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Lochkamera: Camera Obscura
Eine Lochkamera ist die einfachste und zugleich älteste Bauform der Kamera. Bei dieser Kameravariante wird das Objektiv durch ein kleines Loch ersetzt, das den selben Bündelungseffekt hat wie ein Objektiv.  
1. Einleitung
2. Bilder
3. Bau einer Panorama-Lochkamera
3.1. Grundlegende Berechnungen / Betrachtungen
3.2. Bau der Lochkamera
4. Filme für die Lochkamera
4.1. Schwarz-Weiß Filme
4.2. Fotosatzfilm
4.2. Fotopapier
5. Belichtungszeiten
 
1) Einleitung:
Die Lochkamera ist die älteste Bauform einer Kamera überhaupt. Das Objektiv ist lediglich ein kleines Loch in einer Metallfolie. Der Kamerakörper besteht aus einem einfachen, aber lichtdichtes Gehäuse aus Holz, Metall oder Plastik.
Der Blendenwert hängt von der Größe des Loches in der Metallfolie ab. Er schwankt in der Regel von Blende 50 bis Blende 200. Aufgrund der Lichtbeugung an der kleinen Öffnung, werden die Bilder nie ganz scharf. Dafür erstreckt sich der Tiefenschärfebereich über den gesamten sichtbaren Bereich.
 
2) Bilder:

 
Alle Bilder die sich in der Datenbank zu diesem Thema finden.
 
3) Bau einer Panorama-Lochkamera:
3.1) Grundlegende Berechnungen / Betrachtungen:
Man kann einfach wild drauf los basteln - das ist die einfachste Methode und funktioniert auch meistens.

Um die Zusammenhänge zu verstehen und optimale Ergebnisse zu erzielen, sollte man sich vor dem Bau der Lochkamera etwas mit der Theorie beschäftigen.
Das schützt vor grundlegend falschen Konstruktionen. Es ersetzt aber nicht eine Menge Handarbeit und eigene Versuche!
 

Schemazeichnung einer Lochkamera

Das Abbildungsgesetz:
Die Lochkamera ordnet jedem lichtausstrahlenden Punkt des Gegenstandes einen Lichtfleck auf dem Film zu.
Das Verhältnis von Bildgröße zu Gegenstandsgröße ist dasselbe wie das von Bildweite zu Gegenstandsweite:

Bildgröße / Gegenstandsgröße = Bildweite / Gegenstandsweite


Der Abbildungsmaßstab:
Das Verhältnis von Bildgröße B zu Gegenstandsgröße G nennt man den Abbildungsmaßstab A.

Abbildungsmaßstab = Bildweite / Gegenstandsgröße

Brennweite/Bildweite:

Die Brennweite (eigentlich: Bildweite) ist der Abstand zwischen Filmebene und Loch.

Optimale Lochgröße:
Das schärfste Bild wird normalerweise bei der optimalen Lochgröße für die eingegebene Brennweite erzielt.
optimale Lochgröße = 0,037 * (Brennweite)

-  Je größer die Blendenöffnung, desto heller aber unschärfer wird das Bild.
-  Je kleiner das Loch ist, desto dunkler aber schärfer wird das Bild

Optimale Brennweite (Bildweite)

Das schärfste Bild wird normalerweise bei der optimalen Brennweite für die eingegebene Lochgröße erreicht.
optimale Brennweite = (Lochgröße / 0,037)²

Blende
Die Blende ist der Quotient aus Lochgröße und Brennweite/Bildweite. Blenden mit größerem Zahlenwert sind kleinere Löcher.
Blende = Brennweite / Lochgröße

Filmformat
Das Filmformat ist die tatsächliche Bildgröße gemessen auf dem Film. Normalerweise verwendet man die Diagonale des Bildes zur Berechnung des Bildwinkels.

