TW202027053A - 光源驅動電路和驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種包含多個子驅動電路、多個鎖存電路以及多個第一開關電路的光源驅動電路。子驅動電路配置成供應多個驅動電流以驅動第一組光源發光從而在顯示媒體上形成為第一像素。子驅動電路的數量對應於第一像素的像素資料的第一資料解析度。鎖存電路中的每一個配置成儲存第一像素的像素資料的不同位元。第一開關電路分別耦接到子驅動電路且配置成根據像素資料來控制將驅動電流供應到第一組光源的多個子驅動電路。

Description

光源驅動電路和驅動方法
本發明是有關於一種光源驅動，且特別是有關於一種能夠改進高刷新率（refresh rate）下的顯示品質的驅動電路和其方法。
在發光二極體顯示系統中，脈寬調製（pulse-width modulation；PWM）用於許多應用以驅動多個光源將多位元顯示資料顯示在顯示媒體上。顯示系統可根據多位元顯示資料的資料解析度來控制占空比（例如，每個週期內的“接通（ON）”時段的百分比）以驅動光源。例如，一週期可劃分為256個單元以顯示8位元顯示資料，其代表從0至255的灰階。週期的長度與顯示系統的刷新率成反比。換句話說，隨著顯示系統的刷新率增大，週期的長度減小。當週期的長度與光源的回應時間相比較過短時，由於每個週期的長度不夠長以顯示灰階的全部範圍，因此，多位元顯示資料的顯示品質降低。
由於最近對具有快速刷新率的顯示應用程式的需求增大，因此對發光二極體顯示系統來說，需要用以改進高刷新率下的顯示品質的創造性技術。
提供一種能夠改進高刷新率下的顯示品質的光源驅動電路和驅動方法。
在一些實施例中，光源驅動電路包含多個子驅動電路、多個鎖存電路以及多個第一開關電路。多個子驅動電路配置成供應多個驅動電流以驅動第一組光源發光從而在顯示媒體上形成為第一像素。子驅動電路的數量對應於第一像素的像素資料的第一資料解析度。鎖存電路中的每一個配置成儲存第一像素的像素資料的不同位元，且多個鎖存電路的數量對應於第一像素的像素資料的資料解析度。第一開關電路分別耦接到子驅動電路且配置成根據像素資料來控制將驅動電流供應到第一組光源的多個子驅動電路。
在一些實施例中，驅動方法包含以下步驟：通過多個子驅動電路來供應多個驅動電流以驅動第一組光源發光從而在顯示媒體上形成為第一像素，其中子驅動電路的數量對應於第一像素的像素資料的第一資料解析度；通過多個鎖存電路將第一像素的像素資料的不同位元儲存在驅動電路的多個鎖存電路中，其中多個鎖存電路的數量對應於第一像素的像素資料的資料解析度；以及通過多個第一開關電路來控制多個子驅動電路以根據像素資料來將驅動電流供應到第一組光源。
為了可更好地理解揭露內容，如下參考圖式詳細地描述若干實施例。
應理解，在不脫離本揭露的範圍的情況下，可利用其它實施例，且可作出結構性改變。同樣，應理解，本文中所使用的措詞和術語是出於描述的目的且不應視為是限制性的。
圖1說明根據一些實施例的顯示系統100。顯示系統100可包含驅動電路110、多個光源120、顯示媒體130以及控制器140。驅動電路110耦接到光源120且配置成驅動光源120將光或光學信號Sop發射到顯示媒體130以便在顯示媒體130上形成顯示幀的像素。驅動電路110可根據顯示資料DATA來驅動光源120。在一些實施例中，驅動電路110可包含至少一個偏壓電流產生電路（未繪示），所述偏壓電流產生電路配置成產生具有不同電流電平的參考電流。驅動電路110可根據參考電流和顯示資料（或像素資料）DATA來驅動光源120以在顯示媒體130上形成顯示幀。在一些實施例中，顯示媒體130可以是投影螢幕且來自光源120的光投影到投影螢幕以形成顯示幀中的像素。在另一實施例中，顯示媒體130可以是人眼視網膜且來自光源120的光投影到視網膜。光可利用例如稜鏡、透鏡或面鏡等光學元件投影到顯示媒體130。在另一實施例中，顯示媒體130可以是光源120所配置的顯示面板。控制器140耦接到驅動電路110且配置成根據控制信號Scrl來控制驅動電路110的操作。在一些實施例中，控制器140包含邏輯電路，所述邏輯電路配置成產生控制信號Scrl以控制驅動電路110。在一些實施例中，光源120可配置為相同顏色的發光陣列，例如紅、藍、綠、或白或其他顏色，例如青色（cyan）、洋紅色（magenta）、黃色（yellow），本發明不加以限制。在一些實施例中，顯示系統100可包括發出不同顏色光的光源120的多個陣列，例如紅光、藍光、綠光，且不同顏色的光可被投射以在顯示媒體130上形成全彩（full-color）像素。在一些實施例中，顯示系統100可包括發出白光的光源120的多個陣列，且通過彩色濾波器元件，白光可被投射以在顯示媒體130上形成全彩像素。
圖2A說明根據一些實施例的用於驅動多個光源LED_11至LED_8M的驅動電路210的示意圖，其中M是正整數。光源LED_11到光源LED_8M可佈置於N×M的陣列（array），N=8，其包含行（row）ROW_1到行ROW_8以及列（column）COL_1到列COL_M。位於相同列中的光源稱作第一組光源；且位於相同行中的光源稱作第二組光源。舉例來說，第一組光源可為包含光源LED_11到光源LED_81的光源列COL_1，且第二組光源可為包含光源LED_11到光源LED_1M的光源行ROW_1。光源LED_11到光源LED_8M可以是發光元件（light-emitting element；LED）、微型LED、微型OLED或能夠發射光的任何其它合適的光源。
