Il diametro di una lente è grande almeno quanto il diametro dell'elemento più grande (quasi sempre l'elemento frontale, anche se non necessariamente). Il barilotto dell'obiettivo, i montaggi del paraluce ecc. Aggiungono un po 'a questo diametro, ma di solito non sono il fattore determinante.

Il diametro dell'elemento anteriore deve essere abbastanza grande per la pupilla di ingresso visibile attraverso l'intero campo visivo.

La pupilla d'ingresso è l'immagine dell'apertura (un foro al centro dell'obiettivo) vista guardando nell'obiettivo dalla parte anteriore (quindi tenendo conto delle proprietà distorcenti del vetro davanti all'apertura).

Se l'elemento frontale non è abbastanza grande da consentire di vedere l'intera pupilla d'ingresso, significa che la luce è bloccata e il Di conseguenza, f-stop dell'obiettivo ridotto.

Puoi vedere questo effetto in pratica guardando le dimensioni reali dell'obiettivo. La dimensione della pupilla d'ingresso è data dalla lunghezza focale divisa per il numero f. Prendi un obiettivo 600 f / 4. Ha una pupilla d'ingresso di dimensioni 600/4 = 150 mm, la scheda tecnica per l'obiettivo Canon 600 f / 4L afferma che il diametro massimo dell'obiettivo è di 168 mm (questo include il barilotto dell'obiettivo e l'attacco del paraluce, non sono riuscito a trovare cifre per le dimensioni effettive di l'elemento frontale, ma è più o meno giusto).

Un obiettivo 135 f / 2 ha una pupilla d'ingresso di 67,5 mm, il Canon 135 f / 2.0L ha un diametro del filtro (di nuovo leggermente più grande dell'elemento anteriore ) di 72 mm. Tutto bene. Ma ora guarda un obiettivo 14mm f / 2.8, pupilla d'ingresso di soli 5 mm, ma il diametro è quotato a 77 mm, un'enorme disparità.

Qui è dove l'intero campo visivo parte della definizione sopra è importante, non è abbastanza buono da essere in grado di vedere la pupilla d'ingresso frontalmente, ma non di lato, il che risulterebbe in diminuzione della luce attraverso il fotogramma. Immagina di guardare attraverso un tubo di scarico, se visto frontalmente puoi vedere attraverso, ma se visto da un angolo la luce all'altra estremità viene rapidamente bloccata. Un tubo di scarico svasato con un'estremità molto più grande dell'altra non soffrirebbe di questo problema.

Un teleobiettivo ha un campo visivo molto stretto, praticamente qualsiasi cosa nello scatto vedrà l'obiettivo frontalmente, quindi l'elemento frontale deve essere solo leggermente più grande della pupilla d'ingresso, da qui la buona correlazione con le dimensioni sopra citate. Un obiettivo grandangolare può visualizzare gli oggetti lateralmente, quindi è necessario l'approccio "tubo di scarico svasato", che richiede un elemento frontale molto più grande e una lente di diametro maggiore.

TL; DR Per i teleobiettivi il diametro è determinato dalla dimensione della pupilla d'ingresso (lunghezza focale / numero f), per i grandangolari è più o meno determinato dal campo visivo (sebbene le dimensioni e la posizione della pupilla d'ingresso abbiano un ruolo).