CN112071254B - 一种时序控制的方法、平板探测器及影像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时序控制的方法、平板探测器及影像设备，该方法通过在一个采样周期内，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，使对检测信号进行相关双采样得到的采样结果中耦合电压降低，从而能够减小耦合电容对采样结果的影响，提高图像的画质均一性。

Description

一种时序控制的方法、平板探测器及影像设备

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种时序控制的方法、平板探测器及影像设备。

背景技术

平板探测器由上百万乃至上千万个像素单元组成，一个像素单元由薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)及光电二极管(Photodiode，PD)等器件组成；TFT作为开关使用，当TFT为打开状态时，光电二极管采集光信号并将其转换为对应的电信号，该电信号经放大后输出至采样端，从采样端得到的采样结果可以生成对应的图像。

由于TFT的导通特性包括了半导体层厚度本身造成的电阻，即不形成沟道的地方的电阻，需要在栅极与源/漏之间进行重叠，来减小TFT的电阻。然而，由于工艺的差异性，不可避免的造成了每个TFT中均存在源极耦合电容Cgs和漏极耦合电容Cgd，由于采样信号中包括这些耦合电容积累的干扰信号，使得在最终输出的采样结果上也包含这些干扰信号，进而造成生成图像的画质存在不均一的问题。

鉴于此，如何提高画质的均一性成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种时序控制的方法、平板探测器及影像设备，用以解决现有技术中存在经双采样得到的图像画质均一性较差的技术问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种时序控制的方法，应用于平板探测器，该方法包括：

在一个采样周期内，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，使对所述检测信号进行相关双采样得到的采样结果中耦合电压降低。

一种可能的实施方式，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，包括：

在一个第二控制信号的第二脉宽对应的时段内，输出一个脉宽小于所述第二脉宽的所述第一控制信号；其中，所述第二控制信号为控制对所述检测信号进行相关双采样的信号。

一种可能的实施方式，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，包括：

输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号；

其中，两个所述第一脉宽分别与两个第二控制信号的两个第二脉宽对应，且所述第二脉宽的时段与对应所述第一脉宽的时段部分重叠。

一种可能的实施方式，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号，包括：

在一个所述第二脉宽对应的时段，输出一个覆盖第二脉冲信号下降沿，且不覆盖所述第二脉冲信号上升沿的第一脉冲信号；其中，所述第一脉冲信号为所述第一脉宽对应的脉冲信号，所述第二脉冲信号为所述第二脉宽对应的脉冲信号。

一种可能的实施方式，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号，包括：

在一个所述第二脉宽对应的时段，输出一个覆盖第二脉冲信号上升沿，且不覆盖所述第二脉冲信号下降沿的第一脉冲信号；其中，所述第一脉冲信号为所述第一脉宽对应的脉冲信号，所述第二脉冲信号为所述第二脉宽对应的脉冲信号。

一种可能的实施方式，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号，包括：

在一个所述第二脉宽对应的时段，输出一个不覆盖第二脉冲信号下降沿和下降沿的第一脉冲信号；其中，所述第一脉冲信号为所述第一脉宽对应的脉冲信号，所述第二脉冲信号为所述第二脉宽对应的脉冲信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种平板探测器，包括：

扫描驱动电路、呈阵列排布的像素电路，以及相关双采样电路；一行所述像素电路的控制端与所述扫描驱动电路的一个输出端电连接，一列所述像素电路的数据输出端与所述双采样电路的一个输入端电连接；

所述扫描驱动电路对所述像素电路进行控制时，执行如第一方面所述的时序控制的方法。

一种可能的实施方式，所述扫描驱动电路包括多个级联设置的移位寄存器，一个所述移位寄存器对应一个扫描通道；

在一个所述采样周期内，若所述像素电路接收到的第一控制信号为一个时，一个所述扫描通道为包含一行所述像素电路的有效扫描通道；其中，所述第一控制信号由所述扫描驱动电路输出；

若所述像素电路接收到的所述第一控制信号为两个时，相邻两个所述有效扫描通道之间包括两个无效扫描通道，其中，所述无效扫描通道中不包含任一所述像素电路，所述无效扫描通道用于使两个所述第一控制信号在间隔两个行扫描周期后输出到下一个所述有效扫描通道。

