■ フィルムカメラのデジカメ化(Leica M4フルフレーム編その1)

2020年12月7日公開

 

ライカM4のフルフレームデジカメ化改造のチャレンジである。

これまでやってきたデジカメ化は、本来の画角でレンズを使用したくてもデジタル部はAPS-Cフォーマットしか使用できなかったのだ。銀塩機のフィルムゲートの開口がAPS-Cイメージセンサーと比較して挟く、APS-Cサイズでもセンサー側面を削らねば結像面をゲート内へ配置できなかったからである。また、デジカメ化をはじめた当初にAPS-Cセンサーをマウントへ近づける方法として次の画像のような加工をしたことがあったが、分解せずにきれいに加工することは無理だと思い知らされたものだ。

 

それゆえ、この制約から今まではフルサイズセンサー搭載機の製作は不可能であると認識していたのである。

それが、ライカM4一号機を実施した際、新たな問題に直面し対策したのを契機に、 最近になってその対策を応用すればひょっとしたらフルサイズ搭載も可能かもと思えてきたのである。このM4一号機で発覚した問題とは、イメージセンサー表面の保護ガラスとM4のシャッターの接触である。

そもそも現行のデジカメ化においては、フィルム面へイメージセンサーの結像面をあわせ込むためにイメージセンサーの保護ガラスの外周とチップダイを削って収めている。削ることにより、マウントへセンサー全体を近づげることで位置調整しているのである。

本来、フィルムを使用していた時代のカメラのレンズからの結像面はフィルム面に調整されている。言い換えるとレンズマウント面から結像面、フランジバックで定義されている。しかし現行のフィルム面へイメージセンサーをそのまま持ってくると、結像面はチップの内部にあるので、無限遠位置に届かないのである。更に、フィルムとは違ってイメージセンサー特有の構造による違いにより結像面がズレることが判明している。それで、このズレた位置と、チップ内部の結像面を合わせこむためにイメージセシサーを削ってフィルムゲート内へ侵入させる方法を行ってきたのである。

そのため、シャッターとの干渉や接触には気を使わざるを得ないのであるが、今のところ、これまで手掛けた機種ではライカM4のみがOPTやLPフィルターをつけなくても接触することが判明したわけである。(New FM2も同様だったが、OPTフィルターをつけての接触だったので別の方法で回避した)M4の場合、他機種と同様なセンサー位置ではシャッターと接触するので、少しシャッターから離した位置へ持っていかざるを得なかったのである。

当時そのためにとった対策が、今回フルサイズセンサー搭載の解決策になるかもと気がついたのである。対策自体は光学的な手法であるが、詳細は割愛する。ただし、画質に関しては、少々の劣化は免れないと予想はするが。

 

APS-Cの1号機(左)とのツーショット

 

実際に試し撮りに出た様子の動画と、その時の撮って出し画像。

 

 

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■ Leica M4(Full Frame)

これまでの実績から考えて、フルサイズ用の部材となるデジカメの機種はα7しか選択肢はないと考える。サイズがコンパクトであることと、まだ高価ではあるがオークションなどでは大分安価になってきているのも好ましい。ということで、部品はα7となった。これまでのα5100ほど安くないので簡単には買えないが、一台でうまくいくことはこれまでの経験上不可能と認識しているので、結果的に合計4台入手することになる。(入手コストは平均4.5万円弱)

最も左の残骸は、ジャンクということで比較的安かったが、センサーもEVFも抜かれた水没ジャンクだった。ジャンク承知で落札したので、文句も言えない。(やられた!!)

また、シャッターエミュレータとの互換性の問題もある。特に触れてこなかったのであるが、これまでのデジカメ化に用いたデジカメの機種がNEX-C3や5N、3N、α5100へと変更するたびに、たまたまかもしれないがシャッターのハードインタフェースが同じであることが判明したので、α7も同様であることを期待したのである。ネット上の分解記事の調査や、今回の水没ジャンクでもそれは確認できたので、エミュレータハードを作り替える必要がないというメリットがあった。(次の比較画像参照)

α7(上)と、NEX-5N(下)のシャッター、電気的コネクション部分は同じである。

ところが一台めに入手したα7は、本来はフィルムカメラの背面面積に対するイメージセンサーのサイズ感を確認したくて入手したジャンクのはずが、センサーが抜かれていて当てが外れたのだった。それで二台目のα7を入手することになり、センサーを取り出すところまで分解する前に、シャッターエミュレータの動作確認とデバッグを行いエミュレータが完成可能なのかを先に確認することにした。これがパスできなければ頓挫ということになるので、元に戻せる分解にとどめることができるのである。当然、たとえパスしたとしても、イメージセンサーが大きすぎて搭載不可能であれば、そこでこの話は終了ということになってしまうのであるが。

