研究会報告 （その1）「光学兵器とカメラ １」

会員番号0809 林田 吉弘

写真 1 三笠艦橋の図 (三笠記念艦ホームページの全景図から切取）
中央の東郷元帥の後で測距係が覗いているのがバーアンドストラウド測距儀
東郷元帥はツァイスの変倍（5倍と10倍）双眼鏡持っている。

光学兵器には測距儀や照準器、索敵用望遠鏡、双眼鏡などがあり、発表では言及した。しかし本会報では紙面の関係で測距儀とカメラの距離計のみ取り上げることにする。
他の光学兵器は次号以降紙面に余裕があるとき報告することにしたい。
測距儀
写真1は三笠艦橋の図（東城鉦太郎画）から一部を切り取った図である。ここに描かれた主要な光学兵器は東郷元帥後方で測距係が覗いている バーアンド ストラウド(Barr &Stroud）社製F.A.2型測距儀、東郷元帥の持つツァイスのプリズム双眼鏡等である。中でも軍艦として極めて重要な光学兵器は測距儀であろう。
測 距 儀 は、三 角 測 量 法 を 利 用 し た 装 置で、離れた二つの観測点から標的が見える角度の違い(偏角θ-図1）で標的までの距離を知る装置である。
戦艦三笠は英国イングランド北部のバロー・イン・ファーネスのヴィッカース社の造船所で作られた。搭載された測距儀はその少し北側のスコットランドのグラスゴーにあったバーアンドストラウド社で作られたものである。三笠の竣工した1902年当時、測距儀製作の第一人者である。当時、ドイツではカール・ツァイスやゲルツ、米国ではボシュロムなどが各種の測距儀を作っていた。
このバーアンドストラウド社F.A.2型測距儀の英国特許の図を図2に、またこの測距儀の測距方法を図3に示す。
この測距儀は基線長4.5フィート、倍率26倍で、有効基線長35.7m、測距限度は60kmを超える。しかし肉眼の測定誤差を0.25分とすると5km先の標的の測距誤差は±50mとなり充分とは言いがたい。精度を上げるためには戦艦大和の測距儀のように基線長を15.5m、倍率30倍として有効基線長を465mと長くし、2連装、3連装として複数の測距儀とする等の工夫が必要となる（表1 ）。
戦 艦 大 和 の 距 離 計 は 基 線 長 15.72m と15.28m、倍率30倍の単眼上下像合致式各1
基と精度向上を意図した倒分像立体視(図4）式の3連装測距儀であるが、これでも50km先の標的の測距誤差は±300mぐらいは覚悟し

距離環

偏角θ

偏角プリズム

左右に移動
基線長
図 1 測距儀の一般原理
基本は三角測量。左右のミラーからの画像が合致するまで、光路にある偏角プリズムを移動し、その移動量（位置）により標的までの距離を知る。

なければならない。特に遠距離の場合は陽炎等のノイズが大きく、精度は更に落ちる。
艦船のように比較的低速で移動する標的や陸上構築物などのように動かないものは、上下像合致式、倒分像合致式、倒分像立体視式などを使い、かつ複数で測距することで何とかなるが、第一次大戦で実用化され、第二次大戦で急速に発達した航空機は、高速で移動する多数の標的を測距することになる
偏角プリズム偏角プリズム距離環
図 3 Barr & Stroud F.A.2測距儀の測距法
距離環を回転させて偏角プリズムを左右に移動し、上下像を合致させたところ(右上図）で、距離計の左目接眼部で距離指標を読み取る。
図 2 Barr & Stroud社の英国特許 No.13,507（1894年登録）の図（上縦断面図、下横断面図）

1（小倉磐夫著「カメラと戦争」13ページから筆者加工）

表 1 大和と三笠の測距儀諸元
項目
基線長
倍率
有効基線長
最短測距距離大和
15.50 m30 倍465.0m
5 km

三笠
1.37 m
26 倍
35.7m
686m

ダイヤル

大和の測距儀は上段に倒分像立体視式、下段に単眼合致式２組の三連装測距儀

目盛盤（ダイヤルを回すと刻まれ固定目盛盤（遊標が刻まれている）た遊標が左右に移動する）
図 5 遊標立体視式測距儀（ツァイス米国特許No,934,916 (1909年登録)から副標
主標
図 6 目盛盤に刻まれた遊標（Traveling Mark）
図 7 (右図） 遊標立体視式測距儀の測距法
中央の飛行機の立体的位置に主標が来るように遊標を動かし示された距離を読む（平行視で見ると標的位置に主標が来ているのが分かる）。

