udviklingen af digitale kameraer – en Patenthistorie
Steve Sasson, opfinder af det digitale kamera, modtager National Medal of Science fra præsident Obama den 11/17/2010.
for næsten 40 år siden udviklede en ung elektroingeniør, der arbejdede på Eastman Kodaks kontorer i Rochester, NY, et produkt, der ville forbedre hele fotograferingsverdenen. Siden den tid er teknologien eksploderet på forbrugermarkeder og har spredt sig ind i vores daglige liv, fra kamerakomponenter inkluderet i smartphones til højkvalitets megapikselsystemer, der leverer professionelle billeder. Alt dette kom til at være takket være udviklingen af lysfølsomme halvlederenheder, der er i stand til at lagre og transmittere lyseksponeringsoplysninger for at skabe et digitalt billede.
Vi vil gerne regelmæssigt vende tilbage til vores Evolution of Technology-serie for at detaljere udviklingen af en populær forbrugerteknologi gennem årene. I dag, med vores nylige fokus på patenter udstedt til virksomheder, der udvikler digitale fotograferingsprodukter, ønskede vi at dykke lidt dybere ind for at se på udviklingshistorien inden for dette teknologiområde. Kronologien for digital fotograferingsudvikling omfatter etableringen af JPEG-billedstandarden og udviklingen af flydende krystalskærme. Det følger også nøje nedgangen i en stor amerikansk udvikler af billeddannelsesprodukter og det efterfølgende skift i hele fotograferingsmarkedet.
tidlige digitale billeddannelsesteknologier
den tidligste udvikling, der udråbes som en tidlig harbinger af digital fotografering, er opfindelsen af den digitale billedscanner af Russell A. Kirsch, en af de tidlige fædre til computing. I 1957 oprettede han et roterende tromleapparat og billedscanningsprogrammering til Standards Eastern Automatic Computer, verdens første internt programmerbare computer, som han udviklede sammen med kolleger, mens han arbejdede på National Bureau of Standards. Det første scannede billede, et fem centimeter med fem centimeter billede af Kirschs søn, målte kun 176 billedpunkter langs enhver side.
lidt mere end et årti senere, i 1969, blev charge-coupled device (CCD) oprettet på at& T Bell Labs af fælles opfindere Vilard Boyle og George E. Smith. Halvlederenheden var i stand til at indsamle data fra fotoelektriske sensorer og derefter overføre denne ladning til en anden lagringskondensator. Da dataene blev transmitteret, blev de analoge data fra den lysfølsomme chip omdannet til et digitalt gitter, der kunne gengive et billede fra disse data. Interessant nok er der nogle rapporter om, at denne opfindelse, som lagde grunden til digital fotografering, blev udtænkt i løbet af en time; historien går, at Boyle og Smith designet innovationen under pres for at få deres afdelingsfinansiering skåret af at&T Bell Labs.3858232, udstedt i December 1974 til Bell Telephone Laboratories Inc. under titlen Informationslagringsenheder, beskyttet et ladningsoverførselsapparat designet til opbevaring og seriel overførsel af ladebærere, som indeholder billedinformation. Dette patent viser både Boyle og Smith som opfindere. Bell Laboratories var rammen om endnu mere udvikling inden for tidlige digitale billeddannelsesteknologier. I April 1978 udstedte USPTO US Patent No. 4085456, med titlen Charge Transfer Imaging Devices, til Bell Labs. Dette patent beskyttede en billeddannelsesenhed til opladningsområdet designet til solid state-billeddannelsesteknologier, som er mere omkostningseffektiv, samtidig med at man forhindrer udtværingsafvigelser skabt af lignende billedoptagelsesenheder. Opfundet af Michael Francis Tompsett, denne teknologi modtog et patent seks år efter, at ansøgningen først blev indgivet, et tidsrum, der omfatter et stort skridt mod moderne digital fotografering.
