与红外定焦镜头和红外两档变焦镜头相比，红外连续变焦镜头具有连续可变的视场，可对目标进行连续的跟踪，是未来红外成像技术的发展方向。随着光学冷加工、精密机械加工、镀膜技术等工艺水平的不断进步，以及现代科技的发展要求，红外变焦镜头向高变焦比方向发展，同时还须保持良好的成像和消热差性能。概述了国外各种高变焦比中波红外镜头的结构和设计方法，包括20×高变焦比中波红外镜头、30×高变焦比中波红外镜头、300×高变焦比中波红外镜头，总结了一套高变焦比中波红外镜头设计经验，对国内高变焦比中波红外镜头的应用发展研究有借鉴价值。

为了用同一设备对目标在中红外光谱段同时实现跟踪和捕获, 针对像元尺寸为15 μm×15 μm的新型大面阵640×512红外探测器, 设计了一套大面阵中红外光谱变视场探测成像系统, 系统光谱范围为3.7～4.8 μm, F数为4.0, 窄视场为0.45°, 宽视场为0.90°, 通过利用机械机构在窄视场结构中切入两片透镜实现宽视场结构, 应用二次成像技术不仅有效减小了前固定组透镜口径, 而且实现了100%冷光阑匹配, 减小了进入红外探测器的杂光。该系统仅采用了锗和硅两种常用的红外材料, 为了有效校正系统的轴外像差和高级像差, 并保证变视场系统两种结构的齐焦性, 系统应用了非球面技术。设计结果表明, 奈奎斯特频率33 lp·mm-1处, 系统的窄视场和宽视场的传递函数值均优于0.2, 所有视场畸变均小于0.5％, 具有优良的成像性能。在极端温度－35～55 ℃范围时, 该大面阵中红外光谱变视场探测成像系统窄视场结构和宽视场结构的成像质量变化不大, 满足使用要求。

大视场、轻量化、小型化成像系统是目前各类光电探测设备的发展方向，提出了一种采用 4路小口径红外镜头拼接实现全景成像的红外夜视仪设计方案，给出了该全景头盔式红外夜视仪的实现原理。系统由红外物镜系统、图像拼接处理器、 OLED微显示器、红外目镜系统组成，确定了全景头盔式红外夜视仪的设计参数，并给出了一个视场可达 150°的超大视场红外夜视仪成像系统设计实例。

长焦距、多谱段、轻量化成像系统具有分辨率高、轻小型等优点，是目前成像系统设计的一个重要研究方向。针对制冷型红外同轴三反射结构中心遮拦大的不足，提出了一种改进型的同轴三反射镜成像系统，在系统三镜后加平面反射镜，将系统光线进行折转，利用三个反射镜的二次曲面系数校正轴外像差，给出了具体的设计思路及考虑问题，并给出了一个焦距f=400 mm, F/#为4，全视场角为1.72°的设计实例。设计结果表明，系统成像质量接近衍射极限。