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。