WO2016204658A1 - Optical attachment for a smartphone-type mobile telephone - Google Patents
Optical attachment for a smartphone-type mobile telephone Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016204658A1 WO2016204658A1 PCT/RU2016/050019 RU2016050019W WO2016204658A1 WO 2016204658 A1 WO2016204658 A1 WO 2016204658A1 RU 2016050019 W RU2016050019 W RU 2016050019W WO 2016204658 A1 WO2016204658 A1 WO 2016204658A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mobile phone
- mobile telephone
- optical
- data
- housing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B29/00—Combinations of cameras, projectors or photographic printing apparatus with non-photographic non-optical apparatus, e.g. clocks or weapons; Cameras having the shape of other objects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
- H04M1/02—Constructional features of telephone sets
Definitions
- the present invention relates to the field of constructive elements of telephone sets, and more specifically to optical consoles for mobile phones such as a smartphone, including a housing on which fastening means with a mobile phone are located, a video camera located in the housing, connected to a data transmission unit to a mobile phone.
- a smartphone is a telephone supplemented with the functionality of a pocket personal computer.
- TOF-camera - “Time of flight sateg” is translated as “Time-of-flight camera”.
- the camera determines the range through the speed of light, measuring the time of flight of the light signal emitted by the camera, and reflected at each point of the received image.
- a well-known from the prior art optical attachment to a mobile phone such as a smartphone including a housing on which there is a mounting tool with a mobile phone, a video camera located in the housing, connected to the data transmission unit to the mobile phone. See China patent: CN203406908 (U) published - 2014-01-22, describing an external rotary camera for a mobile phone.
- This device is the closest in technical essence to the claimed invention and is taken as a prototype to the proposed invention.
- the disadvantage of this device is that it has the means to transmit additional data about the surrounding space or objects to the mobile phone, namely the processor located inside it, but this data is not enough for the mobile phone processor to build a three-dimensional image of the environment from it space or objects. Indeed, to build such a three-dimensional image, you need to have additional data, for example, concerning the distance to the points of the measured object, and the possibility of obtaining such information is not disclosed in the prior art.
- the present invention mainly aims to offer an optical set-top box for a smartphone-type mobile phone, including a housing on which mounting means with a mobile telephone are located, a video camera located in the housing, connected to a data transmission unit to the mobile telephone, at least smooth out at least one of the above disadvantages, namely, to ensure the expansion of the operational capabilities of the device due to the possibility of to transmit additional data to a mobile phone, sufficient to build a three-dimensional model of the surrounding space or a nearby object, which is the stated technical task.
- the housing is configured to be mounted directly to the recharging socket of the mobile phone and with the ability to connect contacts providing power to the set-top box and simultaneously connecting contacts providing data transfer from the data unit of the set-top box to the mobile phone, while the set-top box further includes a data transmission unit, a distance measuring module, a motion tracking camera connected to the data transmission unit, and connected to the transmission unit nnyh gyroscope and accelerometer.
- the distance measuring module is made in the form of a radiation source and a connected camera for recording a signal reflected from the object, made with the possibility of measuring the distance to the studied object from the delay time of the signal reflected from the object.
- the radiation source is a laser radiation source.
- the radiation source is a source of infrared radiation. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible, just as with laser radiation, to be able to distinguish the reflected signal from other interfering sources.
- infrared LEDs can be used, the reflected rays of which are monitored by the device’s cameras through filters that ensure the stability of ambient lighting (light reflection from different surfaces).
- FIG. 1 depicts the appearance of the optical consoles to a mobile phone with a mobile phone, according to the invention.
- FIG. 2 is a view of a connector for charging a mobile phone according to the invention.
- FIG. 3 schematically depicts a functional diagram of an optical set-top box to a mobile phone according to the invention.
- FIG. 4 depicts the stages of the operation of the optical set-top box to a mobile phone, according to the invention.
- the figure 1 shows the option of attaching an optical set-top box to a mobile phone to a mobile phone. This can be done on the latches, which are shown in FIG. 3 as position 2.
- the mobile phone is shown on the back side, the screen is dotted as 32.
- FIG. 2 shows an example of a standard Micro USB Type B connector, which has become the standard for most smartphone models. This figure shows the connectors.
- GND is the “case” circuit for powering the optical set-top box
- Vcc is +5 volts, also for power circuits.
- Data is transmitted differentially via Data- and Data + wires.
- the states “0” and “1” are determined by the potential difference between the lines of more than 0.2 V.
- the power connector of the phone can be made in another standard.
- the Micro USB Type B standard is shown as an example, as the simplest.
- the optical set-top box for a smartphone-type mobile phone includes a housing 1 on which the means mounts 2 with a mobile phone 3, a video camera 4 located in the housing, connected to a data transmission unit 5 to a mobile phone 3.
- Housing 1 is configured to mount directly to the recharging slot 31 of the mobile phone and with the ability to connect contacts providing power to the set-top box and simultaneously connecting the contacts providing data transmission from the data transmission unit 5 of the set-top box to the mobile phone 3.
