通过引入两个变形镜来实现三反射离轴变焦系统的焦距改变，应用矩阵光学分析光学系统一阶属性得到控制反射镜面光焦度的方程。结合三反离轴变焦系统结构特点并应用平面对称光学像差理论推出变焦过程中消球差、零阶像散、零阶彗差的条件；同时根据Scheimpflug条件消除物像面倾斜引入的拱形畸变；最后阐述了一种新的全反射离轴变焦物镜的设计, 结果表明最大均方根弥散斑半径变化范围为5.4791~11.117 μm时，满足变焦物镜技术要求，设计原理和方法为进一步应用变形镜设计变焦系统提供了有益的探索。

主要介绍了一种基于赛德尔像差理论的机械补偿型三反变焦系统的设计方法。这种方法的优点在于，通过对初级像差方程组进行约束优化，可以得到满足要求的部分初始结构参数，设计实例的结果表明了这种方法的可行性。同时指出了上述方法的局限性以及进行无遮拦反射变焦系统设计的必要性，并做了新的设计理论探讨，给出了去除系统遮拦同时矫正像差的方法。