カメラ・オブスクラ

カメラ・オブスクラ（ラテン語: camera obscura、「暗い部屋」の意味。カメラ・オブスキュラ、カメラ・オブスクーラとも）は、写真の原理による投影像を得る装置で、実用的な用途としてはもっぱら素描などのために使われた。写真術の歴史においても重要で、写真機を「カメラ」と呼ぶのはカメラ・オブスクラに由来する。最初に「カメラ・オブスクラ」という言葉を用いたのはヨハネス・ケプラーとされる。

原理

原理はピンホールカメラと同じである。すなわち、被写体の各点で乱反射した光線のうち、空間にあるピンホールの一点を通る光線のみを選び出し、平面に投射することで射影された像を得る、というものである。

概要

原始的なタイプのカメラ・オブスクラは、部屋と同じくらいのサイズの大きな箱を用意し、片方に小さな針穴（ピンホール）を開けると外の光景の一部分からの光が穴を通り、穴と反対側の黒い内壁に像を結ぶというものであった。画家がこの箱の中に入り、壁に紙を貼り、映っている像を描き移すことで、実際の光景とそっくりの下絵をつくるという使い方がされた。
この装置を使うことの利点は、結ばれた像の遠近感（パースペクティブ）が正しいため、リアリズムに富んだ絵が描けることにあった。遠近の正しい透視画を描くには、ほかにも糸を格子状に編んだ網を通して風景を見て、格子を書いた紙の上に各格子の中の光景を転写するという方法もあった。カメラ・オブスクラやそういった手法は、美術における遠近法・透視画法の確立に大きな役割を果たした。
原理上、カメラ・オブスクラで得られる像は上下左右が反転する（磨りガラスの像を裏側から観察した場合は鏡映変換も加わる）。像の反転には鏡を使う。左図にあるような18世紀の高架式カメラ・オブスクラなら、上下の正しい像を得ることができる上に持ち運びすることも可能になった。箱の中に鏡を入れ、箱の上方のガラスに像を結ぶ持参式カメラ・オブスクラでは穴の後方から見て上下正しい像を見ることができる上、ガラスの上にトレーシングペーパーを置いて像をなぞることができた。
幾何光学的には、ピンホールを小さくすればより鮮明な像を得ることができるが像は暗くなる（ただし、ある程度を越えてさらに穴を小さくすると、暗くなり過ぎることで回折の影響が大きくなりかえって像はぼけてしまう）。レンズにより、実用的な、より明るく鮮明な像を得ることができるようになった。ただしレンズの利用は同時に、像が鮮明となる距離の範囲（被写界深度および焦点深度）を限定することにもなる。
カメラ・オブスクラに、物理化学的に光に反応して化学変化するような物質を組み合わせることで、写真機（カメラ）が誕生した。

