Diafragma (óptica)

En óptica , un diafragma es una estructura delgada y opaca con una abertura ( diafragma ) en su centro. Su función es impedir el paso de la luz, excepto la que atraviesa la abertura . Por ello, también se le denomina tope ( tope de apertura , si limita la intensidad de la luz que llega al plano focal, o tope de campo o tope de destello para otros usos de los diafragmas en lentes). El diafragma se coloca en la trayectoria de la luz de una lente u objetivo , y el tamaño de la abertura regula la cantidad de luz que la atraviesa. El centro de la abertura del diafragma coincide con el eje óptico del sistema de lentes.

La mayoría de las cámaras modernas utilizan un tipo de diafragma ajustable conocido como diafragma de iris , y a menudo denominado simplemente iris .

Consulte los artículos sobre apertura y número f para conocer el efecto fotográfico y el sistema de cuantificación de la variación de la apertura del diafragma.

El ojo humano es un sistema óptico natural que cuenta con un diafragma y una abertura . El iris es el diafragma y la pupila , la abertura. En el ojo humano, el iris puede contraerse y dilatarse, lo que modifica el tamaño de la pupila. Como era de esperar, una lente fotográfica con la capacidad de variar continuamente el tamaño de su abertura (el orificio en el centro de la estructura anular) se conoce como diafragma de iris.

Un diafragma de iris puede reducir la cantidad de luz que llega a un detector al disminuir la apertura, generalmente con "láminas" o "hojas" que forman un círculo. ^{[ 2 ]}

En los primeros años de la fotografía, un objetivo podía equiparse con uno de un conjunto de diafragmas intercambiables, ^{[ 3 ]} a menudo tiras de latón conocidas como diafragmas Waterhouse . El diafragma de iris en la mayoría de las cámaras fotográficas y de vídeo modernas se ajusta mediante láminas móviles que simulan el iris del ojo.

El diafragma tiene entre dos y veinte láminas (la mayoría de los objetivos actuales tienen entre cinco y diez), dependiendo del precio y la calidad del dispositivo en el que se utilice. Las láminas rectas dan como resultado una abertura poligonal del diafragma, mientras que las curvas mejoran la redondez de la abertura del iris. En una fotografía, el número de láminas del diafragma del iris se puede estimar contando el número de picos de difracción que convergen desde una fuente de luz o un reflejo brillante. Si el número de láminas es impar, hay el doble de picos que de láminas.

En caso de un número par de láminas, las dos puntas de cada lámina se superpondrán, por lo que el número de puntas visibles será igual al número de láminas del diafragma utilizado. Esto se aprecia mejor en fotografías tomadas en la oscuridad con pequeños puntos brillantes, como por ejemplo, paisajes urbanos nocturnos. Sin embargo, algunas cámaras, como la Olympus XA , o lentes como el MC Zenitar-ME1, utilizan un diafragma de dos láminas con ángulos rectos que crean una apertura cuadrada.

De forma similar, los puntos de luz desenfocados ( círculos de confusión ) aparecen como polígonos con el mismo número de lados que de láminas tiene el diafragma . Si la luz borrosa es circular, se puede inferir que el diafragma es redondo o que la imagen se tomó con la apertura máxima (con las láminas retraídas hacia los lados del objetivo, lo que permite que el borde interior del cuerpo del objetivo actúe como iris).

La forma de la abertura del iris tiene una relación directa con la apariencia de las áreas desenfocadas en una imagen, un efecto conocido como bokeh . Una abertura más redondeada produce áreas desenfocadas más suaves y naturales.

Algunos objetivos utilizan diafragmas con formas especiales para crear ciertos efectos. Esto incluye los discos de difusión o la apertura de tamiz de los objetivos de enfoque suave Rodenstock Tiefenbildner-Imagon , Fuji y Si ma , la apertura sectorial del Dreamagon de Seibold o el filtro de apodización circular de los objetivos Minolta / Sony Smooth Trans Focus o Fujifilm APD .

Algunas cámaras automáticas modernas de apuntar y disparar no tienen diafragma y simulan cambios de apertura mediante un filtro ND automático . A diferencia de un diafragma real, esto no afecta la profundidad de campo . Un diafragma real, al cerrarse, aumenta la profundidad de campo ( es decir, hace que tanto el fondo como el sujeto aparezcan más enfocados simultáneamente), y si se abre de nuevo, la profundidad de campo disminuye (es decir, el fondo y el primer plano comparten cada vez menos el mismo plano focal). ^{[ 4 ]}

En su obra de 1567, La Pratica della Perspettiva, el noble veneciano Daniele Barbaro (1514-1570) describió el uso de una cámara oscura con una lente biconvexa como ayuda para el dibujo y señaló que la imagen es más vívida si la lente se cubre lo suficiente como para dejar una circunferencia en el centro. ^{[ 5 ]}

En 1762, Leonhard Euler ^{[ 6 ]} dice con respecto a los telescopios que, "es necesario igualmente dotar al interior del tubo de uno o más diafragmas, perforados con una pequeña abertura circular, para excluir mejor toda la luz extraña".

En 1867, Désiré van Monckhoven , en uno de los primeros libros sobre óptica fotográfica, ^{[ 7 ]} establece una distinción entre diafragmas y pasos de diafragma en fotografía, pero no en óptica, diciendo:

"Veamos qué sucede cuando el diafragma se retira de la lente a una distancia adecuada. En este caso, el diafragma se convierte en un diafragma."

En óptica, diafragma y obturador son sinónimos. Sin embargo, en óptica fotográfica, esta confusión se debe a una desafortunada falta de terminología. El obturador reduce la lente a su apertura central; el diafragma, por el contrario, permite que todos los segmentos de la lente actúen, pero solo sobre los diferentes puntos radiantes situados simétrica y concéntricamente con respecto al eje de la lente o del sistema de lentes (cuyo eje, además, es siempre común).

Esta distinción se mantuvo en el Diccionario de Fotografía de Wall de 1889 (véase la figura), pero desapareció después de que la teoría de los diafragmas de Ernst Abbe unificara estos conceptos.

Según Rudolf Kingslake , ^{[ 8 ]} se desconoce el inventor del diafragma de iris. Otros atribuyen este dispositivo a Joseph Nicéphore Niépce , alrededor de 1820. JH Brown, miembro de la Royal Microscopical Society , parece haber inventado un diafragma de iris mejorado y popular hacia 1867. ^{[ 9 ]}

Kingslake cuenta con información más precisa sobre otros tipos de diafragmas, como el diafragma ajustable tipo ojo de gato de M. Noton , compuesto por dos cuadrados deslizantes, de 1856, y los registros Waterhouse de John Waterhouse de 1858.

En 1858, el fabricante de lentes Charles C. Harrison, junto con Joseph Schnitzer, patentaron un diafragma ajustable para sus lentes, que contaba con seis láminas que podían moverse para reducir la apertura. La contribución de Harrison y Schnitzer a la fotografía ha pasado en gran medida desapercibida. ^{[ 10 ]}

El Observatorio de Hamburgo, en Bergedorf, contaba con un gran refractor de 60 cm (aproximadamente 23,6 pulgadas) de apertura, fabricado por Reposold y Steinheil (Lente). ^{[ 11 ]} Una característica única del Gran Refractor de Hamburgo es su diafragma de iris, que permite ajustar la apertura de 5 a 60 cm. ^{[ 12 ]} Este telescopio se puso en funcionamiento a principios de la década de 1910. ^{[ 12 ]}

• Abertura
• número f
• Obturador (fotografía)
• Persiana de hoja
• pico de difracción