随着红外技术的不断发展,红外连续变焦镜头的应用也越来越广泛。红外连续变焦镜头一方面可以简单识别距离远、范围大的目标,另一方面又能放大观察距离近、范围小的目标,且在变焦过程中具有对焦持续、成像连续和清晰的特点。变焦凸轮作为变焦镜头的关键零件,变焦的连续性以及镜头的成像质量与其息息相关,因此变焦凸轮的设计对保证红外连续变焦镜头的使用性能具有重要意义。本文以某款红外连续变焦镜头为对象展开研究分析。首先根据光学系统对变焦凸轮曲线进行拟合。其次,对变焦凸轮曲线的初设计进行分析,根据分析结果中变倍组在运动始末存在刚性冲击且补偿组曲线在短焦段斜率较大、加速度波动较大、存在突变等缺陷,用两种方法对变倍组曲线进行修正并优化,通过对比得出最优变焦曲线以保证光学设计。再次,利用光学设计软件CODE V对优化后的变焦曲线进行验证,光学验证后对红外连续变焦镜头进行整体结构设计,并利用ADAMS软件对镜头模型进行运动学仿真,分析变焦过程中变倍组和补偿组位移、速度和加速度的变化情况。最后,分析红外连续变焦镜头在极限温度环境下的变形情况,通过仿真分析对比曲线槽不同数量、曲线槽不同起始角度以及不同材料的变焦凸轮的变形情况得出适合此款镜头的最佳凸轮结构。为了验证镜头设计优化以及仿真分析的正确性,对红外连续变焦镜头进行常温成像试验和高低温成像试验。试验结果表明,红外连续变焦镜头在常温试验中成像良好;高低温试验中的成像质量相对于常温下有所下降,但仍满足设计要求,证明了设计及仿真的准确性。