據麥姆斯咨詢報道，近期，索尼（Sony）發布一款采用“直接轉換”積分型CMOS技術的X射線圖像傳感器：IMX711，其能夠直接檢測X射線和電子束。該圖像傳感器利用索尼專有技術實現了高速捕捉與低噪聲性能，能夠檢測微弱的單光子信號——這是傳統積分型圖像傳感器難以做到的。
IMX711由索尼與日本理化學研究所（RIKEN）合作開發而成。雙方基于日本理化學研究所Takaki Hatsui博士發明的像素結構，共同開展了將其轉化為實用型X射線圖像傳感器所需的技術開發工作，包括提高靈敏度以及實現高耐X射線輻射性和高耐壓性。索尼負責開發了用于量產的電路技術、制造工藝及封裝技術。
IMX711的X射線靈敏度特性
這項X射線圖像傳感器技術實現了比傳統方法更寬的動態范圍，既能進行低通量條件下的單光子檢測，也能在高通量條件下進行穩定且高精度的X射線測量。
IMX711能夠同時獲取光子能量、空間和時間信息，從而提升了測量精度與吞吐量，并支持根據具體應用場景（例如先進器件檢測以及材料科學、生命科學等領域的科學測量）進行靈活的后期處理。
IMX711具有業界頂尖的高速捕捉與低噪聲性能
在X射線測量領域，針對不同用途主要采用兩種方法：一種是檢測并計數單個X射線光子的“光子計數法”；另一種是在積分周期內累積總信號的“電荷積分法”。光子計數法非常適合低光子通量條件下的信號檢測，因為可以通過閾值判別來抑制噪聲；相比之下，積分法因其信號累積特性，非常適合高通量條件。
IMX711采用索尼獨有的技術，在積分型X射線圖像傳感器領域實現了業界頂尖的高速捕捉性能以及極低的隨機噪聲性能，能夠檢測到傳統積分型圖像傳感器難以捕捉的微弱單光子信號。
IMX711能夠利用低通量條件下的光子能量信息
得益于低讀出噪聲特性，IMX711能夠實現低X射線能量下的單光子檢測；相比之下，在傳統的積分型探測器中，此類信號通常會被電子噪聲淹沒。IMX711低噪聲、低波動的讀出性能還提供了高能量分辨率，從而能夠有效地在分析中利用光子能量信息。
由于測量前無需進行基于閾值的能量過濾，所有光子能量信息均得以保留并用于后續分析。這使得用戶能夠根據不同目的，從單一測量數據集中自由選擇能量范圍，從而提高分析效率并提升分析能力。
IMX711在高通量條件下也能獲得具有線性響應特性的數據
由于IMX711屬于積分型X射線圖像傳感器，它不會像光子計數型傳感器那樣出現光子計數損失，而是能夠在高通量條件下保持線性響應。此外，高速采集使得單幀所需的信號存儲容量得以降低，從而相比傳統的積分方式減少了信號飽和現象。
利用IMX711讀出過程中的信號輸出和增益信息，后續的數字處理能夠實現寬動態范圍的數據重建，確保從低通量到高通量范圍內的信號處理保持一致性。這有助于獲取高重現性、高精度的測量數據，即使在X射線圖像傳感器內各像素的入射強度存在顯著差異的X射線測量場景下，也能實現這一點。
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