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Wissenswertes über Okulare

Die verschiedenen Einsteckdurchmesser

Bei astronomischen Teleskopen haben sich drei verschiedene Einsteckdurchmesser für die Okulare etabliert. Es handelt sich dabei um den Durchmesser der Steckhülse des Okulares und damit auch des Okularauszuges, nicht um die Okular-Brennweite. Üblich sind dabei Maße von 24,5mm, 31,8mm und 50,8mm. Astronomische Okulare sollten am unteren Ende der Steckhülse ein Innengewinde zum Einschrauben von Okular-Filtern haben.
Weil er leider so oft beigelegt wird: Ein Sonnenfilter zum Einschrauben ins Okular ist unbrauchbar und gefährlich. Man lese meinen Bericht zum Thema
Sonnenfilter.


Okulare mit 24,5mm Steckhülse

24,5mm oder grob 1 Zoll (1”)
Dieser Okulardurchmesser findet sich hauptsächlich an sehr günstigen Einsteigerteleskopen. Leider verbindet sich heute mit diesem Okulardurchmesser eine schlechte Qualität. Dies ist nicht vom Durchmesser abhängig, sondern vielmehr vom Preis, da diese Okulare von vielen Firmen den Teleskopen im unteren Preissegment beigelegt werden. So finden sich hier oft Linsen aus Plastik und sehr einfache Okulardesigns aus dem 17. Jahrhundert (z.B. nach Huygens). Es gibt allerdings auch Händler, die “solide” Okulardesigns wie z.B. Plössl-Okulare in diesem Durchmesser führen.
Filtergewinde: Leider gibt es für diese Okulare keinen richtigen Gewinde-Standard. Mir selbst sind 4 verschiedene Gewindetypen begegnet

31,8mm oder 1,25 Zoll (1,25”)
Der Standard-Durchmesser. Eineinviertel-Zoll.Okulare sind die am meisten verwendeten Okulare. Es gibt sie in allen Preis- und Qualitätsklassen. Jedes ordentliche Amateurteleskop bietet eine Anschlußmöglichkeit für diesen Durchmesser, gegebenenfalls indem ein Reduzierstück in einen 2”-Auszug eingesteckt wird. Die Erweiterungsstücke für 24,5mm Auszüge sind nur bedingt zu empfehlen und führen an Newton-Teleskopen oft dazu, daß das Okular nicht mehr an den Schärfepunkt geführt werden kann.
Filtergewinde: Standard ist das E28 Gewinde mit 28mm Durchmesser. Leider gibt es hier je nach Hersteller Abweichungen, unter anderem weil das nach Millimetern genormte Gewinde sich schlecht in das in den USA übliche Zoll-System übertragen lässt. Oft ist die Abweichung auch nur durch Schlamperei zu begründen.

50,8mm oder 2 Zoll (2”)
Wenn das scheinbare Gesichtsfeld eines 1,25”-Okulars nicht mehr groß genug ist, dann kommen 2” Okulare zum Einsatz. Die dementsprechend größeren Linsen bewirken einen höheren Preis. “Zwei Zoll” ist aber nicht automatisch ein Zeichen besserer Okularqualität.
Filtergewinde: Das hier verwandte Gewinde trägt die Bezeichnung E48. Leider gibt es auch hier wieder abweichungen, so daß einige Filter aus den USA durch das Gewinde durchrutschen. Man hilft sich, indem man leere Filterfassungen, die für beide Seiten passen, dazwischensetzt.

Andere Einsteckdurchmesser
Diese sind eher selten anzutreffen. Hier gibt es 3” Okulare, Okulare aus Militärbeständen, Mikroskop-Okulare, Spektiv-Okulare. Hier sind meist bastlerische Lösungen gefragt, um diese Okulare an das eigene Teleskop anzupassen.

Okulardesigns und Vergütung

Okulardesign und Vergütung sind zwar eigentlich zwei verschiedene Punkte, doch sind sie eng miteinander Verknüpft, wenn es um die Okularqualität geht.

