Steve Sasson, inventore della fotocamera digitale, riceve la National Medal of Science dal presidente Obama il 17/11/2010.

Solo circa 40 anni fa, un giovane ingegnere elettrico che lavorava negli uffici di Eastman Kodak a Rochester, NY, sviluppò un prodotto che avrebbe sconvolto l’intero mondo della fotografia. Da quel momento, la tecnologia è esplosa nei mercati di consumo e ha proliferato nella nostra vita quotidiana, dai componenti della fotocamera inclusi negli smartphone ai sistemi megapixel di alta qualità che forniscono immagini di livello professionale. Tutto questo è nato grazie allo sviluppo di dispositivi a semiconduttore sensibili alla luce in grado di memorizzare e trasmettere informazioni sull’esposizione della luce per creare un’immagine digitale.

Periodicamente ci piace tornare regolarmente alla nostra serie Evolution of Technology per dettagliare lo sviluppo di una tecnologia di consumo popolare nel corso degli anni. Oggi, con il nostro recente focus sui brevetti rilasciati alle aziende che sviluppano prodotti per la fotografia digitale, abbiamo voluto immergerci un po ‘ più profondamente per guardare la storia dello sviluppo in questo campo della tecnologia. La cronologia dello sviluppo della fotografia digitale comprende l’istituzione dello standard di immagine JPEG e lo sviluppo di schermi a cristalli liquidi. Segue inoltre da vicino il declino di un importante sviluppatore americano di prodotti di imaging e il successivo cambiamento nell’intero mercato della fotografia.

Early Digital Imaging Technologies

Il primo sviluppo che viene pubblicizzato come un precursore precoce della fotografia digitale è l’invenzione dello scanner di immagini digitali da Russell A. Kirsch, uno dei primi padri dell’informatica. Nel 1957, ha creato un apparato a tamburo rotante e la programmazione di scansione di immagini per lo Standards Eastern Automatic Computer, il primo computer programmabile internamente al mondo, che ha sviluppato con i colleghi mentre lavorava al National Bureau of Standards. La prima immagine scansionata, un’immagine di cinque centimetri per cinque centimetri del figlio di Kirsch, misurava solo 176 pixel lungo qualsiasi lato.

Poco più di un decennio dopo, nel 1969, il charge-coupled device (CCD) fu creato presso gli AT& T Bell Labs dagli inventori congiunti Willard Boyle e George E. Smith. Il dispositivo a semiconduttore era in grado di raccogliere dati da sensori fotoelettrici e quindi trasferire quella carica a un secondo condensatore di stoccaggio. Come i dati sono stati trasmessi, i dati analogici dal chip sensibile alla luce è stato convertito in una griglia digitale che potrebbe rendere un’immagine da quei dati. È interessante notare che ci sono alcuni rapporti che questa invenzione, che ha gettato le basi per la fotografia digitale, è stata concepita nel corso di un’ora; la storia racconta che Boyle e Smith hanno progettato l’innovazione sotto la pressione di avere il loro finanziamento dipartimentale tagliato da AT&T Bell Labs.

U. S. Patent No. 3858232, rilasciato nel dicembre 1974 a Bell Telephone Laboratories Inc. sotto il titolo Dispositivi di memorizzazione delle informazioni, protetto un apparato di trasferimento di carica progettato per la memorizzazione e il trasferimento seriale di portatori di carica, che contengono informazioni pixel. Questo brevetto elenca sia Boyle e Smith come inventori. Bell Laboratories è stato l’ambiente per lo sviluppo ancora maggiore nelle prime tecnologie di imaging digitale. Nell’aprile 1978, l’USPTO rilasciò il brevetto statunitense n. 4085456, intitolato Charge Transfer Imaging Devices, ai Bell Labs. Questo brevetto ha protetto un dispositivo di imaging dell’area di trasferimento della carica progettato per le tecnologie di imaging a stato solido che è più conveniente evitando le aberrazioni di sbavature create da dispositivi di acquisizione di immagini simili. Inventata da Michael Francis Tompsett, questa tecnologia ha ricevuto un brevetto sei anni dopo la prima presentazione della domanda, un arco di tempo che comprende un passo importante verso la moderna fotografia digitale.

Steve Sasson e Kodak Digital Photography

Steve Sasson alla Casa Bianca, 11/17/2010

Nel 1973 Steve Sasson è un giovane ingegnere assunto da Eastman Kodak, uno dei pochi ingegneri elettrici utilizzati da una società che era molto più famoso per la sua meccanica e ingegneria chimica sviluppi in quel momento. All’inizio, Sasson è stato assegnato un progetto per esplorare le capacità di un dispositivo accoppiato alla carica creato da Fairchild Semiconductor che potrebbe memorizzare e trasmettere informazioni sull’immagine a una dimensione di 100 pixel per 100 pixel.

