PROCESSING METHOD FOR A SENSOR WITH SINGLE-PHOTON SENSTIVITY AND DEVICE USING SAME 专利翻译 法国/美国

美国/法国专利 PROCESSING METHOD FOR A SENSOR WITH SINGLE-PHOTON SENSTIVITY AND DEVICE USING SAME 具有单光子灵敏度的传感器的处理方法及使用该方法的器件, 2011年

 

摘要：一种光子探测装置，包括真空室的传感器、设置在其中以将光子转换为主电子的光电阴极、将加速主电子的至少一部分能量转换为由多个探测单元收集的次级电荷的转换器；一种适于读取由检测细胞收集的电荷的采集电路，其积分时间允许获得单个电子顺序的细胞的每个单位时间和每个单位表面的冲击密度，一个系统识别集群的相邻检测细胞至少有一个所谓的主要细胞包括收集电荷量高于阈值，系统确定至少一个集群的特点，记忆系统至少有一个由原子转换而产生的参考簇引用集群的特征，将簇的确定特征与参考簇的备份特征进行比较以证明簇是否由初级电子的转换产生。

 

本发明的技术领域涉及微光场景中光子的检测。更具体地说，本发明涉及光子检测设备领域，包括具有单光子检测灵敏度的传感器及其实现方法。为了达到这一目的，使用电子轰击的互补金属氧化物半导体（Electro Bombarded Complementary Metal-Oxide Semiconductor， EBCMOS），该传感器由一个光电阴极和一个硅像素阵列组成。这两个部件密封，形成一个真空室。

 

光电阴极通过光电效应将光源发出的光子转换成至少一个主电子。主电子在像素阵列方向上被电磁场加速，电磁场给予这些电子足够的动能，使它们能够被单独探测到。所述像素阵列包括面向所述光电阴极布置的探测体，以及进入该探测体的加速主电子。主电子在探测体内的相互作用会产生电荷，电荷会扩散到以规则间距排列的二极管上，例如阵列，并在优化读出噪声的同时收集电荷。基本二极管单元对应于一个像素，并且每个像素可以有几个二极管（电子云团）。电荷在二极管中的积累允许形成电信号，所处理的电信号产生由一系列图像组成的视频信号。每幅图像对应于传感器在一个积分时间内存储在像素中的能量之和。这种类型的传感器主要设计用于低光水平的场景，例如夜视，图像频率为25hz，对应于积分时间为40ms。

 

然而，像素阵列也转换电子，并不是直接从光电阴极转换后的光子，这是不希望的。这将在像素阵列所记录的图像中产生寄生效应。第一种寄生效应是光环效应。这是由于原电子在像素阵列上的后向散射，它们在像素阵列方向上的重新加速以及阵列对其的检测。图像有效地假定了在传感器的积分时间内储存在像素中的能量的总和，无论这种能量来自背散射电子还是初级电子。在低光水平的场景中，即小于1mLux，并且包含一个局部更强的光源，由于背散射电子而产生电荷累积，导致在光源图像周围形成圆形晕。光晕的半径不超过光电阴极和像素阵列之间距离的两倍。光环中所有物体的图像都消失了。在光电阴极和像素阵列之间距离通常为一毫米量级，光晕可能会覆盖传感器表面的很大一部分，使传感器失去整个功能。

 

第二种类型的寄生效应是所谓的“光电阴极上的离子反轰击”效应。存在于真空室中的残余原子在其自身加速向光电阴极方向之前，可能被原电子电离。随后，光电阴极中大量的电子被局部拉出，这些电子在像素阵列的方向上被加速。这种高密度的电子转化为结果图像中的一个强点。

 

第三种寄生效应是所谓的“暗数”效应。这种效应是由光电阴极在热离子效应或场效应下发射电子而产生的电子发射背景噪声引起的。对于低光级场景的图像，电子背景噪声会导致在重构场景中产生随机的雪花效应。

 

为了努力减少电子背散射现象以及由此产生的光晕现象，专利申请US 2005/0122021建议电子收集表面应具有纹理表面。除了制造上述表面的问题外，这种解决方案还消除了部分敏感的收集表面，并且不允许减少记录图像中的寄生效应。这是本发明的一个目标，允许检测或识别光子在低光水平的场景，尽管寄生效应的存在。本发明的另一个目标是提出一种处理用于处理低光级场景的传感器产生的数据的方法，该传感器允许检测由光子转换产生的所谓的主电子。

