近年来,随着光学产业的不断发展,变焦光学系统已经在医学、军事、工业检测等领域应用广泛。而焦距仪作为一种传统的测量焦距的光学仪器,一直配备着一组焦距不同的定焦测量镜头,其中每个测量镜头的放大倍率与工作距离都是固定不变的,测量的焦距范围不同。焦距仪在测量不同范围的焦距时需要更换不同的测量镜头,测量过程繁杂,效率较低,己经不能够满足当前企业的工作需求。本文设计了一款五档变倍镜头代替原有的定焦测量镜头组,该五档变倍镜头可以实现原有测量镜头组的功能。在测量不同范围焦距的被测镜头时,五档变倍镜头通过自动换档、自动对焦,配合CCD像面的处理算法可直接得到被测透镜的焦距,测量焦距过程更有效率、更加自动化、符合未来测量焦距的趋势。论文依据放大率法焦距仪的工作原理确认五档变倍镜头的档位数量、具体的档位参数以及其他相关指标。采用变焦光学系统的设计方法设计五档变倍镜头的光学结构;并对五档变倍镜头的自动换档功能模块、自动对焦功能模块以及CCD像面上的图像处理算法等模块进行辅助设计;论文还对五档变倍镜头进行了公差分析、机械设计、以及选择具体各项辅助工具如CCD的选择与驱动电机的选择等等。论文完成了整个五档变倍镜头的装配,并针对重要参数进行性能测试,在测试结果中,各档位放大倍率分别为7.93倍、2.54倍、0.93倍、0.49倍以及0.16倍,各档位工作距离分别为22.5mm、58.6mm、155mm、301.5mm以及1000mm符合设计要求,测量范围达到(-1000mm,-5mm)U(5mm,1000mm),各档位的像质也均达到要求,通过对测量结果的分析得出结论,该五档变倍镜头达到设计要求。