静电激励器及其驱动方法、机电转换器及波形输出设备转让专利
申请号 : CN200410092107.X
文献号 : CN1604450B
文献日 : 2010-12-08
发明人 : 吉田充伸
申请人 : 株式会社东芝
摘要 :
一种静电激励器，包括波形输出寄存器，该波形输出寄存器基于外部的操作要求产生具有驱动时间以及驱动图案的波形数据并具有保持波形数据的序列0以及序列1到3；波形数据管理单元，该波形数据管理单元在经过驱动时间后擦除保持在波形输出寄存器的序列0中的波形数据，并且将保持在序列1到3中的波形数据移动到序列0；输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器的序列0中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将输入驱动图案转换成电压施加到电极。
权利要求 :
1.一种静电激励器，包括：
具有电极基底的定子；
可动单元，该可动单元具有至少一个可动部件，该可动单元由定子引导从而能在预定方向上往复运动并且设置有与电极基底相对设置的电极；
波形数据产生单元，该波形数据产生单元基于外部的操作要求产生具有至少驱动时间以及驱动图案的波形数据；
波形输出寄存器，该波形输出寄存器具有输出区域以及缓冲区域，该输出区域以及缓冲区域保持波形数据；
波形数据管理单元，该波形数据管理单元将由波形数据产生单元产生的波形数据写入缓冲区域中，在经过驱动时间后擦除保持在波形输出寄存器输出区域中的波形数据，并且移动保持在缓冲区域中的波形数据到输出区域；
输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器的输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成施加到电极基底上的电压。
2.根据权利要求1的静电激励器，其中缓冲区域包括多个子缓冲器，并且波形数据管理单元输入来自波形数据产生单元的波形数据到最高级的子缓冲器上，从最低级的子缓冲器输出移动到输出区域的波形数据，并且随后在多个子缓冲器之间从最高级向最低级移动波形数据。
3.根据权利要求1的静电激励器，其中波形数据管理单元当波形数据产生单元产生的波形图案移动到缓冲区域时提供表示波形图案的标志，并且当波形图案从缓冲区域移动到输出区域时传输该标志给波形数据产生单元。
4.根据权利要求1的静电激励器，其中缓冲区域包括多个子缓冲器，并且波形数据管理单元将来自波形数据产生单元的波形数据输入到由写指针所指的子缓冲器上，从由读指针所指的子缓冲器输出移动到输出区域的波形数据，并以预定顺序移动写指针以及读指针。
5.根据权利要求1的静电激励器，其中波形数据包括施加到电极基底上的输出电压的数据。
6.一种静电激励器驱动方法，该静电激励器包括具有电极基底的定子以及可动单元，该可动单元具有至少一个可动部件，该可动单元由定子引导从而能在预定方向上进行往复运动，并且该可动单元具有与电极基底相对设置的电极，该方法包括：波形数据产生步骤，基于外部的操作要求产生波形数据，该波形数据具有驱动时间以及驱动图案；
波形保持步骤，顺序保持波形数据在输出区域以及缓冲区域中；
波形擦除步骤，在经过驱动时间后擦除保持在输出区域中的波形数据以及将保持在缓冲区域的波形数据移动到输出区域；
基于保持在波形输出寄存器输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及将输入的驱动图案转换成施加到电极基底上的电压。
7.根据权利要求6的静电激励器驱动方法，其中缓冲区域包括多个子缓冲器，并且包括波形数据产生步骤、波形保持步骤和波形擦除步骤的波形数据管理步骤包括：将波形数据产生步骤中产生的波形数据输入到最高级的子缓冲器上；
从最低级的子缓冲器输出移动到输出区域的波形数据；以及在多个子缓冲器之间从最高级向最低级顺序移动波形数据。
8.根据权利要求6的静电激励器驱动方法，其中包括波形数据产生步骤、波形保持步骤和波形擦除步骤的波形数据管理步骤包括：当波形数据产生步骤中产生的波形数据移动到缓冲区域时，提供表示波形图案的标志；以及传输步骤，当波形数据从缓冲区域移动到输出区域时传输该标志，以及基于传输步骤中传输的标志产生波形数据。
9.根据权利要求6的静电激励器驱动方法，其中缓冲区域包括多个子缓冲器，并且包括波形数据产生步骤、波形保持步骤和波形擦除步骤的波形数据管理步骤包括：将波形数据产生步骤产生的波形数据输入到写指针所指的子缓冲器中；
从读指针所指的子缓冲器输出移动到输出区域的波形数据；以及以预定顺序移动写指针以及读指针。
10.根据权利要求6的静电激励器驱动方法，其中波形数据包括施加到电极基底的输出电压的数据。
11.一种机电转换器，其通过施加电压而产生机械驱动力，该机电转换器包括：波形数据产生单元，该波形数据产生单元基于外部的操作要求产生具有驱动时间以及驱动图案的波形数据；
波形输出寄存器，该波形输出寄存器具有保持波形数据的输出区域以及缓冲区域；
波形数据管理单元，该波形数据管理单元在缓冲区域中写入波形数据产生单元产生的波形数据，在经过驱动时间后擦除保持在波形输出寄存器输出区域中的波形数据，以及将保持在缓冲区域中的波形数据移动到输出区域；
输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成施加到机电转换器的电压。
12.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而在定子以及具有至少一个可动部件的可动单元之间产生静电力，并且因此在可动单元中产生机械驱动力，该机电转换器包括：波形数据产生单元，该波形数据产生单元依据外部的操作要求产生具有驱动时间以及驱动图案的波形数据；
