Wie wichtig ist die Augendistanz zum Fernglas?

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Rhoener

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Hallo!

Jedes Fernglas hat ja eine vorgegebene Austrittspupillenschnittweite (was für ein Wort, hab ich aus einem Prosbekt), sagen wir jetzt einmal von 15 mm. Halte ich hinter dem Fernglas ein Blatt Papier, habe ich dann bei 15 mm Abstand eine scharfe Runde Scheibe. Gehe ich mit dem Blatt näher ran oder weiter weg wird die Scheibe größer und unscharf.

Jetzt zu meinem Fall: Wenn ich bei mir den optimalen Augenabstand habe, kann ich das komplette Sehfeld schön überblicken. Betrachte ich jetzt aber, nur mit einem Auge, eine helle Fläche (Hauswand), so erscheint die Fläche gleich hell. Blicke ich aber dann zum Sehfeldrand, bemerke ich eine leichte Abdunklung in dem Bereich, wo ich hinschaue. Meine Vermutung ist jetzt, da mein Auge ja jetzt eine Schrägstellung hat (ca. 30°), wandert warscheinlich ein Teil meiner Pupille aus der Pupille des Fernglases heraus.

Gehe ich weiter weg vom Fernglas, kann ich nicht mehr das gesamte Sehfeld überblicken, ist mir klar.

Gehe ich jetzt näher ran, so 5 mm, so erscheint der schwarze Rand um das Sehfeld breiter, dadurch habe ich den Eindruck eines Tunnelblickes, trotz 60° Sehfeld.
Blicke ich aber jetzt mit einem Auge zum Sehfeldrand, so bleibt die Fläche gleich hell. Die Austrittpupille vom Fernglas ist jetzt größer, und meine Pupille bleibt demnach komplett darin.

Gehe ich noch näher ran, wird es schwierig einen kompletten Einblick zu erhalten, und das Bild wird im ganzen etwas dunkler.

Meine Frage ist jetzt, hat man mit optischen Einbusen zu rechnen, wenn man 5 mm näher dran ist, die Scheibe auf dem Blatt Papier ist ja unscharf.

Viele Grüße,
Rainer
 
Hallo Rainer,
am Ort der Austrittspupille treffen sich die aus dem Okular austretenden parallelen Strahlenbüschel. Damit ist folgendes gemeint (vereinfacht, Idealfall vorausgesetzt):
- Ein unendlich entfernter Punkt, der auf der Bildmitte abgebildet wird, erzeugt ein paralleles Strahlenbündel mit gleichem Durchmesser wie die Austrittspupille entlang der optischen Achse.
- Unendlich entfernte Punkte, die im Bildfeld abgebildet werden, erzeugen ebenfalls parallele Bündel. Diese Bündel sind gegenüber dem parallelen Bündel, welches der Punkt auf der Bildmitte erzeugt, geneigt.
- Die von allen Bildpunkten erzeuten Bündel gehen durch die Austrittspupille (durch die scharfe runde Scheibe, die Du auf dem Platt Papier gesehen hast), schneiden sich also dort.

Nur wenn sich die Augenpupille am Ort der Austrittspupille befindet, gehen alle Bündel optimal durch die Pupille des Auges. Wenn sich Dein Auge vor-oder hinter der Austrittspupille befindet, werden Bündel im Bildfeld mehr- oder weniger abgeschattet (bzw. gehen gar nicht mehr durch die Augenpupille).

Viele Grüße
Frank
 
Hallo Rainer,

nur eine kleine Ergänzung zu Franks post:

solange die Pupille größer ist als die Austrittspupille des Fernglases, gibt es einen gewissen Spielraum für die Position der Pupille, ohne dass Vignettierung auftritt, die sich durch Helligkeitseinbußen oder Sehfeldbeschneidungen bemerkbar macht.

