Diafragma (óptica)

En óptica, un diafragma es una estructura delgada y opaca con una abertura (apertura) en su centro. La función del diafragma es detener el paso de la luz, excepto la luz que pasa a través de la apertura. Por eso también se le llama parada (parada de apertura, si limita el brillo de la luz que llega al plano focal, o parada de campo o parada de destello). b> para otros usos de diafragmas en lentes). El diafragma se coloca en el camino de la luz de una lente u objetivo, y el tamaño de la apertura regula la cantidad de luz que pasa a través de la lente. El centro de la apertura 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 en el diafragma.

Diafragmas de iris versus otros tipos

Un sistema óptico natural que tiene un diafragma y una apertura es el ojo humano. El iris es el diafragma, la pupila es la apertura. En el ojo humano, el iris puede contraerse y dilatarse, lo que varía el tamaño de la pupila. Como era de esperar, una lente fotográfica con la capacidad de variar continuamente el tamaño de su apertura (el orificio en el medio 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 "hojas" o "cuchillas" que forman un círculo.

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

El diafragma tiene de dos a veinte láminas (la mayoría de las lentes actuales tienen entre cinco y diez láminas), dependiendo del precio y la calidad del dispositivo en el que se utiliza. Las hojas rectas dan como resultado una forma poligonal de la abertura del diafragma, mientras que las hojas curvas mejoran la redondez de la abertura del iris. En una fotografía, el número de láminas que tiene el diafragma del iris se puede adivinar contando el número de picos de difracción que convergen de una fuente de luz o un reflejo brillante. Para un número impar de hojas, hay el doble de púas que de hojas.

En caso de un número par de aspas, las dos púas por aspa se superpondrán entre sí, por lo que la cantidad de púas visibles será la cantidad de aspas en el diafragma utilizado. Esto es más evidente en fotografías tomadas en la oscuridad con pequeños puntos brillantes, 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 hojas con hojas en ángulo recto que crean una apertura cuadrada.

Del mismo modo, los puntos de luz desenfocados (círculos de confusión) aparecen como polígonos con el mismo número de lados que hojas tiene la apertura. Si la luz borrosa es circular, entonces se puede inferir que la apertura es redonda o que la imagen fue tomada "completamente abierta". (con las hojas empotradas en los lados de la lente, permitiendo que el borde interior del cilindro de la lente se convierta efectivamente en el iris).

La forma de la apertura del iris tiene una relación directa con la apariencia de las áreas borrosas y desenfocadas en una imagen llamada bokeh. Una apertura más redonda produce áreas desenfocadas más suaves y naturales.

Algunas lentes utilizan diafragmas con formas especiales para crear ciertos efectos. Esto incluye los discos de difusión o apertura de tamiz de las lentes de enfoque suave Rodenstock Tiefenbildner-Imagon, Fuji y Sima, la apertura de sector de Seibold's Dreamagon, o el filtro de apodización circular en las lentes Minolta/Sony Smooth Trans Focus o Fujifilm APD.

Algunas cámaras automáticas modernas de apuntar y disparar no tienen ningún diafragma y simulan cambios de apertura mediante el uso de un filtro ND automático. A diferencia de un diafragma real, esto no afecta la profundidad de campo. Un diafragma real cuando está más cerrado hará que la profundidad de campo aumente (es decir, hará que el fondo y el sujeto aparezcan más enfocados al mismo tiempo) y si el diafragma está abierto nuevamente la profundidad de campo disminuirá (es decir, el fondo y el primer plano compartirán cada vez menos el mismo plano focal).

Historia

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 dibujar y señala que la imagen es más vívida si la lente se cubre tanto como para dejar una circunferencia en el medio.

En 1762, Leonhard Euler dice con respecto a los telescopios que, "es necesario igualmente equipar el interior del tubo con uno o más diafragmas, perforados con una pequeña abertura circular, para excluir mejor toda luz extraña.."

En 1867, Désiré van Monckhoven, en uno de los primeros libros sobre óptica fotográfica, establece una distinción entre stops y diafragmas en fotografía, pero no en óptica, diciendo:

"Veamos lo que ocurre cuando la parada se retira de la lente a una distancia adecuada. En este caso la parada se convierte en diafragma.

* En óptica, Para y diafragma son sinónimos. Pero en la óptica fotográfica son sólo así por una desafortunada confusión de lenguaje. La parada reduce la lente a su abertura central; el diafragma, por el contrario, permite que todos los segmentos de la lente actúen, pero sólo en los diferentes puntos radiantes colocados simétrica y concentricamente en relación con el eje de la lente, o del sistema de lentes (de los cuales el eje es, además, en cada caso común)".

Esta distinción se mantuvo en el 1889 de Wall Diccionario de la fotografía (ver figura), pero desapareció después de la teoría de Ernst Abbe de paradas unificó estos conceptos.

Según Rudolf Kingslake, se desconoce el inventor del diafragma del iris. Otros dan crédito a Joseph Nicéphore Niépce por este dispositivo, alrededor de 1820. J. H. Brown, miembro de la Royal Microscopical Society, parece haber inventado un popular diafragma de iris mejorado en 1867.

Kingslake tiene historias más definidas para algunos otros tipos de diafragma, como el diafragma ojo de gato ajustable de M. Noton de dos cuadrados deslizantes en 1856, y las paradas Waterhouse de John Waterhouse en 1858..

La ubicación del Observatorio de Hamburgo-Bergedorf tenía un Gran Refractor de apertura de 60 cm (~23,6 pulgadas) de Reposold y Steinheil (Lentes). Una característica única del Gran Refractor de Hamburgo es el diafragma Iris que permite ajustar la apertura de 5 a 60 cm. Este telescopio se activó a principios de la década de 1910.