波形输出寄存器，该波形输出寄存器具有保持波形数据的输出区域以及缓冲区域；
波形数据管理单元，该波形数据管理单元在缓冲区域中写入波形数据产生单元产生的波形数据，在经过驱动时间后擦除保持在波形输出寄存器输出区域中的波形数据，以及将保持在缓冲区域的波形数据移动到输出区域；
输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成施加到电极基底的电压。
13.一种机电转换器，通过施加电压该机电转换器扩张及压缩，该机电转换器包括：波形数据产生单元，该波形数据产生单元依据外部的操作要求产生具有驱动时间以及驱动图案的波形数据；
波形输出寄存器，该波形输出寄存器具有保持波形数据的输出区域以及缓冲区域；
波形数据管理单元，该波形数据管理单元在缓冲区域中写入波形数据产生单元产生的波形数据，在经过驱动时间后擦除保持在波形输出寄存器输出区域中的波形数据，以及将保持在缓冲区域的波形数据移动到输出区域；
输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成施加到机电转换器的电压。
14.一种波形输出设备，该波形输出设备控制通过波形信号驱动的电子设备，该波形输出设备包括：产生至少驱动图案的波形数据产生单元；
其中存储驱动图案的波形输出寄存器；以及
波形产生单元，该波形产生单元依据存储在波形输出寄存器中的驱动图案产生波形信号，并且输出波形信号预定单位驱动时间，其中波形数据产生单元以及波形产生单元单独驱动。
15.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压在定子以及具有至少一个可动部件的可动单元之间产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求14的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
16.根据权利要求15的机电转换器，还包括升压元件，该升压元件将波形信号转换成电压，从而输入该电压到转换电路上，并且控制转换电路的输出电压。
17.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压给电极而产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求14的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压施加到电极。
18.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而在定子和具有至少一个可动部件的可动单元之间产生静电力，并且因此在可动单元中产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求14的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
19.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而扩张或者压缩，该机电转换器包括：根据权利要求14的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
20.一种电子元件，其中通过施加电流而改变亮度，该电子元件包括：根据权利要求14的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电流，从而输出该电流。
21.一种波形输出设备，该波形输出设备控制由波形信号驱动的电子设备，该波形输出设备包括：波形数据产生单元，该波形数据产生单元至少产生驱动图案以及驱动时间数据；
波形输出寄存器，其中存储驱动图案以及驱动时间数据；以及波形产生单元，该波形产生单元基于波形输出寄存器中存储的驱动图案产生波形信号，并且仅输出波形信号对应于存储在波形输出寄存器中的驱动时间数据的驱动时间，其中波形数据产生单元以及波形产生单元单独驱动。
22.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而在定子和具有至少一个可动部件的可动单元之间产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求21的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
23.根据权利要求22的机电转换器，还包括升压元件，该升压元件将波形信号转换成电压，从而输入该电压到转换电路并且控制转换电路的输出电压。
24.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压到电极上而产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求21的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压施加到电极。
25.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而在定子和具有至少一个可动部件的可动单元之间产生静电力，并且因此在可动单元中产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求21的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
