Diafragma (óptica)

Diferentes aberturas del diafragma

El diafragma es un dispositivo que regula la abertura de un sistema óptico. Suele ser un disco o sistema de aletas dispuesto en el objetivo de una cámara de forma tal que restringe el paso de la luz, generalmente de forma ajustable. Las progresivas variaciones de abertura del diafragma se especifican mediante el número f, que es la relación entre la longitud focal y el diámetro de abertura efectivo.

Diafragma en fotografía

Evolución

El diafragma es la parte de la cámara que determina el tamaño de la abertura. En su forma más elemental, usada en las cámaras más antiguas, no era más que una placa perforada.

Los primitivos diafragmas ajustables consistían en una pletina metálica con varios orificios de tamaños diferentes que se deslizaba o giraba ante el objetivo. Actualmente casi todos los diafragmas ajustables adoptan el diseño llamado iris, que consiste en un juego de laminillas metálicas imbricadas que determinan entre sí una abertura de forma aproximadamente circular y diámetro continuamente variable que se controla por medio de un anillo dispuesto en el cuerpo del objetivo.

El diafragma puede ir montado por delante o por detrás de aquél, aunque en los diseños compuestos va casi siempre en el centro del sistema óptico. El llamado diafragma-obturador es un mecanismo similar en el que las laminillas pueden cerrar por completo la abertura y combinan así en un solo dispositivo las funciones del diafragma y el obturador. Esta disposición impide naturalmente la lectura y encuadre a través del objetivo.

Diafragma y número f

La capacidad que tiene un objetivo para dejar pasar la luz se denomina luminosidad. Una de las maneras de indicar esta luminosidad es mediante el número f que se define como la división de la distancia focal del objetivo por el diámetro de la abertura efectiva. Esta relación da lugar a una escala normalizada en progresión de ${\sqrt {2}}$: 1 1,4 2 2,8 4 5,6 8 11 16 22 32 45 etc. El salto de un valor al siguiente se llama paso. El valor mínimo que puede tener el número f es 0,3. Aunque este valor es inalcanzable en la práctica.

Estrictamente hablando, el número f no depende de la distancia focal del objetivo, sino de la distancia a la que está el centro óptico (el nodo único de una lente delgada con la misma potencia que el objetivo) de la imagen que forma. Cuando el objetivo está enfocado "a infinito" esta distancia resulta ser la inversa de la potencia del objetivo (distancia focal). Por tanto al enfocar a otras distancias la luminosidad cambia, reduciéndose. Esta variación está minimizada para que quede dentro de un tercio de paso de la luminosidad teórica aportada por el número f. En cine si se tiene en cuenta esta variación y se emplean dos números para indicar la luminosidad: el f y el t. El f es calculado y sirve para determinar la profundidad de campo. El t es el número f teóricamente correspondiente a la luminosidad real medida. Estos números no suelen diferir en más de un tercio de paso.

Diafragma y profundidad de campo

El diafragma afecta en gran medida la profundidad de campo. Cuanto más cerrado esté (mayor número f), mayor será la profundidad de campo. Cuanto más abierto esté (menor número f) más pequeña es la profundidad de campo. Este comportamiento es debido al fenómeno de colimación de la luz. Los rayos de luz que pasan por una apertura pequeña están más alineados que en una apertura grande y esto se traduce en mayor nitidez a distancias mas alejadas del punto focal.

Diafragma y nitidez

El diafragma tiene consecuencias directas también en la nitidez de la imagen. Con aperturas pequeñas (número f alto) la difracción aumenta afectando negativamente la nitidez. Con aberturas grandes se obtiene mayor nitidez pero en un area más limitada, debido a la disminución de la profundidad de campo. Aunque en teoria deberia conseguirse mayor nitidez con aperturas grandes, en la práctica esto no es así, pues a aperturas mayores (número f pequeño), las limitaciones de diseño del objetivo conocidas como aberraciones, dominan sobre la apertura amplia y la nitidez empeora. Para objetivos antiguos, una regla práctica para obtener buena nitidez es situar la apertura de f/8 a f/11, con lo que además se consigue una buena profundida de campo. Los objetivos mas modernos suelen tener elementos múltiples y lentes especiales que corrigen las aberraciones, lo cual permite lograr mayor nitidez a números f mas bajos, generalmente entre f/5.6 y f/6.3. El valor óptimo del número f para máxima nitidez es una característica propia de cada objetivo que los fabricantes no suelen publicar, pero que puede obtenerse haciendo pruebas a diferentes aperturas.