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写真において、一眼レフカメラ（SLR）は、ミラーとプリズムシステムを使用して、写真家がレンズを通して撮影されるものを正確に確認できるようにするタイプのカメラです。SLRは、20世紀後半を通じてプロおよび一般消費者向けカメラの主流のデザインとなり、交換レンズ、スルーザレンズ（TTL）測光、正確なフレーミングを提供しました。1930年代に始まり、1960年代と70年代に普及したSLR技術は、現代写真の進化において重要な役割を果たしました。デジタル一眼レフ（DSLR）カメラがフィルムベースのモデルに取って代わりましたが、 2010年代のミラーレスカメラの台頭により、 SLRの使用と生産は減少しました。二眼レフカメラとレンジファインダーカメラでは、表示される画像が最終的な画像と大きく異なる可能性があります。ほとんどの一眼レフカメラでは、シャッターボタンを押すとミラーが光路から飛び出し、光が受光部を通過して画像が撮影される仕組みになっている。
一眼レフカメラが開発されるまで、ファインダー付きカメラはすべて2つの光路を持っていました。1つはレンズを通ってフィルムに届く光路、もう1つはファインダーの上部（二眼レフ）または側面（レンジファインダー）に配置されていました。ファインダーとフィルムレンズは同じ光路を共有できないため、ファインダーレンズはカメラ前面のどこかの固定点でフィルムレンズと交差するように調整されていました。これは中距離または遠距離で撮影した写真には問題ありませんが、近距離撮影では視差によって構図のずれが生じます。さらに、明るい一眼レフカメラのレンズは、絞りを開放した状態（暗い場所や低感度フィルムを使用している場合など）ではピント合わせが難しくなります。
ほとんどの一眼レフカメラは、反射ミラーとファインダーの間の光路に配置されたルーフペンタプリズムを使用することで、正立かつ左右対称の視認性を確保しています。レンズを通過した光は水平方向と垂直方向に反転しており、反射ミラーによって上方に反射され、ペンタプリズムに入射します。ペンタプリズムでは、レンズによる反転を補正し、ファインダーと像を一致させるために、光が2回反射されます。シャッターを切ると、ミラーが光路から外れ、光がフィルム（またはデジタル一眼レフカメラの場合はCCDまたはCMOSイメージセンサー）に直接照射されます。可動ミラーシステムの例外としては、キヤノンのペリックスカメラやソニーのSLTカメラ、および固定ビームスプリッターペリクルミラーを採用した特殊用途の高速カメラ（キヤノンEOS-1N RSなど）が挙げられます。
ピントは、撮影者が手動で調整することも、オートフォーカスシステムで自動的に調整することもできます。ファインダーには、ミラーシステムのすぐ上に光を拡散させるためのマットフォーカシングスクリーンが備えられている場合があります。これにより、特に交換レンズを使用する場合に、正確な視認、構図決定、ピント合わせが可能になります。
1990年代までは、一眼レフカメラは最も先進的な写真プレビューシステムでしたが、近年のデジタルイメージング技術の発展と改良により、カメラ本体にライブ液晶プレビュー画面が搭載されるようになり、一眼レフカメラの人気は影を潜めました。現在では、安価なコンパクトデジタルカメラのほとんどに液晶プレビュー画面が搭載されており、撮影者はCCDが捉えている映像を確認できます。しかし、一眼レフカメラは交換可能な部品を備えたシステムカメラであるため、カスタマイズが可能で、ハイエンドカメラやプロ用カメラでは依然として人気があります。また、シャッターラグがはるかに少ないため、より正確なタイミングで撮影できます。さらに、液晶プレビュー画面の画素解像度、コントラスト比、リフレッシュレート、色域は、一眼レフカメラの直視式光学ファインダーの鮮明さとシャドウ部のディテールには到底及びません。
