CN105824185A - X光感测面板 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种X光感测面板，包含多条数据线、多条扫描线、多个像素元件、多个积分器电路及多个补偿电路。多个像素元件配置成一矩阵阵列，该多个像素元件耦接至相对应的数据线及扫描线，用以产生一感测信号。该多个积分器电路包含一运算放大器，运算放大器的一反相输入端耦接至相对应的数据线，用以经由此数据线接收感测信号。该多个补偿电路耦接至相对应的运算放大器的一非反相输入端，用以提供一补偿信号到相对应的积分器电路。

Description

X光感测面板

技术领域

本发明是有关于一种X光感测面板，特别是有关于一种能消除噪声的X光感测面板。

背景技术

传统的X光医疗设备采用底片式作为判读与储存。为了提供更好的影像品质与储存方式，可使用数字化的X光医疗设备。其中数字化的X光医疗设备使用X光感测面板来感测X光。然而，在把模拟信号数字化的过程，会伴随着许多噪声产生，例如X光感测面板内部的传感器及读取IC也会产生噪声，对判读会造成影响。为了提供更精准的医疗设备，有必要提供一种消除噪声的X光面板。

发明内容

本发明是有关于一种X光感测面板，能借由一补偿电路消除噪声，以达到更精准的X光感测结果。

根据本发明的一实施例，提出一种X光感测面板。X光感测面板包含多条数据线、多条扫描线、多个像素元件、多个积分器电路及多个补偿电路。多个像素元件配置成一矩阵阵列，这些像素元件耦接至相对应的数据线及扫描线，用以产生一感测信号。这些积分器电路包含一运算放大器，运算放大器的一反相输入端耦接至相对应的数据线，用以经由此数据线接收感测信号。这些补偿电路耦接至相对应的运算放大器的一非反相输入端，用以提供一补偿信号到相对应的积分器电路。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1绘示一实施例的X光感测面板100的方块图。

图2绘示一实施例的X光感测面板100内的X光传感器架构的电路图。

图3绘示一实施例的晶体管TFT的等效电路图。

图4绘示一实施例的补偿电路的时序图。

图中元件标号如下：

100：X光感测面板

110：矩阵阵列

120：扫描驱动电路

130₁～130_m：补偿电路

I₁～I_m：积分器电路

D₁～D_m：数据线

G₁～G_n：扫描线

P(x,y)：像素元件

140：闪烁体

TFT：晶体管

S_D、S_E、S_comp、S_O：信号

PD：光电二极管

Op：运算放大器

Vbias、Vd、Vg、Vgh、Vgh、Vgl、V_TFTOut、V+、V-、ΔV1、ΔV2：电压

C1：电容

Vref：交流电压源

S1：开关

t_r：上升期间

t_f：下降期间

具体实施方式

请参照图1，图1绘示一实施例的X光感测面板100的方块图。X光感测面板100包含多条数据线D1-Dm、多条扫描线G₁～G_n、多个像素元件P(x,y)、多个积分器电路I₁～I_m及多个补偿电路130₁～130_m。多个像素元件P(x,y)配置成一矩阵阵列110，像素元件P(x,y)耦接至相对应的数据线D_x及扫描线G_y。在此实施例中，像素元件P(x,y)用以产生一感测信号S_E。积分器电路130x包含一运算放大器Op(绘示于图2)，运算放大器Op的一反相输入端(V-)耦接至相对应的数据线D_x，用以经由数据线Dx接收感测信号S_E。补偿电路130x耦接至相对应的运算放大器Op的一非反相输入端(V+)，用以提供一补偿信号S_comp到相对应的积分器电路Ix。X光感测面板100还可包含一扫描驱动电路120，用以经由扫描线G₁～G_n提供扫描信号S_G到该些像素元件。

