Samsung Galaxy S11 met docking station voor luchtprojectie

In dit achtergrond artikel komen een tweetal patenten aan bod. Allereerst een Samsung Galaxy smartphone met een under-screen camera. Vervolgens komt er een stereoscopisch hologram apparaat aan bod, in de vorm van een docking station. Een soort futuristische variant van Samsung’s DeX Station. De telefoon dient in de cradle gelegd te worden, waarna een luchtprojectie weergegeven kan worden. Deze projectie wordt in kleur getoond. Van deze twee producten samen heeft LetsGoDigital een serie product renders ontworpen om een realistisch beeld te krijgen van de mogelijkheden die deze unieke apparaten bieden.

Full screen Samsung smartphone met under-screen camera

Op 20 augustus 2019 kreeg Samsung Electronics een design patent toegewezen van de USPTO (United States Patent and Trademark Office) en de WIPO (World Intellectual Property Office) voor een ‘Mobile Phone’. Het betreft een full screen telefoon ontwerp met een edge display. Om de aerial projectie te kunnen maken blijkt dit edge display onmisbaar te zijn, maar daarover later meer.

De examinator refereert bij dit patent aan een publicatie van Dominik Bosnjak, senior editor bij Android Headlines, waarin Samsung’s ultieme Galaxy S vlaggenschip in beeld is gebracht. We zien een smartphone die veel gelijkenissen toont met de huidige Galaxy S10, het toestel heeft prachtig afgeronde hoeken en een beeldvullend scherm. Er zijn overigens drie ontwerpen opgenomen in de patent illustraties, met minimale verschillen tussen de ronding van het scherm, in de hoeken.

Uit het design patent blijkt niet wat er met de selfie-camera gebeurt. Aangezien deze aan de voorzijde niet zichtbaar is en er ook geen pop-up camera of roterende camera is toegepast, lijkt het voor de hand te liggen dat deze futuristische Galaxy smartphone over een under-screen camera zal beschikken.

Verschillende smartphonefabrikanten houden zich momenteel bezig met de ontwikkeling van een front-camera die onder het beeldscherm geplaatst kan worden. Hierdoor kun je de camera totaal niet zien, wanneer deze niet in gebruik is. Oppo en Xiaomi hebben reeds een prototype gedemonstreerd, recentelijk publiceerde LetsGoDigital ook al over een Huawei smartphone met under-screen camera.

Doordat de selfie-camera niet langer zichtbaar is kan een randloos schermoppervlak gecreëerd worden. Het toestel beschikt niet over een waterfall display, zoals de recent geïntroduceerde Vivo NEX 3 en de Huawei Mate 30 Pro, maar de telefoon is wel voorzien van een edge display. Zoals we de afgelopen jaren gewend zijn geraakt bij de topmodellen uit de Samsung Galaxy S-serie en Note serie.

De achterzijde toont een enkele camera. Hier zijn echter stippellijntjes omheen getekend, wat betekent dat deze geen onderdeel uitmaakt van het design patent. Je mag er dan ook vanuit gaan dat deze smartphone minimaal over een triple camera zal beschikken. Voor de 3D renders zijn we uitgegaan van een vergelijkbaar drievoudig camerasysteem als bij de Galaxy S10+ is toegepast.

Het is zeker niet ondenkbaar dat zo’n under-screen camera als eerste in de high-end Galaxy S-serie is terug te vinden. Of Samsung deze technologie al gereed heeft ten tijde van de introductie van de Galaxy S11, die rond februari 2020 verwacht wordt, is nog onbekend. De kans is groot dat we nog een jaartje langer geduld moeten hebben, totdat de Galaxy S12 serie arriveert op MWC 2021.

Desalniettemin is de Koreaanse fabrikant al verschillende jaren bezig met deze ontwikkeling. Hoewel het patent pas in augustus 2019 goedgekeurd is en gepubliceerd werd, is het patent al in januari 2017 ingediend. Het originele patent werd zelfs al in november 2016 ingediend in thuisland Korea. Het ligt dus voor de hand dat ook Samsung inmiddels een prototype heeft die momenteel verfijnd wordt.

