レンジファインダー

レンジファインダー：距離を測る技術

概要

レンジファインダーは、広義には距離を測る装置全般を指しますが、日本においては、光学的な視差を利用して距離を測定する光学視差式距離計を特に指すことが一般的です。大型のものは測距儀と呼ばれ、軍事用途などでも広く用いられてきました。カメラにおいては、レンジファインダーカメラのファインダー、あるいはカメラそのものを指す場合もあります。

原理

光学視差式レンジファインダーは、左右に離れた二つの対物レンズで同一の被写体を捉え、その視差（左右のレンズから見た被写体の位置の違い）から距離を算出します。それぞれのレンズで捉えた画像は、鏡やプリズムを用いて合成され、接眼レンズから覗くと、距離によって画像の重なり具合が変化します。この重なり具合を調整することで、正確な距離を測定します。この調整機構は、接眼レンズを通して上下に分割された像、もしくは二重に重なった像を見ることで行われます。鏡やプリズムの回転方向は片側のみの場合と、両側が回転する場合があります。

かつては光学視差式が主流でしたが、近年は超音波やレーザーなど、異なる原理を用いた距離測定器も登場しています。

基線長と精度

左右の対物レンズ間の距離を基線長と言います。この基線長が長いほど、測定精度は高まります。カメラに搭載される光学視差式距離計では、基線長は最大でも約10cm程度ですが、船舶などで使用されるものだと、30～40cm程度になります。

光学系の倍率を基線長に掛けることで有効基線長が求められます。理論上は基線長が半分でも倍率が2倍であれば同じ精度が得られますが、実際には倍率による誤差も考慮する必要があるため、理論値通りの精度は得られません。

軍用測距儀

軍用測距儀、特に海軍の艦砲で使用される測距儀は、砲弾の着弾点を予測し、目標に命中させるために非常に重要な役割を果たします。砲弾は放物線を描いて飛行しますが、空気抵抗、風、コリオリ力などの影響を受け、着弾点は必ずしも単純な放物線上にありません。正確な距離測定は、目標を正確に捉え、着弾点を予測する上で不可欠です。

日本海軍が初期に採用した測距儀はイギリスのバー&ストラウド社製で、有名な戦艦三笠に搭載されていたものは、基線長1.5mのF.A.2型でした。射程の延伸に伴い、測距儀は大型化し、大和型戦艦には基線長15.5mもの巨大な測距儀が搭載されていました。

陸上用を含めた世界最大の測距儀は、シンガポールのブラガン・マテ要塞に設置された、基線長30.48mのバー&ストラウド社製測距儀です。

カメラへの応用

光学視差式距離計を内蔵し、レンズの焦点距離調節機構と連動しているカメラをレンジファインダーカメラといいます。距離計を使ってピント合わせを行う仕組みです。レンジファインダーカメラは、その正確なピント合わせと、コンパクトでスタイリッシュなデザインで、多くの写真愛好家に親しまれてきました。

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