- the prefix further includes a distance measuring module 6 connected to the data transmission unit 5, a motion tracking camera 7 connected to the data transmission unit 5, and a gyroscope 8 and an accelerometer 9 connected to the data transmission unit 5.
- the distance measuring module 6 can be made in the form of a radiation source 61 and a connected camera 62 for recording a signal reflected from the object, configured to measure the distance to the object under study by the delay time of the signal reflected from the object.
- a camera 62 for recording the signal reflected from the object TOF cameras with a matrix size of 320 * 240 pixels or 640 * 480 can be used.
- the radiation source 61 may be a source of laser or infrared radiation.
- a source of laser radiation can be used household lasers of low power, which are used in devices such as laser pointers or laser roulettes.
- optical prefix to the mobile phone works as follows. (A non-limiting embodiment is provided). According to figure 4:
- Stage A1 The proposed optical set-top box is pre-installed on the mobile phone case 3, for which it is connected directly to the mobile phone charging socket 31, connecting the contacts providing power to the GND and Vcc consoles and simultaneously connecting the contacts providing data and Data + data transmission from the data transmission unit 5 set-top boxes on a mobile phone 3.
- the optical prefix to the mobile phone is automatically activated upon connection and sends a signal to the mobile processor a phone corresponding to the willingness to receive data from the surrounding space and transfer it to a mobile phone 3.
- Stage A3 After receiving a signal from a mobile phone that corresponds to the beginning of the process of building a three-dimensional model of the surrounding space or a nearby object, the optical set-top box to the mobile phone activates:
- Stage A4 The user manually scans the item or the desired area of the surrounding space, for example, a room or part thereof.
- a room or part thereof for example, a room or part thereof.
- the distance measuring module 6 which is mainly a receiving TOF camera 61 and a laser source 62, which emits a signal that can be modulated in a special way, which is done to reduce interference, and to uniquely identify the reflected signal. For example, modulation may be applied with M-sequences known in radiophysics.
- Stage A6 A TOF camera detects a reflected modulated signal, which is reflected from a specific point on the scanned item. From the delay of the reflected signal, the distance from the optical device to the point of the object is calculated as divided by the product of the delay time by the speed of light.
- Stage A7 Using the gyroscope and accelerometer located on the optical device, information is obtained:
- Stage A motion tracking camera tracks the movement of the laser spot.
- Stage A9 Using the data transfer unit 5, through the connection of the contacts of the set-top box body through the socket 31 of the recharging of the mobile phone with the contacts of the mobile phone, signals are transmitted to the processor of the mobile phone, where they already create a Zy image according to the principle of triangulation taking into account the popularity of the location of the optical set-top box in a fixed coordinate system. That is, all the data in total allows you to transfer the necessary data to the processor of the mobile phone and, thus, through the use of an optical set-top box, it becomes possible to make a three-dimensional reconstruction of the subject under study and build its three-dimensional model.
- a regular mobile phone of a user such as a smartphone that runs on a standard platform such as Android or IOS can scan objects or part of the surrounding space and build their three-dimensional models.
- the proposed optical prefix to the mobile phone has a clear purpose, can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose.
- the possibility of being implemented by a specialist in practice follows from the fact that for each feature included in the claims on the basis of the description, the material equivalent is known, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" and the criterion of "completeness of disclosure” for the invention are met.
- the applicant made a prototype optical consoles to a mobile phone, which was made on the basis of standard microprocessors and memory modules, wired and wireless connections.
- the claimed technical result is achieved, namely: expanding the operational capabilities of the device due to the possibility of transmitting additional data to a mobile phone, sufficient to build a three-dimensional model of the surrounding space or an object nearby.
Abstract
The present invention relates to the field of structural members of telephone apparatuses, and more specifically to optical attachments for smartphone-type mobile telephones, comprising a body, on which a means for attachment to a mobile telephone is disposed; and a video camera, which is disposed in the housing and is connected to a unit for transferring data to the mobile telephone. According to the invention, the housing is designed so as to be capable of direct attachment to a charging port of the mobile telephone and so as to be capable of connecting contacts which provide a power supply for the attachment and of simultaneously connecting contacts which provide for the transfer of data from the data transfer unit of the attachment to the mobile telephone; furthermore, the attachment additionally comprises a distance measuring module, which is connected to the data transfer unit; a motion tracking camera, which is connected to the data transfer unit; and a gyroscope and an accelerometer, which are connected to the data transfer unit. The technical result achieved is an expansion in the operational capabilities of the device as a result of introducing the possibility of transferring additional data, sufficient for constructing a three-dimensional model of the environment or a nearby object, to the mobile telephone.
Description
ОПТИЧЕСКАЯ ПРИСТАВКА К МОБИЛЬНОМУ ТЕЛЕФОНУ ТИПА OPTICAL BOX TO MOBILE TELEPHONE TYPE
СМАРТФОН SMARTPHONE
Область техники, к которой относится изобретение. The technical field to which the invention relates.
