安防行业在我国已经进入了一个快速发展的阶段，与此同时，安防监控摄像系统也被广泛地应用在道路交通、医院、机场、图书馆等公共场所的监控中。而安防光学镜头是安防监控系统中重要组成部分之一，安防镜头可将所拍摄到的图像传送到传感器上，传感器经过图像、信号处理后反馈给我们监控对象的实时信息，因此安防镜头的成像质量对整个监控系统具有很大的影响。近年来，随着图像传感器技术的不断创新，图像监控画质得到了极大的提高，安防光学镜头也由标清向高清发展，由定焦向变焦发展，由单一可见光成像向可见光与红外共焦成像发展，百万像素、日夜两用的变焦安防镜头将成为未来市场的主体要求。目前，国内已经广泛的生产和应用百万像素的定焦镜头，但是相应变焦镜头的成像质量则没有定焦镜头的高，因此高清变焦镜头为了提高其成像质量，在光学系统设计中引入高次非球面，进一步矫正和平衡连续变焦系统各状态的剩余像差，进而达到提高成像质量的目的。本文在大量查阅国内外文献的基础上，首先介绍了安防监控镜头的发展史，分析了变焦安防系统的分类、原理及各类变焦安防光学系统的优缺点，然后具体分析了单变倍单补偿类的两组元式变焦光学系统所遵循的一般规律，为后面进行的理论推导及设计实例做好铺垫，最后在引入一片高次非球面镜片的基础上，完成了一款变焦范围为2.8-12mm，最大相对孔径为1/1.6，像质可达两百万像素的能实现日夜切换监控的连续变焦光学系统的设计，此镜头属于两组元手动变焦系统，即只有变倍组和补偿组，且不需要轨道来定位镜片，在满足结构轻巧、操作简单、成本较低的同时，其自带IR红外功能，可以实现24小时实时监控。文章在最后用专业的影像测试软件Imatest对此镜头进行了多方面性能的测试与分析，包括解像力测试、色彩还原测试、相对照度的测试及畸变测试等，并分别在白天和夜晚实际拍摄了其广角端和长焦端的效果图，测试结果和实拍效果表明，此款安防镜头基本可以满足设计指标要求和使用要求。