Die Vergütung


Wer sich die Linsen von Feldstecher, Kameraobjektiv und nicht zuletzt der Brille anschaut, sieht oft kunterbunt farbige Reflexe. Oft blau, häufig aber grün oder purpurrot. Die Farbe der Reflexe bestimmt die Vergütung. Was dahintersteckt, ist der Versuch, möglichst viel Licht durch die Linse hindurchgehen zu lassen, und nur wenig als Reflex wegzuspiegeln. Die bekannte Blauvergütung spiegelt also nurnoch blaues Licht, während rotes und grünes Licht die Linse passiert. Eine gute Mehrschicht-Vergütung (Multi-Coating) bringt 98% und mehr des einfallenden Lichts durch die Linse hindurch.
Es gibt verschiedene Vergütungsarten. Am bekanntesten ist die seinerzeit von Zeiss eingeführte Blauschicht-Vergütung. Wesentlich wirkungsvoller sind die heute üblichen Mehrschicht-Vergütungen. Diese Mehrschicht-Vergütungen werden an die verschiedenen Glassorten der Linsen angepasst, wodurch unterschiedliche Farben entstehen. Häufig sind Grün, Rot und Violett zu sehen. Wichtig ist weiterhin, daß möglichst alle Glas-Luft-Flächen vergütet sind. Manche “Mogelpackung” hat die Vergütung nur nach aussen, während die Flächen im Innern unbehandelt sind. “Fully Coated” soll heissen, daß alle Glas-Luft-Flächen einer Optik vergütet sind. “Multi Coated” bedeutet eine hochwertige Mehrschicht-Vergütung. Das optimum wäre “Fully Multi Coated”, abgekürzt “FMC”. Meist aber wird nur “Fully Coated” aufgedruckt, obwohl “FMC” gemeint ist.
Die Vergütung wird oft auch als “Entspiegelung” bezeichnet, was eine weitere wichtige Aufgabe ist. Zwischen den Linsen eines Okulars, ja sogar zwischen der Oberfläche des Augapfels und der Augenlinse gibt es Reflexionen, die eine gute Vergütung unsichtbar zu machen sucht.

Das Okulardesign

Es ist nicht einfach, ein Okular zu bauen. Wichtig ist, daß es ein scharfes Bild zeigt, in der Mitte wie am Rand. Ein großes scheinbares Gesichtsfeld ist ebenfalls begehrt und macht das Okular zum Weitwinkel (ab 50°) , zum Super-Weitwinkel (ab ca. 65°) oder gar zum Ultra-Weitwinkel (ab ca. 70°) Okular. Farbrein soll die Abbildung sein, auch am Rand. Damit das Beobachten bequem ist, soll ein guter Augenabstand ermöglicht werden. Am bequemsten sind Okulare, bei denen das Auge nur zwischen 10 oder 20mm an die Linse herangebracht werden muß. Kleinere Abstände führen oft zu tränenden Augen und die Linsen werden schnell durch die eigenen Wimpern mit Fettstränen verunziert. Schließlich möchte man all diese Eigenschaften mit möglichst wenig Linsen erreichen, denn jede Linse kostet Licht, je nach Qualität der Vergütung.

Typische Abbildungsfehler von Okularen:

Randunschärfe: Obwohl die Sterne in der Bildmitte scharf sind, bleibt bei vielen Okularen der Rand des Gesichtsfeldes unscharf, oder die Sterne werden zu kleinen Strichen verzogen. Manchmal bewirkt nachfokussieren, daß der Rand scharf wird, die Mitte jedoch unscharf. Hier spielen viele Effekte zusammen. Bildfehler des Teleskops, Probleme des Okulars mit kurzbrennweitigen Teleskopen und mehr. Allgemein wird das Problem stärker bei lichtstarken Teleskopen mit Öffnungsverhältnissen von F/6 oder weniger.

