第1 回目 一眼レフって何だろう ?

似顔絵 ”高級タイプ”、あるいは “プロ用のカメラ” という印象が強い一眼レフレックスカメラですが、なぜそうなのか ? はあまり知られていません。
 この理由を、写真の歴史やカメラの仕組みを通して考えてみましょう。

 また、一眼レフを使ってピンホール写真を撮ってみると、現在の写真のシステムがいかに優秀であるかを実感できるはずです。

1. 写真の歴史

1.1. カメラオブスキュラ

 カメラの語源が、「カメラオブスキュラ」だということをご存じの方は多いと思います。カメラは「部屋」、オブスキュラは「暗い」で、つまり「暗い部屋」を意味するラテン語です。

 <写真 0.>に、カメラオブスキュラの原理を示しました。暗い部屋に小さな孔(あな)を通して光が差し込み、反対側の壁に外界の画像が写し出されるわけで、良く知られているピンホール(針孔)カメラの原理と同じです。

写真 0

<写真 0.>カメラオブスキュラの原理
(写真提供:日本カメラ博物館)

 1544年1月24日の日食をカメラオブスキュラで観察したようすを、オランダの数学者 R. ジェンマ・フリシウスが図示したもの。

 原理そのものは、アリストテレス(紀元前384〜322年)が語っていたといわれ、記録に残るものとして最も古いものは、レオナルド・ダ・ビンチ(1452〜1519年)によるものといわれています。

 ピンホールカメラに写る画像は大変暗いものです。しかし、ピンホールの代わりに光学レンズを装着すれば、大変明るい画像が得られるようになります。
 これが発明されたのが16世紀頃。画家がスケッチを描く道具として使っていたようです。この例を<写真 1.>、<写真 2.>に示しました。

写真 1

<写真 1.>光学レンズ付きのカメラオブスキュラ
(写真提供:日本カメラ博物館)

 イギリス製で1770年頃のもの。画面サイズは 6×6センチ ですから、ちょうど現在の 6×6 判カメラを想像すればよいでしょう。

 鏡を内蔵したレフレックスタイプですから、画像の天地を正しく観察できます(左右は逆=正立逆像)。

写真 2

<写真 2.>スケッチ用カメラオブスキュラの仕組み
(写真提供:日本カメラ博物館)

 <写真 1.>に示したようなカメラオブスキュラの仕組みと使い方です。よくよく見れば、現在の一眼レフとほとんど同じ仕組みであることが分かるでしょう。

 光学レンズを使っているため、ピント(=オランダ語の「焦点」 “brandpunt” からきた語で「点」(英語の “point”)の意味。ラテン語からの英語 “focus” とも同じ意味)の調整が必要です。このため、本体とレンズの長さを調整できるようになっている点に注意してください。

 さて、レンズ付きのカメラオブスキュラを使えば大変明るい画像を得られます。つまり画像はピントグラス上に「在る」わけですから、これを自動的(機械的 / 物理化学的)に定着できさえすれば、まさに「写真」の発明となるわけですね。画家の手を煩わすことなく、そこに見えている世界をそのまま写すことができますから、これはとてつもない発明になるはずです。

1.2. ヘリオグラフィとダゲレオタイプ

 画像の定着に始めて成功したのは、フランスのジョセフ・ニセフォール・ニエプス(Joseph N. NIEPCE:1765〜1833年)で、1826年頃のこととされています。この技術は「ヘリオグラフィ(”太陽の画” の意)」と名付けられますが、感度は大変低く(明るさが F17 のレンズで露出時間は約 8 時間!)、画像もあまり美しくなく、実用には未だ程遠いものでした。

 実用的なレベルでの画像の定着にはじめて成功したのは、ルイ・ジャック・マンデ・ダゲール(Louis Jacques M. DAGUERRE:1787〜1851年)です。これは「ダゲレオタイプ」と呼ばれ、1839年8月19日にフランス化学アカデミーで公開されました。これが、いわゆる銀板写真であり、<写真 3.>にその例を示しました。

