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Projektbeginn: Oktober 2016

Letzte Änderung: April 2025

Box Kamera

Bei der Suche nach Videos bezüglich Analogkameras und Entwicklung stieß ich eines Tages auf die Afghan Box Camera "kamra-e-faoree". Dabei handelt es sich um eine Holzbox mit Objektiv und einer im Inneren verschiebbaren Mattscheibe, auf die, nach dem Fokusieren durch ein Fenster am hinteren Ende, ein Fotopapier gelegt wird. Durch Entfernen des Objektivdeckels kann so für ein paar Sekunden das Papier belichtet werden. Anschließ wird das Bild direkt in der Box selbst entwickelt. Hierbei entsteht ein Negativ, welches anschließend vor dem Objektiv platziert und "abfotografiert" wird.
Da das Prinzip sehr einfach ist war die Idee, so eine Box Kamera, wenn auch ohne den Teil mit der Entwicklung, selber zu bauen.
zeus hat hierzu bereits auch etwas geschrieben: blog.tastatursport.de

Die box besteht aus 8mm dicken Spanplatten. Vorne links kommt ein Loch rein, durch welches die Kamera im Inneren bedient werden soll.
Hinten wird eine Tür eingebaut, durch welche die Mattscheibe betrachtet werden kann. Diese Tür muss zudem Lichtdicht verschließbar sein.


Vorne können Holzplatten mit Objektiven eingesetzt werden.


Um Reflexionen zu minimieren wird ein Großteil der Box innen schwarz Lackiert.
Damit beim Hineingreifen kein Licht einfällt haben wir dort schwarzen Stoff angebracht.


Die Mattscheibe besteht aus einfachem Acrylglas. Mit Schleifpapier und etwas Wasser konnte eine leicht milchige Oberfläche erzielt werden.
Die Mattscheibe ist oben an einem Holzblock befestigt, welcher an zwei Schienen aus Alurohr vor und zurück geschoben werden kann. Dazu ist eine Gewindestange nach hinten herausgeführt. Je weiter die Mattscheibe vom Objektiv verschoben wird, desto näher liegt der Fokuspunkt.
Das hier verwendete Objektiv ist aus einem Tageslichtprojektor und fokusiert unendlich weit entfernte Objekte bei einer Entfernung von etwa 270 mm zur Mattscheibe scharf. Der Bildausschnitt entspricht in etwa dem eines 50 mm Objektivs im Vollformat.


Das Fotopapier darf nur für die Zeit der Belichtung dem Licht ausgesetzt werden. Den Rest der Zeit liegt es unbelichtet in einer Fotopapierbox, welche am Boden der Kamera befestigt ist. Dadurch ist es möglich die Box mit einer Hand zu öffnen. Die Fotopapierbox ist in eine art Schiene eingesetzt und kann zum Auffüllen nach hinten herausgezogen werden.
Nach dem Belichten des Papieres wird es in einen zweiten Behälter an der Wand gelegt. Dieser ist nur mit Klett befestigt und kann zum Entwickeln in der Dunkelkammer ebenfalls herausgenommen werden.


Da wir Schwarzweiss Fotopapier belichten wird viel Licht benötigt. Verglichen mit Film ist hier von maximal ISO 6 die Rede, meist ein bis zwei Stops weniger. Die Offenblende des Objektiv beträgt hier (Fokus auf unendlich) etwa f/6,7. Belichtungszeiten liegen bei normalem Raumlicht im Bereich von mehreren Minuten.
Somit fuhren wir an einem Sonntag zu einem leeren Bauhaus Parkplatz. Praktischerweise gibt es dort Einkaufswagen zum Transportieren des unhandlichen Fotogeräts.

