mini|Abbildung eines frühen niederländischen Monokulars (1624)
Ein Fernglas ist ein tragbares optisches Instrument in überwiegend binokularer Ausführung, das es ermöglicht, mit beiden Augen über getrennte Strahlengänge mit Hilfe von Linsen durch eine Vergrößerung des Sehwinkels entfernte Objekte im erzeugten Bildraum um ein Vielfaches näher oder größer erscheinen zu lassen („Fern-Seher“).
Ein Fernglas ist somit ein tragbares Fernrohr. Das Fernglas wird einerseits in einfacher Linsenbauweise als Theaterglas (Opernglas, Galilei-Fernrohr) angeboten, andererseits als Prismenfernglas (Kepler-Fernrohr), das auch Feldstecher genannt wird. In einäugiger Bauweise spricht man von Monokular.
Den Übergang zu Fernrohren bilden die etwas längeren, aus Gewichts- und Konstruktionsgründen überwiegend mit Stativ zu verwendenden Spektive. Mit einem ausziehbaren Tubus werden letztere auch Auszugsfernrohre genannt.
Typische Vergrößerungen sind für Operngläser 3-fach, für Feldstecher 6- bis 10-fach und für Spektive mit Zoom-Okular 15- bis 50-fach.
mini|Porroprismen – Fernglas, aufgeschnitten.Objektiv, Porroprismen und Okular mini|Feldstecher Dekarem 10x50, antireflexbeschichtete Objektivlinsen, VEB Carl-Zeiss-Jena, DDR, 1985
Geschichte und Bezeichnungen
mini|Fernglas Dialyt (M. Hensoldt & Söhne in Wetzlar, 1905) mini|Theaterglas (frühes 20. Jahrhundert) mini|Polnisch-französisches Nachtsichtmonokular MTN-1 an Gefechtshelm (2009)
Im 19. Jahrhundert nannte man Gläser, mit deren Hilfe man auf Entfernung schärfer als ohne Hilfsmittel sehen konnte, Stechbrillen (oft als Monokel ausgebildet) und die schon vorhandenen Theatergläser kurz Stecher. Ein vornehmerer Begriff war Lorgnette, der originär für in der Hand zu haltende Brillen galt. Für die vorwiegend vom Militär im Gelände benutzten Gläser entstand daraus der Begriff Feldstecher.Kluge: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache. 23. Aufl., bearb. v. Elmar Seebold, Walter de Gruyter, Berlin 1995.
Theatergläser wurden schon seit Beginn des 18. Jahrhunderts, die als achromatische Linsen zur Verfügung standen, vermehrt gefertigt. Ein Kaiserliches Privileg zu ihrer Fertigung erhielt Johann Friedrich Voigtländer 1823 in Wien. Für ein binokulares Fernglas mit ähnlichen Prismen wie die bereits bekannten und monokular angewendeten Porroprismen meldete am 9. Juli 1893 die Firma Carl Zeiss in Jena ein Patent an. Ein Prismenfernrohr mit Dachkant-Pentaprismen und der Bezeichnung Dialyt (mit je zwei Objektiv-Linsen) und ebenfalls parallel versetzten optischen Achsen baute M. Hensoldt & Söhne in Wetzlar ab 1905.Alte Zeichnung des Hensoldt-Dialyt-Fernglases: Am 14. April 1905 meldete diese Gesellschaft ein Patent für ein „geradsichtiges“ Prismenfernglas mit Dachkant-Pentaprismen an.
Das Wort Fernglas wird von vielen Herstellern als übergeordneter Begriff verwendet, um unterschiedliche optische Gerätetypen mit binokularer und monokularer Konstruktion zu kennzeichnen. Im Fachhandel wird der Begriff allerdings häufig auf die binokularen Prismenferngläser beschränkt, ohne Theatergläser, Spektive, Monokulare (Prismen-Kleinfernrohre) und sonstige Fernrohre einzuschließen. Entwickler und Patentierer (z. B. Moritz Hensoldt am Ende des 19. Jahrhunderts) sprachen noch vom Prismen-Doppelfernrohr; später kam die Bezeichnung Binocles in Gebrauch: In einer Anzeige von Voigtländer & Sohn aus dem Jahre 1907 wurde für „Prismen-Binocles – für Sport, Reise, Jagd, Theater und Militär-Dienstgebrauch“ geworben.
