Dlaczego rozmiary filtrów różnią się dla obiektywów o tej samej ogniskowej?

Mam obiektyw Kit Nikkor 18-55 z filtrem 52 mm , a ostatnio szukałem, że obiektyw 17-55 ma filtr 77 mm .

Czy to dlatego, że ten ostatni jest soczewką lepszej jakości? Zakładam, że większy okrąg wpuszcza więcej światła.

A może dlatego, że ma większą maksymalną przysłonę (F / 2.8 dla 17-55 vs F / 3.5 dla obiektywu Kit)?

Albo coś innego?

Jak wspomniał Nick, istnieją dwa powody, dla których obiektyw może wymagać dużej średnicy filtra:

1. Twój przedni element musi być co najmniej tak duży, jak pozorny rozmiar apertury.
2. Jeśli twój obiektyw ma szerokie pole widzenia, możesz potrzebować dużego przedniego elementu, aby uniknąć winietowania.

W szczególnym przypadku 17-55 myślę, że jest to więcej tego ostatniego niż poprzedni - otwór na 55 mm f / 2.8 wynosi 19,6 mm; znacznie mniejszy niż filtr 77 mm obiektywu. Nawet stary Nikkor 55 mm f / 1.2 AI miał pierścień filtrujący 52 mm.

Dla wizualnego potwierdzenia, oto obiektyw o ogniskowej 55 mm, f / 2.8:

Jak widać, pozorna apertura jest znacznie mniejsza niż przedni element, nawet dla f / 2.8.

Jeśli spojrzymy na kąt 55 mm, f / 2.8:

widzimy krawędź koła obrazu przed krawędzią przedniego elementu.

Biorąc pod uwagę 17 mm,

ponownie otwór jest znacznie mniejszy niż przedni element.

Jednak tym razem, jeśli przechylimy obiektyw,

nadal możemy patrzeć przez obiektyw pod wystarczająco dużym kątem, aby nasza apertura przylegała do krawędzi przedniego elementu. Jestem całkiem pewien, że szeroki kąt w połączeniu z długą fizyczną długością obiektywu powoduje, że ten obiektyw potrzebuje tak dużego rozmiaru filtra.

Istnieje kombinacja czynników wpływających na rozmiar nici filtra. Z pewnością przysłona jest jednym i jest najbardziej prawdopodobnym czynnikiem w przypadku dwóch obiektywów, do których się odnosi. Jednak ogniskowa może również wpływać na rozmiar filtra; obiektyw o szerszym kącie potrzebowałby większego elementu przedniego niż, powiedzmy, obiektyw 50 mm o tym samym maksymalnym otworze ze względu na szersze pole widzenia. Przysłona staje się znów czynnikiem w przypadku teleobiektywów, ponieważ fizyczny rozmiar przysłony, który wynosi (ogniskowa / liczba f) rośnie wprost proporcjonalnie do ogniskowej.

Rozmiar gwintu filtra jest na ogół uzależniony od rozmiaru przedniego elementu soczewki. W przypadku obiektywów 50 mm są to zazwyczaj obiektywy f / 2.8 lub f / 2.5, f / 1.8 lub f / 1.7, f / 1.4 i f / 1.2. Dla danej ogniskowej, aby uzyskać większą ilość maksymalnego światła, korpus obiektywu musi być szerszy, aby pomieścić większy maksymalny otwór, a przedni element soczewki musi być większy, aby zebrać więcej światła. Może to nie wydawać się dużo, ale różnica w świetle między f / 1.4 i f / 1.2 jest dość duża, a logistyka uzyskania tak dużej ilości światła w obiektywie 50 mm bez utraty jakości jest dość złożona.

W przypadku dwóch wymienionych obiektywów, jeden ma stały otwór, a drugi zmienny. Różnica między przysłoną f / 2.8 i przysłoną f / 3.5 nie jest tak znacząca. 18-55 ma maksymalny otwór f / 5,6 dla 55 mm, podczas gdy 17-55 ma maksymalny otwór f / 2,8 dla 55 mm. To JEST znacząca różnica, ponieważ 55 / 5.6 = fizyczny otwór 9,8 mm, podczas gdy 55 / 2.8 = fizyczny otwór 19,6 mm, około dwa razy większy. Właśnie dlatego obiektyw f / 2.8 wymaga większego elementu przedniej soczewki, co dyktuje większy gwint filtra.

Jedną rzeczą wpływającą na rozmiar przedniego elementu, a tym samym rozmiar filtra, jest również rozmiar czujnika. W tak zwanych czujnikach „przycinania” sam czujnik jest węższy, co powoduje, że soczewki są specjalnie zaprojektowane dla tych soczewek, aby były mniejsze.

Na przykład w obozie Canon obiektywy EF są przeznaczone do czujników pełnoklatkowych, a EF-S do czujników upraw. Obiektywy EF można montować na aparatach EF-S i działają idealnie, ale ponieważ obsługują także czujniki pełnoklatkowe, ich elementy obiektywu również muszą być większe.