Warum variieren die Filtergrößen für Objektive mit derselben Brennweite?

Ich habe ein Nikkor 18-55-Kit-Objektiv mit einem 52-mm-Filter , und kürzlich habe ich gesucht, dass das 17-55-Objektiv einen 77-mm-Filter hat .

Liegt es daran, dass letzteres ein Objektiv mit besserer Qualität ist? Ich gehe davon aus, dass ein größerer Kreis mehr Licht hereinlässt.

Oder weil es eine größere maximale Blende hat (F / 2.8 für das 17-55 vs F / 3.5 für das Kit-Objektiv)?

Oder etwas anderes?

Wie Nick erwähnte, gibt es zwei Gründe, warum eine Linse möglicherweise einen großen Filterdurchmesser benötigt:

1. Ihr Frontelement muss mindestens so groß sein wie Ihre scheinbare Blendengröße.
2. Wenn Ihr Objektiv ein weites Sichtfeld hat, benötigen Sie möglicherweise ein großes Frontelement, um eine Vignettierung zu vermeiden.

Im speziellen Fall der 17-55 denke ich, dass es eher die letztere als die erstere ist - die Blende bei einem 55 mm 1: 2,8 beträgt 19,6 mm; viel kleiner als die 77mm Filtergröße des Objektivs. Sogar der alte Nikkor 55 mm 1: 1,2 AI hatte einen 52 mm Filterring.

Zum visuellen Beweis ist hier das Objektiv bei 55 mm, 1: 2,8:

Wie wir sehen können, ist die scheinbare Apertur selbst bei 1: 2,8 viel kleiner als das vordere Element.

Wenn wir einen Winkel von 55 mm betrachten, ist f / 2.8:

Wir sehen den Rand des Bildkreises vor dem Rand des vorderen Elements.

Betrachtet man 17mm,

Auch hier ist die Blende viel kleiner als das Frontelement.

Wenn wir diesmal jedoch das Objektiv neigen,

Wir können immer noch in einem Winkel durch die Linse sehen, der so extrem ist, dass unsere Blende neben dem Rand des vorderen Elements erscheint. Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Weitwinkel in Kombination mit der langen physischen Länge des Objektivs der Grund dafür ist, dass dieses Objektiv eine so große Filtergröße benötigt.

Es gibt eine Kombination von Faktoren, die die Filtergewindegröße beeinflussen. Die Blende ist sicherlich eine und der wahrscheinlichste Faktor bei den beiden Objektiven, auf die Sie sich beziehen. Die Brennweite kann jedoch auch die Filtergröße beeinflussen. Ein Weitwinkelobjektiv würde ein größeres Frontelement benötigen als beispielsweise ein 50-mm-Objektiv mit derselben maximalen Apertur, allein aufgrund des größeren Sichtfelds. Bei Teleobjektiven wird die Blende wieder zu einem Faktor, da die physikalische Größe der Blende (Brennweite / Blendenzahl) direkt proportional zur Brennweite zunimmt.

Die Filtergewindegröße wird im Allgemeinen durch die Größe des vorderen Linsenelements vorgegeben. Bei 50-mm-Objektiven gibt es normalerweise Objektive mit einer Blende von 1: 2,8 oder 1: 2,5, 1: 1,8 oder 1: 1,7, 1: 1,4 und 1: 1,2. Für eine gegebene Brennweite muss der Linsenkörper breiter gemacht werden, um eine größere maximale Blende aufzunehmen, und das vordere Linsenelement muss größer gemacht werden, um mehr Licht zu sammeln, um eine größere Menge an maximalem Licht zu erhalten. Es scheint nicht viel zu sein, aber der Unterschied im Licht zwischen 1: 1,4 und 1: 1,2 ist ziemlich groß, und die Logistik, so viel Licht in ein 50-mm-Objektiv zu bringen, ohne an Qualität zu verlieren, ist ziemlich komplex.

Bei den beiden von Ihnen aufgelisteten Objektiven hat eines eine konstante Blende, während das andere eine variable Blende hat. Der Unterschied zwischen f / 2.8 und f / 3.5 ist nicht so signifikant. Die 18-55 hat eine maximale Blende von 1: 5,6 bei 55 mm, während die 17-55 eine maximale Blende von 1: 2,8 bei 55 mm hat. Dies ist ein signifikanter Unterschied, da 55 / 5,6 = 9,8 mm physikalische Apertur und 55 / 2,8 = 19,6 mm physikalische Apertur etwa doppelt so groß sind. Aus diesem Grund benötigt das 1: 2,8-Objektiv ein größeres Frontlinsenelement, wodurch ein größerer Filterfaden vorgeschrieben wird.

Eine Sache, die die Größe des Frontelements und damit die Filtergröße beeinflusst, ist auch die Sensorgröße. Bei sogenannten "Crop" -Sensoren ist der Sensor selbst schmaler, was dazu führt, dass Linsen, die speziell für diese Linsen entwickelt wurden, kleiner sind.

Im Canon Camp sind EF-Objektive beispielsweise für Vollbildsensoren und EF-S für Erntesensoren vorgesehen. EF-Objektive können an EF-S-Kameras montiert werden und funktionieren einwandfrei. Da sie jedoch auch die Vollbildsensoren unterstützen, müssen auch ihre Objektivelemente größer sein.