图2绘示一实施例的X光感测面板100内的X光传感器架构的电路图。在此实施例中，X光感测面板100借由一闪烁体(Scintillator)140将x光信号转换为可见光信号S_O。而这些像素元件都包含一光电二极管PD及一晶体管TFT。光电二极管PD接收可见光信号S_O，并转换为一电信号的感测信号S_E，此感测信号S_E的量值对应此区域接所收到X光的光强度。晶体管TFT具有一第一端、一第二端及一控制端。晶体管TFT的第一端耦接至光电二极管PD，晶体管TFT的第二端耦接至积分器电路的一反相输入端(V-)。晶体管TFT的控制端用以接收扫描信号S_G，并依据一高电位的扫描信号而导通以将感测信号S_E传送到积分器电路130。积分器电路130_x可读取一行数据线(例如D_x)的像素元件的感测信号S_E。扫描驱动电路120传送一扫描信号S_G到一列扫描线(例如G_y)以使所有的积分器电路130₁～130_m分别接收该列的所有像素元件的感测信号S_E。积分器电路接收到感测信号之后将电信号转换为数字信号，以供其他电路做后续的数据处理，例如产生x光图像或投影片等等。

然而，当扫描信号S_G控制晶体管TFT导通或关闭时，晶体管的寄生电容会产生噪声，会造成感测信号的误差而影响后续的判读。因此，在此实施例中，一补偿电路130_X耦接至积分器电路I_X的运算放大器Op的一非反相输入端(V+)，用以提供一补偿信号S_comp到积分器电路I_X。在一实施例中，补偿电路包含一电容C1、一交流电压源Vref及一开关S1。电容C1耦接至运算放大器Op的非反相输入端(V+)。交流电压源Vref耦接至C1电容。开关S1耦接于运算放大器Op的非反相输入端(V+)及交流电压源Vref之间。然而，但是本发明不以此为限，补偿电路可以其他电路结构来实施。

请参照图3及图4以说明本发明的补偿电路的实施方式。图3绘示一实施例的晶体管TFT的等效电路图。晶体管TFT的控制端用以接收扫描信号，具有一电压Vg。晶体管TFT的第一端，在此定义为漏极端，耦接至光电二极管PD，具有一电压Vpd。晶体管TFT的第二端，在此定义为源极端，耦接至积分器电路的一反相输入端(V-)，具有一电压Vd。光电二极管PD接收一电压Vbias，并具有一寄生电容Cpd。晶体管TFT的控制端与第一端(漏极端)之间具有一寄生电容Cgs。晶体管TFT的控制端与第二端(源极端)之间具有一寄生电容Cgd。当晶体管TFT导通或关闭的期间，这些寄生电容会在晶体管TFT的输出产生一误差电压，此误差电压会造成积分器电路读取到的电荷与光电二极管产生的电荷不同，进而影响X光感测值的准确性，会影响影像的判断结果。

图4绘示一实施例的补偿电路的时序图。在扫描信号S_G由一低电位Vgl改变成一高电位Vgh的一上升期间t_r，由于晶体管TFT的寄生电容的影响，晶体管TFT的输出V_TFTOut会产生一正向的误差电压+ΔV1。相似的，在扫描信号S_G由一高电位Vgh改变成一低电位Vgl的一下降期间t_f，由于晶体管TFT的寄生电容的影响，晶体管TFT的输出V_TFTOut会产生一负向的误差电压-ΔV2。

因此，为了消除此误差电压，在扫描信号S_G的由一低电位Vgl改变成一高电位Vgh的一上升期间t_r，补偿电路的开关S1导通，用以提供与误差电压+ΔV1极性相反的一负向电压的补偿信号-ΔV1。相似的，在扫描信号S_G由一高电位Vgh改变成一低电位Vgl的一下降期间t_f，补偿电路的开关S1导通，用以提供与误差电压-ΔV2极性相反的一正向电压的补偿信号+ΔV2。

其中误差电压ΔV1及ΔV2由下列公式决定：

$\mathrm{\ΔV}1=\mathrm{Vgh}\×\frac{\mathrm{Cgd}}{\mathrm{Cgd}+\mathrm{Cgd}}+\mathrm{Vbias}\×\frac{\mathrm{Cpd}}{\mathrm{Cgd}+\mathrm{Cpd}}$