驅動電路210可包含多個子驅動電路210_1到210_8、多個鎖存電路L11到L8M、多個多工器MUX_11到多工器MUX_8M以及多個開關電路MS11到MS8M。從光源行的方面來看，子驅動電路210_1到子驅動電路210_8其中每一個子驅動電路用以提供驅動電流給在行ROW_1到行ROW_8中對應的光源行（即第二組光源）的M個光源。從光源列的方面來看，子驅動電路210_1到子驅動電路210_8用以提供驅動電流給在列COL_1到列COL_8中對應的光源列（即第一組光源）的8個光源。為了驅動光源列COL_1發光以形成顯示媒體130的第一像素，驅動電路210的關聯部分為子驅動電路210_1到子驅動電路210_8、鎖存電路L11到鎖存電路L8M及多工器MUX_11到多工器MUX_81。通過光源列的光源時分性地（time-divisionally）發光，顯示幀的像素被顯示（通過投影），時分性意指子驅動電路210_1到子驅動電路210_8時分性地提供驅動電流給光源列的光源。時分性地控制機制繪示於圖2C及2D。在一些實施例中，子驅動電路210_1到子驅動電路210_N的數量（即N）對應於待顯示於顯示媒體上的像素資料的資料解析度。舉例來說，如果待顯示於顯示媒體（例如，圖1中的顯示媒體130）上具有8位元顯示資料，那麼八個子驅動電路包含於驅動電路210中。子驅動電路驅動第一組光源以時分性的方式來發光，以通過視覺暫留（visual persistence）在顯示媒體上形成第一像素。
圖2B是根據一些實施例的用於驅動多個光源的驅動電路的示意圖。基於圖2B的示例，不需要多工器MUX_11到多工器MUX_81。
在一些實施例中，子驅動電路210_1到子驅動電路210_8中的每一個包含偏壓電流產生電路和電流鏡電路。舉例來說，子驅動電路210_1包含偏壓電流產生電路，其是由產生參考電流I1（其後也引用作為電流源I1）的電流源以及包含輸入電流電晶體M1及輸出電流電晶體MP11至MP1M的電流鏡電路CM1所形成的。電晶體以PMOS為例，但此處不加以限制。電流鏡電路CM1產生多個輸出電流，其作為驅動電流，分別供光源LED_11到LED_1M所用，其中各輸出電流具有與參考電流I1相同的電流值。子驅動電路210_2到子驅動電路210_8中的每一個包含類似於子驅動電路210_1的電路結構（即偏壓電流產生電路和電流鏡電路），在此不再重複說明。電流鏡電路CM1產生的輸出電流同時提供給光源行ROW_1。在本實施例中，為了提供足夠的驅動能力給在各光源行中的大量的光源，各子驅動電路可更包括運算放大器OPAM，配置在電流鏡電路中輸入電流電晶體的柵極端與輸出電流電晶體的柵極端之間。在本實施例中，各子驅動電路更包括耦接到輸入電流電晶體M1的電晶體M2以使電路結構對稱。在一些實施例中，不需要運算放大器OPAM及電晶體M2，如圖2B所示。
對顯示幀中一個像素而言，例如對應於光源列COL_1的第一像素，子驅動電路210_1到子驅動電路210_8產生八個不同驅動電流，以分別供光源列COL_1的光源LED_11到LED_81所用，且此八個不同驅動電流是在多個開關電路MS11至MS81的控制之下時分性地供給光源LED_11到LED_81。子驅動電路210_1到子驅動電路210_8的偏壓電流產生電路所產生的參考電流I1到參考電流I8的電流值是根據儲存於電路鎖存器中的像素資料的不同的位元次序來配置。以8位元顯示資料為例，參考電流I1是對應顯示資料的位元0故配置為20 *I；參考電流I2是對應顯示資料的位元1故配置為21 *I；參考電流I3是對應顯示資料的位元2故配置為22 *I等等，以此類推，其中I是預設電流。因此，參考電流I1到參考電流I8分別是1*I、2*I、4*I、8*I、16*I、32*I、64*I以及128*I。
在一些實施例中，參考電流I1到參考電流I8的值可能週期性的改變（例如依據顯示幀），如同電流值滾動設定，其可避免各行的光源總是被相同電流值驅動，從而消除因製造過程所造成的電流元件不匹配的影響。舉例來說，滾動功能如表1中所繪示，對於驅動光源以顯示顯示幀1（例如發出投影至投影螢幕的光）而言，參考電流I1到參考電流I8分別是1*I、2*I、4*I、8*I、16*I、32*I、64*I以及128*I；對於驅動光源以顯示顯示接續在顯示幀1的顯示幀2而言，參考電流I1到參考電流I8分別是128*I、1*I、2*I、4*I、8*I、16*I、32*I以及64*I；對於驅動光源以顯示接續在顯示幀2的顯示幀3而言，參考電流I1到參考電流I8分別是64*I、128*I、1*I、2*I、4*I、8*I、16*I以及32*I。當滾動功能應用在參考電流的設定時，儲存在鎖存電路的像素資料的位元的位元次序可對應顯示幀來改變，其詳述於後。 表1
  顯示幀1 顯示幀2 顯示幀3
I1 1*I 128*I 128*I
I2 2*I 1*I 128*I
I3 4*I 2*I 1*I
I4 8*I 4*I 2*I
I5 16*I 8*I 4*I
I6 32*I 16*I 8*I
I7 64*I 32*I 16*I
I8 128*I 64*I 32*I
以下說明以包含一行像素P11至P1M的顯示幀為例，且像素資料是以8位元為例。基於此例，像素P11是由八個光源LED_11至LED_81時分性地發光來顯示，且鎖存電路L11到鎖存電路L81被配置用來儲存像素P11的像素資料的不同位元。類似的，像素P1M是由八個光源LED_1M至LED_8M時分性地發光來顯示，且鎖存電路L1M到鎖存電路L8M被配置用來儲存像素P1M的像素資料的不同位元。每個鎖存電路可包含多個鎖存器。在一些實施例中，鎖存電路L11到鎖存電路L8M中的每一個中的鎖存器的數量彼此相同，但本揭露不限於此。
舉例來說，鎖存電路L11可儲存像素P11的位元0，標示為B[0]（例如，最低有效位元），鎖存電路L21可儲存像素P11的位元1，標示為B[1]，且鎖存電路L81可儲存像素P11的位元7，標示為B[8]（例如，最高有效位元）。在一些實施例中，用以儲存像素的像素資料的鎖存電路的數量對應於像素資料的資料解析度。儲存在各鎖存電路的位元可以是1或0，且可使用作為控制信號或用來產生控制信號，以控制對應的開關電路的導通狀態。如此，當對應的開關電路導通，驅動電流提供給對應的光源，當對應的開關電路不導通，驅動電流不提供給對應的光源。在各鎖存電路僅儲存像素的像素資料的一個位元的例子中，儲存的位元可以不通過多工器就能控制對應的開關電路。用來將數位位元（0或1）轉換為控制信號的轉換電路可打開或關斷開關電路，其未呈現於圖中。