Samsung docking station kan holografische beelden in de lucht projecteren

Het tweede patent is waar het echt interessant wordt. Eind 2018 heeft Samsung Electronics een patent ingediend bij de USPTO voor een ‘Three dimensional imaging device and electronic device including same’. Op 19 september 2019 werd dit octrooi gepubliceerd.

De technologie voor het weergeven van stereoscopische beelden in de lucht is al langere tijd beschikbaar. Toch zijn nog maar weinig consumenten hiervan op de hoogte, simpelweg doordat de producten te duur zijn en er te weinig 3D content voorradig is. Hierdoor wordt het al snel een dure gimmick, in plaats van een betaalbare toegevoegde waarde.

Samsung heeft nu baanbrekende technologie gepatenteerd die het mogelijk maakt om een 2D foto te converteren naar een 3D stereoscopisch beeld of een ‘aerial image’, dit is eveneens een vorm van luchtprojectie, maar dan in 2D. De gepatenteerde technologie is beduidend goedkoper dan de oplossingen die momenteel voorradig zijn, zo staat in de patent omschrijving vermeld. Bovendien is deze oplossing niet afhankelijk van ontwikkelaars wat betreft de aanwezige content.

Er is een uitgebreide omschrijving opgenomen, waarbij verschillende soorten apparaten aan bod komen die één ding gemeen hebben; ze kunnen een kleuren beeld in de lucht projecteren. Zo kan een smart speaker, een flip cover en zelfs een docking station als hologram apparaat functioneren – mits voorzien van de juiste componenten uiteraard.

De docking station, ook wel een cradle genoemd, hebben we gebruikt voor onze render set. In dit achtergrond artikel richten we ons voornamelijk op de werking van dit docking station. Het daadwerkelijke toepassingsgebied is echter vele malen groter. Zo spreekt het patent ook over de mogelijkheid om deze technologie te integreren als dashboard in de auto.

Om deze verbazingwekkende technologie mogelijk te maken wordt er gebruik gemaakt van drie hoofdcomponenten: een edge display, een halve spiegel en een retro-reflecterend element. Deze worden op een bepaalde schuinte ten opzichte van elkaar gepositioneerd.

Zodoende wordt het mogelijk om een beeld dat getoond wordt op het afgeronde smartphone scherm, via het retro-reflecterend element te weerkaatsen op de halve spiegel, waarna het beeld in de lucht geprojecteerd kan worden. Je hoeft de telefoon alleen maar in het speciale docking station te leggen.

Als alternatief wordt er nog gesproken over de integratie van een tweede retro-reflecterend element, dit zou de beeldkwaliteit ten goede komen. Met twee elementen zou de kwaliteit van de luchtprojectie (nagenoeg) gelijk zijn aan de beeldkwaliteit van je scherm, aldus de patent omschrijving.

Met één retro-reflecterend element is de beeldkwaliteit lager. Dit komt doordat de halve spiegel slechts een deel van het licht doorlaat voor het produceren van een aerial image, een deel van het invallende licht wordt weerkaatst en gaat dus verloren. Middels een tweede retro-reflecterend element kan dit voorkomen worden.

Er kunnen tal van luchtprojecties worden weergegeven, denk aan algemene zaken, zoals de tijd, de resterende batterijduur of het weersbericht gecombineerd met je locatie. Ook is de hologram cradle in staat om notificaties te projecteren, zoals een binnenkomend bericht en zelfs de inhoud van dat bericht. Luister je naar muziek, dan toont de aerial image welk nummer er wordt afgespeeld. Dit alles zonder één enkele knop aan te hoeven raken; alles gebeurt op basis van projecties in de lucht.

De mogelijkheden gaan verder… Door het hologram apparaat te voorzien van een touch paneel die in staat is om hover bewegingen te detecteren kan de gebruiker de luchtprojectie met zijn hand bedienen. Zo kun je dus in de lucht bewegingen met je vinger maken, om zodoende de muziek te bedienen. Je kunt een volledige playlist inzien, maar ook een nummer pauzeren, herhalen of in willekeurige volgorde afspelen.

