近年半导体器件的高集成化微细加工,对微米及亚微米的要求迅速发展,在显微镜下作业必须具备高分辨率和长工作距离的物镜,要求的波长不只局限在可见光,要向红外方向发展。

常见的凸轮结构变焦距镜头有两大类滑动摩擦结构和滚动摩擦结构。首先将从两种结构的比较入手,根据滑动摩擦结构误差产生的不同种情况,给予理论分析,从而为滑动摩擦结构提高成像精度提供理论依据。

介绍了机械补偿式三组元连续变焦系统设计方法;基于微分解析法,提出快速变焦法用于优化系统高斯初始结构,减小了外形尺寸.并设计了一焦距3.87 mm～19.35 mm,视场76.6°～17.71°可见光变系统.设计结果表明该变焦系统较之同类专利设计结果,具有结构紧凑、视场大、像面稳定度高的优点.

设计了一个用于远距离监视电视的折反射式步进变焦距透镜。为使微光、白光和近红外三个波段共用一个光学系统，提出一次成像折反射式变焦，并进行了理论分析和给出了设计实例。克服了二次成像折反射式步进变焦方式二级光谱不能校正的缺陷，并且杜绝了像面中心产生黑斑的可能，结构也比较简单。

根据光学补偿变焦距理论，作者设计出光学补偿式步进变焦物镜。和传统的用加倍率镜的方法实现步进变焦相比。这种变焦距物镜有两个优点，一是可以实现高倍率变焦，二是容易消除在变焦过程中产生的像点移动现象。本丈说明了其原理，并给出了变焦倍率为2．5×的一步变焦，16×的二步变焦和8×的三步变焦物镜设计实例。

针对由变焦电位计获取焦距电压的电视摄像机，介绍了三种求取目标角偏差的方法：首先介绍了传统查表法获取目标角偏差系数的方法，并指出了其精度不足之处；然后根据光学成像的原理，推导出了实时测量目标角偏差的计算公式，并指出了其实现的困难性；最后针对固定焦距电压下，目标的角偏差与电视脱靶量成线性关系这一特点，利用伺服系统中的编码器输出的真实高精度角度标定角偏差系数，通过曲线拟合的方法找到了易于实现的角偏差系数公式。利用编码器标定角偏差系数的方法，在长焦距高精度跟踪系统中获得了满意的效果。