舉例來說，開關電路MS11到開關電路MS81分別耦接到子驅動電路210_1到子驅動電路210_8，且配置成根據像素P11的像素資料的位元（分別儲存在鎖存電路L11到鎖存電路L81）來控制子驅動電路210_1到子驅動電路210_8，以將不同的驅動電流時分性地供應到光源列COL_1的光源LED_11到LED_81（即第一組光源）。類似的，開關電路MS1M到開關電路MS8M分別耦接到子驅動電路210_1到子驅動電路210_8，且配置成根據像素P1M的像素資料的位元（分別儲存在鎖存電路L1M到鎖存電路L8M）來控制子驅動電路210_1到子驅動電路210_8，以將不同的驅動電流時分性地供應到光源列COL_1的光源LED_1M到LED_8M（即第一組光源）。在一些實施例中，開關電路MS11到開關電路MS81可用電晶體來實施，且開關電路MS11到開關電路MS81的控制端可接收各自基於儲存在鎖存電路L11到鎖存電路L81的位元所產生的控制信號。
在一些實施例中，鎖存電路L11到鎖存電路L8M中的每一個配置成儲存至少兩個位元，這兩個位元是相對於顯示媒體上的至少兩個像素的相同位元位置。多工器MUX_11到多工器MUX_8M中的每一個耦接在鎖存電路L11到鎖存電路L8M中的一個與開關電路MS11到開關電路MS8M中的一個之間，且配置成時分性地輸出至少兩個控制信號以控制開關電路MS11到開關電路MS8M，所述至少兩個控制信號是基於鎖存電路L11到L8M中儲存的至少兩個像素的相同位元位置的至少兩個位元而產生的。舉例來說，多工器MUX_11耦接在鎖存電路L11與開關電路MS11之間，且配置成在第一時分區間輸出對應於儲存於鎖存電路L11中的第一位元的第一控制信號以控制開關電路MS11，且在第二時分區間輸出對應於儲存於鎖存電路L11中的第二位元的第二控制信號以控制開關電路MS11。
圖2C是用於根據8位元像素資料B[0]到顯示資料B[7]來驅動光源以在顯示媒體上形成包括像素P1,1 至PN,M 的N×M的像素陣列的像素的示範時序圖，其中N、M是整數且N=20。在本揭露的示範時序圖中，Pn標示為像素的行，包括像素Pn,1 至Pn,M 。T1-T20標示為單位週期（unit period）。在此例中，光源與顯示媒體上的像素間距的比率是1:1，意指光源發的光可投影到目標像素的範圍內。光源行ROW_1到ROW_8分別依據8位元顯示資料的不同位元去發光。如此，在每個單位週期中，每個光源行依據8位元顯示資料其中的一個位元而被驅動，且將像素的8位元顯示資料在顯示媒體上需要八個單位週期（視為一循環）。參考圖2A和圖2C，在單位週期T1中，驅動電路配置成根據像素P1,1 至P1,M （其可簡要標示為像素行P1）的像素資料的多個位元B[0]來控制行ROW_1中的光源LED_11到LED_1M發光。在單位週期T2中，驅動電路配置成根據像素P1,1 至P1,M 的像素資料的多個位元B[1]來控制行ROW_2中的光源LED_21到LED_2M（未繪示）發光。類似地，在隨後的單位週期T3到T8中，驅動電路配置成根據顯示媒體的像素P1,1 至P1,M 的像素資料的位元B[2]到B[7]來時分性地控制光源行ROW_3到ROW_8中的光源發光。由上述可知，在具有八個單位週期的循環之後，顯示幀的像素行P1可被完整顯示。其它像素行P2到像素行P20可以類似方式形成於顯示媒體中，由此下文省略詳細描述。通過此種時分性地控制機制，顯示媒體的像素的人類感知亮度（perceptive luminance）可通過視覺暫留（visual persistence）來形成，且像素的亮度可正相關於將對應光源的驅動電流求和的結果。舉例來說，關於顯示媒體上像素行P1當中的像素P1,1 ，像素P1,1 的亮度可正相關於將光源列COL_1的光源LED_11到光源LED_81的驅動電流求和的結果，標示為IP1,j ，其可根據等式（1）計算，其中I1到I8是參考電流，分別等於對應光源的驅動電流，且I是預定電流。 IP1,j = I1*P1,j _B[0] + I2*P1,j _B[1] + I3*P1,j _B[2] + I4*P1,j _B[3] + I5*P1,j _B[4] + I6*P1,j _B[5] + I7*P1,j _B[6] + I8*P1,j _B[7] = 1*I* P1,j _B[0] + 2*I* P1,j _B[1] + 4*I* P1,j _B[2] + 8*I* P1,j _B[3] + 16*I* P1,j _B[4] + 32*I* P1,j _B[5] + 64*I* P1,j _B[6] + 128*I* P1,j _B[7]        （1）
圖2D說明用於根據8位元顯示資料B[0]到顯示資料B[7]驅動光源以在顯示媒體上形成包括像素P1,1 至PN,M 的N×M的像素陣列的像素的示範時序圖，其中N、M是整數，且出於說明的目的，N=20。舉例而言，光源與顯示媒體上的像素間距的比率是2:1，其意指光源發的光可被投影到兩個像素的範圍。圖2C中繪示的時序圖與圖2D中繪示的圖式之間的差異在於每一個像素行的位元值，例如像素行P1（包括像素Pn,1 至Pn,M ）不顯示於連續單位週期中，而是顯示於圖2D中繪示陰影標記的單位週期。例如像素行P1的所有像素資料的位元B[0]是顯示於單位週期T1中，像素行P1的所有像素資料的位元B[1]是顯示於單位週期T3中，而不是如圖2C中繪示的單位週期T2，且像素行P1的所有像素資料的位元B[2]是顯示於單位週期T5中，而不是如圖2C中繪示的單位週期T3，等等依此類推。此外，像素行P2的所有像素資料的位元B[0]是顯示於單位週期T2中，像素行P2的所有像素資料的位元B[1]是顯示於單位週期T4中，等等依此類推。由上述可知，通過具有15個單位週期的循環（例如從T1到T15），顯示幀的每一個像素行可被完整顯示。在圖2D這種時分性地控制機制之下，像素P1,1 的亮度可正相關於將光源列COL_1的光源LED_11到光源LED_81的驅動電流求和的結果，且驅動電流的和IP1,j 也可根據等式（1）計算。
