evoluția camerelor digitale – un istoric al brevetelor
Steve Sasson, inventatorul camerei digitale, primește Medalia Națională a științei de la președintele Obama la 11/17/2010.
în urmă cu aproximativ 40 de ani, un tânăr inginer electric care lucra la birourile Eastman Kodak din Rochester, NY, a dezvoltat un produs care ar răsturna întreaga lume a fotografiei. De atunci, tehnologia a explodat pe piețele de consum și a proliferat în viața noastră de zi cu zi, de la componentele camerei incluse în smartphone-uri la sisteme de megapixeli de înaltă calitate care oferă imagini de calitate profesională. Toate acestea s-au datorat dezvoltării dispozitivelor semiconductoare sensibile la lumină capabile să stocheze și să transmită informații despre expunerea la lumină pentru a crea o imagine digitală.
periodic ne place să ne întoarcem în mod regulat la seria noastră Evolution of Technology pentru a detalia dezvoltarea unei tehnologii populare de consum de-a lungul anilor. Astăzi, cu accentul nostru recent pe brevetele emise companiilor care dezvoltă produse de fotografie digitală, am vrut să ne scufundăm puțin mai profund pentru a privi istoria dezvoltării în acest domeniu al tehnologiei. Cronologia dezvoltării fotografiei digitale cuprinde stabilirea standardului de imagine JPEG și dezvoltarea ecranelor cu cristale lichide. De asemenea, urmărește îndeaproape declinul unui mare Dezvoltator American de produse de imagistică și schimbarea ulterioară pe întreaga piață a fotografiei.
early digital Imaging Technologies
cea mai timpurie dezvoltare care este promovată ca un vestitor timpuriu al fotografiei digitale este invenția scanerului digital de imagini de Russell A. Kirsch, unul dintre primii părinți ai computerelor. În 1957, a creat un aparat cu tambur rotativ și o programare de scanare a imaginilor pentru Standards Eastern Automatic Computer, primul computer programabil intern din lume, pe care l-a dezvoltat împreună cu colegii în timp ce lucra la Biroul Național de standarde. Prima imagine scanată, o imagine de cinci centimetri pe cinci centimetri a fiului lui Kirsch, măsura doar 176 de pixeli de-a lungul oricărei părți.
puțin mai mult de un deceniu mai târziu, în 1969, dispozitivul cuplat la Încărcare (CCD) a fost creat la AT& T Bell Labs de inventatorii comuni Willard Boyle și George E. Smith. Dispozitivul semiconductor a fost capabil să colecteze date de la senzori fotoelectrici și apoi să transfere acea încărcare către un al doilea condensator de stocare. Pe măsură ce datele au fost transmise, datele analogice de la cipul sensibil la lumină au fost transformate într-o rețea digitală care ar putea reda o imagine din acele date. Interesant este că există unele rapoarte că această invenție, care a pus bazele fotografiei digitale, a fost concepută pe parcursul unei ore; povestea spune că Boyle și Smith au proiectat inovația sub presiunea reducerii finanțării departamentale de către AT&T Bell Labs.3858232, eliberat în decembrie 1974 la Bell Telephone Laboratories Inc. sub titlul dispozitive de stocare a informațiilor, protejat un aparat de transfer de încărcare proiectat pentru stocarea și transferul serial al transportatorilor de încărcare, care conțin informații despre pixeli. Acest brevet enumeră atât Boyle, cât și Smith ca Inventatori. Bell Laboratories a fost Cadrul pentru o dezvoltare și mai mare în tehnologiile de imagistică digitală timpurie. În aprilie 1978, USPTO a emis brevetul SUA nr.4085456, intitulat Charge Transfer Imaging Devices, către Bell Labs. Acest brevet a protejat un dispozitiv de imagistică a zonei de transfer de încărcare conceput pentru tehnologii de imagistică în stare solidă, care este mai rentabil, prevenind în același timp aberațiile de pete create de dispozitive similare de captare a imaginilor. Inventată de Michael Francis Tompsett, această tehnologie a primit un brevet la șase ani de la depunerea cererii, o perioadă de timp care cuprinde un pas major către fotografia digitală modernă.
