カメラ・オブスクラ

 

カメラ・オブスクラ（複数形：camerae obscurae または camera obscuras）は、小さな穴を通して暗い空間に入ってくる光線が表面に到達することで画像を形成する自然現象です。このため、外部のビューは上下逆さま（上下反転）および左右反転した形で投影されます。この用語は、外部の画像を内部に投影したり、外から見ることができる半透明のスクリーンに投影する暗い部屋、箱、または類似の構造を指すこともあります。レンズのあるカメラ・オブスキュラは16世紀後半から使用され、ドローイングやペインティングの補助道具として人気を博しました。この技術は19世紀前半に写真カメラへと発展し、カメラ・オブスキュラの箱は投影された画像に光感受性材料を露出させるために使用されました。

レンズのないカメラ・オブスキュラによって生成される画像は「ピンホール画像」とも呼ばれます。カメラ・オブスキュラは、太陽を直接見る危険なしに日食観察に使用されてきました。ドローイングツールとして、投影された画像を追跡することで非常に正確な表現を生み出すことができ、適切なグラフィック的遠近法を容易に取得できる方法として特に評価されました。「カメラ・オブスキュラ」という用語は1604年に初めて使用される前は、cubiculum obscurum、cubiculum tenebricosum、conclave obscurum、locus obscurusなどの他の用語がこの装置を指すために使われていました。レンズがなく非常に小さな穴があるカメラ・オブスキュラは、一般的にピンホールカメラと呼ばれますが、この用語は通常、写真フィルムや写真用紙を使用した簡単な（自作の）カメラを指すことが多いです。

光の光線は直線で移動し、反射されて一部が吸収される際に変化し、その物体の色や明るさに関する情報を保持します。照らされた物体は全方向に光線を反射します。障壁に十分に小さな穴があれば、その穴を通して入る光線は、反対側のシーンの異なる点から直接来る光線のみを許可し、これらの光線は穴の反対側の表面にそのシーンの画像を形成します。人間の目（および他の多くの動物の目）はカメラ・オブスキュラと同様に機能します。光の光線は瞳孔という穴を通って入ってきて、凸レンズを通して焦点が合い、暗い空間を通り抜けながら滑らかな表面（網膜）に逆さまの画像を形成します。この類推は16世紀初頭に現れ、17世紀には神が宇宙を機械のように創造したという西洋の神学的アイデアを説明するために一般的に使用されました。これは行動科学、特に知覚と認知の研究に大きな影響を与えました。この文脈において、逆さまの画像の投影は、生物の出現より前の物理的光学原理として注目すべきです。これはすべての生物学的視覚の特徴ではありません。

カメラ・オブスキュラは、一方の面または上部に小さな穴がある箱、テント、または部屋で構成されています。外部のシーンからの光が穴を通り抜けて内部表面に当たると、シーンは逆さま（上下逆転）および左右反転した形で再現されますが、色と遠近感はそのまま保持されます。

適切に鮮明な投影画像を生成するには、開口部のサイズが画面までの距離の1/100以下でなければなりません。ピンホールが小さくなるほど、画像はより鮮明になりますが、明るさは減少します。非常に小さなピンホールでは、回折のために鮮明さが低下します。最適な鮮明さは、光の波長と画面までの距離の幾何平均におおよそ一致する開口部直径で得られます。

実際には、カメラ・オブスキュラは通常ピンホールの代わりにレンズを使用します。これにより、大きな開口部を許可し、明るさを維持しつつ焦点を合わせることが可能になります。

投影された画像を半透明のスクリーンにキャプチャすると、後ろから見ることができ、左右反転は解消されますが、上下反転は残ります。鏡を使うことで、通常の方向に画像を投影することもできます。投影された画像は水平面（例：テーブル）にも表示することができます。18世紀のテントのオーバーヘッドバージョンでは、テントの頂部に鏡を使用した一種の潜望鏡が使用されました。

箱型のカメラ・オブスキュラは、通常、角度のある鏡を使用して、トレース用紙に正しい方向の画像を投影します。画像は後ろから見られますが、鏡によって左右反転されます。