DE2543372B2

DE2543372B2 - DEVICE FOR STEREOSCOPIC IMAGE OF A RADAR IMAGE

Info

Publication number: DE2543372B2
Application number: DE19752543372
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. Dr. 8021 Icking Leysieffer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-04-28
Filing date: 1975-09-29
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2543372A1; DE2543372C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur stereoskopischen Abbildung eines Radarbildes unter Verwendung eines linken und eines rechten Teilbildes, die von dein entsprechenden Auge des Beobachters mittels einer Stereooptik deckungsgleich betrachtet werden.The invention relates to a device for stereoscopic imaging of a radar image below Use a left and a right partial image taken from your corresponding eye of the observer can be viewed congruently by means of stereo optics.

Aus der deutschen Auslegeschrift 20 20 788 ist es bekannt, zur stereoskopischen Abbildung von durch Radarsignale erzeugten Bildschirm-Bildern, wobei die Radarsignale durch dreidimensionales Abtasten eines Raumwinkels die zum räumlichen Sehen notwendigen Informationen liefern, einen rechten und einen linken Bildschirm zu benutzen, die von dem entsprechenden Auge mittels einer Stereooptik deckungsgleich beobachtet werden.From the German Auslegeschrift 20 20 788 it is known for stereoscopic imaging of through Radar signals generated screen images, the radar signals by three-dimensional scanning of a Solid angle provide the information necessary for spatial vision, a right and a left To use screen that congruently observed by the corresponding eye by means of stereo optics will.

Die Aufgabe, mit einer weniger aufwendigen Darstellungseinrichtung ein Radarbild stereoskopisch zu erzeugen, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Darstellung der beiden Teilbilder der Bildschirm einer einzigen Bildröhre vorgesehen ist, daß die beiden Teilbilder in abwechselnder Folge zeitlich nacheinander an gleicher Stelle auf dem Bildschirm dargestellt und daß in der Stereoptik eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Zuführung der beiden dem linken bzw. rechten Auge zuzuleitenden Teilbilder durch abwechselndes, synchron mit der Bildfolgefrequenz verlaufendes Abblenden des rechten bzw. linken Auges in richtigem Sinne vorgenommen ist.The task of stereoscopic a radar image with a less complex display device to generate is achieved according to the invention in that to display the two partial images, the screen a single picture tube is provided that the two partial images in alternating succession in time shown in the same place on the screen and that a device is provided in the stereo optics, by means of which the feeding of the two partial images to be fed to the left and right eye by alternating, dimming of the right or left eye in synchronism with the frame rate is made in the right sense.

Eine andere Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß zur Darstellung der beiden Teilbilder der Bildschirm einer einzigen Bildröhre vorgesehen ist und daß die beiden Teilbilder nebeneinander auf dem Bildschirm abgebildet sind.Another solution to this problem is according to the invention is that to display the two partial images of the screen of a single picture tube is provided and that the two partial images are displayed side by side on the screen.

Die Stereooptik für die zweite Lösungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, daß den beiden nebeneinanderliegenden Teilbüdern auf dem Bildschirm unterschiedliche Polarisationsfilter zugeteilt sind und daß zur Betrachtung der beiden mit unterschiedlichen Polarisa-(jonsfiltern ausgestatteten Bildschirmhälften entsprechende Polarisationsbrillen in der Stereoopük verwendet werden.The stereo optics for the second variant of the solution can be characterized in that the two adjacent Teilbüdern on the screen are assigned different polarization filters and that for Consideration of the two with different polarisa- (ion filters Equipped with halves of the screen, corresponding polarization glasses are used in the Stereoopük will.

Eine andere Stereooptik für die zweite Lösungsvariante besteht darin, daß den beiden nebeiieinanderlie- ₎₀ genden Teilbüdern auf dem Bildschirm unterschiedliche Farbfilter, z. B. ein Rot- und ein Grünfilter, zugeteilt sind und daß zur Betrachtung der beiden mit unterschiedlichen Farbfiltern ausgestatteten Bildschirmhälften entsprechende Farbbrillen in der Stereooptik verwendet werden.Another stereo optical system for the second variant of the solution is that the two _{nebeiieinanderlie-) 0} constricting Teilbüdern on the screen different color filters, such. B. a red and a green filter are assigned and that corresponding color glasses are used in stereo optics to view the two screen halves equipped with different color filters.

