[发明专利]光子计数检测器以及光子计数和检测方法

权利要求书

1.一种光子计数检测器，包括：

读出电路，被构造为对入射到传感器的多能辐射中的光子计数，其中，针对多能辐射的多个能带中的每个能带对光子计数，读出电路分别与多能辐射照射到的区域的像素对应，每个读出电路被构造为对多能辐射的多个能带中的一个预定能带中的光子计数，至少一个读出电路被构造为对多能辐射的除了多个能带中的一个预定能带以外的至少一个能带中的光子计数。

2.如权利要求1所述的光子计数检测器，其中，读出电路被划分为分别与N×N像素对应的N×N读出电路，N×N读出电路中的每个读出电路包括第一计数器和第二计数器，第一计数器被构造为对多个能带中的一个预定能带中的光子计数，第二计数器被构造为对多个能带中除了所述预定能带之外的至少一个能带中的光子计数，

其中，N×N读出电路的第二计数器选择性地并分别对彼此不同的能带中的光子计数。

3.如权利要求2所述的光子计数检测器，其中，N×N读出电路中的每个读出电路还包括比较单元，比较单元被构造为将由传感器转换的电信号与多个阈值比较，

其中，第一计数器基于来自N×N读出电路中的每个读出电路的比较单元的第一比较器的所述电信号与所述多个阈值中的第一阈值之间的比较结果，对多个能带中的一个预定能带中的光子计数，

其中，第二计数器基于所述电信号与所述多个阈值中的第二阈值之间的多个比较结果，对多个能带中除了所述预定能带之外的至少一个能带中的光子计数，第二计数器从N×N读出电路的比较单元的第二比较器接收所述多个比较结果。

4.如权利要求3所述的光子计数检测器，其中，如果接收到指示由传感器转换的电信号的幅值大于第二阈值的幅值的比较结果，则第二计数器对光子计数。

5.如权利要求3所述的光子计数检测器，其中，N×N读出电路中的每个读出电路还包括逻辑电路，逻辑电路被构造为使用与第二阈值的多个比较结果来执行逻辑运算，并将逻辑运算的结果输出到第二计数器，

其中，第二计数器基于来自逻辑电路的逻辑运算的结果来对光子计数。

6.如权利要求5所述的光子计数检测器，其中，所述逻辑电路是OR门。

7.如权利要求2所述的光子计数检测器，其中，N×N读出电路中的每个读出电路还包括：积分器，被构造为累积从传感器接收的经过从相应的一个光子的光电转换的电信号；比较器，被构造为将来自积分器的累积的电信号与多个阈值中的一个阈值比较；信号处理器，被构造为根据比较结果指示从多个阈值中的一个阈值到多个阈值中的另一个阈值的依次切换，并基于来自比较器的与阈值的依次比较的结果输出区分光子的能带的数字信号，

其中，第一计数器基于从信号处理器接收的指示与多个阈值中的第一阈值的比较结果的数字信号，对多个能带中的一个预定能带中的光子计数，

其中，第二计数器基于从信号处理器接收的指示与多个阈值中的第二阈值的比较结果的数字信号，对多个能带中除了所述预定能带之外的至少一个能带中的光子计数。

8.如权利要求7所述的光子计数检测器，其中，信号处理器还被构造为从其他N×N读出电路的信号处理器接收与第二阈值的比较结果，并将接收到的比较结果输出到第二计数器。

9.如权利要求7所述的光子计数检测器，其中，信号处理器还被构造为使用从其他N×N读出电路的信号处理器接收的与第二阈值的比较结果来执行逻辑运算，并将逻辑运算的结果输出到第二计数器。

10.如权利要求9所述的光子计数检测器，其中，所述逻辑运算是OR运算。

11.一种在用于对入射到传感器的多能辐射中的光子计数的读出电路中的光子计数和检测方法，其中，针对多能辐射的多个能带中的每个能带对光子计数，所述方法包括：

确定光子的能带；

如果确定的光子的能带是预定能带，则在与光子入射到的像素对应的一个读出电路中对光子计数；

如果确定的光子的能带是与所述预定能带不同的一个能带，则在至少一个读出电路中选择性地并分别对光子计数，其中，所述至少一个读出电路包括与不同能带中的光子入射到的像素对应的读出电路。