大判一眼レフカメラは、おそらくCR SmithのMonocular Duplex（米国、1884年）の発売とともに初めて市場に出回った。 [ 1 ]より小さな露出フォーマットの一眼レフは、1920年代に複数のカメラメーカーによって発売された。一般市場向けに入手可能な最初の35mm一眼レフは、 35mmレンジファインダーカメラボディに200mm f4.5レンズを組み合わせたライカのPLOOT反射ハウジングで、1935年にデビューした。ソビエトのСпорт（「スポーツ」）[ 2 ]も24mm × 36mmの画像サイズで、1934年に試作され、1937年に市場に出回った。K. NüchterleinのKine Exakta（ドイツ、1936年）は、市場に投入された最初の一体型35mm一眼レフだった。ウエストレベルファインダーを備えた追加のExaktaモデルは、第二次世界大戦まで、そして戦中にも生産された。現代のSLRカメラのもう一つの祖先は、革新的なスイス製のAlpaで、後の日本のカメラに影響を与えました。最初のアイレベルSLRファインダーは、1943年8月23日にハンガリーでJenő Dulovitsによって特許が取得され、彼はその後、ミラーシステムを使用してアイレベルファインダーに横方向の歪みのない正立像を提供する、最初の35mmカメラであるDuflexを設計しました。1948年に量産が開始されたDuflexは、インスタントリターン（オートリターンとも呼ばれる）ミラーを備えた世界初のSLRでもありました。
ルーフペンタプリズムを採用した最初の市販一眼レフカメラは、イタリアのRectaflex A.1000で、1948年4月にミラノの見本市で完全な動作状態で展示され、同年9月から生産が開始された。つまり、1949年5月20日に発表され、同年9月から生産が開始された東ドイツのZeiss Ikon VEB Contax Sよりも1年早く市場に出回っていたことになる。
日本人は一眼レフカメラを採用し、さらに発展させた。1952年、旭光学はアサヒフレックスを開発し、1954年にはアサヒフレックスIIBを開発した。1957年、旭ペンタックスは固定式ペンタプリズムと右手親指巻き上げレバーを組み合わせた。ニコン、キヤノン、ヤシカは1959年にそれぞれF、キヤノンフレックス、ペンタマチックという初の一眼レフカメラを発表した。
キヤノン、ニコン、ペンタックスはすべて、それぞれのフィルム一眼レフカメラと同じレンズマウントを使用したデジタル一眼レフカメラ（DSLR）を開発しました。[ 3 ]コニカミノルタも同様で、ソニーは2006年にコニカミノルタのカメラ部門を買収した後も、半透明の固定ミラーを中心に構築されたカメラを含め、DSLRでミノルタAFレンズマウントを使い続けました。サムスンはペンタックスのレンズマウントをベースにしたDSLRを製造しました。一方、オリンパスは、後にパナソニックとライカが採用した、デジタル専用の新しいフォーサーズシステム一眼レフ規格を作成することを選択しました。
コンタックスはデジタル一眼レフカメラ「コンタックス N-デジタル」を発売した。しかし、発売時期が遅すぎ、価格も高すぎたため、他のカメラメーカーとの競争力は得られなかった。コンタックス N-デジタルは、コンタックス独自のレンズシステムを採用した最後の機種であり、フルサイズセンサーなどの優れた機能を備えていたものの、価格が高く、メモリーカードへの書き込み速度も十分ではなかったため、プロの写真家から真剣に検討されることはなかった。
21世紀初頭、デジタル一眼レフカメラは利便性、販売台数、人気においてフィルム一眼レフカメラをほぼ完全に置き換えたが、その後、一眼レフカメラ自体がミラーレスカメラに取って代わられることになった。
一般的な一眼レフカメラの光学部品の断面図（または「側面図」）は、光がレンズアセンブリを通過し、45度の角度で配置されたミラーで反射され、マットフォーカシングスクリーンに投影される様子を示しています。集光レンズとルーフペンタプリズム内の内部反射により、像は接眼レンズに現れます。撮影時には、ミラーが静止位置から矢印の方向に上方に移動し、焦点面シャッターが開き、フォーカシングスクリーンとまったく同じ方法で像がフィルムまたはセンサーに投影されます。 [ 4 ]
この機能は、一眼レフカメラを他のカメラと区別するものであり、写真家はフィルムやセンサーに記録される画像と全く同じように構図を確認できる。