Chromasie, Farbränder: Viele Okulare zeigen am Rand des Gesichtsfeldes Farbränder um helle Objekte. Sterne oder Planeten bekommen rote oder blaue Säume. Es gibt verschiedene Gründe für Farbfehler. Laterale Farbe entsteht, wenn das Okular je nach Farbe unterschiedlich stark vergrößert. Sterne am Rand werden dann zu kleinen Streifen in denen man die Regenbogenfarben erkennt, wenn sie hell genug sind. Farblängsfehler sorgt dafür, dass man immer nur eine Farbe genau scharf bekommt, so dass Sterne einen blauen oder violetten Saum bekommen - woran aber auch gut das Teleskop schuld sein kann.

Kidney-Beaning, schlechtes Einblickverhalten: Bei einigen Okularen muß das Auge ganz genau hinter die Mitte der Augenlinse gebracht werden, sonst zeigen sich dunkle Flecken am Rand des Gesichtsfeldes, oft in Nierenform. Im Englischen hält die rote Bohne (Kidney-Bean) als Beschreibung dafür her.

schlechte Transmission: Einige Okulare verschlucken einen merklichen Teil des ankommenden Lichts. Manchmal nur in bestimmten Farben. Viele Okulare haben einen Gelbstich, weil blaues Licht verschluckt wird. Oft ist eine schlechte Vergütung der Grund, aber auch die verwendete Glassorte hat ihren Einfluss.

Verzeichnung: Hier gibt es Kissen- und Trapez-Effekte. Betrachtet man ein Karomuster durch ein Okular, so zeigt sich oft, daß das Muster am Rand verzerrt wird, was die eigentlich geraden Linien verkrümmt.

Bekannte Okulardesigns für Einsteigergeräte
Die folgenden Designs sind vor allem vom Preis her für Einsteiger-Geräte sinnvoll. Das heisst aber nicht, daß die vielen anderen, oft sehr aufwendigen Okulardesigns nicht ebenso am Einsteigerteleskop funktionieren. Nur erhält man für deren Preis sein Teleskop leicht zweimal.

Huygens und Ramsden
Beide Okulartypen sind recht einfach gehalten. Besonders Ramsden-Designs werden zur Sonnenprojektion verwendet. Man findet sie heute meist als billige Beilagen zu eher Spielzeugteleskopen, weil sie mit nur zwei Einzellinsen auskommen. An schnellen Teleskopen zeigen Sie Farbfehler. Mit Plastiklinsen ausgerüstet, hat man unterste Qualität vor sich. Exemplare vom Dachboden können hingegen gut verarbeitete Okulare sein. In Teleskopen mit kleinem Öffnungsverhältnis (Huygens ab etwa f/12, Ramsden etwa ab f/8) kann man solche Fundstücke verwenden.

Kellner
ein einfaches, 3-linsiges Okulardesign, was aber bei Teleskopen langer Brennweite (F/10 und mehr) sehr gute Bilder liefert. Nicht selten haben Kellner ein 50° grosses Gesichtsfeld und dürfen sich Weitwinkel nennen. Gut vergütete Kellner-Okulare bieten sehr gute Transmission.

Ortho
Orthoskopische Okulare sind eher eine Okular-Gruppe. Orthoskopisch bedeutet quasi “richtig abbildend”. Solche Okulare bilden ein farbreines, randscharfes Gesichtsfeld ohne Verzerrungen ab. Es handelt sich meist um 4-linsige Designs. Am bekanntesten ist das Orthoskopische Okular nach Abbe. Das Abbe-Design ist derart verbreitet, daß man mit einem orthoskopischen Okular im allgemeinen ein orthoskopisches Okular nach Abbe meint. Diese Okulare liefern gute Schärfe und guten Kontrast. Leider wird bei Brennweiten unter 10mm der Augenabstand unangenehm kurz. An kurzbrennweitigen Teleskopen (F/6 und darunter) funktionieren diese Okulare nicht mehr gut.

