TWI407419B - 具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI407419B TW097138376A TW97138376A TWI407419B TW I407419 B TWI407419 B TW I407419B TW 097138376 A TW097138376 A TW 097138376A TW 97138376 A TW97138376 A TW 97138376A TW I407419 B TWI407419 B TW I407419B
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Hung Ju Chang
Meng Yi Hung
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Description

具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置
本發明係有關於一種液晶顯示裝置，尤指一種具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等優點，因此已被廣泛地應用於電腦螢幕、行動電話、個人數位助理(PDA)、平面電視等電子產品上。液晶顯示裝置通常具有夾置於兩片基板之間的液晶材料層，藉由改變液晶材料層兩端的電位差，即可改變液晶材料層內液晶分子的旋轉角度，使得液晶材料層的透光性改變而顯示出不同的影像。
一般而言，為使液晶顯示裝置具有廣視角特性，在一像素單元內會設計兩個子像素單元，相對應於兩子像素單元的兩條伽瑪曲線(Gamma Curve，亦稱為灰階曲線)，經由灰階平均效應，可在不同視角產生最佳視覺效果，即具有高品質廣視角特性。
第1圖為習知液晶顯示裝置之示意圖。如第1圖所示，液晶顯示裝置100包含複數條第一資料線110、複數條第二資料線115、複數條閘極線120、閘極驅動電路130、第一源極驅動電路140、第二源極驅動電路145、第一伽瑪電壓產生器150、第二伽瑪電壓產生器155、複數個畫素單元180、以及顯示面板195。複數條第一資料線110係用以分別傳輸複數個第一資料訊號，複數條第二資料線115係用以分別傳輸複數個第二資料訊號。每一個 畫素單元180包含第一子畫素單元181及第二子畫素單元186，其中第一子畫素單元181係耦合於對應第一資料線110以接收對應第一資料訊號，第二子畫素單元186係耦合於對應第二資料線115以接收對應第二資料訊號。
第一伽瑪電壓產生器150及第二伽瑪電壓產生器155分別根據兩條伽瑪曲線提供複數個第一資料訊號及複數個第二資料訊號。每一個第一資料訊號係為從複數個第一資料訊號選出之第一資料訊號，每一個第二資料訊號係為從複數個第二資料訊號選出之第二資料訊號。因此，每一個畫素單元180之第一子畫素單元181及第二子畫素單元186的光輸出，可經由兩條伽瑪曲線的灰階平均效應而達到高品質廣視角特性。然而，液晶顯示裝置100需要設置兩源極驅動電路及兩伽瑪電壓產生器，用來對第一子畫素單元及第二子畫素單元進行飽和充電程序以產生精確子畫素電壓，所以裝置架構相當複雜。
另有一種習知具廣視角特性之液晶顯示裝置，雖然只需設置單一源極驅動電路及單一伽瑪電壓產生器，但只對第一子畫素單元執行飽和充電程序以產生精確子畫素電壓，而對第二子畫素單元則執行不飽和充電程序。在不飽和充電程序中，充電相關元件之參數差異通常會導致子畫素電壓偏移，因此易於發生畫面不均勻的雲紋(Mura)現象，甚至會發生影像殘存(Image Sticking)現象，所以無法提供高品質影像顯示。
依據本發明之實施例，其揭露一種具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置，用以簡化裝置結構並保持高品質廣視角顯示。此種液晶顯示裝置包含前置資料線、雙資料訊號產生器、第一資料線、第二資料線、以及畫素單元。
前置資料線係用以接收前置資料訊號。雙資料訊號產生器耦合於前置資料線，用以根據前置資料訊號產生第一資料訊號及第二資料訊號。第一資料線耦合於雙資料訊號產生器以接收第一資料訊號。第二資料線耦合於雙資料訊號產生器以接收第二資料訊號。閘極線係用以接收閘極訊號。畫素單元包含第一子畫素單元及第二子畫素單元，其中第一子畫素單元耦合於第一資料線以接收第一資料訊號，第二子畫素單元耦合於第二資料線以接收第二資料訊號。
為讓本發明更顯而易懂，下文依本發明具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置，特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。
第2圖為本發明具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置的較佳實施例。如第2圖所示，液晶顯示裝置200包含複數條前置資料線205、複數條第一資料線210、複數條第二資料線215、複數條閘極線220、閘極驅動電路230、源極驅動電路240、伽瑪電壓產生器250、複數個畫素單元280、複數個雙資料訊號產生器270、以及顯示面板295。每一個畫素單元280包含第一子畫素單元281 及第二子畫素單元286。複數條第一資料線210、複數條第二資料線215及複數個雙資料訊號產生器270係設置於顯示面板295上。在另一實施例中，複數個雙資料訊號產生器270係可設置於源極驅動電路240內。
