Ich weiß, daß ich bei manchen Voodoo-Gläubigen nichts erreichen werde, aber es genügt mir, wenn wenigstens einige an Ferngläsern Interessierte künftig dem Unsinn vom „Fernglas mit besonders großer Schärfentiefe“ nicht mehr auf den Leim gehen werden.
2. Die korrekten Berechnungen von Volker Tautz konnte, kann, wollte oder will sicher nicht jeder nachvollziehen. Deshalb und weil dort noch einige nicht unwichtige Aspekte fehlen, versuche ich nun, eine einfacher verständliche und anschaulichere Begründung ohne Formeln dafür zu geben, daß die Schärfentiefe eines Fernglases, Spektivs oder Fernrohres bei Annahme annähernd fehlerfreier Optik und identischer Transmission für ein und denselben Betrachter unter identischen Helligkeitsverhältnissen ausschließlich von der Vergrößerung und der effektiven Austrittspupille abhängt. Damit müßten auch „Nicht-Stubenhocker", denen es schwerfällt, (in der Stube hockend) Formeln zu inhalieren, klar werden, warum sie bisher irrten, wenn sie einem vermeintlichen Militärexperten vertrauen (Zitat: „kennt sich echt aus“ - ja, und zwar, wie man einen Kunden durch selbstbewußtes Auftreten beeinflußt, indem an behauptet statt zu begründen!).
3. Bevor ich zur Sache komme, nochmals (wie Volker Tautz schon richtig sagte): es geht um Schärfentiefe, nicht um Tiefenschärfe. Wir betrachten nämlich eine räumliche Tiefe(nzone), die noch als scharf gesehen empfunden wird. So wie ein Baumstamm nicht dasselbe wie ein Stammbaum oder eine Hundekette nicht dasselbe wie ein Kettenhund ist, ist auch Tiefenschärfe (eine z.B. durch Angabe eines Zerstreuungskreisdurchmessers charakterisierte Schärfe in einer bestimmten räumlichen Tiefe) etwas anderes als die von uns betrachtete Schärfentiefe.
4. Nun kommen wir zur Sache (wenn ich im folgenden von Fernglas schreibe, so gilt das, ohne daß ich es jedesmal erneut erwähne, auch fürs Spektiv oder Fernrohr). Als wichtige Voraussetzung sei angenommen, daß die betrachteten Ferngläser keine durch interne Blenden oder Vignettierung an zu kleinen Prismen reduzierte Austrittspupille aufweisen. Denn wäre das z.B. bei einem Fernglas 10x50 so, dann wäre es kein 10x50, sondern vielleicht nur ein 10x47 und müßte demzufolge hinsichtlich der Schärfentiefe als 10x47-Fernglas betrachtet werden.
Wenn ein Fernglas z.B. 10fach vergrößert, so kann das mit relativ langer oder auch mit kurzer Brennweite geschehen, nur daß halt die Brennweite des Okulars genau 1/10 der Objektivbrennweite betragen muß, also auch entsprechend lang bzw. kurz sein muß. Und wenn eine Barlowgruppe dazwischengeschaltet ist, welche die Brennweite des Objektivs um den Faktor x verlängert, muß auch die Okularbrennweite um den Faktor x länger sein. Im Endeffekt kommt dabei immer sowohl bezüglich der Vergrößerung, nämlich 10fach, als auch der Verkleinerung der Austrittpupille relativ zur Eintrittspupille (letztere ist gleich dem Objektivdurchmesser), nämlich auf 1/10, dasselbe heraus. Ebenfalls dasselbe ergibt sich für die scheinbare Lage und Größe des betrachteten Motivs: bei entsprechender Fokussierung in Originalgröße, aber sämtliche Entfernungen auf 1/10 geschrumpft (daher auch der Kulisseneffekt, den wir hier vor ein paar Monaten schon ausführlich diskutiert hatten). Man kann durch andere Fokussierung ebenso erreichen, daß das virtuelle Bild in der originalen Entfernung liegt, aber alle Abmessungen orthogonal zur optischen Achse (nicht aber in der Tiefe!) 10mal so groß sind. Das gilt, wohlgemerkt, für alle 10fach vergrößernden Ferngläser unabhängig von der Brennweite des Objektivs, unabhängig von eventuell eingebauten Barlows und auch unabhängig von der Okularkonstruktion. Die Behauptung, man könne durch die Okularkonstruktion die Schärfentiefe ändern, ist – mit Veraub und Überzeugung gesagt – völliger Blödsinn, sofern man dabei nicht eine Verkleinerung der Austrittspupille vornimmt (die aber die Fernglasdaten ändert, z.B. ein 10x50 auf ein 10x40 reduziert) oder durch Einführung erheblicher sphärischer Aberration (Begründung folgt noch) einen erheblichen Schärfeverlust in Kauf nimmt.