圖3A說明根據一些實施例的用於驅動多個光源LED_11到光源LED_8M的驅動電路310的示意圖，在此例中，光源LED_11到光源LED_8M佈置為N×M的光源陣列（array），N=8。圖3A和圖2A中的驅動電路的相同元件由相同參考標號指示。圖3A與圖2A之間的差異在於圖3A中的驅動電路310進一步包含額外子驅動電路210_01和額外子驅動電路210_02及電流求和（current summation）電路，其在此例中可以開關SW0_11, SW0_21, SW0_12, SW0_22…到SW0_1M及SW0_2M來實施。額外子驅動電路210_01和額外子驅動電路210_02中的每一個可包含額外偏壓電流產生電路和額外電流鏡電路。所述額外子驅動電路中的每一個額外子驅動電路中的額外偏壓電流產生電路類似於子驅動電路中的每一個中的偏壓電流產生電路，除了電流源的電流值不相同。額外子驅動電路210_01和額外子驅動電路210_02的額外偏壓電流產生電路分別包含電流源I01和電流源I02，分別產生同樣標示為I01和I02的參考電流。額外子驅動電路210_01和額外子驅動電路210_02的結構類似於子驅動電路210_1和子驅動電路210_8的結構，由此下文省略詳細描述。額外子驅動電路210_01和額外子驅動電路210_02各可產生多個（等於M）驅動電流。在一些實施例中，子驅動電路（例如，子驅動電路210_1到子驅動電路210_8）以及額外子驅動電路210_01和額外子驅動電路210_02的總數目對應於大於第一資料解析度的第二資料解析度。舉例來說，當顯示資料的資料解析度是10位元顯示資料時，驅動電路310可包含八個子驅動電路和兩個額外子驅動電路。由於額外子驅動電路用來增加資料解析度，因此，額外偏壓電流產生電路產生的參考電流可預先佈置以呈現像素資料額外的兩位元。例如，參考電流I01被預先佈置為(1/4)*I且參考電流I02被預先佈置為(1/2)*I，其中I為預設電流。
電流求和電路用來傳遞由子驅動電路210_01提供的驅動電流及由子驅動電路210_01提供的其他驅動電流給光源行ROW_1到ROW_8中的任一個，例如在此例中依據電流求和電路中的開關的控制，傳遞給光源行ROW_1。在電流求和電路中，開關SW0_11到SW0_1M可分別耦接在額外子驅動電路210_01的多個輸出電流鏡電晶體（例如M01_2）與額外子驅動電路210_02的多個輸出電流鏡電晶體（例如M02_2）之間。開關SW0_21到SW0_2M可分別耦接在額外子驅動電路210_02的多個輸出電流鏡電晶體（例如M02_2）與額外子驅動電路210_01的多個輸出電流鏡電晶體MP11到MP1M之間（參考圖2A）。電流求和電路中的開關的切換操作可由控制器（例如，圖1中的控制器140）控制。舉例來說，當開關SW0_11和開關SW0_21接通以形成輸出電流鏡電晶體M01_2、M02_2、MP1當中的電連接時，供應到光源LED_11的驅動電流可加總等於1/4*I + 1/2*I + 1*I，其中I是預定電流。
圖3B是根據一些實施例的用於根據10位元像素資料B[0]到顯示資料B[9]來驅動光源以在顯示媒體上形成包括像素P1,1 至PN,M 的N×M的像素陣列的像素（例如，像素P1到像素P20）的時序圖，其中出於說明的目的N、M是整數且N=20。參考圖3A和圖3B，當接通電流求和電路的開關SW0_11到SW0_1M及SW0_21到SW0_2M時，添加對應於像素行R1的像素的位元資料B[0]和位元資料B[1]的驅動電流（由額外子驅動電路產生）被添加到對應於像素行R1的像素的位元資料B[2]的驅動電流中，因此光源LED_11到光源LED_1M中的每個光源。
可被加總後的驅動電流所驅動。光源行ROW_2到光源行ROW_8中的光源用於顯示像素行R1的像素的像素資料的位元B[3]到位元B[9]。如此，驅動電路310可根據10位元顯示資料來控制光源以在顯示媒體中形成像素。在如圖3B中所繪示的例子中，光源與顯示媒體上的像素間距的比率是2:1，因此將像素行完整顯示在顯示媒體上的循環等於15個單位週期（例如從T1到T15）。顯示媒體上的像素行P1的像素Pi,j 的亮度可正相關於求和驅動電流的結果，其亮度可根據等式（2）計算： IP1,j = {I01*P1,j _B[0] + I02*P1,j _B[1] + I1*P1,j _B[2]} + I2*P1,j _B[3] + I3*P1,j _B[4] + I4*P1,j _B[5] + I5*P1,j _B[6] + I6*P1,j _B[7] + I7*P1,j _B[8] + I8*P1,j _B[9] = {¼*I*P1,j _B[0] + ½*I*P1,j _B[1] + 1*I*P1,j _B[2]} + 2*I*P1,j _B[3] + 4*I*P1,j _B[4] + 8*I*P1,j _B[5]+ 16*I*P1,j _B[6] + 32*I*P1,j _B[7] + 64*I*P1,j _B[8] + 128*I*P1,j _B[9]   （2）
圖4A說明根據一些實施例的用於驅動4個光源行的驅動電路410的示意圖，其包括包括光源LED_11到LED_1M的第一光源行ROW_1、包括光源LED_21到LED_2M（未繪示）的第二光源行ROW_2、包括光源LED_31到LED_3M（未繪示）的第三光源行ROW_3、包括光源LED_41到LED_4M的第四光源行ROW_4，這些光源也佈置於列COL_1到列COL_M中。圖4A中繪示的驅動電路410與圖2A中繪示的驅動電路210之間的差異在於圖4A中的每一個光源行（第二組光源）是由兩個子驅動電路210_1、210_2驅動，而圖2A中的每一個光源行（第二組光源）是由一個子驅動電路驅動。驅動電路410用來在顯示像素資料的光源行的數量減少到四個光源行的情況下仍維持8位元資料解析度。