Настоящее изобретение относится к области конструктивных элементов телефонных аппаратов, а более конкретно к оптическим приставкам к мобильным телефонам типа смартфон, включающим в себя корпус, на котором расположено средство крепления с мобильным телефоном, расположенную в корпусе видеокамеру, соединенную с блоком передачи данных на мобильный телефон. The present invention relates to the field of constructive elements of telephone sets, and more specifically to optical consoles for mobile phones such as a smartphone, including a housing on which fastening means with a mobile phone are located, a video camera located in the housing, connected to a data transmission unit to a mobile phone.
В настоящем описании приняты следующие термины: In the present description, the following terms are accepted:
Смартфон - телефон, дополненный функциональностью карманного персонального компьютера. A smartphone is a telephone supplemented with the functionality of a pocket personal computer.
TOF-камера - «Time of flight сатега» переводится как «Времяпролётная камера». Камера определяет дальность через скорость света, измеряя время пролёта светового сигнала, испускаемого камерой, и отражённого каждой точкой получаемого изображения. TOF-camera - “Time of flight sateg” is translated as “Time-of-flight camera”. The camera determines the range through the speed of light, measuring the time of flight of the light signal emitted by the camera, and reflected at each point of the received image.
Уровень техники. The level of technology.
В настоящее время широкое распространение получили мобильные телефоны типа смартфон, с помощью которых можно получать различные изображение окружающего пространства или предметов. Так как сами мобильные телефоны имеют небольшой размер встроенного объектива, то именно он определяет качество получаемых изображений. Для улучшения качества изображений используются внешние аксессуары, которые могут быть прикреплены и соединены с мобильным телефоном для получения дополнительных данных об окружающем пространстве или предметах, расположенных рядом. Currently, mobile phones such as a smartphone are widely used, with which you can get various images of the surrounding space or objects. Since the mobile phones themselves have a small size built-in lens, it is he who determines the quality of the resulting images. To improve the quality of images, external accessories are used, which can be attached and connected to a mobile phone to obtain additional data about the surrounding space or objects located nearby.
Известна из уровня техники оптическая приставка к мобильному телефону типа смартфон, включающая в себя корпус, на котором расположено средство крепления с мобильным телефоном, расположенную в корпусе видеокамеру, соединенную с блоком передачи данных на мобильный телефон. См патент Китая: CN203406908 (U) опубликован — 2014-01 -22, описывающий внешнюю вращающуюся камеру для мобильного телефона. A well-known from the prior art optical attachment to a mobile phone such as a smartphone, including a housing on which there is a mounting tool with a mobile phone, a video camera located in the housing, connected to the data transmission unit to the mobile phone. See China patent: CN203406908 (U) published - 2014-01-22, describing an external rotary camera for a mobile phone.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленного изобретения и взято за прототип к предлагаемому изобретению.
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет средства для передачи на мобильный телефон, а именно на расположенный внутри него процессор, дополнительных данных об окружающем пространстве или предметах, но этих данных недостаточно для того, чтобы процессор мобильного телефона мог по ним построить трехмерное изображение окружающего пространства или предметов. Действительно, для построения такого трехмерного изображения нужно иметь дополнительные данные, например, касающиеся расстояния до точек измеряемого предмета, а в данном уровне техники не раскрыта возможность получения такой информации. This device is the closest in technical essence to the claimed invention and is taken as a prototype to the proposed invention. The disadvantage of this device is that it has the means to transmit additional data about the surrounding space or objects to the mobile phone, namely the processor located inside it, but this data is not enough for the mobile phone processor to build a three-dimensional image of the environment from it space or objects. Indeed, to build such a three-dimensional image, you need to have additional data, for example, concerning the distance to the points of the measured object, and the possibility of obtaining such information is not disclosed in the prior art.
Раскрытие изобретения. Disclosure of the invention.
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить оптическую приставку к мобильному телефону типа смартфон, включающую в себя корпус, на котором расположено средство крепления с мобильным телефоном, расположенную в корпусе видеокамеру, соединенную с блоком передачи данных на мобильный телефон позволяющее, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет появления возможности передавать на мобильный телефон дополнительные данные, достаточные для построения трехмерной модели окружающего пространства или находящегося рядом предмета, что и является поставленной технической задачей. Based on this original observation, the present invention mainly aims to offer an optical set-top box for a smartphone-type mobile phone, including a housing on which mounting means with a mobile telephone are located, a video camera located in the housing, connected to a data transmission unit to the mobile telephone, at least smooth out at least one of the above disadvantages, namely, to ensure the expansion of the operational capabilities of the device due to the possibility of to transmit additional data to a mobile phone, sufficient to build a three-dimensional model of the surrounding space or a nearby object, which is the stated technical task.
