TWI570425B

TWI570425B - Ｘ光感測面板

Info

Publication number: TWI570425B
Application number: TW104100699A
Authority: TW
Inventors: 林勁宏; 翁贊博
Original assignee: 群創光電股份有限公司
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2017-02-11
Also published as: TW201625981A

Description

X光感測面板

本發明是有關於一種X光感測面板，特別是有關於一種能消除雜訊的X光感測面板。

傳統的X光醫療設備採用底片式作為判讀與儲存。為了提供更好的影像品質與儲存方式，可使用數位化的X光醫療設備。其中數位化的X光醫療設備使用X光感測面板來感測X光。然而，在把類比訊號數位化的過程，會伴隨著許多雜訊產生，例如X光感測面板內部的感測器及讀取IC也會產生雜訊，對判讀會造成影響。為了提供更精準的醫療設備，有必要提供一種消除雜訊的X光面板。

本揭露是有關於一種X光感測面板，能藉由一補償電路消除雜訊，以達到更精準的X光感測結果。

根據本揭露的一實施例，提出一種X光感測面板。X光感測面板包含複數條資料線、複數條掃描線、複數個畫素元件、複數個積分器電路及複數個補償電路。複數個畫素元件配置成一矩陣陣列，這些畫素元件耦接至相對應的資料線及掃描線，用以產生一感測訊號。這些積分器電路包含一運算放大器，運算放大器的一反相輸入端偶接至相對應的資料線，用以經由此資料線接收感測訊號。這些補償電路偶接至相對應的運算放大器的一非反相輸入端，用以提供一補償訊號到相對應的積分器電路。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下

100‧‧‧X光感測面板

110‧‧‧矩陣陣列

120‧‧‧掃描驅動電路

130₁~130_m‧‧‧補償電路

I₁~I_m‧‧‧積分器電路

D₁~D_m‧‧‧資料線

G₁~G_n‧‧‧掃描線

P(x,y)‧‧‧畫素元件

140‧‧‧閃爍體

TFT‧‧‧電晶體

S_D、S_E、S_comp、S_O‧‧‧訊號

PD‧‧‧光電二極體

Op‧‧‧運算放大器

Vbias、Vd、Vg、Vgh、Vgh、Vgl、V_TFTOut、V+、V-、△V1、△V2‧‧‧電壓

C1‧‧‧電容

Vref‧‧‧交流電壓源

S1‧‧‧開關

t_r‧‧‧上升期間

t_f‧‧‧下降期間

第1圖繪示一實施例的X光感測面板100的方塊圖。

第2圖繪示一實施例的X光感測面板100內的X光感測器架構的電路圖。

第3圖繪示一實施例的電晶體TFT的等效電路圖。

第4圖繪示一實施例的補償電路的時序圖。

請參照第1圖，第1圖繪示一實施例的X光感測面板100的方塊圖。X光感測面板100包含複數條資料線D₁-D_m、複數條掃描線G₁~G_n、複數個畫素元件P(x,y)、複數個積分器電路I₁~I_m及複數個補償電路130₁~130_m。複數個畫素元件P(x,y)配置成一矩陣陣列110，畫素元件P(x,y)耦接至相對應的資料線D_x及掃描線G_y。在此實施例中，畫素元件P(x,y)用以產生一感測訊號S_E。積分器電路I_X包含一運算放大器Op(繪示於第2圖)，運算放大器Op的一反相輸入端(V-)偶接至相對應的資料線D_x，用以經由資料線D_x接收感測訊號S_E。補償電路130x偶接至相對應的運算放大器Op的一非反相輸入端(V+)，用以提供一補償訊號S_comp到相對應的積分器電路I_X。X光感測面板100更可包含一掃描驅動電路120，用以經由掃描線G₁~G_n提供掃描訊號S_G到該些畫素元件。

