Treffen Lichtstrahlen von der Sonne oder einer anderen Lichtquelle auf einen Gegenstand, so wird ein Anteil in alle Raumrichtungen zurückgeworfen. Dabei verlaufen die Lichtstrahlen immer geradlinig. Nur wenn ein solcher Lichtstrahl in unserem Auge ankommt, können wir den Punkt des Gegenstandes sehen, von dem der Lichtstrahl kommt. Durch das Loch der Camera Obscura werden alle Lichtstrahlen gebündelt, das heißt alle Lichtstrahlen kreuzen sich im Loch und gehen dann wieder auseinander.

So wie auf diesem Bild können wir die Bildpunkte nun auf der Mattscheibe sehen und erkennen ein Abbild der Dinge vor der Lochkamera, das jedoch seitenverkehrt ist und auf dem Kopf steht. Das kommt daher, dass der oberste Bildpunkt des Gegenstandes als unterster Punkt auf der Mattscheibe erscheint und genauso wird auch Rechts und Links vertauscht. Ist das Loch genügend klein, dann kommen nur noch sehr wenige Lichtstrahlen pro Bildpunkt auf dem Schirm an und man sieht ein sehr scharfes, aber wenig intensives Bild. Je größer das Loch wird, umso intensiver wird das Bild. Leider geht aber die Schärfe damit wieder verloren.

Setzt man aber wie hier eine Sammellinse in das Loch hinein, bekommt ein deutlich intensiveres, aber trotzdem noch scharfes Bild. Allerdings hat jede Linse eine eigene Brennweite, das heißt es werden nur Gegenstände in einem bestimmten Abstand scharf abgebildet.

Anwendungen in der Natur und Technik

Unser Auge funktioniert wie diese Camera Obscura. Die Bildpunkte werden auf der Netzhaut abgebildet und erst das Gehirn dreht das seitenverkehrte und auf dem Kopf stehende Bild wieder um.

In der Fotografie ersetzt man die Mattscheibe durch ein lichtempfindliches Material um das Bild festhalten.