徕卡M9所使用的依旧是柯达所研发的CCD，不同的是，这次使用的是柯达研发的23.9x35.8mm的全画幅尺寸CCD传感器KAF-18500。有效像素为1820万。
KAF-18500相比于M8系列所使用的传感器而言，有类似，也有改进。
相似部分，首先，M9同样采用双影像处理器系统。其次，传感器在周边微透镜的设计上与M8的传感器类似，周边微透镜可以提高CCD传感器对光的敏感度。（传感器边缘部位的影像是光线斜射到影像传感器上形成的，在普通的微型镜片的作用下，这些斜射的光线不能完全与像素点发生作用。而柯达为徕卡所研发的传感器采用了特别的微型镜片结构与徕卡镜头的光学特点结合使用，可使得光线全部均匀地汇聚到传感器影像的边缘，从而很好的改进了如今传感器边缘普遍存在成像问题。）
从左至右M8、M9、S2
另外，M9也没有使用低通滤镜。低通滤镜会虽然可以消除摩尔纹，但同时也会过滤掉影像中一些精美的细节。所以，M9在设计中和M8相同没有使用滤镜来解决摩尔条纹，而是通过相机对信号进行处理消除摩尔条纹。
改进部分，徕卡M9所使用的这块CCD影像传感器配备有一个新开发的玻璃罩，该玻璃罩能抑制实际拍摄时光谱中的红外线部分，从而不必安装专门的UV/IR 滤光镜。
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