Plössl
Plössl Okulare sind orthoskopisch. Das 4-linsige Design funktioniert ähnlich gut wie das Abbe-Design. Bei Brennweiten unter 10mm ist der Augenabstand etwas größer, aber leider noch nicht wirklich bequem. Weiterhin liefert das Plössl größere scheinbare Gesichtsfelder um 50°. Eine Variante ist das Symmetrical, das günstig herzustellen ist, weil zwei gleich aufgebaute Linsenpaare gegeneinander gestellt werden. 4-linsige Plössl-Okulare aus Fernost sind meistens Symmetricals.

Erfle
Die Urform des Weitwinkel-Okulars ist das Design nach Erfle. Viele Okular-Varianten leiten sich davon ab. Dieses Design wird gerne für Okular-Brennweiten über 15mm verwendet. Je nach Aufwand des Herstellers kann es auch noch an kurzbrennweitigen Teleskopen mit F/5 gut funktionieren. Oft über 55° scheinbares Gesichtsfeld. Naturgemäß wird beim Original das Bild zum Rand hin unscharf. Erfles Ziel war, das Okular schärfer abbilden zu lassen, als die zum Rand hin nachlassende Auflösungsfähigkeit des Auges. Daher sind Erfles gerne Feldstecher-Okulare, da hier meist in die Bildmitte geschaut und der Feldstecher geschwenkt wird, anstatt im Feld umher zu blicken.

Long View (LV, LE)
Diese Okulare werben mit einem bequemen Augenabstand von 20mm. Die scheinbaren Gesichtsfelder sind 40° bis 50° groß und auch bei kurzbrennweitigen Teleskopen (F/4) scharf bis zum Rand. Die vielen Linsen erfordern eine gute Vergütung und bieten einem Planetenbeobachter nicht dieselbe Qualität wie ein Plössl. Da ein zu kurzer Augenabstand schnell zu tränenden Augen führt, kann ein LV Okular für einen Einsteiger durchaus die bessere Wahl sein, da ein überanstrengtes Auge leicht der grössere Störfaktor ist.

Über Okulare, Gesichtsfelder und vor allem Sinn und Nutzen von 2 Zoll Okularen

Wer sich nach 2 Zoll Okularen erkundigt, der bekommt üblicherweise recht schwere Okulare mit grossen Linsen und noch größeren Preisen zu sehen. Wann und warum 2 Zoll-Okulare sich lohnen, soll im folgenden ausführlich betrachtet werden. Wichtig ist hier besonders der Themenbereich "Gesichtsfeld" und "Bildfeld".

Ein Teleskop erzeugt "im Okularauszug" ein Bildfeld. Und zwar in der Bildebene, also dort, wo die Sterne scharf sind. Hält man einen Film dahinein, dann bekommt man davon ein Foto. Man nennt das auch "Luftbild", weil das Bild nicht an irgend einer Scheibe entsteht, sondern quasi in der Luft. Als experiment kann man das Teleskop auf den Mond ausrichten, das Okular herausnehmen und ein Blatt papier hinter den Okularauszug halten. Nun muß man den Okularauszug meist ein wenig nach innen drehen, damit man mit dem Papier eine Stelle erreicht, an der ein scharfes Bild des Mondes darauf entsteht. Das Papier befindet sich dann in der Bildebene.
Das Okular ist nun nichts weiter, als eine Lupe, mit der man dieses Luftbild betrachtet. Jetzt kann man sich vorstellen, daß ein Okular aus diesem Bild immer nur maximal den Ausschnitt zeigen kann, der durch seine unterste Linse hereinkommt. Und jetzt sind wir schon bei 2 Zoll (50,2mm) und 1,25 Zoll (31,8mm). Ein 1,25 Zoll-Okular hat eine 31,8mm Steckhülse und ein 28,5mm Filtergewinde in deren Innern. Dahinter sitzt dann maximal eine Linse mit 28mm Durchmesser. Man bekommt also maximal einen 28mm Ausschnitt aus dem Bildfeld des Teleskops.
Ein 2" Okular hat knapp 48mm Platz für die Linse, zeigt also einen viel größeren Ausschnitt.
Nun kommt es auf 2 Sachen an:
1. Nicht alle Teleskope liefern auch ein so großes Luftbild. Zum Beispiel bei kleinen Schmidt-Cassegrains geht einfach nicht "mehr Bild" durch die Spiegelbohrung. Bei den Newtons muß der Fangspiegel groß genug sein, um diese Fläche "zu beleuchten".
2. Nicht jedes Okular hat die grösstmögliche Linse (man nenn diese die Feldlinse, weil sie eben am Bildfeld des Teleskops liegt).

