Fallstricke und Möglichkeiten

In diesem Artikel wollen wir die verschiedenen Möglichkeiten vorstellen, um das Bild zu vergrößern oder mit einer Kamera schnell und unkompliziert durch das Okular zu fotografieren. Diese Techniken sind sowohl für die Fotografie von Mond und Planeten interessant als auch für alle, die durch ein Okular fotografieren wollen – zum Beispiel für die Naturfotografie durch ein Spektiv. "Näher ran" ist das Ziel vieler Fotografen. Mit anderen Worten: Eine möglichst lange Brennweite, um die Objekte möglichst groß auf dem Sensor abzubilden. Als praktische Faustregel für Astronomen gilt, dass Sonne und Mond pro Meter Brennweite knapp einen Zentimeter groß abgebildet werden. Da langbrennweitige Teleskope rasch sehr unhandlich werden oder zumindest eine sehr schwere Montierung brauchen, kann man – gerade als Amateur – schlecht zum größtmöglichen Teleskop greifen. Ein 14" Schmidt-Cassegrain mit 3900 mm Brennweite, wie es auf vielen Volkssternwarten steht, ist für die meisten wohl das langbrennweitigste Gerät, auf das sie zumindest über eine Vereinsmitgliedschaft zugreifen können. Wie kommt man also näher ran? Die Antwort ist einfach: Nachvergrößern. Das geht entweder mit Barlowlinsen oder für größere Verlängerungsfaktoren mit der Fotografie durch ein Okular (Lesen Sie hier unseren Blog zu: "Barlowlinsen, ihre Vergrößerungsfaktoren und Abstände") – was unter dem Namen Digiscoping oder Digiskopie gerne genutzt wird, um durch ein Spektiv zu fotografieren und so das Geld für in teures Teleobjektiv zu sparen. Eine andere Kamera mit Cropfaktor bzw. kleinerem Sensor ist dagegen sinnlos, wenn es wirklich um mehr Vergrößerung geht.

Mythos Crop-Faktor

Gerade Einsteiger werden immer wieder vom Begriff des Crop-Faktors verwirrt. Das 100-mm-Objektiv einer Vollformat-Kamera soll an einer APS-C-Kamera auf einmal 160 mm und an einer Micro-Fourthirds (MFT) Kamera sogar 200 mm Brennweite haben! Das ist natürlich Blödsinn: Ein Kameraobjektiv oder ein Teleskop hat immer die selbe Brennweite, egal was für eine Kamera dahinter sitzt. Nur weil der Sensor einer MFT-Kamera nur halb so groß ist wie der einer Vollformat-DSLR, ändern sich weder Brennweite noch Öffnungsverhältnis (Lichtstärke) des Objektivs. Lediglich der Bildausschnitt ist kleiner. Wenn nun beide Kameras die selbe Auflösung (Pixelgröße) haben und das Bild in voller Auflösung dargestellt wird, zeigt die Vollformatkamera bei 100%-Darstellung nur ein größeres Bildfeld und die kleinere Kamera einen Ausschnitt davon – beides aber in identischer Auflösung bzw. gleichem Maßstab. Es hilft auch nicht, das kleinere Bild auf das der Vollformat-Kamera zu vergrößern: Dadurch werden keine neuen Details aufgelöst. Der Cropfaktor gibt also nicht an, wie groß die Brennweite wirklich ist, sondern nur, wie groß der Bildausschnittt ("Crop" oder Beschnitt) eines kleineren Sensors im Vergleich dazu ist, wenn das Objektiv an einer Vollformatkamera benutzt wird. Da bei der Fotografie durch ein Teleskop oder gar Okular sehr hohe Brennweiten verwendet werden, bringt der Vergleich mit einer Vollformatkamera eher wenig – hier ist es sinnvoller, das Bildfeld in Grad anzugeben, bzw. den Abbildungsmaßstab. Bei der Fotografie durch ein Okular hängt die Effektivbrennweite (also die Gesamtbrennweite des Systems) auch vom Abstand des Okulars ab. Mehr zur Berechnung der resultierenden Effektivbrennweite finden Sie weiter unten. Übrigens sollten Sie nicht beliebig hoch vergrößern: Irgendwann setzt das Auflösungsvermögen des Teleskops zusammen mit der Pixelgröße der Kamera der erreichbaren Vergrößerung Grenzen. Für viele Planetenkameras wird die optimale Auflösung bei einem Öffnungsverhältnis von etwa f/30 erreicht; höhere Vergrößerung bläht das Bild nur auf – genau wie auch bei der Beobachtung mit einem Okular die Höchstvergrößerung von der Öffnung des Teleskops abhängt.