 

为了这个目的，本发明的方法使用一个传感器产生的数据的类型包括真空室、在腔内排列一个光电阴极，设计成将由至少一个光源发射的光子转换成初级电子，并经受适于加速初级电子的电磁场，转换器其将电子转换成布置在面对光电阴极的腔室中的二次电荷，并且适于将加速的一次电子的至少部分能量转换成由以规则间距分布的多个检测单元收集的二次电荷，转换器也转换所谓的寄生电子，不是直接从光子的转换而来的，可能是背散射型的，由离子背轰击产生的类型或从电子发射背景噪声导出的类型，以及一种采集电路，该采集电路适于读取所述检测细胞所收集的电荷，其积分时间允许获得每单位时间和单个电子顺序的每单位细胞表面的冲击密度。

 

根据本发明，该方法包括以下步骤:

 

识别一组相邻的检测细胞，其中一个细胞称为主细胞，其所收集的电荷数量高于阈值。

 

确定集群至少一种特征；将簇的确定特征与簇结果的至少一个特征从初级电子的转换，到证明由初级电子的转换所产生的簇进行比较；根据实施例的一种变体，该方法进一步包括消除所标识为不是由于主电子的转换而产生的簇的步骤。根据本实施例的一个有利变型，该方法还包括第一确定的簇特征和第二由背散射电子的转换产生的簇的至少一个特征之间的对抗步骤，为了识别由背散射电子转换而产生的团簇，以及在对抗步骤中证明的消除团簇的步骤。当探测到一个包含局部更强光源的低光级场景时，他的变体有利地允许消除由于背散射电子而产生的晕轮效应。根据实施例的一个有利变体，该方法包括一个步骤，首先搜索所确定的簇的特征，其次搜索由离子反轰击产生的簇的至少一个特征之间的相似性，以便识别由离子反轰击产生的簇，以及在对抗阶段消除集群的步骤。这种变化有利于消除离子在光电阴极上的反轰击效应。

 

根据实施方式的一种有利变体，该方法还包括以下步骤：确定光子在每一个确定的，未消除的星团原点的位置，至少存储了所有确定位置的一部分，比较每个新确定的位置与存储的位置，根据比较的结果，识别存储位置中不包括的新位置，以证明电子背景噪声产生的电子位置，消除由识别步骤证明的新位置。这一变量有利地允许消除电子发射背景噪声的影响，这些噪声是由光电阴极的电子发射、离子效应或场效应引起的。

 

根据本发明的方法还可以包括以下至少一种特征：簇的识别步骤包括用于证明所收集电荷数量高于阈值的至少主单元的步骤，以及簇的识别步骤，该识别步骤来自所收集在主检测单元附近的单元中的电荷，该方法包括用于从已识别的、未消除的簇生成视频信号的步骤，该方法包括用于从所确定的、未消除的位置生成位置信号的步骤。

 

本发明的另一个目的是提出一种用于在存在寄生效应的低光级场景中检测光子的设备。或本目的，根据本发明的光子探测装置包括包含真空的传感器室，布置在真空室中的光电阴极，其设计用于将光子转换为一次电子并经受适于加速一次电子的电磁场；将电子转换为二次电荷的转换器，其布置在面向光电阴极的真空室中并且适于转换所述电子的至少一部分能量加速的一次电子转化成由多个以规则间距分布的探测单元收集的二次电荷，转换器还转换所谓的寄生电子，这些寄生电子不是直接从光子的转换中获得的，并且可能是背散射类型，由离子反轰击产生的类型或由电子发射背景噪声产生的类型，以及适于读取由检测单元收集的电荷的采集电路，其积分时间允许获得每单位时间和每单位单元表面单个电子量级的冲击密度。

 

参考附图，从下面给出的描述中可以明显看出各种其他特征，附图作为非限制性的例子，说明了本发明的主体的实施例。图1是显示根据本发明的装置实施例的示意图。图2显示了由初级电子转换产生的星团的例子，以及星团细胞中收集的电荷数量。图3是解释光环效应的图表。图4A是用通常的EBCMOS类型的包含晕轮效应的传感器获得的图像。图4B是通过根据本发明的装置获得的与图4A类似的图像。图5是本发明方法的逻辑框图。

