Il numero F è un valore che indica la luminosità dell'immagine formata dalla lente.

Più piccolo è questo numero e maggiore sarà la luminosità dell'ottica. Il numero F è strettamente legato alla profondità di campo.

Il valore del numero F di un'ottica si ottiene con la seguente formula:

F (numero)  =  ___f___
                          D

dove:

f = lunghezza focale

D = apertura effettiva (diametro immagine superficie aperta del diaframma).

Per una data lunghezza focale, più grande è l'apertura dell'ottica e più piccolo sarà il numero F (ovvero maggiore sarà la superficie aperta dal diaframma e minore sarà il numero F).

Ne consegue che con focali molto lunghe per ottenere un piccolo numero F sarà indispensabile avere una grande quantità di superficie aperta, che si ottiene con lenti di grande diametro, di conseguenza le ottiche diventano grosse e i diametri dei percorsi ottici aumentano; per avere un teleobbiettivo con piccolo numero F le lenti dovranno essere più grosse ovvero permettere l'ingresso di una maggiore quantità di luce.

Questa è la ragione per la quale le ottiche a zoom per la televisione che raggiungono anche funzioni di teleobbiettivo molto lungo hanno un aspetto esteriore molto più grosso delle ottiche ad esempio utilizzate normalmente per la fotografia.

L'anello di controllo del diaframma di un obbiettivo è marcato con una serie di numeri con rapporto di radice quadrata di 2 ovvero: 1.4 - 2 - 2.8 - 4 - 5.6 - 8 - 11 - 16 - 22. La quantità di luce che entra nell'ottica è proporzionale al quadrato della sezione dell'area del flusso (al quadrato del suo diametro) per cui la luminosità dell'immagine è in proporzione inversa al quadrato del numero F.

Ogni volta che l'anello del diaframma viene girato verso un numero più alto della scala dei numeri F, la luminosità viene diminuita esattamente della metà.

L'apertura effettiva D di un obbiettivo non è il suo diametro ma bensì il diametro dell'immagine del diaframma visto dal fronte della lente (questa immagine viene comunemente chiamata "pupilla d'entrata").

La posizione della pupilla d'entrata di un'ottica a zoom cambia durante la zoommata e cambia anche il suo diametro in proporzione alla lunghezza focale.

Pertanto essa sarà in posizione piccola a grandangolo e più larga in posizione tele.

Quindi questo fornisce un altro elemento di valutazione della complessità delle ottiche a zoom per la TV ovvero al variare della zoomata succedono molte cose all'interno dell'ottica: si spostano gruppi di lenti per l'ingrandimento dell'immagine, gruppi di lenti per la messa a fuoco, gruppi di lenti per le correzioni di aberrazioni, si muove anche il diaframma senza per questo modificare in pratica la luminosità dell'immagine.

La luminosità dell'immagine in teoria non cambia durante la zoommata ma questo vale solo per una certa percentuale della proporzione di zoommata e con diaframma non del tutto aperto, oltre questo valore accade il fenomeno di  "F drop" che descriviamo qui sotto.

F drop

Se eseguite una zoommata con un'ottica con diaframma in posizione di tutto aperto noterete un certo calare del livello video quando raggiungete la posizione di tutto tele. La pupilla d'entrata di un'ottica a zoom cambia il suo diametro al cambiare della lunghezza focale.

Man mano che da grandangolo andrete a tutto tele la pupilla si allargherà gradualmente. Quando il diametro della pupilla sarà uguale al diametro del gruppo di lenti di messa a fuoco essa non potrà allargarsi di più per cui il numero F diminuirà; questa è la ragione dell'F drop (caduta del numero F).

Il sapere a quale focale di zoom (100% di zoommata ovvero a quale focale) interviene l'F drop fornisce un parametro molto importante nel definire le prestazione di un'ottica a zoom per la TV.

Normalmente nelle specifiche fornite per un dato zoom il valore di F drop non viene fornito, normalmente viene dato il valore di massima apertura possibile (ad esempio F 1.5) ma non si dice mai, per ovvi motivi, ove interviene l'F drop ovvero dove il valore di F 1.5 non sarà più tale cioè l'ottica non sarà più così luminosa.

Prima di acquistare un'ottica consigliamo di contattare il costruttore per ottenere il valore in 100% della zoommata ove accade il fenomeno di F drop e di quanto chiude da quel punto in poi (cioè che valore di F si ha con diaframma tutto aperto a tutto zoom per il numero F?).

Questo valore darà un parametro rilevante nel valutare le prestazioni dell'ottica se confrontata ad altre ottiche a zoom di pari focale, valore molto significativo e che aiuterà nello scegliere l'ottica più adeguata per rapporto prestazioni/qualità/prezzo.

Per ottenere l'annullamento del fenomeno di F drop le ottiche dovrebbero essere costruite con diametri di lenti praticamente doppi di quelle attuali il che porterebbe ad ottenere ottiche fisicamente ingestibili e anti economiche.
Si accetta quindi il fenomeno di F drop purché esso sia ridotto al minimo onde poter disporre di ottiche di dimensioni e peso accettabili.

Il fenomeno dell'F drop diventa importante da valutare e da considerare quando ad esempio si prevede l'utilizzo del sistema di ripresa in condizioni di scarsa illuminazione e con ottica che deve lavorare sovente anche a tutto tele.
 
In questo caso sarà preferibile montare un'ottica di focale più lunga di quella prevista in origine ma di pari numero F onde evitare di dover forzatamente andare a tutto tele e perdere in questa posizione ad esempio un diaframma, uno stop di numero F oppure montare un'ottica di numero F inferiore e di pari focale.