 <写真 4.>は、ダゲレオタイプに使用されたカメラです。写真を見て判るよう、画像は十分に美しいものです。ヘリオグラフィに比べれば感度は大変高くなり、露光時間は30分程度に短縮されました。現代のフィルム感度表示で言えば、ISO 0.0002 (!?) といったところですが、その後、明るいレンズが使えるようになったこともあり、人物の撮影も可能になりました。

写真 3

<写真 3.>ダゲレオタイプの写真の例
(写真提供:日本カメラ博物館)

 1850年に ジャン・パチスト・ルイ・グロ男爵によって撮影された『アテネのパンテノン神殿のレリーフ像』です。
 ダゲレオタイプの欠点は、焼き増しができないこと、そして画像を観察する向きによっては非常に見えにくくなることです。

写真 4

<写真 4.>世界最初の市販カメラ
「ジルー」ダゲレオタイプカメラ
(写真提供:日本カメラ博物館)

 1839(天保10)年に、世界ではじめて市販されたカメラです。画面サイズは16.5×21.5センチ。

 側面に貼られた楕円形の品質保証シールには、ダゲールの自筆サインが記されています。
 日本カメラ博物館に実物があります。

 こうして写真が発明されると、不具合なところを改良した新しい技術が次々と開発されるようになり、結果として現代の多種多様な撮影レンズやカメラ、多機能・高性能な一眼レフ、高感度高画質なフィルムに至るわけです。
 しかしながら、光をレンズを通して集め、画像をフィルム上に定着するといった原理そのものは、発明当時から全く変わっていないのです。

2. やってみよう! & やってみました

2.1. ピントグラス(ファインダースクリーン)の映像を観察しよう

 一眼レフのファインダーは、原理的には<写真 2.>に示したカメラオブスキュラと同じですが、ファインダーの光学系(ペンタプリズム、ペンタミラー、ポロミラーなど)によって天地左右を正しく(=正立正像で)観察することが可能になっています。
 ただ、ファインダーを覗いて観察するために「画像がそこに写っている」といった感覚が少し失われます。

 ファインダーを交換できるタイプの一眼レフならば、アイレベルファインダーなどを取り外すだけで、ピントグラス(ニコンではファインダースクリーンと呼びます)に写っている像を直接観察でき、それだけで一つの手品を見ているような感じがします(このようにして観察するファインダーをウェストレベルファインダーといいます)。それは、輝くような映像であって、世界が何倍にも美しく見えます。
 ただし、この映像は、天地(上下)は正しいのですが、左右は逆(=正立逆像)です。ファインダースクリーン上で動く被写体を追いかけてみると、少し戸惑うはずです。

写真 5

<写真 5.>
アイレベルファインダー(ペンタプリズム)を取り外す ファインダーを脱着できる一眼レフカメラと、できないカメラがあります。ニコンF、F2、F3、F4、F5 等では可能。(写真は Nikon F)

写真 6

<写真 6.>
ファインダースクリーンの映像を観察する 一眼レフの初期には、ピントグラス(ファインダースクリーン)を、このように直接に観察する機種もありました。中判の一眼レフには今でもこうしたタイプが多くあります。

2.2. フィルム面上の画像の観察をやってみました

 カメラの裏蓋を開けた状態で、シャッタースピードを B(バルブ)あるいは T(タイム)にできるカメラ(=シャッター羽根 / 幕を開放したままにできるカメラ)であれば、フィルム面上の画像を観察できます。
 この実験を、みなさんのかわりにやってみました。

警告!:この実験は、カメラの正しい使い方ではありません。
 この実験には、既に壊れたカメラあるいは壊してもかまわないカメラを使います。
 シャッター羽根 / シャッター幕(場所と形状がわからなければ使用説明書をお読みください)には、絶対に触ってはいけません。シャッターなどを壊すことがあります。

