Leica M nutzt 24-Megapixel CMOS-Bildsensor von CMOSIS

Antwerpen, (PresseBox) - CMOSIS, der bekannte europäische Spezialist für fortschrittliche CMOS-Bildsensoren, hat exklusiv für die Leica Camera AG einen hoch auflösenden CMOS-Bildsensor mit hoher Empfindlichkeit entwickelt, der auf einen bedeutendes Marktsegment zielt. Die neue, auf der Photokina 2012 erstmals gezeigte "Leica M" Digitalkamera enthält den voll kundenspezifischen CMOSIS "Leica MAX 24MP CMOS Sensor" mit einer Auflösung von 24 Megapixeln über eine aktive Sensorfläche von 36 x 24 mm². Dies entspricht dem vollen 35-mm Format. Der neue Sensor ist der erste Meilenstein einer langfristig angelegten strategischen Kooperation zwischen der Leica Camera AG und CMOSIS.

"Das ist das erste Mal, dass ein CMOS-Bildsensor für eine High-end 35-mm Kamera für einen europäischen Anwender in Europa entwickelt wurde und auch hier gefertigt wird", sagte Guy Meynants, CTO bei CMOSIS in Antwerpen, Belgien. "Außer dem keramischen IC-Gehäuse ist der Leica MAX 24MP CMOS-Sensor ein hundertprozentig europäisches Produkt."

Der neue kundenspezifische Sensorchip enthält 6.000 x 4.000 Pixel auf einer 6x6 µm² Matrix über einer aktiven Fläche von 36 x 24 mm². Er wird von STMicroelectronics (STM) im französischen Grenoble gefertigt. Basis ist STMs IMG175 CIS 300-mm Wafertechnologie. Die CIS-Technologie mit 110-nm Frontend- und 90-nm Backend-Prozess und Kupfermetallisierung wurde von STM ursprünglich für CMOS-Bildsensoren mit 1,75 µm² großen quadratischen Pixeln für Mobiltelefone und andere Consumer-Applikationen entwickelt. Das dabei eingesetzte große Die-Format, größer als die Fotomaske, erfordert die Verwendung von eindimensionalem Stitching.

Der neue Bildwandler für die "Leica" M basiert auf einer Pixelgröße von 6 x 6 µm². Dies ergibt eine lineare Full-Well-Kapazität von ≥40.000 Elektronen und einen linearen Dynamikbereich von nahezu 76 dB. Die Pixeldaten werden in patentierten Low-power/High-speed 14-bit Column AD-Wandlern digitalisiert. Der Sensor bietet einen elektronischen Schlitzverschluss mit globalem Reset und Rauschunterdrückung durch analoges und digitales Correlated Double Sampling. CDS resultiert in sehr niedrigem temporalen und spatialen Rauschen und großer Gleichmäßigkeit.

Besondere Aufmerksamkeit bei der Entwicklung des Sensors galt der Reduzierung des Übersprechens zwischen benachbarten Pixeln infolge des flachen Lichteinfalls bei Objektiven mit kurzen Brennweiten. Der neue CMOSIS Sensor senkt das spatiale Übersprechen durch einen sehr geringen Abstand zwischen Farbfiltern und Fotodioden.

Der resultierende dünne optische Stack wurde für die möglichst effiziente Einkopplung des Lichts in das Silizium ausgelegt. Hoch ausgeführte Mikrolinsen mit starker Krümmung bündeln das einfallende Licht im Zentrum der Fotodiode jedes Pixels. Damit ergibt sich eine geringe Winkelabhängigkeit der Quanteneffizienz (QE) bei flachen Einfallswinkeln. Sie ist ein besonderes Kennzeichen von STMs 110/90-nm CMOS-Prozess.

Diese Auslegung ermöglicht der neuen "Leica M" die Nutzung des vollen Bereiches an hoch qualitativen Objektiven im Leica-Kamerasystem, einschließlich der Weitwinkelobjektive und solchen mit großer Öffnung, bei Nutzung ihrer vollen optischen Performance.

Die Pixelgröße von 6x6 µm² und die volle Frame-Rate von 5 fps sind State-of-the-art und vergleichbar mit anderen High-End CMOS-Bildsensoren für 35-mm Kameras.

Der neue 24-MP CMOS-Sensor ermöglicht es Leica erstmals auch Video-Recording im vollen HDTV-Format mit Live-Vorschaubild in einer Kamera der M-Serie anzubieten. Der Leistungsverbrauch des Sensorchips bei voller Geschwindigkeit und Auflösung wird mit 700 mW spezifiziert. Der Chip ist in ein 78-pin Keramikgehäuse eingebaut, mit kundenspezifischem Deckglas mit Antireflexbeschichtung und Sperrfilter für das nahe Infrarot-Spektrum.

"Wir freuen uns, in CMOSIS einen Partner gefunden zu haben, der es uns ermöglicht, einen Sensor speziell für Leica zu entwerfen und zu konstruieren. Dank der speziellen Sensortechnologie von CMOSIS und der großen optischen Öffnung der Pixel können wir nun erstmals eine digitale Systemkamera anbieten, die perfekt für die M- und R-Objektive optimiert wurde", sagte Alfred Schopf, Vorstandsvorsitzender der Leica Camera AG.

Besonders stolz ist man bei Leica auf die Tatsache, dass die neue 'Leica M' einen Sensor mit der Herkunft 'Made in Europe' enthält. Ein großer Teil des Sensors wird in Frankreich und Deutschland gefertigt. "Gleichzeitig", sagt Schopf, "bietet der extreme niedrige Leistungsverbrauch des Sensors zusätzliche Vorteile bei Bildqualität und Batterielebensdauer."

CMOSIS

CMOSIS ist ein "Pure-play"-Anbieter von Standard- und applikationsspezifischen CMOS-Bildsensoren für industrielle und professionelle Märkte. Sie umfassen Applikationen wie Machine-Vision, High-End DSC, sowie die Bilderfassung für wissenschaftliche und medizinische Anwendungen, automatische Datenerfassung und Raumfahrt. CMOSIS wurde im November 2007 als Fabless-Anbieter von CMOS-Bildsensoren gegründet. Das Unternehmen bietet In-house Design, Charakterisierung, Test und Qualifizierung für Forschung, Entwicklung und Volumenfertigung. CMOSIS verfügt über ein einzigartiges IP-Portfolio für CMOS-Bildsensoren, darunter Zentralverschluss, schnelle und rauscharme AD-Wandlern, rückseitige Belichtung und erweiterter Dynamikbereich. In diesem Bereich hält CMOS sechs Patente, weitere sind angemeldet. Das Unternehmen ist seit seiner Gründung kontinuierlich und konsistent gewachsen. Gegenwärtig beschäftigt es mehr als 40 Mitarbeiter. Hauptsitz ist Antwerpen, Belgien.

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