TWI669696B - 像素偵測與校正電路、包含其之像素電路，以及像素偵測與校正方法 - Google Patents

像素偵測與校正電路、包含其之像素電路，以及像素偵測與校正方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種像素偵測與校正電路，包含比較器、開關單元及第一輸入單元。比較器具有第一輸入節點、第二輸入節點及輸出節點，第一輸入節點接收像素電壓。開關單元與輸出節點電性連接。第一輸入單元與第二輸入節點電性連接。其中，當像素電壓小於第一輸入單元輸入比較器之預設電壓時，輸出像素電壓；當像素電壓大於第一輸入單元輸入比較器之預設電壓時，輸出相異於像素電壓之修正電壓。

Description

像素偵測與校正電路、包含其之像素電路，以及像素偵測與校正方法
本發明係關於一種像素偵測與校正電路、包含其之像素電路，以及像素偵測與校正方法；具體而言，特別是一種用於X光射線面板的像素偵測與校正電路、包含其之像素電路，以及像素偵測與校正方法。
在現今的技術中，X光線設備(例如醫療設備或探測設備等)可使用X光感測面板來感測X光。然而，當像素電路發生短路或其他異常時，從影像上會顯示飽和的亮點，除了影響影像的判讀之外，亦可能造成量測上的誤判。
一般而言，目前工廠大多採用雷射修復(Laser repair)的方式進行修復。舉例來說，將X光感測面板送至雷射修復系統中，藉由雷射光將異常的像素破壞。此時，影像上所呈現的亮點則變為暗點，接著再透過影像軟體將此暗點進行影像處理後即可出貨。
然而，雷射修復的方式可能會在基板表面形成破洞，產品可靠度無法提升。此外，此一方式也需要大量的人力成本。
有鑑於此，本發明之一實施例在於提供一種像素偵測與校正電路，包含比較器、開關單元及第一輸入單元。比較器具有輸入節點及輸出節點，其輸入節點接收像素電壓。開關單元與輸出節點電性連接。第一輸入單元與開關單元相反於比較器之一端電性連接。
於本實施例中，當像素電壓小於第一輸入單元輸入比較器之預設電壓時，輸出像素電壓。另一方面，當像素電壓大於第一輸入單元輸入比較器之預設電壓時，輸出相異於像素電壓之修正電壓。
本發明之另一實施例在於提供一種像素電路，包含像素單元及像素偵測與校正電路。像素單元用以輸出前述實施例之像素電壓。其中，輸入節點與像素單元電連接以接收像素電壓。
本發明之另一實施例在於提供一種像素偵測及校正方法，適用於前述像素偵測與校正電路，包含下列步驟：(S1)比較該像素電壓與該預設電壓；(S2)當該像素電壓小於該預設電壓時，輸出該像素電壓；以及(S3)當該像素電壓大於該預設電壓時，輸出該修正電壓。
相較於先前技術，本發明所提之架構及方法能偵測像素電路是否異常，並根據其偵測結果進行電壓修正，無須破壞面板即可修正異常電路所導致的像素異常，除減少誤判之外亦能節省人力成本。
1‧‧‧像素偵測及校正電路
11‧‧‧比較器
12‧‧‧開關單元
13‧‧‧第一輸入單元
14‧‧‧第二輸入單元
15‧‧‧取樣電路
2‧‧‧像素偵測及校正電路
21‧‧‧比較器
22‧‧‧開關單元
23‧‧‧第一輸入單元
24‧‧‧第二輸入單元
25‧‧‧取樣電路
3‧‧‧像素偵測及校正電路
31‧‧‧比較器
32‧‧‧開關單元
33‧‧‧第一輸入單元
34‧‧‧第二輸入單元
35‧‧‧取樣電路
4‧‧‧像素偵測及校正電路
41‧‧‧比較器
42‧‧‧開關單元
43‧‧‧第一輸入單元
44‧‧‧第二輸入單元
45‧‧‧取樣電路
5‧‧‧像素偵測及校正電路
51‧‧‧比較器
52‧‧‧開關單元
53‧‧‧第一輸入單元
54‧‧‧第二輸入單元
55‧‧‧取樣電路
PX‧‧‧像素電路
16‧‧‧第一輸入節點
17‧‧‧第二輸入節點
18‧‧‧輸出節點
26‧‧‧第一輸入節點
27‧‧‧第二輸入節點
28‧‧‧輸出節點
36‧‧‧第一輸入節點
37‧‧‧第一輸入節點
38‧‧‧輸出節點
46‧‧‧第一輸入節點
47‧‧‧第一輸入節點
48‧‧‧輸出節點
56‧‧‧第一輸入節點
57‧‧‧第一輸入節點
58‧‧‧輸出節點