Vanzelfsprekend is deze bedieningsoptie niet alleen beschikbaar voor je muziek. Krijg je een berichtje binnen, waar je direct op wilt antwoorden? Dan is het mogelijk om een toetsenbord in de lucht weer te geven, zodat je een binnenkomend bericht ook direct kunt beantwoorden.

De camera van je Samsung Galaxy smartphone (met diepte-sensor) wordt gebruikt om de afstand van de gebruiker te bepalen. Zodoende kan het beeld aangepast worden aan de hand van waar de gebruiker zich bevindt, ten opzichte van het docking station. Sta je verder bij het hologram af, dan wordt de tekst of andere inhoud vergroot weergegeven. Sta je dichterbij, dan wordt de projectie verkleind. Vanzelfsprekend komt dit ook de beeldkwaliteit ten goede.

Doordat de camera in staat is om te bepalen waar de gebruiker zich bevindt kan ook bepaald worden wat de linker- en rechterkant van een weergave moet zijn. Wel zo handig bij het weergeven van tekst, zo hoef je geen woorden in spiegelbeeld te lezen en wordt de weergave dus automatisch aangepast.

Doordat zowel touch input als gebaren herkend worden, kunnen er ook tal van beeldbewerkingen aan de hologram projectie worden aangebracht. Met een simpele pinch in / pinch out beweging kun je het projectie beeld vergroten of verkleinen. Het is ook mogelijk om het geprojecteerde beeld ‘vast te pakken’ om een stukje hoger weer neer te zetten. Het beeld staat dan dus geheel los van het hologram apparaat.

Er wordt zelfs gesproken over de mogelijkheid om slechts een onderdeel van de projectie te vergroten. Als voorbeeld wordt er een foto van een vliegtuig getoond. De gebruiker pakt deze aan de voor- en achterzijde vast en kan zodoende de projectie vergroten of verkleinen. Werkelijk waanzin toch?!

Samsung’s baanbrekende technologie gaat nog verder… want het docking station is ook met andere apparaten te verbinden, waardoor het mogelijk wordt om het hologram apparaat op afstand te bedienen. Er dient wel altijd een smartphone in de docking station te liggen.

Vervolgens kun je bijvoorbeeld met een andere smartphone op afstand aangeven wat je wilt weergeven. Ook hier wordt gesproken over verschillende gesture mogelijkheden. Zo kan de gebruiker van de tweede smartphone middels een drag beweging in de lucht de content doorzetten naar de eerste smartphone, waarna het direct als aerial image wordt geprojecteerd.

Het mooie is; je hoeft je ook geen zorgen te maken over je batterijverbruik, want het hologram apparaat dient als docking station, zodra je de telefoon erin legt begint deze op te laden. Ideaal!

Hologram smartphone en een 3D lens

Er zijn al verschillende oplossingen voorhanden om een hologram te maken met je smartphone. Vorig jaar werd de eerste hologram smartphone geïntroduceerd, de Red Hydrogen One. Bij dit toestel worden de projecties echter niet in de lucht, maar op het scherm zelf getoond. Door de telefoon te bewegen zie je het driedimensionale beeld veranderen.

Met de Smart Hologram, een 3D hologram lens, is het wel daadwerkelijk mogelijk om de projecties uit je smartphone te laten komen. Zo’n optionele lens is met een prijs van slechts $10 USD goed betaalbaar en kan op elke willekeurige smartphone bevestigt worden. Samsung lijkt echter voor een meer praktische invulling te kiezen, in plaats van entertainment. Dit komt temeer omdat er simpelweg nog te weinig 3D content voorradig is, zo duidt de fabrikant aan in het patent.

Samsung heeft een hele reeks toepassingen in gedachten. Behalve een docking station zou deze technologie dus ook in een smart speaker en zelfs een flip cover kunnen worden toegepast. Bij al deze producten wordt de smartphone gebruikt als hulpmiddel om de aerial image te kunnen tonen.

