ค่าเอฟ

ขนาดรูรับแสงยังผลคือเส้นผ่านศูนย์กลางที่กลุ่มรังสีคู่ขนานฉายจากแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดเข้าสู่เลนส์ โดยถือว่าแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดนั้นอยู่ที่ระยะอนันต์บนแกนเชิงแสงของเลนส์ ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดรูรับแสงยังผลกับค่าเอฟคือ

${\displaystyle N={\frac {f}{\Phi }}}$

โดย

• ${\displaystyle N}$ : ค่าเอฟ
• ${\displaystyle {f}}$ : ความยาวโฟกัส
• ${\displaystyle {\Phi }}$ : ขนาดรูรับแสงยังผล

รูรับแสงใหญ่ขึ้นหมายถึงสามารถรวบรวมแสงได้มากขึ้น รูรับแสงยังผลจะเป็น ${\displaystyle 1/{\sqrt {2}}}$ เมื่อพื้นที่สำหรับรวบรวมแสงลดลงครึ่งหนึ่ง ดังนั้น ถ้าค่าเอฟเป็น ${\displaystyle {\sqrt {2}}}$ เท่า ความสว่างจะลงครึ่งหนึ่ง

• ความสว่างของภาพจริงถูกกำหนดตาม ค่าเอฟ
• เมื่อนำค่านี้ไปคูณด้วยเวลาเปิดรับแสงจะได้ค่าปริมาณแสง
• ขนาดของภาพจริงจะแปรผันตามความยาวโฟกัส

พื้นที่ภาพที่เกิดจากเลนส์จะขยายตามสัดส่วนกำลังสองของความยาวโฟกัส ในทางกลับกัน ปริมาณแสงที่ตกกระทบบนเลนส์จะเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ยังผลของเลนส์ พื้นที่ยังผลของเลนส์แปรตามกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลางยังผล ดังนั้น ปริมาณแสง (ความสว่าง) ต่อพื้นที่ภาพจึงแปรผกผันกับกำลังสองของความยาวโฟกัส และแปรผันกับกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลางยังผล นั่นคือ แปรตามกำลังสองของ (เส้นผ่านศูนย์กลางยังผล/ความยาวโฟกัส) ≡ 1/กำลังสองของเลขเอฟ

แม้ว่าค่าเอฟจะใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นตัวบ่งชี้ความสว่างของเลนส์ แต่ก็ไม่สามารถพูดถึงการประมาณการเปิดรับแสงอย่างถูกต้องโดยใช้เพียงค่าเอฟเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความส่งผ่านของเลนส์

เมื่อความส่งผ่านของเลนส์กลายเป็นปัญหา ในกรณีของการสะท้อนแสงของพื้นผิวในสมัยที่ยังไม่มีเทคโนโลยีการเคลือบผิว เช่น หากการส่งผ่านของพื้นผิวหนึ่งเท่ากับ 95% เลนส์ที่ประกอบด้วย 6 ชิ้นใน 4 กลุ่มจะมี 4 กลุ่ม = 8 พื้นผิวถึงประมาณ 66% (0.95 ยกกำลัง 8 คือ 0.6634...) ของปริมาณแสงเท่านั้นที่ส่งผ่าน นี่เป็นปัญหาสำหรับระบบเชิงแสงที่พบได้ เช่นในระบบที่มีแผ่นกรองแสง เช่น เลนส์ STF ดัชนีที่ระบุความสว่างจริงที่คำนึงถึงการส่งผ่านของระบบเชิงแสงเรียกว่า ค่าที (t-stop) โดยความสัมพันธ์ระหว่างค่า t กับค่า f คือ

${\displaystyle t={\frac {f}{\sqrt {\mathcal {T}}}}}$

โดยในที่นี้ ${\displaystyle {\mathcal {T}}}$ คือค่าความส่งผ่าน

เลนส์ถ่ายภาพยนตร์ระดับสูงบางรุ่นจะแสดงค่าทีบนแผ่นช่องรับแสง

อย่างไรก็ดี ด้วยความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการเคลือบผิว การสะท้อนที่ผิวจึงลดลง และมาตรวัดค่าแสง TTL ซึ่งวัดปริมาณแสงหลังจากที่ผ่านเลนส์ไปแล้วก็กลายเป็นเรื่องธรรมดา ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วความแตกต่างระหว่างค่าเอฟและค่าทีจึงอาจถือว่าไม่ใช่ปัญหา

ค่าเอฟที่พบได้บ่อยมักแสดงเป็นขั้น ๆ ดังที่จะแสดงในตารางต่อไปนี้ โดยเทียบกับค่า ${\displaystyle A_{v}}$ (aperture value) ของ APEX โดยที่

${\displaystyle A_{v}=2\log _{2}N}$ (หรือ ${\displaystyle N={\sqrt {2^{A_{v}}}}}$ )

ขั้นละ 1

ขั้นละ 1/2

ขั้นละ 1/3

ขั้นละ 1/4

0≤A_v≤5

5≤A_v≤10