Ainda não vejo a relação direta de abertura e DF com diâmetro do elemento frontal, ou mais precisamente, do máximo diâmetro da pupila com o elemento frontal (a não ser, claro, que este deve ser maior que aquela).
Por exemplo, a 50 1.8 tem máximo diâmetro de 50/1.8=25 mm.
A 18-135 3.5-5.6 tem máximo diâmetro em 135 mm de 24 mm.
Duas lentes com diâmetros de abertura similares mas com elementos frontais bem diferentes.
É só colocar em uma fórmula:
DF = Distância Focal
A = Abertura
F = F-Stop
F = DF/A
Pegar a 50mm 1.8 e a 35mm 1.8.
50mm/1.8 = 27mm de abertura
35mm/1.8 = 19mm de abertura
Portanto para uma mesma abertura de lente, o tamanho do BURACO onde a luz entra pode ser menor, para ter a mesma proporção.
Isso é basicamente o tamanho do elemento frontal.
Outro exemplo:
A 18-135 tem 5.6 de abertura em 135 mm. Isso quer dizer (em 135 ela tem abertura 5.6):
135mm / 5.6 = 24 mm
Isso também não significa que o elemento frontal será de 24mm, mas sim que nao deve ser MENOR do que isso. É apenas um parametro. A pergunta básica é porque uma lente 400mm 2.8 vai ser GIGANTE. A resposta está no cálculo:
400mm / 2.8 = 142 mm
As dimensões: Aproximadamente 16.00 x 36.83 cm. Veja que o elemento frontal tem tamanho parecido com os 142mm que encontramos no cálculo.
É isso mesmo, Luciano. Acho que tava faltando alguém explicar essa realação.
O f-number nada mais é que a distância focal dividido pela abertura do diafragma. Numa lente 200mm f2.8 a abertura do diafragma é de 71,43mm (já que 200 dividido por 71,43 é igual a 2.8). E quanto maior a abertura do diafragma, maiores serão os elementos ópticos. É meio óbvio, não?
Agora, o tamanho do filtro é questão do fabricante. É meio arbitrário. Depende da construção da lente, do tamanho da "carcaça" da mesma. Mas é óbvio que o filtro não pode ser menor que os elementos ópticos.
Na prática é um pouco mais complicado que isso. Esses nossos cálculos apenas aproximam a ideia da proporção. Uma explicacao mais detalhada tem na wikipedia.
http://en.wikipedia.org/wiki/F-number