Объектив камеры (также называемый фотографическим объективом или фотографическим объективом) представляет собой оптический объектив или набор линз, используемых в сочетании с корпусом камеры и механизмом для создания изображений объектов на фотопленке или на другом носителе, способном хранить изображение химически или в электронном виде.

В принципе нет принципиальной разницы между объективом, используемым для фотокамеры, видеокамерой, телескопом, микроскопом или другим устройством, но детальный дизайн и конструкция отличаются. Объектив может быть постоянно прикреплен к камере, или он может быть взаимозаменяемым с объективами с разными фокусными расстояниями, диафрагмой и другими свойствами.

Хотя в принципе достаточно простой выпуклой линзы, на практике для коррекции (насколько это возможно) множества возникающих оптических аберраций требуется составная линза, состоящая из нескольких элементов оптической линзы. Некоторые аберрации будут присутствовать в любой системе линз. Задача дизайнера линз - сбалансировать их и создать дизайн, подходящий для фотографического использования и, возможно, массового производства.

Типичные прямолинейные линзы можно рассматривать как «улучшенные» точечные линзы. Как показано, «линза» с точечным отверстием - это просто небольшая апертура, которая блокирует большинство лучей света, в идеале выбирая один луч к объекту для каждой точки на датчике изображения. У линз-обскуры есть несколько серьезных ограничений:

Камера-обскура с большой апертурой является размытой, потому что каждый пиксель является по существу тенью диафрагмы, поэтому ее размер не меньше размера апертуры (третье изображение). Здесь пиксель - это площадь детектора, подверженная воздействию света от точки на объекте.

Уменьшение точечного отверстия улучшает разрешение (до предела), но уменьшает количество захваченного света.

В определенный момент сжатие отверстия не улучшает разрешение из-за дифракционного предела. За пределами этого предела уменьшение отверстия делает изображение более размытым, а также более темным.

Практические линзы можно рассматривать как ответ на вопрос: «Как можно модифицировать линзу с точечным отверстием, чтобы пропустить больше света и получить меньший размер пятна?». Первым шагом является установка простой выпуклой линзы в точечном отверстии с фокусным расстоянием, равным расстоянию до плоскости пленки (при условии, что камера будет снимать удаленные объекты). Это позволяет значительно расширить отверстие (четвертое изображение), потому что тонкая выпуклая линза изгибает световые лучи пропорционально их расстоянию до оси линзы, причем лучи ударяются о центр линзы, проходя прямо через нее. Геометрия почти такая же, как и у простой линзы-обскуры, но вместо того, чтобы освещаться отдельными лучами света, каждая точка изображения освещается сфокусированным «пучком» лучей света.

Объектив камеры может быть изготовлен из нескольких элементов: от одного, как в менисковом объективе Box Brownie, до более 20 в более сложных масштабах. Эти элементы могут сами составлять группу линз, склеенных вместе.

Передний элемент имеет решающее значение для производительности всей сборки. Во всех современных объективах поверхность покрыта для уменьшения истирания, бликов и отражения поверхности, а также для регулировки цветового баланса. Чтобы минимизировать аберрацию, кривизна обычно устанавливается так, чтобы угол падения и угол преломления были равны. В простом объективе это легко, но при увеличении всегда есть компромисс.

Объектив обычно фокусируется путем регулировки расстояния от узла объектива до плоскости изображения или путем перемещения элементов узла объектива. Для повышения производительности некоторые объективы имеют систему кулачков, которая регулирует расстояние между группами, когда объектив сфокусирован. Производители называют это по-разному: Nikon называет это CRC (коррекция с близкого расстояния); Canon называет это плавающей системой; а Хасселблад и Мамия называют это FLE (элемент с плавающей линзой).

Стекло является наиболее распространенным материалом, используемым для изготовления линз, благодаря его хорошим оптическим свойствам и устойчивости к царапинам. Также используются другие материалы, такие как кварцевое стекло, флюорит, пластмассы, такие как акрил (плексиглас), и даже германий и метеоритное стекло. Пластмассы позволяют изготавливать сильно асферические линзовые элементы, которые трудно или невозможно изготовить из стекла и которые упрощают или улучшают изготовление и производительность линз. Пластмассы не используются для внешних элементов всех, кроме самых дешевых линз, поскольку они легко царапаются. Формованные пластиковые линзы использовались для самых дешевых одноразовых фотоаппаратов в течение многих лет и приобрели дурную репутацию: производители качественной оптики склонны использовать такие эвфемизмы, как «оптическая смола». Однако многие современные, высокоэффективные (и дорогостоящие) объективы от популярных производителей включают в себя формованные или гибридные асферические элементы, поэтому неверно, что все объективы с пластиковыми элементами имеют низкое фотографическое качество.

Диаграмма испытаний разрешений ВВС США 1951 года является одним из способов измерения разрешающей способности объектива. Качество материала, покрытий и сборки влияет на разрешение. Разрешение объектива в конечном итоге ограничивается дифракцией, и очень немногие фотографические объективы приближаются к этому разрешению. Те из них, которые называются «дифракционными», обычно чрезвычайно дороги.

Сегодня большинство линз имеют многослойное покрытие, чтобы минимизировать блики и другие нежелательные эффекты. Некоторые линзы имеют УФ-покрытие для защиты от ультрафиолетового излучения, которое может испортить цвет. Большинство современных оптических цементов для склеивания стеклянных элементов также блокируют ультрафиолетовое излучение, устраняя необходимость в УФ-фильтре. Ультрафиолетовые фотографы должны идти на все, чтобы найти линзы без цемента и покрытий.

Линза чаще всего имеет механизм регулировки диафрагмы, обычно ирисовую диафрагму, для регулирования количества проходящего света. В ранних моделях камеры использовалась вращающаяся пластина или слайдер с отверстиями разных размеров. Эти остановки Waterhouse могут все еще быть найдены на современных, специализированных линзах. Затвор для регулирования времени, в течение которого может проходить свет, может быть встроен в линзу (для получения более качественного изображения), в камеру или даже, редко, перед линзой. Некоторые камеры с листовыми затворами в объективе пропускают диафрагму, а затвор выполняет двойную функцию.