 

图1所示的光子探测装置1适用于低光级场景。该检测装置1包括具有单光子检测灵敏度的传感器2。在所示的优选实施例中，该传感器2为EBCMOS型。显然，本发明并不限于具有这种类型传感器的设备。任何能够单光电子灵敏度的硅传感器，例如混合像素或SOI型CMOS传感器(绝缘体上硅)都可以在本发明中使用。

 

该装置1包括给定的真空室3和设置在真空室3中的光电阴极4。所述光电阴极4适用于将至少一个光源(未图示)发射的光子5转换为电子。由源发射并至少部分地由器件转换的光子组定义了入射流。在本描述中，由光子通过光电阴极转换而产生的电子称为主电子。例如，光子可以来自可见光谱和/或近红外和/或近紫外线。

 

光电阴极4受到由电位差引起的电磁场E的影响，并通过系统7设置以产生电磁场E。所述电磁场E适于加速来自光电阴极4的初级电子6，直至电子转换器8，从而产生初级电子6对电子转换器的冲击。光电阴极4与电子转换器8相隔一定距离D。所述电磁场E的值被适应以将足够的动能传递给所述主电子6，以允许所述传感器2对每个主电子6进行单独的探测。电子转换器8适于将加速主电子6的至少部分能量转换为由以规则间距分布的多个检测单元10收集的二次电荷9，例如在阵列中。在所示实施例中，所述电子-电子转换器8包括所谓的无源输入层11，其厚度设置为面向所述光电阴极4，且至少部分主电子6通过该层。电子转换器8还包括与输入层11相邻的检测体12，其中至少主电子6相互作用以形成电子空穴对，该电子空穴对扩散至检测单元10，优选排列在阵列中的二极管。优选的电子转换器8是CMOS组件(互补金属氧化物半导体)和map型(单片有源像素传感器)。显然，本发明还可以使用其他类型的初级电子转换器8，例如电子转换器，其敏感层通过微珠或tsv(通过硅通孔)连接到CMOS读取电路。

 

装置1还包括采集电路13，其适于读出由检测单元10收集的电荷9，积分时间适于获得单元10的每单位时间和每单位表面上单个电子量级的冲击密度。积分时间优选等于或小于1ms。根据实施例的一种有利变体，无论是否动态地，通过计算积分时间(未说明)的系统，根据检测单元10的大小和入射光通量来计算积分时间。采集电路13适用于提供读取电荷9和读取检测单元10时产生的读取噪声之间的比率，适用于允许对单光子的检测灵敏度5。读出电荷9和读出噪声之间的比率至少取决于电磁场E的值、电子转换器8的无源层的厚度e以及光电阴极4和电子转换器8之间的分离距离D。

 

根据本发明，所述装置1还包括识别系统14，用于识别聚类15，其中一个示例如图2所示。在这里，图2说明了由初级电子转换产生的簇15。识别系统14识别相邻检测单元10的集群15，其中至少一个所谓的主单元10a包含从采集电路13读取的电荷9中收集的电荷9高于阈值Vs的数量。优选地，所选阈值Vs取决于所述检测单元10的读出噪声的值。阈值Vs最好等于读出噪声值的5倍。

 

根据所示的优选实施例，识别系统14包括用于证明至少主小区10a的系统17，所述主小区10a的收集的电荷量9高于阈值Vs。识别系统17还包括从电荷量识别簇15的识别系统18在与主小区10a相邻的小区10b中收集。簇15的最佳尺寸，即考虑的相邻小区10的数量是可变的，并且取决于主小区10a周围的电荷9的分布和检测小区10的间距。优选地，簇15的大小为3x3、5x5或7x7检测单元10。在所示的实施例的示例中，集群15的大小是3x3个检测单元10。无论是否动态地，簇的最优大小都可以通过一个确定最优簇大小的系统来计算。

 