圖1A及圖1B係為本發明像素偵測與校正電路之一實施例示意圖。
圖1C係為本發明像素偵測與校正電路之一時序圖。
圖2係為本發明像素偵測與校正電路之另一實施例示意圖。
圖3係為本發明像素偵測與校正電路之另一實施例示意圖。
圖4係為本發明像素偵測與校正電路之另一實施例示意圖。
圖5係為本發明像素偵測與校正電路之另一實施例示意圖。
圖6係為本發明像素偵測及校正方法之實施例流程圖。
以下將以圖式配合文字敘述揭露本發明的複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些常用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪出。
應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件”上”或”連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為”直接在另一元件上”或”直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，”連接”可以指物理及/或電性連接。再者，”電性連接”或”耦合”或”耦接”係可為二元件間存在其它元件。
本文使用的”約”、”近似”、或”實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，”約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。再者，本文使用的“約”、”近似”或“實質上”可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
請參閱圖1A~圖1C，像素偵測及校正電路1係與多個像素電路PX與取樣電路15電性連接。像素電路PX透過閘極線G[n]連接至閘極電路IC。每一像素電路PX均可適用於像素偵測及校正電路1，本實施例以單一個像素電路PX為例，但不以此限制。像素偵測及校正電路1較佳包含比較器11、開關單元12及第一輸入單元13。比較器11具有第一輸入節點16與第二輸入節點17及輸出節點18。第一輸入節點16用以接收像素電路PX所傳來的像素電壓。開關單元12例如是二極體，但不以此為限，係與輸出節點18電性連接。第一輸入單元13與第二輸入節點17電性連接。於本實施例中，第一輸入單元13係為一電壓源，但不以此限制。
於部份實施例中，比較器11之第一輸入節點16與像素電路PX之間更包含第二輸入單元14，主要係用以接收/讀取像素電路PX所傳來的像素電壓，於讀取完畢後將其輸出至比較器11的第一輸入節點16。第二輸入單元14較佳但不限於為積分器。
於本實施例中，假設像素電路PX為正常狀態，例如：像素電路PX於顯示(或感測光線(例如：感測X光))面板上為正常顯示。像素電路PX輸出像素電壓(以約3V為範例，例如：Vdiode約為3V，但不以此為限)至第二輸入單元14，第二輸入單元14讀取完畢後將像素電壓輸入至比較器11的第 一輸入節點16，像素偵測及校正電路1即開始進行偵測/判斷。此時，第一輸入單元13會輸入預先設定之預設電壓(以約3.9V為範例，例如：Vreset約為3.9V，但不以此為限)至比較器11之輸入節點17。本實施例之預設電壓主要是用來作為判斷像素電路PX的門檻電壓。
當比較器11判斷像素電壓小於預設電壓時，例如：Vdiode<Vreset，可判定像素電路PX為正常狀態。最後，預設電壓會逐漸趨近像素電壓直至兩電壓實質上相等(例如：Vdate約為3V)時，例如：比較器11兩端之電壓實質上相等時，像素偵測及校正電路1停止偵測/判斷，像素電壓(3V)被輸出至取樣電路15。本實施例之取樣電路15可以是相關雙取樣電路(correlation double sampling circuit,CDS circuit)，藉由取樣電路15將Vdate由類比訊號轉換為數位訊號輸出並濾除雜訊。
