在现代化的社会生活中,安全作为一个越来越受到广泛重视的话题,也越来越引起人们的关注。在日常生活中,监控器广泛的出现在人们的生活中,为人们的生活提供了安全保障。而在监控设备中变焦系统更能起着举足轻重的作用。在大视场的搜索寻找目标,小范围的跟踪,仔细辨别目标中,变焦系统有着其特有的优势。近些年来,由于科学技术的不断进步,CCD和CMOS等图像的传感制作技艺的提升,以及高精度数控机床的出现,非球面的设计加工更加成熟,使得了变焦结构的发展更加迅猛,同时也给变焦结构的设计带来了新的发展特点。本文的主要内容详细的描述了这种用于监控的变焦距结构的光学变焦结构设计方法,以及凸轮曲线的设计和优化。文中主要任务为介绍了用ZEMAX设计软件设计一焦距在10mm-200mm变焦镜头,调制传递函数在空间频率80lp/mm大于0.2。设计优化较为平滑的凸轮曲线。设计采用了机械补偿法,更容易与机械结构齿轮与凸轮的结合。本文主要内容有下面几个方面:(1)简单介绍了变焦结构的历史和发展前景,同时也对国内外变焦结构的发展情况进行了对比。论述了变焦结构的基本概念和变焦类型。分析了变焦结构的高斯光学的计算以及变焦方程的求解过程。为后面的变焦结构的得到提供了理论依据。(2)求解计算并得到了满足设计需求20倍的变焦结构。借助于ZEMAX光学设计软件对像质评价对像质进行了优化。评价结果表明,所设计的20倍变焦结构满足了设计需求。(3)详细介绍了变焦凸轮曲线的计算过程,以及在实际应用中我们采用的新型凸轮设计方式。文中我们没有采用传统的凸轮曲线设计思路,也就是一般使用的高斯光学计算方式,之所以没有采用这种方式我们主要的考虑的是高斯计算在使用的过程中将光学镜片全部理论化,而不考虑了透镜的实际厚度。因此,我们在实际中选择了多个实际的数据点所对应的透镜距离,进行了数据的拟合,在使用matlab进行了大量的数据拟合后,得到的凸轮曲线更加的真实。