Steve Sasson, Erfinder der Digitalkamera, erhält am 17.11.2010 die National Medal of Science von Präsident Obama.

Vor knapp 40 Jahren entwickelte ein junger Elektroingenieur, der in den Büros von Eastman Kodak in Rochester, NY, arbeitete, ein Produkt, das die gesamte Welt der Fotografie auf den Kopf stellen würde. Seit dieser Zeit ist die Technologie in den Verbrauchermärkten explodiert und hat sich in unserem täglichen Leben verbreitet, von Kamerakomponenten in Smartphones bis hin zu hochwertigen Megapixel-Systemen, die professionelle Bilder liefern. All dies ist auf die Entwicklung lichtempfindlicher Halbleiterbauelemente zurückzuführen, die in der Lage sind, Belichtungsinformationen zu speichern und zu übertragen, um ein digitales Bild zu erstellen.

In regelmäßigen Abständen kehren wir regelmäßig zu unserer Reihe Evolution of Technology zurück, um die Entwicklung einer beliebten Verbrauchertechnologie im Laufe der Jahre detailliert darzustellen. Mit unserem jüngsten Fokus auf Patente, die an Unternehmen vergeben wurden, die Produkte für die digitale Fotografie entwickeln, wollten wir heute etwas tiefer in die Entwicklungsgeschichte dieses Technologiebereichs eintauchen. Die Chronologie der Entwicklung der digitalen Fotografie umfasst die Etablierung des JPEG-Bildstandards und die Entwicklung von Flüssigkristallbildschirmen. Es folgt auch eng dem Niedergang eines großen amerikanischen Entwicklers von Bildgebungsprodukten und der anschließenden Verschiebung des gesamten Fotomarktes.

Frühe digitale Bildgebungstechnologien

Die früheste Entwicklung, die als früher Vorbote der digitalen Fotografie angepriesen wird, ist die Erfindung des digitalen Bildscanners von Russell A. Kirsch, einem der frühen Väter des Computers. 1957 schuf er einen rotierenden Trommelapparat und eine Bildabtastprogrammierung für den Standards Eastern Automatic Computer, den weltweit ersten intern programmierbaren Computer, den er mit Kollegen während seiner Arbeit am National Bureau of Standards entwickelte. Das erste gescannte Bild, ein fünf Zentimeter mal fünf Zentimeter großes Bild von Kirschs Sohn, maß nur 176 Pixel entlang jeder Seite.Etwas mehr als ein Jahrzehnt später, 1969, wurde das Charge-Coupled Device (CCD) bei&T Bell Labs von den gemeinsamen Erfindern Willard Boyle und George E. Smith entwickelt. Das Halbleiterbauelement war in der Lage, Daten von photoelektrischen Sensoren zu sammeln und diese Ladung dann auf einen zweiten Speicherkondensator zu übertragen. Während die Daten übertragen wurden, wurden die analogen Daten vom lichtempfindlichen Chip in ein digitales Raster umgewandelt, das aus diesen Daten ein Bild rendern konnte. Interessanterweise gibt es einige Berichte, dass diese Erfindung, die den Grundstein für die digitale Fotografie legte, im Laufe einer Stunde konzipiert wurde; Die Geschichte besagt, dass Boyle und Smith die Innovation unter dem Druck entworfen haben, ihre Abteilungsfinanzierung um&T Bell Labs zu kürzen.3858232, ausgestellt im Dezember 1974 an Bell Telephone Laboratories Inc. unter dem Titel Informationsspeichervorrichtungen ist eine Ladungstransfervorrichtung zum Speichern und seriellen Übertragen von Ladungsträgern, die Pixelinformationen enthalten, geschützt. Dieses Patent listet sowohl Boyle als auch Smith als Erfinder auf. Bell Laboratories war die Einstellung für noch mehr Entwicklung in den frühen digitalen Bildgebungstechnologien. Im April 1978 erteilte das USPTO Bell Labs das US-Patent Nr. 4085456 mit dem Titel Charge Transfer Imaging Devices. Dieses Patent schützte eine Ladungsübertragungsbereichsabbildungsvorrichtung, die für Festkörperabbildungstechnologien entwickelt wurde, die kostengünstiger ist und gleichzeitig Verschmierungsaberrationen verhindert, die durch ähnliche Bilderfassungsvorrichtungen erzeugt werden. Erfunden von Michael Francis Tompsett, erhielt diese Technologie ein Patent sechs Jahre nach der ersten Anmeldung eingereicht wurde, eine Zeitspanne, die einen großen Schritt in Richtung moderne digitale Fotografie umfasst.