Zur Betrachtung der beiden nebeneinander auf einem Bildschirm dargestellten Teilbilder, die unterschiedlich gefiltert sind, lassen sich als Stereooptik Brillen mit Keilgläsern verwenden, welche eine entsprechende Filtercharakteristik aufweisen.To view the two partial images displayed side by side on a screen, which are different are filtered, glasses with wedge lenses can be used as stereo optics, which have a corresponding Have filter characteristics.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren im folgenden näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to three figures. It shows

Fig. 1 eine stereoskopische Darstellungseinrichtung mit abwechselnder Teilbilddarstellung auf einem Bildschirm, 1 shows a stereoscopic display device with alternating partial image display on a screen,

Fig.2 ein Zeitdiagramm im Zusammenhang mit der Steuerung der Einrichtung nach F i g. 1,2 shows a time diagram in connection with the Control of the device according to FIG. 1,

F i g. 3 eine stereoskopische Darstellungseinrichtung mit zwei Teilbüdern auf einem Bildschirm nebeneinander. F i g. 3 shows a stereoscopic display device with two partial buildings next to one another on a screen.

Fig. 1 zeigt eine Bildröhre B mit einem Plattenablenksystem Kerf für die Vertikalablenkung, das an einer winkelproportionalen Spannung LM liegt, und einem Plattenablenksys'em Hör für die Horizontalablenkung, das von einer winkelproportionalen Spannung ί/φ betätigt wird. Zur Darstellung des Winkels φ und ft für den Azimut- bzw. die Elevation auf dem Bildschirm dienen die winkelproportionalen Spannungen Uy und IM, die von den Winkelstellungen der Antenne gesteuert werden. Bei Systemen mit magnetischer Ablenkung können diese Spannungen mühelos mit üblichen Schaltungen in proportionale Ströme verwandelt werden. Zur Wiedergabe der die Entfernung angebenden Winkel wird der Horizontalablenkspan-1 shows a picture tube B with a plate deflection system Kerf for vertical deflection, which is connected to an angle-proportional voltage LM , and a plate deflection system Hör for horizontal deflection, which is actuated by an angle-proportional voltage ί / φ. The angle-proportional voltages Uy and IM, which are controlled by the angular positions of the antenna, are used to display the angle φ and ft for the azimuth and elevation on the screen. In systems with magnetic deflection, these voltages can easily be converted into proportional currents using common circuits. To reproduce the angle indicating the distance, the horizontal deflection span is

nung Uq> eine Spannung proportional zu ±— {b = die voltage Uq> a voltage proportional to ± - {b = die

halbe Basislänge bei Stereo-Darstellung, r = Entfernung) überlagert. Es können hierzu quotientenbildende Schaltungen verwendet werden, wobei die halbe Basislänge b durch eine einstellbare Gleichspannung nachgebildet und die vom Antennenstandort zum Aufpunkt jeweils gemessene Entfernung r als dieser Größe proportionale Spannung geliefen wird. Die in Fig. 1 dargestellte Steuerschaltung zeigt eine solche Möglichkeit und wird unter Zuhilfenahme des Impulsplanes nach Fig.2 im folgenden erläutert. Beim entfernungsmessenden Radar beträgt die Zeit zwischen zwei gesendeten Impulsen to. Diese Zeit to ist so kurz, daß innerhalb dieser die Ablenkspannung ί/φ als praktisch konstant angesehen werden kann. Wird ein Sendeimpuls der Dauer At\ gestartet, so wird ein elektronischer Schalter S1 von seiner Stellung 0 auf die Stellung 1 gelegt. Zwei andere elektronische Schalter S2 und 53 verbleiben in der Stellung 0. Zwei gleich bemessene Kondensatoren Cl laden sich nach dem Sendeimpuls in der Zeit Ati jeweils auf die halbe Spannung einer Spannungsquelle Ub auf, die ein Maß fürhalf the base length for stereo display, r = distance) superimposed. Circuits that generate quotients can be used for this, with half the base length b being simulated by an adjustable DC voltage and the distance r measured in each case from the antenna location to the reference point being supplied as a voltage proportional to this variable. The control circuit shown in FIG. 1 shows such a possibility and is explained below with the aid of the pulse schedule according to FIG. With distance measuring radar, the time between two transmitted pulses is to. This time to is so short that within it the deflection voltage ί / φ can be regarded as practically constant. If a transmission pulse of duration At \ is started, an electronic switch S1 is switched from its position 0 to position 1. Two other electronic switches S2 and 53 remain in position 0. Two identically dimensioned capacitors C1 charge each other to half the voltage of a voltage source Ub , which is a measure for after the transmission pulse in the time Ati

