变焦系统中,动组间相对位置的变化会导致各镜组的初级像差特性发生变化,环境温度的变化还会导致各焦距位置热差的改变,给无热化连续变焦系统的设计造成较大困难。针对该问题,从光学系统像差模型出发,将变焦系统像差分为定组像差、动组内像差和动组间像差三类,并结合变焦系统的消色差和消热差模型,讨论了无热化连续变焦光学系统的设计原则,及变焦系统设计中各组元的光焦度分配和材料选用方法,给出了一个宽波段连续变焦光学系统设计实例,该系统F数为5、焦距范围为8～120 mm、焦面对角线长6.2 mm、波长范围为0.48～0.68μm和0.7～0.9μm。所述系统仅采用了七种普通光学玻璃材料,透镜总数12组16片,总长仅90 mm,在-40～60℃范围内,变焦全程均具有较好的成像质量和公差特性。