Okularprojektion – die Systemkamera am Okular

Bei der visuellen Beobachtung kann man durch den Einsatz einer Barlowlinse an einem festbrennweitigen Okular eine höhere Vergrößerung erzielen. Im Prinzip macht man bei der Okularprojektion nichts anderes als bei der Beobachtung mit einer Barlowlinse: Man schaltet eine Optik dazwischen, die die Effektivbrennweite des Objektivs (bzw. des Okulars) steigert. Barlowlinsen verlängern die Brennweite in der Regel um den Faktor zwei bis drei. Sie sind meist für die Anwendung mit Okulare ausgelegt, der Faktor hängt dabei auch vom Abstand der Feldblende des Okulars bzw. im Falle einer Kamera der Bildebene zur Barlowlinse ab. Wenn man den Abstand vergrößert, verlängert man auch die Effektivbrennweite bzw. den Bildmaßstab. In gewissen Grenzen kann eine Barlowlinse so auch mit verschiedenen Vergrößerungsfaktoren verwendet werden. Konsequent wird das bei der modularen Barlowlinse VIP, modular, visuell und fotografisch (2x) (#2406101 , € 228,- ) umgesetzt: Fotografisch kann das Barlowelement direkt vor die Kamera gesetzt werden und liefert so den gewünschten zweifachen Verlängerungsfaktor; der Abstand kann insbesondere visuell mit weiteren T-2-Zwischenringen variiert werden.

Die Vergrößerung errechnet sich dabei aus dem Abstand des Barlowelements zur Feldblende des Okulars mit folgender Formel:

1 + (Abstand [mm] / 64 [mm]) = Vergrößerung [x]

Die Feldblende eines 1,25"-Okulars liegt meist etwa am Übergang des Okularkörpers zur Steckhülse bzw. am äußeren Ende der Okularklemme. Natürlich funktioniert eine Barlowlinse am besten, wenn Sie nahe der Spezifikationen eingesetzt wird, für die sie berechnet wurde. Wenn man zu sehr davon abweicht, bricht die Bildqualität irgendwann ein, meist beginnend am Rand. Speziell für die Fotografie mit Mittelformatkameras mit 90 mm Bildkreis wurde der FFC ( FFC – Fluorit Flatfield Converter (3x-8x Barlowlinse) (#2458200 , € 730,- ) ) entwickelt, der drei- bis achtfache Brennweitenverlängerung ermöglicht. Da er für den fotografischen Einsatz ausgelegt wurde, liefert er das nötige ebene Bildfeld – und zwar auch für sehr große Sensoren! Die Linsen liefern auch die unabdingbare hohe Auflösung, damit das Bild nicht matschig wird. Die "weltbeste Barlowlinse" hat natürlich ihren Preis – aber dafür gibt es auch die zehnfache Linienauflösung z.B. eines Zeiss Abbe Okulars. Gerade in Amateurkreisen, wo das Budget für einen FFC nicht sofort vorhanden ist oder erst einmal mit der Technik experimentiert werden soll, hat sich die Okularprojektion seit Jahrzehnten etabliert. Statt einer Barlowlinse wird für höhere Vergrößerungen einfach ein Okular eingesetzt. Dabei sollte die Kamera nicht direkt hinter das Okular gesetzt, sondern in einigem Abstand platziert werden. Letztlich ist ein Okular dafür ausgelegt, im Zusammenspiel mit unserer Pupille ein schönes Bild auf unsere gebogene Netzhaut zu projizieren, und ist nicht für den ebenen Kamerasensor gerechnet. Wenn die Kamera zu nahe am Okular ist, wird das Bild daher an den Rändern stark verzerrt. Je größer der Sensor ist, desto weiter muss er vom Okular entfernt sein. Dabei wird das Bild zusätzlich vergrößert – schon ein Okular mit mittlerer Brennweite bringt Sie so rasch in den Bereich der Höchstvergrößerung.