Das Auge sieht also durch das Fernglas ein in der Tiefe gestaffeltes Motiv bei allen Ferngläsern gleichen Vergrößerungsfaktors bei identischer Fokussierung scheinbar in für alle Ferngläser ebenfalls identischer (komprimierter) Tiefenstaffelung. Dann aber hängt die Schärfentiefe bei einem annähernd fehlerfrei abbildenden System ausschließlich von der effektiven Pupillengröße und vom Akkomodationsvermögen des Betrachters ab.
Das Akkomodationsvermögen ist keine Eigenschaft des Fernglases und kann daher unberücksichtigt bleiben (wir nehmen also beim Fernglasvergleich immer Betrachter mit identischem Akkomodationsvermögen an). Also bleibt noch die effektive Pupille. Diese ist entweder die Austrittspupille des Fernglases, solange die (z.B. dunkeladaptierte) Augenpupille des Betrachters größer ist, oder aber die bei größerer Motivhelligkeit kleinere Augenpupille. Wir müssen also folgende Fälle unterscheiden:
--- Wenn die vom Fernglas gebotene Austrittspupillengröße voll genutzt wird, d.h. bei Dunkelheit und dunkeladapiertem Auge, ist die Austrittspupille des Fernglases aber für alle Ferngläser gleicher Daten, z.B. 10x50, identisch, sofern, wie oben vorausgesetzt, keine Vignettierung der Pupille vorliegt. Somit kann kein Unterschied in der Schärfentiefe zwischen verschiedenen Ferngläsern gleicher Daten (Vergrößerung und Objektivdurchmesser) existieren.
--- Wenn bei ausreichender Helligkeit (am Tage) die Augenpupille kleiner ist als die Austrittspupille des Fernglases, dann ist diese für die Schärfentiefe verantwortlich. Wenn z.B. die Augenpupille 2 mm Durchmesser hätte, wäre für den Betrachter das Fernglas 10x50 ebenso wie ein Fernglas 10x42 oder 10x32 effektiv genauso hell und hätte dieselbe Schärfentiefe wie ein fiktives Fernglas 10x20. Es gäbe somit bei identischer Transmission immer dieselbe Schärfentiefe. Nur wenn eines von z.B. zwei Gläsern 10x50 eine höhere Transmission (aufgrund lichtdurchlässigerer Gläser, dünnerer Linsen, weniger Linsen, kürzeren Lichtwegs durch die Prismen, besserer Vergütung und/oder besserer Prismenverspieglung) aufweist, so empfängt das Auge mehr Licht. Als Folge verkleinert sich die Pupille (z.B. bei einer um 20% höheren Transmission um bis zu ca. 9%), und das erhöht eventuell erkennbar die Schärfentiefe.
--- Ebenfalls bei gegenüber der Fernglas-Austrittspupille kleinerer Augenpupille kann ähnlich wie erhöhte Transmission ein etwas größeres Gesichtsfeld zu einer Verkleinerung der Augenpupille führen. Denn die Steuerung der Pupillengröße funktioniert ähnlich wie die Blendensteuerung einer Kamera bei mittenbetonter Integralmessung auch unter Berücksichtigung der Gesamtmenge des einfallenden Lichts, nicht nur aus der Helligkeit in der Bildmitte. Wir kennen das vom Fernsehen in einem dunklen Raum: Unser Auge wird vom hellen Fernsehbild geblendet, weil sich die Pupille wegen des dunklen Umfeldes zu wenig schließt. Schalten wird dagegen das Raumlicht ein, so paßt sich das Auge durch eine etwas verkleinerte Pupille der gestiegenen Gesamthelligkeit (trotz gleich hell gebliebenen Fernsehbildes) an und wir werden nicht mehr geblendet. Ein Fernglas mit „Tunnelblick" zwingt das Auge wegen des dunklen Umfeldes zur Erweiterung der Pupille, was zu gerigerer Schärfentiefe führt. Ein Weitwinkelglas führt dem Auge auch bei identischer Leuchtdichte im zentralen Bereich mehr Licht zu und läßt die Pupille etwas kleiner werden, so daß die Schärfentiefe etwas wächst.
