今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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自作ピンホールカメラ!~オリンパスE-PM2で手作り
【今日の夕食】
 今日は、「里山公園」(神奈川県茅ヶ崎市)に、妻と娘(2歳10ヶ月)と遊びに行きました。久しぶりの外遊びで、娘は終始、楽しそうにしていました。あっという間に3が日も終わりです。
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OLYMPUS E-PM2+MZD45mmF1.8;90mm相当、F2.8、SS1/100、ISO320
★比内地鶏ラーメン
 通販で買ったものです。スープの味が、とても良いラーメンです。時間とともに、麺がスープを吸って膨らむので、食べ応えがありました。手作り鶏団子も、スープと合っており、おいしかったです。

★タコキムチ
 キムチとタコ、きゅうりを和えたものです。妻は、もっと辛口のキムチをイメージしていたそうですが、買ってきたものが思ったよりも甘口だったようです。ラーメンと一緒に食べるには、味が濃すぎず、ちょうどよい味付けでした。

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【今日のおじさん】自作ピンホールカメラ!~オリンパスE-PM2で手作り
 昨年(2013年)の9月に、初めての「一眼レフ」(正確には「一眼ノンレフ」)を買いました。
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 今回は、このカメラを利用した、「自作ピンホールカメラ」について書きます。下は実際の撮影例です。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/40、ISO3200


★「自作レンズ」の試み
 私の一眼カメラ、オリンパス「PEN mini、E-PM2」は、マイクロフォーサーズという規格のカメラです。このカメラに限らず、一眼レフタイプのカメラ(ミラー付き一眼、ミラーレス一眼)の特徴は、レンズ交換ができることです。以前、このブログでも、マイクロフォーサーズ規格の、様々なレンズを紹介しました。
 ★楽しいレンズ選び!マイクロフォーサーズ用製品一覧 →こちら
 ★マイクロフォーサーズ用「へんてこレンズ」一覧2013 →こちら

 レンズ選びは楽しいですが、問題があります。レンズは、いずれも高価(2万円~10万円)で、貧乏な私には、なかなか手が出ないことです。
 そこで、「自作レンズ」を考えました。しかし、レンズは構造が難しいので、自作は困難です。しかし、「ピンホールカメラ」であれば、簡単に作れそうな気がします。


★レンズを使わない「ピンホールカメラ」
 ピンホールカメラは、レンズを使わないカメラです。レンズを使ったカメラと、ピンホールカメラを、下図で比較します。
 まず、下図1は、レンズを使ったカメラです。レンズから距離L1にある面に、ピントが合っているとします。このとき、距離L1にある被写体の1点から出た光は、レンズによって、撮像素子(撮像センサ=CCD、CMOSなど)上の1点に収束します。レンズから撮像素子の距離はL2です。距離L1の位置にある異なる点は、撮像素子上の異なる点に収束します。このため、撮像素子上には、被写体と同じ像が形成されます(上下は反転する)。
<図1>レンズを使ったカメラ
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 いっぽう、下図2は、レンズを使わない、「ピンホールカメラ」です。レンズの代わりに、ごく小さな穴「ピンホール」(直径は1mm未満くらい)の開いた板を使います。板から距離L1にある点(被写体)から出た光は、この穴によって制限されて、撮像素子上の1点(実際には大きさを持つ)に収束します。レンズを使ったカメラと同様に、撮像素子上には、被写体と同じ像が形成されます。やはり、撮像素子上の像は、上下が反転します。
<図2>ピンホールカメラ
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 レンズを使ったカメラと、ピンホールカメラの違いは、次の点です。すなわち、レンズを使ったカメラでは、ピントが合う位置(距離L1)にある被写体上の1点から出た光は、撮像素子上の1点に、正確に収束します(現実には「収差」により、僅かにずれますが、ここでは無視します)。これに対して、ピンホールカメラでは、原理的に、被写体の1点から出た光は、撮像素子上の1点ではなく、ある幅をもった範囲に広がりを持ちます。この広がりの大きさは、穴(ピンホール)の大きさに依存します。この広がりのために、撮像素子に結ばれる像は、レンズを使ったカメラに比べて、ボヤけたものになります。また、レンズを使ったカメラに比べて、撮像素子に入る光量(エネルギー)が少ないので、暗い像になります。
 また、レンズを使ったカメラでは、レンズから撮像素子の距離L2を調整することで、ピントを調整できます。しかし、ピンホールカメラでは、ピントを調整することはできません。したがって、得られる像は、常にぼんやりとしたものになってしまいます。
 しかし、ピンホールカメラは、構造がきわめて簡単(穴の開いた板を置くだけ)なので、自作が容易と思われます。