圖4A中繪示的驅動電路410與圖2A中繪示的驅動電路210之間的另一差異在於驅動電路410進一步包含由開關TS11到開關TS4M形成的電流傳送電路。開關TS11到開關TS4M中的每一個耦接在一對子驅動電路的兩個輸出電流鏡電晶體的輸出端之間。更確切地說，開關TS11到開關TS4M分別耦接在子驅動電路210_1的輸出電流鏡電晶體MP11到MP1M的輸出端以及子驅動電路210_2的輸出電流鏡電晶體MP21到MP2M的輸出端之間。類似的，開關TS41到開關TS4M分別耦接在子驅動電路210_1的輸出電流鏡電晶體MP71到MP7M的輸出端以及子驅動電路210_2的輸出電流鏡電晶體MP81到MP8M的輸出端之間。在光源與顯示媒體上的像素間距的比率不是1:1的情況下，開關TS11的控制（柵）端子可耦接到多工器MUX_11的輸出端以時分性地接收儲存於由多工器MUX_11選擇的鎖存電路L11中的像素資料位元B[0]。換句話說，電流傳送電路的開關TS11由儲存於鎖存電路L11中的資料位元控制。
舉例來說，開關TS11到TS1M可以基於（儲存於鎖存電路）像素行的像素資料的位元B[0]被控制，以分別將驅動電流從子驅動電路210_1的輸出電流鏡電晶體MP11到MP1M的輸出端傳送或不傳送到子驅動電路210_2的輸出電流鏡電晶體MP21到MP2M的輸出端。以這種方式，當依據鎖存電路中的儲存位元控制電流傳送電路的開關TS11到開關TS4M接通或斷開時，具有八個子驅動電路的驅動電路410可用於使用8位元顯示資料來驅動所述組的四個光源行。在設定為斷開電流傳送電路的開關TS11到開關TS4M的例子中，具有八個子驅動電路的驅動電路410可用於使用8位元顯示資料（例如，圖2A）來驅動所述組的八個光源行。如此，改進驅動電路410的靈活性。
圖4B是根據一些實施例的用於根據8位元像素資料B[0]到顯示資料B[7]來驅動光源以在顯示媒體上形成像素的時序圖。參考圖4A和圖4B，在單位週期T1中，電流傳送電路的開關TS11到開關TS1M可分別將對應於像素行P1的像素資料的位元B[0]的驅動電流傳送到輸出電流鏡電晶體M21到M2M的輸出端，因此對應於像素行P1的像素資料的位元B[0]的驅動電流與對應於像素行P1的像素資料的位元B[1]的驅動電流可分別求和。如此，在單位週期T1中，根據對應於像素行P1的像素資料的位元B[0]及B[1]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_1中的光源LED_11到光源LED_1M。類似地，在單位週期T2中，根據對應於像素行P2的像素資料的位元B[0]及B[1]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_1；在單位週期T3中，根據對應於像素行P3的像素資料的位元B[0]及B[1]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_1；在單位週期T4中，根據對應於像素行P4的像素資料的位元B[0]及B[1]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_1。在單位週期T1到T4，不驅動（OFF）除了光源行ROW_1以外的光源行。在單位週期T5中，根據對應於像素行P1的像素資料的位元B[2]及B[3]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_2；在單位週期T9中，根據對應於像素行P1的像素資料的位元B[4]及B[5]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_3；在單位週期T13中，根據對應於像素行P1的像素資料的位元B[6]及B[7]的總和驅動電流，驅動光源行ROW_4。在13個循環之後，驅動電路410可驅動光源以在顯示媒體的像素行P1上顯示8位元顯示資料（例如，B[0]到B[7]）。顯示媒體上的像素行P1的像素Pi,j 的亮度可正相關於求和驅動電流的結果，其亮度可根據等式（3）計算： IP1,j = {I1*P1,j _B[0] + I2*P1,j _B[1]} + {I3*P1,j _B[2] + I4*P1,j _B[3]} + {I5*P1,j _B[4] + I6*P1,j _B[5]} + {I7*P1,j _B[6] + I8*P1,j _B[7]} = 1*I* P1,j _B[0] + 2*I* P1,j _B[1] + 4*I* P1,j _B[2] + 8*I* P1,j _B[3] + 16*I* P1,j _B[4] + 32*I* P1,j _B[5] + 64*I* P1,j _B[6] + 128*I* P1,j _B[7]      (3)
圖5A是根據一些實施例的說明驅動電路（例如，圖2A中的驅動電路210、圖3A中的驅動電路310）的滾動功能的時序圖。由於在光源和光源當中的電連接的製造過程期間出現變化，因此在顯示系統的光源中，光源的顯示品質不一致。舉例來說，不同光源即使由相同驅動電流驅動也可產生不同照度值。驅動電路可使用滾動功能來驅動光源以改進顯示系統的顯示品質。
參考圖2A和圖5A，鎖存電路L11到鎖存電路L81可分別儲存像素的像素資料的位元B[0]到位元B[7]以用於驅動光源LED_11到光源LED_81。根據儲存於鎖存電路L11到鎖存電路L81中的位元來驅動光源LED_11到光源LED_81。舉例來說，根據儲存於鎖存電路L11中的位元來驅動光源LED_11；且根據儲存於鎖存電路L81中的位元來驅動光源LED_81。
在一些實施例中，驅動電路210可滾動儲存於鎖存電路L11到鎖存電路L81中的位元且改變電流源I1到I8的電流值以啟用滾動功能。參考圖2A和圖5A，驅動光源行ROW_1的子驅動電路210_1的鎖存電路L11到L1M可儲存顯示幀1中的像素資料的多個位元B[0]。可根據位元B[0]的位元次序來配置參考電流I1，例如1*I。如此，可驅動光源行ROW_1以顯示幀1中的像素資料的位元B[0]。