閘極驅動電路230係用以產生複數個閘極訊號。每一條閘極線220耦合於閘極驅動電路230，用以傳輸對應閘極訊號。伽瑪電壓產生器250係用以產生複數個伽瑪電壓。源極驅動電路240包含複數個數位至類比轉換器241，用來執行複數個數位影像訊號之訊號處理以產生複數個前置資料訊號。每一個數位至類比轉換器241耦合於伽瑪電壓產生器250，用來根據複數個伽瑪電壓將對應數位影像訊號轉換為對應前置資料訊號。每一條前置資料線205耦合於源極驅動電路240，用以傳輸對應前置資料訊號。
複數條第一資料線210係用以分別傳輸複數個第一資料訊號，複數條第二資料線215係用以分別傳輸複數個第二資料訊號。每一個雙資料訊號產生器270耦合於對應前置資料線205，用以將對應前置資料訊號轉換為對應第一資料訊號及對應第二資料訊號。每一個第一子畫素單元281耦合於對應第一資料線210以接收對應第一資料訊號，每一個第二子畫素單元286耦合於對應第二資料線215以接收對應第二資料訊號。第一子畫素單元281包含第一開關282及第一液晶電容(亮區電容)283，第二子畫素單元286包含第二開關287及第二液晶電容(暗區電容)288。因第一液晶電容283及第二液晶電容288係分別由對應第一資料訊號及對應第二資料訊號獨立充電，所以均可進行飽和充電程序以產生精 確電容電壓，用來提供高品質影像顯示。
第一開關282包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於對應第一資料線210，第二端耦合於對應第一液晶電容283，閘極端耦合於對應閘極線220以接收對應閘極訊號。第一液晶電容283包含第一端及第二端，其中第一端耦合於對應第一開關281，第二端係用以接收共用電壓Vcom。第二開關287包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於對應第二資料線215，第二端耦合於對應第二液晶電容288，閘極端耦合於對應閘極線220以接收對應閘極訊號。第二液晶電容288包含第一端及第二端，其中第一端耦合於對應第二開關287，第二端係用以接收共用電壓Vcom。第一液晶電容283係用以接收對應於第一伽瑪曲線之第一資料訊號，第二液晶電容288係用以接收對應於第二伽瑪曲線之第二資料訊號。第一開關282及第二開關287係為薄膜電晶體(Thin Film Transistor)或金氧半場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)。
第3圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第一實施例電路結構示意圖。如第3圖所示，雙資料訊號產生器300包含傳輸線310及電壓轉換器320。傳輸線310耦合於對應前置資料線205與對應第一資料線210之間，用以將對應前置資料線205之前置資料訊號VDLi直接傳送至對應第一資料線210，亦即，對應第一資料線210所接收之第一資料訊號VDLi1實質上等於前置資料訊號VDLi。電壓轉換器320包含第一電阻331及第二電阻332。第一電阻331包含第一端及第二端，其中第一端耦合於對應前置資料 線205，第二端耦合於對應第二資料線215。第二電阻332包含第一端及第二端，其中第一端耦合於第一電阻331之第二端，第二端係用以接收共用電壓Vcom。由上述可知，對應於第一伽瑪曲線之第一資料訊號VDLi1係為前置資料訊號VDLi，而電壓轉換器320係用來將前置資料訊號VDLi分壓為對應於第二伽瑪曲線之第二資料訊號VDLi2。因此，第二資料訊號VDLi2可以下列公式(1)表示： 其中Z1為第一電阻331之電阻值，Z2為第二電阻332之電阻值。
第4圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第二實施例電路結構示意圖。如第4圖所示，雙資料訊號產生器400包含傳輸線410及電壓轉換器420。同理，傳輸線410係用以將對應前置資料線205之前置資料訊號VDLi直接傳送至對應第一資料線210，亦即，第一資料訊號VDLi1實質上等於前置資料訊號VDLi。電壓轉換器420包含第一電晶體431及第二電晶體432。第一電晶體431包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於對應前置資料線205，第二端耦合於對應第二資料線215，閘極端係用以接收第一閘極訊號VG1，第一閘極訊號VG1即用以調整第一電晶體431之第一通道電阻。第二電晶體432包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於第一電晶體431之第二端，第二端係用以接收共用電壓Vcom，閘極端係用以接收第二閘極訊號VG2，第二閘極訊號VG2即用以調整第二電晶體432之第二通道電阻。第 一電晶體431及第二電晶體432係為薄膜電晶體或金氧半場效電晶體。
