正立正像を目指した

レフレックス・ピンホールカメラ

光が描いた、たった一枚のピンホール写真を目指して!

写真のメリットは絵画とは異なりフィルムを使うことによって同じ写真を大量に複製できることでしょう。ただ、それは複製であって、その場面の光が描いた絵(画)ではありません。昔は写真のことを光画とも言っていました。それは光が描いた絵(画)という意味ですが、光が本当に描く絵(画)は一枚しかありません。だったら光が描いた絵(画)そのものが価値あるものなのではないかと思いませんか。光が描いた絵(画)をそのまま鑑賞できるように正立正像を得るピンホールカメラを作ってみましょう。


デジタルカメラ全盛なんだけど・・・

 カメラと言えばデジタルカメラが当然!誰でもきれいな写真を簡単に、しかも安価に大量に、写真が撮り放題に近いのですからそんな良いことはありません。なのに何でわざわざフィルムカメラを使うのか?って自問自答するような時代になりました。フィルムカメラだってDPに出して出来上がった写真を楽しむだけだったら同じことですから・・・やっぱりデジタルだよね〜って弱気になってしまいそうです(笑)

 それでもフィルムを使って撮っているのは、現像や引き伸ばしが楽しいからかも?と言いながら現像はモノクロ、カラーをしていても、引き伸ばしはモノクロだけでカラーはやっていないのだから、その理由も100%完全ではないのでデジタルカメラへのささやかな抵抗なのかも知れません。

 何かそれなりの理由を探るとすれば、現像や定着という処理を通して「科学」「不思議」を楽しんでいるとしておくのが一番のようです。なぜならデジタルカメラにも現像という処理がありますが、これには科学とか不思議を感じることはありませんから・・・

 ・・・と、とりあえず理由を考えてみたもののフィルムがなくなったら?とか、印画紙がプリント用紙に代わってしまったら?とか考えている内に、「光画」という昔の言葉を思い出してしまいました。光が描く絵(画)という意味です。デジタルカメラだって撮像素子上に光が描く絵(画)を電気的に記録しているのですから、記録方法が違うだけで光画には違いありません。

 ただ、今度はフィルムにしてもデジタルにしても光が描く絵(画)を記録したものを印画紙やプリンタ用紙に複写しているのだから、それは光が描く絵(画)になるのか?って考えてしまいました。つまり光が描いた絵(画)はフィルムや撮像素子上に存在したのであって、見ている結果は光が描いた絵(画)そのものではない!ってことです。

 「フィルムやデジタルで撮って紙に写したものは光が描いた絵(画)じゃないんじゃない」という視点で考えていると、光を印画紙に直接記録したものを「光画」としようという結論に至りました。やれやれ!

光画を楽しもう・・・

 光を印画紙に直接記録する最も簡単な方法はやはりピンホールカメラでしょう。ピンホールカメラは子供の小学校の自由研究で空き缶にピンホールを付けて撮らせて以来のことです。久し振りだな〜って思いながら、今回の目的は光画を得ることですから、ネガを密着焼きする訳にはいきません。そのため光が印画紙に描く光画を普通に鑑賞するには、反転現像をして陽画を得なければなりません。

 そして、もう一つ解決しなければならないこととして、光が印画紙に描く絵(画)が逆立逆像になること、つまり逆立は印画紙を180度回転してやれば正立しますので問題なく解決しますが、逆像は左右が入れ替わることですから裏から見なければ正像になりません。フィルムならそれも簡単ですが印画紙ですからそれは出来ません。従って、鏡を使って左右を入れ替える仕組みを作って解決させます。それがレフレックス・ピンホールカメラです。

レフレックスって?

 ここでレフレックス・ピンホールカメラについて簡単に説明することにします。右図の被写体が今から撮影しようとする風景です。

 

 

 この被写体がピンホール(レンズでも同様)を通して印画紙上に映し出されたときの絵(画)は上下が逆、左右が逆の逆立逆像になります。ミラー上のP点に立って印画紙に映し出された絵(画)を前方へ倒すと@の絵(画)が得られます。これは元の絵(画)と並べてみると分かるように、上下の逆は180度回転すれば元に戻りますが、左右の逆は戻りません。

 ここで左右の逆を元に戻すにはミラーを途中に配置し、屈折光学系を構成させます。こうすると印画紙上に映し出された絵(画)は、上下は逆のままですが、左右は入れ替わり逆立正像になります。ミラー上のP点に立って印画紙に映し出された絵(画)を前方へ倒すとAの絵(画)が得られます。これを元の絵(画)と並べてみると上下の逆は180度回転すれば元に戻るので、左右が入れ替わらない元通りの正像が得られることが分かります。

 上下左右の反転状況を示した矢印を外して絵(画)を並べると、左から@ノーマルピンホール、被写体、Aレフレックスピンホールとなります。このようにAレフレックスピンホールだと左右が入れ替わらず、結果的に正立正像の絵(画)を楽しむことが出来ます。