一种可能的实施方式，所述移位寄存器包括第一输入端和第二输入端以及第一输出端；

所有所述移位寄存器的第二输入端接收同一时钟信号，且在接收到一个所述时钟信号后将所述第一输入端接收到的信号输出到第一输出端，所述第一输出端与一条扫描通道及下一级的所述移位寄存器的第一出入端电连接；其中，第一级所述移位寄存器的所述第一输入端与垂直同步信号连接。

第三方面，本发明实施例提供了一种影像设备，包括如第二方面所述的平板探测器。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的相关双采样时序控制的方法、平板探测器及影像设备，通过在一个采样周期内，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，使对检测信号进行相关双采样得到的采样结果中耦合电压降低，从而能够减小耦合电容对采样结果的影响，提高图像的画质均一性。

在本发明提供的实施例中，在一个采样周期内，通过在第二控制信号的第二脉宽对应的时段内，输出一个脉宽小于第二脉宽的第一控制信号，使得采样结果中耦合电压的绝对值小于现有技术中耦合电压的值，从而能够有效的降低耦合电容对采样结果的影响，提高图像的画质的均一性。

在本发明提供的实施例中，在一个采样周期内，通过输出具有两个第一脉宽的第一控制信号；其中，两个第一脉宽分别与两个第二控制信号的两个第二脉宽对应，且第二脉宽的时段与对应第一脉宽的时段部分重叠，使得在用相关双采样对检测信号进行采样得到的采样结果中耦合电容被完全消除或大部分消除，从而使得采样结果不会因TFT的差异导致采样结果存在差异，进而提高了图像的画质的均一性。

在本发明提供的实施例中，通过让平板探测器中的扫描驱动电路包括多个级联设置的移位寄存器，一个移位寄存器对应一个扫描通道；若像素电路接收到的第一控制信号为两个时，相邻两个有效扫描通道之间包括两个无效扫描通道，其中，无效扫描通道中不包含任一像素电路，无效扫描通道用于使两个第一控制信号在间隔两个行扫描周期后输出到下一个有效扫描通道。这使得当前的移位寄存器输出的第一控制信号，需要间隔两个行扫描周期才能输出到下一个有效扫描通道，使的在一个采样周期内能间隔输出具有两个第一脉宽的第一控制信号，让像素电路中的TFT能在一个采样周期内间隔打开两次。

附图说明

图1为平板探测器中对检测信号进行采集的电路结构图；

图2为对检测信号进行相关双采样的采样时序图；

图3为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图一；

图4为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图二；

图5为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图三；

图6为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图四；

图7为本发明实施例提供的平板探测器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的扫描驱动电路的结构示意图一；

图9为本发明实施例提供的扫描驱动电路的结构示意图二。

具体实施方式

本发明实施例提供一种时序控制的方法、平板探测器及影像设备，解决现有技术中存在经双采样得到的图像画质均一性较差的技术问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为了是本领域的技术人员能充分理解本方案，在介绍本方案前，先对平板探测器中对检测信号进行采集的电路结构进行简要介绍。

请参见图1为平板探测器中对检测信号进行采集的电路结构图。

平板探测器的像素中的电荷被模拟前端(Analog Front End，AFE)采集后，负反馈电压积分电路将检测的电荷量转化为电压信号Vo(即检测信号)，其中，模拟前端包括TFT、PD、以及在TFT的源、漏极形成的耦合电容Cgs、Cgd，在PD内部形成的结电容Cst，VBIAS为反偏电压，在TFT的栅极输入的Gate信号为高电平时，可以控制模拟前端进行采样，Gate信号为低电平时控制模拟前端停止采样，负反馈积分电路包括负反馈积分器AMF和电容C_F,Vref为参考电压。

通过相关双采样(Correlated Double Sample,CDS)电路对电压信号Vo进行采集，并将数据处理电路对双采样结果进行处理后，输出LVDS信号，以供显示设备进行显示。其中，相关双采样电路包括两组相同的采样电路，一组为CDS1、另一组为CDS2、C1、C2为电容。在相关双采样电路中，由CDS1在AFE停止采样后对Vo进行采样得到的信号(记为Vcds1)，CDS2在AFE采样期间对Vo进行采样得到的信号(记为Vcds2)，最终相关双采样电路输出的采样结果为Vcds2-Vcds1。