Wenn die Pupille dagegen kleiner ist, so gibt es in jedem Fall Vignettierungen, die sich aber so lange nicht ändern, wie der Pupillenrand nicht den Rand der Austrittspupille schneidet.

Man hat also in der Regel in allen Fällen, in denen Pupille und die Austrittspupille des Glases verschiedene Durchmesser haben, einen gewissen Spielraum für die Positionierung der Augen.

Beste Grüße, Herbert
 
Hallo Frank, Hallo Herbert!

Besten Dank für die Erläuterungen.

Ich bin mir noch nicht so sicher ob ich es verstanden habe, deswegen möchte ich noch ein Beispiel anfügen.

Nehmen wir jetzt z.B. mein Docter 8x42, das hat eine Austrittspupille von 5,25 mm Durchmesser in 16 mm Abstand (offiziel, tatsächlich sind es 20 mm). Gehe ich jetzt ein paar mm näher ran, steigt die Scheibe auf 7 mm. Wenn ich meine Augen auf 7 mm öffnen würde, und sich die Augen Mittig hinter dem Okular sich befinden, dürften demnach, wenn ich euch verstanden habe, keine Einbusen vorhanden sein.
Haben aber meine Pupillen nur 5,25 mm, gehen also Strahlenbündel verloren, und die Leistung des Fernglases sinkt gegenüber dem optimalen Augenabstand.

Benutze ich das Fernglas jetzt am Tage, und meine Pupillen haben 3 mm Durchmesser, und sie befinden sich in optimaler Entfernung, so würde das ja jetzt ein 8x24 Fernglas entsprechen. Aber die 3 mm von den 5,25 mm der Austrittspupille kommen aber ja dann von dem 42 mm Objektiv. Die Leistung eines 8x42 Fernglases müßte dann höher sein als ein 8x24, bei jeweils 3 mm Pupillendurchmesser der Augen.

Bitte korrigiert mich, wenn ich jetzt totalen Mist erzählt habe.

Viele Grüße,
Rainer
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
"Wenn man näher als 5 mm dran ist, sieht man tatsächlich nur einen Busen"

Na das wär aber schade. Und rätselhaft auch. Vielleicht hängt das dann weniger von der PD = Pupillendistanz ab als von der BD = Busendistanz...?! STIMMT, wenn BD und PD als auch beide Busen hinreichend gleich sind und man konvergiert nicht, ist es tatsächlich nur noch einer! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/grin.gif" alt="" /> - in der Mitte. Aber rechts und links jeweils noch einer. Das ist nn das bekannte Busenwunder. <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/pfeif.gif" alt="" /> <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/pfeif.gif" alt="" />


@Rainer

Wenn Du durch Abblenden das 8 x 42 zu einem 8 * 24 machst, dann ist es auch wie ein 8 * 24. Von den 42 mm Durchmesser bleiben dann eben wirksam nur 24 mm übrig.

Beste Grüße, Herbert
 
Hallo Herbert!

Jetzt habe ich es verstanden.

Schlußfolgerung:
Benutze ich ein 8 x 42 Fernglas mit 3,5 mm Pupillendurchmesser in der richtigen Entfernung, entspricht es von der Leistung her ein 8 x 28.
Gehe ich jetzt etwas näher ran (ca. 5 mm), hat die Austrittspupille 7 mm Durchmesser. Beobachte ich jetzt wieder mit einem Pupillendurchmesser von 3,5 mm, entspricht es einem Fernglas von 8 x 21.
Die Öffnung des Fernglases reduziert sich von 28 mm auf 21 mm.
Je größer also meine Pupillen sind, um so geringer ist die Leistungsminderung.

