Funktionsweise einer Lochkamera

Ähnlich einer optischen Linse erzeugt ein kleines Loch auf einer Projektionsfläche ein Abbild von angestrahlten Gegenständen. Die Schemazeichung rechts zeigt exemplarisch zwei Strahlenbündel, die von zwei Punkten eines Gegenstandsins Loch eintreten. Der kleine Durchmesser des Lochs beschränkt die Bündel auf einen kleinen Öffnungswinkel und hebt die Überlappung der Lichtstrahlen auf. Strahlen vom oberen Bereich eines Gegenstands fallen auf den unteren Rand der Projektionsfläche, Strahlen vom unteren Bereich werden nach oben weitergeleitet. Auf der Rückwand entsteht ein unscharfes, aber verzeichnungsfreies, Bild.

Da das Bild sehr lichtschwach ist, kann es ca. bei ausreichender Abdunkelung der Umgebung beobachtet werden. Dies geschieht zu dem Beispiel durch ein Tuch, das das Umgebungslicht außerhalb der halbtransparenten Rückwand abhält. Oder der Beobachter begibt sich selbst in die Kammer, wobei die Akkomodation an die Dunkelheit die Beobachtung erleichtert.

Verkleinert man den Durchmesser D (s.u.) des Lochs, werden die Strahlenbündel und das Abbild schärfer, die Lichtstärke nimmt ab. Der Grenzwert ist erreicht, wenn das Loch die Größenordnung der Strahlungs-Wellenlänge erreicht. Die Beugungserscheinungen setzen bei Licht bei ca. 0.5μm ein.

Der Abstand der Projektionsfläche zur Öffnung bestimmt die Brennweite f. Der Quotient f/D beschreibt wie bei einem Objektiv die Lichtstärke (Blende). Hat beispielsweise das Loch einen Durchmesser von 0.1 mm und die Kammer eine Größe von 100 mm, bildet die Kamera Bilder mit hoher Schärfe ab, aber ca. mit einer Lichtstärke von 1000. Eine Vergrößerung des Lochs auf 1 mm verringert die Belichtungszeit um den Faktor 100, bei einer Blende von 100. Zu dem Vergleich: ein Kleinbild-Kameraobjektiv besitzt eine Lichtstärke von 2-3.

Lochblenden werden als abbildende Linsen für Röntgenstrahlung eingesetzt. Anders als für Licht gibt es für diese kurzwellige Strahlung keine Materialien mit geeignetem Brechungsindex, aus dem sich Linsen herstellen ließen.

Camera Obscura

Pseudo-Aristoteles (??) beschrieb in der apokryphen Schrift Problemata physica (??) zum ersten Mal die Erzeugung eines auf dem Kopf stehenden Bildes, wenn das Licht durch ein kleines Loch in einen dunklen Raum fällt. Vom Ende des 13. Jahrhundert an wurde die Camera Obscura von Astronomen zur Beobachtung von Sonnenflecken und Sonnenfinsternissen benutzt, um nicht mit bloßem Augeins helle Licht der Sonne blicken zu müssen. Roger Bacon baute für Sonnenbeobachtungen die ersten Apparate in Form einer Camera Obscura. Leonardo da Vinci behandelte den Strahlengang und stellte fest, das dieses Prinzip in der Natur beim Auge wieder zu finden ist.

Nachdem es in dem Mittelalter gelang, Linsen zu schleifen, ersetzte man das kleine Loch durch eine größere Linse. Diese verbesserte Kamera beschrieb 1568 der Venezianer Daniele Barbaro in seinem Werk La pratica della prospeltiva Im Jahre 1686 konstruierte Johannes Zahn eine transportable Camera Obscura. Ein Spiegel, der in dem Winkel von 45 Grad zur Linse in dem Inneren der Kamera angebracht war, projizierte das Bild nach oben auf eine Mattscheibe und konnte so bequem abgezeichnet werden. Darum wurde die Camera Obscura von Malern vor der Fotografie gern als Zeichenhilfe genutzt. Man konnte in ihr die Landschaft auf Papier abmalen und dabei alle Proportionen richtig wiedergeben. Bekanntestes Beispiel ist der Maler Canaletto mit seinen berühmten Gemälden von Dresden und Warschau. Der Astronom Johannes Kepler nutzte ebenfalls eine Camera Obscura.

Foto, aufgenommen mit einer Lochkamera-Gehäuse aus Zement

Lochkameras lassen sich aus Getränke- oder Keksdosen bauen, aber auch Wassertonnen oder Baucontainer werden als "Kamera" benutzt.

