デジタル・ピンホールカメラを作って、光と遊ぼう！

はじめに、ピンホール（針穴）とは、文字通り針先で開けるほどの小さい穴のことです。その大きさは穴と像を結ぶ感光体（フィルム・印画紙やデジタルなら撮像素子）との距離により違いますが、一般的に0.2ミリから0.5ミリくらいの直径の穴を良く使います。スマホも含めてカメラにレンズは付きものですが、ピンホールカメラにはそのレンズがありません。小さい穴がレンズの代わりになるのです。穴、つまりそこに空間があるだけ。では、どうしてそんな穴で写真を撮れるのでしょうか？

図1を見てください。木の葉や枝に当った光はいろいろな方向に反射されます。しかしピンホール（針穴）を置くと、箱の内側にはその穴を通ることができた、ひとつの方向の光しか通れません。ある枝から反射された光は、箱の奥に置いた感光体の上のある一点にしか届きません。つまり、木の様々な部分の点から反射された光は、ピンホールという「光のふるい」にかけられることによって、感光体上に届く場所がそれぞれ対応して決まります。 全体で見ると180度反転された、倒立した木の像が感光体上に作られることになります。これは、レンズで像を作る場合と違う仕組みです。

一方レンズの場合を考えてみましょう。簡単にするためレンズは凸レンズ１つで考えます。（図２）光はガラスを通過するとき、入る角度によってある決まった方向に曲げられます。これを屈折といいます。レンズはその独特の形のため、レンズに光が入った位置により、曲げられる方向がそれぞれ決まった角度に変り、レンズの反対側のある一点に集中する性質があります。この点を焦点といい、光が集中することを、焦点を結ぶと言います。ある木の一点から反射された光はレンズ表面のあらゆる場所に届きますが、屈折により裏側の一点に集中して焦点を結びます。木の他の様々な部分から反射された光も同様にレンズで屈折されますが、それぞれフィルム上には対応した別々の場所に焦点を結びます。全体で見ると、図１と同じように180度逆向きになった画像がフィルム上に作られます。

では、デジタル・ピンホールカメラの工作をはじめましょう。
はじめにプレートと針ドリルを準備します。プレートは3,4cm角ほどの薄手のアルミ板（厚さは0.1mmほど）が使いやすいです。今回は手に入りやすい缶ビール側面のアルミを使いましょう。ハサミで3,4cm角ほどにカットし、両面の塗装をサンドペーパーで落としましょう。（写真１）
つぎに、プレートに穴を開ける針ドリルを作ります。糸穴を取るため、縫い針のお尻1cmくらいをニッパーでカットします。針の先端部はペンチでしっかり挟みましょう。針が飛ぶと危ないので空き缶の中などで慎重に行ってください。鉛筆の消しゴム部分の中心に、カットした針先端部のお尻をまっすぐにしっかりと刺します。この針ドリルは、針単独でピンホールを開けるよりうまく力が加減できます。（写真２）

いよいよ穴開けです。重ねた新聞紙などの台紙にプレートを置きます。針の先端をプレートの中心に、垂直に慎重にゆっくり突き刺します。鉛筆自体を回しあまり力は入れずに徐々に刺していきましょう。（写真３）
全体を持ち上げドリルしながらプレートの反対側から針の先端が少し出たところで止めます。直径0.3ｍｍなら約1ｍｍ針が出る程度が目安です。全部通してしまうと0.4ｍｍ以上の穴になり大きすぎてしまいます。（写真４）
針を回しながら抜き、目の細かいサンドペーパーで穴の両面を優しくこすり、バリをとります。再度針を入れゆっくり回して穴を完成させます。
ピンホールの下にスケールを置いて、ルーペで覗き、だいたいの直径の大きさ、正円に近いか、バリがないかを確認します。バリがあれば、サンドペーパーでの作業を繰り返します。正確な数値より、穴の綺麗さ、バリの有無の方が直接画質に影響します。多少の直径の誤差は露出の時間増減でカバーできます。いくつか作ってみると慣れてきれいな針穴ができるようになりますよ。（写真5）　

カメラのボディーキャップ（レンズを外したときに本体を保護するキャップ）を用意します。今お使いのボディーキャップとは別に新たに買うことをオススメします。カメラメーカーの純正品でなくても構いません。

ボディーキャップに穴を開けます。中心に（正確でなくてもＯＫ）、ドリルで5～10ｍｍ程度の穴を開けます。バリは丸棒ヤスリなどで取って下さい。（写真１）

穴を開けたボディーキャップの裏側に、STEP２で作ったピンホールプレートを貼ります。テープは「黒パーマセルテープ」がベストです。写真用品店で入手できますが、無い場合は無光沢の粘着テープか白いテープで貼って、上から黒く塗ってください。光沢があるとカメラ内でピンホールから来た光が反射して画質に影響してしまうので、光沢が無いことが肝心です。
ピンホールプレートを貼ったボディーキャップをカメラ本体にセットします。これで撮影準備完了です。（写真2、3）