Kamera
Optik
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Basiswissen
Eine Kamera ist ein Gerät, das Bilder von der Außenwelt auf eine kleine Platte in einer Kiste projizieren kann. Die Platte kann die Bilder dann zum Beispiel chemisch oder elektronisch festhalten. Das Wort Kamera heißt wörtlich Zimmer und deutet die Ursprünge der Technik an, nämlich die Camera obscura. In einer Camera obscura oder auch einer Lochkamera fällt das Licht durch ein festes Loch in den Innenraum. Bei einer Linsenkamera wird das Loch stark vergrößert und mit einer Linse ausgefüllt.
Bauarten
Camera obscura
Als Camera obscura, auf Deutsch so viel wie dunkle Kammer, bezeichnet man ein von innen begehbares Zimmer (Zimmer ≙ Kammer) mit einem meist kreisförmigen Loch hin zu Außenwelt. Dieses Loch kann einige Zentimeter groß im Durchmesser sein. Durch das kleine Loch gelangt das Licht von der Außenwelt in die Kammer. Auf der Seite gegenüber dem Loch entsteht dann ein recht großes, verblüffend scharfes, farbiges und gegebenfalls auch bewegtes Abbild der Umwelt. Bis auf das Licht aus dem Loch sollte die Kammer keine weiteren Lichtquellen (Lampen, Fenster) haben, sodass das Bild des Lichts von Lochöffnung gut zu erkennen ist. Mit Hilfe einer solchen Camera obscura lässt sich die Logik der Strahloptik besonders gut und einfach verstehen. Siehe mehr unter 👉 Camera obscura
Lochkamera
Eine Lochkamera ist im Prinzip eine Camera obscura verkleinert bis hin zu einer tragbaren Kiste. Die so verkleinerte Kammer nennt man dann Kameragehäuse. Da man das Gehäuse wegen seiner Kleinheit nicht mehr von innen betreten kann, kann man das im Inneren erzeugte Bild erst einmal nicht mehr sehen. Um es sichtbar zu machen, kann man an die Seite wo das Bild entsteht die Wand des Gehäuses durch einen Projektionsschirm aus Butterbrotpapier oder diffus streuendem Glas (Milchglas) ersetzen.
- Sehr einfache Bauweise
- Scharfe Bilder für jede 👉 Gegenstandsweite
- Für reine Betrachtung Projektionsschirm aus Glas
- Für Aufzeichnung: Photoplatte oder elektronischer Bildsensor
- Bilder eher dunkel, wegen Kleinheit des Lochs
Ist das Loch klein genug, entsteht auf dem Schirm ein scharfes Bild der Umwelt. Dabei werden alle Gegenstände von außerhalb der Kamera scharf abgebildet. Lochkameras haben ein große Tiefenschärfe. Anders als bei der Linsenkamera hängt die Schärfe nicht vom Abstand zwischen Kamera und Objekt ab. Siehe auch 👉 Lochkamera
Linsenkamera
Eine Linsenkamera ist wie eine Lochkamera mit stark vergrößertem Loch, in das eine optische Sammellinse eingebaut wird. Der große Vorteil einer solchen Linsenkamera ist, dass sie wegen der größeren Öffnung zur Außenwelt hin auch wesentlich mehr Licht für das zu erzeugende Bild einsammelt. Die Bilder werden dadurch deutlich heller.
- Vergrößertes Loch mit Linse
- Scharf nur für bestimmte 👉 Gegenstandsweite
- Für reine Betrachtung Projektionsschirm aus Glas
- Für Aufzeichnung: Photoplatte oder elektronischer Bildsensor
- Bilder heller als bei Lochkamera
Bei einer Linsenkamera entstehen aber keine scharfen Bilder mehr für Objekte in verschiedenen Entfernungen zur Kamera. Ob ein Objekt der Außenwelt scharf auf der Projektionsfläche abgebildet wird, hängt dann auch noch vom richtigen Abstand der Linse zur Projektionsfläche ab. Aus diesem Grund wird die Linse oft so eingebaut, dass ihr Abstand zur Projektionsfläche bequem verändert werden kann. Siehe mehr unter 👉 Linsenkamera
In der Tierwelt
Sowohl Lochkameras als auch Linsenkameras haben ihre Entsprechnung in der Welt der Tiere. Oktopusse zum Beispiel haben Augen, die im Prinzip wie eine Lochkamera funktionieren. Manche Muscheln und die meisten Wirbeltiere hingegen haben echte Linsenaugen. Einen ganz ganz anderen Weg aber sind die Gliederfüßer und Würmer gegangen. Viele Arten aus diesen Tierstämmen haben Augen die man Ommatiden bezeichnet.
- Zum Beispiel ein Oktopus 👉 Lochauge
- Zum Beispiel Säugetiere 👉 Linsenauge
In der Tierwelt gibt es darüberhinaus noch viele weitere Formen von Augen, etwa Spiegelaugen bei Kammmuscheln, Hummern oder Langusten, die Grubenaugen von Napfschnecken und Ringelwürmern oder die noch einfacheren Becheraugen bei Fadenwürmern oder Nesseltieren wie der Kompassqualle. Siehe auch 👉 Augen