ほとんどの 35 mm SLR は、光を接眼レンズに導くために ルーフペンタプリズムまたはペンタミラーを使用しており、これは 1948 年にJenő Dulovitsが製作し、1943 年 8 月にハンガリーで特許を取得したDuflex [ 5 ]で初めて使用されました。このカメラとともに、最初のインスタントリターンミラーも登場しました。最初の日本製ペンタプリズム SLR は 1955 年のMiranda Tで、その後、旭ペンタックス、ミノルタ SR-2、ズノー、ニコン F、ヤシカペンタマチックが続きました。一部の SLR では、ウエストレベル ファインダー、キヤノン F1 および F1n、ニコンF、F2、F3、F4、F5、ペンタックス LX で使用された交換可能なスポーツ ファインダーなどのオプションのビューファインダー機能を備えた取り外し可能なペンタプリズムが提供されました。
もう一つのプリズム設計としては、オリンパス Pen F、Pen FT、Pen FVといったハーフサイズ35mm一眼レフカメラに採用されたポロプリズムシステムがある。これは後にオリンパス EVOLT E-3x0シリーズ、ライカDigilux 3、パナソニック DMC-L1にも使用された。
ほとんどのSLRおよびD-SLRの接眼レンズに装着できる直角ファインダーが用意されており、ウエストレベルファインダーを通して撮影することができます。また、EVFのリモート操作に対応したファインダーもあります。
現代のほとんどの一眼レフカメラは、フィルム面の手前にフォーカルプレーンシャッターを使用しており、レンズを取り外しても、露光中に実際にシャッターを切るまでは光がフィルムに届かないようになっています。フォーカルプレーンシャッターにはさまざまな設計があります。1930年代以降に設計された初期のフォーカルプレーンシャッターは、通常、フィルムゲートを水平方向に移動する2枚のカーテンで構成されていました。1枚目のシャッターカーテンが開き、その後にシャッターカーテンが閉じます。高速シャッタースピードでは、フォーカルプレーンシャッターは「スリット」を形成し、2枚目のシャッターカーテンが1枚目のシャッターカーテンに密着して狭い垂直方向の開口部を作り、シャッタースリットは水平方向に移動します。シャッタースピードを上げると、スリットは狭くなります。当初、これらのシャッターは布素材（後にゴム引きされることが多くなった）で作られていましたが、一部のメーカーは代わりに他の素材を使用しました。たとえば、日本光学（現在のニコン株式会社）は、ニコンF、F2、F3などの主力一眼レフカメラのいくつかにチタン箔シャッターを使用しました。
コパルスクエアなどの他のフォーカルプレーンシャッター設計では、垂直方向に移動しました 。移動距離が24ミリメートル（ 水平方向の36ミリメートルと比較して）と短いため、最小露出時間とフラッシュ同調時間を短縮することができました。これらのシャッターは通常金属製で、水平方向に移動するシャッターと同じ可動スリットの原理を使用しています。ただし、フレームの上下に一枚のシャッターを設置するのに十分なスペースがほとんどないため、水平方向の設計のように一枚のカーテンではなく、通常は複数のスラットまたはブレードで構成されている点で異なります。縦型シャッターは 1980 年代に非常に一般的になり (ただし、コニカ、マミヤ、コパルが 1950 年代と 1960 年代にその使用を先駆的に行い、新しいカメラではほぼ独占的に使用されています)。ニコンは、ニコマート/ニッコールマート シリーズでコパル製の縦型平面シャッターを使用し、1 / 30から1/125までの X シンクロ速度を実現しましたが、当時の焦点面シャッターの選択肢は 1/60 のみでした。その後、ニコンは再び縦型シャッターにチタンを使用することを先駆的に行い、ブレードに特殊なハニカム パターンを使用して軽量化し、1982 年に非シンクロ撮影で 1/4000 秒、Xシンクロで1/250秒の世界記録速度を達成しました。現在では、このようなシャッターのほとんどはより安価なアルミニウムで製造されています (ただし、一部の高級カメラではカーボンファイバーやケブラーなどの素材が使用されています)。