图2为对检测信号进行相关双采样的采样时序图。在图2中△V₀为Gate信号在下降沿(即TFT关断)时由耦合电容Cgd产生一个正向的电压变化量，△V₀’为Gate信号在上升沿降沿(即TFT开启)时由耦合电容Cgd和Cgs共同产生一个负向的电压变化量，△V₀’>△V₀>0。假设V₀中的噪音信号对应的电压记为V_Noise,有效信号记为V_PIN，则在图2中CDS1、CDS2对V₀进行采样得到的电压分别为：

Vcds1＝V_Noise；

Vcds2＝V_Noise+V_PIN+△V₀-△V₀’；

Vcds2-Vcds1＝V_PIN+△V₀-△V₀’。

从双采样结果(Vcds2-Vcds1)中可以看出,其中存在耦合电压△V₀-△V₀’，这将导致生成图像的画质存在均一性较差的问题。

为了解决该问题，本申请提供了以下的解决方案：

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种时序控制的方法、平板探测器、影像设备进行具体说明。

本发明实施例提供的一种时序控制的方法，应用于平板探测器，该方法包括：

在一个采样周期内，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，使对检测信号进行相关双采样得到的采样结果中耦合电压降低。

第一控制信号为图1中控制TFT开启或关闭的Gate信号。

调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，可以有以下几种方式：

第一种方式：在一个第二控制信号的第二脉宽对应的时段内，输出一个脉宽小于第二脉宽的第一控制信号；其中，第二控制信号为控制对检测信号进行相关双采样的信号。

第二控制信号为图1中控制相关双采样电路对检测信号进行采样的信号CDS1、CDS2。

请参见图3，为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图一。

在第二控制信号CDS2的第二脉宽(图3中以CDS2对应的一个高电平信号示意，记为△T2)对应的时段内，输出一个脉宽小于第二脉宽的第一控制信号，第一控制信号的脉宽为第一脉宽，记为△T1。

使用图3中的时序结构后，Vcds1＝V_Noise，Vcds2＝V_Noise+△V₀-△V₀’+V_PIN+△V₀＝V_Noise+V_PIN+2△V₀-△V₀’，采样结果为Vcds2-Vcds1＝V_PIN+2△V₀-△V₀’。

当△V₀’>3/2△V₀时，|2△V₀-△V₀’|<|△V₀-△V₀’|。

因此采用图3中的时序结构，使得采样结果中耦合电压的绝对值小于现有技术中耦合电压的值，从而能够有效的降低耦合电容对采样结果的影响，提高图像的画质的均一性。

第二种方式：输出具有两个第一脉宽的第一控制信号；其中，两个第一脉宽分别与两个第二控制信号的两个第二脉宽对应，且第二脉宽的时段与对应第一脉宽的时段部分重叠。

在第二种方式中输出具有两个第一脉宽的第一控制信号，可以是在一个第二脉宽对应的时段：输出一个覆盖第二脉冲信号下降沿，且不覆盖第二脉冲信号上升沿的第一脉冲信号；也可以是输出一个覆盖第二脉冲信号上升沿，且不覆盖第二脉冲信号下降沿的第一脉冲信号；还可以是输出一个不覆盖第二脉冲信号下降沿和下降沿的第一脉冲信号其中，第一脉冲信号为第一脉宽对应的脉冲信号，第二脉冲信号为第二脉宽对应的脉冲信号。

请参见图4～图6，图4为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图二，图5为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图三，图6为本发明实施例提供的调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构图四。

在图4中在一个第二脉宽对应的时段，输出的第一控制信号中的一个第一脉冲信号可以覆盖第二控制信号中对应的第二脉冲的下降沿，且不覆盖上升沿。

使用图4中的时序结构后，Vcds1＝V_Noise+△V₀+V_PIN-△V₀’，Vcds2＝V_Noise+△V₀-△V₀’，采样结果为Vcds1-Vcds2＝V_PIN。

由此可以看出，使用图4中所示的时序结构后，用相关双采样对检测信号进行采样得到的采样结果中耦合电容被完全消除，从而使得采样结果不会因TFT的差异导致采样结果存在差异，进而提高了图像的画质的均一性。

在图5中在一个第二脉宽对应的时段，输出的第一控制信号中的一个第一脉冲信号不覆盖第二控制信号中对应的第二脉冲的下降沿，但覆盖上升沿。

使用图5中的时序结构后，Vcds1＝V_Noise+2△V₀+V_PIN-△V₀’，Vcds2＝V_Noise+△V₀-△V₀’，采样结果为Vcds1-Vcds2＝V_PIN-△V₀。

