Tại sao kích thước bộ lọc khác nhau đối với các ống kính có cùng độ dài tiêu cự?

Tôi có ống kính kit Nikkor 18-55 có bộ lọc 52mm và gần đây tôi đã tìm kiếm rằng ống kính 17-55 có bộ lọc 77mm .

Có phải bởi vì sau này là một ống kính chất lượng tốt hơn? Tôi giả sử một vòng tròn lớn hơn cho phép nhiều ánh sáng vào.

Hoặc bởi vì nó có khẩu độ tối đa lớn hơn (F / 2.8 cho 17-55 so với F / 3.5 cho ống kính kit)?

Hay cái gì khác?

Như Nick đã đề cập, có hai lý do tại sao một ống kính có thể cần đường kính bộ lọc lớn:

1. Phần tử phía trước của bạn cần phải lớn nhất bằng kích thước khẩu độ rõ ràng của bạn.
2. Nếu ống kính của bạn có trường nhìn rộng, bạn có thể cần một yếu tố phía trước lớn để tránh hiện tượng mờ.

Trong trường hợp cụ thể của 17-55, tôi nghĩ rằng nó nhiều hơn so với trước - khẩu độ trên 55mm f / 2.8 là 19,6mm; nhỏ hơn nhiều so với kích thước bộ lọc 77mm của ống kính. Ngay cả Nikkor 55mm f / 1.2 AI cũ cũng có vòng lọc 52mm.

Để chứng minh bằng hình ảnh, đây là ống kính ở 55mm, f / 2.8:

Như chúng ta có thể thấy, khẩu độ rõ ràng nhỏ hơn nhiều so với phần tử phía trước, ngay cả ở f / 2.8.

Nếu chúng ta nhìn một góc ở 55mm, f / 2.8:

chúng ta thấy cạnh của vòng tròn hình ảnh trước cạnh của phần tử phía trước.

Xem xét 17mm,

một lần nữa, khẩu độ nhỏ hơn nhiều so với phần tử phía trước.

Tuy nhiên, lần này, nếu chúng ta nghiêng ống kính,

chúng ta vẫn có thể nhìn xuyên thấu kính ở một góc cực đủ để khẩu độ của chúng ta xuất hiện liền kề với cạnh của phần tử phía trước. Tôi khá chắc chắn rằng góc rộng, kết hợp với chiều dài vật lý dài của ống kính, là lý do ống kính này cần kích thước bộ lọc lớn như vậy.

Có sự kết hợp của các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước luồng của bộ lọc. Khẩu độ là một, chắc chắn, và là yếu tố rất có thể trong hai ống kính bạn đề cập. Tuy nhiên, độ dài tiêu cự cũng có thể ảnh hưởng đến kích thước bộ lọc; một ống kính góc rộng hơn sẽ cần một yếu tố phía trước lớn hơn so với ống kính 50mm có cùng khẩu độ tối đa đơn giản chỉ vì trường nhìn rộng hơn. Khẩu độ trở thành một yếu tố một lần nữa với ống kính tele khi kích thước vật lý của khẩu độ, đó là (tiêu cự / số f) tăng tỷ lệ thuận với độ dài tiêu cự.

Kích thước ren của bộ lọc thường được quy định bởi kích thước của thành phần thấu kính trước. Trong trường hợp ống kính 50mm, thường có ống kính khẩu độ f / 2.8 hoặc f / 2.5, f / 1.8 hoặc f / 1.7, f / 1.4 và f / 1.2. Đối với độ dài tiêu cự nhất định, để thu được lượng ánh sáng tối đa lớn hơn, thân ống kính cần được làm rộng hơn để phù hợp với khẩu độ tối đa lớn hơn và thành phần thấu kính phía trước cần phải được làm lớn hơn để thu được nhiều ánh sáng hơn. Có vẻ như không nhiều, nhưng sự khác biệt về ánh sáng giữa f / 1.4 và f / 1.2 là khá ít, và hậu cần của việc thu được nhiều ánh sáng xuống ống kính 50mm mà không làm giảm chất lượng là khá phức tạp.

Trong trường hợp hai ống kính bạn liệt kê, một ống kính có khẩu độ không đổi, trong khi ống kính kia có khẩu độ thay đổi. Sự khác biệt giữa f / 2.8 và f / 3.5 không đáng kể. 18-55 có khẩu độ tối đa f / 5.6 ở 55mm, trong khi 17-55 có khẩu độ tối đa f / 2.8 ở 55mm. Đó là một sự khác biệt đáng kể, vì khẩu độ vật lý 55 / 5.6 = 9.8mm trong khi khẩu độ vật lý 55 / 2.8 = 19.6mm, khoảng gấp đôi kích thước. Đó sẽ là lý do tại sao ống kính f / 2.8 yêu cầu thành phần ống kính phía trước lớn hơn, do đó chỉ ra một luồng bộ lọc lớn hơn.

Một điều ảnh hưởng đến kích thước phần tử phía trước, và do đó kích thước bộ lọc, cũng là kích thước cảm biến. Trên các cảm biến được gọi là "crop", bản thân cảm biến hẹp hơn, dẫn đến các ống kính được thiết kế đặc biệt cho các ống kính này nhỏ hơn.

Ví dụ, ở trại Canon, ống kính EF dành cho cảm biến khung hình đầy đủ và ống kính EF-S cho cảm biến crop. Ống kính EF có thể được gắn trên máy ảnh EF-S và hoạt động hoàn hảo, nhưng vì chúng cũng hỗ trợ các cảm biến khung hình đầy đủ, nên các thành phần ống kính của chúng cũng cần phải lớn hơn.