Диафра́гма объекти́ва (от  — перегородка) в оптических приборах — разновидность апертурной диафрагмы, позволяющая регулировать относительное отверстие объектива изменением диаметра проходящих через него пучков света. Такая регулировка используется для управления светопропусканием и глубиной резкости. Диафрагма объектива представляет собой непрозрачную перегородку с круглым отверстием переменного диаметра, центр которого совпадает с оптической осьюВ некоторых случаях отверстие может быть не одно, и иметь форму, отличающуюся от круга. Регулировка диаметра отверстия может выполняться тремя основными способами:

Револьверная диафрагма представляет собой поворотный диск с набором отверстий разного диаметра и широко применялась в объективах крупноформатных камер конца XIX века. Позднее револьверная диафрагма встречалась в некоторых простейших фотоаппаратах, например «Школьник», а также в оптических приборах.

Вставная диафрагма представляет собой набор пластин с разными отверстиями, вставляющихся в прорезь оправы объектива между линзами. Оба первых типа обеспечивают абсолютно круглое сечение световых пучков, но не допускают промежуточных значений относительного отверстия.

Ирисовая диафрагма получила наибольшее распространение в фото-, кино- и телевизионных объективах, поскольку позволяет бесступенчато регулировать относительное отверстие и имеет самую компактную конструкцию.

Назначение диафрагмы Основное предназначение диафрагмы объектива — регулировка его относительного отверстия и светосилы, необходимая для управления глубиной резкости, а также точного дозирования проходящего света и получения правильной экспозиции. При регулировке диафрагмы её отверстие закрывается от краёв к центру, поскольку наиболее высокое качество изображения обеспечивается центральной частью световых пучков.

Различают геометрическое и эффективное относительные отверстия: геометрическое представляет собой отношения диаметра входного зрачка объектива к его фокусному расстоянию и выражается дробью с числителем, равным единице. В фотографии вместо единицы часто используют латинскую букву f, которая конкретизирует назначение дроби: например, относительное отверстие 1/5,6 обозначается f/5,6Вместо дроби в обозначении может использоваться двоеточие, например 1:5,6. Эффективное относительное отверстие всегда меньше геометрического, поскольку учитывает потери на поглощение и рассеяние света в стекле. Эти потери снижаются при помощи просветления, но в сложных многолинзовых объективах могут быть существенны и должны учитываться, поэтому шкалы диафрагмы отражают значения эффективных относительных отверстий. В современной киносъёмочной оптике для обозначения эффективных относительных отверстий используется буква T. В то же время значение предельной светосилы фотообъектива, указанное на его оправе, отражает геометрическое относительное отверстие.

Градуировка современных шкал диафрагмы производится в диафрагменных числах таким образом, что каждому соседнему делению соответствует изменение светосилы в два раза. Таким образом, при выборе соседнего значения шкалы, экспозиция всегда меняется на одну экспозиционную ступень. Так как светосила является квадратом относительного отверстия, последнее должно изменяться в раз. Поэтому соседние диафрагменные числа отличаются в раз: f/0,7; 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. Для наиболее детального отображения натуры требуется большая глубина резкости, возможная при диафрагме, закрытой до минимального значения. Именно поэтому творческий союз американских фотохудожников, относивших себя к направлению так называемой прямой фотографии, носил название f/64, соответствовавшее в то время крайнему значению диафрагмы объективов крупноформатных фотоаппаратов.

Конкретные значения диафрагменных чисел, используемых производителями для градуировки шкал, должны соответствовать международному стандарту ISO 517—73. В СССР такой ряд значений был стандартизирован в 1944 году в соответствии с ГОСТ 2600-44 для объективов общего назначения. Кроме основного ряда чисел, отличающихся на одну экспозиционную ступень, стандартный ряд содержит два вспомогательных, со значениями отличающимися на 1/2 и 1/3 ступени. В большинстве случаев шкалы диафрагм маркируются только значениями основного ряда, но иногда допускается использование промежуточных значений. В объективах, предназначенных для современных цифровых фотоаппаратов, шкалы диафрагмы отсутствуют, поскольку она управляется из камеры, а значения относительного отверстия отображаются на дисплее. При этом шаг шкалы обычно регулируется и может предусматривать любой из двух вспомогательных рядов.

Диафрагменные числа, обозначающие геометрическую светосилу некоторых объективов, могут браться из промежуточных рядов, поскольку отражают расчётный предел возможностей конкретной конструкции, например 1,2; 4,5; 6,3. В вариообъективах максимальное относительное отверстие может быть переменным в зависимости от фокусного расстояния. В этих случаях на оправе через тире или тильду указываются крайние значения диафрагменного числа, например 3,5~5,6. Ручная регулировка диафрагмы в современных фотообъективах возможна только ступенчато из-за особенностей управления зеркальных фотоаппаратов. Однако в автоматических режимах приоритета выдержки или программном ирисовая диафрагма регулируется бесступенчато, как в киносъёмочной и телевизионной оптике.

