Perché le dimensioni del filtro variano per obiettivi della stessa lunghezza focale?

Ho un obiettivo kit Nikkor 18-55 che ha un filtro da 52 mm e recentemente stavo cercando che l'obiettivo 17-55 avesse un filtro da 77 mm .

È perché quest'ultimo è un obiettivo di qualità migliore? Presumo che un cerchio più grande faccia entrare più luce.

O perché ha un'apertura massima maggiore (F / 2.8 per il 17-55 contro F / 3.5 per l'obiettivo del kit)?

O qualcos'altro?

Come accennato da Nick, ci sono due ragioni per cui un obiettivo potrebbe aver bisogno di un diametro del filtro grande:

1. L'elemento frontale deve essere almeno grande quanto la dimensione dell'apertura apparente.
2. Se l'obiettivo ha un ampio campo visivo, potrebbe essere necessario un grande elemento frontale per evitare la vignettatura.

Nel caso particolare del 17-55, penso che sia più del secondo che del primo: l'apertura su un 55mm f / 2.8 è di 19,6 mm; molto più piccolo della dimensione del filtro di 77 mm dell'obiettivo. Anche il vecchio Nikkor 55mm f / 1.2 AI aveva un anello filtro da 52mm.

Per la prova visiva, ecco l'obiettivo a 55mm, f / 2.8:

Come possiamo vedere, l'apertura apparente è molto più piccola dell'elemento frontale, anche in f / 2.8.

Se osserviamo un angolo di 55 mm, f / 2.8:

vediamo il bordo del cerchio dell'immagine prima del bordo dell'elemento frontale.

Considerando 17mm,

ancora una volta, l'apertura è molto più piccola dell'elemento frontale.

Tuttavia, questa volta, se incliniamo l'obiettivo,

possiamo ancora vedere attraverso l'obiettivo con un angolo abbastanza estremo che la nostra apertura appare adiacente al bordo dell'elemento frontale. Sono abbastanza certo che il grandangolo, in combinazione con la lunga lunghezza fisica dell'obiettivo, sia la ragione per cui questo obiettivo ha bisogno di una dimensione del filtro così grande.

Esistono una combinazione di fattori che influenzano la dimensione del filo del filtro. Il diaframma è uno, certamente, ed è il fattore più probabile nei due obiettivi a cui ti riferisci. Tuttavia, anche la lunghezza focale può influire sulla dimensione del filtro; un obiettivo ad angolo più largo avrebbe bisogno di un elemento frontale più grande di, per esempio, un obiettivo da 50 mm con la stessa apertura massima semplicemente a causa del più ampio campo visivo. Il diaframma diventa nuovamente un fattore con i teleobiettivi poiché la dimensione fisica dell'apertura, che è (lunghezza focale / numero f) aumenta in proporzione diretta alla lunghezza focale.

La dimensione della filettatura del filtro è generalmente obbligatoria per la dimensione dell'elemento frontale dell'obiettivo. Nel caso di obiettivi da 50 mm, di solito ci sono obiettivi con apertura f / 2.8 o f / 2.5, f / 1.8 o f / 1.7, f / 1.4 e f / 1.2. Per una data lunghezza focale, per ottenere una maggiore quantità di luce massima, il corpo dell'obiettivo deve essere allargato per ospitare un'apertura massima maggiore e l'elemento dell'obiettivo anteriore deve essere ingrandito per raccogliere più luce. Potrebbe non sembrare molto, ma la differenza di luce tra f / 1.4 e f / 1.2 è piuttosto elevata, e la logistica per ottenere molta luce su un obiettivo da 50 mm senza perdere la qualità è piuttosto complessa.

Nel caso dei due obiettivi elencati, uno ha un'apertura costante, mentre l'altro ha un'apertura variabile. La differenza tra f / 2.8 e f / 3.5 non è così significativa. Il 18-55 ha un'apertura massima di f / 5,6 a 55 mm, mentre il 17-55 ha un'apertura massima di f / 2,8 a 55 mm. Questa è una differenza significativa, dato che 55 / 5,6 = 9,8 mm di apertura fisica mentre 55 / 2,8 = 19,6 mm di apertura fisica, circa il doppio della dimensione. Questo sarebbe il motivo per cui l'obiettivo f / 2.8 richiede un elemento obiettivo anteriore più grande, che determina quindi una filettatura del filtro più grande.

Una cosa che influisce sulla dimensione dell'elemento anteriore, e quindi sulla dimensione del filtro, è anche la dimensione del sensore. Sui cosiddetti sensori "crop", il sensore stesso è più stretto, il che si traduce in obiettivi appositamente progettati per essere più piccoli.

Ad esempio, sul campo Canon, gli obiettivi EF sono per sensori full frame e EF-S per sensori crop. Gli obiettivi EF possono essere montati su fotocamere EF-S e funzionano perfettamente, ma poiché supportano anche i sensori full frame, anche i loro elementi obiettivo devono essere più grandi.