Viele Grüße,
Rainer
 
Hallo Herbert,

Wenn Du durch Abblenden das 8 x 42 zu einem 8 * 24 machst, dann ist es auch wie ein 8 * 24. Von den 42 mm Durchmesser bleiben dann eben wirksam nur 24 mm übrig.
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Seh ich ja eigentlich auch so, aber was ist jetzt mit dem kleineren Airy-Scheibchen -> größere Auflösung der größeren Öffnung? also die Formel rho=1,22*Lambda/D . Das 42er hat ne höhere Auflösung als das 24er, warum geht die flöten, wenn ich nur einen Teil davon nutze? Die ist doch in jedem Teil der AP vorhanden?
Andererseits stellt die Feldblende ja auch wieder einen Grund für Beugung dar und ebenfalls meine Augenpupille. Hast du ne Erklärung dafür?

Grüße
Micha

P.S. @Rainer, es ist ein weitverbreiteter Irrtum, dass durch die Rechtschreibreform alle "ß" abgeschafft seien. Die Einbußen an Klarheit sind zwar beträchtlich aber nicht vollständig.
 
Hallo Rainer,

stimmt noch nicht ganz.
Ein Fernglas hat immer dieselbe Austrittspupille. Sie ist bei Deinem 42/8 = 5.25 mm.

Es ist richtig, wenn Du schreibst, dass Du mit einer 3.5 mm Augenpupille nur eine Öffnung von 3.5*8 = 28 mm ausnutzt, was bedeutet, Du hättest Dir auch ein 8x30 Fernglas kaufen können, was vielleicht preiswerter gewesen wäre.

Es ist nicht richtig, dass die Austrittspupille größer wird, wenn Du näher an das Fernglas herangehst. Denn das, was Du siehst, ist nicht mehr die Austrittspupille, sondern einfach eine Überschneidung von allen möglichen Strahlenbündeln (Mitte, Zone, Rand).
Zur Verdeutlichung vielleicht eine Zeichnung auf Albrecht Köhlers Webseite (dort links auf "Vergrößerung" klicken, dann rechts ganz nach unten rollen bis zur letzten Zeichnung). Dort siehst Du die Austrittspupille als den Ort, an dem sich rechts vom Okular (nur als Strich angedeutet) die drei farbigen Bündel überschneiden und den kleinsten Querschnitt bilden. An diesen Ort plazierst Du Deine Augenpupille. Das parallele Bündel wird dann von der Hornhaut und der Augenlinse auf die Netzhaut fokussiert. Alle Bündel passieren die Augenpupille unbeschnitten.

Der Abstand Auge - Fernglas allein ändert also nichts am Ausnutzungsgrad des Fernglases, sondern nur, ob und wieviel Du von den Randbündeln noch ins Auge bekommst. Gehst Du weiter weg oder näher ran, fallen die roten und grünen Bündel in der Abbildung irgendwann einfach nicht mehr in die Augenpupille. Folge ist, Du siehst immer weniger vom Sehfeld (Tunnelblick).

Der Durchmesser der Augenpupille alleine bestimmt den Ausnutzungsgrad. Über 5.25 mm Augenpupille bringt hier also nichts mehr.

Viele Grüße, Infinity
 
Hallo Infinity!

Anscheinend habe ich mit diesem Thema immer noch meine Probleme.

Es ist nicht richtig, dass die Austrittspupille größer wird, wenn Du näher an das Fernglas herangehst. Denn das, was Du siehst, ist nicht mehr die Austrittspupille, sondern einfach eine Überschneidung von allen möglichen Strahlenbündeln (Mitte, Zone, Rand).
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Das war mir schon klar, sonst würde sich ja die Vergrößerung ändern, habe ich etwas schlecht geschrieben. Aber ist es dann nicht so, wenn ich jetzt bei dem auf 7 mm vergrößerten Strahlenbündel, bei 3,5 mm Pupillendurchmesser, nur die Hälfte vom Strahlenbündel nutze. Mir gehen einen Rand von 1,75 mm Breite bei der auf 7 mm aufgeweiteten Strahlenbündel verloren. Wobei ich bei richtiger Entfernung mehr als die Hälfte von den 5,25 mm nutze, und der verlorene Rand beträgt dann nur 0,875 mm. Müßte ich dann nicht mehr Strahlenbündel vom Rande des Objektives sehen?