当△V₀’>2△V₀时，△V₀<|△V₀-△V₀’|，此时采用图5中的时序结构，使得采样结果中耦合电压的绝对值小于现有技术中耦合电压的值，从而能够有效的降低耦合电容对采样结果的影响，提高图像的画质的均一性。

在图6中在一个第二脉宽对应的时段，输出的第一控制信号中的一个第一脉冲信号可以不覆盖第二控制信号中对应的第二脉冲的上升沿和下降沿。

使用图6中的时序结构后，Vcds1＝V_Noise+△V₀+V_PIN-△V₀’，Vcds2＝V_Noise+△V₀-△V₀’，采样结果为Vcds1-Vcds2＝V_PIN。

由此可以看出，使用图6中所示的时序结构后，用相关双采样对检测信号进行采样得到的采样结果中耦合电容被完全消除，从而使得采样结果不会因TFT的差异导致采样结果存在差异，进而提高了图像的画质的均一性。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种平板探测器，请参见图7为本发明实施例提供的平板探测器的结构示意图，该平板探测器包括：

扫描驱动电路1、呈阵列排布的像素电路2，以及相关双采样电路3；一行像素电路2的控制端与扫描驱动电路1的一个输出端电连接，一列像素电路2的数据输出端与双采样电路3的一个输入端电连接。扫描驱动电路1对像素电路进行控制时，执行如上所述的时序控制的方法。

平板探测器中的像素电路可以呈矩阵排列，也可以呈圆形阵列排列，还可以呈其它形状的阵列进行排列，具体不做限制。扫描驱动电路1可以设置在呈阵列排布的像素电路2的一侧或两侧，具体如何放置扫描驱动电路1在此不做限制。

根据使用的时序结构不同，扫描驱动电路1的结构也不同。扫描驱动电路1的结构有以下两种：

第一种：请参见图8为本发明实施例提供的扫描驱动电路的结构示意图一。

扫描驱动电路1包括多个级联设置的移位寄存器11，一个移位寄存器11对应一个扫描通道12；在一个采样周期内，若像素电路2接收到的第一控制信号为一个时，一个扫描通道12为包含一行像素电路2(图8中out₁～out_n依次对应一行像素电路2，用于输出第一控制信号)的有效扫描通道；其中，第一控制信号由扫描驱动电路输出。

移位寄存器可以为双向移位寄存器(Shift Register，S/R)，一个扫描通道包括与门(AND)、电压转换电路(Level Shift，L/S)、输出缓冲电路(Out Buffer，BUF)。其中，与门用于S/R输出信号与OE信号进行信号的逻辑处理，电压转换电路用于将逻辑电压VDD/VSS转化成Gate打开电压(Voltage Gate High，VGH)/Gate关闭电压(Voltage Gate Low，VGL)，BUF用于增大电压驱动能力。

在图8中，所有的移位寄存器接收相同的时钟信号，该时钟信号可以为垂直向时钟脉冲信号(Clock Pulse Vertical，CPV)，当一个时钟到来时，移位寄存器11将接收到的信号传输到下一级移位寄存器11，并且在输出使能信号(Output Enable，OE)有效时，将移位寄存器11将接收到的信号通过传输通道传输到输出端(out₁～out_n)。

图8中的扫描驱动电路可以用于实施时序控制方法中的第一种方式时使用。

第二种：请参见图9为本发明实施例提供的扫描驱动电路的结构示意图二。

扫描驱动电路1包括多个级联设置的移位寄存器11，一个移位寄存器11对应一个扫描通道12；若像素电路2接收到的第一控制信号为两个时，相邻两个有效扫描通道(图9中以虚线示出)之间包括两个无效扫描通道(图9中以虚点线示出)，其中，无效扫描通道中不包含任一像素电路，无效扫描通道用于使两个第一控制信号在间隔两个行扫描周期后输出到下一个有效扫描通道。扫描通道包括有效扫描通道和无效扫描通道。

图9中所有的移位寄存器接收相同的时钟信号，当一个时钟到来时，移位寄存器11将接收到的信号传输到下一级移位寄存器11，并且在输出使能信号(Output Enable，OE)有效时，将移位寄存器11将接收到的信号通过传输通道传输到输出端(out₁～out_n和out_d),其中out_d为空，即不连接像素电路2。这样使得当前的移位寄存器11输出的第一控制信号，需要间隔两个行扫描周期才能输出到下一个有效扫描通道，使的在一个采样周期内能间隔输出具有两个第一脉宽的第一控制信号，让像素电路1中的TFT能在一个采样周期内间隔打开两次。

