Steve Sasson, inventeur de l’appareil photo numérique, reçoit la Médaille nationale de la Science des mains du Président Obama le 17/11/2010.

Il y a à peine 40 ans, un jeune ingénieur électricien travaillant dans les bureaux d’Eastman Kodak à Rochester, dans l’État de New York, a mis au point un produit qui bouleverserait le monde entier de la photographie. Depuis lors, la technologie a explosé sur les marchés de consommation et a proliféré dans notre vie quotidienne, des composants de caméra inclus dans les smartphones aux systèmes mégapixels de haute qualité qui fournissent des images de qualité professionnelle. Tout cela est dû au développement de dispositifs semi-conducteurs sensibles à la lumière capables de stocker et de transmettre des informations d’exposition à la lumière pour créer une image numérique.

Périodiquement, nous aimons revenir régulièrement à notre série Evolution of Technology pour détailler le développement d’une technologie grand public populaire au fil des ans. Aujourd’hui, avec notre récente focalisation sur les brevets délivrés aux entreprises développant des produits de photographie numérique, nous avons voulu plonger un peu plus en profondeur pour regarder l’histoire du développement dans ce domaine de la technologie. La chronologie du développement de la photographie numérique comprend l’établissement de la norme d’image JPEG et le développement d’écrans d’affichage à cristaux liquides. Il suit également de près le déclin d’un important développeur américain de produits d’imagerie et le changement qui a suivi sur l’ensemble du marché de la photographie.

Premières technologies d’imagerie numérique

Le premier développement présenté comme un précurseur de la photographie numérique est l’invention du scanner d’images numériques par Russell A. Kirsch, l’un des premiers pères de l’informatique. En 1957, il a créé un appareil à tambour rotatif et une programmation de balayage d’image pour l’ordinateur automatique Standards Eastern, le premier ordinateur programmable en interne au monde, qu’il a développé avec des collègues alors qu’il travaillait au Bureau national des normes. La première image numérisée, une image de cinq centimètres sur cinq centimètres du fils de Kirsch, ne mesurait que 176 pixels de chaque côté.

Un peu plus d’une décennie plus tard, en 1969, le dispositif à couplage de charge (CCD) a été créé aux &T Bell Labs par les inventeurs conjoints Willard Boyle et George E. Smith. Le dispositif semi-conducteur était capable de collecter des données à partir de capteurs photoélectriques, puis de transférer cette charge vers un second condensateur de stockage. Au fur et à mesure que les données étaient transmises, les données analogiques de la puce sensible à la lumière étaient converties en une grille numérique qui pouvait restituer une image à partir de ces données. Il est intéressant de noter que certaines informations indiquent que cette invention, qui a jeté les bases de la photographie numérique, a été conçue en une heure; l’histoire raconte que Boyle et Smith ont conçu l’innovation sous la pression de voir leur financement ministériel réduit par les laboratoires Bell.&T Bell Labs.

Brevet américain n° 3858232, délivré en décembre 1974 à Bell Telephone Laboratories Inc. sous le titre Dispositifs de stockage d’informations, protégé un appareil de transfert de charge conçu pour le stockage et le transfert en série de supports de charge, qui contiennent des informations de pixels. Ce brevet répertorie Boyle et Smith comme inventeurs. Les Laboratoires Bell ont été le cadre pour encore plus de développement dans les premières technologies d’imagerie numérique. En avril 1978, l’USPTO a délivré le brevet américain n ° 4085456, intitulé Dispositifs d’imagerie à transfert de charge, à Bell Labs. Ce brevet a protégé un dispositif d’imagerie de zone à transfert de charge conçu pour les technologies d’imagerie à semi-conducteurs, qui est plus rentable tout en évitant les aberrations de maculage créées par des dispositifs de capture d’image similaires. Inventée par Michael Francis Tompsett, cette technologie a reçu un brevet six ans après le premier dépôt de la demande, un laps de temps qui représente une étape majeure vers la photographie numérique moderne.

Steve Sasson et la photographie numérique de Kodak

Steve Sasson à la Maison Blanche, le 17/11/2010

En 1973, Steve Sasson était un jeune ingénieur embauché par Eastman Kodak, l’un des rares ingénieurs électriciens employé par une entreprise beaucoup plus réputée pour ses développements en génie mécanique et chimique à cette époque. Au début, Sasson s’est vu confier un projet visant à explorer les capacités d’un dispositif à couplage de charge créé par Fairchild Semiconductor capable de stocker et de transmettre des informations d’image à une taille de 100 pixels par 100 pixels.

