Eine kurze Geschichte der Kameratechnologien

Ohne eine Kamera ist kein Bildverarbeitungssystem vollständig. Als wichtigste Komponente in jedem Bildverarbeitungssystem werfen wir einen Blick auf die kurze Geschichte der Kameras.

Abgeleitet aus dem Lateinischen bedeutet Camera Obscura wörtlich „dunkle Kammer“. Die Camera Obscura ist eine uralte Technik, mit der ein Bild der Außenwelt durch ein kleines Loch in einer Wand oder einem Material projiziert wird. Sogar Aristoteles verwendete diese Technik, um Sonnenfinsternisse zu beobachten, indem er das Bild der Sonne durch ein Loch projizierte, das aus Baumblättern geschaffen wurde. Das optische Phänomen hinter der Camera Obscura hat im Laufe der Jahrhunderte zur Entwicklung der Kamera geführt, die wir heute kennen.

1839 gilt als offizielles Geburtsjahr einer Kamera. Die Daguerreotypie-Kamera war die erste massenvermarktete Kamera, die 1839 von Alphonse Giroux hergestellt wurde. Benannt nach ihrem Erfinder Louis Daguerre, war die Daguerreotypie ein neues Verfahren zur dauerhaften Erfassung fotografischer Bilder auf einer Platte.

„The Kodak“ war die erste vom amerikanischen Unternehmer George Eastman im Jahr 1888 entwickelte Rollfilmkamera, die eine einzige Papierrolle für 100 Bilder verwendete. Die Kodak-Kamera konnte Negativbilder aufnehmen, die so scharf waren wie die Daguerreotypie-Kamera. Der Film mit den Negativbildern müsste in der Dunkelbox bleiben und zur Entwicklung an Eastmans Firma geschickt werden.

Der in Russland geborene Amerikaner Vladimir Zworykin erfand 1923 die erste praktische Videoröhrenkamera Iconoscope, mit der Bilder für die Fernsehübertragung aufgenommen wurden. Iconoscope wurde mit einem auf einer Kathodenstrahlröhre basierenden Empfänger namens Kinescope kombiniert, um ein komplettes Fernsehsystem zu bilden. Orthicon Tube, der Nachfolger von Iconoscope, erhielt 1944 einen Produktionsvertrag von der US Navy und wurde von 1946 bis 68 zum Standard für den amerikanischen Rundfunk. Später in den 1950er Jahren führte RCA die Vidicon-Röhre ein, ein Videokamera-Röhrendesign, bei dem das Zielmaterial ein Fotoleiter war. Die NASA verwendete Vidicon-Kameras bei den meisten ihrer unbemannten Weltraumsonden vor den späten 1970er Jahren.

Obwohl Thomas Sutton 1861 die erste Kamera mit Spiegelreflextechnik (SLR) entwickelt hatte, war die Technologie dahinter für die Kamerahersteller des 19. Jahrhunderts komplex. Die SLR-Kameras waren für diejenigen mit Geld, die es mit der Fotografie ernst meinten, unerlässlich. Die erste 35-mm-Spiegelreflexkamera war „Filmanka“, die 1931 aus der Sowjetunion kam. Deutschland und die Sowjetunion waren die wichtigsten Köpfe hinter den frühesten Spiegelreflexkameras, aber japanische Spiegelreflexkameras wurden nach 1945 immer beliebter.

1943 war Edwin Land mit seiner Familie im Urlaub, als seine Tochter fragte, warum sie das Foto, das er gerade von ihr gemacht hatte, nicht sehen könne. Ihre unschuldige Frage half Land, noch am selben Tag auf die Idee einer Sofortbildkamera zu kommen. Und als seine Kamera nur fünf Jahre später, 1948, in die Läden kam, war es das erste Mal in der Geschichte, dass Verbraucher einen Film aufnehmen und sofort für sich selbst entwickeln konnten.

Die allererste Digitalkamera war ein Prototyp, der 1975 von Steve Sasson, einem jungen Ingenieur von Eastman Kodak, entwickelt wurde. Er verwendete Motorola-Teile, einige neu erhältliche elektronische CCD-Sensoren (Charged Coupling Device) von Fairchild und ein Kameraobjektiv. Das resultierende Gerät wog über 4 Kilogramm und brauchte satte 23 Sekunden, um monochrome Bilder auf eine digitale Kassette aufzuzeichnen. Es war Fairchild, der Entwickler des von Steven Sasson verwendeten CCD-Sensors, der 1976 die erste im Handel erhältliche CCD-Kamera als Werkzeug zur Inspektion von Produkten von Proctor and Gamble entwickelte.

Das Arbeitsprinzip eines CMOS-Bildsensors (Complementary Metal Oxide Semiconductor) wurde ursprünglich in der zweiten Hälfte der 1960er Jahre konzipiert, aber das Gerät wurde nicht kommerzialisiert, bis die Mikrofabrikationstechnologien in den 1990er Jahren weit genug fortgeschritten waren. Der erste CMOS-Sensor wurde 1993 von Eric Fossums Team am NASA Jet Propulsion Laboratory entwickelt. Sabrina Kemeny, ein Mitglied des JPL-Teams, verließ die NASA 1995, um die Photobit Corporation mitzubegründen, um CMOS-Bildsensoren zu kommerzialisieren. Eric Fossum und Barmak Mansoorian, ein weiteres Mitglied des Teams, schlossen sich ihr bald an. Bis 2007 hatten die Verkäufe von CMOS-Sensoren die CCD-Sensoren übertroffen. Bildsensoren, die in heutigen Digitalkameras und Mobiltelefonen eingebaut sind, verwenden meist CMOS-Technologie.