Grunnlaget for alt digitalt kamerautstyr er CCD-brikken, videreutviklet til CMOS-bildebrikken som sitter i så å si alle kameraer i dag. Nå er en av oppfinnerne av CMOS-bildebrikken, amerikaneren Eric R. Fossum, hedret nok en gang.
Det er den såkalte Edwin Land-medaljen som nå er blitt tildelt Fossum. Han er til daglig professor for ny teknologi ved Thayer School of Engineering i Dartmouth, en liten by langt mot sør i den amerikanske delstaten Massachusetts.
62 år gamle Fossum kan skilte med en lang liste av hedersbevisninger gjennom sin karriere som forsker og oppfinner. De fleste prisene er amerikanske, men i 2017 mottok han også dronning Elizabeths pris for teknologiutvikling (Queen Elizabeth Prize for Engineering), nettopp for sitt bidrag til utviklingen av CMOS-bildebrikken.
Edwin H. Land-medaljen
Nå er Fossum altså hedret på nytt, denne gang med Edwin H. Land-medaljen. Prisen ble etablert i 1992 for å hedre Edwin H. Land, den amerikanske forskeren og oppfinneren som kanskje er best kjent som en av gründerne bak Polaroid Corporation, etablert i 1937. Selskapet forbindes fremfor alt med «instant»-kameraer med «selv-fremkallende» bilder. Edwin H. Land døde i 1991, 81 år gammel.
Det er en organisasjon ved navn Optical Society (OSA – etablert så tidlig som i 1916) som administrerer Edwin Land-prisen i samarbeid med Society for Imaging Science and Technology (IS&T). Prisen finansieres av blant andre Polaroid Foundation.
Grunnleggende bidrag
– Som oppfinner av CMOS-bildesensoren såvel som entreprenør og lærer fortjener Eric Fossum virkelig dette årets Edwin Land-medalje, sa styreleder Stephen D. Fantone i OSA da han begrunnet ærespris-tildelingen.
– CMOS-bildesensorer finnes nå i nesten alle mobilkameraer og andre elektroniske enheter til å ta bilder med. CMOS-bildesensoren har vært et grunnleggende bidrag til utviklingen av digital bildeteknologi, sa han.
NASA-kameraer
Eric Fossum har sin utdannelse fra blant annet Yale-universitetet, men det var i forbindelse med et engasjement i den amerikanske romfartsadministrasjonen NASA at interessen hans for lysfangende sensorer virkelig førte til fremskritt og etter hvert til oppfinnelsen av CMOS-bildesensoren slik vi kjenner den i dag. Grunnlaget for CMOS-produksjonsteknologien innenfor generell datamaskin-teknologi har imidlertid røtter helt tilbake til slutten av 1950-tallet.
Hos NASA hadde Fossum på slutten av 1980-tallet som oppgave å lede arbeidet med å miniatyrisere de CCD-baserte kameraene som skulle brukes ombord i små og trange romfartøy. Etter noen års forskning og utviklingsarbeid lanserte teamet hans i 1993 en CMOS-bildebrikke – Complementary Metal-Oxide Semiconductor – basert på såkalt aktiv bildesensor-teknologi med intra-piksel strømoverføring. Oppfinnelsen er blitt kalt CMOS Image Sensor, forkortet CIS.
I det hele tatt var det kravene fra romfartsindustrien som dannet mye av grunnlaget for utviklingen av digitalkamera-teknologien. Små romsonder som skulle sendes ut i verdensrommet for å utforske fjerne planeter som Jupiter og Saturn, kunne ikke utstyres med filmbaserte kameraer, for de filmene ville jo aldri komme tilbake til jorden for å fremkalles – for å fremstille det litt banalt.
Senere var Fossum sentral i arbeidet med å kommersialisere teknologien, og han var også en viktig bidragsyter i arbeidet videre med å gjøre CMOS-bildebrikken like god som datidens strømkrevende og dyre CCD-sensorer – og etter hvert mye bedre, ifølge Wikipedia.
Store CCD-produsenter som Sony var i utgangspunktet uinteressert i CMOS-alternativet, men med tiden fikk pipen en annen låt, ifølge en New York Times-artikkel fra 1997. En av grunnene var trolig at CMOS-bildebrikker var bare en femtedel så dyre å produsere som CCD-brikker mot slutten av 1990-tallet, og for å skape et bilde av samme kvalitet som en CCD-brikke trengte CMOS-brikken bare én prosent så mye strøm.
Japanske røtter
Fossum har imidlertid ikke tatt hele æren for sitt CMOS-arbeid. I en stor utredning om teknologien har han påpekt at mye av grunnlaget var den nevnte aktiv piksel-sensor-teknologien (APS) som særlig Olympus og Toshiba arbeidet med i siste halvdel av 1980-tallet.
Fossums NASA-team var imidlertid de første utenfor Japan som greide å produsere en fungerende APS-brikke. Forskjellen mellom disse og Toshibas versjoner var at NASA-brikken var den første CMOS-sensoren med intra-piksel-basert strømoverføring.
Oppfinner og gründer
Eric R. Fossum er en svært produktiv teknolog. Han står bak over 300 teknologi-utredninger og er innehaver av over 170 amerikanske patenter.
I sitt virke har han vært aktiv i prosessen med å kommersialisere de teknologiske utviklingsprosjektene han har vært med på. I flere tilfeller betyr det at han vært med på å starte opp bedrifter som han selv har ledet.
På bakgrunn av arbeidet med CMOS-utviklingen for både romfarten og kamerabransjen har han utarbeidet en oppskrift på fem punkter som beskriver prosessen fra man finner opp ny teknologi til man kan nyte godt av det økonomisk.
Her er listen, fritt oversatt til norsk: 1) Skap en oppfinnelse. 2) Start en bedrift som kan kommersialisere oppfinnelsen. 3) Sørg for at det endelige produktet er klart for salg når det er lovet å bli ferdig. 4) Selg bedriften. 5) Sørg for godt juridisk forsvar av patentene.
Om det siste punktet har han også sagt at et patent aldri kan forhindre at noen stjeler andres ideer. Men det kan i det minste få dem til å betale for det, ifølge Fossum. Formodentlig ut fra egen erfaring.
De som vil lese mer om Eric R. Fossums virke innen CMOS-teknologien, kan sjekke hans nettsted.