En décembre 1975, Sasson construisit un prototype de caméra de travail utilisant le CCD, composé d’un objectif d’une caméra argentique de huit millimètres, d’un convertisseur analogique-numérique d’un voltmètre numérique Motorola et d’un enregistreur de cassettes de données numériques pour stocker les données d’image. Grâce à cet assemblage, Sasson et d’autres chercheurs de Kodak ont pu capturer une image et l’enregistrer sur une cassette en 23 secondes.

L’innovation de Sasson se voit dans la technologie divulguée dans le brevet américain n ° 4131919, intitulé Appareil photo électronique, publié en décembre 1978. Ce brevet, qui cite un co-inventeur, Gareth A. Lloyd, protège une caméra fixe électronique contenant un dispositif sensible à la lumière à l’état solide pour produire des signaux indicatifs d’images optiques, ainsi que les moyens pour enregistrer des données de signal sur un support non volatil en temps réel. Le débit du signal d’image est ralenti pendant la transmission, ce qui permet d’écrire des données d’image sur un support d’enregistrement peu coûteux comme la bande magnétique audiograde.

Du brevet américain n ° 4131919, intitulé « Appareil photo électronique. »

Bien que Kodak ait été responsable du développement précoce de la photographie numérique, il a été largement tué par sa propre création lorsque la société n’a pas pu réagir aussi rapidement que les autres développeurs de la photographie numérique dans les années 1990 et au début des années 2000. Sasson pensait personnellement que les appareils photo numériques devaient atteindre une résolution d’au moins deux millions de pixels avant d’être véritablement acceptés comme une option viable pour filmer la photographie, et Kodak a décidé de continuer à vendre ses produits cinématographiques populaires plutôt que de développer des produits de photographie numérique pour concurrencer ses propres versions cinématographiques.

Premiers modèles de consommation: D’Apple à Canon en passant par Nikon

À la toute fin des années 1980, quelques entreprises ont commencé à entrer sur le marché de la photographie numérique, entrant dans un secteur de consommation où certaines ont vu l’opportunité de saper la position de leader de Kodak sur le marché des appareils photo grand public. Le premier appareil photo numérique disponible aux États-Unis était le Dycam Model 1; dévoilé en 1990, il était capable d’enregistrer des images à une résolution maximale de 376 pixels par 240 pixels.

Quelques développements à cette époque ont permis la prolifération des appareils photo numériques sur les marchés de consommation. Tout d’abord, en 1992, le Joint Photographic Experts Group a développé le premier codec pour la compression d’images, que nous connaissons aujourd’hui sous le nom de format de fichier d’image JPEG. Une carte mémoire à semi-conducteurs a également dû être développée pour améliorer la capacité de stockage des bandes magnétiques et des disquettes utilisées par les systèmes d’appareils photo numériques antérieurs.

En utilisant la technologie de Kodak, Apple a lancé l’appareil photo numérique QuickTake 100, considéré comme le premier appareil photo numérique largement disponible commercialisé auprès des consommateurs aux États-Unis. Le QuickTake 100 avait une résolution maximale de 640 pixels par 480 pixels, capturait des images en couleur 24 bits et pouvait stocker jusqu’à 24 photos. Quelques années auparavant, Kodak avait développé des systèmes d’appareils photo numériques destinés à être utilisés conjointement avec des boîtiers d’appareils photo Nikon, mais ces systèmes coûtaient environ 20 000 dollars et nécessitaient une connexion filaire cohérente à un système de disque dur.

Du Brevet américain n ° 5612732, intitulé « Appareil d’Imagerie et d’Affichage Compact Portable avec Caméra Rotative. »

Les innovations en matière d’appareils photo numériques et de technologies d’affichage d’images arriveraient tous les deux ans après la commercialisation du produit. Le développement des écrans à cristaux liquides (LCD) a permis aux propriétaires de caméras de revoir rapidement les images qui viennent d’être capturées. Le Casio QV-10, sorti en 1995, a été le premier appareil photo numérique grand public comprenant l’un de ces écrans LCD. En mars 1997, l’USPTO a attribué le brevet américain No 5612732, intitulé Appareil d’Imagerie et d’Affichage Compact Portable avec Caméra rotative, à Casio Computer Co. Il protège un appareil d’imagerie de poche avec un écran LCD capable d’afficher les images trouvées sur le périphérique de stockage d’une caméra.