基本上，電壓轉換器420可為可調整分壓器，其係利用被調整之第一通道電阻及第二通道電阻，將前置資料訊號VDLi分壓為第二資料訊號VDLi2。亦即，電壓轉換器420可根據第一閘極訊號VG1及第二閘極訊號VG2將前置資料訊號VDLi轉換為對應於第二伽瑪曲線的第二資料訊號VDLi2。在另一實施例中，第一電晶體431及第二電晶體432的閘極端係用以接收相同閘極訊號，而第一通道電阻可由第一電晶體431的通道寬長比所設定，第二通道電阻可由第二電晶體432的通道寬長比所設定。換句話說，電壓轉換器420之分壓比例可根據第一電晶體431及第二電晶體432的通道寬長比而設定。第一電晶體431的通道寬長比係可相同或相異於第二電晶體432的通道寬長比。
第5圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第三實施例電路結構示意圖。如第5圖所示，雙資料訊號產生器500包含第一電壓轉換器510及第二電壓轉換器520。第一電壓轉換器510包含第一電阻531及第二電阻532。第一電阻531包含第一端及第二端，其中第一端耦合於對應前置資料線205，第二端耦合於對應第一資料線210。第二電阻532包含第一端及第二端，其中第一端耦合於第一電阻531之第二端，第二端係用以接收共用電壓Vcom。所以，第一電壓轉換器510係用來將前置資料訊號VDLi分壓為對應於第一伽瑪曲線之第一資料訊號VDLi1，而第一資料訊號VDLi1即可以下列公式(2)表示： 其中Z1為第一電阻531之電阻值，Z2為第二電阻532之電阻值。
第二電壓轉換器520包含第三電阻533及第四電阻534。第三電阻533包含第一端及第二端，其中第一端耦合於對應前置資料線205，第二端耦合於對應第二資料線215。第四電阻534包含第一端及第二端，其中第一端耦合於第三電阻533之第二端，第二端係用以接收共用電壓Vcom。所以，第二電壓轉換器520係用來將前置資料訊號VDLi分壓為對應於第二伽瑪曲線之第二資料訊號YDLi2，而第二資料訊號VDLi2即可以下列公式(3)表示： 其中Z3為第三電阻533之電阻值，Z4為第四電阻534之電阻值。
第6圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第四實施例電路結構示意圖。如第6圖所示，雙資料㧁訊號產生器600包含第一電壓轉換器610及第二電壓轉換器620。第一電壓轉換器610包含第一電晶體631及第二電晶體632。第一電晶體631包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於對應前置資料線205，第二端耦合於對應第一資料線210，閘極端係用以接收第一閘極訊號VG1，第一閘極訊號VG1即用以調整第一電晶體631之第一通道電阻。第二電晶體632包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於第一電晶體631之第二端，第二端係用以接收共用電壓Vcom，閘極端係用以接收第二閘極訊號VG2，第二閘極訊號VG2即用以調整第二電晶體632之第二通道電阻。第一電晶體631及第二電 晶體632係為薄膜電晶體或金氧半場效電晶體。
第二電壓轉換器620包含第三電晶體633及第四電晶體634。第三電晶體633包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於對應前置資料線205，第二端耦合於對應第二資料線215，閘極端係用以接收第三閘極訊號VG3，第三閘極訊號VG3即用以調整第三電晶體633之第三通道電阻。第四電晶體634包含第一端、第二端及閘極端，其中第一端耦合於第三電晶體633之第二端，第二端係用以接收共用電壓Vcom，閘極端係用以接收第四閘極訊號VG4，第四閘極訊號VG4即用以調整第四電晶體634之第四通道電阻。第三電晶體633及第四電晶體634係為薄膜電晶體或金氧半場效電晶體。
基本上，第一電壓轉換器610及第二電壓轉換器620均可為可調整分壓器。第一電壓轉換器610係利用被調整之第一通道電阻及第二通道電阻，將前置資料訊號VDLi分壓為第一資料訊號VDLi1。亦即，第一電壓轉換器610可根據第一閘極訊號VG1及第二閘極訊號VG2將前置資料訊號VDLi轉換為對應於第一伽瑪曲線的第一資料訊號VDLi1。第二電壓轉換器620係利用被調整之第三通道電阻及第四通道電阻，將前置資料訊號VDLi分壓為第二資料訊號VDLi2。亦即，第二電壓轉換器620可根據第三閘極訊號VG3及第四閘極訊號VG4將前置資料訊號VDLi轉換為對應於第二伽瑪曲線的第二資料訊號VDLi2。
在另一實施例中，第一電晶體631至第四電晶體634的閘極端均用以接收相同閘極訊號，而第一通道電阻可由第一電晶體631 的通道寬長比所設定，第二通道電阻可由第二電晶體632的通道寬長比所設定，第三通道電阻可由第三電晶體633的通道寬長比所設定，第四通道電阻可由第四電晶體634的通道寬長比所設定。換句話說，第一電壓轉換器610之分壓比例可根據第一電晶體631及第二電晶體632的通道寬長比而設定，第二電壓轉換器620之分壓比例可根據第三電晶體633及第四電晶體634的通道寬長比而設定。第一電晶體631的通道寬長比係可相同或相異於第二電晶體632的通道寬長比，第三電晶體633的通道寬長比係可相同或相異於第四電晶體634的通道寬長比。