Steve Sasson og Kodaks digitale fotografering
Steve Sasson i Det Hvide Hus, 11/17/2010
i 1973 var Steve Sasson en ung ingeniør ansat af Eastman Kodak, en af de største få elektriske ingeniører ansat af et firma, der var meget mere kendt for sin mekaniske og Kemitekniske udvikling på det tidspunkt. Tidligt blev Sasson tildelt et projekt for at undersøge mulighederne for en ladekoblet enhed oprettet af Fairchild Semiconductor som kunne gemme og transmittere billedinformation i en størrelse på 100 billedpunkter med 100 billedpunkter.
i December 1975 byggede Sasson en prototype til et fungerende kamera ved hjælp af CCD, bestående af en linse fra et otte millimeter filmkamera, en analog til digital konverter fra en Motorola digital voltmeter og en digital-data kassettebåndoptager til lagring af billeddata. Ved hjælp af denne samling kunne Sasson og andre Kodak-forskere fange et billede og optage det på en kassette inden for 23 sekunder.
Sassons innovation kan ses i den teknologi, der er beskrevet i US Patent No. 4131919, som har titlen Electronic Still Camera, udstedt i December 1978. Dette patent, der viser en medopfinder, Gareth A. Lloyd, beskytter et elektronisk stillkamera, der indeholder en solid state-lysresponsiv enhed til fremstilling af signaler, der indikerer optiske billeder, samt midlerne til registrering af signaldata på et ikke-flygtigt medium i realtid. Strømhastigheden for billedsignalet sænkes, mens det transmitteres, hvilket gør det muligt at skrive billeddata på et billigt optagemedium som audiograde magnetbånd.
fra US Patent No. 4131919, med titlen ” elektronisk stillkamera.”selvom Kodak var ansvarlig for den tidlige udvikling af digital fotografering, blev den stort set dræbt af sin egen oprettelse, da selskabet ikke kunne reagere så hurtigt som andre udviklere af digital fotografering i 1990′ erne og begyndelsen af 2000 ‘ erne. Sasson mente personligt, at digitale kameraer skulle opnå en opløsning på mindst to millioner billedpunkter, før de virkelig blev accepteret som en levedygtig mulighed for filmfotografering, og Kodak besluttede at fokusere på at fortsætte med at sælge sine populære filmprodukter i stedet for at udvikle digitale fotograferingsprodukter til at konkurrere mod sine egne filmversioner.
tidlige forbrugermodeller: Fra Apple til Canon til Nikon
i slutningen af 1980 ‘ erne begyndte nogle få virksomheder at komme ind på markedet for digital fotografering og komme ind i en forbrugersektor, hvor nogle så muligheden for at underminere Kodaks førende markedsposition inden for forbrugerkameraer. Det første digitale kamera, der var tilgængeligt i USA, var Dycam Model 1; afsløret i 1990 var det i stand til at optage billeder med en maksimal opløsning på 376 billedpunkter med 240 billedpunkter.
et par udviklinger omkring dette tidspunkt muliggjorde yderligere spredning af digitale kameraer på forbrugermarkederne. Først i 1992 udviklede den fælles fotografiske ekspertgruppe den første codec til billedkomprimering, som vi i dag kender som JPEG-billedfilformat. Et solid state-hukommelseskort måtte også udvikles for at forbedre lagerkapaciteten på magnetbånd og disketter, der blev brugt af tidligere digitale kamerasystemer.
Ved hjælp af Kodaks teknologi frigav Apple det hurtige 100 digitalkamera, der anses for at være det første bredt tilgængelige digitalkamera, der markedsføres til forbrugere i USA. Hurtigtake 100 havde en maksimal opløsning på 640 billedpunkter med 480 billedpunkter, optagne billeder i 24-bit farve og kunne gemme op til 24 fotos. Kodak havde udviklet nogle digitale kamerasystemer til brug sammen med Nikon kamerahuse et par år tidligere, men disse systemer kostede omkring $20.000 og krævede en ensartet kabelforbindelse til et harddisksystem.
fra US Patent No. 5612732, med titlen ” Portable Compact Imaging and Displaying apparatur med drejeligt kamera.”
innovationer inden for digitalkamera-og billedvisningsteknologier ville ske hvert par år efter, at produktet blev kommercielt tilgængeligt. Udviklingen af LCD-skærme (LCD) gjorde det muligt for kameraejere hurtigt at gennemgå billeder, der netop er taget. Casio 10, udgivet i 1995, var den første forbruger digitalkamera herunder en af disse LCD-skærme. I marts 1997 tildelte USPTO det amerikanske Patent nr.5612732 med titlen bærbar kompakt billeddannelse og visning af apparater med drejeligt kamera til Casio Computer Co. Det beskytter et billeddannelsesapparat, der kan lommes, med en LCD-skærm, der er i stand til at vise billeder, der findes på et kameras lagerenhed.