Nun stellt sich die Frage: Ja, warum macht man denn die Feldlinse nicht einfach immer so groß wie möglich?
Antwort: Man tut das schon, aber da gibt es noch andere Wichtigkeiten. Zunächst das Geld. Je größer die Linse, desto teuer. Aber dann ist noch mehr wichtig. Je nach Okulardesign ist es schwierig, das ganze Gesichtsfeld scharf durchs Okular zu bekommen. Man kennt es auch von der Leselupe, daß der Rand des Bildes unscharf wird. Man beschränkt sich also mit der Feldlinse auf eine größe, die am Rand noch einigermassen scharfe Sterne macht. Das hängt übrigens auch vom Teleskop ab, nämlich von der Bildfeldwölbung. Diese Luftbild ist nämlich nicht platt, sondern immer gewölbt wie eine Kugel. Je nach Brennweite und Korrektorlinsen mehr oder weniger stark. Weniger macht es dem Okular einfacher.
Es geht aber noch weiter. Betrachten wir nun das scheinbare Gesichtsfeld. Das scheinbare Gesichtsfeld meint die Grösse des Bildrandes im Okular - nicht, wie groß die Objekte im Bild erscheinen. Die größe der Objekte im Bild ist von der Vergrößerung abhängig. Die Vergrößerung eines Okulars ist gleich Brennweite des Teleskops geteilt durch Brennweite des Okulars. Also vergrößert ein 10mm Okular stärker, als ein 20mm Okular. Genau doppelt so stark. Man stelle sich ein 20mm Okular mit 80° scheinbarem Gesichtsfeld vor - das kann man nur überblicken, indem man beim Durchschauen das Auge bewegt, also hin- und herschaut. Bei einem 20mm Okular in 1,25 Zoll kommt man nämlich so ungefähr auf 80° scheinbares Gesichtsfeld bei voller Feldlinsengröße. Demgegenüber betrachten wir nun einmal ein 10mm Okular, daß also doppelt so stark vergrößern soll. Die Feldlinse bleibt immer noch auf voller Größe, also wird dasselbe Bild gezeigt - nur doppelt so stark vergrössert. Aber jetzt ist das scheinbare Bild auf einmal 160° groß - so ein Bild würde ganz entsetzlich verzerrt, weil ja das Okular schlecht im Halbkreis um Den Beobachter herum gebaut ist. Mehr als 90° Gesichtsfeld lassen sich ohnehin nicht richtig nutzen. Also kommt das 10mm Okular mit der Hälfte des Bildes, also auch grob der Hälfte der Feldlinse aus.

Nun kann man sich die Unterschiede zwischen 1,25 Zoll und 2 Zoll leicht klarmachen. Das bekannte Okular 16mm Nagler hat 82° scheinbares Gesichtsfeld. Es braucht dazu eine Feldlinse, die in eine 1,25 -Zoll-Hülse nicht mehr hineinpasst. Das 13mm Nagler hat ebenfalls 82° scheinbares Gesichtsfeld, kommt aber mit einer 1,25 Zoll-Linse aus. Für Okulare mit 80° Gesichtsfeld braucht man also bei mehr als 15mm Brennweite eine 2 Zoll Steckhülse.
Bei anderen Okularen mit kleineren Gesichtsfeldern erweitert sich diese Grenze. Ein 25mm Okular mit etwa 65° scheinbarem Gesichtsfeld kommt zum Beispiel genau mit 1,25 Zoll aus. Hier liegt die Grenze also bei 25mm Okularbrennweite, darüber hinaus wird ein 2 Zoll-Okularauszug nötig.
Mit 50° scheinbarem Gesichtsfeld kommt man noch für 30mm oder 35mm Okulare aus, hier finden sich die meisten Okulardesigns wie Plössl, Kellner oder einfache Erfle.
Orthoskopische Okulare mit manchmal 30° Grad "kleinem" Gesichtsfeld kämen auch noch mit 40mm nicht an die Grenze.