die Basislänge ist. Nach dieser Zeit At₂ ge.ht der Schalter SI wieder in die Stellung 0, und die beiden Kondensatoren Cl entladen sich über zwei ihnen parallelgeschaltete Widerstände R1 so, daß die Kondensatorspannung der Kondensatoren Cl proportional mit der Zeit t abnimmt und nach der Zeit ίο gleich Null ist. Nach der Zeit t_e wird im Radarempfänger ein Echo auf den Sendeimpuls empfangen. Dann gehen für die Zeit Ah die beiden Schalter 52 und 53 in die Stellung 1 und laden zwei weitere Kondensatoren Cl in der Zeit A f₃ auf die zu dieser Zeit an den Kondensatoren Cl liegende Spannung auf. Die Kapazität der Kondensatoren C2 ist gleich groß, jedoch bedeutend kleiner als diejenige der Kondensatoren Cl. Die Zeitkonstante Rl ■ C2 ist groß gegen die Zeit ίο zwischen zwei Sendeimpulsen, so daß diese Spannung bis zum nächsten Radarecho erhalten bleibt. Ist nach dem Start die Zeit ίο vergangen, so wiederholt sich der Vorgang. Hat die Zeit t_e bis zum Eintreffen des Echos diesmal einen anderen Wert als vorher, hat sich also die Entfernung geändert, so ist auch die der Spannung Ucp überlagerte Korrekturspannung an den Kondensatoren C2 in entgegengesetztem Sinne für die beiden Teilbilder eine andere. Dadurch, daß die Schaltung symmetrisch aufgebaut ist, verlaufen die Korrekturen in gleichem Maße für die beiden Teilbilder ohne zusätzliche Maßnahmen in entgegengesetztem Sinn.the base length is. After this time At ₂ ge.ht switch SI back to position 0, and the two capacitors Cl are discharged through two resistors R 1 connected in parallel to them so that the capacitor voltage of capacitors Cl decreases proportionally with time t and after time ίο equals zero. After the time t _e , an echo of the transmission pulse is received in the radar receiver. Then the two switches 52 and 53 go to position 1 for the time Ah and charge two further capacitors Cl in the time A f ₃ to the voltage present on the capacitors Cl at this time. The capacitance of the capacitors C2 is the same, but significantly smaller than that of the capacitors C1. The time constant Rl ■ C2 is large compared to the time ίο between two transmission pulses, so that this voltage is maintained until the next radar echo. If the time ίο has passed after the start, the process is repeated. If the time t _e until the echo arrives this time a different value than before, i.e. if the distance has changed, the correction voltage superimposed on the voltage Ucp at the capacitors C2 is also different in the opposite sense for the two partial images. Because the circuit is constructed symmetrically, the corrections run to the same extent for the two partial images without additional measures in opposite directions.

