本发明的三远心同轴照明成像光学系统,其前置物镜组和后置物镜组构成双远心成像光学系统,前置物镜组、分光棱镜和照明物镜组构成双远心同轴照明光学系统;孔径光阑AS1位于前置物镜组的像方焦平面上和后置物镜组的物方焦平面上,孔径光阑AS2位于前置物镜组的像方焦平面上和照明物镜组的物方焦平面上。本发明将两个双远心系统耦合而成为三远心系统,具有同轴照明和成像双重作用。成像系统视场达到180mm,成像畸变小于-0.1%;全视场分辨率达到200lp/mm,且成像质量均匀,照明系统可以实现整个视场的均匀化照明,避免了同轴环形光照明产生的照明不均匀的缺陷。