Als Richtwert benötigt eine Vollformat-DSLR rund 95 mm Abstand, eine APS-C-Kamera 85 mm und für MFT haben sich 70 mm bewährt. Bei einer Spiegelreflexkamera mit Standard T-Ring sitzt der Sensor 55 mm tief im Gehäuse (das "Auflagemaß"), sodass man mit einer 40 mm T-2-Verlängerung bereits auf der sicheren Seite ist. Bei spiegellosen Systemkameras sind weitere Verlängerungshülsen nötig, um auf den Mindestabstand zu kommen. Alternativ können Sie natürlich auch nur den scharfen Ausschnitt des Bilds verwenden. Die effektive Brennweite errechnet sich aus der Vergrößerung des Okulars (die sich aus seiner Brennweite und der des Objektivs ergibt) und dem Abstand a zwischen Okular und Sensor wie folgt:

f_Äquivalenz = f_Spektiv × ((a/f_Oku)-1)

Um das Kameragehäuse hinter dem Okular zu befestigen, wurden jahrelang variable Projektionsadapter verwendet. Dabei wird das Okular in ein Hülsensystem eingesetzt, an dessen Ende ein T-Gewinde ist. Teleskopseitig gibt es entweder ein Schraubgewinde oder eine normale Steckhülse. Der Abstand zur Kamera (und damit der Projektionsabstand) wird entweder durch Verschieben von zwei Hülsen eingestellt (was je nach Gewicht der Kamera und Fertigungspräzision des Adapters zu Verkippung führen kann) oder durch zusätzliche Verlängerungshülsen. Der OPFA - Okular-Projektions Fokal Adapter (I - VII) (verschiedene Versionen erhältlich) von Baader Planetarium setzt auf stabile Schraubverbindungen und kann sogar an Teleskope geschraubt werden, die ein Gewinde am Okularauszug haben. So ist das System gegen Verkippung ebenso gesichert wie gegen seitliches Streulicht. Diese Adapter haben nur eine Beschränkung: Ihr Innendurchmesser beschränkt den Durchmesser der verwendbaren Okulare. Was mit klassischen orthoskopischen oder Plössl-Okularen wunderbar funktioniert, stößt mit modernen Weitwinkelokularen sprichwörtlich an seine Grenzen. In den OPFA z.B. passen Okulare bis 38 mm Außendurchmesser. Daher haben die Baader Planetarium Hyperion- und Morpheus-Weitwinkelokulare von ein Anschlussgewinde an der Augenseite. Das M43-Gewinde lässt Platz für eine extragroße Augenlinse und kann mit dem Adapter M43i auf T-2a – für Hyperion® / Morpheus Okulare (#2958080 , € 19,- ) in ein T-2-Gewinde umgewandet werden. Andere Okulare wie die Zoom-Okulare mancher Celestron-Spektive haben direkt ein T-Gewinde (bei entsprechend kleinerer Augenlinse). So wird die Kamera stabil und verkippungssicher am Okular befestigt; die 2"-Steckhülse der Okulare bietet einen festen Halt im Okularauszug. Fokussiert wird dann ganz einfach über den Sucher bzw. das Display der Kamera, am besten mit Digitalzoom. Damit Sie ein Bild sehen, müssen Sie wahrscheinlich den Autofokus ausschalten und den manuellen Modus oder die Belichtungsautomatik auswählen. Da es keine Objektivelektronik gibt, mit der die Kamera kommunizieren kann, löst sie sonst eventuell gar nicht erst aus. Fernauslöser oder Selbstauslöser bzw. Intervallfunktion und ggf. Spiegelvorauslösung vermeiden unnötige Erschütterungen. Bei der Wahl des Projektionsokulars sind ein paar Dinge zu beachten – nicht nur Selbstverständlichkeiten wie eine möglichst gute optische Qualität und ggf. Durchmesser oder Anschlussgewinde. Besonders wichtig ist die Brennweite. Greifen Sie einmal kurz zum Taschenrechner und überschlagen Sie, auf welche Effektivbrennweite Sie kommen. Extrem große Brennweiten bringen nichts, da Sie sowohl durch die Luftunruhe als auch das Auflösungsvermögen des Teleskops begrenzt sind. Und durch den nötigen Abstand erzielen Sie ohnehin rasch hohe Effektivbrennweiten. Gerade für den Anfang sollten Sie ruhig mit längeren Okularbrennweiten bzw. nicht ganz so extremen Effektivbrennweiten arbeiten. Vergessen Sie nicht, dass mit der Effektiv-Brennweite auch Öffnungsverhältnis und Belichtungszeit steigen. Mit modernen, immer rauschärmeren Kameras lassen sich auch bei der Okularprojektion kurze Belichtungszeiten erreichen. Viele Planetenkameras reizen das Auflösungsvermögen eines Teleskops bei etwa f/30 optimal aus, mit kleineren Pixeln wird das Optimum bereits bei schnelleren Öffnungsverhältnissen erreicht, während die großen Pixel einer DSLR auch eine noch größere Brennweitenverlängerung vertragen.

