为解决现有的共孔径双波段相机成像质量差、结构复杂、体积庞大的问题,提出了一种可见/长波红外双色光学系统设计。在两个波段共用前端反射结构、主镜背部加分色镜,实现了可见光与长波红外同时成像,保证了系统结构的紧凑性。分析了分色镜对红外波段成像的影响,以及分色镜偏离竖直方向不同角度的影响。对红外波段的校正系统及像面进行了-2.39 mm的偏心处理,使红外波段像质得到了极大提高,并通过外场试验成像验证了分析结果的正确性。该系统具有较强的容差特性,结构简单、光学元件少,具备易加工、装调的优点,工程可实现性强,能够有效提升相机的目标探测与识别能力。