Nel dicembre 1975, Sasson costruì un prototipo per una fotocamera funzionante che utilizzava il CCD, composto da un obiettivo di una fotocamera a pellicola da otto millimetri, un convertitore analogico-digitale da un voltmetro digitale Motorola e un registratore a cassette di dati digitali per la memorizzazione dei dati delle immagini. Utilizzando questo gruppo, Sasson e altri ricercatori Kodak potrebbero catturare un’immagine e registrarla su una cassetta entro 23 secondi.

L’innovazione di Sasson può essere vista nella tecnologia divulgata all’interno del brevetto statunitense n. 4131919, intitolato Electronic Still Camera, rilasciato nel dicembre 1978. Questo brevetto, che elenca un co-inventore, Gareth A. Lloyd, protegge una macchina fotografica fissa elettronica contenente un dispositivo sensibile alla luce allo stato solido per la produzione di segnali indicativi di immagini ottiche, nonché i mezzi per la registrazione dei dati del segnale su un mezzo non volatile in tempo reale. La velocità di flusso del segnale dell’immagine viene rallentata durante la trasmissione, consentendo di scrivere i dati dell’immagine su un supporto di registrazione economico come il nastro magnetico audiograde.

Dal brevetto statunitense n.4131919, intitolato “Electronic Still Camera.”

Sebbene Kodak sia stata responsabile dello sviluppo iniziale della fotografia digitale, è stata in gran parte uccisa dalla sua stessa creazione quando la società non è stata in grado di rispondere così rapidamente come altri sviluppatori di fotografia digitale negli anni 1990 e nei primi anni 2000. Sasson credeva personalmente che le fotocamere digitali avrebbero dovuto raggiungere una risoluzione di almeno due milioni di pixel prima che fossero veramente accettate come una valida opzione per filmare la fotografia, e Kodak decise di concentrarsi sul continuare a vendere i suoi popolari prodotti cinematografici piuttosto che sviluppare prodotti fotografici digitali per competere contro le proprie versioni cinematografiche.

Primi modelli di consumo: Da Apple a Canon a Nikon

Entro la fine degli anni ‘ 80, alcune aziende hanno iniziato ad entrare nel mercato della fotografia digitale, entrando in un settore consumer in cui alcuni hanno visto l’opportunità di minare la posizione di mercato leader di Kodak nelle fotocamere consumer. La prima fotocamera digitale disponibile negli Stati Uniti è stata la Dycam Model 1; presentata nel 1990, era in grado di registrare immagini a una risoluzione massima di 376 pixel per 240 pixel.

Alcuni sviluppi in questo periodo hanno permesso l’ulteriore proliferazione delle fotocamere digitali nei mercati di consumo. In primo luogo, nel 1992, il Joint Photographic Experts Group ha sviluppato il primo codec per la compressione delle immagini, che oggi conosciamo come formato di file immagine JPEG. Una scheda di memoria a stato solido doveva anche essere sviluppato per migliorare la capacità di memorizzazione di nastro magnetico e floppy disk utilizzati dai precedenti sistemi di fotocamere digitali.

Utilizzando la tecnologia Kodak, Apple ha rilasciato la fotocamera digitale QuickTake 100, considerata la prima fotocamera digitale ampiamente disponibile commercializzata per i consumatori negli Stati Uniti. Il QuickTake 100 aveva una risoluzione massima di 640 pixel per 480 pixel, immagini catturate a colori a 24 bit e poteva memorizzare fino a 24 foto. Kodak aveva sviluppato alcuni sistemi di fotocamere digitali per l’uso in combinazione con corpi macchina Nikon a pochi anni prima, ma questi sistemi costano circa $20.000 e ha richiesto una connessione cablata coerente a un sistema di hard-disk.

Dal brevetto statunitense n.5612732, intitolato “Portable Compact Imaging and Displaying Apparatus with Rotatable Camera.”

Le innovazioni nelle tecnologie della fotocamera digitale e della visualizzazione delle immagini sarebbero avvenute ogni due anni dopo che il prodotto era diventato disponibile in commercio. Lo sviluppo di schermi LCD (Liquid Crystal Display) ha permesso ai proprietari di fotocamere di rivedere rapidamente le immagini appena catturate. La Casio QV-10, rilasciata nel 1995, è stata la prima fotocamera digitale consumer che include uno di questi schermi LCD. Nel marzo 1997, l’USPTO ha assegnato il brevetto statunitense n. 5612732, intitolato Portable Compact Imaging and Displaying Apparatus with Rotatable Camera, a Casio Computer Co. Protegge un apparato di imaging tascabile con uno schermo LCD in grado di visualizzare le immagini trovate sul dispositivo di archiviazione di una fotocamera.