Digiskopie / Afokale Fotografie – Kompaktkamera und Handy am Okular

Was aus einem Notbehelf geboren war – eine bezahlbare Kompaktkamera mit Objektiv statt einer teuren DSLR hinter das Okular zu halten – macht eigentlich genau das, was wir beim Blick durch's Okular auch machen: Eine Optik (das Kameraobjektiv bzw. die Pupille) hinter das Okular halten und das Bild auf den Kamerasensor bzw. die Netzhaut projizieren. Diese Technik ist als afokale Fotografie altbekannt und erlebt seit einigen Jahren vor allem bei Naturfotografen und Vogelbeobachtern eine Renaissance. Auch wenn man dadurch noch mehr Linsen und somit mögliche Bildfehler in den Lichtweg bringt, sind doch ebenfalls sehr schöne Bilder möglich – und vor allem mit sehr geringem Aufwand. Im Prinzip muss man nur das Kameraobjektiv nahe an das Okular halten (etwa in dem Abstand, der dem Augenabstand des Okulars entspricht), ohne dass die Linsen einander berühren und verkratzen, die optischen Achsen aufeinander ausrichten (also die Kamera mittig und gerade auf das Okular halten), und abdrücken. Wenn das Okular für das Auge scharf gestellt wurde, übernimmt der Autofokus der Kamera den Rest. Klingt einfach? Ist es mit ein wenig Übung auch. Freihand geht es leichter, wenn Sie das Kameraobjektiv vorne festhalten. Für ein Smartphone können Sie auch die Augenmuschel des Okulars als Auflage verwenden. Damit das Bild auch formatfüllend ist, müssen Sie noch ein wenig einzoomen oder ein leichtes Teleobjektiv verwenden, ansonsten sieht das Kameraobjektiv am Okular vorbei, und das Motiv ist wie auf uralten Fotografien von einem runden, schwarzen Rand umgeben. Daher bieten sich auch Weitwinkelokulare mit großer Augenlinse an. Einen Vorteil hat der schwarze Rand aber: Er zeigt Ihnen, ob Sie die Kamera schief halten. Wenn er rundum scharf ist, ist die Kamera korrekt ausgerichtet, andernfalls wird er an einer Seite unscharf. Komfortabler als freihand geht es mit einem Digiskopie-Adapter. Leichtere Kompaktkameras lassen sich mit dem Microstage II Digiscoping Adapter (#2450330 , € 55,- ) exakt hinter dem Okular positionieren und zur Seite klappen, um rasch durch das Okular zu schauen. Für die meisten Smartphones bietet der Celestron NexYZ Smartphone-Halter die optimalen Einstellmöglichkeiten; über die Stellschrauben lässt sich nicht nur die Position über dem Okular einstellen, sondern – anders als bei günstigeren Modellen – auch der Abstand zum Okular, um die