Steve Sasson und die Digitalfotografie von Kodak

Steve Sasson im Weißen Haus, 17.11.2010

Steve Sasson war 1973 ein junger Ingenieur, der von Eastman Kodak eingestellt wurde, einem der wenigen Elektroingenieure, die von einem Unternehmen beschäftigt war zu dieser Zeit viel bekannter für seine Maschinenbau- und Chemieingenieurentwicklungen. Schon früh erhielt Sasson den Auftrag, die Fähigkeiten eines von Fairchild Semiconductor entwickelten ladungsgekoppelten Bauelements zu untersuchen, das Bildinformationen in einer Größe von 100 x 100 Pixel speichern und übertragen kann.Im Dezember 1975 baute Sasson einen Prototyp für eine funktionierende Kamera mit CCD, bestehend aus einem Objektiv einer Acht-Millimeter-Filmkamera, einem Analog-Digital-Wandler eines Motorola-Digitalvoltmeters und einem digitalen Datenkassettenrekorder zum Speichern von Bilddaten. Mit dieser Baugruppe konnten Sasson und andere Kodak-Forscher innerhalb von 23 Sekunden ein Bild aufnehmen und auf eine Kassette aufnehmen.Die Innovation von Sasson zeigt sich in der Technologie, die im US-Patent Nr. 4131919 mit dem Titel Electronic Still Camera vom Dezember 1978 offenbart ist. Dieses Patent, das einen Miterfinder, Gareth A. Lloyd, auflistet, schützt eine elektronische Standbildkamera, die eine festkörperlichtempfindliche Vorrichtung zur Erzeugung von Signalen enthält, die optische Bilder anzeigen, sowie die Mittel zur Aufzeichnung von Signaldaten auf einem nichtflüchtigen Medium in Echtzeit. Die Streamrate des Bildsignals wird während der Übertragung verlangsamt, so dass Bilddaten auf ein kostengünstiges Aufzeichnungsmedium wie Audiograde-Magnetband geschrieben werden können.

Aus dem US-Patent Nr. 4131919 mit dem Titel „Electronic Still Camera.“

Obwohl Kodak für die frühe Entwicklung der digitalen Fotografie verantwortlich war, wurde es weitgehend durch seine eigene Kreation getötet, als das Unternehmen nicht so schnell reagieren konnte wie andere Entwickler der digitalen Fotografie in den 1990er und frühen 2000er Jahren. Sasson persönlich glaubte, dass Digitalkameras eine Auflösung von mindestens zwei Millionen Pixeln erreichen müssten, bevor sie wirklich als praktikable Option für die Filmfotografie akzeptiert würden, und Kodak beschloss, sich darauf zu konzentrieren, weiterhin seine beliebten Filmprodukte zu verkaufen, anstatt digitale Fotografieprodukte zu entwickeln, um gegen seine eigenen Filmversionen zu konkurrieren.

Frühe Verbrauchermodelle: Von Apple über Canon bis Nikon

Ende der 1980er Jahre begannen einige Unternehmen, in den Markt der digitalen Fotografie einzusteigen und in einen Verbrauchersektor einzusteigen, in dem einige die Gelegenheit sahen, Kodaks führende Marktposition bei Verbraucherkameras zu untergraben. Die erste in den USA erhältliche Digitalkamera war das Dycam Model 1; 1990 vorgestellt, konnte es Bilder mit einer maximalen Auflösung von 376 x 240 Pixel aufnehmen.

Einige Entwicklungen um diese Zeit ermöglichten die weitere Verbreitung von Digitalkameras in den Verbrauchermärkten. Zunächst entwickelte die Joint Photographic Experts Group 1992 den ersten Codec für die Bildkomprimierung, den wir heute als JPEG-Bilddateiformat kennen. Es musste auch eine Solid-State-Speicherkarte entwickelt werden, um die Speicherkapazität von Magnetbändern und Disketten, die von früheren Digitalkamerasystemen verwendet wurden, zu verbessern.Mit der Technologie von Kodak veröffentlichte Apple die QuickTake 100 Digitalkamera, die als erste weit verbreitete Digitalkamera für Verbraucher in den USA gilt. Der QuickTake 100 hatte eine maximale Auflösung von 640 x 480 Pixel, nahm Bilder in 24-Bit-Farbe auf und konnte bis zu 24 Fotos speichern. Kodak hatte einige Jahre zuvor einige Digitalkamerasysteme für die Verwendung in Verbindung mit Nikon-Kameragehäusen entwickelt, aber diese Systeme kosteten rund 20.000 US-Dollar und erforderten eine konsistente Kabelverbindung zu einem Festplattensystem.

Aus dem US-Patent Nr. 5612732 mit dem Titel „Portable Compact Imaging and Displaying Apparatus with Rotatable Camera.“

Innovationen bei Digitalkamera- und Bildanzeigetechnologien würden alle paar Jahre nach der Markteinführung des Produkts eintreten. Die Entwicklung von LCD-Bildschirmen (Liquid Crystal Display) ermöglichte es Kamerabesitzern, Bilder, die gerade aufgenommen wurden, schnell zu überprüfen. Die 1995 erschienene Casio QV-10 war die erste Consumer-Digitalkamera mit einem dieser LCD-Bildschirme. Im März 1997 übertrug das USPTO das US-Patent Nr. 5612732 mit dem Titel Portable Compact Imaging and Displaying Apparatus with Rotatable Camera an Casio Computer Co. Es schützt ein taschentaugliches Bildgebungsgerät mit einem LCD-Bildschirm, der Bilder anzeigen kann, die auf dem Speichergerät einer Kamera gefunden wurden.