まずは二台目の完動品のα7を必要最小限に分解して、本物のシャッターの代わりにエミュレータを接続替えしての調査となる。新機種を採用する毎にエミュレーションタイミングを最適化しないとうまく動作しないという経験則があるからである。しかし実際は、最新のα5100用のエミュレータを試しに繋いでみたら、あっけなく動作したのである。一番忍耐のいるデバッグ作業が回避できたので、これは幸先がよかった。(次動画)エミュレータは見えないが、α7の基板の裏側に配置している。

エミュレータがパスしたので、次は最小限の部材による動作確認を行うことになる。もはや元に戻せない分解へ進むのみである。

実際に取り出したセンサーは、意外にもコンパクトであった。さすが、ソニー。。。。しかし、APS-Cと比較してめっちゃ大きい。各種フィルター類もセンサー表面に接着されているのが確認できた。これは難儀することが想像できるのだ。

とりあえず、ターゲットの背面に搭載可能なのかサイズ感を確認すると、なんとか搭載はできそうな感じは判明した。センサー周囲の取り付け部品は外す必要がある。このサイズ感から、ボディを切り欠くなんて無理なのが改めてよくわかった。(汗)

さらに他の基板などの部材の大きさも、何とか背面のシルエットに入るということが確認できたので、先へ進むことになった。

次は、フィルムカメラの背面に部材を配置する関係で不要なものは極力排除し、動作に支障がない最低限の接続構成で動作異常がないかを確認しなければならない。実はここに至る過程で、絶縁処置不十分により二回も発煙を発生させてしまい、予備である三台目のα7から一部の部品を転用するハメになってしまったのだ。そのため予備のα7がなくなったので、四台目を入手することになったのだが。(涙)

結果、これが最低限の接続である。

5100と比較しても、部品も大きく構造上積層配置すると分厚くなるのが予想できたのであった。特にSDカードスロットの位置がよろしくない。それでも一旦この状態で動作させ、問題ないことが確認できた。(次動画)

そして最後は、一番の課題であるイメージセンサーの受光面(ピント面)の位置調整ができそうかを確認するために、実機へ仮搭載しての確認になる。これが成功するしないのポイントであった。

これは過激な加工になるかもしれないので、いきなりターゲットのM4では行わず、壊しても良いボディで実験することにした。機種選定にあたり、一眼レフのようにミラーのある機種は作業の邪魔なのでレンジファインダー機がよく、しかもシャッターが干渉の恐れがあることが想定できるのでレンズシャッター機が妥当と考えたのだ。

これは置き物として飾っていたminolta ハイマチック7。ボディも大柄なので、ちょうどよかった。残念ながら、二重象が劣化してピントが合わせられなく、ディスプレーとしていたものである。今回は無限遠の確認調整テストなので問題ない。

これの背面にとりあえずイメージセンサーはしっかり固定し、その他の部材はテープで固定した。

シャッターボタンで露光を同期できるように、いつものレリーズ信号取り出し配線を追加改造する。

そして、動作確認も完了。(次動画)

イメージセンサーはフィルムガイドレール上にほぼ密着するように搭載した。ほぼというのは、センサーのカバーガラス面が金属と接触すると割れると困るので、ほんの少し浮くように固定している。さらにセンサー表面には各種フィルターが接着してあるため、少しでもマウントへ近づけるためにフィルターを剥がす必要があった。これが難作業となる。α5100のセンサーも同様にフィルターが接着により固定されていて、5100を使用した当初の数台のフィルター剥がしで失敗して割ってしまった経験があったので、慎重に剥がさなければならない。これが大変だったが、今回は一台目から無事に割らずに剥がすことに成功した。5100での経験が生きたと言って良い。残念ながらその様子の画像は撮り忘れて、ないのだが。

最終的にminolta ハイマチック7による実機テストにより、光学的手法による受光面の位置合わせができることが確認でき、センサーさえ物理的に搭載できれば何とかフルフレーム化が可能であるという目処が立ったのである。

ハイマチック7による、調整後のテスト撮りした画像。

こうなると、いよいよライカM4への加工が現実的となってきたのであった。

Leica M4フルフレーム編その2へ続く。。。