ทำไมขนาดฟิลเตอร์จึงแตกต่างกันไปสำหรับเลนส์ที่มีความยาวโฟกัสเท่ากัน?

ฉันมีเลนส์คิท Nikkor 18-55 ที่มีฟิลเตอร์ 52 มม.และเมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันมองว่าเลนส์ 17-55 มีฟิลเตอร์ 77 มม .

เป็นเพราะเลนส์หลังมีคุณภาพดีกว่าหรือไม่? ฉันคิดว่าเป็นวงกลมที่ใหญ่กว่าช่วยให้มีแสงสว่างมากขึ้น

หรือเพราะมันมีช่องรับแสงสูงสุดมากขึ้น (F / 2.8 สำหรับ 17-55 vs F / 3.5 สำหรับเลนส์ kit)

หรืออย่างอื่น?

ดังที่ Nick ได้กล่าวมามีสองเหตุผลว่าทำไมเลนส์อาจต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางกรองขนาดใหญ่:

1. องค์ประกอบด้านหน้าของคุณต้องมีขนาดใหญ่อย่างน้อยเท่ากับขนาดรูรับแสงที่ชัดเจน
2. หากเลนส์ของคุณมีมุมมองที่กว้างคุณอาจต้องมีองค์ประกอบด้านหน้าขนาดใหญ่เพื่อหลีกเลี่ยงการขอบภาพมืด

ในกรณีเฉพาะของ 17-55 ฉันคิดว่ามันมีความหลังมากกว่าเดิม - รูรับแสงบน 55 มม. f / 2.8 คือ 19.6 มม. เล็กกว่าขนาดฟิลเตอร์ 77 มม. ของเลนส์มาก แม้แต่Nikkor 55 มม. f / 1.2 AIก็มีวงแหวนตัวกรอง 52 มม .

สำหรับการพิสูจน์ด้วยภาพนี่คือเลนส์ที่ 55 มม. f / 2.8:

อย่างที่เราเห็นรูรับแสงที่ชัดเจนนั้นเล็กกว่าชิ้นส่วนด้านหน้ามากถึงแม้จะอยู่ที่ f / 2.8

หากเรามองมุม 55 มม. f / 2.8:

เราเห็นขอบของวงกลมรูปภาพก่อนขอบขององค์ประกอบด้านหน้า

พิจารณา 17mm,

อีกครั้งรูรับแสงเล็กกว่าองค์ประกอบด้านหน้ามาก

อย่างไรก็ตามในครั้งนี้ถ้าเราเอียงเลนส์

เรายังสามารถมองผ่านเลนส์ในมุมที่มากพอที่รูรับแสงของเราจะปรากฏขึ้นใกล้กับขอบขององค์ประกอบด้านหน้า ฉันค่อนข้างแน่ใจว่ามุมกว้างเมื่อรวมกับความยาวทางกายภาพของเลนส์เป็นเหตุผลที่เลนส์นี้ต้องการขนาดฟิลเตอร์ขนาดใหญ่

มีปัจจัยหลายอย่างที่มีผลต่อขนาดของตัวกรอง รูรับแสงเป็นหนึ่งแน่นอนและเป็นปัจจัยที่มีแนวโน้มมากที่สุดในเลนส์ทั้งสองที่คุณอ้างถึง อย่างไรก็ตามความยาวโฟกัสยังสามารถส่งผลกระทบต่อขนาดตัวกรอง; เลนส์มุมกว้างจะต้องมีองค์ประกอบด้านหน้าที่ใหญ่กว่าพูดว่าเลนส์ 50 มม. ที่มีค่ารูรับแสงสูงสุดเท่ากันเพียงเพราะมุมมองที่กว้างขึ้น รูรับแสงจะกลายเป็นปัจจัยอีกครั้งด้วยเลนส์เทเลโฟโต้เนื่องจากขนาดทางกายภาพของรูรับแสงซึ่งเป็น (จำนวนความยาวโฟกัส / จำนวน f) เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนโดยตรงกับความยาวโฟกัส

ขนาดเกลียวของตัวกรองถูกกำหนดโดยขนาดขององค์ประกอบเลนส์ด้านหน้า ในกรณีของเลนส์ 50 มม. มักจะมีรูรับแสง f / 2.8 หรือ f / 2.5, f / 1.8 หรือ f / 1.7, f / 1.4, และ f / 1.2 รูรับแสงเลนส์ สำหรับความยาวโฟกัสที่กำหนดเพื่อให้ได้ปริมาณแสงสูงสุดที่มากขึ้นตัวเลนส์จะต้องกว้างขึ้นเพื่อรองรับช่องรับแสงสูงสุดที่กว้างขึ้นและองค์ประกอบเลนส์ด้านหน้าจะต้องมีขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อรวบรวมแสงมากขึ้น มันอาจจะดูไม่มากนัก แต่ความแตกต่างของแสงระหว่าง f / 1.4 และ f / 1.2 นั้นค่อนข้างน้อยและโลจิสติกส์ในการรับแสงที่ลดลงมากขนาดเลนส์ 50 มม. โดยไม่สูญเสียคุณภาพนั้นค่อนข้างซับซ้อน

ในกรณีของเลนส์ทั้งสองที่คุณอยู่ในรายการเลนส์หนึ่งมีรูรับแสงคงที่ในขณะที่อีกเลนส์หนึ่งมีรูรับแสงแปรผัน ความแตกต่างระหว่าง f / 2.8 และ f / 3.5 นั้นไม่สำคัญ 18-55 มีค่ารูรับแสงสูงสุด f / 5.6 ที่ 55 มม. ในขณะที่ 17-55 มีค่ารูรับแสงสูงสุด f / 2.8 ที่ 55 มม. นั่นคือความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากรูรับแสงทางกายภาพ 55 / 5.6 = 9.8 มม. ในขณะที่รูรับแสงกายภาพ 55 / 2.8 = 19.6 มม. ประมาณสองเท่าของขนาด นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้เลนส์ f / 2.8 ต้องใช้องค์ประกอบของเลนส์ด้านหน้าที่ใหญ่กว่า

สิ่งหนึ่งที่มีผลต่อขนาดองค์ประกอบด้านหน้าและขนาดตัวกรองก็คือขนาดเซ็นเซอร์ ที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ "ครอบตัด" ตัวเซ็นเซอร์จะแคบลงซึ่งส่งผลให้เลนส์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับเลนส์เหล่านั้นมีขนาดเล็กลง

ตัวอย่างเช่นในค่าย Canon เลนส์ EF ใช้สำหรับเซ็นเซอร์ฟูลเฟรมและ EF-S สำหรับเซนเซอร์ครอบตัด เลนส์ EF สามารถติดตั้งกับกล้อง EF-S และทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่เนื่องจากเลนส์เหล่านี้รองรับเซ็นเซอร์ฟูลเฟรมจึงจำเป็นต้องมีองค์ประกอบเลนส์ที่ใหญ่กว่าเช่นกัน