Для достижения этой цели корпус выполнен с возможностью крепления непосредственно к гнезду подзарядки мобильного телефона и с возможностью соединения контактов, обеспечивающих питание приставки и одновременного соединения контактов, обеспечивающих передачу данных с блока передачи данных приставки на мобильный телефон, при этом приставка дополнительно включает в себя соединенный с блоком передачи данных модуль измерения расстояния, соединенную с блоком передачи данных камеру отслеживания движения, и соединенные с блоком передачи данных гироскоп и акселерометр. To achieve this goal, the housing is configured to be mounted directly to the recharging socket of the mobile phone and with the ability to connect contacts providing power to the set-top box and simultaneously connecting contacts providing data transfer from the data unit of the set-top box to the mobile phone, while the set-top box further includes a data transmission unit, a distance measuring module, a motion tracking camera connected to the data transmission unit, and connected to the transmission unit nnyh gyroscope and accelerometer.
Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность крепления к мобильному телефону предлагаемой оптической приставки, причем крепление осуществляется без использования дополнительных проводов за счет простого контакта не только корпусов устройств, но и за счет плотного соприкосновения контактов питания и контактов для передачи сигналов, что
является конструктивной особенностью предлагаемого устройства. И появляется возможность получения и передачи на процессор мобильного телефона дополнительной информации, позволяющей строить трехмерные модели различных объектов, как то - предметов или окружающего пространства, например, интерьера помещения. Thanks to such advantageous characteristics, it is possible to attach the proposed optical set-top box to the mobile phone, and the attachment is carried out without the use of additional wires due to the simple contact not only of the device cases, but also due to the tight contact of the power contacts and the contacts for signal transmission, which is a design feature of the proposed device. And it becomes possible to receive and transmit additional information to the mobile phone’s processor, allowing you to build three-dimensional models of various objects, such as objects or the surrounding space, for example, the interior of the room.
Существует также вариант изобретения, в котором модуль измерения расстояния выполнен в виде источника излучения и соединенной с ним камеры регистрации отраженного от объекта сигнала, выполненные с возможностью измерения расстояния до исследуемого объекта по времени задержи отраженного от объекта сигнала. There is also a variant of the invention, in which the distance measuring module is made in the form of a radiation source and a connected camera for recording a signal reflected from the object, made with the possibility of measuring the distance to the studied object from the delay time of the signal reflected from the object.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность использовать TOF-камеры для измерения расстояний от приставки до точек измеряемого объекта. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to use TOF cameras to measure distances from the set-top box to the points of the measured object.
Кроме того, можно использовать затворные камеры, работающие по технологии «Range gated imagers». Суть этой технологии в том, что перед матрицей стоит затвор. Предположим, что он у нас идеальный и работает моментально. В момент времени 0 включается освещение сцены. Затвор закрывается в момент времени t. Тогда объекты, расположенные дальше, чем t/(2 c), где с— скорость света видны не будут. Свет просто не успеет долететь до них и вернуться назад. Точка, расположенная вплотную к камере будет освещаться всё время экспозиции t и иметь яркость I. Значит, любая точка экспозиции будет иметь яркость от 0 до I, и эта яркость будет репрезентацией расстояния до точки. Чем ярче— тем ближе. Вводим в модель время закрытия затвора и поведение матрицы при этом событии, неидеальность источника освещения (для точечного источника света зависимость дальности и яркости не будет линейной), разную отражающую способность материалов. Такие камеры самые неточные, но зато самые простые и дешёвые In addition, you can use shutter cameras that operate on the technology of "Range gated imagers." The essence of this technology is that there is a shutter in front of the matrix. Suppose we have it perfect and works instantly. At time 0, the scene lighting is turned on. The shutter closes at time t. Then objects located farther than t / (2 c), where c is the speed of light, will not be visible. The light just does not have time to reach them and go back. A point located close to the camera will be illuminated throughout the exposure time t and will have a brightness I. Therefore, any exposure point will have a brightness from 0 to I, and this brightness will be a representation of the distance to the point. The brighter, the closer. We introduce the shutter closure time and the matrix behavior in this event, the non-ideal light source (for a point light source, the range and brightness will not be linear), and the different reflectivity of the materials. Such cameras are the most inaccurate, but the simplest and cheapest.
Существует также вариант изобретения, в котором источник излучения является источником лазерного излучения. There is also an embodiment of the invention in which the radiation source is a laser radiation source.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность точного измерения расстояния до точек измеряемого предмета за счет когерентности излучения и возможности точно выделять его среди других источников света. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible to accurately measure the distance to the points of the measured object due to the coherence of the radiation and the ability to accurately distinguish it from other light sources.
Существует также вариант изобретения, в котором источник излучения является источником инфракрасного излучения.
Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность точно также как и с лазерным излучением иметь возможность выделения отраженного сигнала среди других мешающих источников. Для этого моугт быть использованы используют инфракрасные светодиоды, за отраженными лучами которых и наблюдают камеры устройства через фильтры, обеспечивающие стойкость амбиентного освещения (отражение света с разных поверхностей). There is also a variant of the invention in which the radiation source is a source of infrared radiation. Thanks to this advantageous characteristic, it becomes possible, just as with laser radiation, to be able to distinguish the reflected signal from other interfering sources. For this, infrared LEDs can be used, the reflected rays of which are monitored by the device’s cameras through filters that ensure the stability of ambient lighting (light reflection from different surfaces).
