光电成像技术是现如今信息获取和情报收集的重要手段,然而难以同时兼顾大视场与高分辨率成像的缺点制约了光电成像系统在新领域的应用。多尺度成像技术的提出在一定程度上解决了上述难题,但是仍存在其固有的缺陷:中心与边缘成像分辨率不一致,这个缺陷随系统视场增大而愈发严重。针对多尺度成像技术的缺陷,本文从多尺度成像原理与传统光学系统设计的角度出发,采用分视场分区域多焦距光学系统设计的方式,根据全视场内不同视场角对应的成像距离变化将成像区域分为中心视场、过渡视场和边缘视场,分别设计相应光学系统,达到全视场一致性成像的目的。最后,本文研究了系统全视场成像延续性问题和次级相机阵列的排布设计,特别是讨论了中心视场、过渡视场和边缘视场交接处的延续性,确保系统可实现全视场无死角成像。本文主要内容如下:（1）引入多尺度成像理论,探究大视场成像与高分辨率成像间相互制约的关系和原因,研究多尺度成像技术的原理并介绍其相应系统类别,其优势在于突破了大尺度系统性能饱和度较低的局限,但中心边缘成像分辨率的非一致性仍制约着其应用前景,因此提出广域高分辨率分视场变焦距成像的思想,合理分配视场,明确各视场处分系统应具有的焦段及功能。（2）根据高斯光学及几何光学相关理论,仿真设计系统共心主物镜,根据表面复杂度与信噪比之间的关系选定其结构为双胶合型共心主物镜;根据分辨率需求设计中心视场处分辨率,合理设计系统焦距与视场,最后优化出成像质量良好的中心视场定焦距光学系统。（3）按视场角大小及成像距离将除中心视场外的视场分为过渡视场与边缘视场,其中过渡视场次级相机需具备较大视场角和焦距,以弥补中心与边缘间分辨率的急剧下降,并确保不存在漏视场情况。根据几何光学计算,边缘视场与最中心视场处分辨率相差约二倍,因此边缘视场处光学系统分辨率也应较中心视场处光学系统大幅提高;选择合适的初始结构进行优化,实现全视场分辨率一致性的研究目标。（4）视场拼接是多尺度成像系统的重要因素,是实现大视场高分辨率成像的关键所在。本文借鉴广域高分辨率相机六边形拼接的原理,重新设计了中心视场、过渡视场与边缘视场处视场的拼接方法,确定子系统间张角大小和排列情况,最后验证三个区域间是否能做到无遗漏过渡。本文设计的基于共心球透镜的广域高分辨率分视场多焦距系统视场约为110°×110°,中心视场处弥散斑半径小于2.2μm,接近艾里斑大小;过渡视场处和边缘视场处弥散斑半径均小于2.8μm,成像质量良好;次级系统总个数为396个。该系统初步解决了中心边缘分辨率不一致的问题,为计算成像领域宽场高分辨率成像提供了新的解决方法与思路,可广泛应用于临近空间探测、重点区域防护等多领域之中。