 まず、カメラボディを三脚などにしっかりと固定しました。
 次にシャッタースピードを B(バルブ)あるいは T(タイム)に設定してシャッターを開放にして、裏蓋を開けてみました。
 裏蓋を開けて、シャッター羽根 / 幕が開放した状態になっていることを確認できたら、フィルム面(アパーチャーともフィルムゲートともいいます)に半透明なシート(買い物袋の乳白色のポリエチレンやトレーシングペーパーなどのやわらかいものより縦 36 mm、横 4〜5センチ に裁断した乳白色のアクリル板などが好適です)を、注意して当ててみました。
 この際、レンズのピントリングや絞りを調整してみると、ピントや絞りの働きを直(じか)に理解できました(<写真 8.>、<写真 9.>)。
 単純に言えば、ここに写っている画像がそのままフィルム上に記録されるのです。

写真 7

<写真 7.>
レンズ越しに見た画像

ここに見えているのは「実像」です。ここに見えるレンズの大きさ(径)を、「射出ひとみ(径)」といいます。

写真 8

<写真 8.>
フィルム面上の画像

フィルム面に半透明なシートなどをおけば、投影された「実像」が見えました。天地左右は逆に写っていました(=倒立逆像)。

写真 9

<写真 9.>
フィルム面上の画像

レンズのフォーカスリング(距離リング)を回転すると、ピントが合ったり、ピンボケになったりしました。さらにレンズの絞りも調整してみました。

警告!:この実験は、カメラの正しい使い方ではありません。
 この実験には、既に壊れたカメラあるいは壊してもかまわないカメラを使います。
 シャッター羽根 / シャッター幕(場所と形状がわからなければ使用説明書をお読みください)には、絶対に触ってはいけません。シャッターなどを壊すことがあります。

2.3. 一眼レフでピンホール写真を撮る

 一眼レフ用の黒いボディキャップ(写真は、ボディキャップ BF-1A(別売))の中心に、直径 5 mm 程度の孔をまず開け(<写真 10.>)、そこに “ピンホール” を取り付ければ(<写真 11.>)、ピンホールカメラのできあがり(<写真 12.>)です。

写真 10

<写真 10.>
ボディキャップ BF-1A の中心に孔を開けたもの。

写真 11

<写真 11.>
ピンホールを貼り付ける。両面テープや黒色クラフトテープを使えば簡単。

写真 12

<写真 12.>
完成したピンホールを一眼レフレックスカメラに取り付けた状態。

 黒いボディキャップが入手できない場合には、光を通さない黒い厚紙などで代用することもできます。

 光学レンズでは味わえない、ピンホール写真の楽しさを味わってください。
 晴天順光時に ISO 1,600 あるいは 3,200 といった超高感度フィルムを使えば、なんとか手持ち撮影も可能です。いろいろ気軽に試してみてください。

2.3.1. ピンホールの作り方

 薄い(0.1〜0.5ミリ 厚程度)金属板(例:薬ビンの蓋など)を材料に使えば、割合簡単に作製できます。

図 1

<図 1.>ピンホールの作り方
できるだけ小さく、真円に近い孔が理想ですが、気楽に(ケガしないように注意して)やりましょう。

 クギなどで凹み(アタリ)をつけた後(<図 1. A.>)、反対側の出っ張り(カエシ)を、孔が開く一歩手前までヤスリで削り(<図 1. B.>)、最後に縫い針などで小さな孔を開ければ(<図 1. C.>)完成。
 縫い針のかわりに精密工作用のドリル(φ0.3ミリ などの好みの径の刃を選べます。細いドリルほど、高価で折れやすい傾向があります)を使えば、よりきれいなピンホールを作製できます。
 金属板の代わりにアルミホイルを使えば、縫い針で孔を開けるだけで O.K.。ただし、あまり耐久性はありません。