Der Abstand Auge - Fernglas allein ändert also nichts am Ausnutzungsgrad des Fernglases, sondern nur, ob und wieviel Du von den Randbündeln noch ins Auge bekommst. Gehst Du weiter weg oder näher ran, fallen die roten und grünen Bündel in der Abbildung irgendwann einfach nicht mehr in die Augenpupille. Folge ist, Du siehst immer weniger vom Sehfeld (Tunnelblick).
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Wenn ich weiter weg gehe, entsteht der Tunnelblick, ich nutze nicht mehr das gesamte Sehfeld. Wenn ich aber näher ran gehe, kann ich doch immer noch das gesamte Sehfeld überblicken, es wirkt sich doch sogar positiver aus.

Viele Grüße,
Rainer
 
Hallo Rainer,



zum Sehfeld:
alle Lichtstrahlen, die in das Objektiv eintreten und nicht durch innere Blenden o.ä. zurückgehalten werden, verlassen das Fernglas durch die letzte Okularlinse, laufen konvergent bis zur AP und divergieren dahinter. Die AP ist wie man sagt, der Kreis der engsten Einschnürung. Dies geschieht unabhängig vom Durchmesser des Objektivs und damit auch unabhängig von der Größe der AP. Die Vergrößerung hat hier nur Einfluss auf den Winkel, unter dem die Strahlen das Fernglas wieder verlassen. Das Ganze wäre nicht anders bei einem winzigen Objektiv und einer resultierenden punktförmigen AP. Bringst Du Deine Pupille an den Ort, der AP, so hast Du das gesamte Sehfeld, es wird nirgendwo vignettiert. Erst, wenn der die AP erzeugende Strahlenkegel einen Durchmesser hat, der größer ist als Deine Pupille, also vor oder hinter der AP liegt, wird der äußere Teil des Kegels beschnitten: das hat eine Verkleinerung des Sehfeldes zur Folge.

Zur Helligkeit:
Alle Lichtstrahlen, die von einem Objektpunkt kommend auf die Objektivfläche treffen, verlassen das Fernglas (mit den Einschränkungen von Absoption/Reflexion im Inneren) durch das Bild der Objektivfläche: das ist die AP! Eine Verlagerung der Augenpupille gegenüber der AP bewirkt Vignettierungen. Bei zentrischen Verlagerungen, egal ob vor oder hinter der AP, werden die äußeren Strahlen abgeblendet, das sind die, die auch von den äußeren Bereichen des Objektivs kommen. Damit sinkt die Helligkeit.

Bei seitlichen Verschiebungen werden entsprechend andere Teile des Sehfeldes bzw. der zur Helligkeit beitragenden Objektivfläche vignettiert.

Beste Grüße, Herbert
 
Hallo Herbert,
vielen Dank für die Erläuterungen!

Mit dem Punkt Sehfeld habe ich immer noch meine Probleme. Deine Erläuterungen leuchten mir auch alle ein, bis auf deinen letzten Satz.
Mein Fernglas (8x42) hat eine AP von 5,25 mm, der Strahlenkegel ist dann noch größer, wie Du auch schreibst. Meine Pupillen sind am Tage dann immer kleiner als der Strahlenkegel, und wenn ich meine Okulare ganz Reindrehe, befinde ich mich mit meinen Augen zwischen Okular und AP. Ich kann aber immer noch das gesamte Sehfeld überblicken, erst wenn ich langsam vom Fernglas weggehe, kommt dann der Punkt, wo das Sehfeld eingeschränkt wird, dann bin ich aber schon weiter weg als die AP.

Zum Punkt Helligkeit:
Das sehe ich jetzt als eine Bestätigung meiner vorherigen Post, und endgegen den Erläuterungen von Infinity.

Viele Grüße,
Rainer
 
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