$\mathrm{\ΔV}2=\mathrm{Vgl}\×\frac{\mathrm{Cgd}}{\mathrm{Cgd}+\mathrm{Cgd}}+\mathrm{Vbias}\×\frac{\mathrm{Cpd}}{\mathrm{Cgd}+\mathrm{Cpd}}$

如图2所示，补偿电路包含一电容C1、一交流电压源Vref及一开关S1。借由在扫描信号电位改变的一上升期间或一下降期间，开关S1导通，补偿电路提供相反极性的电压，因为Q＝C1*Vref＝C1*ΔV＝Cpd*Vpd，而可产生极性相反的电荷以抵消ΔV1及ΔV2。

另外，在扫描信号的电位改变的一上升期间t_r和一下降期间t_f之外的期间，开关S1关闭，补偿电路提供一直流偏压V_offset的补偿信号作为运算放大器的抵补电压(offsetvoltage)。其中，电容C1的电容值及交流电压源Vref的电压值可依据实际应用而调整。例如可针对不同晶体管的预先设定适合的电容值及电压值。

上述实施例提供一种X光感测面板，借由一补偿电路耦接到积分器电路的非反相输入端，用以提供一补偿信号到积分器电路。如此，可在扫描信号的上升期间或下降期间，提供一补偿信号以抵销扫描信号电位改变期间造成的误差，进而增加X光感测面板的精准度，避免对感测结果的判读造成影响。此外，本发明上述的补偿电路，结构简单，可以在不增加电路复杂度的情况下做补偿。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种X光感测面板，包含：

多条数据线；

多条扫描线；

多个像素元件，配置成一矩阵阵列，该多个像素元件耦接至相对应的该数据线及该扫描线，用以产生一感测信号；

多个积分器电路，该多个积分器电路包含一运算放大器，该运算放大器的一反相输入端耦接至相对应的该数据线，用以经由该数据线接收该感测信号；

多个补偿电路，该多个补偿电路耦接至相对应的该运算放大器的一非反相输入端，用以提供一补偿信号到相对应的该积分器电路。

2.如权利要求1所述的X光感测面板，其特征在于，该补偿电路包含：

一电容，耦接至该运算放大器的该非反相输入端；

一交流电压源，耦接至该电容；以及

一开关，耦接于该运算放大器的该非反相输入端及该交流电压源之间。

3.如权利要求2所述的X光感测面板，其特征在于，该像素元件包含：

一光电二极管，用以根据一光信号产生该感测信号；以及

一晶体管，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第一端耦接至该光电二极管，该第二端耦接至该积分器电路，该控制端用以接收一扫描信号。

4.如权利要求3所述的X光感测面板，其特征在于，在该扫描信号由一低电位改变成一高电位的一上升期间，该开关为导通，补偿信号为一负向电压信号。

5.如权利要求3所述的X光感测面板，其特征在于，在该扫描信号由一高电位改变成一低电位的一下降期间，该开关为导通，该补偿信号为一正向电压信号。

6.如权利要求3所述的X光感测面板，其特征在于，在该扫描信号的电位改变的一上升期间和一下降期间之外的期间，该开关为关闭，该补偿信号为一直流偏压信号。

7.如权利要求3所述的X光感测面板，其特征在于，该交流电压源的一电压值由该晶体管的至少一寄生电容决定。

8.如权利要求3所述的X光感测面板，其特征在于，该电容的一电容值由该晶体管的至少一寄生电容决定。

9.如权利要求1所述的X光感测面板，其特征在于，X光感测面板还包含：

一闪烁体(scintillator)，用以将一X光信号转换为一可见光信号。

10.如权利要求1所述的X光感测面板，其特征在于，X光感测面板更包含：

一扫描驱动电路，用以经由该多个扫描线提供一扫描信号到该多个像素元件。