Die Entwicklung digitaler Spiegelreflexkameras zeichnet sich durch die Qualität digitaler Bilder aus, die von Kameras mit Objektiven erstellt werden, die die Qualität von 35-Millimeter-Filmen reproduzieren sollen. Es ist auch bemerkenswert für die Art und Weise, wie es den aktuellen Markt für digitale Fotografie bestimmt hat, der derzeit von Canon und Nikon dominiert wird. Die Nikon D1 wurde erstmals 1999 mit einer Auflösung von 2.000 x 1.312 Pixel veröffentlicht, und Canon folgte schnell mit der EOS D30 im Jahr 2000, die Bilder mit einer Größe von 2.160 x 1.440 Pixel aufnehmen konnte. Eines der früheren Patente für digitale Spiegelreflexkameras, die wir finden konnten, war das US-Patent Nr. 6731341 mit dem Titel Electronic Still Camera with Casing Containing Image-Capturing. Es wurde im Mai 2004 an die Nikon Corporation herausgegeben und schützt eine digitale Spiegelreflexkamera mit einer verbesserten Konfiguration, um ein falsches Gewichtsgleichgewicht auszugleichen, das durch die elektronischen Komponenten verursacht wird und das Halten und Bedienen früherer Versionen umständlich macht.

Aktuelle Technologien

Digitalkameras und verwandte Bildgebungstechnologien befinden sich bei einer Vielzahl von Unternehmen aus der ganzen Welt noch in einer Phase robuster Entwicklung. In der vergangenen Woche haben unsere Unternehmen, denen wir folgen, auf IPWatchdog auf Innovationen in der Digitalfotografie von Canon und Nikon geachtet, zwei der derzeit führenden Unternehmen auf diesem Gebiet. Heute schauen wir uns die weitere Welt der digitalen Fotografie an, um noch mehr Innovationen zu finden, die für unsere Leser von großem Interesse sein könnten.

Wir haben eine Vielzahl von Patenten in diesem Bereich festgestellt, die kürzlich Samsung, einem weltweit führenden Unternehmen in der Entwicklung elektronischer Geräte, verliehen wurden. Eine faszinierende Gesichtserkennungstechnologie zur Erzeugung schärferer Gesichtsbilder durch Digitalkameras ist im US-Patent Nr. 8786760 offenbart, das den Titel Digital Photographing Apparatus and Method Using Face Recognition Function trägt. Zugewiesen an Samsung Electronics Co. Dieses Patent schützt eine Digitalkamera, die aus einer Gesichtserkennungseinheit zum Identifizieren einer Vielzahl von Gesichtern und einer Autofokusbereichseinstellungseinheit zum Erstellen von Autofokuszonen für mehrere Gruppen von Gesichtern besteht.

Aus dem US-Patent Nr. 8786760, mit dem Titel „Digital Photographing Apparatus and Method Using Face Recognition Function.“

Wir haben auch eine andere Samsung-Technologie bemerkt, die darauf abzielt, Bilder von höherer Qualität zu erzeugen, die durch das US-Patent Nr. 8786749 mit dem Titel Digital Photographing Apparatus for Displaying an Icon Corresponding to a Subject Feature and Method of Controlling the Same . Dieses Patent schützt ein digitales Fotografiergerät, das in der Lage ist, Gesichts-, Kleidungs- und andere Merkmale in einem Motiv zu erkennen, und zeigt ein Symbol an, das einen Kamerabenutzer darüber informiert, dass ein Motiv für ein Bild angemessen posiert ist.

Aus dem US-Patent Nr. 8786749 mit dem Titel „Digital Photographing Apparatus for Displaying an Icon Corresponding to a Subject Feature and Method of Controlling the Same.“

Wie wir in unserer vorherigen Berichterstattung über Nikon gesehen haben, waren Wechselobjektive in den letzten Monaten ein wachsendes Entwicklungsfeld. US-Patent Nr. 8786956, mit dem Titel Zoom Lens System, Imaging Optical Device, and Digital Appliance, ist ein Zoomobjektivsystem, das kompakt genug für die Verwendung in Wechselobjektivsystemen für spiegellose Wechselobjektivkameras sowie digitale Videorecorder ausgelegt ist. Dieses Patent wurde dem Optik- und Imaging-Unternehmen Konica Minolta Advanced Layers, Inc. von Tokio, Japan. Weitere Innovationen bei Wechselobjektiven sind im US-Patent Nr. 8867145 mit dem Titel Zoomobjektivsystem, Wechselobjektivvorrichtung und Kamerasystem zu sehen. Ausgestellt an die Panasonic Corporation in Osaka, Japan, schützt es ein Zoomobjektivsystem, das vier Objektiveinheiten umfasst, von denen jede entweder eine positive oder eine negative optische Leistung aufweist. Das Wechselobjektivsystem dieser Erfindung ist so klein und leicht wie möglich ausgelegt, um eine optimale Portabilität bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer ausgezeichneten Abbildungsleistung zu gewährleisten.