有利的是，标识出簇15的标识系统14允许标识可能对应于原电子6对电子转换器8的影响的区域，以便对其进行分析。所述设备1还包括确定系统19，确定所述集群15的至少一个特征。优选地，确定系统19通过将在簇15的主单元10a和相邻单元10b中收集的电荷9相加来确定簇15中收集的电荷9的总数。根据实施例的不同变体，确定系统19能够确定集群15的其他特征，例如其拓扑结构或电荷的平均密度9。例如，其收集电荷9的量最高的单元10a、10b可形成横切或方形图案，这取决于在簇15的原点处的电子的冲击是分别位于单个单元10a、10b之上还是在4个单元10a、10b之间。

 

装置1还包括存储系统20，用于存储由初级电子6的转换产生的参考簇15a的至少一个特性。参考集群15a的特性是已知的，并且根据设备1的实施例，特性的选择是完全任意的。优选地，存储系统20存储参考簇15a的电荷9的总数量，其范围从220到280 Qadc，优选地为每个单元3 Qadc的平均噪声250 Qadc。根据实施例的一种变体，存储系统20存储参考簇15a的电荷9的平均密度，其范围从24到30，优选为具有17 lum音高的3x3细胞10阵列的27 Qadc/细胞。装置1还包括比较系统21，比较簇15的确定特性与参考簇15a的存储特性，以证明簇15是否由初级电子6的转换产生。换句话说，将簇15与具有已知轮廓的参考簇15a进行比较，以确定这些簇15、15a是否相似。

 

优选地，比较系统21将在簇15中收集的电荷总量9与参考簇15a中的电荷总量进行比较。因此，本发明的装置1允许简单可靠地识别由光子转换产生的初级电子。所述装置1允许生成图像和/或视频信号，形成连续的图像，每个图像由检测单元10在传感器2的积分时间内收集的电荷9的总和生成。

 

然而，应当注意的是，电子转换器8也将所谓的寄生电子转换成二次电荷9，这些寄生电子不是从光子5的转换中产生的，这是不需要的。寄生电子可至少为背散射型、由离子反轰击产生的型或由电子发射背景噪声产生的型。每种类型的寄生电子产生不同类型的寄生效应。背散射型寄生电子产生晕寄生效应，离子反轰击产生的寄生电子产生所谓的“离子反轰击寄生效应，由光电阴极的电子发射背景噪声产生的寄生电子产生所谓的“暗计数”寄生效应。因此，为了产生没有寄生效应的图像和/或视频信号，识别和更好地消除寄生电子转换产生的团簇15是有利的，从而只保留由主电子转换产生的团簇15。

 

根据实施例的一个变体，其确定的特性与参考簇15a的存储特性相比具有至少一个差异的任何簇15被认为是由寄生电子的转换产生的簇，因此被消除。根据本实施例的变型，设备1包括连接到比较系统21的输出的消除系统22，并且适于消除由比较系统21标识为不是由初级电子的转换产生的那些簇15。根据本实施例的一个有利变型，设备1允许识别至少一种且优选上述定义的三种类型的寄生电子，例如为了消除寄生电子。

 

如图3中所解释，晕效应是由于电子转换器8反向散射的电子6，即电子转换器在光电阴极4的方向上散射的电子6。12%到18%的一次电子6被电子转换器8反向散射，被电磁场E沿光电阴极4的方向加速，然后在与初始一次电子6的位置不同的位置被检测到。例如，可以使用使用蒙特卡罗方法进行的模拟或使用分析计算来显示背散射电子在一次碰撞和二次碰撞之间的移动距离R不超过光电阴极4和电子转换器8之间距离的两倍。

 

图4A显示了低光水平(即小于1毫lux)的场景图像，并且包含由光纤23形成的局部更强的源。这幅图像来自于一个常用的EBCMOS传感器2，根据目前的技术水平。电荷的积累，由于电子的反向散射，导致在更强的源周围形成圆形晕。晕24中包含的所有物体的图像，例如物体25，都被晕24衰减和/或掩盖。

 

根据有利地适用于消除晕轮效应的本发明的一个实施例，所述记忆系统20记忆由背散射电子6转换而产生的标准簇15b的至少一个特征。标准集群15b的特性本身是已知的，而特性的选择纯粹是任意的，取决于设备1的实施方式。优选地，存储系统20存储标准簇15b的电荷9的总数量，其范围从75到125 Qadc，优选地为125 Qadc。根据该变型，设备1还包括对抗系统26，该对抗系统将簇15的确定特征与标准簇15b的存储特征对抗，以证明簇15是否由背散射电子6的转换产生。换句话说，将簇15与具有已知轮廓的标准簇15b进行比较，以确定这些簇15、15b是否相似。优选地，对抗系统26对抗在簇15中收集的总电荷量9和在标准簇15b中收集的总电荷量9，装置1优选地包括消除系统12，以消除对应于由对抗系统26证明的背散射电子6的簇15。