Устройство ирисовой диафрагмы

Ирисовая диафрагма (от «радужная оболочка») состоит из нескольких (обычно от 2 до 20) поворотных лепестков (ламелей), приводимых в движение вращающимся кольцом на оправе объектива. Лепестки могут быть различной формы, но при полностью открытой диафрагме они формируют круглое отверстие, при частично закрытой — многоугольник, число сторон которого соответствует количеству ламелей. Этот многоугольник отображается в случае попадания в кадр несфокусированных точечных источников света, образующих «боке». Уменьшение количества лепестков ирисовой диафрагмы приводит к заметности углов между ними. Простейшие автоматические диафрагмы любительских кинокамер и видеокамер, состоящие из двух лепестков с треугольными вырезами, давали ромбовидное изображение точечных источников. Квадратное боке создаёт советский объектив «Зенитар МЕ-1», диафрагма которого состоит из двух Г-образных лепестков. Наиболее совершенными считаются диафрагмы, состоящие из 8 и более лепестков, поскольку обеспечивают сечение световых пучков, близкое к окружности. Такие пучки создают наиболее совершенный оптический рисунок.

Установка значения относительного отверстия при использовании ирисовой диафрагмы производится поворотным кольцом, шкала которого размечена в соответствии с получаемыми диафрагменными числами. Шкала ирисовой диафрагмы с классическим устройством не может быть равномерной из-за нелинейной зависимости диаметра отверстия от угла поворота коронки. В начале 1960-х годов получили распространение механизмы, шкала которых равномерна за счёт сложной формы лепестков. Один из наиболее ярких примеров такой модернизации — советские объективы «Юпитер-8» и «Юпитер-8М». У второго, заменившего на конвейере более раннюю модель, шкала диафрагмы равномерна. Такая конструкция повышает удобство и позволяет механически сопрягать кольцо диафрагмы с экспонометром камеры, но при средних значениях относительного отверстия из-за криволинейности ламелей диафрагма теряет форму правильного круга. Управление с помощью поворотного кольца используется в большей части кино-, фото- и телевизионного оборудования за исключением однообъективных зеркальных фотоаппаратов и некоторых кинокамер с зеркальным обтюратором. Визирование непосредственно через съёмочный объектив вынуждает использовать специальные механизмы ирисовой диафрагмы, позволяющие вручную или автоматически закрывать её только в момент съёмки. Особое значение такая возможность получила после распространения фазового автофокуса, неработоспособного при закрытой диафрагме.

Диафрагма с предварительной установкой

Обычно такой привод диафрагмы состоит из двух колец, одно из которых напрямую управляет относительным отверстием, а другое — кольцо предустановки — регулирует положение стопора вращения первого. Таким способом угол поворота первого кольца ограничивается до выбранного вторым рабочего значения. В результате фотограф может полностью открывать диафрагму для фокусировки, и вслепую закрывать её до предустановленного относительного отверстия, не отрывая взгляда от видоискателя. Принцип используется в однообъективных зеркальных фотоаппаратах, позволяя производить фокусировку объектива при полностью открытом отверстии, и быстро закрывать диафрагму, не глядя на её шкалу.

Такая конструкция появилась в 1920-х годах, и после войны широко использовалась в оптике для зеркальных камер (например, Contax-S, Asahiflex, Miranda-D) до изобретения прыгающей диафрагмы, и позднее, когда её механическая реализация по тем или иным причинам затруднена, в том числе в шифт-объективах. Например, объектив PC-Nikkor 3,5/28 с такой диафрагмой выпускался до 2006 года. Диафрагма с кольцом предустановки широко использовалась в советских объективах для фотоаппаратов «Зенит», не оснащённых механизмом автоматической диафрагмы: «Гелиос-44», «Юпитер-9» «Мир-1» и других. Некоторые объективы («Индустар-61 Л/З», «Юпитер-37А», «MC Волна-9») имели одно кольцо, служившее как для установки значения, так и для закрывания диафрагмы. В этом случае предустановка осуществлялась после нажатия на кольцо в осевом направлении.

Автоматическая диафрагма

Диафрагма с предварительной установкой, автоматически закрывающаяся до выбранного значения на время экспозиции, и обеспечивающая кадрирование и фокусировку при полном отверстии в камерах со сквозным визированием и фазовым автофокусом. Кольцо установки значения такой диафрагмы изменяет только положение механизма, задающего степень закрытия при срабатывании привода. Кроме зеркальной фотоаппаратуры прыгающая диафрагма использовалась в киносъёмочной технике с зеркальным обтюратором: например в кинокамере Arriflex 16SR и объективах Taylor Hobson. В этом случае она автоматически закрывается при запуске лентопротяжного механизма.

Прыгающая диафрагма с пружинным приводом запатентована американским фотографом Тёркелом Кёрлином () в 1933 году. При открывании диафрагмы одновременно взводилась её пружина, которая при спуске затвора закрывала её до предустановленного отдельным кольцом значения. Реализован этот механизм в 1941 году в крупноформатных «зеркалках» семейства Graflex Super D. В 1950 году Schneider Kreuznach выпустил сменный объектив с запуском подпружиненной диафрагмы от двойного тросика. В компактных малоформатных камерах прыгающая диафрагма появилась в 1953 году. Её получила Praktina FX, для которой в том же году выпустили Tessar 2,8/50, а затем Biotar 2,0/58 с соответствующим механизмом. В 1955 году такая диафрагма появилась в резьбовых объективах для малоформатных Praktica FX2 и Contax-S. Объективы с диафрагмой такого типа оснащались пружинным приводом с предварительным взводом при помощи кольца или рычага на оправе. Стопор такого привода был кинематически связан со спусковой кнопкой, освобождающей пружину закрывания диафрагмы непосредственно перед срабатыванием затвора.