Краткое описание чертежей. A brief description of the drawings.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых: Other distinguishing features and advantages of the invention clearly follow from the description below for illustration and not being restrictive, with reference to the accompanying drawings, in which:
- фигура 1 изображает внешний вид оптической приставки к мобильному телефону вместе с мобильным телефоном, согласно изобретению. - figure 1 depicts the appearance of the optical consoles to a mobile phone with a mobile phone, according to the invention.
- фигура 2 вид разъема для зарядки мобильного телефона, согласно изобретению. - figure 2 is a view of a connector for charging a mobile phone according to the invention.
- фигура 3 схематично изображает функциональную схему оптической приставки к мобильному телефону, согласно изобретению. - figure 3 schematically depicts a functional diagram of an optical set-top box to a mobile phone according to the invention.
- фигура 4 изображает этапы функционирования оптической приставки к мобильному телефону, согласно изобретению. - figure 4 depicts the stages of the operation of the optical set-top box to a mobile phone, according to the invention.
На фигуре 1 изображен вариант присоединения оптической приставки к мобильному телефону к мобильному телефону. Это может быть выполнено на защелках, которые показаны на фиг. 3 как позиция 2. Мобильный телефон изображен с задней стороны, экран показан пунктиром как 32. The figure 1 shows the option of attaching an optical set-top box to a mobile phone to a mobile phone. This can be done on the latches, which are shown in FIG. 3 as position 2. The mobile phone is shown on the back side, the screen is dotted as 32.
На фигуре 2 для примера показан стандартный разъем Micro USB тип В, который стал стандартом для большинства моделей смартфонов. На этой фигуре обозначены разъемы. Здесь GND— цепь «корпуса» для питания оптической приставки, a Vcc— +5 вольт, также для цепей питания. Figure 2 shows an example of a standard Micro USB Type B connector, which has become the standard for most smartphone models. This figure shows the connectors. Here GND is the “case” circuit for powering the optical set-top box, and Vcc is +5 volts, also for power circuits.
Данные передаются дифференциально по проводам Data- и Data+ Состояния «0» и «1 » определяются по разности потенциалов между линиями более 0,2 В. Data is transmitted differentially via Data- and Data + wires. The states “0” and “1” are determined by the potential difference between the lines of more than 0.2 V.
В общем, в данном описании подразумевается, что разъем питания телефона может быть выполнен в другом стандарте. Стандарт Micro USB тип В приведен для примера, как самый простой. In General, in this description it is understood that the power connector of the phone can be made in another standard. The Micro USB Type B standard is shown as an example, as the simplest.
Согласно фигуре 3 оптическая приставка к мобильному телефону типа смартфон, включает в себя корпус 1 , на котором расположено средство
крепления 2 с мобильным телефоном 3, расположенную в корпусе видеокамеру 4, соединенную с блоком передачи данных 5 на мобильный телефон 3. Корпус 1 выполнен с возможностью крепления непосредственно к гнезду 31 подзарядки мобильного телефона и с возможностью соединения контактов, обеспечивающих питание приставки и одновременного соединения контактов, обеспечивающих передачу данных с блока передачи данных 5 приставки на мобильный телефон 3. Для этого в корпусе есть вывод контактов 13, соответствующий гнезду 31 . According to figure 3, the optical set-top box for a smartphone-type mobile phone includes a housing 1 on which the means mounts 2 with a mobile phone 3, a video camera 4 located in the housing, connected to a data transmission unit 5 to a mobile phone 3. Housing 1 is configured to mount directly to the recharging slot 31 of the mobile phone and with the ability to connect contacts providing power to the set-top box and simultaneously connecting the contacts providing data transmission from the data transmission unit 5 of the set-top box to the mobile phone 3. For this, there is a pin output 13 in the case corresponding to socket 31.
Приставка дополнительно включает в себя соединенный с блоком передачи данных 5 модуль измерения расстояния 6, соединенную с блоком передачи данных 5 камеру отслеживания движения 7, и соединенные с блоком передачи данных 5 гироскоп 8 и акселерометр 9. The prefix further includes a distance measuring module 6 connected to the data transmission unit 5, a motion tracking camera 7 connected to the data transmission unit 5, and a gyroscope 8 and an accelerometer 9 connected to the data transmission unit 5.
Модуль измерения расстояния 6 может быть выполнен в виде источника излучения 61 и соединенной с ним камеры 62 регистрации отраженного от объекта сигнала, выполненные с возможностью измерения расстояния до исследуемого объекта по времени задержи отраженного от объекта сигнала. В качестве камеры 62 регистрации отраженного от объекта сигнала могут использоваться TOF-камеры с матрицей размером 320*240 пикселей или 640*480. The distance measuring module 6 can be made in the form of a radiation source 61 and a connected camera 62 for recording a signal reflected from the object, configured to measure the distance to the object under study by the delay time of the signal reflected from the object. As a camera 62 for recording the signal reflected from the object, TOF cameras with a matrix size of 320 * 240 pixels or 640 * 480 can be used.
