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近年来随着加工工艺水平的不断提高,光学新材料的不断出现,变焦系统的种类越来越丰富,性能也可与定焦系统相媲美,因此被广泛应用于航天、国防、宇宙探索、科研、教育、生产、医疗卫生、消费电子产品等各个工作生活领域。本文研究了变焦系统小型化设计的途径和方法,讨论了变焦系统设计的一般方法,并在此基础上确定了初始结构,对其进行优化分析,最终设计了一个波长为0.4358—0.6563μm,焦距的变化范围为30—600mmm,变倍比为20倍,相对孔径为1：5,像高为4mm,畸变小于5%,系统总长小于480mm,后截距大于20mm的负组补偿变焦系统。然后对像面进行了补偿,通过微量调整各组份之间的空气间隔,可以在不影响焦距的前提下找到最佳成像面。最后通过一种变焦凸轮曲线优化的新方法设计出比较平滑且压力角较小的凸轮曲线,使结构更紧凑,凸轮曲线平滑稳定易加工。