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CN108573666A - 像素检测与校正电路、像素电路，以及像素检测与校正方法 - Google Patents

像素检测与校正电路、像素电路，以及像素检测与校正方法 Download PDF

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CN108573666A
CN108573666A CN201810387629.4A CN201810387629A CN108573666A CN 108573666 A CN108573666 A CN 108573666A CN 201810387629 A CN201810387629 A CN 201810387629A CN 108573666 A CN108573666 A CN 108573666A
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刘育荣
卢文哲
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Abstract

本发明提供一种像素检测与校正电路，包含比较器、开关单元及第一输入单元。比较器具有第一输入节点、第二输入节点及输出节点，第一输入节点接收像素电压。开关单元与输出节点电性连接。第一输入单元与第二输入节点电性连接。其中，当像素电压小于第一输入单元输入比较器的预设电压时，输出像素电压；当像素电压大于第一输入单元输入比较器的预设电压时，输出相异于像素电压的修正电压。

Description

像素检测与校正电路、像素电路，以及像素检测与校正方法
技术领域
本发明关于一种像素检测与校正电路、包含其的像素电路，以及像素检测与校正方法；具体而言，特别是一种用于X光射线面板的像素检测与校正电路、包含其的像素电路，以及像素检测与校正方法。
背景技术
在现今的技术中，X光线设备(例如医疗设备或探测设备等)可使用X光感测面板来感测X光。然而，当像素电路发生短路或其他异常时，从影像上会显示饱和的亮点，除了影响影像的判读之外，亦可能造成测量上的误判。
一般而言，目前工厂大多采用雷射修复(Laser repair)的方式进行修复。举例来说，将X光感测面板送至雷射修复系统中，藉由激光将异常的像素破坏。此时，影像上所呈现的亮点则变为暗点，接着再通过影像软体将此暗点进行影像处理后即可出货。
然而，雷射修复的方式可能会在基板表面形成破洞，产品可靠度无法提升。此外，此一方式也需要大量的人力成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的一实施例在于提供一种像素检测与校正电路，包含比较器、开关单元及第一输入单元。比较器具有输入节点及输出节点，其输入节点接收像素电压。开关单元与输出节点电性连接。第一输入单元与开关单元相反于比较器的一端电性连接。
于本实施例中，当像素电压小于第一输入单元输入比较器的预设电压时，输出像素电压。另一方面，当像素电压大于第一输入单元输入比较器的预设电压时，输出相异于像素电压的修正电压。
本发明的另一实施例在于提供一种像素电路，包含像素单元及像素检测与校正电路。像素单元用以输出前述实施例的像素电压。其中，输入节点与像素单元电连接以接收像素电压。
本发明的另一实施例在于提供一种像素检测及校正方法，适用于前述像素检测与校正电路，包含下列步骤：(S1)比较该像素电压与该预设电压；(S2)当该像素电压小于该预设电压时，输出该像素电压；以及(S3)当该像素电压大于该预设电压时，输出该修正电压。
相较于现有技术，本发明所提的架构及方法能检测像素电路是否异常，并根据其检测结果进行电压修正，无须破坏面板即可修正异常电路所导致的像素异常，除减少误判之外亦能节省人力成本。
附图说明
图1A及图1B为本发明像素检测与校正电路的一实施例示意图。
图1C为本发明像素检测与校正电路的一时序图。
图2为本发明像素检测与校正电路的另一实施例示意图。
图3为本发明像素检测与校正电路的另一实施例示意图。
图4为本发明像素检测与校正电路的另一实施例示意图。
图5为本发明像素检测与校正电路的另一实施例示意图。
图6为本发明像素检测及校正方法的实施例流程图。
其中，附图标记：
1像素检测及校正电路 11比较器
12开关单元 13第一输入单元
14第二输入单元 15取样电路
2像素检测及校正电路 21比较器
22开关单元 23第一输入单元
24第二输入单元 25取样电路
3像素检测及校正电路 31比较器
32开关单元 33第一输入单元
34第二输入单元 35取样电路
4像素检测及校正电路 41比较器
42开关单元 43第一输入单元
44第二输入单元 45取样电路
5像素检测及校正电路 51比较器
52开关单元 53第一输入单元
54第二输入单元 55取样电路
PX像素电路 16第一输入节点
17第二输入节点 18输出节点
26第一输入节点 27第二输入节点
28输出节点 36第一输入节点
37第一输入节点 38输出节点