もう一つのシャッター方式はリーフシャッターで、シャッターは絞り羽根のような形状をしており、レンズの間またはレンズの後ろに配置できます。シャッターがレンズアセンブリの一部である場合、露光の間にフィルムに光が当たらないようにするための別の機構が必要です。レンズの後ろにリーフシャッターがある例としては、コダック のRetina Reflexカメラシリーズ、トプコンのAuto 100、コーワのSE-RおよびSET-Rリフレックスなど、35mm一眼レフカメラが挙げられます。レンズ間にリーフシャッターシステムを備えた中判一眼レフカメラの代表的な例としては、ハッセルブラッドの500C、500 cm、500 EL-M（モーター駆動のハッセルブラッド）などのモデル（6cm角のネガを生成）が挙げられます。ハッセルブラッドは、フィルムの曇りを防ぐために、レンズマウントとミラーシステムの後ろに補助シャッターブラインドを使用しています。リーフシャッターを採用した中判一眼レフカメラには、現在生産終了となっているゼンザブロニカカメラシステムシリーズ、例えばブロニカETRs、ETRs'i（いずれも6 × 4.5cmの画像）、SQ、SQ-AI（ハッセルブラッドと同様の6 × 6cmの画像）、ゼンザブロニカGシステム（6 × 7cm ）などがあります。マミヤの中判一眼レフカメラ、生産終了となったKowa 6などのカメラシステム、その他いくつかのカメラモデルも、レンズシステム内にレンズ間リーフシャッターを採用していました。そのため、写真家がこれらのレンズを購入すると、レンズマウントにリーフシャッターが組み込まれていました。リーフシャッターは、特に1/500秒以上の高速シャッタースピードにおいて、あらゆるシャッタースピードで電子フラッシュと同期するため、高度なスタジオ用電子フラッシュシステムを使用するスタジオ写真家にとって、リーフシャッターを採用したカメラはより好ましいものでした。中判120フィルム一眼レフカメラのメーカーの中には、フォーカルプレーンシャッター方式のモデル向けにリーフシャッターレンズを製造していたところもあった。ローライは、フォーカルプレーンシャッター方式の一眼レフカメラである中判カメラ「ローライフレックスSL-66」向けに、少なくとも2種類のリーフシャッターレンズを製造していた。ローライはその後、リーフシャッター方式のカメラシステム（例えば、6006や6008といったレフレックスカメラ）に移行し、現在の中判一眼レフカメラはすべてレンズ間シャッター方式を採用している。
1970年代にこの技術が普及して以来、一眼レフカメラは熱心なアマチュア写真家やプロの写真家が使用する主要な撮影機器となっています。しかし、静止した被写体（建築物、風景、一部の商業被写体など）を撮影する写真家の中には、遠近感を制御できるという理由でビューカメラを好む人もいます。 [ 6 ]リンホフ スーパーテクニカ V のような 4 インチ × 5 インチの三重伸縮ベローズカメラを使用すると、写真家は「台形歪み」などの特定の歪みを補正できます。台形歪みとは、画像の「線」が収束する現象です（つまり、一般的なカメラを上向きにして建物の頂上を含めて建物を撮影する場合）。この歪みをフィルムカメラで補正するために、 35 mm および中判フォーマットで遠近補正レンズが利用可能であり、デジタルカメラを使用する場合は、撮影後に写真ソフトウェアで補正することもできます。写真家はまた、ベローズを最大長まで伸ばし、フロントスタンダードを傾けてフォトマクログラフィー（一般に「マクロ撮影」として知られています）を実行することで、レンズの絞りを絞り込まずに被写界深度の深いシャープな画像を作成できます。
初期のSLRは大型フォーマットの写真撮影用に作られましたが、このフィルムフォーマットはプロの写真家の間ではほとんど人気がなくなりました。フィルムベースのSLRカメラは、ほとんどのフィルムフォーマットとデジタルフォーマットの両方で製造されています。これらのフィルムベースのSLRは35mmフォーマットを使用しています。 このフィルムフォーマットは、さまざまな乳剤とフィルム感度、実用的な画像品質、そして手頃な価格を提供します。35mm フィルムには、20枚撮り、24枚撮り、36枚撮りのさまざまな露光長のロールがあります。中判SLRは、より高品質の画像を提供し、そのネガは、必要な場合に、より小さな35mmネガよりも簡単にレタッチできます 。
