miniatura|Objectiu d'una càmera. miniatura|1:2,8/50 Macro - 1:4-5.6/70-300 - 1:4-5.6/10-20 Un objectiu és un conjunt de lents convergents i divergents que formen part de l'òptica d'una càmera tant fotogràfica com de vídeo. Té la funció de rebre els feixos de llum procedents de l'objecte i modificar-ne la direcció fins a crear la imatge òptica, rèplica lluminosa de l'objecte. Aquesta imatge es llançarà contra el suport sensible: sensor d'imatge en el cas d'una càmera digital, i pel·lícula sensible en la fotografia química.
No hi ha una diferència significativa entre un objectiu d'una càmera fixa, una càmera de vídeo, un telescopi, un microscopi, o un altre aparell, però el disseny detallat i la construcció són diferents. Segons la càmera, hi ha objectius fixos i objectius intercanviables de diferents longituds focals, obertures, i altres propietats.
Història La càmera obscura és l'antecedent directe de les càmeres actuals, de manera que l'objectiu fotogràfic es pot relacionar amb el forat d'aquest aparell. La càmera obscura consisteix en un espai tancat i a les fosques on només accedeix la llum a través d'un forat molt petit, mitjançant el qual es crea una projecció dels objectes situats a l'exterior.
Aquesta projecció és possible perquè la llum que prové de l'exterior es concentra en un punt molt reduït i permet projectar una imatge nítida en una emulsió fotogràfica. No obstant això, per a mantenir aquesta nitidesa, el forat ha de ser tan petit que la llum que entra no és suficient per a realitzar una fotografia en un temps reduït, creant la necessitat d'allargar el temps d'exposició.
D'altra banda, quan s'augmenta l'orifici pel qual entra la llum amb la finalitat de reduir el temps d'exposició, es perd nitidesa. La raó és que la imatge projectada prové de diferents angles i crea una superposició d'imatges. És a dir, cada punt concret de l'objecte representat passa a ser projectat en més d'un punt de l'emulsió fotogràfica, en comptes de reproduir-se en un únic punt. A causa d'això apareix el cercle de confusió, que redueix la nitidesa a mesura que n'augmenta la mida.
Per a donar una solució a aquesta limitació, s'introdueix una lent convergent en el procés. Si fem passar un feix de llum a través d'una lent convergent, veurem que els raigs tenen tendència a ajuntar-se. Tots els raigs que provenen d'un mateix origen convergeixen en un mateix punt a l'altre costat de la lent: aquest punt és la imatge del seu origen. Si considerem que una escena està constituïda per infinits punts, en captar la llum emesa per ella amb una lent convergent obtindrem una imatge nítida. Per tant, quan es disposa una lent convergent, el forat pel qual entra la llum a la càmera no necessita ser tan petit, ja que la lent concentra els raigs.
D'altra banda, una lent simple, formada per una única peça de vidre, compta amb un seguit d'aberracions, en major o menor grau. En aquesta lent, les aberracions cromàtica, esfèrica, color lateral, coma, astigmatisme i curvatura del camp es combinen donant una definició pobra, mentre que la distorsió dona lloc a imatges distorsionades. Així, encara que les aberracions poden ser controlades en més o menys grau, la millor lent simple que puguem produir estarà limitada no només pel que fa a la qualitat, sinó també a la seva obertura relativa, és a dir, rapidesa i camp abastat. En els inicis de la fotografia, prest es va comprovar que per aprofitar millor el procés fotogràfic era necessari millorar aquestes qualitats, especialment la rapidesa, a causa de la poca sensibilitat de les pel·lícules en aquell moment.
El següent pas va consistir a incloure les lents compostes. El motiu pel qual el rendiment d'una lent simple no pot ser millorat més enllà de cert extrem està en el nombre limitat de variables sobre les quals és possible intervenir. En canvi, únicament utilitzant dues peces de vidre —dos elements— en lloc d'una, el nombre de possibilitats augmenta. A més de disposar de quatre superfícies de vidre per a desviar la llum, s'hi pot utilitzar diferents vidres per a les dues lents i també variar-ne la separació. Aquesta llibertat del disseny d'una lent composta augmenta encara més quan s'augmenta el nombre d'elements.
D'aquesta manera, mitjançant dos o més elements s'intenta compensar entre si les aberracions. Amb tot, no sol ser possible eliminar-les totalment, sinó reduir-les a un nivell acceptable. Sovint, la correcció d'una aberració n'accentua una altra, i és menester acceptar un terme mitjà, especialment en objectius d'ús general. L'alta definició, la gran obertura i el gran angle de camp solen ser requisits oposats entre si; millorar un implica sacrificar parcialment els altres dos.
Amb la finalitat de perfeccionar l'objectiu fotogràfic, s'han realitzat milers de dissenys. Es podrien agrupar els objectius en diferents categories, basades en els progressos dels dissenyadors del , els quals eren plenament conscients de les limitacions dels seus paràmetres. En canvi, a partir del , els objectius, encara que de modesta obertura i angle de camp, estaven ja corregits de les set aberracions primàries. Des de llavors, el progrés en el disseny s'ha d'atribuir a la millora dels materials òptics, a les tècniques de redescobriment, a l'ajuda d'ordinadors, als nous mètodes de producció i a les noves tècniques d'avaluació
Característiques Lluminositat La lluminositat, obertura relativa o número f d'un objectiu és la màxima intensitat de llum que pot transmetre; està representada per la màxima obertura de la seva escala. Així, per exemple, un objectiu amb obertura màxima de f1,4, és el doble de lluminós que un f2 i quatre vegades més lluminós que un f2,8. L'obertura de l'objectiu és un control molt important per enfosquir o aclarir les imatges -que ajuda a compensar les condicions de claror o foscor del subjecte. però encara exerceix major influència sobre els resultats visuals quan es fotografien escenes amb objectes que es troben a diferents distàncies de l'objectiu.