46第一输入节点 47第一输入节点
48输出节点 56第一输入节点
57第一输入节点 58输出节点
具体实施方式
以下将以图式配合文字叙述揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。此外，为简化图式起见，一些常用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘出。
应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”或“耦接”可为二元件间存在其它元件。
本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
请参阅图1A～图1C，像素检测及校正电路1与多个像素电路PX与取样电路15电性连接。像素电路PX通过栅极线G[n]连接至栅极电路IC。每一像素电路PX均可适用于像素检测及校正电路1，本实施例以单一个像素电路PX为例，但不以此限制。像素检测及校正电路1较佳包含比较器11、开关单元12及第一输入单元13。比较器11具有第一输入节点16与第二输入节点17及输出节点18。第一输入节点16用以接收像素电路PX所传来的像素电压。开关单元12例如是二极管，但不以此为限，与输出节点18电性连接。第一输入单元13与第二输入节点17电性连接。于本实施例中，第一输入单元13为一电压源，但不以此限制。
于部份实施例中，比较器11的第一输入节点16与像素电路PX之间更包含第二输入单元14，主要用以接收/读取像素电路PX所传来的像素电压，于读取完毕后将其输出至比较器11的第一输入节点16。第二输入单元14较佳但不限于为积分器。
于本实施例中，假设像素电路PX为正常状态，例如：像素电路PX于显示(或感测光线(例如:感测X光))面板上为正常显示。像素电路PX输出像素电压(以约3V为范例，例如：Vdiode约为3V，但不以此为限)至第二输入单元14，第二输入单元14读取完毕后将像素电压输入至比较器11的第一输入节点16，像素检测及校正电路1即开始进行检测/判断。此时，第一输入单元13会输入预先设定的预设电压(以约3.9V为范例，例如：Vreset约为3.9V，但不以此为限)至比较器11的第二输入节点17。本实施例的预设电压主要是用来作为判断像素电路PX的门槛电压。
当比较器11判断像素电压小于预设电压时，例如：Vdiode<Vreset，可判定像素电路PX为正常状态。最后，预设电压会逐渐趋近像素电压直至两电压实质上相等(例如：Vdate约为3V)时，例如：比较器11两端的电压实质上相等时，像素检测及校正电路1停止检测/判断，像素电压(3V)被输出至取样电路15。本实施例的取样电路15可以是相关双取样电路(correlation double sampling circuit,CDS circuit)，藉由取样电路15将Vdate由模拟信号转换为数字信号输出并滤除噪声。
如图1C的时序图所示，θ1表示第二输入单元14的开关，θ2表示第二输入单元14与比较器11之间的开关，θ3表示第一输入单元13的开关，CDS1与CDS2为取样电路15内部的开关。举例而言，系统一开始先将电路重置，当栅极线G[n]的电压输入时，Vdiode的电压会改变并逐渐降至Vref。而后系统会分别取样CDS1于reset阶段导通及CDS2于signal阶段导通的电压，并取其差值以去除噪声后输出至下一级电路(例如VADC)。如图1A所示，第二输入单元14读取栅极线G[n]所输出的电压(约3V)，Vdiode的电压会藉由第二输入单元14提升至G[n]所输出的电压值(约3V)。Vdiode输入至比较器11中与Vreset进行比较，之后比较器11输出Vout实质上相同于Vdiode的电压值(约3V，例如:正常状态的电压)，Vreset由约3.9V降至约3V后输出Vdate至取样电路15。
于实际应用中，比较器11、开关单元12、第一输入单元13、第二输入单元14以及取样电路15可整合为集成电路，例如读出集成电路(Readout Integrated Circuit,ROIC)，但不以此为限。
于一实施例中，请参阅图2。图2是以像素电路PX为异常状态为例，例如：像素电路PX于显示(或感光线(例如:感测X光)测)面板上为异常显示(例如：显示为饱和的亮点)。像素电路PX输出像素电压(以约4V为范例，例如：Vdiode约为4V，但不以此为限)至第二输入单元24，第二输入单元24读取完毕后将像素电压输入至比较器11的第一输入节点26，像素检测及校正电路1即开始进行检测/判断。此时，第一输入单元23会输入预先设定的预设电压(以约3.9V为范例，例如：Vreset约为3.9V，但不以此为限)至开关单元22的一端(例如：Vdate)。当比较器11判断像素电压大于预设电压时，例如：Vdiode>Vreset，可判定像素电路PX为异常状态。