Bildwinkel
Der Bildwinkel bestimmt den Ausschnitt des Objekts, den man auf dem Film erhält. Bildwinkel um 40 Grad werden als Normalansicht angesehen und entsprechen etwa dem natürlichen Seheindruck.
Bildwinkel über 50 Grad werden als Weitwinkel, unter etwa 30 Grad als Teleansicht bezeichnet.
Bildwinkel = 2 * arctan(Filmformat / (2 * Brennweite))

Bildkreis
Der Bildkreis ist der Durchmesser des Lichtkegels, den das Loch Richtung Film projeziert. Der Bildkreis sollte im Abstand des Films größer als das Filmformat sein, um Vignettierung zu vermeiden. Nachstehende Formel geht von einem erfahrungsgemäß maximal nutzbaren Bildwinkel von 125° aus.
Bildkreis = Brennweite * 3.84
 
3.2) Bau der Lochkamera:
Wer sich nicht mit käuflichen und teileweise horrend teuren Modellen abgeben möchte, kann sich die Kamera mit wenig Aufwand selbst herstellen.
Auf diese Weise beruhen die Bilder komplett auf der eigenen Leistung.
Mein Ziel war es jedenfalls eine "alltagstaugliche" Panoramalochkamera aus haushaltsüblichen bzw. im Baumarkt erhältlichen Materialien zu konstruieren und zu bauen.

Nach vielen Versuchen mit "einschüssigen" Lochkameras, habe ich mich entschlossen eine 8-fach Lochkamera zu bauen. Das gibt einem die Möglichkeit von einem Motiv mehrere Aufnahmen mit verschiedenen Belichtungszeiten zu machen.
Basis war eine billige Werkzeugkiste aus dem Baumarkt. Als Filmhalterung diente ein 3" -iges Plastikrohr.
 

 
Um Reflektionen zu unterdrücken wurde der Deckel der Werkzeugkiste mit schwarzem Filz verkleidet, der Körper mit schwarzem Tonpapier.
Dabei muß sehr sorgfältig gearbeitet werden, da bereits kleinste Reflektionen im Inneren der Kamera das Bild unbrauchbar machen würde.
Selbst Klebstoffreste die unter dem Tonpapier hervor schauen, erzeugen solche Reflexe.

 

 
Aus den Plastikrohren wurde ein Stück für den Lichtzutritt ausgesägt und sauber entgratet.
Die angehenden Filmhalterungen wurden innen ebenfalls mit schwarzem Tonpapier ausgekleidet.
Fixiert wurden die Filmhalterungen nur durch Schaumgummistücke. Ein festschrauben, Kleben oder ähnliches war nicht notwendig.

 
Das Loch auf das später die Lochblende geklebt wird, hat einen Durchmesser von 10mm. Um Reflektionen vom Rand der Bohrungen zu verhindern, und einen gewissen Schutz gegen Berührung zu bieten, wurde innen ein Tonpapierstück  aufgeklebt, das mit seinen 8 mm Durchmesser über das Loch in der Werkzeugkiste hinausragt.

 
Die Lochblende wird aus einem dünnen Aluminiumblech hergestellt.
Um ein 0,2 - 0,3 mm kleines Loch zu bekommen, wird mit einen Nähnadel eine kleine Delle in das Blech gedrückt. Die dabei auf der Rückseite entstandene "Beule" wird mit feinem Schmirgelleinen solange abgeschliffen, bis das Loch Vorschein kommt.
Entscheidend für die Qualität der Bilder ist, daß das Loch exakt rund ist und keinen Grat enthält. Durch mehrmaliges, beidseitiges hineinstechen der Nähnadel in das Loch, erhält man meist eine gute Qualität.
Um Reflektionen auf der Innenseite der Lochblende zu unterdrücken, wurde diese mit Ruß von einer Kerzenflamme geschwärzt.

(Wer es ganz genau haben will, kann sich über den Fachhandel Lochblenden kaufen, die mit einem Laser gebohrt wurden).