Ook in de auto ziet Samsung mogelijkheden. Denk aan een virtueel dashboard, waarbij algemene informatie zoals de snelheid, motortemperatuur, omgevingstemperatuur, resterende brandstofniveau en/of de tijd weergegeven kan worden. Met een simpele tik laat je het gehele dashboard weer verdwijnen en heb je optimaal zicht.

Je kunt je natuurlijk wel afvragen hoe het zit met de afleidingsfactor. Niet voor niets mag je geen mobiel gebruiken in het verkeer. Hoe de wetgever met een hologram dashboard om zal gaan zal de tijd moeten uitwijzen, maar de kans is groot dat dit nog niet zomaar geïmplementeerd mag worden. De komende jaren zullen we wel steeds meer displays in auto’s terug gaan vinden. Ook in de vorm van flexibele displays, onder andere in de middenconsole.

Voor de zakelijke markt zijn er natuurlijk nog tal van toepassingsgebieden te denken voor zo’n 3D holografisch beeld. Doordat je fysiek niets hoeft aan te raken is het ideaal toepasbaar op plekken waar hygiëne erg belangrijk is. Denk bijvoorbeeld aan een professionele keuken, waarbij je apparaten zoals de afzuigkap en de oven eenvoudig kunt bedienen middels gebaren die je in de lucht maakt. Maar bijvoorbeeld ook een ziekenhuis, waar hygiëne natuurlijk van levensbelang is.

Bij Defensie wordt er ook gebruik gemaakt van hologram projecties, hiervoor wordt een holografische propeller ingezet. Zo’n razendsnel ronddraaiende propellor kun je echter moeilijk aan je smartphone bevestigen, ten slotte kun je je handen hier behoorlijk aan bezeren.

Uitvinding van de 3D hologram

De hologram werd in 1948 uitgevonden door de Hongaars-Britse natuurkundige en hoogleraar Dennis Gabor. In 1971 ontving dhr. Gabor voor zijn uitvinding de ‘Nobelprijs voor de Natuurkunde’. Hoewel de technologie dus al decennia beschikbaar is beginnen de mogelijkheden omtrent 3D technologie de afgelopen jaren pas echt concrete vormen aan te nemen. Denk bijvoorbeeld aan de 3D bioscopen of de Microsoft HoloLens headset. In veruit de meeste gevallen is het echter nog noodzakelijk om een 3D bril te gebruiken.

Samsung lijkt voornemens te zijn om als één van de eerste smartphonefabrikanten in deze relatief nieuwe consumenten markt te willen stappen. LetsGoDigital spit met regelmaat patenten door, er is geen enkele andere telefoonfabrikant die zo vaak het woord ‘hologram’ in zijn patenten laat vallen als Samsung.

Eind vorig jaar patenteerde de Koreaanse fabrikant al een smartphone met 3D hologram display, om holografische beelden in de lucht te tonen. Begin dit jaar rapporteerde LetsGoDigital over een 3D display apparaat van Samsung, in de vorm van een 3D TV / 3D monitor. Ditmaal maakt het bedrijf dus gebruik van een smartphone in combinatie met een extern apparaat, die als optionele accessoire op de markt gezet kan worden. Bijvoorbeeld in de vorm van een docking station of een flip cover, om deze luchtprojecties mogelijk te maken.

Het blijft vooralsnog geheel onduidelijk wanneer en in welke vorm we zo’n holografisch apparaat mogen verwachten. Mogelijk dat het bedrijf ons weet te verrassen op CES, op de Consumenten Elektronica Show worden vaker van dit soort ingenieuze uitvindingen gedemonstreerd. Het zou natuurlijk fantastisch zijn als je dit apparaat zou kunnen kopen als accessoire voor de Samsung Galaxy S11.

Download het design patent van de Samsung Galaxy smartphone met under-screen camera en het utility patent van het Samsung 3D hologram apparaat.

Note to editors: Feel free to use our high-resolution product renders to enhance your online publication. Please note that producing 3D product visualizations takes a lot of time and effort. You can use our artwork for free, as long as you include a clickable source link into your story. Thank you very much for understanding.