在顯示幀2中，對應於行ROW_1的子驅動電路210_1的鎖存電路L11到L1M可儲存顯示幀1中的像素資料的多個位元B[7]；且可根據位元B[7]的位元次序來配置參考電流I1，例如128*I。如此，可驅動光源行ROW_1以顯示顯示幀2中的像素資料的位元B[7]。類似地，子驅動電路210_2到210_8可根據不同顯示幀中的不同位元值來驅動行ROW_2到行ROW_8的光源。如此，可平均由於元件不匹配的影響或錯誤。以這種方式，由光源和其電連接的不一致品質造成的顯示品質降低減輕。
圖5B是根據一些實施例的說明驅動電路（例如，圖4A中的驅動電路410）的滾動功能的時序圖。參考圖4A和圖5B，鎖存電路L11到鎖存電路L81可分別儲存像素的像素資料的位元B[0]到位元B[7]以用於驅動光源LED_11到光源LED_41。根據儲存於兩個子驅動電路的鎖存電路中的位元值來驅動光源LED_11到光源LED_41中的每一個。舉例來說，根據儲存於鎖存電路L11和鎖存電路L21中的位元值來驅動光源LED_11；且根據儲存於鎖存電路L71和鎖存電路L81中的位元值來驅動光源LED_41。
在一些實施例中，驅動電路410可滾動儲存於鎖存電路中的位元值且改變電流源I1到I8的電流值以啟用滾動功能。參考圖4A和圖5B，鎖存電路L11到L1M可儲存幀1中的像素資料的位元值B[0]且鎖存電路L21到L2M可儲存幀1中的像素資料的位元值B[1]，以驅動光源行ROW_1。可分別根據位元值B[0]和位元值B[1]的位元次序來配置參考電流I1和I2。如此，驅動電路410可根據顯示幀1中的像素資料的位元值B[0]和位元值B[1]來驅動光源LED_11到LED_1M。
在顯示幀2中，鎖存電路L11到L1M可儲存幀2中的像素資料的位元值B[6]且鎖存電路L21到L2M可儲存幀2中的像素資料的位元值B[7]，以驅動光源行ROW_1。可分別根據位元值B[6]和位元值B[7]的位元次序來配置參考電流I1和I2。如此，驅動電路410可根據顯示幀2中的像素資料的位元值B[6]和位元值B[7]來驅動光源行ROW_1的光源LED_11到LED_1M。類似地，驅動電路410可根據每一個顯示幀中的像素資料的兩個不同位元值來驅動光源行ROW_2到光源行ROW_4中的每一個。如此，可平均由於元件不匹配的影響或錯誤。以這種方式，由光源和其電連接的不一致品質造成的顯示品質降低得以減輕。
圖6A是根據一些實施例的能夠補償缺陷光源的發光的驅動電路610的示意圖。圖6A中繪示的驅動電路610與圖2A中繪示的驅動電路210之間的差異在於驅動電路610進一步包含電流求和電路，所述電流求和電路包含多個開關SW11到開關SW7M。電流求和電路的開關SW11到開關SW71中的每一個耦接在驅動光源行ROW_i的一個子驅動電路的輸出電流鏡電晶體的輸出端與驅動光源行ROW_(i+1)的另一個子驅動電路的輸出電流鏡電晶體的輸出端之間。舉例來說，開關SW11耦接在輸出電流鏡電晶體MP11與輸出電流鏡電晶體MP21之間；且開關SW71耦接在輸出電流鏡電晶體MP71與輸出電流鏡電晶體MP81之間。電流求和電路的開關SW11到開關SW7M可由控制器（例如，圖1中的控制器140）控制。
當存在缺陷光源時，例如光源LED_71，驅動電路610可停用缺陷光源LED_71（亦即不輸出驅動電流給缺陷光源）。此外，電流求和電路的開關SW71被接通以將輸出電流鏡電晶體MP71的輸出端電耦接到輸出電流鏡電晶體MP81的輸出端，因此缺陷光源LED_71的驅動電流可添加到光源LED_81的驅動電流，此時開關SW11到SW6是斷開狀態。如此，光源LED_81可替換缺陷光源LED_71的功能，意指光源LED_81不僅發出對應像素資料的位元B[7]的光，還發出對應像素資料的位元B[6]的光。
圖6B是說明當光源（例如，LED_31和LED_71）是缺陷光源時的驅動電路610的驅動的時序圖。在圖6B的示例中，光源與顯示媒體上的像素間距的比率是2:1。參考圖6A和圖6B，當光源行ROW_3中的光源LED_31是缺陷光源時，驅動電路610停用光源LED_31，且控制開關31被接通以將給光源LED_31的驅動電流添加到給光源行ROW_4中的光源LED_41的驅動電流中。以這種方式，光源LED_41在單位週期T7中被總合驅動電流驅動，總合驅動電流是對應像素資料的位元B[2]的驅動電流與對應像素資料的位元B[3]的驅動電流的總合。類似地，當光源行ROW_7中的光源LED_71是缺陷光源時，驅動電路610停用光源LED_71，且控制開關71被接通以將給光源LED_71的驅動電流添加到給光源行ROW_8中的光源LED_81的驅動電流中。以這種方式，光源LED_81在單位週期T14中被總合驅動電流驅動，總合驅動電流是對應像素資料的位元B[6]的驅動電流與對應像素資料的位元B[7]的驅動電流的總合。通過控制電流求和電路的開關SW11到開關SW7M，驅動電路610可調整在下一行光源中的替代光源的驅動電流以補償缺陷光源的發光。
圖7A說明根據一些實施例的能夠補償缺陷光源的發光的驅動電路710。驅動電路710包含電流傳送電路，電流傳送電路包含開關TS11到開關TS4M且可用來驅動四個光源行，四個光源行包含光源LED_11到LED_4M，類似於圖4A的驅動電路410。圖7A中的驅動電路710與圖4A中的驅動電路410之間的差異在於驅動電路710進一步包含電流求和電路，所述電流求和電路包含多個開關SW11到開關SW3M，作為光源補償功能，且具有與圖6A的驅動電路610的電流求和電路相似的電路結構。電流求和電路的開關SW11到開關SW3M的每一個耦接在驅動光源行ROW_i的一個子驅動電路的輸出電流鏡電晶體的輸出端與驅動光源行ROW_(i+1)的另一個子驅動電路的輸出電流鏡電晶體的輸出端之間。電流求和電路的開關SW11到開關SW7M可由控制器（例如，圖1中的控制器140）控制。
