为了满足多种复杂环境的使用需求, 红外光学系统需要适应较大的工作温度范围。介绍了一种三分离式消色差消热差制冷型中红外物镜的设计方法。改进了三分离式结构物镜的孔径光阑位置, 使物镜实现100%冷光阑效率, 同时将这种结构与消热差模型相结合, 推导出三分离式消热差物镜的初始光焦度分配关系, 并给出透镜材料的组合原则。利用该方法设计了工作波段为3～5 μm, 焦距为88 mm, 相对孔径为1: 2的红外物镜, 各视场弥散斑半径均小于5 μm, 调制传递函数MTF达到0.75@17 lp/mm, 获得了很好的成像质量。该物镜在-20 ℃～+70 ℃温度范围内保持焦距、像面和像质很好的稳定, 验证了三分离式消热差光学系统的设计方法。