Fotografie

Explosion

Das war mal eine Digitalkamera, eine Fujifilm A330. Diese Einsteigerkamera aus dem Jahr 2004 wurde Opfer eines Feinmechanikerwerkzeugsets, um den Aufbau und die Funktion einer (einfachen) digitalen Kompaktkamera zu erklären. Dieses Kameramodell besitzt ein Plastikgehäuse mit einem Schieber vor dem Objektiv, welcher gleichzeitig Ein- und Ausschalter ist.
Die weiteren Merkmale:

Im Inneren der Kamera befindet sich die Hauptplatine auf der alle für den Betrieb benötigen Bauteile befestig sind.

Einzelteile
Alle Einzelteile - das war mal eine Kamera

Rückseite

Die Rückansicht ist weniger spektakulär, dort befinden hauptsächlich Bedienelemente. Die Taster werden von kleinen Einsätzen im Gehäuse betätigt und über die Anschlüsse kann man die
Kamera an einen Computer oder einen Fernseher anschließen.
Die Taste für den Auslöser ist etwas komplexer als die anderen, da der Auslöser immer zweistufig arbeiten muss: halb durchdrücken zur Fokussierung und Belichtungsmessung und ganz durchdrücken zum Auslösen.
Einen sehr großen Teil nimmt der Monitor ein.

Rückseite
Rückseite: Bedienung und Monitor

Der Monitor sitzt in einem Gehäuse aus Blech und Kunststoff und besteht aus mehreren Folien und dem LC-Element.
Zu diesem Element führt ein Folienleiter welcher auch die beiden LED mit Stromversorgt. Das Licht der LEDs, welche auf einer Seite des Monitors sitzen, wird über den Spiegel durch die beiden Folien und das LC-Element gelenkt.
Auf dem Monitor kann man das Motiv anvisieren, geschossene Fotos begutachten und sich das Kameramenü anzeigen lassen.

Monitor
Der Monitor
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Vorderseite

Auf der Vorderseite gibt es mehr zu entdecken, wobei das spannendste das Objektiv ist.
Weiterhin sieht man das eine Ende des Batteriefachs, den Speicherkarteneinschub, den Blitz mit Kondensator und die Platine mit dem Prozessor.
Wenn der Objektivschieber betätigt wird, wird der Einschalter über den weißen Kunststoffstift betätigt. Wenn nun auch der Batteriedeckel richtig geschlossen ist, schaltet die Kamera ein und fährt das Objektiv aus.

Vorderseite
Auf der Vorderseite gibt es einiges zu entdecken
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Objektiv

Das Objektiv wird von einem kleinen Elektromotor angetrieben. Die Rotation des Motors wird über ein Zahnrad auf einen Ring übertragen. Dieser Ring ist der äußerste von vier Ringen, welche dafür sorgen, dass das Objektiv eingefahren werden kann und die Brennweite verstellt wird.
Die Drehung des Äußeren Rings wird über zwei Nuten, in welchen Stifte laufen, auf den dritten übertragen. Der zweite Ring ist fest mit der Kamera verschraubt und hat zwei Schlitze, welche dafür sorgen, dass der dritte Ring ausgefahren wird. Die Drehbewegung des ersten Rings wird auf den dritten übertragen. Der vierte, innerste Ring kann sich nur raus und rein bewegen und wird an einer Drehbewegung gehindert. Die Bewegung selbst wird von Kulissen im dritten Ring gesteuert.

