utvecklingen av digitalkameror-en Patenthistoria
Steve Sasson, uppfinnare av digitalkameran, får nationell medalj av vetenskap från President Obama den 11/17/2010.
För ungefär 40 år sedan utvecklade en ung elingenjör som arbetade på Eastman Kodaks kontor i Rochester, NY, en produkt som skulle öka hela fotograferingsvärlden. Sedan dess har tekniken exploderat till konsumentmarknader och har spridit sig i vårt dagliga liv, från kamerakomponenter som ingår i smartphones till högkvalitativa megapixelsystem som ger professionella bilder. Allt detta blev tack vare utvecklingen av ljuskänsliga halvledaranordningar som kan lagra och överföra ljusexponeringsinformation för att skapa en digital bild.
periodvis vill vi regelbundet återvända till vår Evolution of Technology-serie för att detaljera utvecklingen av en populär konsumentteknik genom åren. Idag, med vårt senaste fokus på patent som utfärdats till företag som utvecklar digitala fotograferingsprodukter, ville vi dyka in lite djupare för att titta på utvecklingshistorien inom detta teknikområde. Kronologin för utveckling av digital fotografering omfattar upprättandet av JPEG-bildstandarden och utvecklingen av skärmar med flytande kristaller. Det följer också nära nedgången hos en stor amerikansk utvecklare av bildprodukter och den efterföljande förändringen på hela fotograferingsmarknaden.
tidig Digital bildteknik
den tidigaste utvecklingen som tippas som en tidig förebud om digital fotografering är uppfinningen av den digitala bildskannern av Russell A. Kirsch, en av de tidiga fäder datoranvändning. 1957 skapade han en roterande trumapparat och bildskanningsprogrammering för Standards Eastern Automatic Computer, världens första internt programmerbara dator, som han utvecklade med kollegor medan han arbetade vid National Bureau of Standards. Den första skannade bilden, en fem centimeter med fem centimeter bild av Kirschs son, mätte bara 176 pixlar längs vilken sida som helst.
lite mer än ett decennium senare, 1969, skapades den laddningskopplade enheten (CCD) vid AT&T Bell Labs av gemensamma uppfinnare Willard Boyle och George E. Smith. Halvledaranordningen kunde samla in data från fotoelektriska sensorer och sedan överföra den laddningen till en andra lagringskondensator. När data överfördes omvandlades de analoga data från det ljuskänsliga chipet till ett digitalt rutnät som kunde göra en bild från den data. Intressant nog finns det några rapporter om att denna uppfinning, som lade grunden för digital fotografering, var tänkt under en timme; historien säger att Boyle och Smith utformade innovationen under press att ha sin avdelningsfinansiering skuren av AT&T Bell Labs.
USA: s Patent nr 3858232, utfärdat i December 1974 till Bell Telephone Laboratories Inc. under titeln Informationslagringsenheter, skyddade en laddningsöverföringsapparat avsedd för lagring och seriell överföring av laddningsbärare, som innehåller pixelinformation. Detta patent listar både Boyle och Smith som uppfinnare. Bell Laboratories var inställningen för ännu mer utveckling inom tidig digital bildteknik. I April 1978 utfärdade USPTO USA: s Patent nr 4085456, med titeln Charge Transfer Imaging Devices, till Bell Labs. Detta patent skyddade en laddningsöverföringsområdesavbildningsenhet avsedd för solid state imaging-teknik som är mer kostnadseffektiv samtidigt som den förhindrar att smutsavvikelser skapas av liknande bildinspelningsenheter. Uppfanns av Michael Francis Tompsett, denna teknik fick ett patent sex år efter det att ansökan först lämnades in, en tidsperiod som omfattar ett stort steg mot modern digital fotografering.