Man sieht also, daß es bei Brennweiten unter 25mm für Weitwinkel-Okulare, oder bei Brennweiten unter 15mm für Super-Weitwinkel-Okulare gar nicht lohnt, auf 2 Zoll-Okulare zu achten. Die Okulare haben sowieso kleinere Feldlinsen. Manchmal haben diese Okulare nur eine Doppelhülse, nämlich unten eine 1,25 Zoll-Hülse und etwas darüber eine für 2 Zoll. Diese dient lediglich dazu, an Geräten mit 2 Zoll Anschluß das Wechseln des Okularadapters zu sparen. Am Bild ändert dies gar nichts!

Nun also zur Praxis. In der Praxis möchte man für DeepSky-Beobachtung meist möglich viel Überblick, also kleine Vergrößerung und damit lange Okularbrennweite und noch dazu das dadurch hellere Bild haben. Das heisst, in einem typischen Teleskop mit Öffnungsverhältnis F/10 lohnt sich ein 50mm und auch ein 40mm Okular. 40mm in 1,25 Zoll bietet nur ein kleines scheinbares Gesichtsfeld um 45°.  Da dies für DeepSky-Beobachtung unschön ist, lohnt sich hier schon ein 2 Zoll Okular. 50mm Okulare bekommt man nur als 2 Zoll-Okulare.

In der Praxis verwendet man also entsprechend beide Okulardurchmesser parallel. Man handhabt dies meist so, daß man einen 2" Zenitspiegel verwendet, und für die 1,25 Zoll Okulare in den 2 Zoll-Zenitspiegel einen Adapter 2 Zoll auf 1,25 Zoll einsteckt. Das ist lediglich ein Aluminium-Ring, der keine Linse enthält.
Man braucht dann zwar einen teuren 2" Zenitspiegel, aber keinen 1,25" Zenitspiegel mehr. Wenn man für DeepSky Filter kauft (UHC, OIII, etc) sind diese in 2-Zoll auch viel teurer, aber wenn der Adapter von 2 Zoll auf 1,25 Zoll ein Filtergewinde hat, kann sie hier einschrauben und so auch mit den 1,25 Okularen verwenden.

Ein 2 Zoll Okular bietet also keine bessere Bildqualität, als ein 1,25 Zoll Okular. Aber ab der beschriebenen Grenze sind angenehm große Gesichtsfelder nicht ohne 2 Zoll zu erzielen.

Noch ein paar Tricks zum Gesichtsfeld. Das Gesichtsfeld des eigenen Auges kann man leicht ermitteln. Man kneife sich ein Auge zu und schaue mit dem verbliebenen auf einen festen Punkt. Nun strecke man beide Arme aus und spreize sie soweit wie möglich auseinander - allerdings nur soweit, wie man die Bewegungen der eigenen Finger erkenen kann, ohne das Auge zu bewegen. Man schaut also immer noch auf den selben Punkt. Nach rechts und links hin  kommt man auf gut 90° oder sogar etwas mehr. Nach oben und unten ist das Gesichtsfeld weiter beschränkt, je nach Augenhöhle um 80°. Für die vernünftige Wahrnehmung von Details sind aber nur 70° davon geeignet - man versuche ernsthaft seine Finger zu zählen...
 

1. Überarbeitung 8/2016:
- Sachfehler korrigiert: Huygens und Ramsden sind Zweilinser.
- Einige Formulierungen erweitert, überarbeitet

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