Steve Sasson și fotografia digitală Kodak
Steve Sasson la Casa Albă, 11/17/2010
în 1973, Steve Sasson a fost un tânăr inginer angajat de Eastman Kodak, unul dintre puțini ingineri electrici angajați de o companie care era mult mai renumită pentru evoluțiile sale de inginerie mecanică și chimică la acea vreme. La început, Sasson a primit un proiect pentru a explora capacitățile unui dispozitiv cuplat la Încărcare creat de Fairchild Semiconductor care ar putea stoca și transmite informații despre imagine la o dimensiune de 100 pixeli pe 100 pixeli.
până în decembrie 1975, Sasson a construit un prototip pentru o cameră funcțională folosind CCD, format dintr-un obiectiv dintr-o cameră de film de opt milimetri, un convertor analog-digital de la un voltmetru digital Motorola și un casetofon de date digitale pentru stocarea datelor de imagine. Folosind acest ansamblu, Sasson și alți cercetători Kodak ar putea captura o imagine și o pot înregistra pe o casetă în 23 de secunde.
inovația lui Sasson poate fi văzută în tehnologia dezvăluită în brevetul SUA nr.4131919, care este intitulat Camera electronică, emisă în decembrie 1978. Acest brevet, care enumeră un co-inventator, Gareth A. Lloyd, protejează o cameră electronică care conține un dispozitiv cu reacție la lumină în stare solidă pentru producerea de semnale indicative ale imaginilor optice, precum și mijloacele de înregistrare a datelor semnalului pe un mediu nevolatil în timp real. Rata de flux a semnalului de imagine este încetinită în timp ce este transmisă, permițând scrierea datelor de imagine pe un mediu de înregistrare ieftin, cum ar fi banda magnetică audiogradă.
Din brevetul SUA nr.4131919, intitulat „aparat foto electronic.”deși Kodak a fost responsabil pentru dezvoltarea timpurie a fotografiei digitale, a fost în mare parte ucis de propria creație atunci când corporația nu a putut răspunde la fel de repede ca alți dezvoltatori de fotografie digitală în anii 1990 și începutul anilor 2000. Sasson credea personal că camerele digitale ar trebui să obțină o rezoluție de cel puțin două milioane de pixeli înainte de a fi acceptate cu adevărat ca o opțiune viabilă pentru fotografierea filmului, iar Kodak a decis să se concentreze pe continuarea vânzării produselor sale populare de film, mai degrabă decât să dezvolte produse de fotografie digitală pentru a concura cu propriile versiuni de film.
modele de consum timpurii: De la Apple la Canon la Nikon
până la sfârșitul anilor 1980, câteva companii au început să intre pe piața fotografiei digitale, intrând într-un sector de consum în care unii au văzut oportunitatea de a submina poziția de lider pe piață a Kodak în camerele de consum. Prima cameră digitală disponibilă în Statele Unite a fost modelul Dycam 1; dezvăluit în 1990, era capabil să înregistreze imagini la o rezoluție maximă de 376 pixeli pe 240 pixeli.
câteva evoluții în această perioadă au permis proliferarea în continuare a camerelor digitale pe piețele de consum. În primul rând, în 1992, Joint Photographic Experts Group a dezvoltat primul codec pentru compresia imaginii, pe care îl cunoaștem astăzi ca format de fișier imagine JPEG. De asemenea, a trebuit dezvoltat un card de memorie în stare solidă pentru a îmbunătăți capacitatea de stocare a benzii magnetice și a dischetelor utilizate de sistemele anterioare de camere digitale.folosind tehnologia Kodak, Apple a lansat camera digitală QuickTake 100, considerată a fi prima cameră digitală disponibilă pe scară largă comercializată consumatorilor din Statele Unite. QuickTake 100 a avut o rezoluție maximă de 640 pixeli pe 480 pixeli, a capturat imagini în culori pe 24 de biți și a putut stoca până la 24 de fotografii. Kodak dezvoltase câteva sisteme de camere digitale pentru utilizare împreună cu corpurile de camere Nikon cu câțiva ani înainte, dar aceste sisteme costă în jur de 20.000 de dolari și necesitau o conexiune consistentă prin cablu la un sistem de hard disk.
Din brevetul SUA nr.5612732, intitulat „aparat portabil Compact de imagistică și afișare cu cameră rotativă.”
inovațiile în tehnologiile de afișare a camerelor digitale și a imaginilor ar apărea la fiecare doi ani după ce produsul a devenit disponibil comercial. Dezvoltarea ecranelor cu cristale lichide (LCD) a permis proprietarilor de camere să revizuiască rapid imaginile care tocmai au fost capturate. Casio QV-10, lansat în 1995, a fost primul aparat de fotografiat digital de consum, inclusiv unul dintre aceste ecrane LCD. În martie 1997, USPTO a atribuit brevetul SUA nr. 5612732, intitulat aparat portabil compact de imagistică și afișare cu cameră rotativă, către Casio Computer Co. Protejează un aparat de imagistică de buzunar cu un ecran LCD capabil să afișeze imagini găsite pe dispozitivul de stocare al camerei.