 

图4b显示了与图4A中的图像相似的图像，但使用本发明的适于消除晕轮效应的设备1获得。靠近光源23的物体的图像，例如物体25，没有被掩蔽。离子在光电阴极4上的反轰击效应是由于残余原子的一次电子在电离室3中产生的。一旦被正离子化，剩余的原子被电磁场E朝光电阴极4方向加速。这导致大量的电子从光电阴极4的局部拉离，这些拉离的电子本身在电子转换器8的方向上被加速。

 

根据有利地适于消除离子反轰击的影响的本发明的一个实施例，存储系统20存储由离子反轰击产生的模型簇15c的至少一个特征。模型集群15c的特性是已知的，并且特性的选择纯粹是任意的，并且取决于设备1的实施例。优选地，存储系统20存储模型簇15c的电荷总量9，其范围在1000到4000 Qadc之间并且优选为2000 Qadc。根据实施例的一个变型，存储系统20存储模型簇15c的电荷9的平均密度，其位于40到60 Aadc/单元之间并且优选为50 Qadc/单元（cell），在具有17um间距的7x7单元10的阵列中。

 

根据该变型，装置1还包括集群15的确定特征与模型集群15c的记忆特征之间的相似搜索系统28，以证明集群15是否是由离子反轰击造成的。换句话说，相似搜索系统28对已知轮廓的集群15和模型集群15c进行比较，以确定这些集群15、15c是否相似。优选地，相似搜索系统28对抗模型集群15c中，收集的发射光子9的总量，包括15以及总发射电荷9。

 

该装置1优选地包括消除系统22，以消除被认为是由离子反轰击产生并由相似性搜索系统28证明的簇15。电子发射背景噪声的影响是由于光电阴极4在热电子效应或场效应下自发随机发射的电子引起的。对于低光照场景的图像，这种类型的效果在图像中转化为随机的“雪”效果。此外，还可以通过确定电子发射背景噪声产生的类型的电子是否随机局部化来检测它们。

 

为此目的，根据适用于消除电子发射背景噪声影响的本发明的一种变体，设备1包括确定系统29，以确定光子5在每个识别和未消除簇15的原点的位置。根据该变体，设备1还包括存储系统30，以存储所有所述确定位置的至少部分，以及将每个新的确定位置与所述存储位置进行比较的比较系统31。因此，决定系统29和存储系统30连接到比较系统31。所述装置1优选地包括使用未包括在所述存储位置中的新位置的比较结果的识别系统32，以证明由电子发射背景噪声产生的光子的位置。换句话说，识别系统32确定每个新位置是否已经包括在存储的位置中，在这种情况下，新位置可能对应于由其中一个光源发射的光子5，或者它是否不包括在存储位置中，在这种情况下，它可能对应于由电子转换器8导出的电子发射背景噪声类型的电子的转换。

 

该装置1优选地还包括消除系统22，以消除识别系统32所证明的那些位置。显然，被消除系统32消除的位置可以被存储系统30存储，以便与后续的位置进行比较。有利的是，这一特性防止了光子从表观光源的消除。值得注意的是，适于消除晕轮效应的实施例、适于消除离子反轰击效应的实施例和适于消除电子发射背景噪声的实施例并非不相容。根据本发明的装置1能够组合实现上述实施例中的一个和/或另一个，并且优选地实现所有三个。

 

最后，设备1包括用于产生输出信号的系统33。根据本发明的一个变型，该信号是由多个图像组成的视频信号，并且生成输出信号的系统33包括用于在给定时间间隔（例如40ms）期间从已识别和未消除的簇生成视频信号的系统，以便获得25hz的图像频率。根据本发明的一种变体，该信号是给出被检测光子位置的数字信号。在这种情况下，用于产生信号的系统33由用于从每个阻雷和非消除位置产生位置信号的系统组成。有利的是，这种变体允许随后由外部处理系统随意地从光子的连续位置重建图像，而不是图解。根据实施例的一种变体，要注意的是，使用所述位置信号，可以设想其来确定每幅图像的单个光子的点发射器的位置，并可选地跟踪该点发射器的位置。