Objektiv
Das Objektiv

Auf dem linken Foto sieht man die Kulisse, welche den dritten Ring aus der Ruheposition fährt (Rampe) danach wird er nur noch gedreht (gerade Linie). Im Inneren des dritten Rings sieht man zwei Konturen. Die untere ist für die Verstellung der Frontline zuständig. Im ersten Teil der Kontur wird das Objektiv ausgefahren und bleibt nach dem der Einschaltvorgang vorbei ist in der Weitwinkelposition stehen. Beim Verstellen der Brennweite in den Telebereich fährt die Frontlinse erst weiter aus, dann ein bisschen zurück um dann, zum Erreichen der maximalen Brennweite, wieder auszufahren.
Die zweite, obere Kontur in diesem Ring verstellt die hintere Linsengruppe im Objektiv relativ zur vorderen Linse. Nach dem Einschalten haben beide den größten Abstand, bis dann in der Telestellung beide den geringsten Abstand einnehmen.
Um das zu erreichen ist der vierte Ring aus zwei Teilen aufgebaut: dem Ring mit der Frontlinse und einem verschiebbarem Einsatz. Im vierten Ring ist also die komplette Optik der Kamera verbaut, die ineinandergeschobenen Ringe werden nur benötigt, um einen verstellbaren Abstand zwischen Objektiv und Sensor zu ermöglichen.

ausgebautes Objektiv
Funktion des Objektivs

Hier sieht man das Objektiv: links die Frontlinse und rechts der Rest vom Objektiv. Der kleine E-Motor verstellt eine Linse und ermöglicht somit der Kamera zu Fokussieren. Jetzt fehlen nur noch Blende und Verschluss.

Optik
Die Linsen des Objektives
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Verschluss und Blende

Zerlegt man das Objektiv weiter, findet man noch zwei Linsen und das Element in der Mitte, in welchem Verschluss und eine einfache Blende eingebaut sind. Beide werden über Elektromagnete verstellt und recht simpel aufgebaut.

Blende und Verschluss
Einfach, aber funktioniert: Blende und Verschluss

Die Blende kann nun zwei Größen annehmen: offen und leicht geschlossen. Dadurch erreicht man zwar keine große Flexibilität, aber eine kreisrunde Blende.

Blende und Verschluss
Blende und Verschluss werden über Elektromagnete gesteuert

Zurück zum Objektiv. Über dem Objektiv sitzt der optische Sucher. Dieser ermöglicht die Anvisierung des Motivs ohne den Monitor zu verwenden, was Strom spart und bei hellem Licht oder dunklen Motiven sinnvoll ist. Damit der Parallaxenfehler möglichst gering ausfällt, ist der Suche nahe am Objektiv angebracht.
Durch zwei verschiebbare Linsen im Inneren der Konstruktion kann der Sucher auch seine Brennweite ändern. Über zwei Kulissen am äußeren Ring des Objektivs werden diese Linsen synchron zum Objektiv verstellt und damit sieht man durch den Sucher immer dieselbe Vergrößerung wie der Bildsensor.
Für den Sucher wäre eigentlich eine gewisse Länge erforderlich, um das Bild richtig vergrößert und scharf dem Auge darbieten zu können. Da die Kamera möglichst schlank sein soll, ist der Sucher ums Eck gebaut.

Sucher
Der Sucher
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Sensor

Hinter dem Objektiv sitzt der Sensor. Dieser ist nicht sonderlich groß (5,3 mm x 4 mm) und besitzt 3 Millionen Bildpunkte. Dies bedeutet, dass der Sensor 1500 Bildpunkte in der Höhe und 2000 Bildpunkte in der Breite hat. Damit ist jeder Pixel ca. 2,6 µm groß. Das ist ziemlich klein. Um die Größenverhältnisse etwas zu verdeutlichen: wäre der Sensor 5,3 x 4 Meter groß (Wohnzimmer), dann wäre jeder Pixel nur 2,6 Millimeter.
Die rötlich schimmernde Abdeckung ist der Infrarotsperrfilter und die zwei Metallplättchen dienen der Kühlung.

Sensor
Ein Sensor mit 3 Millionen Pixeln
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Blitz

Der Blitz braucht beim Feuern schnell eine große Menge an Energie. Diese wird durch den Kondensator zur Verfügung gestellt. Damit dieser geladen werden kann, wird die Spannung der Batterien über einen Wechselrichter, einen Transformator und einen Gleichrichter geschickt. Wenn der Blitz ausgelöst wird, muss der Strom wieder durch eine Spule, bevor er in der Blitzlampe zu Licht wird.

Blitz
Der Blitz und seine Komponenten
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