 ピンホールの直径はφ0.3ミリ 程度が理想ですが、いろいろな大きさで試してみるとよいでしょう。

注意!:ピンホールは、絶対にボディキャップの表側(被写体側)に貼り付けてください。
 一眼レフの内部にはレフレックスミラーがあり、ほとんどの機種では撮影時にこのミラーが上下動(クイックリターン)します。
 ボディキャップの裏側(カメラ側)にピンホールを貼り付けてしまうと、ミラーと衝突してカメラが壊れることがあります。

2.3.2. ピンホールの性能

図 2

<図 2.>ピンホールカメラと光学レンズの原理

 ピンホール(A., B.)ではピント合わせの必要がありませんが、孔の直径と焦点距離(f)に比例して画像はボケます。
 光学レンズ(C.)ではピントを合わせる必要がありますが、画像は大変明るくシャープです。

 ピンホールカメラの原理を<図 2.>に示しました。次の 3 項目に注目してください。

1. 焦点距離(f)
 ピンホールの孔からフィルム面までの距離(単位:ミリ)が、光学レンズでいう焦点距離(f)に相当します。
 一眼レフのボディキャップ前面にピンホールをつけた場合、焦点距離は 50ミリ 位になります。つまり、この場合、焦点距離 50ミリ の光学レンズとほぼ同じ画角の写真を得ることができるわけです。ただし、ピンホールは焦点を結びません(<図 4>)参照)。ですから、同じ画角だからといってこの数字を焦点距離というのも変なものですが……。

2. 絞り(F)値
 絞り(F)値は、ピンホールの焦点距離(f)をピンホールの直径(d)で割った値(f÷d)です。
 焦点距離が約 50ミリ でピンホールの直径が約 0.3 mm ならば、F = 50 / 0.3 = 167 となります。F167 とはすなわち F16 よりも約 7 段分暗いレンズというわけです。

3. 画像のボケ
 ピンホールカメラには、ピント合わせの必要がありません。近いものから遠いものまで、ほぼ均一にボケて写ります。
 ボケの大きさはピンホールの径の大きさと焦点距離にほぼ比例します。
 つまり、1.)ピンホールの孔の径が小さいほど、また、2.)焦点距離が短いほど、シャープに写るわけです(<写真15>,<写真16>)参照。

2.3.3. 撮影の注意点

1. フレーミング
 前述したとおり、ピンホールは非常に暗い “レンズ(?)” です。このため、一眼レフのファインダー像は、はっきりとは見えないでしょう。
 接眼部と額(ひたい)の間を手で覆い、余分な光をカットして見れば、なんとかぼんやり見える程度です。厳密には考えずに、なんとなくの感覚でフレーミングします。
 三脚は絶対必要です。

2. 露出
 はじめて撮影するときには、必ず +/- 各 2 段分くらいの段階露光をするよう心掛けてください。何度か撮影するうちに、要領がつかめてきます。

 晴天で順光の条件なら、カメラの露出計でも測定できる(=絞り優先AE機能つきのカメラではAE撮影も可能になる)かもしれません。
 曇天や暗い場所では、カメラの露出計は機能しないでしょう。この場合には、先に計算したピンホールの絞り値(開放F値)を参考に計算します。
 絞り値の系列は下記の通りです。この系列の一段分を絞るごとにシャッタースピードを 2 倍に遅くしていけば O.K. です。厳密である必要はありません。だいたいの値を計算してください。

絞り(F)値 1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 45, 64, 90, 128, 180, 256……
露出の計算例

● ピンホールの焦点距離は約 50ミリ、孔径が約 0.3ミリ であったとします。
 絞り値をF = 167(約)と算出できます。

● 一眼レフカメラに光学レンズ(50mm 標準レンズが好適)を装着し、F 値を f/16 と設定して内蔵露出計で測光したときに、適正なシャッタースピードは、1 / 30 秒であったとします。