當存在缺陷光源時，例如光源行ROW_3的光源LED_31是缺陷光源，驅動電路610可停用缺陷光源LED_31且控制開關SW31被接通以將輸出電流鏡電晶體MP61的輸出端電耦接到輸出電流鏡電晶體MP81的輸出端。因此，在下一個光源行（例如ROW_4）的光源LED_41的驅動電流可被調整來補償缺陷光源的發光。
圖7B是說明當光源LED_61是缺陷光源時的驅動電路710的驅動的時序圖。參考圖7A和圖7B，當光源行ROW_3中的光源LED_31有缺陷時，驅動電路710停用光源LED_31，且控制令開關31被接通以將給光源LED_31的驅動電流添加到給光源行ROW_4中的光源LED_41的驅動電流中。以這種方式，光源LED_41在單位週期T13中被總合驅動電流驅動，總合驅動電流是對應像素資料的位元B[4], B[5], B[6], B[7]的驅動電流的總合。通過控制電流求和電路的開關SW11到開關SW3M，驅動電路710可調整在下一行光源中的替代光源的驅動電流以補償缺陷光源的發光。
圖8說明根據一些實施例的適用於驅動電路的驅動方法的流程圖。在步驟S810中，通過多個子驅動電路來供應多個驅動電流以驅動第一組光源發光從而在顯示媒體上形成為第一像素，其中子驅動電路的數量對應於第一像素的像素資料的第一資料解析度。在步驟S820中，通過多個鎖存電路將第一像素的像素資料的不同位元儲存在驅動電路的多個鎖存電路中。在步驟S830中，通過多個第一開關電路來控制多個子驅動電路以根據像素資料來將驅動電流供應到第一組光源。
根據本揭露的實施例，驅動電路的多個子驅動電路用於根據具有特定解析度的像素資料來驅動一組光源以在顯示媒體上形成像素。子驅動電路可使用不同的參考電流或電壓來達成像素資料的特定解析度。根據本揭露的實施例，子驅動電路不基於脈寬調製的占空比但以時分性的方式來驅動光源，且在完整顯示像素的循環的每一個單位週期中，給像素資料的不同位元的驅動電流以相同的時間長度（在單位週期內）提供給對應的光源，無論資料的灰階值是什麼，因此防止高操作頻率下的顯示品質的降低。此外，額外子驅動電路和電流求和電路可配置成允許驅動電路根據較高解析度（例如，10位元像素資料）來驅動光源。電流求和電路中包含的開關還可允許驅動電路根據不同解析度來驅動光源，由此改進驅動電路的靈活性。驅動電路可具有滾動功能以減小由光源的不完美製造造成的負面影響。此外，也可使用電流求和電路在驅動電路中實施修復機構以斷開缺陷光源且使用下一行中的光源來補償缺陷光源的發光。
所屬領域的技術人員將明白，在不脫離本揭露的範圍或精神的情況下，可對所揭露的實施例的結構進行各種修改和變化。鑒於前述內容，希望本揭露涵蓋屬於所申請專利範圍和其等效物的範圍內的本揭露的修改及變化。
100:顯示系統 110、210、310、410、610、710:驅動電路 120、LED_11、LED_1M、LED_21、LED_22、LED_2M、LED_31、LED_61、LED_71、LED_81、LED_8M:光源 130:顯示媒體 140:控制器 210_1、210_2、210_8:子驅動電路 210_01、210_02:額外子驅動電路 COL_1、COL_M:列 DATA:顯示資料 I01、I02:偏壓源 I1:電流源 IR1:參考電流/偏壓電流 IR2:偏壓電流 IR8:參考電流 L11、L1M、L21、L71、L81、L8M:鎖存電路 L11_1、L11_N、L81_1、L81_N:鎖存器 M01_2、M02_2、M11_2、M1M_2、M21_2、M61_2、M71_2、M81_2、M8M_2:輸出電流鏡 MS11、MP11、MP1M、MS1M、MS81、MP81、MP8M、MS8M:開關電路 M1、M2:電晶體 MUX_11、MUX_81、MUX_8M:多工器 OPAM:運算放大器 P1、P2、P20:像素 ROW_1、ROW_2、ROW_3、ROW_4、ROW_7、ROW_8:行 S810、S820、S830:步驟 Scrl:控制信號 Sop:光學信號 SW01、SW02、SW11、SW71、SW73、SW7M、SW81、SW8M、TS11、TS81、TS8M:開關 T1~T20:單位週期
包含圖式以提供對本揭露的進一步理解，且圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式說明本揭露的實施例，且與描述一起用於解釋本揭露的原理。 圖1是根據一些實施例的顯示系統的示意圖。 圖2A是根據一些實施例的用於驅動多個光源的驅動電路的示意圖。 圖2B是根據一些實施例的用於驅動多個光源的驅動電路的示意圖。 圖2C到圖2D是根據一些實施例的說明驅動電路的驅動操作的時序圖。 圖3A是根據一些實施例的具有電流求和電路的驅動電路的示意圖。 圖3B是根據一些實施例的說明驅動電路的驅動操作的時序圖。 圖4A是根據一些實施例的具有電流傳送電路的驅動電路的示意圖。 圖4B是根據一些實施例的說明驅動電路的驅動操作的時序圖。 圖5A到圖5B是根據一些實施例的說明驅動電路的滾動功能的時序圖。 圖6A是根據一些實施例的能夠補償缺陷光源的驅動電路的示意圖。 圖6B是根據一些實施例的說明用於補償缺陷光源的驅動電路的驅動操作的時序圖。 圖7A是根據一些實施例的能夠補償缺陷光源的驅動電路的示意圖。 圖7B是根據一些實施例的說明用於補償缺陷光源的驅動電路的驅動操作的時序圖。 圖8是根據一些實施例的說明適用於驅動電路的驅動方法的流程圖。
100:顯示系統
110:驅動電路
120:光源
130:顯示媒體
140:控制器
DATA:顯示資料
Scrl:控制信號
Sop:光學信號

Claims (19)

  1. 一種光源驅動電路，包括： 多個子驅動電路，配置成供應多個驅動電流以驅動第一組光源發光從而在顯示媒體上形成為第一像素，其中所述子驅動電路的數量對應於所述第一像素的像素資料的第一資料解析度； 多個鎖存電路，其中所述鎖存電路中的每一個配置成儲存所述第一像素的所述像素資料的不同位元；以及 多個第一開關電路，分別耦接到所述多個子驅動電路且配置成根據所述像素資料來控制將所述驅動電流供應到所述第一組光源的所述多個子驅動電路。