Источник излучения 61 может являться источником лазерного или инфракрасного излучения. В качестве источника лазерного излучения могут использоваться бытовые лазеры небольшой мощности, которые используются в устройствах типа лазерные указки или лазерные рулетки. The radiation source 61 may be a source of laser or infrared radiation. As a source of laser radiation can be used household lasers of low power, which are used in devices such as laser pointers or laser roulettes.
Осуществление изобретения. The implementation of the invention.
Оптическая приставка к мобильному телефону работает следующим образом. (Приводится не ограничивающий применения изобретения пример осуществления). Согласно фигуре 4: The optical prefix to the mobile phone works as follows. (A non-limiting embodiment is provided). According to figure 4:
Этап А1. Предварительно производят установку предлагаемой оптической приставки на корпус мобильного телефона 3, для чего ее присоединяют непосредственно к гнезду 31 подзарядки мобильного телефона, соединяя контакты, обеспечивающие питание GND и Vcc приставки и одновременного соединяя контакты, обеспечивающие передачу данных Data- и Data+ с блока передачи данных 5 приставки на мобильный телефон 3. Stage A1. The proposed optical set-top box is pre-installed on the mobile phone case 3, for which it is connected directly to the mobile phone charging socket 31, connecting the contacts providing power to the GND and Vcc consoles and simultaneously connecting the contacts providing data and Data + data transmission from the data transmission unit 5 set-top boxes on a mobile phone 3.
Этап А2. Оптическая приставка к мобильному телефону автоматически активируется при присоединении и посылает сигнал на процессор мобильного
телефона, соответствующий готовности получать данные из окружающего пространства и передавать их на мобильный телефон 3. Stage A2. The optical prefix to the mobile phone is automatically activated upon connection and sends a signal to the mobile processor a phone corresponding to the willingness to receive data from the surrounding space and transfer it to a mobile phone 3.
Этап A3. После получения от мобильного телефона сигнала, соответствующего началу процесса построения трехмерной модели окружающего пространства или распложенного рядом предмета, оптическая приставка к мобильному телефону активирует: Stage A3. After receiving a signal from a mobile phone that corresponds to the beginning of the process of building a three-dimensional model of the surrounding space or a nearby object, the optical set-top box to the mobile phone activates:
- модуль измерения расстояния, - distance measurement module,
- камеру отслеживания движения - motion tracking camera
- гироскоп и акселерометр. - gyroscope and accelerometer.
Этап А4. Пользователь вручную производит сканирование предмета или желаемого участка окружающего пространства, например, помещения или его части. Для определенности будем далее приводить пример со сканированием предмета, а сканирование помещения, части пространства осуществляется точно также. Stage A4. The user manually scans the item or the desired area of the surrounding space, for example, a room or part thereof. For definiteness, we will further give an example with scanning an object, and scanning a room, part of a space, is carried out in exactly the same way.
Этап А5. Модуль измерения расстояний 6, который преимущественно представляет собой принимающую TOF-камеру 61 и источник лазерного излучения 62, который испускает сигнал, который может быть модулирован специальным образом, что сделано для снижения помех, и для однозначной идентификации отраженного сигнала. Например, может быть применена модуляция известными в радиофизике М-последовательностями. Stage A5. The distance measuring module 6, which is mainly a receiving TOF camera 61 and a laser source 62, which emits a signal that can be modulated in a special way, which is done to reduce interference, and to uniquely identify the reflected signal. For example, modulation may be applied with M-sequences known in radiophysics.
Этап А6. TOF-камера регистрирует отраженный модулированный сигнал, который отражается от определенной точки сканируемого предмета. По задержке отраженного сигнала вычисляют расстояние от оптического устройства до точки предмета, как деленное на два произведение времени задержки на скорость света. Stage A6. A TOF camera detects a reflected modulated signal, which is reflected from a specific point on the scanned item. From the delay of the reflected signal, the distance from the optical device to the point of the object is calculated as divided by the product of the delay time by the speed of light.
Этап А7. С помощью расположенных на оптическом устройстве гироскопа и акселерометра получают информацию: Stage A7. Using the gyroscope and accelerometer located on the optical device, information is obtained:
- о пространственном положении самого мобильного телефона, - about the spatial position of the mobile phone itself,
- об углах лазерных лучей в неподвижной системе координат. - about the angles of laser beams in a fixed coordinate system.
Этап А8. С помощью камеры отслеживания движения отслеживают перемещение лазерного пятна. Stage A8. A motion tracking camera tracks the movement of the laser spot.