Wenn die miteinander zu vergleichenden Ferngläser gleicher Daten, also z.B. wieder 10x50, unterschiedliche Schärfe aufweisen, können ebenfalls Umterschiede in der Schärfentiefe resultieren. Leider kann man nicht generall sagen, ob geringere Absolutschärfe die Schärfentiefe leicht erhöht oder erniedrigt, denn es hängt davon ab, welche Abbildungsfehler vorliegen. Eine größere sphärische Aberration bei sonst sehr guter Korrektion kann die Schärfentiefe sichtbar erhöhen, allerdings unter Verlust an Maximalschärfe. Die sphärische Aberration hat nämlich zur Folge, daß nicht an einer bestimmten Stelle ein scharfes Punktbild als Spitze eines exakten Strahlenkegels entsteht, das davor (konvergierender Kegel) und dahinter (divergierender Kegel) zu einem konstant wachsenden Unschärfescheibchen wird, sondern erzeugt über eine gewisse Tiefe hinweg („Kaustik“ bildet annähernd ein Rotationshyperpoloid) immer mit einem Teil der Lichtstrahlen aus jeweils einer ringförmigen Zone des Objektiv ein punktförmiges Bild, das von einem weich verlaufenden Unschärfescheibchen überlagert ist. Man hat also nie ein absolut scharfes, sondern immer ein etwas weich erscheindes, in Feinstrukturen kontrastreduziertes Bild, das sich aber über einen gewissen Fokussierweg kaum ändert. Das bedeutet Schärfentiefengewinn zu Lasten der Absolutschärfe. Fotoleute werden das vom Rodenstock Imagon kennen, einem wegen dieses Verhaltens auch zurecht als „Tiefenbildner“ bezeichneten Weichzeichnerobjektiv mit eigens zu diesem Zweck „kultivierter“ sphärischer Aberration.
Wenn jedoch die Unschärfe ausschließlich oder in höherem Maße zusätzlich aus anderen Abbildungsfehlern resultiert, ergibt sich zwar der Effekt, daß die als nach objektiven Kriterien (Zerstreuungskreisdurchmesser) definierte Unschärfe früher erreicht und somit eigentlich die Schärfentiefe geringer wird. Aber andererseits wird diese stärkere Unschärfegrenze nicht so gut erkannt, weil die zum Vergleich heranzuziehende „echte Schärfe“ fehlt. Und das hat zur Folge, daß es einen großen Spielraum für subjektive Interpretation gibt. Mancher wird die Schärfentiefe als kleiner empfinden, weil er kaum etwas wirklich scharf sieht, aber mancher wird sie als größer empfinden, weil auch weitab vom scharfgestellten Objekt immer noch fast dieselbe (Un)schärfe vorliegt.
FAZIT:
1. Wenn die Austrittspupille des Fernglases nicht größer als die Augenpupille ist, was vorzugsweise bei Dämmerungs- und Nachtbeobachtung der Fall ist, haben alle scharf abbildenden Ferngläser gleicher Vergrößerung und gleicher Öffnung ungeachtet ihrer Bauweise (Brennweiten, Barlow, Okularkonstruktion usw.) allen anderslautenden Behauptungen zum Trotz identische Schärfentiefe. Nur ein höheres Maß an sphärischer Aberration kann zu Lasten der Maximalschärfe eine etwas größere Schärfentiefe erzeugen.
2. Wenn bei größerer Helligkeit die Augenpupille kleiner ist als die Austrittspupille des Fernglases, kann eine höhere Transmission und/oder ein größeres scheinbares Gesichtsfeld zu einer weiteren Verkleinerung der Augenpupille und damit zu einer leicht gestiegenen Schärfentiefe führen. Beide Effekte sind allerdings relativ klein, so daß sie nicht überbewertet werden sollten.
NACHTRAG:
Die Tatsache, daß es Militärgläser (meistens in der Größenordnung 8x30) ganz ohne Fokussiermöglichkeit gibt, beruht nicht auf einer im Vergleich zu anderen Ferngläsern größeren Schärfentiefe, sondern darauf, daß sie a) für junge Soldaten mit noch großem Akkomodationsvermögen und b) nicht zur Beobachtung von Schmetterlingen im Nahbereich, sondern zur Feindbeobachtung in Schußweite bestimmt sind und c) so rubust wie möglicht und wasserdincht sein sollen, was bei Verzciht auf Fokussierung viel einfacher und billiger ist. Ich ergänze dies, um ein mögliches Gegenargument von vornherein auszuschließen.
Ich hoffe, daß möglichst viele sich der Mühe unterziehen, diesen Beitrag trotz seiner Länge ganz durchzulesen, und daß damit die unsinnigen Behauptungen über (Militär- und sonstige) Ferngläser mit einer alle physikalischen Gesetze sprengenden Schärfetiefe ins Reich der Märchen verwiesen sind. Bei Ebay gibt es übrigens unseriöse Anbieter, die dann sogar von Autofokus sprechen!
MfG Walter E. Schön