由上述可知，本發明具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置只需設置單一源極驅動電路及單一伽瑪電壓產生器，並可對第一子畫素單元及第二子畫素單元進行飽和充電程序以產生精確子畫素電壓，因此雖然裝置結構被簡化，但仍可提供高品質廣視角顯示。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，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。
100、200‧‧‧液晶顯示裝置
110、210‧‧‧第一資料線
115、215‧‧‧第二資料線
120、220‧‧‧閘極線
130、230‧‧‧閘極驅動電路
140‧‧‧第一源極驅動電路
145‧‧‧第二源極驅動電路
150‧‧‧第一伽瑪電壓產生器
155‧‧‧第二伽瑪電壓產生器
180、280‧‧‧畫素單元
181、281‧‧‧第一子畫素單元
186、286‧‧‧第二子畫素單元
195、295‧‧‧顯示面板
205‧‧‧前置資料線
240‧‧‧源極驅動電路
241‧‧‧數位至類比轉換器
250‧‧‧伽瑪電壓產生器
270、300、400、500、600‧‧‧雙資料訊號産生器
282‧‧‧第一開關
283‧‧‧第一液晶電容
287‧‧‧第二開關
288‧‧‧第二液晶電容
310、410‧‧‧傳輸線
320、420‧‧‧電壓轉換器
331、531‧‧‧第一電阻
332、532‧‧‧第二電阻
431、631‧‧‧第一電晶體
432、632‧‧‧第二電晶體
533‧‧‧第三電阻
534‧‧‧第四電阻
633‧‧‧第三電晶體
634‧‧‧第四電晶體
Vcom‧‧‧共用電壓
VDLi‧‧‧前置資料訊號
VDLi1‧‧‧第一資料訊號
VDLi2‧‧‧第二資料訊號
VG1‧‧‧第一閘極訊號
VG2‧‧‧第二閘極訊號
VG3‧‧‧第三閘極訊號
VG4‧‧‧第四閘極訊號
第1圖為習知液晶顯示裝置之示意圖。
第2圖為本發明具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置的較佳實施例。
第3圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第一實施例電路結構示意圖。
第4圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第二實施例電路結構示意圖。
第5圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第三實施例電路結構示意圖。
第6圖為第2圖所示之雙資料訊號產生器的第四實施例電路結構示意圖。
200‧‧‧液晶顯示裝置
205‧‧‧前置資料線
210‧‧‧第一資料線
215‧‧‧第二資料線
220‧‧‧閘極線
230‧‧‧閘極驅動電路
240‧‧‧源極驅動電路
241‧‧‧數位至類比轉換器
250‧‧‧伽瑪電壓產生器
270‧‧‧雙資料訊號產生器
280‧‧‧畫素單元
281‧‧‧第一子畫素單元
282‧‧‧第一開關
283‧‧‧第一液晶電容
286‧‧‧第二子畫素單元
287‧‧‧第二開關
288‧‧‧第二液晶電容
295‧‧‧顯示面板
Vcom‧‧‧共用電壓

Claims (17)

  1. 一種具雙資料訊號產生機構之液晶顯示裝置，包含：一前置資料線，用以接收一前置資料訊號；一雙資料訊號產生器，耦合於該前置資料線，用以根據該前置資料訊號產生一第一資料訊號及一第二資料訊號；一第一資料線，耦合於該雙資料訊號產生器以接收該第一資料訊號；一第二資料線，耦合於該雙資料訊號產生器以接收該第二資料訊號；一閘極線，用以接收一閘極訊號；以及一畫素單元，包含：一第一子畫素單元，耦合於該第一資料線以接收該第一資料訊號；以及一第二子畫素單元，耦合於該第二資料線以接收該第二資料訊號。
  2. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該雙資料訊號產生器包含：一電壓轉換器，耦合於該前置資料線與該第二資料線之間，用以將該前置資料訊號轉換為該第二資料訊號；以及一傳輸線，耦合於該前置資料線與該第一資料線之間。
  3. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該電壓轉換器包含： 一第一電阻，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該前置資料線，該第二端耦合於該第二資料線；以及一第二電阻，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該第一電阻之第二端，該第二端用以接收一共用電壓。
  4. 如請求項2所述之液晶顯示裝置，其中該電壓轉換器包含：一第一電晶體，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該前置資料線，該第二端耦合於該第二資料線，該閘極端用以接收一第一閘極訊號；以及一第二電晶體，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該第一電晶體之第二端，該第二端用以接收一共用電壓，該閘極端用以接收一第二閘極訊號。
