光子计数装置、光子计数方法和光子计数处理程序制造方法及图纸

光子计数装置具备：多个像素，包括光电转换元件和将由光电转换元件转换的电荷放大并转换为电压的放大器；A/D转换器，将从多个像素的放大器输出的电压转换为数字值；第一导出部，基于数字值，导出多个像素中的各像素的光子数的暂定值；和第二导出部，根据基于光子数分布的第一概率和基于读出噪声的第二概率，导出对象像素中的光子数的确定值。出对象像素中的光子数的确定值。出对象像素中的光子数的确定值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光子计数装置、光子计数方法和光子计数处理程序


[0001]本公开涉及光子计数装置、光子计数方法和光子计数处理程序。

技术介绍

[0002]例如在专利文献1和专利文献2中记载了使用CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的光子计数装置。在该装置中，当向光电转换元件输入光子时，根据所输入的光子数生成的光电子作为电荷而蓄积。在光电转换元件蓄积的电荷通过放大器转换为电压并被放大。从放大器输出的电压通过A/D转换器转换为数字值。在光子计数装置中，基于从A/D转换器输出的数字值，判别构成图像传感器的像素的光子数。
[0003]此外，在非专利文献1至3中记载了与使用CMOS图像传感器的光子计数相关的技术。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2019/102636号
[0007]专利文献2：国际公开第2019/102637号
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1：B Saleh Masoodian,Jiaju Ma,Dakota Starkey本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光子计数装置，其特征在于，具备：多个像素，包括将输入的光转换为电荷的光电转换元件和将由所述光电转换元件转换的电荷放大并转换为电压的放大器；A/D转换器，将从所述多个像素的所述放大器输出的电压转换为数字值；第一导出部，基于所述数字值，导出所述多个像素中的各像素的光子数的暂定值；和第二导出部，基于第一概率和第二概率，导出作为所述多个像素中的一个的对象像素中的光子数的确定值，所述第一概率是基于伴随于所述光的光子数分布的光电子数的概率分布的、所述对象像素中的每个光电子数的观测概率，所述第二概率是基于伴随于所述对象像素的读出噪声的光电子数的概率分布的、所述对象像素的所述暂定值中的每个光电子数的观测概率。2.根据权利要求1所述的光子计数装置，其特征在于：所述第二导出部根据所述第一概率与所述第二概率的积，计算所述对象像素表示所述暂定值的情况下的每个光电子数的概率，基于计算出的概率来决定所述确定值。3.根据权利要求1或2所述的光子计数装置，其特征在于：伴随于所述光的光子数分布的光电子数的概率分布是泊松分布、超泊松分布、亚泊松分布、光子数挤压状态所表示的光子数分布、量子纠缠光子状态所表示的光子数分布、多模式挤压状态的光子数分布、Bose
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Einstein分布、对数正态分布、均匀分布或混合分布。4.根据权利要求1～3中任一项所述的光子计数装置，其特征在于：伴随于所述对象像素的所述读出噪声的光电子数的概率分布为正态分布。5.根据权利要求1～4所述的光子计数装置，其特征在于：所述第二导出部将所述多个像素中的所述对象像素的周围的一部分区域所包含的两个以上的像素作为周边像素，计算所述周边像素中的所述暂定值的平均值，考虑所述平均值来计算所述第一概率。6.根据权利要求5所述的光子计数装置，其特征在于：所述平均值是将所述周边像素的所述读出噪声包含于加权的加权平均。7.根据权利要求5或6所述的光子计数装置，其特征在于：所述平均值是将所述对象像素与所述周边像素各自的距离包含于加权的加权平均。8.根据权利要求5所述的光子计数装置，其特征在于：所述平均值是将用以减小与所述周边像素的光子数的平均值的误差的权重包含于加权的加权平均。9.根据权利要求5～8中任一项所述的光子计数装置，其特征在于：所述第二导出部基于多个帧中的所述暂定值的数据，计算所述暂定值的所述平均值。10.根据权利要求1～9中任一项所述的光子计数装置，其特征在于：所述第二导出部根据将所述多个像素中具有规定值以上的所述读出噪声的像素作为所述对象像素而导出的所述确定值、和所述多个像素中具有小于所述规定值的所述读出噪声的像素的所述暂定值，来制作关于所述多个像素的光子计数数据。11.根据权利要求1～10中任一项所述的光子计数装置，其特征在于：所述第二导出部根据将所述多个像素中具有小于规定值的所述暂定值的像素作为所
述对象像素而导出的所述确定值、和所述多个像素中具有所述规定值以上的所述暂定值的像素的所述暂定值，来制作关于所述多个像素的光子计数数据。12.根据权利要求1～11中任一项所述的光子计数装置，其特征在于：所述第二导出部具有表示所述多个像素各自的所述读出噪声的噪声图。13.一种光子计数方法，其特征在于，具备：基于从具有多个像素的二维图像传感器输出的与所述多个像素对应的数字值，导出所述多个像素中的各像素的光子数的暂定值；以及基于第一概率和第二概率，导出作为所述多个像素中的一个的对象像素中的光子数的确定值，导出所述确定值的步骤包括：基于伴随于光的光子数分布的光电子数的概率分布，求出所述对象像素中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樋口贵文，高桥辉雄，中岛真央，中本胜大，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：