Wesentlich bei der Erifndung ist, daß die beiden Horizontalablenkgrößen an den Schaltungsstellen A 1 und A 2 über einen von einem Oszillator Osz, z. B. einem astabilen Multivibrator, gesteuerten Umschalter S4 wechselweise der Horizontalablenkung Hör der Bildröhre B zugeführt werden. Auf dem Bildschirm der Bildröhre B werden somit abwechselnd die zum stereoskopischen Betrachten notwendiger Teilbilder zeitlich nacheinander dargestellt. Zur Betrachtung dieser Teilbilder ist eine Einrichtung E vorgesehen, welche die Zuordnung der beiden dem rechten bzw. linken Auge zuzuleitenden Bilder durch abwechselndes synchrones Abblenden des linken bzw. rechten Auges im richtigen Sinne gewährleistet. Die abwechselnde Abblendung der Sehwege für die beiden Augen wird ebenfalls durch den Oszillator Osz gesteuert, so daß der gleiche Umschaltrhythmus wie beim Umschalter S 4 vorliegt.It is essential in the Erifndung that the two horizontal deflection values at the circuit points A 1 and A 2 via an oscillator oscillator , z. B. an astable multivibrator, controlled switch S4 alternately the horizontal deflection hearing of the picture tube B are fed. The partial images necessary for stereoscopic viewing are thus alternately displayed one after the other on the screen of the picture tube B. A device E is provided for viewing these partial images, which ensures the assignment of the two images to be fed to the right and left eye by alternately synchronized dimming of the left and right eye in the correct sense. The alternating dimming of the visual paths for the two eyes is also controlled by the oscillator Osz, so that the switching rhythm is the same as with the switch S 4.

F i g. 3 zeigt eine stereoskopische Darstellungseinrichtung mit zwei Teilbüdern auf einem Bildschirm einer Bildröhre B nebeneinander. Der Bildschirm weist zwei Bildschirmhälften HBl und HB 2 auf, wobei auf der linken Hälfte das linke und auf der rechten Hälfte das rechte Teilbild dargestellt wird. Die Röhre ist als Zweistrahlröhre ausgeführt und weist deswegen vier Ablenksysteme auf. Zur Horizontalablenkung der beiden Teilbilder dienen die Horizontaiablenksysteme Hori und Hör 2 und zur Vertikalablenkung dieser beiden Bilder die Ablenksysteme Verl und Verl. Die beiden Vertikalablenksysteme Verl und Verl sind zusammengefaßt und werden von der Spannungd Ud· betrieben. Die Horizontalablenksysteme Hori und Hör 2 werden getrennt angesteuert und von den Schaltungsstellen A 1 bzw. A 2 der Anordnung nach F i g. 1 versorgt. Die dort dargestellte Ansteuerschaltung wird hierzu im einzelnen nicht mehr beschrieben.F i g. 3 shows a stereoscopic display device with two partial buildings on a screen of a picture tube B side by side. The screen has two screen halves HB1 and HB 2, the left-hand half of the screen and the right-hand half of the screen being shown on the right-hand half. The tube is designed as a two-beam tube and therefore has four deflection systems. The horizontal deflection systems Hori and Hör 2 serve for the horizontal deflection of the two partial images and the deflection systems Verl and Verl serve for the vertical deflection of these two images. The two vertical deflection systems Verl and Verl are combined and are operated by the voltage d Ud · . The horizontal deflection systems Hori and Hör 2 are controlled separately and from the switching points A 1 and A 2 of the arrangement according to FIG. 1 supplied. The control circuit shown there is no longer described in detail for this purpose.

Den beiden nebeneinanderliegenden Teilbüdern sind auf dem Bildschirm unterschiedliche Polarisationsfilter zugeteilt, was durch die unterschiedlichen Schraffuren angedeutet ist. Zur Betrachtung der beiden mit unterschiedlichen Polarisationsfiltern ausgestattetenThe two adjacent parts of the building have different polarization filters on the screen allocated, which is indicated by the different hatching. To consider the two with equipped with different polarization filters

3ildschirmhälften HBi und HB2 werden entsprechende Polarisationsbrillen PB 1 und PB 2 verwendet. Corresponding polarization glasses PB 1 and PB 2 are used for the screen halves HBi and HB2.

