Tubus-Kamera
Selbstbau
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Definition
Bei einer Tubus-Kamera kann der Abstand des Objektivs zur Bildfläche mit Hilfe zueinander verschiebbarer Zylinder, der Tuben oder Tubi, verändert werden. Die Technik des sogenannten Ausziehtubus findet sich etwa auch bei Mikroskopen [3] und Fernrohren. Dieser Artikel hier beschreibt, wie man eine solche Linsenkamera mit einfachsten Mitteln selbst bauen kann (DIY).
Video
Die primitive selbst gebaute Tubus-Kamera erzeugt verblüffend scharfe Bilder. Ideal als Objekt sind von innen beleuchtete Lampenschirme.
Material
Hat man die passenden Materialien beieinander, ist die Kamera in wenigen Minuten zusammen gebaut. Trickreich kann es sein, Pappröhren zu organisieren, die von ihrem Durchmesser auf die vorhandenen Linsen passen. Aber es gibt auch eine Alternative zu fertigen Röhren.
- Eine Pappröhre, mehrere Dezimeter lang
- Eventuell eine 👉 Säge
- Ein 👉 Cutter
- Ein 👉 Lineal
- Eine 👉 Lupe
- Dünnes Balsazholz
- Etwas 👉 Klebstoff
- Butterbrotpapier
Die Pappröhren und die Linse müssen von ihrem Durchmesser her zueinander passen. Die Linse sollte möglichst passgenau in die Pappröhre hinein gesteckt werden können. Hat man keine passenden Röhren, kann man sich diese aus stabiler aber biegsamer Pappe auch selbst bauen.
Bauanleitung
Je nachdem, welche Material man zur Verfügung hat, können die Bauschritte unterschiedlich sein. Die folgende DIY-Anleitung ist beispielhaft. Wer die Grundidee verstanden hat, wird auch ohne Anleitung gut selbst zurecht kommen.
1. Brennweite bestimmen
Man nimmt die vorhandene Leselupe und bestimmt zunächst deren Brennweite. Typische Brennweiten für Leselupen liegen oft irgendwo zwischen 20 und 30 Zentimetern. Eine einfache Methode zur Bestimmung der Brennweite ist es, das Bild eines hell von außen beleuchteten Fensters auf eine Wand im Inneren eines Fensters zu werfen. Siehe dazu auch 👉 Brennweite bestimmen
2. Röhren schneiden
Hat man eine oder mehrere Pappröhren, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Lupe entspricht, kann man direkt die Röhren von der Länge her zurecht schneiden. Man benötigt am Ende zwei Pappröhren, die jeweils in etwa so lang sind wie die Brennweite der Lupe ist. Das gibt später die Möglichkeit, auch nähere Objekte scharf abzubilden. Hat man eine lange Röhre, kann man sie an geeigneter Stelle mit einem Cutter oder eine Säge durchtrennen.
3. Lupe einsetzen
Man hat jetzt zwei Röhren, vielleicht 20 bis 30 Zentimeter lang. In eine der zwei Röhren steckt man an einem ihrer Enden die Lupe hinein. Im Idealfall klemmt sie von alleine fest. Ist die Lupe etwas zu klein, um fest zu klemmen, muss man sich etwas einfallen lassen, um sie stabil zu fixieren. Ein Knetring als Zwischenfassung? Aus einem langem Streifen Papier ein speziell gewickelter Ring, der die Lücke überbrückt?
4. Außenröhre auftrennen
Nun nimmt man die Pappröhre ohne Lupe. Sie muss gleich eng gleitend von außen auf die innere Röhre mit der Lupe aufgesteckt werden. Dazu muss ihr Innendurchmesser so vergrößert werden, dass er möglichst dem Außendurchmesser der Innenröhre nahe kommt.