如圖1C之時序圖所示，θ1表示第二輸入單元14之開關，θ2表示第二輸入單元14與比較器11之間的開關，θ3表示第一輸入單元13的開關，CDS1與CDS2為取樣電路15內部之開關。舉例而言，系統一開始先將電路重置，當閘極線G[n]的電壓輸入時，Vdiode之電壓會改變並逐漸降至Vref。而後系統會分別取樣CDS1於reset階段導通及CDS2於signal階段導通之電壓，並取其差值以去除雜訊後後輸出至下一級電路(例如VADC)。如圖1A所示，第二輸入單元14讀取閘極線G[n]所輸出的電壓(約3V)，Vdiode之電壓會藉由第二輸入單元14提升至G[n]所輸出的電壓值(約3V)。Vdiode輸入至比較器11中與Vreset進行比較，之後比較器11輸出Vout實質上相同於Vdiode之電壓值(約3V，例如：正常狀態之電壓)，Vreset由約3.9V降至約3V後輸出Vdate至取樣電路15。
於實際應用中，比較器11、開關單元12、第一輸入單元13、第二輸入單元14以及取樣電路15可整合為積體電路，例如讀出積體電路(Readout Integrated Circuit,ROIC)，但不以此為限。
於一實施例中，請參閱圖2。圖2係以像素電路PX為異常狀態為例，例如：像素電路PX於顯示(或感光線(例如：感測X光)測)面板上為異常顯示(例如：顯示為飽和的亮點)。像素電路PX輸出像素電壓(以約4V為範例，例如：Vdiode約為4V，但不以此為限)至第二輸入單元24，第二輸入單元24讀取完畢後將像素電壓輸入至比較器11的第一輸入節點26，像素偵測及校正電路1即開始進行偵測/判斷。此時，第一輸入單元23會輸入預先設定之預設電壓(以約3.9V為範例，例如：Vreset約為3.9V，但不以此為限)至開關單元22之一端(例如：Vdate)。當比較器11判斷像素電壓大於預設電壓時，例如：Vdiode>Vreset，可判定像素電路PX為異常狀態。
當像素電路PX被判定為異常狀態時，像素偵測及校正電路2會輸出與像素電壓相異之修正電壓至取樣電路25。舉例而言，修正電壓會以約0V輸出(例如：Vout約為0V)至開關單元22之另一端，而後待Vdate由約3.9V持續降至與Vout電壓實質上相等(例如：Vdate約為0V)時停止。當Vdate約為0V時，像素偵測及校正電路2會停止偵測/判斷，Vdate被輸出至取樣電路25，例如：異常狀態的像素電路PX不輸出電壓，因此不會在顯示面上產生亮點而導致誤判。
就上述實施例而言，當像素電路PX被判定為正常時，像素偵測及校正電路2即輸出其讀取到的像素電壓。當像素電路PX被判定為異常時，像素偵測及校正電路2不輸出電壓訊號，也就是說，系統不會輸出當下 讀取到異常像素電路PX的電壓值，系統會直接將其校正約為0V輸出。
本發明之另一實施例，請參閱圖3。其硬體架構與前述實施例大致相同，其偵測及校正方式與圖1、2之實施例相同或類似，可參閱前述實施例相關的描述。與前述實施例不同之處在於，本實施例之開關單元32係以電晶體替換，例如金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，但不以此為限。透過閘極控制電路(圖未示)可調整上述電晶體之閘極電壓使電流增大。其目的在於縮短整體電路之操作時間，可以有效地增加其幀率(frame rate)並提高顯示畫面之流暢度。
本發明之另一實施例，請參閱圖4。其硬體架構與前述實施例大致相同，其偵測及校正方式亦與圖1、2之實施例相同或類似，可參閱前述實施例相關的描述。本實施例之第一輸入單元43係以數位類比轉換器(Digital to Analog Converter,DAC)替換，但不以此為限。以數位類比轉換器取代電壓源，可以更精準地依照客戶需求來調整預設電壓之輸出。
上述實施例係以讀取電子(例如：電流方向與電子流方向相反)為範例，例如：像素電路PX經照光後會產生電子。因此，開關單元12係以逆向方式設置。然而在另一實施例中，請參閱圖5，則採用不同的設置。本實施例主要係因應不同的元件，例如，像素電路PX經照光後會產生電洞。當第二輸入單元52讀取電洞時，會與讀取電子(例如：圖1~圖4之實施例)時不同。於本實施例中，由於電流方向與電洞流方向相同或類似，因此，開關單元52係以順向之方向設置。其偵測/判斷方法(即上下限之判斷)與前述實施例相反，但亦適用於圖1~圖4之實施例之相同設計理念，可參閱前述實 施例相關的描述，其細節不在此贅述。