  5. 如請求項4所述之液晶顯示裝置，其中該第一電晶體及該第二電晶體係為薄膜電晶體(Thin Film Transistor)或金氧半場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)。
  6. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該雙資料訊號產生器包含：一第一電壓轉換器，耦合於該前置資料線與該第一資料線之間，用以將該前置資料訊號轉換為該第一資料訊號；以及一第二電壓轉換器，耦合於該前置資料線與該第二資料線之間，用以將該前置資料訊號轉換為該第二資料訊號。
  7. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該第一電壓轉換器包含：一第一電阻，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該前置資料線，該第二端耦合於該第一資料線；以及一第二電阻，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該第一電阻之第二端，該第二端用以接收一共用電壓。
  8. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該第一電壓轉換器包含：一第一電晶體，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該前置資料線，該第二端耦合於該第一資料線，該閘極端用以接收一第一閘極訊號；以及一第二電晶體，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該第一電晶體之第二端，該第二端用以接收一共用電壓，該閘極端用以接收一第二閘極訊號。
  9. 如請求項8所述之液晶顯示裝置，其中該第一電晶體及該第二電晶體係為薄膜電晶體或金氧半場效電晶體。
  10. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該第二電壓轉換器包含：一第一電阻，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該前置資料線，該第二端耦合於該第二資料線；以及一第二電阻，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於 該第一電阻之第二端，該第二端用以接收一共用電壓。
  11. 如請求項6所述之液晶顯示裝置，其中該第二電壓轉換器包含：一第一電晶體，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該前置資料線，該第二端耦合於該第二資料線，該閘極端用以接收一第一閘極訊號；以及一第二電晶體，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該第一電晶體之第二端，該第二端用以接收一共用電壓，該閘極端用以接收一第二閘極訊號。
  12. 如請求項11所述之液晶顯示裝置，其中該第一電晶體及該第二電晶體係為薄膜電晶體或金氧半場效電晶體。
  13. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中：該第一子畫素單元包含：一第一開關，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該第一資料線以接收該第一資料訊號，該閘極端耦合於該閘極線以接收該閘極訊號；以及一第一液晶電容，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該第一開關之第二端，該第二端用以接收一共用電壓；以及 該第二子畫素單元包含：一第二開關，包含一第一端、一第二端及一閘極端，其中該第一端耦合於該第二資料線以接收該第二資料訊號，該閘極端耦合於該閘極線以接收該閘極訊號；以及一第二液晶電容，包含一第一端及一第二端，其中該第一端耦合於該第二開關之第二端，該第二端用以接收該共用電壓。
  14. 如請求項13所述之液晶顯示裝置，其中該第一開關及該第二開關係為薄膜電晶體或金氧半場效電晶體。
  15. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，另包含：一源極驅動電路，耦合於該前置資料線，用以提供該前置資料訊號；以及一閘極驅動電路，耦合於該閘極線，用以提供該閘極訊號。
  16. 如請求項15所述之液晶顯示裝置，其中該源極驅動電路包含：一數位至類比轉換器，耦合於該前置資料線，用來對一數位影像訊號執行數位至類比轉換處理以產生該前置資料訊號。
  17. 如請求項16所述之液晶顯示裝置，另包含：一伽瑪電壓產生器，耦合於該源極驅動電路之數位至類比轉換 器，用來提供複數伽瑪電壓至該數位至類比轉換器；其中該數位至類比轉換器根據該些伽瑪電壓對該數位影像訊號執行數位至類比轉換處理以產生該前置資料訊號。
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