非相似成像光学系统研究及在特种数字影像工程中的应用

     该项目针对基于异型银幕的高端影像工程中光学影像的映射问题,采用非相似光学影像方案,结合数字图像处理技术,进行特种光学系统的研究和设计,解决基于超大尺寸异型银幕高端影像工程中的光学映射难题。项目定位于高端影像工程实际需要,开发、设计并制造出可匹配高端数字电影机的鱼眼类型投影镜头,包括二向异性鱼眼镜头,并找到匹配的视频片源制作中的预置形变规律。本项目历时7年,在以下三个方面取得了突出成果:
    1.采用精确数学建模分析方法针对基于异型幕的高端影像工程的特殊光学工程方案,建立了“非相似成像“映射条件下的像素精度定位方法,解决了非线性多元相关的映射关系难题。
    2.发明了满足高端数字电影机使用的鱼眼类型光学镜头光学结构,攻克了大视场、大反远比“非相似成像“光学系统的像差平衡与匹配难题,提升了经典类型鱼眼镜头性能。
    3. 基于“非相似成像“原理,最先提出并发明了新概念的二向异性鱼眼镜头,解决了经典鱼眼镜头映射大张角银幕的光能利用率或称像素利用率偏低的实际工程难题。
    项目中涉及的鱼眼镜头技术指标:
    分辨率: 满足4096×2160或2048×1080像素的数字电影机使用;透过率:不小于65%;相对孔径:D/f=1/2.0~1/2.6;经典类型鱼眼镜头全视场角:160度~180度;二向异性鱼眼镜头子午和弧矢视场比:1/1~1/6;配套性:适用于目前高端主流数字投影机系列机型,匹配3DMD引擎和3SXRD引擎的光学特性,反远比大于9倍。
    近三年,实现税后销售收入约1607万元;三年累计实现利润763万元。
    该项目申报发明专利10项,已获得授权发明专利6项,正在公开期的发明专利4项,获得实用新型专利授权3项,发表相关学术论文22篇,并形成国家标准《数字投影机球幕投影鱼眼镜头技术条件》,标准文号GB/T 29297—2012,标准已于2013年6月1日起国内开始实施。项目在不同阶段得到了7项纵向项目资金的支持,均为省部级以上项目,其中6项已成功完成并通过网上验收。
    项目的实施在非相似成像理论与应用技术上取得突破性进步,并以此提升我国数字电影领域特种光学镜头制造、研发能力。不仅填补了我国在该领域的空白,而且实现了在国际上该领域的领先,带动了我国乃至世界范围内数字主题电影及文化娱乐行业的技术进步。