 

发明的方法，图5给出的逻辑图，处理数据由一个传感器2为单光子灵敏度，建造的目的是识别主要来源于光子转换成电子允许至少一种类型的可选的克服寄生效应在处理较低的场景光水平。

 

这些寄生效应（parasitic effects）可以分为几种类型，包括光晕寄生效应、所谓的“离子回轰击寄生效应”和所谓的“暗数寄生效应”。在实施例的本实施例中，优选地，本发明的方法被设计用于根据本发明在设备1上实施和/或根据本发明处理来自传感器2的数据。显然，可以在不符合本发明主题的设备上实现所述方法。该方法包括第一步骤E1，以识别相邻检测小区10的簇15，其中至少一个所谓的主小区10a包括高于所述实施例的图示示例中的确定阈值Vs的收集电荷量9，通过识别系统14对集群15进行识别。

 

据体现的一个变种,一步E1包括第一识别小步E11识别至少收集电荷量的主要细胞10 9 Vs高于阈值,和一个第二小步E12汽油识别集群的15中收集到的大量的指控9细胞10 b相邻的主要细胞。在实施例的所示示例中，通过证明系统17对主单元10a进行识别，通过识别系统18对聚类1进行识别。

 

接下来，在第二步E2中，该方法确定簇15的至少一个特征。在实施例的所示示例中，通过所述确定系统19执行所述确定。优选地，第二步E2通过汇总在簇15的不同单元10a、10b中收集的电荷9来确定簇15中收集的电荷9的总数。

 

然后，该方法在第三步骤E3将簇15的确定特性与由一次电子6的转换产生的参考簇15a的至少一个特性进行比较，以证明簇15是否由一次电子6的转换产生。换句话说，该方法将簇15与已知轮廓的参考簇15a进行比较，以确定这些簇15、15a是否相似。

 

参考簇15a的特性本身是已知的，并且特性的选择纯粹是任意的，并且取决于本发明方法的实施例。在所示的实施例的示例中，由比较系统21执行的比较。优选地，第三步骤E3将在簇15中收集的电荷总量9与参考簇15a中的电荷总量9进行比较。优选地，连续且连续地重复至少第一、第二和第三步。因此，本发明的方法允许通过识别由主电子转换产生的簇来检测光子。

 

根据实施例的一个变体（未示出），应注意，该方法可实施步骤以消除被识别为不是由初级电子的转换产生的团簇。根据有利地适于消除光晕效应的一种变体，该方法包括第四步骤E4，用标准簇15b的至少一个由背散射电子6的转换产生的特征来对抗簇15的确定特征，以便识别簇15是否由背散射电子6的转换产生。因此，该方法将簇15与具有已知轮廓的标准簇15b进行比较，以确定这些簇15、15b是否相似。

 

标准簇15b的特性本身是已知的，而特性的选择纯粹是任意的，依赖于本发明方法的实施。优选地，第四步骤E4将在集群15中收集的电荷总量9与在标准集群15b中收集的电荷总量9进行比较。在该示例中，通过对抗系统26执行对抗。根据该变体，该方法还包括第五步骤E5，以消除在第四步骤E4证明的簇15。在本实施例的示例中，通过消除系统22执行消除。根据有利地适于消除离子反轰击的影响的一种变体，该方法还包括第六步骤E6，以使簇15的确定特征与由离子反轰击产生的模型簇15c的至少一个特征相对应，以确定15团簇是否是离子反轰击的结果。因此，该方法将簇15与具有已知轮廓的模型簇15c进行比较，以确定这些簇15、15c是否相似。

 

模型簇15c的特征本身是已知的，并且特征的选择纯粹是任意的，并且取决于本发明方法的实施例。优选地，第六步骤E6将在簇15中收集的电荷总量9与在模型簇15c中收集的电荷总量9进行比较。在所示实施例的示例中，借助相似性搜索系统28执行对抗。在该变型中，该方法进一步包括第七步骤E7以消除在第六步骤E6证明的簇15。在所示的实施例的示例中，借助消除系统22执行消除。根据有利地适于消除电子发射背景噪声的影响的一个变型，该方法还包括第八步骤E8，以确定光子5在被识别和未消除的每个簇15的原点处的位置。在所示的示例中，通过确定光子5的位置的确定系统29来执行光子5的位置的确定。