★ピンホールカメラを自作する
 理屈はさておき、とにかく「ピンホールカメラ」を手作りしてみることにします。

 用意したのは、マイクロフォーサーズのカメラ用の「ボディキャップ」です。ボディキャップは、カメラからレンズを取り外した状態で保管するときに、レンズ取り付け部(マウント)の開口部を保護するためのキャップです。写真、左はカメラ本体に付属するもの、右は今回の自作のために買ったものです(エツミ製)。500円程度で購入できます。交換レンズと比べれば、たいへん安価です。
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 キャップの中央に、穴を開けます。このキャップの周囲には、ギザギザ模様がついています。このギザギザをガイドにすれば、芯出しは比較的容易です。芯がずれると、撮影される像の中心がずれるので、大きくずれないよう、注意が必要です。鉄定規を当てて、デザインナイフでケガキ線を引きました。
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 ケガキが終わったところ。十字の交点に、穴を開けます。
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 穴あけは、模型用の「ピンバイス」を使いました。使用したドリル(針)は、直径0.4mmです。
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 穴をあけたところ。光に透かすと、僅かに穴が確認できます。
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 ボディキャップは、肉厚が2mm程度あります。このままだと、穴径に対して肉厚が厚すぎるので、ピンホールに入った光の一部が、穴の壁面に遮られてしまいます。そこで、穴の表裏両面を面取りして、穴の肉厚を小さくします。1mm~3mmのドリルの先端を使って、120°面取りです。
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 面取りが終わったところ。面取りのときに支障になるので、表面のモールド(凸部)は、デザインナイフで削り取ってから、面取りしました。
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 裏面も、同様に面取りしました。これで、ピンホールの厚みは、おそらく1mm程度になったと思います。光が壁面でさえぎられるのを防げます。
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★完成した「自作ピンホールカメラ」
 ピンホールを加工したボディキャップ(「ピンホールレンズ」とでも呼ぶのでしょうか。レンズではありませんが。)を、カメラ本体に取り付ければ、「自作ピンホールカメラ」の完成です。
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 ピンホールから撮像素子までの距離L2は、およそ26~27mmくらいです。この数字は、「画角」や「明るさ」などを評価するときに、重要だと思われます。詳しい話は、おいおい検討したいと考えています。
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 使用しないときは、異物混入防止のため、セロハンテープを貼ることにしました。セロハンテープを貼ったままで撮影もしてみましたが、光量が減るのか、屈折するのか、うまく撮影できませんでした。撮影時には、はがします。
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★「自作ピンホールカメラ」の作例
 まずは、無難に日中の屋外から撮影します。ピンホールカメラは、レンズを使ったカメラに比べて、像が暗いです。しかし、最近のデジカメは、高感度特性にすぐれます。ISO感度を3200に設定したところ、暗いながらも、液晶画面で確認しながら撮影が可能でした。撮影結果は、下の通りです。ISO感度は3200にマニュアル設定して、絞り優先(A)モードで撮影しました(絞りは意味がありませんが)。また、どれほど意味があるか不明ですが、手ブレ補正で設定する「焦点距離」は、撮像素子からピンホールまでの距離(実測値26~27mm)に近い「28mm」を選択しています。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/40、ISO3200

