สวัสดีครับ

เคยสงสัยไหมครับว่าค่ารูรับแสงที่เขียนไว้บนเลนส์แปลว่าอะไร ตัวเลข 1.4, 2.8, 5.6 พวกนี้มาจากไหน ทำไมไม่บอกรูรับแสงเป็นค่ารัศมีของชิ้นแก้วไปเลยจะได้เข้าใจง่ายๆ  เดี๋ยวเราจะมาหาคำตอบกันครับ



F-number หรือชื่ออย่างเป็นทางการว่า Relative aperture (รูรับแสงสัมพัทธ์) นั้นมีค่าเท่ากับค่าความยาวโฟกัสของเลนส์ตัวนั้นๆ (f) หารด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของรูรับแสง (D)  เขียนเป็นความสัมพันธ์ได้ว่า F-number  = f/D

ถ้าสังเกตเวลาเขียนสเปคเลนส์ เช่น 50mm f/1.8  ตรงคำว่า f/1.8 นี่แหละครับที่มันบอกสูตรคำนวณขนาดจริงๆของรูรับแสงเอาไว้แล้ว คือให้เอาค่า f = 50 ไปหารด้วย 1.8 ได้เส้นผ่านศูนย์กลางออกมาเป็น 27.8mm หรือเกือบๆ 3cm นั่นเอง


งั้นถามว่า... ทำไมถึงไม่บอกสเปคเลนส์มาเป็น 50mm aperture diameter 27.8mm  แบบนี้ไปเลย

คำตอบคือ เส้นผ่านศูนย์กลาง 27.8mm ของเลนส์ความยาวโฟกัสต่างๆกัน จะให้ภาพ "สว่างไม่เท่ากัน”  แต่ถ้าแปลงเป็นรูรับแสงสัมพัทธ์แล้ว จะได้ว่าเลนส์ตัวไหนก็ตาม ถ้ามี F-number เท่ากันแล้วจะสว่างเท่ากันหมด


ถึงตรงนี้จะแปลได้ว่า เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสต่างกัน  ถ้าต้องการสร้างให้ได้ภาพบนเซนเซอร์ที่สว่างเท่ากัน จะต้องให้มีขนาดรูรับแสงใหญ่ไม่เท่ากัน  ถ้าพูดตามสูตรคำนวณก็คือความยาวโฟกัสกับเส้นผ่านศูนย์กลางชิ้นเลนส์ต้องเพิ่มหรือลดด้วยอัตราส่วนเดียวกัน  ถึงจะทำให้ได้ภาพที่สว่างเท่าเดิม


ทำไม ทำไม ทำไม

เหตุผลแบบคร่าวๆคือ มุมรับภาพจะแปรผกผันกับความยาวโฟกัส เลนส์ที่มีความยาวโฟกัสมากจึงได้มุมรับภาพแคบ  เมื่อรับภาพได้แคบ จึงมีแสงวิ่งเข้าสู่เลนส์ได้เพียงไม่กี่ทิศทางเท่านั้น เทียบกับเลนส์ที่ความยาวโฟกัสน้อยหรือมุมกว้างกว่า ซึ่งสามารถเก็บเส้นแสงได้จากหลายทิศทางมากกว่า   (ดังนั้นถ้า "ขนาด” ชิ้นเลนส์เท่ากัน เลนส์เทเลจะให้ภาพมืดกว่าเลนส์นอร์มอลหรือเลนส์ไวด์)   ถ้าต้องการเลนส์ที่มีความสว่างเท่ากัน  เลนส์ที่มุมแคบกว่าจึงต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางเลนส์ (รูรับแสงจริง) กว้างกว่าเพื่อชดเชยให้ได้ปริมาณแสงเท่ากัน