 

该方法还包括第九步骤E9，以存储在该示例中借助设备1的存储系统30执行的所有确定位置的至少一部分。根据该变型，将每个新确定的位置与第十步骤E10中存储的位置进行比较，并且从第十一步骤E11的比较结果中识别不包括在存储的位置中的新位置，以证明由电子发射背景噪声产生的位置。在所示的实施例的示例中，通过设备的比较系统21执行比较，并且通过识别系统32执行新位置的识别。此外，该实施例的变体包括第十二步骤E12，以消除在第十一步骤E11证明的新位置。在本实施例的示例中，通过消除系统22执行消除。显然，被消除的位置仍然可以被存储，以便随后与新位置进行比较，从而可以识别其光子5不能被消除的新光源的开始

 

应注意，适于消除晕效应的方法变体、适于消除离子反轰击效应的方法变体和适于消除电子发射背景噪声效应的方法变体并非不相容。根据本发明的方法能够实现这些变体中的一个和/或另一个，并且优选地实现所有三个变体。最后，本发明的方法包括产生输出信号的第十三步骤E13。根据本发明的一个变型，该信号是由多个图像组成的视频信号，并且第十三步骤E13包括在给定的时间间隔（例如40ms）上从已识别和未消除的簇15生成视频信号，以便获得25hz的图像频率。根据本发明的另一变体，该信号是给出所检测光子5的位置的数字信号，并且第十三步骤E13包括从每个确定的、未消除的位置生成位置信号。基于生成输出信号的该步骤，根据实施例的一个变体的本发明的方法能够确定每个图像的单个光子点发射器的位置。该方法可用于跟踪该点发射器的位置。

 

 

 

 

 

 

 

1. 用于检测光子(5)的装置(1)，包括传感器(2)，该传感器包括：一个真空室(3)，一个设置在真空室(3)中的光电阴极(4)，设计用来将光子(5)转换成主电子(6)，并受到一个适应于加速主电子(6)的电磁场(E)，一个转换器(8)将电子(6)转换成二次电荷(9)，安排在光电阴极面临的真空室(3)(4)和适应转换至少部分主要加速电子的能量(6)二次收集的费用(9)检测细胞的多样性(10)设置在固定音高,转换器(8)可转换成二次收费(9)所谓的寄生电子不是直接来自一个光子转换(5)和可能的分布类型,或由电子发射背景噪声产生的类型，采集电路(13)适应阅读收集的费用(9)检测细胞(10)和一个积分时间允许影响密度获得每单位时间和单位细胞表面(10)的一个电子，所述检测装置(1)的特征在于：一种识别系统（14），用于识别相邻检测单元（10）的簇（15），其中至少一个所谓的主单元（10a）包括高于阈值的收集电荷量（9）；一种确定簇（15）的至少一个特征的确定系统（19），一种存储至少由一次电子（6）的转换产生的参考团簇（15a）的一个特征，比较系统（21），将所确定的团簇（15）的特性与参考团簇（15a）的存储特性进行比较，以证明团簇（15）是否由初级电子（6）的转换产生。

 

2. 设备根据权利要求1，特征的识别系统(14)包括：至少一个系统(17)证明的主要细胞(10)的数量收集电子(9)高于阈值和，一个识别系统(18)识别集群(15)，指控(9)收集的细胞(10b)相邻的主要细胞(10)。

 

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其包括消除系统(22)，以消除由比较系统(21)确定的非由初级电子转换产生的簇(15)。

 

4.根据权利要求1的装置，其特征在于：存储器系统（20）存储由后散射电子（61）的con版本所产生的标准簇（15b）的至少一个特征，装置（1）包括对抗系统（26），对抗具有标准簇（15b）的记忆特征的簇（15）的确定特征，以证明集群（15）是否是由背散射电子（61）的转换而产生的；装置（1）包括消除系统（22）至消除对抗系统（26）所证明的集群（15）。

