本发明公开了一种用于双目疲劳度测量装置的光学系统，包括双远心镜头、红外相机、红外照明光源、刺激光和闪光融合频率集成模块、反射镜及二向色镜；所述刺激光和闪光融合频率集成模块的表面设置有刺激面光源，所述刺激面光源中央设置有亮点光源。本发明通过设置两个双远心镜头，每个镜头只对单个人眼成像，提高了仪器测量对光反射时间的瞳孔直径的测量精度；本发明的刺激光源模块和临界闪光融合频率模块一体化设计，减小了装置的体积，且刺激光源采用多种颜色面光源设计，光照均匀度高，在进行瞳孔对光反射测量时，人眼不适度明显降低，还可以进行多颜色瞳孔对光反射测量。