 穴径0.4mmが大きいためか、全体にボヤけており、解像度が低い印象です。しかし、穴をあけただけのボディキャップで、ここまで写るとは、正直驚きました。

 次に、暗いピンホールを逆手にとり、太陽を撮影してみました。「フレア」が出まくりです。まともな写真とは言いがたいですが、これはこれで面白いかもしれません。なぜ、このようなフレアができるのかは、不明です。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/160、ISO200

 部屋の中に持ち込んでみました。液晶画面は、かなり暗くなり、彩度が落ちて白黒画像のようになりますが、判別できないほどではありません。そして、撮影された画像は、液晶画面の像に比べるとカラフルで、明るい結果です。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/4、ISO3200

 縦位置で撮影。室内でも、けっこう、見られます。このカメラはISO25600まで設定できますので、まだまだ余裕がありそうです。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/2、ISO3200

 ピンホールカメラは、ピント合わせが不可能です。しかし反面、被写体までの距離によらず、そこそこピントが合うようです。これは、10cmくらいまで寄っての接写です。字が歪んでいるように見えますが、これはもともと歪んだデザインです。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/4、ISO3200

 さらに寄って、数センチの距離です。ここまで寄っても、大きくボヤけることはありません。たいへん面白い撮影機器です。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/40、ISO3200

 なお、よく見ると、いずれの画像とも、左上のほぼ同じ位置に、黒い点があります。これは、撮像素子の汚れによるものかもしれません。途中、撮像素子をブロワで清掃しましたが、ほとんど改善しませんでした。


★オマケ:自作ピンホール、試作版
 以下は、試作版(製作途上)での作例です。上述のピンホールとの違いは、仕上げの面取りを、表面のみ加工して、裏面には加工していない点です。

 面取り加工がないと、ピンホールに入った光の一部が、穴の壁面で遮られてしまいます。このため、画面の周囲が円状に暗くなってしまいます。レンズフードを付けたときの「ケラレ」と似ています。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/80、ISO3200

 室内での撮影です。光量も減っているようで、ISO感度を12800まで上げる必要がありました。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/10、ISO12800

 周囲が暗いですが、これはこれで、面白い画像かもしれません。面取りの大きさは、様子を見ながら、お好みで加工すればよいと思います。
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OLYMPUS E-PM2+自作ピンホール;53mm相当、SS1/8、ISO12800


★市販品もあります
 手作りはちょっと、という向きには、市販の「ピンホールレンズ」があります。製造者の「ライジング(rising)」は、韓国のメーカーのようです。作例は、例えばサイト[1]にあります。全体にボヤけた写りで、周辺が暗くなる、特徴的な写りのようです。画角などが異なる、3種類が用意されています。また、マイクロフォーサーズ他、各種マウント用が販売されています。
[1]東京トレーディング;Rising pinhole
http://www.t-tra-direct.com/fs/ttzakka/pinhole/10473



★まとめ
 「自作ピンホールカメラ」を作りました。ボディキャップに穴をあけただけの、簡単なものです。
 簡単なものですが、思ったよりも「まとも」な写真が撮影できて、驚きました。低予算で、少し変わった写真を楽しみたい方には、悪くないかもしれません。


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はじめまして
オリンパスPenでピンホールやっている同志を探して流れ着きました。
genと申します。

私もE-PM1でピンホールを装着して楽しんでおりました。
他の記事も実験的で大変面白く拝読しました。
これからも楽しみにしております。
gen | URL | 2014/04/16/Wed 22:17 [編集]
> gen さん
 はじめまして。ご訪問ありがとうございます。

 自作ピンホール、ほかにも楽しんでいる方がいらっしゃったのですね。私の作ったものは穴径が0.4mmと大きく、なんとかならないものか考えていたのですが、アルミ缶を使うとは。優れたアイデアですね。私も試してみたくなりました。

 カメラ関係の道具は高価なので、なるべくお金がかからないように楽しみたいと思います。
マツジョン | URL | 2014/04/17/Thu 22:00 [編集]



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