La création d’appareils photo reflex numériques à objectif unique se distingue par la qualité des images numériques créées par des appareils photo utilisant des objectifs destinés à reproduire la qualité d’un film de 35 millimètres. Il se distingue également par la manière dont il a défini le marché actuel de la photographie numérique, actuellement dominé par Canon et Nikon. Le Nikon D1 est sorti pour la première fois en 1999, avec une résolution de 2 000 pixels par 1 312 pixels, et Canon a suivi rapidement avec l’EOS D30 en 2000, qui pouvait capturer des images mesurant 2 160 pixels par 1 440 pixels. L’un des premiers brevets relatifs aux appareils photo reflex numériques que nous avons pu trouver était le brevet américain n ° 6731341, intitulé Appareil photo électronique avec boîtier Contenant la Capture d’images. Délivré à la Nikon Corporation en mai 2004, il protège un appareil photo reflex numérique avec une configuration améliorée pour compenser un mauvais équilibre de poids créé par les composants électroniques, ce qui rend les versions antérieures difficiles à tenir et à utiliser.

Les technologies actuelles

Les appareils photo numériques et les technologies d’imagerie connexes sont encore dans une période de développement robuste parmi une pluralité d’entreprises du monde entier. La semaine dernière sur IPWatchdog, nos séries de sociétés We Follow ont prêté attention aux innovations en photographie numérique de Canon et Nikon, deux des leaders actuels dans ce domaine. Aujourd’hui, nous regardons le monde plus large du développement de la photographie numérique pour trouver encore plus d’innovation qui pourrait intéresser nos lecteurs.

Nous avons remarqué une variété de brevets dans ce domaine qui ont récemment été attribués à Samsung, un leader mondial du développement d’appareils électroniques. Une technologie de reconnaissance faciale intéressante pour la production d’images faciales plus nettes par des appareils photo numériques est divulguée dans le brevet américain n ° 8786760, intitulé Appareil et procédé de photographie numérique utilisant une fonction de reconnaissance faciale. Attribué à Samsung Electronics Co., ce brevet protège un appareil photo numérique composé d’une unité de reconnaissance faciale pour identifier une pluralité de visages et d’une unité de réglage de zone de mise au point automatique pour créer des zones de mise au point automatique pour plusieurs groupes de visages.

Du brevet américain No. 8786760, intitulé « Appareil de photographie Numérique et Procédé Utilisant la Fonction de Reconnaissance Faciale. »

Nous avons également remarqué une autre technologie Samsung visant à créer des images de meilleure qualité, protégée par le brevet américain n ° 8786749, intitulée Appareil de photographie numérique pour Afficher une Icône Correspondant à une Caractéristique du Sujet et son Procédé de contrôle. Ce brevet protège un appareil de photographie numérique capable de détecter des caractéristiques faciales, vestimentaires et autres chez un sujet et affiche une icône qui informe un utilisateur de caméra qu’un sujet est correctement posé pour une photo.

Du Brevet américain n° 8786749, intitulé « Appareil de Photographie Numérique pour Afficher une Icône Correspondant à une Caractéristique du Sujet et Son Procédé de Commande. »

Comme nous l’avons vu dans notre couverture précédente sur Nikon, les objectifs interchangeables ont été un domaine de développement croissant ces derniers mois. Brevet américain No. 8786956, intitulé Système d’objectif Zoom, Dispositif Optique d’imagerie et Appareil numérique, protège un système d’objectif zoom conçu pour être suffisamment compact pour être utilisé dans des systèmes d’objectifs interchangeables pour appareils photo à objectif interchangeable sans miroir ainsi que pour des enregistreurs vidéo numériques. Ce brevet a été attribué à la société d’optique et d’imagerie Konica Minolta Advanced Layers, Inc. de Tokyo, Japon. Plus d’innovation dans les objectifs interchangeables peut être vue dans le brevet américain n ° 8867145, intitulé Système d’objectif Zoom, Appareil d’objectif interchangeable et Système de caméra. Délivré à la Panasonic Corporation d’Osaka, au Japon, il protège un système d’objectif zoom qui comprend quatre unités d’objectif, chacune ayant une puissance optique positive ou négative. Le système de lentilles interchangeables de la présente invention est conçu pour être aussi petit et léger que possible pour une portabilité optimale tout en conservant d’excellentes performances d’imagerie.