N A = n 1 sin ⁡ θ 1 = n 2 sin ⁡ θ 2 {\displaystyle NA=n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}}

ตัวเลขค่ารูรับแสง NA คำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

N A = n sin ⁡ θ {\displaystyle NA=n\sin \theta }

โดยที่ θ คือมุมสูงสุดที่ทำกับแกนเชิงแสงของลำแสงจากวัตถุที่ตกกระทบเลนส์ใกล้วัตถุ และ n คือ ดรรชนีหักเหของตัวกลางระหว่างวัตถุกับเลนส์ใกล้วัตถุ (หมายเหตุ: ไม่ใช่ค่าดรรชนีหักเหของเลนส์)

ตามทฤษฎีของเรย์ลี ความละเอียดเชิงแสงของเครื่องมือวัดแสงถูกกำหนดโดยรูรับแสงเชิงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ และ ความยาวคลื่นของแสงที่มองอยู่

ถ้าความยาวคลื่นคือ λ ความละเอียด δ ของแหล่งกำเนิดแสงสองจุดคือ

δ = 0.61 × λ N A {\displaystyle \delta ={\frac {0.61\times \lambda }{NA}}}

แต่เดิมแล้วในบางกรณีค่าสัมประสิทธิ์จะไม่ใช่ 0.61 แต่มักจะใช้เป็นค่าตัวแทนโดยทั่วไป ค่าความละเอียดเชิงแสงแปรผันตรงกับความยาวคลื่นและแปรผกผันกับค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข

ความลึกของโฟกัส d คือ

d = λ N A 2 {\displaystyle d={\frac {\lambda }{NA^{2}}}}

ความลึกของโฟกัสเป็นสัดส่วนกับความยาวคลื่นและแปรผกผันกับกำลังสองของรูรับแสงเชิงตัวเลข