本發明之另一實施例，請參閱圖6。圖6係為本發明之像素偵測及校正方法，較佳係適用於前述之像素偵測及校正電路。其方法包含下列步驟：(S1)比較該像素電壓與該預設電壓；(S2)當該像素電壓小於該預設電壓時，輸出該像素電壓；以及(S3)當該像素電壓大於該預設電壓時，輸出該修正電壓。其詳細偵測/判斷、校正方法及電路之作動方式已詳述於前述實施例，故不在此贅述。需說明的是，步驟(S2)及步驟(S3)並無先後順序之分，端看比較器當下的判斷結果而定。
前述實施例中，像素電路PX，較佳地，係以感測光線(例如：感測X光，但不限於此)，但不限於此。此外，具有前述實施例之像素電路PX、像素偵測及校正電路之面板、及/或偵測及校正方法，較佳地，可視為感測光線(例如：感測X光，但不限於此)之面板及/或前述之偵測及校正方法，但不限於此。
相較於先前技術，本發明所提之架構及方法能偵測像素電路是否異常，並根據其偵測結果進行電壓校正，無須破壞面板即可修正異常電路所導致的異常影像讀值，除減少誤判之外亦能節省人力成本。

Claims (7)

  1. 一種像素偵測及校正電路，包含：一比較器，具有一第一輸入節點、第二輸入節點及一輸出節點，其中該第一輸入節點接收一像素電壓；一開關單元，與該輸出節點電性連接；以及一第一輸入單元，與該第二輸入節點電性連接；其中，當該像素電壓小於該第一輸入單元輸入該比較器之一預設電壓時，輸出該像素電壓；當該像素電壓大於該第一輸入單元輸入該比較器之該預設電壓時，輸出相異於該像素電壓之一修正電壓；以及當該開關單元為一二極體時，該二極體之設置方向為順向或逆向。
  2. 一種像素偵測及校正電路，包含：一比較器，具有一第一輸入節點、第二輸入節點及一輸出節點，其中該第一輸入節點接收一像素電壓；一開關單元，與該輸出節點電性連接；以及一第一輸入單元，與該第二輸入節點電性連接；其中，當該像素電壓小於該第一輸入單元輸入該比較器之一預設電壓時，輸出該像素電壓；當該像素電壓大於該第一輸入單元輸入該比較器之該預設電壓時，輸出相異於該像素電壓之一修正電壓；以及當該預設電壓趨近於該像素電壓直至兩電壓相等時，該像素電壓被輸出至一取樣電路。
  3. 一種像素偵測及校正電路，包含： 一比較器，具有一第一輸入節點、第二輸入節點及一輸出節點，其中該第一輸入節點接收一像素電壓；一開關單元，與該輸出節點電性連接；以及一第一輸入單元，與該第二輸入節點電性連接；其中，當該像素電壓小於該第一輸入單元輸入該比較器之一預設電壓時，輸出該像素電壓；以及當該像素電壓大於該第一輸入單元輸入該比較器之該預設電壓時，輸出相異於該像素電壓之一修正電壓；以及該修正電壓為0V且被輸出至一取樣電路。
  4. 一種像素偵測及校正電路，包含：一比較器，具有一第一輸入節點、第二輸入節點及一輸出節點，其中該第一輸入節點接收一像素電壓；一開關單元，與該輸出節點電性連接；一第一輸入單元，與該第二輸入節點電性連接；以及一第二輸入單元，用以接收該像素電壓並輸出至該比較器；其中，當該像素電壓小於該第一輸入單元輸入該比較器之一預設電壓時，輸出該像素電壓；以及當該像素電壓大於該第一輸入單元輸入該比較器之該預設電壓時，輸出相異於該像素電壓之一修正電壓。
  5. 如請求項1至4任一項所述之像素偵測及校正電路，其中該第一輸入單元為一電壓源或一數位類比轉換器。
  6. 一種像素電路，包含： 一像素單元，輸出該像素電壓；以及如請求項1至5任一項所述之像素偵測及校正電路；其中，該輸入節點與該像素單元電連接以接收該像素電壓。
  7. 一種像素偵測及校正方法，適用於請求項1至5任一項所述之像素偵測及校正電路，包含下列步驟：(S1)比較該像素電壓與該預設電壓；(S2)當該像素電壓小於該預設電壓時，輸出該像素電壓；以及(S3)當該像素電壓大於該預設電壓時，輸出該修正電壓。
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