Steve Sasson och Kodaks digitala fotografi
Steve Sasson vid Vita huset, 11/17/2010
1973 var Steve Sasson en ung ingenjör som anställdes av Eastman Kodak, en av de mest kända få elingenjörer anställda av ett företag som var mycket mer känt för sin mekaniska och kemitekniska utveckling vid den tiden. Tidigt tilldelades Sasson ett projekt för att utforska funktionerna hos en laddningskopplad enhet skapad av Fairchild Semiconductor som kunde lagra och överföra bildinformation med en storlek på 100 pixlar med 100 pixlar.i December 1975 byggde Sasson en prototyp för en fungerande kamera med hjälp av CCD, bestående av en lins från en åtta millimeter filmkamera, en analog till digital omvandlare från en Motorola digital voltmeter och en digital datakassettinspelare för lagring av bilddata. Med hjälp av denna montering kunde Sasson och andra Kodak-forskare fånga en bild och spela in den på en kassett inom 23 sekunder.
Sassons innovation kan ses i den teknik som beskrivs i US Patent No. 4131919, som heter Electronic Still Camera, utfärdat i December 1978. Detta patent, som listar en meduppfinnare, Gareth A. Lloyd, skyddar en elektronisk stillbildskamera som innehåller en solid state-ljusresponsiv enhet för att producera signaler som indikerar optiska bilder, samt medel för inspelning av signaldata på ett icke-flyktigt medium i realtid. Strömhastigheten för bildsignalen saktas medan den överförs, vilket gör att bilddata kan skrivas på ett billigt inspelningsmedium som audiograde magnetband.
från USA: s Patent nr 4131919, med titeln ” elektronisk stillbildskamera.”även om Kodak var ansvarig för den tidiga utvecklingen av digital fotografering dödades den till stor del av sin egen skapelse när företaget inte kunde svara lika snabbt som andra utvecklare av digital fotografering på 1990-talet och början av 2000-talet. Sasson trodde personligen att digitalkameror skulle behöva uppnå en upplösning på minst två miljoner pixlar innan de verkligen accepterades som ett lönsamt alternativ till filmfotografering, och Kodak bestämde sig för att fokusera på att fortsätta sälja sina populära filmprodukter snarare än att utveckla digitala fotograferingsprodukter för att konkurrera mot sina egna filmversioner.
tidiga konsumentmodeller: Från Apple till Canon till Nikon
i slutet av 1980-talet började några företag komma in på marknaden för digital fotografering och gå in i en konsumentsektor där vissa såg möjligheten att undergräva Kodaks ledande marknadsposition inom konsumentkameror. Den första digitala kameran som var tillgänglig i USA var Dycam Model 1; avslöjades 1990, den kunde spela in bilder med en maximal upplösning på 376 pixlar med 240 pixlar.
några utvecklingar runt denna tid möjliggjorde ytterligare spridning av digitalkameror på konsumentmarknaderna. Först 1992 utvecklade Joint Photographic Experts Group den första codec för bildkomprimering, som vi idag känner till som JPEG-bildfilformatet. Ett solid state – minneskort måste också utvecklas för att förbättra lagringskapaciteten hos magnetband och disketter som används av tidigare digitala kamerasystem.
med Kodaks teknik släppte Apple QuickTake 100 digitalkamera, som anses vara den första allmänt tillgängliga digitalkameran som marknadsförs till konsumenter i USA. QuickTake 100 hade en maximal upplösning på 640 pixlar med 480 pixlar, fångade bilder i 24-bitars färg och kunde lagra upp till 24 foton. Kodak hade utvecklat några digitala kamerasystem för användning tillsammans med Nikon-kamerakroppar några år tidigare, men dessa system kostade cirka 20 000 dollar och krävde en konsekvent trådbunden anslutning till ett hårddisksystem.
från US Patent No.5612732, med titeln ” bärbar kompakt bildbehandling och visning av apparater med roterbar kamera.”
innovationer inom digitalkamera och bildvisning skulle ske vartannat år efter att produkten blev kommersiellt tillgänglig. Utvecklingen av LCD-skärmar (liquid crystal display) gjorde det möjligt för kameraägare att snabbt granska bilder som just har tagits. Casio QV-10, som släpptes 1995, var den första konsumenten digitalkamera inklusive en av dessa LCD-skärmar. I mars 1997 tilldelade USPTO USA: s Patent nr 5612732, med titeln bärbar kompakt bild-och Visningsapparat med roterbar kamera, till Casio Computer Co. Det skyddar en fickbar avbildningsapparat med en LCD-skärm som kan visa bilder som finns på kamerans lagringsenhet.