crearea camerelor digitale reflexe cu un singur obiectiv (SLR) se remarcă prin calitatea imaginilor digitale create de camerele care utilizează lentile menite să reproducă calitatea filmului de 35 de milimetri. Este, de asemenea, remarcabil pentru modul în care a stabilit piața actuală pentru fotografia digitală, dominată în prezent de Canon și Nikon. Nikon D1 a fost lansat pentru prima dată în 1999, cu o rezoluție de 2.000 de pixeli pe 1.312 pixeli, iar Canon a urmat rapid după EOS D30 în 2000, care putea captura imagini de 2.160 pixeli pe 1.440 pixeli. Unul dintre brevetele digitale anterioare legate de camera SLR pe care le-am putut găsi a fost brevetul SUA nr.6731341, intitulat cameră electronică cu carcasă care conține captarea imaginilor. Eliberat Corporației Nikon în mai 2004, acesta protejează o cameră digitală SLR cu o configurație îmbunătățită pentru a compensa un echilibru necorespunzător al greutății creat de componentele electronice, ceea ce face ca versiunile anterioare să fie greoaie de ținut și de operat.
tehnologiile actuale
camerele digitale și tehnologiile conexe de imagistică se află încă într-o perioadă de dezvoltare robustă în rândul unei multitudini de companii din întreaga lume. Săptămâna trecută, pe IPWatchdog, companiile noastre pe care le urmărim au acordat atenție inovațiilor de fotografie digitală de la Canon și Nikon, doi dintre liderii actuali în acest domeniu. Astăzi, ne uităm la lumea mai largă a dezvoltării fotografiei digitale pentru a găsi și mai multă inovație care ar putea fi de mare interes pentru cititorii noștri.
am observat o varietate de brevete în acest domeniu, care au fost recent acordate Samsung, un lider global în dezvoltarea dispozitivelor electronice. O tehnologie intrigantă de recunoaștere facială pentru producerea de imagini faciale mai clare de către camerele digitale este dezvăluită în brevetul SUA nr. 8786760, care este intitulat aparat de fotografiere digitală și metodă care utilizează funcția de recunoaștere a feței. Atribuit Samsung Electronics Co., acest brevet protejează o cameră digitală formată dintr-o unitate de recunoaștere a feței pentru identificarea unei multitudini de fețe și o unitate de setare a zonei de focalizare automată pentru a crea zone de focalizare automată pentru mai multe grupuri de fețe.
Din brevetul SUA nr. 8786760, intitulat ” aparat și metodă de fotografiere digitală care utilizează funcția de recunoaștere a feței.”
am observat, de asemenea, o altă tehnologie Samsung îndreptată spre crearea de imagini de calitate superioară, protejată de brevetul SUA nr.8786749, intitulată aparat de fotografiere digitală pentru afișarea unei pictograme corespunzătoare unei caracteristici subiect și metodă de control la fel. Acest brevet protejează un aparat digital de fotografiere capabil să detecteze aspectul facial, îmbrăcămintea și alte caracteristici ale unui subiect și afișează o pictogramă care informează un utilizator al camerei că un subiect este prezentat în mod adecvat pentru o imagine.
din S. U. A. Patent No.8786749, intitulat „aparat de fotografiere digitală pentru afișarea unei pictograme corespunzătoare unei caracteristici subiect și metoda de control la fel.”
după cum am văzut în acoperirea noastră anterioară pe Nikon, lentilele interschimbabile au fost un domeniu de dezvoltare în creștere în ultimele luni. Brevetul SUA nr. 8786956, intitulat Zoom Lens System, Imaging Optical Device și Digital Appliance, protejează un sistem de lentile cu zoom conceput pentru a fi suficient de compact pentru a fi utilizat în sisteme de lentile interschimbabile pentru camere cu lentile interschimbabile fără oglindă, precum și înregistratoare video digitale. Acest brevet a fost atribuit companiei de optică și imagistică Konica Minolta Advanced Layers, Inc. din Tokyo, Japonia. Mai multă inovație în lentilele interschimbabile poate fi văzută în brevetul SUA nr.8867145, intitulat sistem de lentile Zoom, aparat de lentile interschimbabile și sistem de camere. Eliberat Corporației Panasonic din Osaka, Japonia, protejează un sistem de lentile cu zoom care include patru unități de lentile, fiecare având o putere optică pozitivă sau negativă. Sistemul de lentile interschimbabile al acestei invenții este conceput pentru a fi cât mai mic și ușor posibil pentru o portabilitate optimă, menținând în același timp performanțe excelente de imagistică.