第2圖繪示一實施例的X光感測面板100內的X光感測器架構的電路圖。在此實施例中，X光感測面板100藉由一閃爍體(Scintillator)140將x光訊號轉換為可見光訊號S_O。而這些畫素元件都包含一光電二極體PD及一電晶體TFT。光電二極體PD接收可見光訊號S_O，並轉換為一電訊號的感測訊號S_E，此感測訊號S_E的量值對應此區域接所收到X光的光強度。電晶體TFT具有一第一端、一第二端及一控制端。電晶體TFT的第一端偶接至光電二極體PD，電晶體TFT的第二端偶接至積分器電路的一反相輸入端(V-)。電晶體TFT的控制端用以接收掃描訊號S_G，並依據一高位準的掃描訊號而導通以將感測訊號S_E傳送到積分器電路I_X。積分器電路I_X可讀取一行資料線(例如D_x)的畫素元件的感測訊號S_E。掃描驅動電路120傳送一掃描訊號S_G到一列掃描線(例如G_y)以使所有的積分器電路I₁~I_m分別接收該列的所有畫素元件的感測訊號S_E。積分器電路接收到感測訊號之後將電訊號轉換為數位訊號，以供其他電路做後續的資料處理，例如產生x光圖像或投影片等等。

然而，當掃描訊號S_G控制電晶體TFT導通或關閉時，電晶體的寄生電容會產生雜訊，會造成感測訊號的誤差而影響後續的判讀。因此，在此實施例中，一補償電路130_X偶接至積分器電路I_X的運算放大器Op的一非反相輸入端(V+)，用以提供一補償訊號S_comp到積分器電路I_X。在一實施例中，補償電路包含一電容C1、一交流電壓源Vref及一開關S1。電容C1偶接至運算放大器Op的非反相輸入端(V+)。交流電壓源Vref偶接至C1電容。開關S1偶接於運算放大器Op的非反相輸入端(V+)及交流電壓源Vref之間。然而，但是本揭露不以此為限，補償電路可以其他電路結構來實施。

請參照第3圖及第4圖以說明本揭露之補償電路的實施方式。第3圖繪示一實施例的電晶體TFT的等效電路圖。電晶體TFT的控制端用以接收掃描訊號，具有一電壓Vg。電晶體TFT的第一端，在此定義為汲極端，偶接至光電二極體PD，具有一電壓Vpd。電晶體TFT的第二端，在此定義為源極端，偶接至積分器電路的一反相輸入端(V-)，具有一電壓Vd。光電二極體PD接收一電壓Vbias，並具有一寄生電容Cpd。電晶體TFT的控制端與第一端(汲極端)之間具有一寄生電容Cgs。電晶體TFT的控制端與第二端(源極端)之間具有一寄生電容Cgd。當電晶體TFT導通或關閉的期間，這些寄生電容會在電晶體TFT的輸出產生一誤差電壓，此誤差電壓會造成積分器電路讀取到的電荷與光電二極體產生的電荷不同，進而影響X光感測值的準確性，會影響影像的判斷結果。

第4圖繪示一實施例的補償電路的時序圖。在掃描訊號S_G由一低位準Vgl改變成一高位準Vgh的一上升期間t_r，由於電晶體TFT的寄生電容的影響，電晶體TFT的輸出V_TFTOut會產生一正向的誤差電壓+△V1。相似的，在掃描訊號S_G由一高位準Vgh改變成一低位準Vgl的一下降期間t_f，由於電晶體TFT的寄生電容的影響，電晶體TFT的輸出V_TFTOut會產生一負向的誤差電壓-△V2。

因此，為了消除此誤差電壓，在掃描訊號S_G的由一低位準Vgl改變成一高位準Vgh的一上升期間t_r，補償電路的開關S1導通，用以提供與誤差電壓+△V1極性相反的一負向電壓的補償訊號-△V1。相似的，在掃描訊號S_G由一高位準Vgh改變成一低位準Vgl的一下降期間t_f，補償電路的開關S1導通，用以提供與誤差電壓-△V2極性相反的一正向電壓的補償訊號+△V2。

