Design and scaling of monocentric multiscale imagers

Abstract

Monocentric multi-scale (MMS) lenses are a new approach to high-resolution wide-angle imaging, where a monocentric objective lens is shared by an array of identical rotationally symmetric secondary imagers that each acquire one overlapping segment of a mosaic. This allows gigapixel images to be computationally integrated from conventional image sensors and relatively simple optics. Here we describe the MMS design space, introducing constraints on image continuity and uniformity, and show how paraxial system analysis can provide both volume scaling and a systematic design methodology for MMS imagers. We provide the detailed design of a 120°field of viewimager (currently under construction) resolving 2 gigapixels at 41.5 μrad instantaneous field of view, and demonstrate reasonable agreement with the first-order scaling calculation.

Designing the Optical Structure of a Multiscale Gigapixel Camera

“…[4] 또, 미국의 JAUNT라는 회사는 28 대의 어레이 카메라를 사용하여 영상을 합성하는 방식으로 지금까지 나온 VR 카메라들 중에서 최고로 고해상도를 구현 한다고 한다. [5,6] 기가픽셀카메라 기술은 일반적으로 크게 어 레이 카메라 혹은 어레이 센서방식으로 나누어 질 수 있는 데, 전자는 대표적으로 듀크대의 방식이고 [7][8][9][10][11][12][13] 후자는 BAE 시스템스의 방식이라고 [14,15] 할 수 있다.…”

Petapixel photography and the limits of camera information capacity

“…This challenge is historically challenging due to the restriction of digital cameras to planar focal surfaces and linear scaling in geometric aberration as a function of lens scale. However, in our recent work we have shown that the combination of monocentric spherical optical designs and local field correction in multiscale systems enables diffraction limited image formation over a wide range of lens apertures [5,6]. In practice, aperture size is limited by fabrication challenges rather than lens design.…”

Optical Structural Design using Gaussian Optics for Multiscale Gigapixel Camera

“…상분할(multiscale) 방식의 광학구조란 통 상의 카메라에서 얻어지는 하나의 전체 화상을 가로세로 균 등 분할(예, 5×5로 분할)하여 분할된 부분화상의 개수만큼 카메라를 배치하고 각각의 카메라로부터 분할상(sectored image)을 얻어내는 것을 말한다. [4][5][6] [5] …”