キヤノンIXシリーズやニコンプロネアなど、 APS- Cセンサーに対応した一眼レフカメラは少数ながら存在した。また、ペンタックスオート110のようにレンズ交換式で、コダック110のような小型フィルムフォーマットに対応した一眼レフカメラも登場した。
ナルシスカメラは、ロシアの光学機器メーカーであるクラスノゴルスキー・メカニチェスキー・ザヴォード（KMZ）ナルシス（ソビエト連邦; Нарцисс）が1961年から1965年にかけて製造した、オールメタルの16mm 超小型一眼レフカメラです。
多くのSLRカメラに搭載されているその他の機能には、レンズを通して測光するTTL測光や、「専用電子フラッシュ」と呼ばれる高度なフラッシュ制御などがあります。専用システムでは、専用電子フラッシュをカメラのホットシューに挿入して電源を入れると、カメラとフラッシュの間で通信が開始されます。カメラのシンクロ速度と絞りが設定されます。多くのカメラモデルでは、フィルム面から反射する光を測定し、電子フラッシュの発光時間を制御します。これがTTLフラッシュ測光です。
一部の電子フラッシュユニットは、オートフォーカスシステムを補助したり、カメラ外のフラッシュユニットとワイヤレス通信したりするために、短い光を複数回発光させることができます。プリフラッシュは、被写体から反射される光量を測定するためによく使用され、これにより露光時のメインフラッシュの発光時間が決まります。また、一部のカメラでは、フラッシュ光と周囲の光量をバランスよく調整する自動フィルフラッシュ機能も搭載されています。これらの機能は一眼レフカメラ特有のものではありませんが、メーカーはハイエンドモデルに早期から搭載しており、一方、レンジファインダーカメラの上位機種では後から採用されました。
一眼レフカメラの多くの利点は、装着したレンズを通して画像を確認し、ピントを合わせられる点にあります。他のほとんどのカメラにはこの機能がなく、被写体はレンズの近くにあるファインダーを通して見るため、撮影者の視点とレンズの視点が異なります。一眼レフカメラは、撮影者に高い精度を提供します。レンズを通して見た画像がそのままネガに露光されるためです。視差誤差がなく、特にマクロ撮影や望遠レンズ使用時には、目視で正確なピント合わせが可能です。被写界深度は、装着したレンズの絞り値まで絞り込むことで確認できます。これは、最も安価なモデルを除くほとんどの一眼レフカメラで可能です。一眼レフカメラは汎用性が高いため、ほとんどのメーカーが豊富な種類のレンズやアクセサリーを提供しています。
ほとんどの固定レンズ式コンパクトカメラと比較して、最も一般的に使用されている安価な一眼レフカメラのレンズは、より広い絞り範囲とより大きな最大絞り値（ 50mmレンズの場合、通常f /1.4～f /1.8）を備えています。これにより、フラッシュを使用せずに暗い場所で写真を撮影でき、被写界深度を浅くできるため、被写体の背景をぼかして被写体をより際立たせることができます。「明るい」レンズは、劇場撮影、ポートレート撮影、監視撮影、その他大きな最大絞り値を必要とするあらゆる撮影で一般的に使用されています。
レンズの種類が豊富なため、カメラをさまざまな状況で使用したり、用途に合わせて調整したりすることができます。これにより、ビューカメラの場合よりも、撮影者は画像の見え方や構図をはるかに細かくコントロールできます。さらに、一部のSLRレンズは非常に長い焦点距離で製造されているため、撮影者は被写体からかなり離れた場所にいても、鮮明でピントの合った画像を撮影できます。これは、被写体に危険な動物（野生動物など）が含まれる場合、被写体が撮影されることを望まない場合、または撮影者の存在が望ましくない場合（有名人の撮影や監視撮影など）に特に役立ちます。また、ほぼすべてのSLRおよびDSLRカメラ本体は、アダプターチューブを介して望遠鏡や顕微鏡に取り付けることができ、画像撮影機能をさらに強化できます。
