¿Por qué varían los tamaños de filtro para lentes de la misma distancia focal?

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Tengo una lente de kit Nikkor 18-55 que tiene un filtro de 52 mm , y recientemente estaba buscando que la lente 17-55 tenga un filtro de 77 mm .

¿Es porque este último es un lente de mejor calidad? Supongo que un círculo más grande deja entrar más luz.

¿O porque tiene una mayor apertura máxima (F / 2.8 para el 17-55 vs F / 3.5 para el objetivo del kit)?

¿O algo mas?

filters aperture lens-design

— Luciano
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Los tamaños de rosca del filtro no varían. Los diámetros del filtro varían.

— Jay Lance Photography

Gracias por todas las respuestas, todos contribuyeron al tema.

— Luciano

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Como Nick mencionó, hay dos razones por las cuales una lente podría necesitar un diámetro de filtro grande:

Su elemento frontal debe ser al menos tan grande como su tamaño de apertura aparente.
Si su lente tiene un amplio campo de visión, es posible que necesite un elemento frontal grande para evitar viñetas.

En el caso particular del 17-55, creo que es más de lo último que de lo primero: la apertura en un 55 mm f / 2.8 es de 19.6 mm; mucho más pequeño que el tamaño de filtro de 77 mm de la lente. Incluso el antiguo Nikkor 55mm f / 1.2 AI tenía un anillo de filtro de 52 mm.

Para prueba visual, aquí está la lente a 55 mm, f / 2.8:

Nikkor 17-55 f / 2.8G ED AF-S a 55 mm, f / 2.8, mirando directamente a la lente

Como podemos ver, la apertura aparente es mucho menor que el elemento frontal, incluso a f / 2.8.

Si observamos un ángulo de 55 mm, f / 2.8:

Nikkor 17-55 f / 2.8G ED AF-S a 55 mm, f / 2.8, en ángulo.

vemos el borde del círculo de la imagen antes del borde del elemento frontal.

Considerando 17mm,

Nikkor 17-55 f / 2.8G ED AF-S a 17 mm, f / 2.8, mirando directamente a la lente

una vez más, la apertura es mucho más pequeña que el elemento frontal.

Sin embargo, esta vez, si inclinamos la lente,

Nikkor 17-55 f / 2.8G ED AF-S a 55 mm, f / 2.8, en ángulo.

todavía podemos ver a través de la lente en un ángulo lo suficientemente extremo como para que nuestra apertura aparezca adyacente al borde del elemento frontal. Estoy bastante seguro de que el gran angular, en combinación con la larga longitud física de la lente, es la razón por la que esta lente necesita un tamaño de filtro tan grande.

— Evan Krall
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Nikon hizo todo lo posible para estandarizar el tamaño de un filtro: 52 mm. ¡Incluso su viejo 35mm f / 1.4 tiene ese tamaño de filtro! Esto fue un problema mayor en los días de la película, ya que los filtros se usaban mucho más para controlar el contraste en blanco y negro y controlar los moldes de color en la fotografía en color. Hoy en día son un poco más indulgentes.

— Gerikson

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Hay una combinación de factores que afectan el tamaño del hilo del filtro. La apertura es una, sin duda, y es el factor más probable en las dos lentes a las que se refiere. Sin embargo, la distancia focal también puede afectar el tamaño del filtro; una lente de ángulo más amplio necesitaría un elemento frontal más grande que, por ejemplo, una lente de 50 mm con la misma apertura máxima simplemente debido al campo de visión más amplio. La apertura vuelve a ser un factor con los teleobjetivos a medida que el tamaño físico de la apertura, que es (longitud focal / número f) aumenta en proporción directa a la longitud focal.

— NickM
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El tamaño de la rosca del filtro generalmente es obligatorio según el tamaño del elemento de lente frontal. En el caso de lentes de 50 mm, generalmente hay lentes de apertura f / 2.8 o f / 2.5, f / 1.8 o f / 1.7, f / 1.4 yf / 1.2. Para una distancia focal dada, para obtener una mayor cantidad de luz máxima, el cuerpo de la lente debe ensancharse para acomodar una abertura máxima más grande, y el elemento de lente frontal debe hacerse más grande para reunir más luz. Puede que no parezca mucho, pero la diferencia de luz entre f / 1.4 yf / 1.2 es bastante grande, y la logística de obtener tanta luz en una lente de 50 mm sin perder calidad es bastante compleja.

En el caso de las dos lentes que enumeró, una tiene una apertura constante, mientras que la otra tiene una apertura variable. La diferencia entre f / 2.8 yf / 3.5 no es tan significativa. El 18-55 tiene una apertura máxima de f / 5.6 a 55 mm, mientras que el 17-55 tiene una apertura máxima de f / 2.8 a 55 mm. Esa es una diferencia significativa, ya que 55 / 5.6 = apertura física de 9.8 mm mientras que 55 / 2.8 = apertura física de 19.6 mm, aproximadamente el doble del tamaño. Esa sería la razón por la cual la lente f / 2.8 requiere un elemento de lente frontal más grande, lo que dicta una rosca de filtro más grande.

— jrista
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Ya veo, pero el 50 mm f / 1.8 también tiene un 52 mm. Mirando la respuesta de Evan, parece que también es un factor de cuán "profunda" es la lente, y el 50 prime es poco profundo.

— Luciano

Supongo que también hay otro factor que no mencioné. Muchos fabricantes de lentes intentan mantener la consistencia con sus tamaños de filtro, para minimizar la necesidad de que sus clientes compren nuevos filtros para cada lente. En el caso de Canon, creo que intentan mantener los tamaños de filtro en 58 mm y 77 mm, con una de sus lentes, necesariamente, con un filtro de 82 mm, y algunas (más baratas) con 52 mm. En ese sentido, es simplemente una cuestión de consistencia, y menos una cuestión de requisitos de lentes.

— jrista

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Una cosa que afecta el tamaño del elemento frontal y, por lo tanto, el tamaño del filtro, también es el tamaño del sensor. En los llamados sensores de "recorte", el sensor en sí es más estrecho, lo que da como resultado lentes diseñadas específicamente para que esas lentes sean más pequeñas.

Por ejemplo, en el campamento de Canon, los objetivos EF son para sensores de fotograma completo y EF-S para sensores de recorte. Los objetivos EF se pueden montar en cámaras EF-S y funcionan perfectamente, pero debido a que también son compatibles con los sensores de fotograma completo, sus elementos de lente también deben ser más grandes.

— Zds
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