本实用新型揭示了一种相机光学系统，包括主反射镜、次反射镜、像差校正透镜组、复合棱镜、分束面、第一探测器、第二探测器，所述分束面设置于所述复合棱镜内；所述分束面把复合棱镜分为棱镜的第一部分及第二部分，光束经第一部分的一面反射后，经分束面分为两束；其中一束经分束面反射后射出，另外一束经分束面折射后，经第二部分的一面反射后射出。本实用新型通过两次反射压缩光路，与通常的分光方式相比，有效增加反射次数；两个光路的光程相等，可以互换；探测器可以放在入射光束的两侧，有利于压缩系统筒长，充分利用主镜体后的空间。