耐放射線性カメラ用撮像素子の照射劣化挙動

Irradiation degradation behavior of image sensor for radiation-resistant camera

武内 伴照   ; 田中 茂雄*; 渡辺 恭志*; 大塚 紀彰 ; 小沢 治*; 駒野目 裕久*; 上野 俊二*; 土谷 邦彦 

Takeuchi, Tomoaki; Tanaka, Shigeo*; Watanabe, Takashi*; Otsuka, Noriaki; Ozawa, Osamu*; Komanome, Hirohisa*; Ueno, Shunji*; Tsuchiya, Kunihiko

過酷事故時にも使用可能な耐放射線性カメラの開発の一環として、本研究では、撮像素子のフォトゲート駆動電圧が画質に与える影響を調べた。対象材は、3トランジスタ型で光電変換部にフォトゲート(PG)と呼ばれる電極を有する撮像素子を用いた。まず、照射前にPGの駆動電圧を0-1.6Vの範囲で変化させ、コントラストが最も明瞭な最良の画質が得られる電圧を-1.6Vと決定した。次に、約1kGy/hの線照射環境下でテストチャートを撮影したところ、-1.6Vでは、11階調の白黒テストバーのうち、白側の4階調分はコントラストが失われた。このため、0-0.8Vの範囲でPG駆動電圧による画質を取得したところ、コントラストが復帰するとともに、-0.2Vで最良の画質が得られることが分かった。以上より、最良の画質が得られる撮像素子PG駆動電圧は、放射線環境下と未照射環境では異なることが分かった。したがって、一般的には固定であるPG電圧を調節可能なカメラとすれば、放射線環境下における画質劣化を軽減しうることが示唆された。

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