Im Englischen gibt es kein sprachliches Äquivalent, das die gleiche heterogene Produktgruppe umfasst wie der deutsche Begriff „Fernglas“. Dort unterscheidet man begrifflich meist zwischen binoculars bzw. binocular telescopes (Feldstecher), monoculars bzw. monocular telescopes (Monokulare) sowie spotting scopes (Spektive). In der internationalen Werbesprache wird zuweilen der Begriff Sport Optics (auch: Sports Optics) für den Produktbereich verwendet.
Typen binokularer Ferngläser Die beiden Haupttypen der binokularen Ferngläser sind die optisch einfachen Theatergläser und die aufwändigeren Prismenferngläser (Feldstecher, Großfeldstecher und Doppelspektive).
Die traditionell gebauten Theatergläser, früher auch Operngläser oder Operngucker genannt (engl. opera glasses, theater binoculars oder Galilean binoculars), sind leichte und kleine binokulare Ferngläser nach dem Galilei-Fernrohr-Prinzip. Sie enthalten pro Strahlengang lediglich eine konvexe Objektivlinse und eine konkave Okularlinse, welche direkt ein aufrechtes Bild erzeugen. Umkehrprismen sind daher nicht nötig. Theatergläser ermöglichen eine nur geringe Vergrößerung (zwischen und 5, häufig in den Versionen 2,5×18 bis 3×28 hergestellt), die aber zur Beobachtung des Geschehens auf einer Theaterbühne angemessen ist. Die einfache optische Konstruktion ermöglicht nur ein kleines Gesichtsfeld, und die Abbildungsqualität ist geringer als in den kompakten Ferngläsern mit Umkehrprismen. Daher wurden schon bald nach Erfindung des Umkehrprinzips auch Prismen-Theatergläser mit der angemessenen relativ kleinen Vergrößerung angeboten.
Prismenferngläser funktionieren nach dem Kepler-Fernrohr-Prinzip und enthalten ein Umkehrprisma zwischen Okular und Objektiv, welches einerseits das um 180° verdrehte Bild zurückdreht und andererseits bei hochwertiger Abbildung eine kompakte Bauweise ermöglicht.
Von der Baugröße her unterscheidet man vereinfacht zwischen Kompakt- oder Taschenferngläsern (die auch als Theater- und Museumsgläser angeboten werden, bis etwa 300 g wiegen und häufig bei Nichtgebrauch zu kleinerem Volumen zusammengeklappt werden können), Universalgläsern (Feldstecher im engeren Sinne, zwischen etwa 400 und 1200 g) und Großferngläsern mit Objektivöffnungen ab etwa 66 mm, die eher auf Stativen Verwendung finden. Die Bezeichnungen variieren aber etwas.
Bauweisen und Produktvielfalt der Prismenferngläser Umkehrprisma-Varianten Angewendet werden zwei unterschiedliche Umkehrprismen: Lange Zeit dominierten bei den Ferngläsern Porroprismen. Seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts sind in großem Maße Ferngläser mit geradsichtigen Dachkantprismen (zum Beispiel: Schmidt-Pechan-Prismen) in Gebrauch. Wegen der Geradsichtigkeit sind letztere besonders kompakt gebaut. Ihre Fertigung ist aufwändiger, um ausreichend präzise zu sein. Sie standen daher lange Zeit hinter Porroprismen-Ferngläsern zurück und konnten sich nicht breit durchsetzen. Noch heute beobachtet man bei dieser Bauform erhebliche Qualitätsunterschiede zwischen den Herstellern bzw. den Preiskategorien, denn die Einhaltung enger Fertigungstoleranzen ist schwierig und kostenintensiv. Porroprismen-Ferngläser weisen demgegenüber eine größere Fertigungstoleranz auf und verlangen weniger aufwändige Vergütungen für gute Abbildungsleistungen. Bei begrenztem Budget erhält man daher meist ein besseres optisches System in Porrobauweise als in Dachkantbauweise. Insgesamt gesehen haben beide Systeme verschiedene spezifische Vor- und Nachteile hinsichtlich Fertigung und Benutzerfreundlichkeit.
Die Dachkantgläser wirken je nach Marke und Modell entweder eher kurz und kompakt oder aber eher länglich und schmal. Der Grund kann in unterschiedlichen Dachkantprismensystemen liegen oder in unterschiedlichen Brennweiten der Linsen: Lange Objektiv- und Okularbrennweiten erlauben leichter die Korrektur von Bildfeldwölbung und Randunschärfe und ermöglichen dadurch oft bessere optische Kenndaten (großes Sehfeld, kleinere Abbildungsfehler). Kurze Modelle sind dafür leichter und handlicher.