oprettelsen af digitale spejlreflekskameraer (spejlreflekskameraer) er bemærkelsesværdig for kvaliteten af digitale billeder oprettet af kameraer, der bruger linser, der er beregnet til at replikere kvaliteten af 35 millimeter film. Det er også bemærkelsesværdigt for den måde, hvorpå det har sat det nuværende marked for digital fotografering, i øjeblikket domineret af Canon og Nikon. Nikon D1 blev først udgivet i 1999 med en opløsning på 2.000 billedpunkter med 1.312 billedpunkter, og Canon fulgte hurtigt efter med EOS D30 i 2000, som kunne tage billeder, der måler 2.160 billedpunkter med 1.440 billedpunkter. Et af de tidligere digitale spejlreflekskamera-relaterede patenter, vi kunne finde, var US Patent No. 6731341, med titlen elektronisk stillkamera med kabinet indeholdende billedoptagelse. Det blev udstedt til Nikon Corporation i maj 2004 og beskytter et digitalt spejlreflekskamera med en forbedret konfiguration for at kompensere for en forkert vægtbalance skabt af de elektroniske komponenter, hvilket gør tidligere versioner besværlige at holde og betjene.
nuværende teknologier
digitale kameraer og relaterede billeddannelsesteknologier er stadig i en periode med robust udvikling blandt en flerhed af virksomheder fra hele verden. Vores virksomheder, Vi følger serien, var opmærksomme på digitale fotograferingsinnovationer fra Canon og Nikon, to af de nuværende ledere på dette område. I dag ser vi på den bredere verden af digital fotografering udvikling for at finde endnu mere innovation, som kan være af stor interesse for vores læsere.
vi bemærkede en række patenter på dette område, som for nylig er blevet tildelt Samsung, en global leder inden for elektronisk enhedsudvikling. En spændende ansigtsgenkendelsesteknologi til produktion af skarpere ansigtsbilleder af digitale kameraer er beskrevet i US Patent No. 8786760, der har titlen digitalt Fotograferingsapparat og metode ved hjælp af ansigtsgenkendelsesfunktion. Tildelt til Samsung Electronics Co., dette patent beskytter et digitalt kamera, der består af en ansigtsgenkendelsesenhed til identifikation af en flerhed af ansigter, og en autofokusindstillingsenhed til oprettelse af autofokusområder til flere grupper af ansigter.
fra US Patent nr. 8786760, med titlen ” digitalt Fotograferingsapparat og metode ved hjælp af ansigtsgenkendelsesfunktion.”
vi bemærkede også en anden Samsung-teknologi rettet mod at skabe billeder af højere kvalitet, beskyttet af US Patent No. 8786749, med titlen digitalt Fotograferingsapparat til visning af et ikon svarende til en Emnefunktion og metode til at kontrollere det samme. Dette patent beskytter et digitalt fotograferingsapparat, der er i stand til at detektere Ansigtsbehandling, kjole og andre funktioner i et motiv og viser et ikon, der informerer en kamerabruger om, at et motiv er tilstrækkeligt stillet til et billede.
fra US Patent No. 8786749, med titlen “digitalt Fotograferingsapparat til visning af et ikon svarende til en Emnefunktion og metode til styring af det samme.”
som vi har set i vores tidligere dækning på Nikon, har udskiftelige objektiver været et voksende udviklingsområde i de seneste måneder. US Patent nr. 8786956 beskytter et objektivsystem designet til at være kompakt nok til brug i udskiftelige objektivsystemer til spejlløse kameraer med udskifteligt objektiv samt digitale videooptagere. Dette patent blev tildelt optik-og billeddannelsesfirmaet Konica Minolta Advanced Layers, Inc. af Tokyo, Japan. Mere innovation inden for udskiftelige linser kan ses i US Patent No. 8867145, med titlen Forstørrelseslinsesystem, udskifteligt Objektivapparat og kamerasystem. Det er udstedt til Panasonic Corporation i Osaka, Japan, og beskytter et forstørrelseslinsesystem, der omfatter fire objektivenheder, som hver har enten en positiv eller en negativ optisk effekt. Det udskiftelige linsesystem ifølge denne opfindelse er designet til at være så lille og let som muligt for optimal bærbarhed og samtidig opretholde fremragende billeddannelsesydelse.