歴史

カメラ・オブスクラの原理となる、ピンホールを通る光の現象については古代中国や古代ギリシャの時代から知られていた。春秋時代の墨子は、「景の到するは午（交点）に在り、端有れば景と與に長し」と論じて、穴を通った光が倒立した像を結ぶことについて述べたとみられる。弟子の解説にカメラ・オブスクラの記述だと明確になる。一方、紀元前4世紀のギリシャの哲学者アリストテレス（またはその関係者）によるとみられる『問題集』の中には、さまざまに異なる形の隙間や穴を通った光が、どれも太陽の丸い形（あるいは日食時の欠けた形）を地面に投影するのはなぜかという問いがある。アリストテレスのこの問いに対し、16世紀にヨハネス・ケプラーやフランチェスコ・マウロリコらがようやく回答を与えている。
10世紀から11世紀にかけてエジプトなどで活躍した物理学者・数学者・哲学者で光学の発展に大きな足跡を残したイブン・ハイサムは、紀元前1000年頃部屋の外に面した壁面に小孔を開けて反対側の壁に写った画像で太陽の日食を観測し部屋の壁に開ける小孔の直径を小さくすると部分食の太陽の三日月型がキレイに見えることを記録し、また『光学の書』の中でさまざまな光源からの光が暗い部屋の中に像を結ぶ原理について詳しく研究している。彼はさまざまな大きさの穴を開け、小さい穴を通った光だけが壁面に像を結ぶことを見出した。また日食観察のためにカメラ・オブスクラを組み立てている。西洋では13世紀にロジャー・ベーコンが日食観察にカメラ・オブスクラを用いた。
カメラ・オブスクラが絵を描くための装置として芸術家の間で活用されるようになったのは15世紀頃である。レオナルド・ダ・ヴィンチは写生に利用し、科学研究などを書き残したアトランティコ手稿の中でカメラ・オブスクラを描いているが、これは1797年まで公開されず、図解第一号の栄誉をゲンマ・フリシウスに譲る結果となった。ゲンマ・フリシウスは1545年にアントウェルペンで『宇宙の電波と幾何学的作用』を出版し、この中でイブン・ハイサムの記述をもとに図解した。
イタリアのカルダーノは小孔に両凸レンズを当てるとより鮮明な画像が得られることに気づき、1550年頃の書物に記述している。
カメラ・オブスクラを広く知らしめたのはイタリアの物理学者ジャンバッティスタ・デッラ・ポルタである。1558年に著書『自然魔術』を出版しその中で絵を描く時の補助に役立つ器具として推奨し、この本がよく売れて重版しヨーロッパ各国語に翻訳されたため、当時の人の中には「ポルタがカメラ・オブスクラを発明した」と思っていた人も多く、フランソワ・アラゴは1839年1月7日ダゲレオタイプ発表の演説で「カメラ・オブスクラはイタリアのポルタの発明」と述べている程である。
小型化も進み、例えばローマ大学教授アタナシウス・キルヒャーは1646年の著書『光と影の大いなる術』中に移動式のカメラ・オブスクラの図解をしている。ドイツ・ヴュルツブルクのイエズス会士ヨハン・ツァーン（Johann Zahn ）は1685年に著書『Oculus Artificialis Teledioptricus Sive Telescopium』を出版し、カメラ・オブスクラとマジック・ランタン（幻灯機）の記述や図解やスケッチを残した。
ヨハネス・フェルメールら17世紀オランダの巨匠たちは、細部への優れた観察力で知られている。彼らはこうしたカメラを使用したと推測されているが、この時期の画家たちがどの程度カメラを利用したかについてはさまざまな議論がある（カメラの使用に否定的な意見もある）。
初期のカメラ・オブスクラは巨大であり、中を暗くした大きな部屋や大きなテントでできていた。これらは太陽黒点や日食など太陽の観測にも使われ、16世紀から17世紀前半の天体物理学者ヨハネス・ケプラーが天体観測に用いたものもこうしたテント型のカメラである。18世紀頃までに、ロバート・ボイルやロバート・フックらの研究開発により持参できる小型のカメラが生産された。こうした小型カメラ・オブスクラは、旅行先のスケッチをしようとするアマチュアの絵画愛好家らによって利用されたが、ポール・サンドビー、カナレット、ジョシュア・レノルズといったプロの画家たちも利用し、ロンドンのサイエンス・ミュージアムにこうした画家が使ったとされるカメラが展示されている。
この小型カメラ・オブスクラは、1830年代に入りルイ・ジャック・マンデ・ダゲールやウィリアム・ヘンリー・フォックス・タルボットらが最初の写真機を作る際に利用されている。

観光用カメラ・オブスクラ

かつては観光地に大きなカメラ・オブスクラを作って観光客用のアトラクションとした場所もあった。高い建物の中に暗い部屋とレンズを設け、外の世界の動くパノラマが手もとの水平な画面に映し出されるようになっており、直接外の世界を見るよりもより鮮やかに生き生きと動いて見えることから人々に人気があった。現存する数少ない例では、イギリスのブリストルやエディンバラなど各地、南アフリカ共和国のグラハムズタウン、ポルトガルのリスボン、キューバのハバナ、サンフランシスコなど北米の各地、ほか世界各地に大型カメラ・オブスクラがある。
日本では、東京ディズニーシーのフォートレス・エクスプロレーション内に「カメラ・オブスキュラ」の名前で設置されている。