  2. 如請求項1所述的光源驅動電路，其中所述鎖存電路中的每一個配置成儲存相對於所述顯示媒體上的至少兩個像素的相同位元位置的至少兩個位元值。
  3. 如請求項2所述的光源驅動電路，進一步包括： 多個多工器，其中所述多工器中的每一個耦接到所述多個鎖存電路中的一鎖存電路和所述多個第一開關電路中的一第一開關電路且配置成時分性地輸出儲存於所述多個鎖存電路中的所述鎖存電路中的所述至少兩個位元以控制所述第一開關電路中的所述第一開關電路。
  4. 如請求項1所述的光源驅動電路，其中所述子驅動電路中的每一個包括： 偏壓電流產生電路，配置成產生參考電流，其中根據所述像素資料的位元次序來配置所述參考電流的值；以及 多個輸出電流鏡，配置成產生多個輸出電流以分別驅動第二組光源，其中所述多個輸出電流中的一輸出電流是用來驅動所述第一組光源其中一光源的一第一驅動電流。
  5. 如請求項4所述的光源驅動電路，進一步包括： 至少一個額外子驅動電路，配置成供應至少一個額外驅動電流；以及 電流求和電路，耦接到所述至少一個額外子驅動電路和所述第一組光源的至少一個光源，配置成將所述至少一個額外驅動電流傳遞到所述至少一個光源， 其中所述子驅動電路和所述至少一個額外子驅動電路的總數量對應於大於所述第一資料解析度的第二資料解析度。
  6. 如請求項5所述的光源驅動電路，其中所述電流求和電路包括： 至少一個第一開關，耦接在所述至少一個額外子驅動電路與所述第一組光源的所述至少一個光源之間，配置成將所述至少一個額外驅動電流傳遞到所述至少一個光源。
  7. 如請求項6所述的光源驅動電路，進一步包括： 控制器，耦接到所述至少一個第一開關，配置成產生控制信號以控制所述至少一個第一開關的切換操作。
  8. 如請求項1所述的光源驅動電路，進一步包括： 電流傳送電路，耦接到所述多個鎖存電路中的第一數目個鎖存電路且耦接到所述多個子驅動電路中的第一數目個子驅動電路，且配置成將從所述第一數目個子驅動電路輸出的所述驅動電流當中的第一數目個驅動電流傳送到所述第一組光源。
  9. 如請求項8所述的光源驅動電路，其中所述電流傳送電路包括多個開關，所述多個開關係根據對應的所述多個鎖存電路中儲存的所述像素資料的多個位元中的一些來控制。
  10. 如請求項4所述的光源驅動電路，其中 所述子驅動電路中的每一個子驅動電路中的所述偏壓電流產生電路對應於所述多個鎖存電路中的一個對應的鎖存電路， 所述偏壓電流產生電路配置成產生在第一顯示幀中施加的第一參考電流，且所述對應的鎖存電路配置成用來儲存在所述第一顯示幀的所述像素資料的第一位元位置的位元值；以及 所述偏壓電流產生電路配置成產生在第二顯示幀中施加的第二參考電流，且所述對應的鎖存電路配置成用來儲存在所述第二顯示幀的所述像素資料的第二位元位置的位元值。
  11. 如請求項1所述的光源驅動電路，其中所述子驅動電路驅動所述第一組光源以時分性的方式來發光，以通過視覺暫留在顯示媒體上形成第一像素。
  12. 一種驅動方法，適用於包括多個子驅動電路、多個鎖存電路以及多個第一開關電路的驅動電路，所述驅動方法包括： 通過所述多個子驅動電路來供應多個驅動電流以驅動第一組光源發光從而在顯示媒體上形成為第一像素，其中所述多個子驅動電路的數量對應於所述第一像素的像素資料的第一資料解析度； 通過所述多個鎖存電路的每一個將所述第一像素的所述像素資料的不同位元儲存在所述驅動電路的多個鎖存電路中；以及 通過所述多個第一開關電路來控制所述多個子驅動電路以根據所述像素資料來將所述多個驅動電流供應到所述第一組光源。
  13. 如請求項12所述的驅動方法，其中將所述第一像素的所述像素資料的所述不同位元儲存在所述驅動電路的所述多個鎖存電路中包括： 儲存相對於所述顯示媒體上的至少兩個像素的相同位元位置的至少兩個位元值。
  14. 如請求項13所述的驅動方法，進一步包括： 通過所述驅動電路的多個多工器來輸出儲存於所述鎖存電路中的所述至少兩個位元值以控制所述第一開關電路。
  15. 如請求項12所述的驅動方法，進一步包括： 根據像素資料的位元次序來產生參考電流；以及 產生多個輸出電流以分別驅動第二組光源，其中所述多個輸出電流中的一個輸出電流是用來驅動所述第一組光源中的一光源的第一驅動電流。
  16. 如請求項12所述的驅動方法，進一步包括： 通過所述驅動電路的至少一個額外子驅動電路來供應至少一個額外驅動電流；以及 通過所述驅動電路的電流求和電路將所述至少一個額外驅動電流傳遞到至少一個光源，其中所述子驅動電路和所述至少一個額外子驅動電路的總數量對應於大於所述第一資料解析度的第二資料解析度。
  17. 如請求項12所述的驅動方法，進一步包括： 通過所述驅動電路的電流傳送電路，將從子驅動電路的對應第一部分輸出的所述多個驅動電流當中的第一數目個驅動電流傳送到所述第一組光源， 其中所述電流傳送電路耦接到所述多個鎖存電路的第一部分且耦接到所述多個子驅動電路的第一部分。
  18. 如請求項17所述的驅動方法，進一步包括： 根據對應鎖存電路中儲存的所述像素資料的位元中的一些來控制所述電流傳送電路的多個開關。
  19. 如請求項12所述的驅動方法，進一步包括： 滾動所述多個鎖存電路中的每一個鎖存電路中儲存的所述像素資料的位元位置，且滾動每個顯示幀中的由所述多個子驅動電路中的每一個子驅動電路的偏壓電流產生電路產生的參考電流，其中 在第一顯示幀中施加的第一參考電流由所述偏壓電流產生電流源電路產生且在所述第一顯示幀的所述像素資料的第一位元位置的位元值儲存在所述鎖存電路，且在第二顯示幀中施加的第二參考電流由所述偏壓電流產生電路產生且在所述第二顯示幀的所述像素資料的第二位元位置的位元值儲存在所述鎖存電路。
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