Nachdem ein Motiv und die passende Entfernung für den gewünschten Bildausschnitt gefunden wurde wird die Kamera stabil platziert. Das Bild erscheint auf der Mattscheibe, wie bei Großformatkameras üblich auf dem Kopf. Durch schieben und ziehen der Gewindestange wird die Mattscheibe verschoben und das Bild somit Fokusiert. Stimmen Fokus und Bildausschnitt wird die Tür hinten geschlossen und der Objektivdeckel angebracht.
Nun muss Blind mit einer Hand das unbelichtete Fotopapier aus der unteren Box entnommen und auf der Mattscheibe angebracht werden. Dort wird es mit Magneten festgeklemmt. Um die hinzugekommene Dicke des Papieres zu kompensieren kann die Mattscheibe um ca 0.5 mm herausgezogen werden. Mit einer Kamera als Belichtungsmesser kann dann die Belichtung gemessen werden. Mit dem Objektiv auf f/8 bei kleinstem einstellbaren ISO (meist ISO 12) wird nun eine Belichtungszeit ermittelt, beispielsweise 1/8s. Das vorher ausgetestete ISO des Papiers lag hier bei ISO 6. Die Belichtungszeit beträgt demnach 1/4s. Der Schwarzschildeffekt tritt bei Fotopapier erst ab mehreren Minuten auf, somit muss hier bei Belichtungszeiten >1s nicht sofot kompensiert werden.
Deckel ab, Deckel drauf. Bild im Kasten. Mit der linken Hand wieder in der Kamera muss das belichtete Papier von der Mattscheibe abgenommen und in den zweiten Behälter eingelegt werden.


Eine Handvoll Fotos später fuhren wir dann zurück zum Chaostreff und entwickelten die Bilder in der Dunkelkammer.
Die getrockneten Negative wurden dann gescannt und Digital invertiert.

Verschlussmechanismus

Wie wir bei den Fotos am Parkplatz feststellten, liegen Belichtungszeiten bei strahlender Sonne teilweise bei bis zu 1/8s. Um bei Belichtungszeiten kleiner 1s dennoch konsistene Ergebnisse erziehlen zu können bekam die Boxkamera einen Verschluss.
Der Verschluss besteht aus zwei Holzplatten, die wie eine Guillotine zeitversetzt fallen. Beide Platten sind in einer vertikalen Führung aus U-Profil eingesetzt und werden durch Gummibänder und Seil nach unten gezogen.


Zum Spannen des Verschlusses werden die Platten nach oben gezogen und durch zwei Löcher mit Splinten gehalten. Die Metallstifte werden zum Auslösen von Aussen nacheinander Herausgezogen, sodass zuerst die Platte mit dem Fenster im oberen Teil fällt und das Objektiv freigibt, anschließend fällt durch Herausziehen des zweiten Stiftes die Platte mit dem Fenster im unteren Teil, wodurch das Objektiv wieder blockiert wird.


Für konsistentes Timing habe ich einen Auslöser gebaut, der ein Faden mit konstanter Geschwindigkeit aufwickelt. Der Abstand, mit dem der Faden an beiden Splinten verknotet wird bestimmt somit die Belichtungszeit.
Die Welle, welche den Faden aufwickelt wird durch eine zuvor aufgezogene Feder aus einem Maßband angetrieben. Die selbe Welle treibt eine Schwungmasse über zwei Zahnräder an. Durch die verschiedenen Formen von Reibung soll somit nach kurzer Zeit eine Naximalgeschwindigkeit erreicht werden. Kurz nach Erreichen dieser soll der Faden aufgewickelt sein und die Splinte nacheinander herausziehen.
Mit zwei IR-LEDs und einem Oszilloskop konnten wir die tatsächlichen Belichtungszeiten messen. Bei etwa 5cm Fadenlänge zwischen den Splinten erreichten wir 1/8s bis 1/10s. Die Längste Belichtungszeit liegt irgendwo zwischen 1s und 1/2s.
Selbstverständlich lässt sich solch ein Auslöser viel einfacher mit Motoren und oder einem Arduino bauen. Allerdings kann man mit auch gleich eine Digitalkamera kaufen; es geht um den Spass am Bau.


Nicht überall stehen Einkaufswagen rum (sofern man die Dortmunder Nordstadt verlässt), daher musste ein Stativ her. Mein Reisestativ ist dieser Kamera jedoch nicht gewachsen, wesshalb ein stabileres verwendet wurde. Dieses diente zuvor als Halterung einer Blitzerkamera.