Genausogut können den beiden nebeneinanderliegenden Teilbildern auf dem Bildschirm unterschiedliche Farbfilter, z. B. ein Rot- und ein Grünfilter, zugeteilt sein. Zur Betrachtung dieser beiden mit unterschiedlichen Farbfiltern ausgestatteten Bildschirmhälften HB1 und HB2 werden dann entsprechende Farbbrillen PB 1 und PB 2 verwendet.Different color filters, e.g. B. be allocated a red and a green filter. Corresponding color glasses PB 1 and PB 2 are then used to view these two screen halves HB 1 and HB2, which are equipped with different color filters.

Zur Betrachtung der beiden unterschiedlich gefilterten Bildschirmhälften HB 1 und HB 2 werden zweckmäßig Brillen mit Keilgläsern verwendet, welche eine entsprechende Filtercharakteristik aufv, eisen.To view the two differently filtered screen halves HB 1 and HB 2 , glasses with wedge lenses are expediently used, which have a corresponding filter characteristic.

Hierzu 2 Blatt ZeiclinuimeiiFor this purpose 2 sheets of Zeiclinuimeii

Claims

in the claims:

1. A device for stereoscopic imaging of a radar image using a left and a right partial image, which are viewed congruently by the corresponding eye of the observer by means of stereo optics, characterized in that the screen of a single picture tube (T ^ is provided to display the two partial images that the two partial images are shown in alternating succession at the same point on the screen (B) and that a device (Osz, £,) is provided in de "" stereo optics, by means of which the two are fed to the left and right eye sub-images to be supplied is carried out in the correct sense by alternately fading out the right and left eye, which runs synchronously with the image sequence frequency.

2. Device for stereoscopic imaging of a radar image using a left and a right partial image, which are viewed congruently by the corresponding eye of the observer by means of stereo optics or by autosuggestive eye adjustment, characterized in that the screen of a single picture tube ( B) is provided and that the two partial images are displayed side by side on the screen (B) .

3. Device according to claim 2 using stereo optics, characterized in that the two adjacent partial images on the screen are assigned different polarization filters and that for viewing the two screen halves equipped with different polarization filters (HB 1, HB 2) corresponding polarization glasses (PBi, PB 2) used in stereo optics,

4. Device according to claim 2 using stereo optics, characterized in that the two adjacent partial images on the screen have different color filters, for. B. a red and a green filter are assigned and that for viewing the two screen halves equipped with different color filters (HB 1, HB2) corresponding color glasses (PB \, PB2) are used in the stereo optics.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that for viewing the two differently filtered halves of the screen are provided as stereo optics glasses with wedge lenses, which have a corresponding filter characteristic.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that after the start of each radar transmission pulse in a time (At ₂ ) exceeding the duration (At \) of the transmission pulse, two each associated with a partial image, lying in series with one another, of the same size Capacitors (Ci) are charged by an adjustable voltage source (Ub) to a fixed voltage that after the charging time (2a ^) of these two capacitors (Ci) the voltage source (Ub) is switched off and the capacitors (Ci) on two parallel to them arranged resistors (R i) are discharged in such a way that the capacitor voltages decrease proportionally over time and are completely discharged when the next transmission pulse is sent out, so that when a radar echo is received between two transmission pulses, the voltage on the two capacitors (Ci) is reduced to two more, each parallel to these switchable capacitors (C 2) is given, which are dimensioned the same, but ei ne lower capacitance than the capacitors (Ci) that can be connected to the voltage source (U _b ) and are each provided with a discharge resistor (R 2) arranged parallel to it, so dimensioned that this discharge time constant is large compared to the duration (to) between two transmission pulses and thus the voltage on these further capacitors (C2) is maintained until the next radar echo, and that the voltages of the same size on the further capacitors (C2) serve as additional horizontal deflection voltages, so that the electron beams of the two partial images to the same extent but in opposite directions Direction are deflected horizontally.

7. Device according to claims 1 and 6, characterized in that the two additional horizontal deflection voltages are alternately fed to the device (hearing) for horizontal deflection of the picture tube fßj via a switch (S 4) controlled by an oscillator (Osz).

8. Device according to claim 7, characterized in that an astable multivibrator is provided as the oscillator (Osz).