Этап А9. С помощью блока передачи данных 5, через соединение контактов корпуса приставки через гнездо 31 подзарядки мобильного телефона с контактами мобильного телефона, передают сигналы на процессор мобильного телефона, где уже и создают Зй-изображение по принципу триангуляции с учетом
известности местоположения оптической приставки в неподвижной системе координат. То есть все данные в совокупности позволяют передать необходимые данные в процессор мобильного телефона и, таким образом, за счет использования оптической приставки становится возможным произвести трехмерную реконструкцию исследуемого предмета и построить его трехмерную модель. Stage A9. Using the data transfer unit 5, through the connection of the contacts of the set-top box body through the socket 31 of the recharging of the mobile phone with the contacts of the mobile phone, signals are transmitted to the processor of the mobile phone, where they already create a Zy image according to the principle of triangulation taking into account the popularity of the location of the optical set-top box in a fixed coordinate system. That is, all the data in total allows you to transfer the necessary data to the processor of the mobile phone and, thus, through the use of an optical set-top box, it becomes possible to make a three-dimensional reconstruction of the subject under study and build its three-dimensional model.
Таким образом с помощью предлагаемого устройства обычный мобильный телефон пользователя типа смартфон, который работает на стандартной платформе типе Android или IOS, может сканировать предметы или часть окружающего пространства и строить их трехмерные модели. Thus, using the proposed device, a regular mobile phone of a user such as a smartphone that runs on a standard platform such as Android or IOS can scan objects or part of the surrounding space and build their three-dimensional models.
Приведенные варианты осуществления изобретения являются примерными и позволяют добавлять новые варианты или модифицировать описанные. Например, использовать этапы выборочно, переставлять. The above embodiments of the invention are exemplary and allow you to add new options or modify the described. For example, use stages selectively, rearrange.
Промышленная применимость. Industrial applicability.
Предлагаемая оптическая приставка к мобильному телефону имеет ясное предназначение, может быть осуществлено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включённого в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» и критерию «полнота раскрытия» для изобретения. The proposed optical prefix to the mobile phone has a clear purpose, can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose. The possibility of being implemented by a specialist in practice follows from the fact that for each feature included in the claims on the basis of the description, the material equivalent is known, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" and the criterion of "completeness of disclosure" for the invention are met.
В соответствии с изобретением заявителем был изготовлен опытный образец оптической приставки к мобильному телефону, которая была выполнена на базе стандартных микропроцессоров и модулей памяти, проводных и беспроводных соединений. In accordance with the invention, the applicant made a prototype optical consoles to a mobile phone, which was made on the basis of standard microprocessors and memory modules, wired and wireless connections.
Опытная эксплуатация данного устройства показала, что с его помощью возможно осуществлять: The pilot operation of this device showed that with its help it is possible to carry out:
- измерение расстояний от оптической приставки до исследуемого объекта, - measurement of distances from the optical set-top box to the studied object,
- измерение углов, - measurement of angles,
- измерение положения в пространстве самой оптической приставки,
- передачу всех полученных данных на мобильный телефон с возможностью последующей обработки всех полученных данных и построения трехмерных моделей сканируемых объектов. - measuring the position in space of the optical set-top box itself, - transfer of all received data to a mobile phone with the possibility of subsequent processing of all received data and the construction of three-dimensional models of scanned objects.
Таким образом, за счет вышеуказанных эффектов и достигается заявленный технический результат, а именно: расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет появления возможности передавать на мобильный телефон дополнительные данные, достаточные для построения трехмерной модели окружающего пространства или находящегося рядом предмета. Thus, due to the above effects, the claimed technical result is achieved, namely: expanding the operational capabilities of the device due to the possibility of transmitting additional data to a mobile phone, sufficient to build a three-dimensional model of the surrounding space or an object nearby.
Предлагается использовать оптическую приставку для построения трехмерных моделей предметов, моделирование мест и планировки, в индустрии развлечений для создания цифровых Зй-моделей в кинематографе и видеоиграх.
It is proposed to use an optical prefix for constructing three-dimensional models of objects, modeling places and layouts, in the entertainment industry to create digital 3D models in cinema and video games.
Claims
1 . Оптическая приставка к мобильному телефону типа смартфон, включающая в себя корпус, на котором расположено средство крепления с мобильным телефоном, расположенную в корпусе видеокамеру, соединенную с блоком передачи данных на мобильный телефон, отличающаяся тем, что корпус выполнен с возможностью крепления непосредственно к гнезду подзарядки мобильного телефона и с возможностью соединения контактов, обеспечивающих питание приставки и одновременного соединения контактов, обеспечивающих передачу данных с блока передачи данных приставки на мобильный телефон, при этом приставка дополнительно включает в себя соединенный с блоком передачи данных модуль измерения расстояния, соединенную с блоком передачи данных камеру отслеживания движения, и соединенные с блоком передачи данных гироскоп и акселерометр. one . An optical set-top box for a smartphone-type mobile phone, including a housing on which mounting means with a mobile telephone is located, a video camera located in the housing, connected to a data transmission unit to a mobile telephone, characterized in that the housing is adapted to be mounted directly to a mobile charging socket a telephone and with the ability to connect contacts providing power to the set-top box and simultaneously connecting contacts providing data transfer from the data transfer unit of the The device also includes a distance measuring module connected to the data transmission unit, a motion tracking camera connected to the data transmission unit, and a gyroscope and an accelerometer connected to the data transmission unit.