ほとんどの場合、一眼レフカメラは、ミラーボックスとペンタプリズム／ペンタミラーの存在により、レンジファインダーカメラ、オートフォーカスコンパクトカメラ、電子ビューファインダー（EVF）搭載デジタルカメラといった他のカメラ設計ほど小型軽量化することはできません。また、ミラーボックスがあるため、ミラーロックアップ機能がない限り、後玉が深く奥まったレンズをフィルムやセンサーの近くに取り付けることができません。つまり、シンプルな広角レンズ設計は使用できないということです。そのため、より大型で複雑なレトロフォーカス設計が必要となります。
一眼レフカメラのミラーは、露光中にファインダー像を「ブラックアウト」します。さらに、反射ミラーの動きには時間がかかるため、最大撮影速度が制限されます。ミラーシステムは、ノイズや振動の原因にもなります。部分反射型（ペリクル）固定ミラーはこれらの問題を回避し、キヤノン PellixやCanon EOS-1N RSなどごく少数の設計で使用されていますが、これらの設計には独自の問題があります。これらのペリクルミラーは、フィルム面またはセンサーに到達する光量を減らし、また、通過する光を歪ませる可能性があり、結果として画像がシャープさを失います。ノイズや振動を回避するために、多くのプロ用カメラにはミラーロックアップ機能が搭載されていますが、この機能は一眼レフカメラのオートフォーカス機能を完全に無効にします。電子ビューファインダーは、多くの欠点なしに、デジタル一眼レフカメラの「ビューイング体験」（レンズを通して見る）を提供する可能性を秘めています。近年、ソニーは「シングルレンズ・トランスルーセント（SLT）」シリーズのカメラで、ペリクルミラーのコンセプトを復活させた。
一眼レフカメラは構造が多種多様で、一般的にボディはプラスチックまたはマグネシウム製です。ほとんどのメーカーは耐久性仕様を公表していませんが、プロ用モデルのシャッター寿命を公表しているメーカーもあります。例えば、キヤノン EOS 1Ds MkII はシャッターサイクル 20 万回、ニコン D3 は特殊なカーボンファイバー/ケブラー製シャッターで 30 万回となっています。多くの一眼レフカメラはレンズ交換式のため、レンズを取り外すとミラーボックスから埃、砂、汚れがカメラ本体に入り込み、ミラー移動機構やシャッター幕機構自体を汚したり、詰まらせたりする傾向があります。さらに、これらの粒子がフォーカスヘリコイドに入り込むと、レンズのフォーカス機能を詰まらせたり、妨げたりすることもあります。デジタル一眼レフカメラでは、センサークリーニングユニットが内蔵されている機種もあるため、センサークリーニングの問題はいくらか軽減されています。
一眼レフカメラは、内部構造が複雑なため、一般的に他のタイプのカメラよりも価格がやや高くなる傾向があります。さらに、フラッシュやレンズなどの追加部品の費用も加わるため、初期投資額が高額になることから、趣味で写真を撮る人にとっては一眼レフカメラは敬遠される要因となっています。しかし、デジタルカメラへの移行が進むにつれ、中古一眼レフカメラの市場は拡大しています。
デジタル一眼レフカメラは、その利便性、販売実績、そして21世紀初頭における人気の高さから、フィルム一眼レフカメラに取って代わりました。これらのカメラは、2000年代前半の20年間、上級アマチュア写真家やプロの写真家の間でマーケティング上の人気を博しました。2010年頃になると、コンパクトデジタルカメラに採用されていたミラーレス技術が、レンズ交換式カメラへと発展し、徐々にデジタル一眼レフカメラの技術を置き換えていきました。
2022年現在、ペンタックスを除くすべての主要カメラメーカーは、デジタル一眼レフカメラの開発と生産を中止し、ミラーレスシステムへと移行しました。ミラーレスシステムは、オートフォーカスシステムに関して写真家に多くの利点を提供するだけでなく、ミラーがなくなったことでレンズ背面とセンサー間の距離が短縮され、レンズ技術をアップデートできるというメリットもあります。
フィルム式一眼レフカメラは、今でもニッチな市場の愛好家やフォーマット愛好家によって使用されています。[ 7 ]