Diaframma (ottica)

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Tre differenti posizioni del diaframma: Apertura massima (sinistra), media (centro) e minima Apertura (destra)
I vari stop di una lente
Da f/22 a f/1,8 su una lente 50mm

Il diaframma è il meccanismo usato per regolare la quantità della luce che attraversa l'obiettivo, in maniera analoga all'iride dell'occhio umano.

Si presenta come un insieme di lamelle a ventaglio inverso (8 nella figura a fianco) che chiudono l'apertura del sistema ottico, fino alla sezione minima: l'operazione è detta anche diaframmare e questo influenza la variazione della profondità di campo nell'immagine ripresa. La forma e la quantità delle lamelle, dovrebbe rendere la figura del foro quanto più rotonda o circolare possibile, ma spesso una quantità inferiore a 10 lamelle, conferisce una figura poligonale visibile soprattutto nei punti luce fuori fuoco (pentagono, esagono, ettagono, etc). Si possono trovare anche ottiche con diaframmi particolari (es: 2 o 3 lamelle) e quindi caratterizzate volutamente per rendere effetti ottici "strani".

Generalità[modifica | modifica wikitesto]

Il diaframma è posizionato preferibilmente nel centro del sistema ottico, ad una distanza intermedia proporzionale tra la pupilla d'ingresso e la pupilla d'uscita dell'obiettivo e naturalmente con orientamento ortogonale all'asse ottico (come ogni lente). Questo evita le distorsioni a "barile" (o barilotto) e a "cuscino" provocate da una diversa posizione, facilitando il compito di moderare la quantità di luce, migliorandone anche la qualità: la forma delle lamelle, il colore, la posizione e la precisione, in relazione con lo schema ottico, determinano in qualche misura anche la qualità della luce che lo attraversa. Molte aberrazioni ottiche presenti a tutta apertura (es. la Coma), vengono ridotte diaframmando ed in genere per migliorare la resa ottica è necessario chiudere 2 o 3 Stop (vedi più avanti), ma per una maggior nitidezza è spesso più corretto utilizzare lo Stop intermedio tra quelli disponibili (non è una regola fissa, bisogna provare il proprio esemplare ad ogni apertura e a varie distanze di messa a fuoco). Diaframmi troppo chiusi provocano in genere un peggioramento dell'immagine, dovuto alla diffrazione dei raggi luminosi ad opera dei bordi delle lamelle. I raggi diffratti sono sempre presenti, ma ad aperture maggiori il loro effetto sull'immagine diventa meno rilevante o irrilevante, considerando il rapporto tra la quantità di luce diffratta e quella diretta o per così dire "pulita". La diffrazione non dipende dalla dimensione fisica reale del diaframma, ma dal rapporto tra la focale e l'apertura, chiamato anche "numero f" (o f-number).

Il numero f è il rapporto normalizzato che esprime la stessa "quantità" di luce che transita nell'ottica e che darà quindi lo stesso valore di esposizione, utilizzando degli obiettivi con lunghezza focale diversa.

Esempio:

"L'apertura relativa" del diaframma corrispondente a f/4, in un obiettivo con focale 100 mm, ha un diametro che misura nominalmente 25 mm (100/4 = 25), mentre in un obiettivo con focale 600 mm, misura 150 mm, ma in entrambi i casi, la quantità di luce verso il sensore sarà la stessa.

Gli Stop (o f/stop)[modifica | modifica wikitesto]

La sequenza degli Stop o dei valori dei numeri f viene standardizzata al congresso di Liegi nel 1905 ed è rappresentata da una progressione geometrica di ragione \sqrt{2} (circa 1,4), in quanto considera il diametro equivalente dell'apertura relativa, invece della superficie e comprende i seguenti intervalli:

f/1 - f/1,4 - f/2 - f/2,8 - f/4 - f/5,6 - f/8 - f/11 - f/16 - f/22 - f/32 - f/45 - f/64 - f/90 - f/128 (etc).

Sistema utilizzato per unificare gli Stop delle ghiere di tutte le Ottiche, indipendentemente dalla loro lunghezza focale e dove ad ogni stop corrisponde una sezione del "foro" con un'area dimezzata o raddoppiata rispetto a quella precedente. La modalità degli stop deriva presumibilmente dalla Camera oscura e serviva per facilitare la regolazione accurata dell'apertura sull'ottica del Riproduttore, agendo al "buio" (o alla cieca): utilizzando dei blocchi o dei fermi a scatto, sulla corsa della ghiera, viene segnalato al tatto uno spostamento di apertura pre-calcolata. La stessa "procedura" degli stop sulla ghiera del diaframma, può essere estesa anche ai tempi, alla sensibilità e alla correzione esposimetrica; per cui, quando si dice un f/stop o uno stop, è comunemente intesa una qualsiasi regolazione che provoca il doppio o la metà di luce sul Sensore (o sulla pellicola).

In genere il diaframma è progettato per variare la quantità della luce in ingresso, almeno di 4 o 5 Stop (di norma 7 Stop), ma alcuni modelli possono raggiungere anche una possibilità di scelta di 10 Stop. Queste selezioni avvengono tramite regolazione meccanica, manuale o automatica, oppure controllata elettronicamente: alcuni obiettivi non hanno la ghiera manuale dei diaframmi ed in alcuni modelli gli intervalli possono avere sub divisioni di 1/2 stop o addirittura fino a 1/3 di stop.

Costruzione[modifica | modifica wikitesto]

Nei primi anni della fotografia, i diaframmi (spesso dei tappi forati al centro) erano posizionati esternamente alle lenti, ma questo introduceva delle deformazioni all'immagine ripresa dette a "barilotto" (un quadrato presenta i lati con una flessione verso l'esterno). Viceversa, quando il diaframma veniva posizionato internamente, la deformazione all'immagine era detta a "cuscinetto" (un quadrato presenta i lati con una flessione verso l'interno). Più avanti, con la complessità degli obiettivi, vennero usate anche delle lamine forate da inserire tra i gruppi di lenti con una slitta, oppure in cerchi rotanti con fori di vario diametro, coppie di lamine contrapposte e tranciate a coda di rondine, che producono fori romboidali, ecc, ecc, fino ad arrivare alle forme usate tutt'ora.

La tipologia di diaframma più utilizzata oggi è quella detta «a iride», il quale è formato da un numero variabile di lamelle (in genere maggiore di 3) sagomate in maniera opportuna. Le lamelle sono imperniate in una ghiera rotante azionabile dall'esterno o da un'attuatore elettrico interno all'obiettivo (es: Canon EF e EF-S), utile per far variare la dimensione del foro. La sagoma dell'apertura è dovuta alla forma e alla quantità delle lamelle del diaframma ed un obiettivo con 10, 15 o più lamelle possibilmente curve, riesce a fornire una forma del foro piuttosto circolare, a quasi tutte le aperture.

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