Eine Lochkamera ist eine sehr einfache optische Vorrichtung, mit der man eine von der "Camera obscura" abgeleitete Kamera herstellen kann. Es handelt sich dabei um ein Loch mit sehr kleinem Durchmesser, das in eine sehr dünne Platte gebohrt wird.

Funktionsprinzip

Eine Lochkamera ist ein Kasten, der auf einer Seite ein winziges Loch hat, durch das Licht einfällt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Öffnung entsteht ein seitenverkehrtes Bild der äußeren Realität, das man direkt betrachten oder auf einem lichtempfindlichen Medium wie Fotopapier festhalten kann. Wie das Auge fängt auch die Lochkamera umgekehrte Bilder der Umgebung ein (das Obere wird nach unten projiziert, das Untere nach oben, das Linke nach rechts usw.).

Da die Öffnung, durch die das Licht in das Innere der Kamera gelangt, sehr klein ist, dauert es sehr lange, bis die lichtempfindliche Oberfläche bedruckt ist. Je nach Größe der Kamera und der Blende kann es sich um Sekunden oder Stunden handeln. Das winzige Loch der Lochkamera ermöglicht jedoch eine sehr große Schärfentiefe (die manchmal als unendlich angesehen wird). Das entstehende Bild ist jedoch nie wirklich scharf, so dass der Begriff der Schärfentiefe nicht wirklich zutrifft. Die Unschärfe des Bildes ist jedoch homogen und vermittelt dann - solange sie kaum oder gar nicht wahrnehmbar bleibt - den Eindruck einer unendlichen Schärfentiefe.

Konstruktion

Der Bau einer Lochkamera ist äußerst einfach. Sie benötigen lediglich einen lichtundurchlässigen Kasten (z. B. einen Schuhkarton). Das Innere des Behälters sollte mit einer schwarzen, matten Substanz ausgekleidet werden, damit die Lichtstrahlen nicht reflektiert werden (schwarze Farbe oder schwarzes Cansonpapier).

In eine der Seiten wird dann z. B. mit einer Nähnadel ein kleines Loch gebohrt. Dieses kleine Loch, das die eigentliche Lochkamera ist, wird am einfachsten in ein anderes Material als die Dunkelkammer (ein Stück schwarzes Cansonpapier) gebohrt und vor dieser wie ein herkömmliches Fotoobjektiv angebracht. Ein Pauspapier, das auf halber Länge des Kastens angebracht wird, erhält das seitenverkehrte Bild, das durch einen Schlitz auf der Rückseite des Kastens durchsichtig betrachtet werden kann.

Natürliches Phänomen

Ein Lochkameraeffekt kann manchmal auf natürliche Weise entstehen. Kleine "Nadelöhre", die durch die Zwischenräume zwischen sich überlappenden Baumblättern entstehen, erzeugen Nachbildungen von Sonnenbildern auf ebenen Flächen.

Bei einer Sonnenfinsternis erzeugt dies kleine "Sicheln" im Falle einer partiellen Sonnenfinsternis oder "hohle Ringe" im Falle einer ringförmigen Sonnenfinsternis.

Discokugeln können auch als natürliche reflektierende Lochkameras fungieren (auch als Stecknadelkopfspiegel bekannt).

Geschichte

Das Phänomen kann zufällig beobachtet werden. Die erste schriftliche Erwähnung findet sich jedoch in China bei Mö-tse, etwa 500 Jahre vor unserer Zeitrechnung, und später in den Problemen des Aristoteles. Der arabische Wissenschaftler Ibn al-Haytham war der erste, der die Dunkelkammer akribisch untersucht und beschrieben hat.

Obwohl die Frage von Eric Renner gestellt wurde, ist es unmöglich, dass die erste Fotografie (Nicéphore Niépce) mit einer Lochkamera aufgenommen wurde. Wie sein Briefwechsel mit F. Lemaitre belegt, setzt die erste Heliografie die Verwendung einer Linse voraus: "In der Tat, Sir, ist nur der Teil des Bildes gut beleuchtet und scharf, der sich genau im Brennpunkt des Objektivs befindet." Und die Experimente von Jean-Louis Marignier, Physiker am CNRS, die zwischen 1989 und 1992 durchgeführt wurden, bestätigen die Dauer der Belichtung, die völlig unvereinbar mit der fantasievollen Hypothese der Lochkamera ist. Im Sommer betrug die für dieses erste Bild erforderliche Belichtung 3 Tage bei f/44 (und nicht 8 Stunden, wie einige Historiker noch annahmen).

Die erste Erwähnung einer Kamera ohne Linse (Pinhole) wird David Brewster im Jahr 1856 zugeschrieben und die erste Formel zur Bestimmung des Durchmessers des Lochs wurde von dem Österreicher Joseph Petzval im Jahr 1857 aufgestellt5. Der spätere Nobelpreisträger John William Strutt Rayleigh stellte in den 1880er Jahren eine Formel auf, als er an Teleskopen arbeitete.