चाहे जूम लेंस लगातार एपर्चर हो या वैरिएबल एपर्चर का डिजाइन के साथ सबसे पहले संबंध है, दूसरा यह कि डायफ्राम खोलने या बंद करने जैसे यांत्रिक कारकों के साथ क्या करना है।
एक ज़ूम लेंस फोकल लंबाई को बदलने के लिए कुछ तत्वों को ले जाकर काम करता है। मोटे लेंस की फोकल लंबाई के समीकरण के कारण यह काम करता है:
(1) Phi = phi_1 + phi_2 - (t / n) * phi_1 * phi_2
(2) EFL = 1 / Phi
जहां Phi मोटी लेंस की कुल ऑप्टिकल शक्ति है, phi_1 और phi_2 पहली और दूसरी सतह की ऑप्टिकल शक्ति है, t उनके बीच की मोटाई है, और n लेंस का अपवर्तनांक है। ईएफएल प्रभावी फोकल लंबाई के लिए खड़ा है और यह है कि बोलचाल की लंबाई फोकल लंबाई कह कर संदर्भित किया जाता है।
किसी भी संख्या में तत्वों की किसी भी ऑप्टिकल प्रणाली को एकल पतले लेंस के रूप में सटीक रूप से मॉडलिंग की जा सकती है। यह समीकरण पतले लेंस के लिए भी काम करता है, लेकिन t / n शब्द गायब हो जाता है, क्योंकि t = 0। 50 मिमी f / 1.8 लेंस को फोकल लंबाई 50 मिमी के एकल पतले लेंस के रूप में तैयार किया जा सकता है, जैसा कि 18-300 मिमी लेंस 50 मिमी पर सेट किया जा सकता है।
आप 2 पतले लेंस को मॉडल करने के लिए भी इस सूत्र का उपयोग कर सकते हैं। जब तक लेंस सकारात्मक होते हैं, आप देख सकते हैं कि उन्हें आगे धकेलने से टी / एन शब्द बड़ा हो जाएगा। जैसे-जैसे यह बढ़ता है, शक्ति कम हो जाती है और फोकल लंबाई बड़ी हो जाती है।
यह एक ज़ूम लेंस का सार है।
जैसे ही आप एक एपर्चर को एक ऑप्टिकल प्रणाली में रोकते हैं, आपके पास प्रवेश और निकास विद्यार्थियों के रूप में जाने जाने वाले हैं । प्रवेश पुतली उसके सामने तत्वों द्वारा गठित एपर्चर स्टॉप की छवि है, और बाहर निकलने वाली पुतली इसके पीछे के तत्वों द्वारा गठित एपर्चर स्टॉप की छवि है।
पुतलियों में लेंस तत्व की तरह एक स्थिति और आकार होता है या वास्तविक एपर्चर खुद को रोकते हैं। F / # एक लेंस के द्वारा अनुमान लगाया जा सकता
(3) एफ / # = ईएफएल / ईपीडी
जहाँ f / # 'फोकल अनुपात' है, EFL प्रभावी फोकल लंबाई है, और EPD प्रवेश पुतली व्यास है।
चलो दो एपर्चर स्टॉप को हवा से अलग दो पतले लेंसों के बीच में रखते हैं। यदि हम लेंस को आगे ले जाकर लेंस सिस्टम के EFL को बढ़ाते हैं, तो ईपीडी इसके साथ बदल जाएगा। यदि हम लेंस को पीछे की ओर ले जाकर लेंस के ईएफएल को बढ़ाते हैं, तो ईपीडी इसके साथ नहीं बदलेगा, क्योंकि यह लेंस किसी भी तरह से प्रवेश पुतली को प्रभावित नहीं करता है।
यह ऐसा होता है कि जब तक आप एक बहुत बड़ी ज़ूम रेंज नहीं बनाते हैं , एपर्चर का आवर्धन EPD के लिए जिम्मेदार ठहराव को फोकल लंबाई के समान दर पर बढ़ाता है। चूँकि दोनों (3) के अंश और हर समान मात्रा में बदल जाते हैं, अनुपात अभी भी समान है और इस प्रकार हमारे लेंस 70 मिमी से 200 मिमी तक स्थानांतरित हो सकते हैं और f / 4 के एपर्चर को बनाए रखा है।
यदि हम लेंस को पीछे की ओर ले जाते हैं, तो लेंस लगभग f / 10 या तो 70mm से 200mm तक ज़ूम करके धीमा हो जाता है।
एक आधुनिक ज़ूम लेंस में 3 या 4 ज़ूम समूह होते हैं, इसलिए यह इस सरल स्पष्टीकरण की तुलना में अधिक जटिल है। यदि वे सभी एपर्चर स्टॉप के सामने हैं, तो यह अभी भी सच है। यदि उनमें से अधिकांश एपर्चर स्टॉप के सामने हैं, तो निर्माण लेंस के खुलने के समय डायाफ्राम को खोलने / बंद करने के लिए प्रोग्राम करेगा और बस एक अंतर एपर्चर लेंस की तरह व्यवहार करने के लिए अंतराल को धोखा देगा।
आप आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि क्यों न सभी समूहों को स्टॉप के सामने रखा जाए और इसके साथ किया जाए - दो प्रमुख प्रेरणाएँ हैं:
1) यदि आप सभी ज़ूमिंग को एपर्चर स्टॉप के सामने होने के लिए मजबूर करते हैं, तो लेंस जरूरी है कि अगर यह दोनों तरफ ज़ूम कर सकता है।
2) यदि आप दोनों तरफ तत्वों की स्थिति को बदलने की अनुमति देते हैं, तो एक अच्छी तरह से सही लेंस को डिजाइन करना आसान है।