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坦克火控系统中的观瞄仪器是供乘员从车内观察战场场景和目标的光学仪器和光电子仪器。瞄准系统对发挥坦克火力，提高坦克机动作战能力，缓和炮手疲于操作，起着重要的作用。它是坦克的“眼睛”，如果性能差，则坦克的三大性能“机动、火力、防护”就无法体现。本课题所设计的变焦镜头用于车载塔台光电瞄准系统，文章重点阐述了变焦距光学系统的设计方法以及变焦距系统凸轮曲线的设计和优化。
本文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，详细分析讨论了机械补偿式变焦距系统的设计方法。根据技术要求，结合所选变焦光学系统类型，经计算确定了系统的结构参数及成像质量。
为提高变焦距系统的工作性能，使其在大视场时仍具有良好的成像质量，且系统结构简单，易于机械设计、加工及装调，在设计中引入了传统球面光学设计与非球面相结合的设计思想。设计实现一焦距为6．9mm～91．6mm，相对孔径为1/4的变焦距系统，整个系统由12片透镜组成，其中包括3个非球面，在空间频率为401p/mm时，轴上传递函数可以达到0．8，轴外传递函数可以达到0．4，满足设计要求。该系统的最大特点是能实现视场从5°～60°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。
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、曲线的拟合方法，用MATLAB软件计算拟合出了变倍、补偿两条凸轮曲线，对其进行优化设计，给出了凸轮曲线方程，并对曲线精度进行估算。