当像素电路PX被判定为异常状态时，像素检测及校正电路2会输出与像素电压相异的修正电压至取样电路25。举例而言，修正电压会以约0V输出(例如：Vout约为0V)至开关单元22的另一端，而后待Vdate由约3.9V持续降至与Vout电压实质上相等(例如：Vdate约为0V)时停止。当Vdate约为0V时，像素检测及校正电路2会停止检测/判断，Vdate被输出至取样电路25，例如：异常状态的像素电路PX不输出电压，因此不会在显示面上产生亮点而导致误判。
就上述实施例而言，当像素电路PX被判定为正常时，像素检测及校正电路2即输出其读取到的像素电压。当像素电路PX被判定为异常时，像素检测及校正电路2不输出电压信号，也就是说，系统不会输出当下读取到异常像素电路PX的电压值，系统会直接将其校正约为0V输出。
本发明的另一实施例，请参阅图3。其硬件架构与前述实施例大致相同，其检测及校正方式与图1、2的实施例相同或类似，可参阅前述实施例相关的描述。与前述实施例不同之处在于，本实施例的开关单元32以晶体管替换，例如金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，但不以此为限。通过栅极控制电路(图未示)可调整上述晶体管的栅极电压使电流增大。其目的在于缩短整体电路的操作时间，可以有效地增加其帧率(frame rate)并提高显示画面的流畅度。
本发明的另一实施例，请参阅图4。其硬件架构与前述实施例大致相同，其检测及校正方式亦与图1、2的实施例相同或类似，可参阅前述实施例相关的描述。本实施例的第一输入单元43以数字模拟转换器(Digital to Analog Converter,DAC)替换，但不以此为限。以数字模拟转换器取代电压源，可以更精准地依照客户需求来调整预设电压的输出。
上述实施例以读取电子(例如：电流方向与电子流方向相反)为范例，例如：像素电路PX经照光后会产生电子。因此，开关单元12以逆向方式设置。然而在另一实施例中，请参阅图5，则采用不同的设置。本实施例主要是因应不同的元件，例如，像素电路PX经照光后会产生电洞。当第二输入单元52读取电洞时，会与读取电子(例如：图1～图4的实施例)时不同。于本实施例中，由于电流方向与电洞流方向相同或类似，因此，开关单元52以顺向的方向设置。其检测/判断方法(即上下限的判断)与前述实施例相反，但亦适用于图1～图4的实施例的相同设计理念，可参阅前述实施例相关的描述，其细节不在此赘述。
本发明的另一实施例，请参阅图6。图6为本发明的像素检测及校正方法，较佳适用于前述的像素检测及校正电路。其方法包含下列步骤：(S1)比较该像素电压与该预设电压；(S2)当该像素电压小于该预设电压时，输出该像素电压；以及(S3)当该像素电压大于该预设电压时，输出该修正电压。其详细检测/判断、校正方法及电路的作动方式已详述于前述实施例，故不在此赘述。需说明的是，步骤(S2)及步骤(S3)并无先后顺序之分，端看比较器当下的判断结果而定。
前述实施例中，像素电路PX，较佳地，以感测光线(例如:感测X光，但不限于此)，但不限于此。此外，具有前述实施例的像素电路PX、像素检测及校正电路的面板、及/或检测及校正方法，较佳地，可视为感测光线(例如:感测X光，但不限于此)的面板及/或前述的检测及校正方法，但不限于此。
相较于现有技术，本发明所提的架构及方法能检测像素电路是否异常，并根据其检测结果进行电压校正，无须破坏面板即可修正异常电路所导致的异常影像读值，除减少误判之外亦能节省人力成本。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种像素检测及校正电路，其特征在于，包含：
一比较器，具有一第一输入节点、第二输入节点及一输出节点，其中该第一输入节点接收一像素电压；
一开关单元，与该输出节点电性连接；以及
一第一输入单元，与该第二输入节点电性连接；
其中，当该像素电压小于该第一输入单元输入该比较器的一预设电压时，输出该像素电压；以及
当该像素电压大于该第一输入单元输入该比较器的该预设电压时，输出相异于该像素电压的一修正电压。
2.如权利要求1所述的像素检测及校正电路，其特征在于，该第一输入单元为一电压源或一数字模拟转换器。
3.如权利要求1所述的像素检测及校正电路，其特征在于，当该开关单元为一二极管时，该二极管的设置方向为顺向或逆向。
4.如权利要求1所述的像素检测及校正电路，其特征在于，当该预设电压趋近于该像素电压直至两电压相等时，该像素电压被输出至一取样电路。
5.如权利要求1所述的像素检测及校正电路，其特征在于，该修正电压为0V且被输出至一取样电路。
6.如权利要求1所述的像素检测及校正电路，其特征在于，更包含一第二输入单元，用以接收该像素电压并输出至该比较器。
7.一种像素电路，其特征在于，包含：
一像素单元，输出该像素电压；以及
如权利要求1至6任一所述的像素检测及校正电路；
其中，该输入节点与该像素单元电连接以接收该像素电压。
8.一种像素检测及校正方法，其特征在于，适用于权利要求1至7任一所述的像素检测及校正电路，包含下列步骤：
(S1)比较该像素电压与该预设电压；
(S2)当该像素电压小于该预设电压时，输出该像素电压；以及
(S3)当该像素电压大于该预设电压时，输出该修正电压。
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