 
Der Verschluß für die Blenden wurde mit Magneten von einer Magnettafel realisiert. Damit die Magneten während des Transportes der Kamera nicht
verrutschen, werden diese mit Klebeband gesichert.
4) Filme für die Kamera:
4.1) Schwarz -Weiß Filme:
Normale 9x12 cm Schwarz-Weiß Planfilme sind das optimale Aufnahmematerial.
Diese lassen sich aufgrund der mechanischen Stabilität ihres Trägermaterials ohne Halterungen, unverrückbar in die Rohre stecken.
Für erste Tests habe ich den billigsten Planfilm genommen der derzeit auf dem Markt verfügbar ist.
Im meinem Fall war das ein ADOX CHS 100 im Format 9x12 cm. Die Belichtungszeiten liegen bei diesem Film, Mittags bei klarem Himmel, bei etwa 90 Sekunden.
Bei bewölktem Himmel bei etwa 3 Minuten.
Entwickelt wurde er mit einem Kodak D76, 6min lang. Da das Material extrem kratzempfindlich ist, wurde dem Fixiermittel Härter zugesetzt.
Aber auch das unbelichtete, trockene Material ist so empfindlich gegen mechanische Beanspruchung, daß es fast immer zu Beschädigungen kam.

Nachdem ich reproduzierbare Ergebnisse erzielte, bin ich auf einen Ilford HP5 400 im Format 9x12 cm umzusteigen.
Dieser hat eine mechanisch stabilere Emulsion, die auch nicht verkratzt, wenn man beim be- und entladen der Dosenrand berührt.
Die Belichtungszeiten lagen tagsüber bei Sonnenschein bei etwa 15 sec.


 
4.2) Fotosatzfilm:
Eine preiswerte Alternative ist Fotosatzfilm. Dieser wird z.B. in 30 Meter Rollen und 30 cm Breite geliefert. Billige Restbestände tauchen gelegentlich bei eBay auf.
Zuschneiden muß man das Material dann selber.
Der Film hat eine sehr harte Gradation (Strichfilm) und ist für den roten Bereich sensibilisiert.
Bei grüner Dunkelkammerbeleuchtung kann man den Fotosatzfilm verarbeiten.
Die harte Gradation ist bei Lochkamera gar nicht mal so schlecht, da die Negative wegen der Lichtbeugung an der Blende ohnehin sehr "weich" sind.
 
4.3) Fotopapier:
Es kann auch gewöhnliches Fotopapier verwendet werden. Je nach Lichtempfindlichkeit auf Belichtungszeiten von 10-20 Minuten dauern.
Für die ersten Tests ist das aber sicherlich eine Alternative zu zu den horrend teuren Planfilmen.
 
5) Belichtungszeiten:
Folgende Vorgehensweise bezieht sich auf Schwarz-Weiß Negativfilme.
Es ist aber nur mittelschwierig, die korrekte Belichtungszeit für die Aufnahme zu ermitteln. Es genügen meist Erfahrungswerte oder die Angaben auf der Filmpackung, um brauchbare Ergebnisse zu bekommen.
Besser ist es natürlich, die erforderliche Belichtungszeit zu messen.
Dies kann mit dem Belichtungsmesser einer vorhandenen Spiegelreflexkamera oder einem Handbelichtungsmesser erfolgen.
Da man bei handelsüblichen Belichtungsmessern die hohen Blendenwerte von Lochkameras nicht mehr einstellen kann, muß man einen kleinen Umweg einschlagen.
Man mißt für eine bestimmte Blende x (z.B. Blende 16) und rechnet dann auf die Blende der Lochkamera wie folgt um:
Belichtungszeit = (Gemessene Zeit bei Blende x) * (Lochkamerablende / Blende x)
²

Beispiel:
Man mißt die Belichtung bei Blende 16, die Lochkamera hat aber Blende 200. Bei Blende 16 hat man eine erforderliche Belichtungszeit von 0,5 s gemessen. Daraus ergibt sich folgende Rechnung:

Erforderliche Belichtungszeit = 0,5 sek * (200/16)
² = 0,5 sek * 12,52 = 0,5 sek * 156,25 = 78 sek



 
(c) Juergen Schilling 11.01.2011