レフレックス・ピンホールカメラの製作

 ミラーを使って屈折光学系を構成すれば正立正像が得られることが分かりました。こうして完成したレフレックス・ピンホールカメラがこれです。

完成したレフレックス・ピンホールカメラ

屈折光学系で正立正像を得る仕組

 撮影した写真を飾って楽しむには名刺サイズでは小さ過ぎますのでカビネサイズにしました。前面にピンホールとシャッター、斜めになっている部分の内部にミラー、そして左面に印画紙を配置しています。ピンホールから入った光はミラーで左へ90度曲げられ、印画紙の上に像を結びます。左面は印画紙フォルダになっていて取り外し可能、この部分だけをダークバックに入れ印画紙の交換をすることが出来るようにしました。フォルダ上面に見える引き手はフォルダをカメラ本体に装着した後、撮影前に開く遮光板です。シャッターはタイマー装置を使って電子シャッターにしようと考えていましたが、オーソドックスにスライド式にしました。

材料と組み立て

 材料は本当はラワン材を使いたかったのですが、最近あまり見かけなくなりましたので仕方なくアルカタ集成材を使用しました。完成したレフレックス・ピンホールカメラを見れば大体のパーツの形は想像がつくと思います。基本となるカメラ本体から作ります。写真のようにカットすると無駄なくパーツを得ることが出来ます。

カットしたカメラ本体のパーツ

組み立ては接着剤と釘を使いました

 ミラーを配置するため、斜めの部分に嵌まるように加工した板を取り付けます。

斜めに取り付けるため端を斜めに加工

外見は移りには無関係ですが体裁よく加工

 印画紙フォルダを取り付ける枠を加工します。光線漏れを生じないようきっちりと作りますが隙間が出来たら埋めて処置をします。

印画紙取り付け枠の加工

 斜めの部分にミラーを取り付け

 この枠に合わせて印画紙フォルダを作ります。開口はカビネ印画紙の周囲から5mmほど小さくし、それを覆うように遮光板がスライドする構造です。遮光版は0.5mm厚のアルミ板を使いました。その板がスライドする隙間を作るために同じ厚みのアルミ板を周囲に配置してあります。

印画紙フォルダ(遮光板は0.5mm厚のアルミ板を使用)

 カメラの概形が出来上がったらミラーを取り付けますが、その前に光の不要な反射を防ぐために内部をつや消し黒で塗装します。

ミラーを仮置き(まだピンホール取り付け穴は開けてありません)

ミラーの裏側は塗装しない。(取り付け穴を開けた状態)

 アルミの薄板で作ったピンホールを取り付けるための穴です。サイズは特に気を使う必要はありません。ただ適当に開けてしまったため、後述するとおり予測できたことではありますが、一工程を増やすことになりました。本当は直径をこの1/3程にすれば良かったのです・・・

ピンホールの取り付け穴

 下が完成した(遮光板は抜いた状態になっています)印画紙フォルダです。白い部分にカビネサイズの印画紙を装填します。

印画紙フォルダ

印画紙を枠の中に入れて蓋をする構造

印画紙フォルダを横から見たところ、「つの字」で密着

印画紙フォルダを下から見たところ

撮影結果と改善

 ピンホールを取り付け試写です。結果は下の光画のとおりですが、これを見て気がつくことは木の枝が写り込んでいることです。さらに、よく見ると右から1/3位の所に弧を描く影が入っています。そして、その右側にはそのような影が写っていないことが分かります。なお、隅に白くなっているところは光線漏れが生じている部分です。これは遮光対策をさらに施せば解決しますので問題ありません。

試写結果(不要光によるゴーストが発生)

 さて、このゴーストが発生することは初めから分かっていました。下図に示す光を考えると、撮影範囲にある光はミラーで反射され印画紙に到達します。ところが不要光@やAは直接、印画紙に届くためゴーストを引き起こします。同様にカメラ内部に入る不要光Bは印画紙の範囲外なので、たとえ入っても考慮する必要はありません。逆方向からの不要光も当然ありますが、それらは印画紙に到達しませんので考慮する必要はありません。

 従って、不要光@やAのような光を遮光版で遮蔽すればゴーストの発生をなくすことが出来ます。それでは、上の光画の右から1/3程の所に発生した弧を描く影はなぜ出ていたかと言えば、ピンホール取り付け穴のエッジが中途半端な遮光板となり不要光を塞ぎ切れていなかったためです。

色々な光と遮光板の役割

 この弧を描く影は遮光板を取り付けると共に解決しました。もう少し取り付け穴を小さくすれば、板の厚みで遮光板の代わりをさせることが出来ましたが、すでに穴を開けていますので仕方なく遮光板を付けることにしました。ただ、板の厚みを遮光版の代わりをさせるには、より細かな製作精度が必要になりますので、結果的には別に遮光板を立てる方が簡単だったと思います。

遮蔽板

遮蔽板の取り付け位置

 左の写真から分かるように、遮光板により直接ピンホールは見えませんが、ミラーを介してピンホールを見ることが出来ます。取り付け位置は右の写真の通りです。これが印画紙に近くなれば高い遮光板が必要になりますが、それは必要な光も遮るため最適値が存在します。横方向には隙間がありますが、密着させる必要はなく適当で構いません。

 さあ、これで大丈夫と・・・試写した結果がこれです。ゴーストは完全に消えました。ところが、左上から右下の方向に何やらモヤモヤした不要光が出て来ました。何だろう?これは一体?不要光が他から到達しているから発生していることは疑う余地がありません。

試写結果(左上から右下に掛けて何やらモヤモヤした光が・・・写っている?一体なぜ?)