Das Beispielbild rechts stammt aus einer Kamera, deren Gehäuse aus Zement gegossen wurde.== Bekannte Einrichtungen ==

• Camera Obscura auf dem Berg Oybin bei Zittau, Erbauung 1852, Erneuerung 1980-83, 360° Rundumblick, Besonderheit: Projektionsleinwand ist das Dach eines Trabants.
• Camera Obscura in Hainichen bei Freiberg, Erbauung 1883 Erneuerung 1985
• Camera Obscura in Mülheim an der Ruhr 1992
• Camera Obscura in Edinburgh,Dumfries und Greenwich/London in Großbritannien
• Camera Obscura in San Francisco in den Vereinigte Staaten Amerika
• Camera Obscura in Grahamstown in Südafrika
• Camera Obscura in Eger in Ungarn (Damit wurden bereits 1552 die anstürmenden Türken beobachtet.)
• Camera Obscura in der Budapester Universität
• Camera Obscura in der Moskauer Lomonossow-Universität

• Camera lucida

Deutschsprachig:

• Reinhard Merz und Dieter Findeisen: Fotografieren mit der selbstgebauten Lochkamera, Augustus Verlag, Augsburg, 1997, ISBN 3-8043-5112-3
• Peter Olpe: Die Lochkamera - Funktion und Selbstbau, Lindemanns Verlag, Stuttgart 1995, ISBN 3-928126-62-8
• Thomas Bachler: Arbeiten mit der Camera obscura, Lindemanns 2001, ISBN 3895062227
• Peter Olpe: Lochkamera. Lindemanns 2001. ISBN 3895061727
• Ulrich Clamor Schmidt-Ploch. Die Lochkamera. Abbildungsoptimierung. Physikalische Hintergründe. BoD GmbH, Norderstedt 2001. ISBN 3831112614

Englischsprachig:

• Adam Fuss: Pinhole Photographs (Smithsonian Photographers at Work), Smithsonian Institution Press ISBN 1560986220
• Thomas Harding: One Room Schoolhouses of Arkansas as Seen through a Pinhole, University of Arkansas Press ISBN 1557282714 ISBN 1557282722
• Hans Knuchel: Camera Obscura Lars Mueller Edition, Baden 1992, ISBN 3-906700-49-6
• John Warren Oakes: Minimal Aperture Photography Using Pinhole Cameras, ISBN 0819153702 & 0819153699
• Eric Renner, Center For Contemporary Arts Staff (Editor): International Pinhole Photography Exhibition, Center for Contemporary Arts of Santa Fe, ISBN 0929762010
• Eric Renner: Pinhole Photography: Rediscovering a Historic Technique, (Second edition, 1999), Focal Press, Butterworth-Heinemann, Newton, MA, Vereinigte Staaten Amerika ISBN 0-240-80350-7
• Jim Shull: The Hole Thing. A Manual of Pinhole Photography, Morgan & Morgan , Inc., New York 1974, ISBN 0-87100-047-4
• Lauren Smith, Pinhole Vision I, LBS Produc ISBN 0960779604
• Lauren Smith: Pinhole Vision II, LBS Produc ISBN: 0-96079612
• Lauren Smith: The Visionary Pinhole, Gibbs M. Smith, Inc., Peregrine Smith Books, Salt Lake City, 1985, ISBN 0-87905-206== Weblinks ==

• http://www.sachsen-freizeit.de/CO/camera.html
• http://brightbytes.com/cosite/cohome.html Vieles zur Camera Obscura mit Bilder aus Vereinigte Staaten Amerika und UK (engl.)
• http://www.cameraobscura.ch/ Ein sehenswertes Schweizer Camera Obscura Projekt
• http://www.horizonte-team.de/fortbildungen/obscura/index.htm
• http://bauwagenkamera.de/ Der Fotograf Thorsten Berndt nutzt einen Bauwagen als Camera Obscura
• Dieters Lochkamera Seite (http://www.die-lochkamera.de/f_was.htm) - Umfassende Informationen zu Lochkameras, mit FAQ, Bauanleitung und Mailingliste; von Dieter Bublitz.
• Lochkamera-Bauanleitung (http://www.gamb.de/photo/loch-k.htm) von Manfred Baierl.
• Camera obscura als Thema im Unterricht/Bildungsserver Brandenburg (http://www.bildung-brandenburg.de/bbs/schule/faecher/sek1/kunst/camera/)
• Die Lochkamera im Sachunterricht der Grundschule (http://home.arcor.de/lochkamera/index.htm) von Frank Große Entrup.
• Lochkamera - Panorama - Photographie (http://www.jochen-reincke.de/index.htm) von Jochen Reincke mit einer Bauanleitung für eine 150-Grad-Panorama-Lochkamera, Belichtung von Photopapier etc.

en:Camera obscura