Foto Leica-Max-CMOS-BildsensorDie letzte Woche vorge­stellte Messsu­cher­kamera M nutzt einen vom belgi­schen Unter­nehmen cmosis nv für Leica Camera entwi­ckelten CMOS-Klein­bild­sensor mit 24 Megapixeln:

Die im Jahre 2007 gegründete, in Antwerpen angesie­delte cmosis nv wurde von Gründungs­mit­gliedern der ehema­ligen FillFactory NV aufgebaut. Diese war 1999 als Spin-off aus dem Inter­uni­versity Micro­Elec­tronics Center (IMEC) hervor­ge­gangen und 2004 von der ameri­ka­ni­schen Cypress Semicon­ductor Corp. übernommen worden, die selbst inzwi­schen zum ehema­ligen Motorola-Halbleiter-Bereich ON Semicon­ductors zählt. Von der damaligen Firma FillFactory kamen im übrigen auch die Sensoren der vor zehn Jahren auf der photokina vorge­stellten Kodak-DCS Pro 14n. Produ­ziert wurden diese Bildsen­soren von Tower Semicon­ductor in Migdal Haemek, Israel.

cmosis nv ist eine „fabless company“, die über keine eigenen Produk­ti­ons­ein­rich­tungen verfügt und die ihre Entwick­lungen von Auftrags­fer­tigern herstellen lässt. Im Falle des Leica-MAX-24MP-CMOS-Sensors erfolgt die Produktion in einem Werk des franzö­sisch-italie­ni­schen Elektro­nik­kon­zerns STMicro­elec­tronics (STM) im franzö­si­schen Grenoble. Weitere Produk­ti­ons­schritte finden dann in Deutschland statt.
 

Foto Leica M

 
Nachfolgend die Presse­meldung von cmosis nv, die den neuen Sensor für die Leica M beschreibt und – natürlich – lobt:

Foto Leica-Max-CMOS-Bildsensor

Leica M nutzt 24-Megapixel CMOS-Bildsensor von CMOSIS

Antwerpen, Belgien, 17. September 2012 – 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.“

Blockdiagramm Leica-Max-CMOS-Bildsensor

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.“
 

Diagramm Leica-Max-CMOS-Bildsensor

(Klick aufs Bild!)

 
(CJ)