Man schneidet die äußere Röhre mit einem geraden Schnitt mit einem scharfen Cutter (Teppichmesser) parallel zu ihrer Längsachse auf. Das kann knifflig werden, da man mit dem Cutter etwas von außen auf die Pappe drücken muss, um einen Schnitt hinzukriegen. Dabei kann die Pappe nach innen geknickt werden, was unerwünscht ist. Abhilfe schafft hier ein langer Holzbalken, den man zum Beispiel schwebend so auf zwei Tischkanten legt, dass er in der Mitte frei in der Luft ist. Man stülpt die Pappröhre dann so über den Balken, dass er die Röhre von innen trägt. Die obenliegende Seite der Röhre liegt dann fest auf Holz, das dann auch eine feste Unterlage für das Schneiden abgibt. Um den Cutter geradlinig zu führen empfiehlt sich ein langes Lineal aus Metall.
5. Außenröhre erweitern
Nun hat man die Außenröhre der Länge nach aufgeschnitten. In diesem Zustand gleitet man sie über die Innenröhre. Damit nimmt die Außenröhre jetzt den Umfang oder Durchmesser an, den man am Ende auch gerne hätte. Der Schlitz ist nur wahrscheinlich einige Milliliter breit. Je dicker die Wände der Pappröhre sind, desto breiter ist am Ende auch der Schlitz. Diese Schlitzbreite gilt es jetzt dauerhaft zu fixieren. Dazu schneidet man zum Beispiel ein flaches langes Stück Balsaholz aus. Dieses kann man dann mit etwas Kleber an den schmalen Stirnkanten beschmiert in den Spalt einsetzen. Nach dem Austrocknen des Klebers hat man eine vom Durchmesser her optimal passende Außenröhre.
6. Butterbrotpapier
Zuletzt klebt man die Öffnung der Röhre ohne Lupe mit Butterbrotpapier zu. Das Butterbrotpapier gibt die Projektionsfläche für das reelle Bilder. Dazu schneidet man eine mehr oder minder kreisförmige Fläche Butterbrotpapier so aus, dass sie einige Zentimeter mehr Durchmesser hat als die Pappröhre. Man klebt das Papier dann auf die Stirnseite der Röhre fest.
Es ist nicht ganz einfach, das Butterbrotpapier am Ende ganz glatt zu ziehen. Es bleibt oft mehr oder minder wellig. Aber auch stärker gewelltes Papier gibt am Ende erstaunlich scharfe Bilder. Also auch, wenn das Papier nicht ganz glatt sein sollte, kann noch eine für Experimente gut brauchbare Kamera daraus entstehen.
Das überstehende Papier schneidet man radial von außen bis zur Röhre in kleinen Streifen ein, die man am Ende so mit Kleber beschmiert, dass sie umgeknickt von außen an der Pappröhre festgeklebt sind. Damit ist die Tubus-Kamera fertig für den Einsatz.
Hin zur elektronischen Kamera
Man könnte nun versuchen, mit einer so einfach gebauten Kamera einen elektronischen Bildsensor zu bauen. Dazu kann man anstelle des Butterbrotpapiers eine Kreisscheibe aus ganz undurchsichtige Pappe einbauen. Auf die Innenseite der Pappe baut man dann Photosensoren ein. Diese Photowiderstände müssen mit ihrer lichtempfindlichen Seite hin zum Objektiv, also zum einfallenden Licht der Lupe zeigen.
Mit solchen Photowiderständen könnte man erste Schritte hin zu einem elektronischen Bildsensor machen.
Die Drahtanschlüsse der Photosensoren steckt man durch die Pappe nach außen. Dort kann man zum Beispiel mit einem Multimeter direkt den Widerstand ablesen.
Ein Multimeter kann den Widerstand in Ohm oder abgeleitet davon auch in Milli- oder Mikroohm anzeigen.
Je geringer der Widerstand ist, desto mehr Licht fällt auf den Photowiderstand im Inneren der Kamera. Mit etwas Phantasie kann man sich vorstellen, dass man so einen groben aber doch funktionstüchtigen Photosensor für die Kamera bauen kann.