 

5. 根据权利要求1，该装置的特点是:记忆系统(20),它至少一个字符赵志耘模型的集群(15 c)产生的离子轰击,该装置(1)包括之间的相似性搜索系统(28)确定集群的特征(s)(15)和记忆特征(s)模型的集群(15 c)以证据是否集群(15)结果从离子轰击,所述装置(1)包括消除系统(22)，用于消除由所述相似搜索系统(28)证明的聚类(15)。

 

6. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(1)进一步包括用于从在给定时间间隔内识别和未消除的簇(15)生成视频信号(33)的系统。

 

7. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置(1)进一步包括:

 

确定光子（5）在每个已识别和未消除的簇（15）的原点的位置的确定系统（29），存储至少部分所有已确定位置的存储系统（30），将每个新确定位置与存储位置进行比较的比较系统（31），使用不包括在存储位置中的新位置的比较结果，为了通过热电子效应或场效应证明由电子发射背景噪声产生的电子的位置，消除系统（22）消除由识别系统（32）证明的位置。

 

8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述装置(1)进一步包括用于从每个确定的、未消除的位置产生位置信号(33)的系统。

 

9. 一种处理由该类型的传感器(2)产生的数据的方法，包括：光电阴极真空室(3)，(4)室(3)安排，设计转换光子(5)至少一个光源发出的初级电子(6)和接受一个电磁场(E)适应加速的主要电子(5),一个转换器(8)将电子(6)转化为二级(9)，面临的室(3)安排在光电阴极(4)和适应转换至少部分主要加速电子的能量(6)进入交会ondary收集的费用(9)检测细胞的多样性(10)分布在例行,转换器(8)可选地转换成二次收费(9)所谓的寄生电子不是直接来自转换光子(5)和可能的锡安的背散射类型,回轰炸造成的类型或类型的来自电子发射背景噪音,采集电路(13)适应阅读收集的费用(9)检测细胞(10)和一个积分时间允许影响密度表面每单位时间和单位获得的细胞(10)的一个电子,特征,它包括以下步骤先后,不断重复:相邻检测细胞的识别集群(15)(10)的至少一个所谓的主要细胞(10)包括一个收集电荷量(9)高于阈值对,至少确定一个集群(15)的特点,比较确定集群的特征(s)(15)和至少一个参考集群的特征(15 a)造成的转换主要电子设备(6),为了证明原子团簇(15)是否来自一个初级电子(6)的转换。

 

10. 根据权利要求9的处理方法，其特点是该群集(15)的识别步骤包括下列步骤:

 

至少识别其电荷收集量(9)高于阈值Vs的主电池(10a)，从与主检测电池(10a)相邻的电池(10b)中电荷收集量(9)识别簇(15)。

 

11. 根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，该方法包括消除确定为不是由初级电子(6)转换而产生的簇(15)的步骤。

 

12. 根据权利要求9的处理方法,水资源terized的方法包括:确定之间的对抗一步集群的特征(s)(15)和至少一个标准的集群的特征(15 b)产生的背散射电子的转换(6),以确定集群(15)结果转换的背散射电子(6),一个步骤来消除集群(15)证明在confron界定的一步。

 

13. 根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述方法包括：将所述簇（15）的所确定的特征与由离子反轰击产生的模型簇（15c）的至少一个特征相对应的步骤，以识别所述簇（15）是否由离子反轰击产生，消除集群（15）的步骤在对抗步骤中得到证明。

 

14. 根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，它进一步包括从已识别和未消除的簇(15)生成视频信号的步骤。

 

15. 根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括以下步骤：确定光子（5）在被识别和未消除的每个簇（15）的原点处的位置，存储所有确定的位置的至少一部分，将每个新确定的位置与存储的位置进行比较，根据比较结果识别未包括在所存储位置中的那些新位置，以便证明由电子背景噪声产生的新位置，消除在识别步骤证明的新位置。

 

16. 根据权利要求15所述的处理方法，其特征在于，它进一步包括用于从所确定的、未消除的位置生成位置信号的步骤。

 

17. 根据权利要求16所述的处理方法，其特征在于，从用于生成位置信号的步骤开始，它包括确定每个图像的单光子点发射极的位置以及可选地跟踪该发射极的位置。