Am 10. und 11.3.2018 präsentierten wir uns als Chaostreff-Dortmund auf der Maker Faire Ruhr in der DASA in Dortmund.
Dort haben wir die Box Kamera mit eingepackt und am zweiten Tag auch Fotos gemacht. Wie zuvor erwähnt sind indoor Belichtungszeiten von mehreren Minuten nötig. Das Papier (altes Ilford Ilfospeed 3.24M) haben wir zuvor auf ISO 1.5 geschätzt, was die Sache auch nicht einfacher macht.
Mit vier Yongnuo 560 Blitzen auf voller Leistung (Zoom 50mm - 80mm) und eingebautem Diffusor reichte das Licht gerade aus und die Bilder verwackeln auch nicht.
Damit wir direkt Bilder erstellen können mussten die Fotos vor Ort entwickelt werden. Dazu haben wir einen Durst RCP 20 Fotoprozessor mitgenommen. Hauptsächlich für die Entwickung von RA4 Farbpapier gedacht kann hier auch Schwarzweiss Chemie in die drei Wannen gefüllt werden. Das Papier muss dabei lediglich beim Einlegen in das Gerät vor Licht geschützt werden. Eine große Molton Decke war hier ausreichend. Nach etwa 7 Minuten kommt das entwickelte Papier langsam heraus und muss nurnoch gewässert werden. Um den Prozess zu verkürzen haben wir das Papier anschließend vor einen kleinen Heizlüfter gelegt.

Negative sehen schon etwas gewöhnungsbedürftig aus. Die Positive haben wir hier in einer Dunkelkammer unter dem Tisch per Kontaktabzug hergestellt. Nachdem das Molton den gesamten Tisch bedeckt konnte ich dadrunter kriechen und eine Taschenlampe mit rotfilter einschalten. Das Negativ wird dann auf ein unbelichtetes Papier mit den Emulsionsseiten zueinander gelegt und in einen Kontaktabzugsrahmen eingesetzt, damit die Papiere plan aufeinander liegen.
Im Abstand von 50cm wurde dann mit einem Yongnuo 560 Blitz mit aufgesetztem Diffusor, 1/16 Leistung und 50mm Zoom das Bild durchbelichtet. Dann wieder in eine lichtdichte Box und ein weiteres mal in den Fotoprozessor.
Der Kontrast lässt dabei etwas nach, wesshalb die Verwendung eine höheren Gradation für die Abzuüge sinnvoll wäre. Dennoch kommen dort nach etwa 30 Minuten Verarbeitungszeit brauchbare Fotos heraus, die wir den Gästen mitgeben konnten.

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2.7.2019

Im Sommer 2019 sind wir dann mal mit dem Ungetüm rausgefahren. Auch, wenn das Papier deutlich unempfindlicher als Film ist, wären mit dem Objektiv eines Tageslichtprojektors bei Offenblende f/6,7 Belichtungszeiten unterhalb einer Sekunde nötig. Da mit dieser Blende und 10 cm x 15 cm Papier in der Kamera die Tiefenunschaerfe sehr hoch ausfällt, hab ich ein paar Blendeneinsätze aus schwarzer Pappe gelasert. Mit bekannter Brennweite lassen sich durch Division mit der gewünschten Blendenzahl die Lochdurchmesser berechnen.
Das verwendete Schwarzweiss Papier mit Festgradation 3 ergab bei Tests am Balkon mit einer angenommenen Empfindlichkeit von ISO 6.25 (DIN 9) gute Ergebnisse bei strahlendem Sonnenschein. Um die Belichtung händisch zu timen sollte diese oberhalb einer Sekunde liegen. Aus diesem Grund haben wir an dem Tag hauptsächlich Blende 32 benutzt, wodurch meistens mit 1 - 2 Sekunden belichtet werden konnte.


Hier fokusiere ich auf den Hammerkopfturm der Zeche Minister Stein. Die Neigung der Kamera ist hierbei nah an der Grenze, bevor die Kiste nach hinten umkippt.
Das Bild (rechts) wurde eingescannt und digital invertiert sowie der Kontrast angepasst.


Nächste Location, Kanal. Auf der Mattscheibe sind mit dünnen Streifen Isolierband die Ausschnitte für 10cm x 15cm markiert.
Nachdem das Motiv bei Offenblende scharf gestellt ist, wird die Schraube an der Fokusgewindestange bis zum Anschlag nach vorne geschraubt. Dadurch kann die Mattscheibe beim Einlegen des Papiers verschoben werden, ohne den Fokuspunkt zu verlieren.
Verschluss Spannen, Objektivdecke sicherheitshalber aufsetzen und dann das Papier vor die Mattscheibe platzieren.
Das Papier legen wir jedoch nicht mehr direkt auf die Mattscheibe, da wir die Vermutung haben, dass Licht beim Belichten durch das Papier dringt und es von hinten belichtet. Daher kommt zuerst ein Einsatz mit einem schwarzen Hintergrund davor. Dieser wird unter das Gummiband geschoben und unten mit Magneten befestigt. Er besitzt zudem an drei Seiten Führungen für das Papier, was das Einlegen fehlerunanfälliger macht.
Dann Hand vorsichtig aus der Box raus, Deckel ab, Stift 1 ziehen, n Sekunden warten, Stift 2 ziehen, Deckel drauf und Papier in eine zweite Lichtdichte Box innerhalb der Kamera verstauen.