図 4 倒分像立体視の画像説明図
平行視（左の図を左目、右の図を右目）で見ると左の小さな汽船が奥と手前に、中央のヨットの倒立上下像は前後中央位置に見える。
ツァイス米特許No.1,148,222（1915年登録）からの距離は無限遠として扱い正確に求める必このライカの距離計とよく似た構成の測距要はない。と言うことは光学兵器としての測距 儀 の 1902 年 出 願 の 英 国 特 許 No.14,840( 図儀とは構造は似ているが基本的に目的を異 10)がある。この測距儀は上下像合致式なのにする。
でライカの二重像合致式よりは精度は高そう
カメラ用距離計には単独距離計や、カメラ だが、いずれにせよバーアンドストラウド社のので、今までのような測距儀では対応が難し 搭載の非連動距離計と連動距離計があるが、 測距儀とはレベルが違い、あまり遠くを測るもい。このため高射砲等に用いる測距儀には ここでは連動距離計を対象とする。のではなさそうである。
更に工夫がある。その一例が図5～7に示す
史上初の連動距離計付カメラは1916年にライカⅡ型と同じ1932年にフォクトレンダーツァイスが1908年に特許出願した遊標立体 発売された3Aオートグラフィックコダックスペ からスプリングカメラの連動距離計付カメラプ
視 式 測 距 儀（Stereoscoipic Telemeter with シャルである（写真3、図７）。米国特許は1916 ロミネントが発売された。距離計はボディ上部
Traveling Mark) で あ る。遊 標 (Traveling 年 8 月 16 日 に 出 願 さ れ 1918 年 2 月 26 日 に 中央にアイピースを設けた上下像合致式のMark)は主票と副標からなり、立体視すると、 1,275,648号で登録されている。基線長57mm、 測距儀型で、基線長90mm(実物を覗くと倍率
副標は主標を中心に前方から後方にクロスし 等倍ではあるが、ミラーの間に偏角プリズムを がかかっているが倍率は不明で、有効基線長て見える。目標の飛行機が主票の位置に来 用い、ファインダー内両端と中央の画像の分 は分からない）。レンズの前後移動をリンク機る迄片方の遊標をダイヤルでスライドさせる 像を一致させる方式は測距儀と同様の方式 構で片方の反射ミラー(プリズム）へ伝え距離と、その移動量で目標までの距離が分かる である。ファインダー画像は小さく、しかも撮影 を測る方式である（写真4、図11）。その形から(図6)。この方式の利点は素早く測距できると 方向に対し直角の方向から見るので実用上 “戦艦”とも“花魁”とも呼ばれた。がっちりとしいうことに加え、副標により砲弾が目標に当た かなり使い難かったものと思われる。
た鋳物構造で“花魁”はともかく、いかにもそうらず炸裂した時、その位置と目標とのズレ量
その後1930年に偏角プリズムを用いたアグ だと思わせるものがある。
が読めることである。この様に距離計は遠距 ファスタンダードや望遠鏡式距離計を用いた
1941年発売のエクトラ(写真5、図12）は基線離を如何に正確且つ素早く測ると言う目的で エノルデなどの連動距離計機がでたが、市場 長104.8mm (41/8 in.）、倍率：2.2で有効基線長進化してきている。しかし近距離の測定は実 を賑わすこともなく終わった。
230.5mm 、上下像合致式で200mmを超える望用上意味 が な い の で、例 え ば 三 笠 搭 載 の連動距離計が脚光を浴びたのは1932年登 遠レンズまで対応できる連動距離計を組みバーアンドストラウド F.A.2型測距儀の最短 場のライカⅡ型であろう(写真4）。ライカの距離 込んだとしている。距離計とは別に設けた測距距離は750ヤード（686m）、大和搭載の 計は、図 9に示すようなハーフミラーと、レンズ ズームファインダーには254mmの目盛りが刻
15.5m測距儀のそれは5kmである(表1参照)。 の動きにより回動して光軸を偏けるプリズムで んであり更に回転できるので300mmまでは考構 成 し た 二 重 像 合 致 型 で、有 効 基 線 長 えていたかもしれない。実際に販売された交カメラの距離計
38.1mm、測距儀に比べるとかなりプリミティブ 換レンズは、50mm F1.9、50mm F3.5、35mm
カメラの距離計は基本的には近距離測定 なものであったが、90mm F2.8のレンズまで F3.3、90mm F3.5、135mm F3.8、153mm F4.5用であり、後述するレンズの過焦点距離以上 は充分な測距性能を有していたと考える。の6本のみで、254mmは作られなかった。