● F16 から F167(≒F180)まで、7段の差(上の表を参照)ですから……、
適正なシャッタースピードは、1 / 30 秒に 7 回、2×を乗じていった数値すなわち、1 / 15 秒→1 / 8 秒→1 / 4 秒→1 / 2 秒→1秒→ 2 秒→ 4 秒と計算できます。

● ただし、はじめての撮影では、計算値の 4 秒を中心に、+/- 1 段の 2 秒と 8 秒の計 3 枚、あるいは、+/- 2 段の 1、2、8、16 秒を加えた計 5 枚を、段階露出して撮影しておくとよいでしょう。

3. 露出補正
 撮影条件とフィルムの種類(感度)によっては、長時間の露光を要し、さらに露出補正が必要になることがあります。
 特に、シャッタースピードが 4 秒以上になる場合には注意します(露光時間が長引くにつれてフィルムの実効感度が低下していく=(低照度)相反則不軌という現象がおきます。詳しくは、フィルムの箱か説明書に書いてあることがあります)。
 不安な場合には、+1〜+3 段程度、露出オーバー目の段階露出での撮影もおこなっておくとよいでしょう。

写真13

<写真13.>
AI Nikkor 50mm 標準レンズの絞りを絞りこんで(f/16で)撮影した例
(フィルム感度:ISO 100、f/16、1 / 60 秒)

写真14

<写真14.>
AI Nikkor 50mm 標準レンズの絞りを開いて(f/2で)撮影した例
(ISO 100、f/2、1 / 4000 秒)

写真15

<写真15.>
約 0.3ミリ 径のピンホール(焦点距離:約50ミリ)で撮影した例
(フィルム感度:ISO 100、F 約167、2 秒)

写真16

<写真16.>
約1ミリ 径のピンホール(焦点距離:約50ミリ)で撮影した例
(ISO 100、F 約50、1 / 15 秒)

3. 一眼レフって何だろう ?

 一眼レフのファインダーやフィルム面の画像を観察し、ピンホール写真を撮影してみれば、普通とは少し違った写真の面白さを体験できるとおもいます。
 詳しいことは、おいおい説明していきますが、”一眼レフレックスカメラは高級でプロフェッショナル用” という印象があるのは、大きく次の理由によります。

(1.)写る範囲や写り方が、ファインダーで正確 * に判る

 コンパクトカメラなどの透視ファインダーに比べれば明解です。一眼レフは、レンズを通った光をピントグラス上に投影し、その画像を観察します。このため、写る範囲や写り方を正しく観察し、しかもそれを即座にフィルムに写すことが可能なのです。
 これは、特に、望遠レンズを使用する場合や、近接撮影をする場合には有効です。

注:Nikon F、F2、F3、F4、F5 など、ファインダー視野率が 100 % のカメラでは、写る範囲が隅から隅まで確実にわかります

 写真上達の秘訣の一つは、このファインダー像を自分の目でしっかり観察することです。なんといっても一眼レフの最大のメリットはここにあるのです。

(2.)レンズ交換ができる

 レンズ交換式の一眼レフであれば、超望遠レンズから超広角レンズまで、あるいは接写用のレンズやシフト機構付きのレンズなど、多種多様な交換レンズが使えます。
 一眼レフ用の交換レンズは非常に種類が豊富です。レンズの違いによる写りの違いを楽しむことができます。

(3.)多機能・高性能

(1.)、(2.)を基礎に、コンピュータ技術などを駆使することで、AE(自動露出)やAF(オートフォーカス)はいうに及ばず、さまざまな自動化が可能になりました。
 また、交換レンズ以外のさまざまなアクセサリーを使用することで、あらゆる撮影条件に対応できます。
 最近では、銀塩フィルムの代わりに、撮像素子(CCD=電荷結合素子など)を使ったデジタル(スチル)カメラで一眼レフタイプのものもあります。

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