skapandet av digitala enlinsreflexkameror (SLR) är anmärkningsvärt för kvaliteten på digitala bilder skapade av kameror som använder linser som är avsedda att replikera kvaliteten på 35 millimeter film. Det är också anmärkningsvärt för hur det har satt den nuvarande marknaden för digital fotografering, som för närvarande domineras av Canon och Nikon. Nikon D1 släpptes först 1999, med en upplösning på 2000 pixlar med 1312 pixlar, och Canon följde snabbt efter med EOS D30 2000, som kunde ta bilder som mäter 2160 pixlar med 1440 pixlar. Ett av de tidigare digitala SLR-kamerarelaterade patenten vi kunde hitta var USA: s Patent nr 6731341, med titeln elektronisk stillbildskamera med hölje innehållande Bildfångande. Utfärdad till Nikon Corporation i maj 2004 skyddar den en digital SLR-kamera med en förbättrad konfiguration för att kompensera för en felaktig viktbalans som skapats av de elektroniska komponenterna vilket gör tidigare versioner besvärliga att hålla och använda.
nuvarande teknik
digitalkameror och relaterade bildteknik är fortfarande i en period av robust utveckling bland ett flertal företag från hela världen. Den senaste veckan på IPWatchdog uppmärksammade våra företag We Follow-serien digitala fotograferingsinnovationer från Canon och Nikon, två av de nuvarande ledarna inom detta område. Idag tittar vi på den bredare världen av digital fotografering utveckling för att hitta ännu mer innovation som kan vara av stort intresse för våra läsare.
vi märkte en mängd olika patent inom detta område som nyligen har tilldelats Samsung, en global ledare inom utveckling av elektroniska enheter. En spännande ansiktsigenkänningsteknik för produktion av skarpare ansiktsbilder av digitalkameror avslöjas inom US Patent No.8786760, som heter Digital Photography Apparatus and Method Using Face Recognition Function. Till Samsung Electronics Co., detta patent skyddar en digitalkamera som består av en ansiktsigenkänningsenhet för att identifiera ett flertal ansikten och en autofokusområdesinställningsenhet för att skapa autofokuszoner för flera grupper av ansikten.
från US Patent nr. 8786760, med titeln ” Digital Fotograferingsapparat och metod med Ansiktsigenkänningsfunktion.”
Vi märkte också en annan Samsung-teknik som syftar till att skapa bilder av högre kvalitet, skyddad av US Patent No.8786749, med titeln Digital Photography Apparatus för att visa en ikon som motsvarar en Ämnesfunktion och metod för att styra detsamma. Detta patent skyddar en digital fotograferingsapparat som kan upptäcka ansikts -, klänning-och andra funktioner i ett motiv och visar en ikon som informerar en kameraanvändare om att ett motiv är tillräckligt poserat för en bild.
från US Patent No.8786749, med titeln ” Digital Fotograferingsapparat för visning av en ikon som motsvarar en Motivfunktion och metod för att styra samma.”
som vi har sett i vår tidigare täckning på Nikon har utbytbara linser varit ett växande utvecklingsområde de senaste månaderna. USA: s Patent nr. 8786956, med titeln Zoom Lens System, Imaging Optical Device och Digital Appliance, skyddar ett zoomobjektivsystem som är utformat för att vara tillräckligt kompakt för användning i utbytbara linssystem för spegelfria utbytbara linskameror samt digitala videobandspelare. Detta patent tilldelades optik-och bildföretaget Konica Minolta Advanced Layers, Inc. från Tokyo, Japan. Mer innovation i utbytbara linser kan ses i USA: s Patent nr 8867145, med titeln Zoomobjektivsystem, utbytbar Linsapparat och Kamerasystem. Utfärdat till Panasonic Corporation i Osaka, Japan, skyddar det ett zoomobjektivsystem som innehåller fyra linsenheter, som var och en har antingen en positiv eller en negativ optisk effekt. Det utbytbara linssystemet enligt denna uppfinning är utformat för att vara så litet och lätt som möjligt för optimal bärbarhet samtidigt som utmärkt bildprestanda bibehålls.