図 9 ライカⅡ型の距離計
偏角プリズム写真 4 ライカⅡ型(1932年発売）

距離計

本体に固定した偏角プリズム

図 8 コダックの距離計、偏角プリズムは本体に固定され、両端ミラーと中央凹レンズがレンズと共に移写真 3 No.3Aオートグラフィックコダックスペシャル 動する。(野間俊夫著「距離計付カメラの変遷」から）

2

図 10 ライカの距離計に近い測距儀の特許
中央の差動ネジで左のミラー(右ミラーに比べ半分、灰色部分）を回転させる構造。

写真 5 エクトラ(1941年発売）

図 11 プロミネントの距離計構造

写真 4 プロミネント(1932年発売）

この特許図ではビューファインダーと距離計ファインダーの接眼レンズは共通となっており、ビューファインダーは固定視野である。しかし実物はビューファインダーは別の光学系で50mm～254mmのズームファインダーとなってい る。し か も 距 離 計、ビ ュ ー フ ァ イ ン
ダーが別々に視度調節も可能となっている複雑な光学系である。

ライカは1935年にテリート200mm F4.5を発売した時ミラーレフレックスハウジングPLOOTを発売、距離計連動をあきらめた。連動距離
図 12(下図） エクトラの距離計(ミハーリの特許図から）計は長焦点レンズとの相性は良くない。これはカメラに装着可能な距離計の測距限界とレ結論を言うと光学兵器としての測距儀は極その後測距儀はレーダー等の電子兵器のンズの特性をよく調べれば分かる。距離計の めて遠方を正確に素早く測定することを目的 発達で、距離計はオートフォーカスや、デジタ
測距限度距離は、その有効基線長と肉眼の としたものだが、カメラの連動距離計は極近距 ルカメラの登場で消え去ることになった。
分解能(視力）に関わっている。測距限度距離 離を手軽に測れる簡便な機構が望ましい。エ
RLは、有効基線長LE、肉眼の分解能をθとす クトラの測距儀もどきの距離計、ライカM3の複ると、RL=LE×cosθ で表される。
雑な実像式距離計などはカメラ用としては邪距離計連動の各種カメラを計算した結果を 道である。
表2に示す。一方レンズの特性を見るとレンズの過焦点距離と言うものを考える必要がある。
過焦点距離とはこの距離の半分から無限遠までが被写界深度に入る距離を指す。過焦点距離をDH、レンズの焦点距離f、レンズのF値をF、許容ボケの直径をdと置くと、DH=f2÷（F×d) で表される。
計算結果を表3に示す。この結果から言えることは、測距限度距離が、そのレンズの開放絞り時の過焦点距離よりも長ければ実用上焦点合わせはきちんとできると言うことである。安全率を1.5倍として、一番有効基線長の短いキヤ
ノンSⅡであっても、50mm F1.4の標準レンズの焦点合わせに問題は無いのである。しかし有効基線長の長大なエクトラでも254mm F4のレンズが限界であることが分かる。計算式は示さないがスプリットイメージウェッジのついた一眼レフと距離計式カメラの有効基線長比較を図13に示す。レンズ交換式カメラが一眼レフ化したことはこの表で一目瞭然であろう。
表 3 過焦点距離表 (D) （許容ボケ1/30mm） 単位m（過焦点距離：この距離の2分の1から無限遠ま でが被写界深度に入る距離）

表 2 距離計の測距限度表(分解能の逆数が裸眼視力を 表す、即ち分解能1'は視力1.0）

カメラ名Canon SII
Leica II
Contax IIa
Leica III
Leica M3
Contax II
Contax I Ver.6
Contax I Ver.1
Ektra

有効
基線長(mm)
23.1
38.1
43.6
56.4
62.3
63.0
93.0
101.7
230.5

距離計の測距限度（m)安全率（1.5倍と2倍）
理論値
分解能 1' 分解能 1.5' 分解能 2'
79m
53m
40m
131m
87m
65m
150m
100m
75m
194m
129m
97m
214m
143m
107m
217m
144m
108m
320m
213m
160m
350m
233m
175m
792m
528m
396m

焦点距離
明さ

1
1.4
22.8
3.54
4.5
5.68
111622328mm
23.5
16.8
11.88.46.7
5.9
5.2
4.2
2.9
2.1
1.5
1.1

35mm
36.8
26.3
18.4
13.1
10.5
9.2
8.2
6.6
4.6
3.3
2.3
1.7

50mm
75
54382721191713
9753

70mm

90mm

100mm

135mm

153mm

254mm

74
53
42
37
3326
1813
9787
69
61
54
43
30
22151186
75
67
5438271914156
137
122
98
68
50
3425

201
176
156
125
88
64
44
32

553
484
430
346
242
176
12188