2. Оптическая приставка к мобильному телефону по п.1 , отличающееся тем, что модуль измерения расстояния выполнен в виде источника излучения и соединенной с ним камеры регистрации отраженного от объекта сигнала, выполненные с возможностью измерения расстояния до исследуемого объекта по времени задержи отраженного от объекта сигнала. 2. The optical prefix to a mobile phone according to claim 1, characterized in that the distance measuring module is made in the form of a radiation source and a connected camera for recording the signal reflected from the object, made with the possibility of measuring the distance to the studied object from the delay time of the signal reflected from the object .
3. Оптическая приставка к мобильному телефону по п.2, отличающееся тем, что источник излучения является источником лазерного излучения. 3. The optical prefix to the mobile phone according to claim 2, characterized in that the radiation source is a source of laser radiation.
4. Оптическая приставка к мобильному телефону по п.2, отличающееся тем, что источник излучения является источником инфракрасного излучения.
4. The optical prefix to a mobile phone according to claim 2, characterized in that the radiation source is a source of infrared radiation.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015122810 | 2015-06-15 | ||
| RU2015122810 | 2015-06-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016204658A1 true WO2016204658A1 (en) | 2016-12-22 |
Family
ID=57545509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2016/050019 WO2016204658A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-06-13 | Optical attachment for a smartphone-type mobile telephone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2016204658A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030202089A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-10-30 | Yodea | System and a method of three-dimensional modeling and restitution of an object |
| RU2251221C2 (en) * | 2000-02-29 | 2005-04-27 | Киосера Корпорейшн | Portable data terminal, digital camera for portable data terminal and system, consisting of portable data terminal and digital camera |
| US20120194517A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Microsoft Corporation | Using a Three-Dimensional Environment Model in Gameplay |
| US20130150122A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Charles J. Kulas | Dedicated camera functions for host devices |
| KR20140028536A (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-10 | 엘지전자 주식회사 | Apparatus and method of generating depth image |
-
2016
- 2016-06-13 WO PCT/RU2016/050019 patent/WO2016204658A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2251221C2 (en) * | 2000-02-29 | 2005-04-27 | Киосера Корпорейшн | Portable data terminal, digital camera for portable data terminal and system, consisting of portable data terminal and digital camera |
| US20030202089A1 (en) * | 2002-02-21 | 2003-10-30 | Yodea | System and a method of three-dimensional modeling and restitution of an object |
| US20120194517A1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Microsoft Corporation | Using a Three-Dimensional Environment Model in Gameplay |
| US20130150122A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Charles J. Kulas | Dedicated camera functions for host devices |
| KR20140028536A (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-10 | 엘지전자 주식회사 | Apparatus and method of generating depth image |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10244222B2 (en) | Triangulation scanner and camera for augmented reality | |
| US11889046B2 (en) | Compact, low cost VCSEL projector for high performance stereodepth camera | |
| US10089789B2 (en) | Coordinate measuring device with a six degree-of-freedom handheld probe and integrated camera for augmented reality | |
| US10129377B2 (en) | Integrated structure including image capture and depth sensing components | |
| CN110337598B (en) | Single frequency time-of-flight depth computation using stereo disambiguation | |
| KR102494681B1 (en) | Camera assembly and Electronic device having the same | |
| KR102130187B1 (en) | Active stereo with satellite device or devices | |
| US10021379B2 (en) | Six degree-of-freedom triangulation scanner and camera for augmented reality | |
| US9596440B2 (en) | Scanning laser planarity detection | |
| JP2021170007A (en) | Method and apparatus for acquisition and fusion of multiple technology depth map | |
| JP7376618B2 (en) | Control method of electronic equipment and electronic equipment | |
| CN114830030A (en) | System and method for capturing and generating panoramic three-dimensional images | |
| JP2016142562A (en) | Method of measuring distance or area using portable device and beam projection device | |
| WO2016025358A1 (en) | A six degree-of-freedom triangulation scanner and camera for augmented reality | |
| RU157466U1 (en) | OPTICAL BOX TO MOBILE PHONE TYPE SMARTPHONE | |
| WO2016204658A1 (en) | Optical attachment for a smartphone-type mobile telephone | |
| US20220321780A1 (en) | Systems and Methods for Capturing and Generating Panoramic Three-Dimensional Models and Images | |
| ES2812851T3 (en) | Preview device | |
| CN111289989B (en) | Method and device for determining rotation parameters for conversion between coordinate systems | |
| JP6868167B1 (en) | Imaging device and imaging processing method | |
| CN114731362A (en) | Electronic device including camera and method thereof | |
| KR20210048725A (en) | Method for controlling camera and electronic device therefor | |
| JP2019133112A (en) | Imaging device and method for controlling imaging device | |
| KR102179432B1 (en) | Method and apparatus for detecting three-dimensional informaion | |
| TW201621264A (en) | Method for measuring distance or area by mobile device combined with beam projector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16812034 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16812034 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |