レンズを通して測光

写真撮影において、レンズを通して測光( TTL 測光) とは、別の測光ウィンドウや外付けの手持ち式露出計を使用するのではなく、シーンから反射された光の強度をレンズを通して測定するカメラの機能を指します。カメラによっては、さまざまな TTL測光モードを選択できます。この情報を使用して、最適なフィルムまたはイメージ センサーの露出(平均輝度)を設定できます。また、カメラに接続された フラッシュ ユニットから放出される光の量を制御することもできます。

レンズを通して測光を行う方法は、一眼レフ(SLR) カメラで最もよく使用されます。

ほとんどのフィルムおよびデジタル SLR では、露出計測用の光センサーはペンタプリズムまたはペンタミラーに組み込まれています。これは、SLR がファインダーでレンズを直接見ることができるようにするためのメカニズムです。ミラーが跳ね上げられているため、露出中に光がそこに届かないため、実際の露出の前に必要な露出量を決定する必要があります。したがって、これらの光センサーは、従来、周囲光 TTL 計測にのみ使用できました。新しい SLR およびほぼすべての DSLR では、光センサーをプリフラッシュ TTL 計測にも使用できます。プリフラッシュ TTL 計測では、ミラーが跳ね上がる前に既知の強度の小さなプリフラッシュを使用して計測が実行され、カメラのルーフにある計測セルで測定された反射フラッシュ光から必要なフラッシュ光量が推定され、リアルタイムのフィードバックなしで露出中に適用されます。

オリンパス OM-2、ペンタックス LX、ニコン F3、ミノルタ 9000など、特に洗練されたフィルム SLR がいくつかありました。これらのカメラでは、ミラー ボックスの底部にある測光セルが、モデルによってはカメラの天井にある測光セルの代わり、またはそれに加えて、環境光の測光に使用されていました。モデルによって、光は、半透明のメイン ミラーの後ろにあるセカンダリ ミラー、最初のシャッター幕の特殊な反射コーティング、フィルム自体の表面、またはそれらの組み合わせによって下部に反射されました。このアプローチの利点の 1 つは、フォーカシング スクリーンやビューファインダーを変更しても、測定結果を調整する必要がないことです。また、この構成を使用するカメラの一部 (ミノルタ 9000 など) は、ティルトシフト レンズなどを使用して、測光セルに大きな角度で到達する光によって発生する測定エラーの影響を実質的に受けません。

フィルムから反射した光を使用するミラー ボックスの底部にある測光セルは、従来のリアルタイム TTL フラッシュ測光形式をサポートするすべてのフィルム SLR でも使用されます。

初期のペンタックス DSLR の一部では、TTL フラッシュ測光にも同じ構成を使用できましたが、イメージ センサーの反射特性がフィルムの反射特性と大きく異なるため、この方法は実際には信頼性が低いことが判明しました。そのため、デジタル SLR カメラは通常、リアルタイム TTL フラッシュ測光をサポートしておらず、代わりにプリフラッシュ測光を使用する必要があります。その後、周辺光とフラッシュ光の測光は、カメラのルーフにある測光モジュールによって実行されます (上記を参照)。

ライブビューまたはビデオをサポートするデジタル SLR は、これらのモードでの露出計測にイメージ センサー自体の読み出しを使用します。これは、露出計測にイメージ センサーを常に使用するSony の SLT^{[アップデート]}デジタル カメラにも当てはまります。2012 年現在、市場に出回っているデジタル SLR または SLT カメラは、イメージ センサーを使用したリアルタイム TTL フラッシュ計測をサポートしていません。ただし、リアルタイム フィードバックによる計測とプリフラッシュなしの計測の利点を考えると、イメージ センサー技術の進歩に伴い、このような方法が導入されると予想されます。

TTL 測光システムは、他の種類のカメラにも組み込まれています。ほとんどのデジタル「ポイントアンドシュートカメラ」は、イメージングセンサー自体によって実行される TTL 測光を使用します。

最新の高度なカメラの多くでは、複数の「セグメント」を使用して、写真のさまざまな場所の光の量を取得します。写真家が選択したモードに応じて、この情報を使用して露出が正しく設定されます。単純なスポットメーターでは、写真上の単一のスポットが選択されます。カメラは、その特定のスポットが適切に露出されるように露出を設定します。一部の最新の SLR システムでは、スポット測光領域またはゾーンを実際に選択されたフォーカス領域と結合できるため、柔軟性が向上し、露出ロック システムを使用する必要性が低くなります。複数セグメント測光 (マトリックス測光またはハニカム測光とも呼ばれます) では、さまざまなセグメントの値が結合され、重み付けされて、適切な露出が設定されます。これらの測光モードの実装はカメラとメーカーによって異なるため、カメラを切り替えたときにシーンがどのように露出されるかを予測することは困難です。

レンズを通して測光する機能を備えた最初のカメラは、日本のニコン社が開発したレンジファインダーカメラのプロトタイプ、SPXでした。このカメラは、ニコンの「S」型レンジファインダーレンズを使用していました。^[1]

日本のペンタックスは、レンズ後方測光方式の 35 mm 一眼レフカメラの初期のプロトタイプを発表した最初のメーカーであり、ペンタックス スポットマティックと名付けられました。このカメラは1960 年のフォトキナショーで発表されました。最初の TTL測光方式一眼レフは、反射ミラーの後ろに CdS 測光セルを配置した 1963 年のトプコン RE スーパーでした。

1970年代にオリンパスはフィルムから直接露出を測定する（OTF） OM-2カメラを発売しました。オリンパスが使用したOTF測光では、使用中のシャッタースピードに応じて、2つの方法のいずれか、または両方の組み合わせで測光が行われました。^[2]

OM-2 の自動ダイナミック測光( ADM ) システムでは、最初のシャッター幕のレンズ側に、平均的なシーンをエミュレートするためのコンピューターで生成された白いブロックのパターンがコーティングされていました。ミラーが跳ね上がると、ミラー ボックスのベースにある測光セルが、このブロックのパターンに跳ね返った被写体からの反射光を計測しました。後幕のリリース タイミングは、実際の露出中にリアルタイムで調整されました。シャッター スピードが増加すると、フィルム表面で反射する実際の光が計測され、それに応じて後幕のリリース タイミングが調整されました。これにより、このシステムを備えたカメラは、実際の露出中に照明の変化に適応できるようになり、顕微鏡写真や天体写真などの特殊な用途に役立ちました。

ライカは後にこのシステムのバリエーションを採用し、ペンタックスもLXカメラのIntegrated Direct Metering ( IDM )でこれを採用しました。この「OTF」システムのバリエーションは、初期のオリンパス E シリーズ デジタル カメラで、先幕が解放される直前に露出を微調整するために使用されました。このために、先幕はニュートラル グレーでコーティングされていました。

フラッシュ光の正しい量を計算するプロセスは、「レンズを通して」行うこともできます。これは、フラッシュを使用しない「レンズを通して」の測光とは大きく異なる方法で行われます。実際の測光自体は、媒体に応じて 2 つの異なる方法で行われます。デジタル TTL は、アナログ TTL とは動作が異なります。

アナログ版のTTLは次のように機能します。入射光がフィルムに当たると、その一部がセンサーに向かって反射されます。このセンサーがフラッシュを制御します。十分な光が捉えられると、フラッシュが停止します。^[2]ミノルタとオリンパスによるこのシステムの初期のテスト中に、ブランド間の実際の違いは半ストップ未満であったにもかかわらず、すべてのブランドとタイプのフィルムが同じ量の光を反射するわけではないことがわかりました。唯一の例外は、表面が黒く、TTLフラッシュモードで使用できなかったポラロイドのインスタントスライドフィルムでした。それでも、ほとんどのアプリケーションでは、アナログTTLフラッシュ露出計測は以前に使用されていたシステムよりも高度で正確であり、はるかに多くの柔軟性を可能にしました。特に、バウンスフラッシュ露出は手動で計算された同等のものよりも正確でした。

デジタルでは、光を集めるために使用される CMOS または CCD チップの反射率が十分ではないため、この直接反射測定方法はもう不可能です。アナログ技術をまだ使用している古いデジタル カメラもいくつかありますが、これらは少なくなっています。この技術を使用する最も有名なデジタル カメラは、 Fujifilm S1 と S3 です。

デジタル TTL は次のように機能します。実際の露出の前に、「プリフラッシュ」と呼ばれる 1 つ以上の小さなフラッシュが発光されます。レンズを通して戻ってくる光が測定され、この値を使用して実際の露出に必要な光量が計算されます。複数のプリフラッシュを使用すると、フラッシュ出力を向上させることができます。キヤノンはこれを評価 TTL (E-TTL) と呼び、後にE-TTL IIでシステムを改良しました。ニコンによる最初のデジタル TTL 形式は「D-TTL」と呼ばれ、いくつかの初期モデルで使用されました。それ以来、より優れた「i-TTL」システムが使用されています。^{[3] [4]}

先幕フラッシュ（シャッターが開いた直後にフラッシュが発光する）を使用する場合、プリフラッシュと本フラッシュの間隔が非常に短いため、人間の目には1つのフラッシュのように見えます。後幕フラッシュ（露出の最後にフラッシュが発光する）と低速シャッタースピードを使用すると、本フラッシュとプリフラッシュの区別がより明確になります。^[5]

一部のカメラやフラッシュ ユニットでは、必要なフラッシュ出力を計算する際に、被写体からレンズまでの距離など、より多くの情報が考慮されます。これにより、被写体が背景の前にある場合の照明が改善されます。レンズの焦点が被写体に合っている場合、フラッシュは被写体に適切な露出を与えるように制御され、背景は露出不足になります。一方、レンズの焦点が背景に合っている場合、背景は適切に露出され、前景の被写体は通常露出過剰になります。この技術には、距離情報を計算できるカメラと、焦点距離を本体に伝達できるレンズの両方が必要です。ニコンではこの技術を「3D マトリックス測光」と呼んでいますが、カメラ メーカーによってこの技術の用語は異なります。キヤノンはこの技術を E-TTL II に組み込みました。

より高度な TTL フラッシュ技術には、オフカメラ フラッシュ照明があります。オフカメラ フラッシュ照明では、1 つ以上のフラッシュ ユニットが被写体の周囲のさまざまな場所に配置されます。この場合、すべてのリモート ユニットを制御するために、「コマンダー」ユニット (カメラ本体に統合可能) が使用されます。コマンダー ユニットは通常、可視光または赤外線のフラッシュを使用してリモート フラッシュを制御しますが、TTL 対応の無線トリガー システムも利用できます。通常、写真家はさまざまなフラッシュ間の光量比を変えることができます。適切な露出を得るためにプリフラッシュを使用する技術は、自動フラッシュ モードで今でも使用されています。

• キヤノンペリックス
• ニコンスピードライト
• 事前フラッシュ

クラッシュ、ダレン (2012 年春)。「低予算の TTL フラッシュガン」。実用写真。ピーターバラ: バウアー。pp. 118–121, 123。ISSN 0032-6445。OCLC  749128201  。

• TTL 測光の仕組み (NK Guy 著「Canon EOS カメラによるフラッシュ撮影」より)
• TTL フラッシュ システム (Moose Petersen 著)