La creazione di fotocamere reflex digitali a lente singola (SLR) è notevole per la qualità delle immagini digitali create da fotocamere che utilizzano obiettivi destinati a replicare la qualità della pellicola da 35 millimetri. È anche notevole per il modo in cui ha impostato l’attuale mercato della fotografia digitale, attualmente dominato da Canon e Nikon. La Nikon D1 è stata rilasciata per la prima volta nel 1999, con una risoluzione di 2.000 pixel per 1.312 pixel, e Canon ha seguito rapidamente dopo con la EOS D30 nel 2000, che poteva catturare immagini che misuravano 2.160 pixel per 1.440 pixel. Uno dei precedenti brevetti relativi alle fotocamere reflex digitali che abbiamo trovato era il brevetto statunitense n.6731341, intitolato Electronic Still Camera with Casing Containing Image-Capture. Rilasciato alla Nikon Corporation nel maggio 2004, protegge una fotocamera reflex digitale con una configurazione migliorata per compensare un bilanciamento del peso improprio creato dai componenti elettronici che rende le versioni precedenti ingombranti da tenere e gestire.

Tecnologie attuali

Le fotocamere digitali e le relative tecnologie di imaging sono ancora in un periodo di forte sviluppo tra una pluralità di aziende di tutto il mondo. La scorsa settimana su IPWatchdog, le nostre aziende Seguiamo serie prestato attenzione alle innovazioni di fotografia digitale da Canon e Nikon, due degli attuali leader in questo campo. Oggi, stiamo guardando il più ampio mondo dello sviluppo della fotografia digitale per trovare ancora più innovazione che può essere di grande interesse per i nostri lettori.

Abbiamo notato una varietà di brevetti in questo campo che sono stati recentemente assegnati a Samsung, leader globale nello sviluppo di dispositivi elettronici. Una tecnologia di riconoscimento facciale intrigante per la produzione di immagini facciali più nitide da fotocamere digitali è divulgato all’interno U. S. brevetto No. 8786760, che è intitolato apparecchio fotografia digitale e metodo utilizzando la funzione di riconoscimento facciale. Assegnato a Samsung Electronics Co., questo brevetto protegge una macchina fotografica digitale compreso un’unità di riconoscimento di faccia per identificare una pluralità di facce e un’unità di regolazione di area di autofocus per creare zone di autofocus per gruppi multipli di facce.

Dal brevetto statunitense n. 8786760, intitolato “Apparecchio e metodo di fotografia digitale che utilizza la funzione di riconoscimento facciale.”

Abbiamo anche notato un’altra tecnologia Samsung diretta alla creazione di immagini di qualità superiore, protetta dal brevetto statunitense n.8786749, intitolato Digital Photographing Apparatus per la visualizzazione di un’icona corrispondente a un soggetto Caratteristica e metodo di controllo dello stesso. Questo brevetto protegge un apparecchio fotografico digitale in grado di rilevare il viso, vestito e altre caratteristiche in un soggetto e visualizza un’icona che informa un utente della fotocamera che un soggetto è adeguatamente posato per una foto.

Dal brevetto statunitense n.8786749, intitolato “Apparecchio fotografico digitale per la visualizzazione di un’icona corrispondente a una caratteristica del soggetto e metodo di controllo dello stesso.”

Come abbiamo visto nella nostra precedente copertura su Nikon, gli obiettivi intercambiabili sono stati un crescente campo di sviluppo negli ultimi mesi. U. S. Brevetto No. 8786956, intitolato Zoom Lens System, Imaging Optical Device, and Digital Appliance, protegge un sistema di obiettivi zoom progettato per essere abbastanza compatto da essere utilizzato in sistemi di lenti intercambiabili per fotocamere a lenti intercambiabili mirrorless e videoregistratori digitali. Questo brevetto è stato assegnato alla società di ottica e imaging Konica Minolta Advanced Layers, Inc. di Tokyo, Giappone. Più innovazione in obiettivi intercambiabili può essere visto in U. S. brevetto No. 8867145, intitolato Zoom Lens System, apparecchi di lenti intercambiabili, e sistema di telecamere. Rilasciato alla Panasonic Corporation di Osaka, in Giappone, protegge un sistema di obiettivi zoom che include quattro unità di lenti, ognuna delle quali ha una potenza ottica positiva o negativa. Il sistema di lenti intercambiabili di questa invenzione è progettato per essere il più piccolo e leggero possibile per una portabilità ottimale pur mantenendo eccellenti prestazioni di imaging.