 外部からの不要光は対策をしているので、このモヤモヤは内部で発生しているに違いないことは想像できました。しかし、この光はどこから来るのだろう?しばらく考えて、モヤモヤは不規則な感じがしますが、左上から右下へ掛けて直線的に入っていることに気がつきました。

 しかし、それは見掛け上のことで、カメラ内部に印画紙が入っている状態で原因を追究しなければなりません。

 印画紙はカメラ内部では上下逆になっていますので、左側では近い位置から、右側では遠い位置から光が来ていることが分かります。そうなっている部位はミラーしかありませんが、ミラーは正常な絵(画)を描いているため問題ないだろうし・・・様々な予想が浮かびますが理由を付けていくと消えていきます。

 結局、原因は何だったかと言えば、広いミラーを寸法に合わせて切った際の切り口がギザギザになっいたため、ミラーの切断面での乱反射が生じさせた、これも光画でした(笑) 

 結局、右の写真のようにミラーの切断面を隠すようにテープ状の遮光紙を貼り解決となりました。

ミラーの切断面を隠すように張った遮光紙

試写結果(モヤモヤが取れました)

撮影とシャッター

 シャッターはオーソドックスにスライド式にしました。左がシャッターを閉じた状態、右が開いた状態です。引き戸を開いて露出時間が経ったら閉める。ただそれだけの代物です。

 当初はボタンを押すと露光開始、設定時間を経過したら完了。そんな電子シャッターにしてやろうとキッチンタイマーを改造しようと思っていたのですが、内部は手を入れ難いほど簡単。簡単なのはコストダウンに必要なことでしょうけど、こう簡単だと手の入れようが在りません。

 そう考えている内に、もう良いやとオーソドックスなシャッターにすることにしました。

シャッターを閉じた状態

シャッターを開いた状態

電子シャッターも考えたのですが・・・

撮影の様子

  実際の撮影は写真のようにして行っています。露光時間は晴天の日差しで2分〜3分です。この露光時間は結構長いのですが、それには理由があって、ネガ現像だと光が当たった部分は黒くなりますが反転現像をしポジ化しますので、その部分は逆に白くなる部分です。

 光の当たった部分をより黒くするということは、漂白液で漂白することでより白くなることを意味しますので、コントラストが高いポジ画像を得るには十分過ぎる露光時間を掛けて、より黒化するようにすることが秘訣です。

現像と漂白

 現像は第一現像、漂白、再露光、第二現像、水洗いで終了。定着は必要ありません。第一現像液には富士フイルムのコレクトールEを使用しましたが、パピトールでも自家処方の現像液でも構いません。漂白液は自家処方のものを使用しています。

漂白液の処方(500mlの場合)

 水500mlに濃硫酸5mlと過マンガン酸カリウム0.5mgを加えて作ります。濃硫酸を使いますので取り扱いは慎重に、そして必ず水に濃硫酸を入れることを忘れないようにします。その溶液に過マンガン酸カリウムを溶かすときれいな紫色の溶液になります。それほど長持ちしないので作り置きはしない方が良さそうです。

 漂白液につけるとほぼ真っ黒な印画紙が真っ白になります。この状態は露光により銀化したハロゲン化銀がすべて溶解され、未露光のハロゲン化銀が残った形になっています。このハロゲン化銀を再露光し第二現像すると、黒化した銀がポジ画像として残ります。この時点でハロゲン化銀は残っていませんので定着処理は不要となりますのでよく水洗いして完成です。

まとめ

 光が描く絵(画)、本当は光画も絵画と同じく1枚しかないのではないか?楽しんでいるのは光画の複製ではないのか?それならたった一枚しかない光画を楽しみたいを原点に正立正像のポジ画像を得るピンホールカメラを製作しました。

 実際作ってみると、あらかじめ予想できたゴーストや何で起こるのだろうと思わせられたモヤモヤなど、一応すべて解決できて当初の目的を達成しました。シャッターを開け1分、2分と時計と睨めっこの僅かな時間ですが、その空間と時間は自然とすべてのことを忘れています。

 「さあ!撮れたかな?」暗室に入り、現像液に浸けた印画紙は黒くなっていきます。十分に黒くなった印画紙を漂白液に浸けると今度は見る見る内に白くなります。不思議ですね〜(原理どおりだから不思議じゃないんですけど不思議だな〜って感じがします)

 その後、部屋の電気を点けても白い印画紙はそのままです。そして再び現像液へ。白い印画紙に黒いポジ画像が浮かび上がって来ます。また、不思議だな〜って思っている自分がいます。「お〜!撮れてる!撮れてる!」これが楽しいと感じると止められません。

 光が描くたった一枚の絵(画)、光画を楽しんでみませんか。

(2013.4.21)