optimale Ausleuchtung zu erreichen. Mit Adapter lassen sich auch Selbst- oder Fernauslöser nutzen. Besonders angenehm ist heute die Option einiger Kameras, das Bild per Funk zu übertragen – so kann die Kamera bequem aus dem Schatten gesteuert werden. Die ersten Kameraapps unterstützen sogar schon das Live-Stacking, also das Addieren mehrerer Aufnahmen in Echtzeit. So sind am Handy mittlerweile Aufnahmetechniken möglich, die man nur von großen Kameras mit Nachbearbeitung am PC kennt!
Nicht zuletzt bei Tagbeobachtungen ist ein Streulichtschutz interessant. Das SP54-Gewinde der Hyperion-Okulare lässt sich mit dem Adapter M43i auf SP54a – für Morpheus® Okulare (#2954251 , € 31,- ) auch an den Morpheus-Okularen nutzen. Vom SP54-Gewinde wiederum kann das Okular mittels der Hyperion DT-Ringe auf das Filtergewinde eine Kamera adaptiert werden (Kameras mit M43-Gewinde lassen sich sogar direkt adaptieren; der M43/M43-Distanzring wird zusätzlich empfohlen). So ist eine lichtdichte, stabile und perfekt zentrierte Kamera-Adaption möglich. Vergessen Sie nur nicht, dass dann das gesamte Gewicht der Kamera am Filtergewinde hängt, was Objektiv und Gewinde aushalten müssen. Nicht jede Kamera bzw. jeder Fokusmotor verträgt diesen Aufbau. Robuste, leichte Kameras sind hier im Vorteil, auch Videokameras/Camcorder werden so gerne angeschlossen – sei es, um eine Planetenbedeckung durch den Mond oder die Fütterungszeit in einem Vogelnest aufzunehmen.

Fazit

Obwohl ein Teleskop fotografisch einem Festbrennweitenobjektiv entspricht, sind Sie noch lange nicht auf eine Brennweite festgelegt. Mit der afokalen Fotografie bzw. Digiskopie ist es mit wenig Aufwand möglich, durch das Okular zu fotografieren. Mit einer Digi-Klemme oder einem Smartphone-Adapter können auch längere Belichtungszeiten realisiert werden. Damit ist diese Methode ideal für Schnappschüsse, die den Blick durch das Okular festhalten – liefert mit etwas Übung aber auch Bilder mit sehr guter Qualität. Wer höchste Vergrößerungen aus seinem Teleskop herausholen will oder eine Systemkamera besitzt, erzielt mittels Okularprojektion mit weniger Linsen höhere Vergrößerungen. Bei der stabilen Verschraubung des Kameragehäuses mit dem Okular werden Streulicht und Verkippung ausgeschlossen, und Sie können bei der Mond- und Planetenfotografie die Grenzen Ihres Systems ausreizen. Mehr zum Thema erfahren sie in dem Buch Digiskopie, das der Autor auf Amazon veröffentlicht hat.