La lluminositat expressa la relació entre la longitud focal de l'objectiu i el diàmetre (en mil·límetres) de la màxima obertura de diafragma. Per això, un objectiu de major lluminositat i igual longitud focal que un altre tindrà forçosament un diàmetre major. Precisament aquest major diàmetre és el que permet captar i fer arribar a la pel·lícula una major intensitat de llum.
La lluminositat d'un objectiu està determinada doncs per: La distància entre l'objectiu i la imatge projectada, la qual cosa és funció de la distància focal. El diàmetre del feix de llum que penetra per l'objectiu, la qual cosa depèn del disseny i construcció del mateix objectiu. El valor màxim d'aquest diàmetre (amb màxima obertura del diafragma) és conegut com a obertura efectiva.
Profunditat de camp La profunditat de camp és la distància compresa entre el punt més pròxim i el més llunyà del subjecte que resta enfocat, els detalls del qual poden ser reproduïts nítidament ajustant l'enfocament de l'objectiu. L'obertura més àmplia (el número f més petit) ofereix una profunditat de camp mínima, mentre que l'obertura més petita (el número f més gran) ofereix la màxima. Hi ha dos efectes més que són molt significatius. Per un costat, la profunditat de camp és més petita quan es fotografien primers plans que quan el subjecte principal és molt allunyat. Per altre costat, com més gran sigui la distància focal de l'objectiu, més petita serà la profunditat de camp, fins i tot quan l'obertura i la distància del subjecte són les mateixes.
Distància focal Indica la distància en mil·límetres des del centre òptic de l'objectiu al plànol focal i defineix la potència o poder de desviació d'una lent o objectiu. La distància focal d'un objectiu està determinada per: Angle d'incidència de la llum sobre la lent o, a efectes pràctics, curvatura de la lent (a major ràdio de curvatura menor distància focal). Índex de refracció de la lent, el qual vindrà determinat per la composició química del vidre d'aquesta. Longitud d'ona de la llum incident, això és, color de la llum; si bé actualment la major part dels objectius estan formats per grups de lents convergents i divergents que compensen les possibles aberracions cromàtiques derivades d'aquest aspecte.
Construcció de l'objectiu Els objectius de les càmeres actuals són exemples excel·lents de l'aplicació de la tecnologia del nostre temps. Els elements òptics estan construïts amb el millor vidre i el plàstic de la millor qualitat. En una càmera compacta digital, els elements individuals són molt més petits que en una lent de contacte. I un objectiu pot estar constituït per més d'una dotzena d'elements diferents. Però, hi ha més que simples elements de vidre: hi ha parts mecàniques de màxima precisió, que han de ser suficientment resistents per tal de protegir les peces de cops. Tot i així, alguns d'ells han de ser prou lleugers per tal de poder desplaçar-se pel mecanisme d'enfocament automàtic. A continuació, hi ha els elements electrònics, des de diminuts processadors que ajuden als ajustos d'enfocament automàtic fins a elements electromagnètics que tanquen el diafragma o serveixen d'ajuda a l'enfocament. La gran majoria dels objectius comparteixen la mateixa estructura bàsica.
Barril de l'objectiu El barril conté l'òptica i altres components de l'objectiu i constitueix la base per a les parts mecàniques, com l'enfocament i la muntura. Pot estar fet a consciència com els objectius clàssics per a la Leica o la Hasselblad, o estar fabricat amb materials senzills, com els de les càmeres compactes digitals.
Muntura frontal La muntura frontal acostuma a estar dissenyada per a col·locar filtres o el parasol. Si la muntura gira quan l'objectiu enfoca, acostuma a ser un inconvenient per als filtres -polaritzadors o degradats- ja que han d'estar orientats en una posició concreta-. Els objectius de les càmeres compactes poden utilitzar un adaptador que encaixi sobre el barril per a poder col·locar els accessoris.
Anell d'enfocament Normalment lanell d'enfocament es troba en els objectius intercanviables, i pot ser que els objectius d'autofocus no el tinguin. Poden dirigir l'òptica en l'enfocament o activar el motor servo, el que desplaça els elements de l'objectiu.
Muntura posterior La muntura posterior interactua entre l'objectiu i la càmera, per aquest motiu ha d'estar fabricada amb la màxima precisió. A més, la muntura ha de ser molt resistent, ja que pateix molt desgast amb el canvi d'objectius. Els objectius actuals també transmeten informació entre l'objectiu i el cos de la càmera. En l'actualitat, els contactes són elèctrics i transmeten informació digital. Aquests contactes han de romandre nets i lliures de grassa o oli. Algunes muntures segueixen utilitzant acoblament mecànic a través del qual la càmera fa operar el mecanisme d'enfocament, o una palanca que s'acciona per a tancar l'obertura.
Obertura El control d'obertura acostuma a trobar-se en el barril dels objectius intercanviables, però també és freqüent que es controli amb un dial situat a la càmera. Tots els objectius poden canviar d'obertura a intervals d'un punt, però per al treball professional és important poder variar l'obertura en 1/2 punt o menys.
Control de zoom Hi ha dos tipus de control de zoom de l'objectiu; el més comú és el gir d'un anell estriat, similar a l'anell d'enfocament. L'altre tipus consisteix en empènyer o estirar una anella. Els dos tipus tenen els seus defensors, però l'últim pot portar pols a l'interior. Les càmeres compactes controlen el zoom a través d'un comandament en el cos de la càmera.
Altres components