Wie funktioniert eine Kamera?

Eine Kamera fängt Licht ein und macht daraus ein Bild. Die Linsen im Objektiv bündeln das Licht, das von jedem Punkt eines Gegenstands kommt, wieder zu einem Punkt auf dem Bildsensor. So entsteht dort ein kleines Bild, das auf dem Kopf steht. Die Blende regelt, wie viel Licht hineinkommt, der Verschluss, wie lange.

Töne und Bilder

Kamera zum Drehen und Durchschauen

Was drinnen passiert

1Licht fällt ins Objektiv

Von jedem Punkt des Spielzeugbaums fliegt Licht in alle Richtungen. Ein Bündel davon trifft die vordere Linse. Noch ist das Bild unscharf: Die Strahlen von einem Punkt treffen sich erst hinter dem Sensor und landen darauf als verwischter Fleck.
2Linsen drehen das Bild um

Die Glaslinsen lenken die Strahlen so, dass sich alle von einem Punkt wieder in einem Punkt treffen. Beim Scharfstellen schiebt ein Motor eine Linsengruppe um wenige Millimeter, bis dieser Punkt genau auf dem Sensor liegt. Das Bild steht auf dem Kopf.
3Die Blende regelt das Licht

Zwischen den Linsen sitzt die Blende aus neun Lamellen. Bei Blende f/1,8 ist die Öffnung knapp 2 Zentimeter weit, bei f/8 nur gut 4 Millimeter. Dann kommt rund 20-mal weniger Licht durch, und die Kamera muss länger belichten.
4Der Verschluss öffnet kurz

In einer spiegellosen Systemkamera wie dieser steht der Schlitzverschluss sonst offen, damit das Display ein Livebild zeigt. Beim Auslösen schließt er, dann gibt ein erster Vorhang den Sensor frei und ein zweiter deckt ihn wieder ab. Bei 1/1000 Sekunde huscht nur ein schmaler Schlitz darüber.
5Aus Licht wird ein Foto

Der Bildsensor hat Millionen Pixel, jedes macht aus Licht eine winzige elektrische Ladung. Der Prozessor liest sie aus, setzt die Farben zusammen und dreht das Bild richtig herum. Dann speichert er es auf der Speicherkarte und zeigt es auf dem Display.

Die wichtigsten Teile

Linsen: Geschliffene Glasscheiben im Objektiv, die das Licht so lenken, dass auf dem Sensor ein scharfes Bild entsteht.
Blende: Ein verstellbares Loch aus dünnen Lamellen zwischen den Linsen, das bestimmt, wie viel Licht durchkommt.
Verschluss: Zwei Vorhänge aus Lamellen direkt vor dem Sensor, die festlegen, wie lange Licht auf ihn fällt.
Bildsensor: Ein Chip mit Millionen lichtempfindlicher Pixel, der aus Licht elektrische Ladung macht.
Prozessor: Der Rechenchip der Kamera, der aus den Messwerten der Pixel ein farbiges Foto macht.
Display: Der Bildschirm auf der Rückseite, der das Livebild und die fertigen Fotos zeigt.
Akku: Ein Lithium-Ionen-Akku im Griff, der Sensor, Prozessor, Display und Motoren mit Strom versorgt.
Speicherkarte: Eine kleine SD-Karte im Griff, auf der die Fotos gespeichert werden.

So erklärst du es deinem Kind

4–6 Jahre: In der Kamera ist es dunkel. Vorne fällt Licht hinein, und die Glaslinsen malen damit ein kleines Bild auf einen Chip, und zwar kopfüber. Die Kamera dreht es wieder um, bevor du es siehst.
7–9 Jahre: Licht fliegt immer geradeaus. Licht von der Baumspitze fliegt durch das Objektiv nach unten, Licht vom Fuß des Baums nach oben. Darum steht das Bild in der Kamera auf dem Kopf, genau wie in deinem Auge.
ab 10 Jahren: Eine Sammellinse bündelt alle Strahlen, die von einem Punkt kommen, wieder in einem Punkt. Wie weit hinter der Linse das passiert, hängt davon ab, wie weit der Gegenstand weg ist. Deshalb muss eine Kamera scharfstellen.

Lochkamera aus dem Schuhkarton

Stich mit einer Nadel ein kleines Loch mitten in eine schmale Seite eines Schuhkartons. Schneide in die gegenüberliegende Seite ein Fenster und klebe Backpapier darüber. Richte das Loch auf ein helles Fenster und leg eine Decke über deinen Kopf und den Karton. Auf dem Backpapier erscheint das Bild, auf dem Kopf.

Sicherheit

Nie durch ein Objektiv, einen Sucher oder eine Lupe in die Sonne schauen: Gebündeltes Sonnenlicht kann die Augen dauerhaft schädigen. Die Kamera auch nicht lange auf die Sonne richten, sie kann innen Schaden nehmen.

Häufige Fragen

Wie funktioniert eine Camera obscura?

Eine Camera obscura ist ein dunkler Raum oder Kasten mit einem kleinen Loch. Weil Licht geradeaus fliegt, kommt Licht von oben unten an und Licht von unten oben. An der Wand gegenüber entsteht so ein Bild, das auf dem Kopf steht und seitenverkehrt ist. Je kleiner das Loch, desto schärfer, aber auch dunkler wird es.

Was macht die Blende bei einer Kamera?

Die Blende ist ein verstellbares Loch aus Lamellen im Objektiv. Sie bestimmt, wie viel Licht auf den Sensor fällt: Jede volle Stufe in der Reihe f/2,8, f/4, f/5,6, f/8 halbiert das Licht. Eine kleine Öffnung macht außerdem mehr vom Bild scharf, vorne wie hinten.

Wie funktioniert eine Kamera mit Film?

Statt eines Sensors liegt hinter dem Verschluss ein Film. Er ist mit Silbersalzen beschichtet, die sich bei Licht unsichtbar verändern. Erst beim Entwickeln wird daraus ein sichtbares Bild, ein Negativ, auf dem Helles dunkel erscheint. Davon macht man Abzüge auf Fotopapier.

Wie funktioniert eine Digitalkamera?

Ein Bildsensor besteht aus Millionen lichtempfindlicher Pixel. Jedes misst nur die Helligkeit, darum sitzt davor ein winziger Farbfilter, der nur Rot, Grün oder Blau durchlässt; die Hälfte der Filter ist grün. Der Prozessor rechnet aus den Nachbarpixeln für jeden Bildpunkt die volle Farbe aus.