Größere Prismenferngläser, die für ein ruhiges Bild fest installiert oder auf ein Stativ gestellt werden müssen, werden Großfeldstecher genannt. Sie werden mit Objektiven zwischen etwa 66 und 100 mm angeboten. Infolge der großen Objektive können sie praktisch nur in Porroprismenbauweise erstellt werden. Von der Größe her leiten sie über zu Doppel-Spektiven, die häufig eine hochwertige Apochromat-Optik haben, welche für normale Feldstecher zu unhandlich wäre. Speziell große, aufwändige und teure Geräte werden teilweise vom Militär und von der Grenzsicherung eingesetzt.
Bauweisen und Qualitätsaspekte Die beiden Hälften eines binokularen Prismenfernglases lassen sich um die Mittelachse schwenken, um die Strahlengänge auf den Augenabstand (präziser: Pupillendistanz) des jeweiligen Benutzers einstellen zu können. Vorhanden ist üblicherweise eine Einstellbarkeit von etwa 56 bis etwa 74 mm (Abstand zwischen den Okularen), nur bei wenigen Gläsern bis etwa 78 mm. Faltbare Kompaktfeldstecher erlauben Einstellungen ab etwa 32 mm. Bei optimaler Einstellung und Blick in die Ferne erkennt der Beobachter einen Bildkreis (und nicht zwei wie eine liegende 8 überlappende, wie schematisch oft dargestellt, etwa in Spielfilmen).
Für ein entspanntes stereoskopisches Sehen ist die synchron laufende Fokussierung (Scharfstellung) der beiden Strahlengänge wichtig. Bei unsynchronem Lauf oder Dejustage der optischen Teile, was insbesondere bei Billigprodukten auftreten kann, versucht das Gehirn des Beobachters die unterschiedlichen Bilder zur Deckung zu bringen, was ermüdend wirkt und Kopfschmerzen verursachen kann. Bei Porroprismen-Ferngläsern sind die Okulare zur Synchronisation über eine Brücke miteinander verbunden und können durch Drehen eines Fokussierrads vor und zurück bewegt werden. Dachkantprismen-Ferngläser haben meist eine Innenfokussierung mit einer synchronen Verschiebung einer Linsengruppe in den beiden Strahlengängen.
Die Anpassung an die häufig etwas unterschiedliche Brechkraft des linken und rechten Auges verlangt einen Dioptrienausgleich, der durch Drehen an einem der Okulare (selten auch an beiden) erfolgen kann, manchmal, besonders bei höherwertigen Ferngläsern, durch Einstellungen an einem Mitteltrieb. Bei sehr klein und leicht gehaltenen Kompaktferngläsern wird die Dioptrieneinstellung durch getrenntes Einzel-Einstellen der beiden Okulare erreicht; auch manche Marinegläser verwenden dieses Funktionsprinzip zwecks besserer Wasserdichtigkeit.
Die häufig gummierte Verbindung zwischen Okular und Auge sollte störendes Seitenlicht möglichst fernhalten. Dies funktioniert am effektivsten mit weichen schwarzen Augenmuscheln, die an den Außenseiten verlängert sind und sich an die Schläfen anlegen. Allerdings sind diese nur ohne Brille verwendbar. Brillenträger müssen sie umklappen oder (je nach Fabrikat) gegen andere Augenmuscheln austauschen. Viele Hersteller haben komfortabel herausdrehbare Augenmuscheln entwickelt, welche sich schnell und variabel einstellen lassen, allerdings nicht so effektiv gegen Seitenlicht schützen.
Ob allerdings Brillenträger einen ähnlich guten Sehkomfort wie Nicht-Brillenträger genießen können, hängt stark vom Augen-Okular-Abstand ab, der innerhalb einer bestimmten Spannbreite durch Verschieben oder (komfortabler) Drehen der Augenmuscheln einstellbar ist. Die Austrittspupille des Fernglases muss generell axial und parallel („zentrisch“) sowie in einem gewissen Abstand zur Eintrittspupille des Auges, d. h. zur hinter der Hornhaut liegenden Öffnung der Iris, liegen. Dieser Abstand sollte je nach Brillenstärke etwa 14–20 mm betragen und arretierbar sein. Ist das Auge zu weit entfernt, sieht der Betrachter ein beschnittenes Bild, ist es zu nahe am Okular, können sich bei nicht genau zentriertem Durchblick schwarze Abschattungen (sogenannte kidney beans) einstellen, was ein unkomfortables Sehen nach sich zieht. Okularkonstruktionen, die diesen Abstand einhalten, heißen „Brillenträgerokulare“. Ältere und preiswerte Ferngläser sind häufig nicht Brillenträger-tauglich.