Leicas nya kamera M bygger på en 24 Mpixel CMOS bildsensor i småbildsformat. Den har utvecklats av det belgiska företaget CMOSIS. Kameran demonstrerades på Photokina 2012. Utformningen av pixlarna förhindrar överhörning till närstående pixlar, så som skissen nedan visar.

Sensorn “Leica MAX 24MP CMOS Sensor” har fullt småbildsformat, dvs med en aktiv sensoryta av 24×36 mm2. Sensorn är den första resulterande produkt i ett samarbete mellan Leica AG och CMOSIS.
Förutom den keramiska kapseln är sensorn till 100 procent en europeisk produkt.
Sensorn innehåller 6.000×4.000 pixlar i matrismåttet 6×6 µm. Tillverkningen sköts av STMicroelectronics i Greoble, Frankrike, på 300 mm wafers i processen IMG175 CIS. STMs 110 nm frontend och 90 nm backend CIS-teknik, med kopparmetallisering utvecklades ursprungligen för CMOS-bildsensorer med 1,75 µm2 pixlar för mobiltelefoner och andra konsumentprodukter. Dess storlek, större än reticle-formatet, kräver endimensionell stitching.
Bildsensorn för “Leica M” bygger på 6×6 µm2 pixelstorlek som ger en kapacitet av 40.000 elektroner, eller mer, med ett linjärt område motsvarande 76 dB. Pixeldata digitaliseras med en patenterad lågeffekts 14 bit kolumn-A/D-omvandlare.
Sensorn har en elektroniskt rullande slutare med global återställning och brusbegränsning med hjälp av såväl analog som digitalt korrelerad dubbel sampling (CDS) vilket resulterar i lågt temporärt och spatialt brus och ”non-uniformities”.
Under utvecklingen av sensorn togs speciell hänsyn till att minska överhörningen mellan närliggande pixlar för att klara ett stort vinkelområde av infallande ljus.
Sensorn minskar spatial överhörning genom dess mycket lilla distans mellan färgfilter och fotodioder. Denna tunna optiska stack är optimerad för att ge effektiv ljuskoppling mot kislet. Mikrolinser med en stark krökning på krönet fokuserar inkommande ljusstrålar mot centrum av varje pixels fotodiod. Den resulterande låga vinkelkänsligheten av kvantverkningsgraden (quantum efficiency, QE) vid höga strålningsvinklar uppnåddes tack vare de speciella egenskaperna hos STMs 110/90 nm CMOS-process. Detta gör att Leica M kan acceptera hela uppsättningen högkvalitativa linser i kamerasystemet, och ge rättvisa åt allt från vidvinkelobjektiv till objektiv med stor bländaröppning.
En pixelstorlek på 6×6 µm2 och en bildhastighet (fullständiga bilder) på 5 fps är ”state of the art” och i klass med andra högvärdiga CMOS 35 mm bildsensorer. 24 MP CMOS-sensorn kan ge full HDTV-video med förhandsgranskning på en kamera av M-modell.
Effektförbrukningen hos bildsensorn vid full hastighet och full upplösning är 700 mW. Den är kapslad i en 78-bens keramisk kapsel som är täckt med en antireflexbenadlad beläggning och ett lågpassfilter som dämpar nära-infrarött ljus.
– Tack vare den speciella sensortekniken och pixlar med ett stort ljusinsläpp kan vi nu, för första gången, erbjuda en digital systemkamera som är perfekt optimerad för användning tillsammans med både M- och R-linser, säger Alfred Schopf, styrelseordförande för Leica Camera AG.
CMOSIS grundades i november 2007 som ett fab-löst företag för CMOS-bildsensorer med egen konstruktionsverksamhet, karakterisering, test och kvalificering för forskning, utveckling och volymproduktion.
CMOSIS har utvecklat unika IP för CMOS-bildsensorer, sådana som slutare, snabba och lågbrusiga A/D-omvandlare, baksidesbelysning och ökat dynamiskt område. Företaget har sex beviljade patent förutom ett antal patentansökningar. Idag har det 40 anställda och har sitt säte i Antwerpen i Belgien.

Filed under: Utländsk Teknik