Почему размеры объективов различаются для объективов с одинаковым фокусным расстоянием?

У меня есть объектив Nikkor 18-55 с 52-мм фильтром , и недавно я искал, что объектив 17-55 имеет 77-мм фильтр .

Это потому, что последний объектив лучшего качества? Я предполагаю, что больший круг пропускает больше света.

Или потому, что у него большая максимальная диафрагма (F / 2,8 для 17-55 против F / 3,5 для объектива комплекта)?

Или что-то другое?

Как упомянул Ник, есть две причины, по которым объектив может нуждаться в фильтре большого диаметра:

1. Ваш передний элемент должен быть как минимум таким же большим, как ваш видимый размер апертуры.
2. Если у вашего объектива широкое поле зрения, вам может понадобиться большой передний элемент, чтобы избежать виньетирования.

В частном случае 17-55, я думаю, что это больше последний, чем первый - апертура на 55 мм F / 2,8 составляет 19,6 мм; намного меньше, чем размер фильтра объектива 77 мм. Даже старый Nikkor 55mm f / 1.2 AI имел кольцо фильтра 52 мм.

Для наглядности вот такой объектив на 55 мм, f / 2,8:

Как мы видим, видимая апертура намного меньше, чем передний элемент, даже при f / 2,8.

Если мы посмотрим на угол 55 мм, f / 2,8:

мы видим край круга изображения перед краем переднего элемента.

Учитывая 17мм,

еще раз, отверстие намного меньше, чем передний элемент.

Однако на этот раз, если мы наклоним объектив,

мы все еще можем видеть через объектив под достаточно экстремальным углом, чтобы наша апертура находилась рядом с краем переднего элемента. Я вполне уверен, что широкий угол в сочетании с большой физической длиной объектива является причиной того, что объектив нуждается в таком большом размере фильтра.

Существует несколько факторов, влияющих на размер резьбы фильтра. Диафрагма, безусловно, одна, и это наиболее вероятный фактор в двух линзах, на которые вы ссылаетесь. Однако фокусное расстояние также может влиять на размер фильтра; объектив с более широким углом обзора должен был бы иметь больший передний элемент, чем, скажем, объектив 50 мм с той же максимальной диафрагмой просто из-за более широкого поля зрения. Диафрагма снова становится фактором с телеобъективами, так как физический размер диафрагмы, который (фокусное расстояние / число f) увеличивается прямо пропорционально фокусному расстоянию.

Размер резьбы фильтра обычно определяется размером переднего линзового элемента. В случае объективов 50 мм обычно используются объективы с диафрагмой f / 2,8 или f / 2,5, f / 1,8 или f / 1,7, f / 1,4 и f / 1,2. Для данного фокусного расстояния, чтобы получить большее количество максимального света, корпус объектива необходимо сделать шире, чтобы приспособить большую максимальную диафрагму, и передний элемент объектива должен быть увеличен, чтобы собрать больше света. Может показаться, что это немного, но разница в освещенности между f / 1.4 и f / 1.2 довольно небольшая, и логика получения такого большого количества света на 50-мм объективе без потери качества довольно сложна.

В случае двух указанных вами объективов одна имеет постоянную диафрагму, а другая - переменную. Разница между f / 2.8 и f / 3.5 не так существенна. 18-55 имеет максимальную диафрагму f / 5,6 при 55 мм, в то время как 17-55 имеет максимальную диафрагму F / 2,8 при 55 мм. Это существенная разница: 55 / 5,6 = 9,8 мм физической апертуры, а 55 / 2,8 = 19,6 мм физической апертуры, примерно в два раза больше. Вот почему для объектива f / 2.8 требуется больший передний элемент объектива, что обусловливает большую резьбу фильтра.

На размер переднего элемента и, следовательно, на размер фильтра влияет также размер датчика. На так называемых «обрезных» датчиках сам датчик является более узким, в результате чего линзы, специально предназначенные для этих объективов, будут меньше.

Например, в лагере Canon объективы EF предназначены для полнокадровых датчиков, а EF-S - для датчиков урожая. Объективы EF могут устанавливаться на камеры EF-S и отлично работать, но поскольку они поддерживают также полнокадровые датчики, их линзовые элементы также должны быть больше.