介绍了一种基于初级像差理论和矢量像差理论的机械补偿式新型离轴三反变焦系统的设计。提出了反射变焦系统初始结构的确定方法，对初级像差方程进行了约束优化，得到了满足要求的部分共轴初始结构参数。指出了利用矢量像差理论进行离轴反射变焦系统设计的必要性，提出了弥补共轴系统不足的离轴反射变焦光学系统的设计方法，分析了相应的去除遮拦、矫正像差的设计理论，并结合具体的设计指标，采用CODEV光学设计软件，设计出符合系统指标要求的离轴三反变焦光学系统，并对其进行了像质评价。结果表明，成像质量良好，满足总技术指标的要求。