Und hier noch ein gut gelungenes Foto vom Colani-Ei bei F32 und 1s.
Hier zu sehen ist der Scan vom Kontaktabzug. Durch das Durchleuchten des Papiers entstehen die, besonders im Himmel, sichtbaren Strukturen. Hier muss noch nach einer Alternative gesucht werden.

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Objektiv Ennagon

Nach längerer Abwesenheit von dem Projekt Boxkamera hat es mich doch wieder dazu bewegt an einigen Stellen Verbesserungen einzubauen.
Gerne wollte ich mal ein anderes Objektiv ausprobieren. Richtige Großformat Objektive sind mir jedoch weiterhin zu teuer.
Irgendwo las ich, dass sich Objektive von Auflichtprojektoren gut eigenen. Diese Episkope projizieren beispielsweise das Streulicht einer beleuchteten Buchseite an die Wand. Im Gegensatz zu Tageslicht- / Overheadprojektoren steht hierbei deutlich weniger Licht zur Verfügung, sodass diese Objektive oft eine größere Blendenöffnung besitzen.
Das Objektiv aus einem Ennascop 1000 hat eine Blende von 1:3,5 bei 200mm Brennweite. Das Episkop habe ich über Kleinanzeigen für 10 Euro bekommen.


Ein neues Lensboard inklusive Stützen für das längere Objektiv war schnell gebaut. Das Bild ist jetzt ein ganzes Stück heller und auch etwas weitwinkeliger.

Auslösekabel

Eine weitere Verbesserung ist an der Auslösemechanik zu finden. Die Idee per mechanischer Zeitbestimmung kurze Verschlusszeiten umzusetzen habe ich erstmal auf Eis gelegt. Dafür soll das manuelle Auslösen jedoch einfacher werden.
Ein Auslösekabel mit Bowdenzug wird dazu vorne in die Kamera gesteckt. Beide Verschlussplatten müssen zum Spannen hoch geschoben werden, bis sie an einem Haken mit Feder einrasten. Zum Auslösen wird der Taster vollständig gedrückt, wodurch der Haken nach innen weg geschoben wird und der vordere Vorhang fällt. Licht kann jetzt in die Kamera fallen und das Fotopapier belichten. Die Gummibänder habe ich inzwischen entfernt. Die Vorhänge fallen alleine durch ihr Eigengewicht. Der Haken verlässt nun auch die zweite Verschlussplatte, jedoch wird sie jetzt von dem Stift des Auslösekabels selbst gehalten. Um die Belichtung zu beenden wird der Auslöser losgelassen, wodurch der zweite Vorhang schlussendlich auch fällt und den Lichtweg wieder blockiert.

Blitzsynchronanschluss

Bei Portraitaufnahmen ist eine Belichtung über die Verschlusszeit nicht geeignet, da sie mindestens eine viertel Sekunde dauert und damit auch nicht gut wiederholbar ist.
Besser ist es hierzu, die Belichtung durch Blitze zu erreichen. Dabei spielt die Verschlusszeit keine Rolle mehr, sofern der Verschluss beim Auslösen der Blitze vollständig geöffnet ist (Blitzsynchronzeit) und das Umgebungslicht nicht zu stark ist.
Damit die Blitze selbstständig auslösen, sobald der erste Verschluss das Objektiv freigegeben hat, habe ich einen Mikrotaster unten angebracht. Dieser verbindet dann die Kontakte eines PC Sync Anschlusses, an welchen ein handelsüblicher Blitz angeschlossen werden kann.


Hier im Bild ist es ein alter Metz Stabblitz, der unter der Kamera angeschraubt werden kann. Der Blitz alleine reicht noch nicht aus. Weitere Slave Blitze lassen sich durch diesen ersten Blitz jedoch triggern.

Größere Papiere

Die Mattscheibe kann Fotopapiere bis zu 13x18 cm fassen. Dazu fehlte aber noch ein passender Papiersafe.


