ソニー、業界最速のX線CMOSイメージセンサー「IMX711」を量産開始

ソニーセミコンダクタソリューションズは、検査・計測機器向けに、直接変換積分型X線CMOSイメージセンサー「IMX711」を商品化し、2026年度第1四半期より量産出荷を開始した（ニュースリリース）。本製品は、X線を直接受光してそのエネルギー量に比例した信号を出力するセンサーであり、独自の回路技術によって業界最速となる最大毎秒26,100フレームの高速撮像を実現している。これにより、1フレームあたりの電荷蓄積量を抑えて飽和を防ぎ、正確な測定を可能にしている。

同時に、積分型センサーの課題であったノイズについても、ランダムノイズを34e-rms（評価値）まで大幅に低減することに成功した。この高速性と低ノイズ性能の両立により、微弱な信号もノイズに埋もれず検出できるため、全ての画素において低照度から高照度まで広いダイナミックレンジでX線の総エネルギー量を正確に測定できるようになった。

従来のX線センサーには、低照度下での測定精度は高いが高照度で数え落としが発生する「光子計数型」と、高照度に対応できるが低照度でのノイズが課題となる「積分型」の2方式が存在していた。本製品は、これら両方式の利点を1チップで実現した点に大きな特徴がある。高いエネルギー分解能を備えているため、事前の閾値設定なしに光子単位のエネルギー情報を取得でき、元素レベルでの構成要素の違いや僅かな状態変化を定量評価することが可能である。

応用分野としては、電池や半導体などの先端デバイスの高速なインライン検査におけるスループット向上や、対象物の構成元素を可視化する元素マッピング、さらには結晶構造解析と元素分析の同時測定などが想定されている。有効画素数は約28万画素で、ユニットセルサイズは72.6μm、出力インターフェースにはSLVS-ECが採用されている。

本製品は、理化学研究所の初井宇記博士により発案された画素構造をもとに、ソニーセミコンダクタソリューションズと理化学研究所が共同開発したものである。実用化に向けて、高感度化や高いX線照射耐性、高電圧耐性の実現といった技術開発を共同で行い、ソニーの製造プロセスやパッケージング技術を投入することで量産化に至った。これにより、X線検査・計測技術の高度化と多機能化に大きく貢献することが期待される。