因此，图9中的扫描驱动电路可以用于实施时序控制方法中的第二种方式时使用。

请继续参见图9，移位寄存器11包括第一输入端a和第二输入端b以及第一输出端c；所有移位寄存器11的第二输入b端接收同一时钟信号，且在接收到一个时钟信号后将第一输入a端接收到的信号输出到第一输出端c，第一输出端c与一条扫描通道12及下一级的移位寄存器11的第一出入端a电连接；其中，第一级移位寄存器的第一输入端与垂直同步信号连接。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种影像设备，该影像设备包括如上所述的平板探测器。

该影像设备将平板探测器输出的图像信号送到显示设备上进行显示，该显示设备可以为液晶显示器，液晶显示屏等显示装置，也可为手机、平板电脑、笔记本等移动设备。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种时序控制的方法，应用于平板探测器，其特征在于，包括：

在一个采样周期内，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，使对所述检测信号进行相关双采样得到的采样结果中耦合电压降低；

其中，调整控制检测信号输出的第一控制信号的时序结构，包括：

在一个第二控制信号的第二脉宽对应的时段内，输出一个脉宽小于所述第二脉宽的所述第一控制信号；其中，所述第二控制信号为控制对所述检测信号进行相关双采样的信号；

或，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号；其中，两个所述第一脉宽分别与两个第二控制信号的两个第二脉宽对应，且所述第二脉宽的时段与对应所述第一脉宽的时段部分重叠。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号，包括：

在一个所述第二脉宽对应的时段，输出一个覆盖第二脉冲信号下降沿，且不覆盖所述第二脉冲信号上升沿的第一脉冲信号；其中，所述第一脉冲信号为所述第一脉宽对应的脉冲信号，所述第二脉冲信号为所述第二脉宽对应的脉冲信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号，包括：

在一个所述第二脉宽对应的时段，输出一个覆盖第二脉冲信号上升沿，且不覆盖所述第二脉冲信号下降沿的第一脉冲信号；其中，所述第一脉冲信号为所述第一脉宽对应的脉冲信号，所述第二脉冲信号为所述第二脉宽对应的脉冲信号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，输出具有两个第一脉宽的所述第一控制信号，包括：

在一个所述第二脉宽对应的时段，输出一个不覆盖第二脉冲信号上升沿和下降沿的第一脉冲信号；其中，所述第一脉冲信号为所述第一脉宽对应的脉冲信号，所述第二脉冲信号为所述第二脉宽对应的脉冲信号。

5.一种平板探测器，其特征在于，包括：扫描驱动电路、呈阵列排布的像素电路，以及相关双采样电路；一行所述像素电路的控制端与所述扫描驱动电路的一个输出端电连接，一列所述像素电路的数据输出端与所述双采样电路的一个输入端电连接；

所述扫描驱动电路对所述像素电路进行控制时，执行如权利要求1-4任一项所述的时序控制的方法。

6.如权利要求5所述的平板探测器，其特征在于，所述扫描驱动电路包括多个级联设置的移位寄存器，一个所述移位寄存器对应一个扫描通道；

在一个所述采样周期内，若所述像素电路接收到的第一控制信号为一个时，一个所述扫描通道为包含一行所述像素电路的有效扫描通道；其中，所述第一控制信号由所述扫描驱动电路输出；

若所述像素电路接收到的所述第一控制信号为两个时，相邻两个所述有效扫描通道之间包括两个无效扫描通道，其中，所述无效扫描通道中不包含任一所述像素电路，所述无效扫描通道用于使两个所述第一控制信号在间隔两个行扫描周期后输出到下一个所述有效扫描通道。

7.如权利要求6所述的平板探测器，其特征在于，所述移位寄存器包括第一输入端和第二输入端以及第一输出端；

所有所述移位寄存器的第二输入端接收同一时钟信号，且在接收到一个所述时钟信号后将所述第一输入端接收到的信号输出到第一输出端，所述第一输出端与一条扫描通道及下一级的所述移位寄存器的第一出入端电连接；其中，第一级所述移位寄存器的所述第一输入端与垂直同步信号连接。

8.一种影像设备，其特征在于，包括如权利要求5-7任一项所述的平板探测器。