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 我们知道,设计好的一组镜头如果变化镜片与镜片之间的空气厚度,镜头的焦距会随之变化。通常来说一个系统的接收面尺寸大小是固定不变的(像面:CCD或COMS或其它探测面),在基础光学理论中像面大小、视场和焦距三者有如下关系:

I = f * tan(theta)

I为像高image,f为焦距,theta为视场角度。如下图所示:

变焦镜头的变焦倍数为长焦距和短焦距比值,也称为“倍率”。理论定义下,在变焦过程中镜头的相对孔径保持不变,但对于实际的高变倍比系统,由于外形尺寸不希望过大或二级光谱校正等问题,通常在变焦时采取相对孔径(即F/#)也跟随变化的方案。

通过改变镜片与镜片之间的间隔达到设计的焦距要求,当系统的入瞳直径D固定时,即系统接受的光束大小一定时,根据F/#=f/D可知,f变化将引起F/#的变化,也就是我们调焦距也就是调光圈大小(F/#也称为光圈),此时光阑大小随焦距变化而变化(非固定值)。这里也有人把调光阑大小称为调光圈,只要大家清楚了变焦原理,调光圈也就很容易理解了。