Auch fand ich die bisherige Lösung das Papier mit Magneten anzubringen etwas umständlich. Damit sie, wenn sie angebracht sind, auch perfekt mittig sitzen waren Führungsschlitze links und rechts vom Papier eine gute Lösung. Das Papier wird dazu etwas zusammengedrückt und dann erst links, dann rechts zwischen Führung und Mattscheibe eingeschoben. Danach sollte es von selbst nach unten zum Ende der Führungen gleiten.
Der Nachteil ist hierbei jedoch, dass das verwendete Papier möglichst flach sein muss.
Andere Papiergrößen oder Ausrichtungen erfodern den Austausch der Führungen.


Und hier einmal alle Neuerungen in einem Bild. Auch die Gewindestange zum Verschieben der Mattscheibe wurde ersetzt durch ein glattes Aluminiumrohr. Mittels Architektenklammer wird daran der eingestellte Fokuspunk vermerkt.

Mehr Licht

Das Problem von zu wenig Licht wurde mit fünft 100 Ws Studioblitzen erstmal umgangen. Die Blitze lassen sich so einstellen, dass sie auslösen, sobald sie optisch einen Blitz erkennen. Lediglich ein einzelner Blitz muss per Kabel an die Kamera angeschlossen werden, alle anderen lösen dann mit aus.


Auf der Makerfaire Ruhr 2025 habe ich zum zweiten Mal die Boxkamera mitgenommen, um die Verbesserungen auszutesten. Das Hauptlicht besteht dabei aus 3-4 Blitzen hinter einem weißen Regenschirm und musste möglichst Nah an die Person gestellt werden. Als Füllicht diente das bestehende Exponat der DASA mit seiner weißen Oberfläche als Reflektor. Ein Spitzlicht aus 1-2 Blitzen steht im Hintergrund.
Mit einem auf ISO 3-6 geschätzes Gradation 3 Semi Matt Schwarzweiss Fotopapier war die Belichtung bei f/3.5 (Offenblende) sehr gut.
Entwickelt wurde, wie damals auch, in dem Fotoprozessor. Papier konnte in der Dunkelkammer unterm Tisch eingelegt werden.
Auf dem Tisch in der grauen Eurokiste steht ein Film / Fotopapiertrockner. Die nassen Papiere wurden dort mit Gewichten eingehangen und waren in wenigen Minuten trocken.


Mit einem 13x18 Negativ und 200mm f/3.5 ist die Schärfeebene nur wenige Zentimeter tief. Ab dem Zeitpunkt wo das Fotopapier eingelegt wird kann der Fokus nicht mehr durch die Mattscheibe kontrolliert werden. Um dennoch die Schärfeebene richtig zu legen haben wir mit einem Gliedermaßstab den Abstand zwischen Kamera und Gesicht bzw. Auge kurz vor der Belichtung nochmal korrigiert. Trotzdem waren in manchen Fotos die Ohren statt Augen scharf. In diesem Fall wäre das Reduzierenen der Blende sinnvoll, jedoch reicht dann das Licht der fünf Blitze nicht mehr aus.
Nachfolgend ein Bild von mir. Invertieren und Spiegeln des Scans ergibt das abgebildete Positiv.


Bei dem Foto vom defekten C64 ist die Tiefenunschärfe gut zu sehen. Der Monitor mit amber Phosphor war dabei eingeschaltet. Aufgrund der Unempfindlichkeit des Papieres auf rotes Licht (orthochromatisch) ist kein Bild darauf zu sehen. Auch die rote LED am Monitor ist nicht zu sehen. Die Belichtungszeit betrug 32 Sekunden (f/3.5).


2018 hatte ich die Positive durch Kontaktabzüge mittels durchbelichten durch das Papier mit dem Negativ erzeugt. Bei dem jetzt verwendeten Papier zeichnen sich jedoch die Papierfasern erheblich ab, weshalb eine andere Lösung her musste.
Ich habe lange überlegt, mich aber am Ende für die allgemein gängige Methode des Abfotografierens entschieden. Hierzu wird vor der Kamera eine Platte montiert. Diese hat hinter einem schwarzen Papier als Hintergrund (entwickeltes vollbelichtetes Fotopapier) Unterlegscheiben eingeklebt. Das Negativ wird mittels Magneten zum Abfotografieren daran angeheftet. Ein Abstand von etwa 44cm zur Vorderseite der Boxkamera erzeugt nach korrektem Fokusieren eine 1:1 Abbildung auf der Mattscheibe.
Die Belichtungszeit muss hierbei noch abhängig von dem Umgebungslicht ermittelt werden. Als Papier für die Positive hat sich eines mit Gradation 4 als sehr gut herausgestellt.