設(shè)計了一組長焦距輕量型變焦光學系統(tǒng)，焦距為30 mm ~ 300 mm, 視場角為1.1°~ 11.4°，F(xiàn)數(shù)為3.5。由于變焦系統(tǒng)焦距較長，并且需要在控制口徑的前提下減輕質(zhì)量，經(jīng)過對變焦理論進行分析并結(jié)合實際情況，采用正組補償，運用Zemax軟件，對變焦系統(tǒng)同時進行像質(zhì)優(yōu)化與輕量化設(shè)計，優(yōu)化過程中加入非球面，達到簡化結(jié)構(gòu)，提高像質(zhì)的作用; 在不影響像面照度的情況下，對軸外光線進行了適當?shù)臄r光，使得有效口徑盡量變小，同時對系統(tǒng)的部分透鏡材料進行替換，平衡了高像質(zhì)與輕質(zhì)量間的矛盾，最終使系統(tǒng)的總體質(zhì)量從937 g減小到584 g，且系統(tǒng)像質(zhì)良好，軸上調(diào)制傳遞函數(shù)在120 lp/mm處大于0.3，軸外調(diào)制傳遞函數(shù)在120 lp/mm處大于0.2，各視場的調(diào)制傳遞函數(shù)在40 lp/mm處大于0.5，畸變小于1%。根據(jù)變焦運動方程，運用Matlab軟件進行編程計算，得到反映變倍組與補償組運動過程的凸輪曲線，在變焦的過程中像面比較穩(wěn)定，調(diào)焦順暢。
