Mengapa ukuran filter bervariasi untuk lensa dengan panjang fokus yang sama?

Saya memiliki lensa kit Nikkor 18-55 yang memiliki filter 52mm , dan baru-baru ini saya mencari bahwa lensa 17-55 memiliki filter 77mm .

Apakah karena yang terakhir adalah lensa dengan kualitas lebih baik? Saya menganggap lingkaran yang lebih besar memungkinkan lebih banyak cahaya masuk.

Atau karena memiliki aperture maksimum yang lebih besar (F / 2.8 untuk 17-55 vs F / 3.5 untuk lensa kit)?

Atau sesuatu yang lain?

Seperti yang disebutkan Nick, ada dua alasan mengapa lensa mungkin membutuhkan diameter filter besar:

1. Elemen depan Anda harus paling tidak sebesar ukuran apertur Anda.
2. Jika lensa Anda memiliki bidang pandang yang luas, Anda mungkin memerlukan elemen depan yang besar untuk menghindari sketsa.

Dalam kasus 17-55, saya pikir ini lebih dari yang terakhir - yang diafragma pada 55mm f / 2.8 adalah 19.6mm; jauh lebih kecil dari ukuran filter lensa 77mm. Bahkan Nikkor 55mm f / 1.2 AI yang lama memiliki cincin filter 52mm.

Untuk bukti visual, inilah lensa di 55mm, f / 2.8:

Seperti yang dapat kita lihat, aperture yang terlihat jauh lebih kecil dari elemen depan, bahkan pada f / 2.8.

Jika kita melihat sudut pada 55mm, f / 2.8:

kita melihat tepi lingkaran gambar sebelum tepi elemen depan.

Mengingat 17mm,

sekali lagi, aperture jauh lebih kecil dari elemen depan.

Namun, kali ini, jika kita memiringkan lensa,

kita masih dapat melihat melalui lensa pada sudut yang cukup ekstrem sehingga aperture kita tampak bersebelahan dengan tepi elemen depan. Saya cukup yakin bahwa sudut lebar, dalam kombinasi dengan panjang fisik lensa yang panjang, adalah alasan mengapa lensa ini membutuhkan ukuran filter yang besar.

Ada kombinasi faktor yang memengaruhi ukuran ulir filter. Bukaan adalah satu, tentu saja, dan merupakan faktor yang paling mungkin dalam dua lensa yang Anda rujuk. Namun panjang fokus juga dapat memengaruhi ukuran filter; lensa sudut yang lebih luas akan membutuhkan elemen depan yang lebih besar daripada, katakanlah, lensa 50mm dengan aperture maksimum yang sama hanya karena bidang pandang yang lebih luas. Bukaan menjadi faktor lagi dengan lensa telefoto karena ukuran fisik bukaan, yaitu (panjang fokus / angka f) meningkat dalam proporsi langsung dengan panjang fokus.

Ukuran ulir filter umumnya diamanatkan oleh ukuran elemen lensa depan. Dalam hal lensa 50mm, biasanya ada lensa aperture f / 2.8 atau f / 2.5, f / 1.8 atau f / 1.7, f / 1.4, dan f / 1.2. Untuk panjang fokus tertentu, untuk mendapatkan jumlah cahaya maksimum yang lebih besar, bodi lensa harus dibuat lebih lebar untuk mengakomodasi aperture maksimum yang lebih besar, dan elemen lensa depan perlu dibuat lebih besar untuk mengumpulkan lebih banyak cahaya. Kelihatannya tidak banyak, tetapi perbedaan cahaya antara f / 1.4 dan f / 1.2 agak sedikit, dan logistik untuk mendapatkan lampu sebanyak itu dengan lensa 50mm tanpa kehilangan kualitas agak rumit.

Dalam hal dua lensa yang Anda daftarkan, satu memiliki bukaan konstan, sementara yang lain memiliki bukaan variabel. Perbedaan antara f / 2.8 dan f / 3.5 tidak terlalu signifikan. 18-55 memiliki aperture maksimum f / 5.6 pada 55mm, sedangkan 17-55 memiliki aperture maksimum f / 2.8 pada 55mm. Itu ADA perbedaan yang signifikan, karena 55 / 5.6 = 9.8mm bukaan fisik sementara 55 / 2.8 = 19.6mm bukaan fisik, sekitar dua kali lipat ukuran. Itulah sebabnya mengapa lensa f / 2.8 memerlukan elemen lensa depan yang lebih besar, yang dengan demikian menentukan ulir filter yang lebih besar.

Satu hal yang mempengaruhi ukuran elemen depan, dan dengan demikian ukuran filter, juga ukuran sensor. Pada apa yang disebut "crop" sensor, sensor itu sendiri lebih sempit, yang menghasilkan lensa yang direkayasa secara khusus agar lensa tersebut menjadi lebih kecil.

Misalnya pada kamp Canon, lensa EF untuk sensor full frame dan EF-S untuk sensor krop. Lensa EF dapat dipasang pada kamera EF-S dan bekerja dengan sempurna, tetapi karena mereka juga mendukung sensor full frame, elemen lensa mereka juga harus lebih besar.