在以CCD为接收器件的监控系统中,数码光学镜头是将所监控的目标成像在CCD的光学系统。它的分辨能力直接决定着整个监控系统的的分辨能力。它采用变焦方式在监控方面有着既能在大视场下寻找出目标,又能在小区域范围内仔细辨认目标的优点。本文重点阐述了这种用于监控远距离目标的变焦距光学系统的设计方法以及凸轮曲线的设计和优化。第一章介绍了变焦距镜头国内外研究成果及发展趋势,阐述了变焦距镜头的基本概念及工作原理,详细分析了机械补偿式变焦距系统。通过所选变焦光学系统类型,经计算确定了系统的结构参数。第四章设计了一焦距为17.5mm-350mm、相对孔径为1/5.5-1/6.5的变焦距系统,整个系统由17片球面透镜组成。在保证像质的前提下,为减小该变焦系统的整体长度以及改善系统在长焦出现的渐晕现象,采用了可移动光阑。在空间频率为801p/mm时,轴上和轴外传递函数均达到0.3以上,满足设计要求。该变焦系统能实现视场从10-20°的大范围连续变化,从而实现对远距离目标从小视场到大视场的连续搜索、跟踪和探测。第五章研究了变焦距系统的凸轮曲线,分析了凸轮曲线的高斯算法和拟合方法。用MATLAB软件拟合出了变倍、补偿两条变焦曲线。