其中誤差電壓△V1及△V2由下列公式決定：

如第2圖所示，補償電路包含一電容C1、一交流電壓源Vref及一開關S1。藉由在掃描訊號位準改變的一上升期間或一下降期間，開關S1導通，補償電路提供相反極性的電壓，因為Q=C1*Vref=C1*△V=Cpd*Vpd，而可產生極性相反的電荷以抵消△V1及△V2。

另外，在掃描訊號的位準改變的一上升期間t_r和一下降期間t_f之外的期間，開關S1關閉，補償電路提供一直流偏壓V_offset的補償訊號作為運算放大器的抵補電壓(offset voltage)。其中，電容C1的電容值及交流電壓源Vref的電壓值可依據實際應用而調整。例如可針對不同電晶體的預先設定適合的電容值及電壓值。

上述實施例提供一種X光感測面板，藉由一補償電路偶接到積分器電路的非反相輸入端，用以提供一補償訊號到積分器電路。如此，可在掃描訊號的上升期間或下降期間，提供一補償訊號以抵銷掃描訊號位準改變期間造成的誤差，進而增加X光感測面板的精準度，避免對感測結果的判讀造成影響。此外，本發明上述之補償電路，結構簡單，可以在不增加電路複雜度的情況下做補償。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧矩陣陣列

130_x‧‧‧補償電路

140‧‧‧閃爍體

I_x‧‧‧積分器電路

PD‧‧‧光電二極體

TFT‧‧‧電晶體

Vbias‧‧‧電壓

S_E、S_comp、S_O‧‧‧訊號

C1‧‧‧電容

Vref‧‧‧交流電壓源

S1‧‧‧開關

Op‧‧‧運算放大器

V+、V-‧‧‧電壓

Claims

一種X光感測面板，包含：複數條資料線；複數條掃描線；複數個畫素元件，配置成一矩陣陣列，該些畫素元件耦接至相對應的該資料線及該掃描線，用以產生一感測訊號；複數個積分器電路，該些積分器電路包含一運算放大器，該運算放大器的一反相輸入端偶接至相對應的該資料線，用以經由該資料線接收該感測訊號；複數個補償電路，該些補償電路偶接至相對應的該運算放大器的一非反相輸入端，用以提供一補償訊號到相對應的該積分器電路的該運算放大器的該非反相輸入端。
如申請專利範圍第1項所述之X光感測面板，其中該補償電路包含：一電容，偶接至該運算放大器的該非反相輸入端；一交流電壓源，偶接至該電容；以及一開關，偶接於該運算放大器的該非反相輸入端及該交流電壓源之間。
如申請專利範圍第2項所述之X光感測面板，其中該畫素元件包含：一光電二極體，用以根據一光訊號產生該感測訊號；以及一電晶體，具有一第一端、一第二端及一控制端，該第一端偶接至該光電二極體，該第二端偶接至該積分器電路，該控制端用以接收一掃描訊號。
如申請專利範圍第3項所述之X光感測面板，其中在該掃描訊號由一低位準改變成一高位準的一上升期間，該開關為導通，補償訊號為一負向電壓訊號。
如申請專利範圍第3項所述之X光感測面板，其中在該掃描訊號由一高位準改變成一低位準的一下降期間，該開關為導通，該補償訊號為一正向電壓訊號。
如申請專利範圍第3項所述之X光感測面板，其中在該掃描訊號的位準改變的一上升期間和一下降期間之外的期間，該開關為關閉，該補償訊號為一直流偏壓訊號。
如申請專利範圍第3項所述之X光感測面板，其中該交流電壓源的一電壓值由該電晶體的至少一寄生電容決定。
如申請專利範圍第3項所述之X光感測面板，其中該電容的一電容值由該電晶體的至少一寄生電容決定。
如申請專利範圍第1項所述之X光感測面板，其中X光感測面板更包含：一閃爍體(scintillator)，用以將一X光訊號轉換為一可見光訊號。
如申請專利範圍第1項所述之X光感測面板，其中X光感測面板更包含：一掃描驅動電路，用以經由該些掃描線提供一掃描訊號到該些畫素元件。