26.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而扩张或者压缩，该机电转换器包括：根据权利要求21的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
27.一种电子元件，其中通过施加电流而改变亮度，该电子元件包括：根据权利要求21的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电流，从而输出电流。
28.一种波形输出设备，该波形输出设备控制波形信号驱动的电子设备，该波形输出设备包括：波形数据产生单元，该波形数据产生单元产生至少波形图案、波形时间数据以及驱动电压数据；
波形输出寄存器，在波形输出寄存器中存储驱动图案、驱动时间数据以及驱动电压数据；以及波形产生单元，该波形产生单元基于波形输出寄存器中存储的驱动图案产生波形信号，基于存储在波形输出寄存器中的驱动电压数据产生驱动电压控制信号，并且输出该波形信号对应于存储在波形输出寄存器中的驱动时间数据的驱动时间，其中波形数据产生单元以及波形产生单元单独驱动。
29.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而在定子和具有至少一个可动部件的可动单元之间产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求28的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
30.根据权利要求29的机电转换器，还包括升压元件，该升压元件将波形信号转换成电压，从而输入电压到转换电路并且控制转换电路的输出电压。
31.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压到电极上而产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求28的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压施加到电极。
32.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而在定子和具有至少一个可动部件的可动单元之间产生静电力，并且因此在可动单元中产生机械驱动力，该机电转换器包括：根据权利要求28的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
33.一种机电转换器，该机电转换器通过施加电压而扩张或者压缩，该机电转换器包括：根据权利要求28的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电压，从而输出该电压。
34.一种电子元件，其中通过施加电流而改变亮度，该电子元件包括：根据权利要求28的波形输出设备，该波形输出设备输出波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电流，从而输出该电流。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种静电激励器，一种静电激励器驱动方法，一种机电转换器，一种波形输出设备，以及该机电转换器以及其中包含波形输出设备的电子元件，特别涉及其中在减小功率消耗的同时实现高精度控制的那些。
背景技术
已经公知(见日本专利申请公开No.8-140367以及日本专利申请公开No.10-239578)静电激励器，该激励器在构成激励器的定子和可动元件之间产生静电力，从而由该静电力的斥力/吸力而驱动可动元件。如图39所示，静电激励器包括MPU(波形数据产生单元)2001，波形输出寄存器2002，输出波形产生单元2003，转换电路2004，以及激励器(定子和可动元件)2005。图40示出了基于存储在程序ROM2006中的控制程序将数据输入到波形输出寄存器2002的过程。
如图41所示，在静电激励器中，激励器的当前位置及驱动方向(可动元件相对定子的当前位置及驱动方向)通过结合控制程序和MPU2001(ST1)而进行计算。恰当的波形数据(驱动时间以及驱动图案)从程序ROM2006上的波形数据串中提取出来，从而设定波形输出寄存器2002中的波形(ST2)。输出波形产生单元2003基于设定在波形输出寄存器2002中的波形数据产生波形数据。转换电路2004将波形数据转换成电压并且该电压施加到设置在激励器(可动元件以及定子)的电极上。
确定是否经过了预定驱动时间(ST3)。根据激励器的当前位置以及驱动方向，当预定驱动时间已经过去，恰当的波形数据从波形时间数据串设定到波形输出寄存器2002中，从而输出下一个波形数据。
除静电激励器以外，机电转换器(如压电激励器)作为其中驱动力通过施加电压而产生的设备已经公知(日本专利申请公开No.2001-119917以及日本专利申请公开No.2002-27767)。
静电激励器以及静电激励器驱动方法存在下面的问题。即，为了准确产生波形数据到一组最小波形单元时间(例如0.1ms到1ms)，必须抑制计算可动元件的当前位置以及驱动方向到相对驱动波形的要求分辨率(0.1ms)足够小的值上(例如，不大于1/1000)。为了实现该要求，必须以非常高的速度驱动MPU。例如，当需要约3000个时钟脉冲对于计算可动元件的当前位置以及驱动方向，对于MPU必须要求300MHz的时钟。在这种高速时钟中，功率消耗在MPU中增加，并且高速时钟对于其中在电源中余量很少的移动应用中是不恰当的。
已经知道控制激励器的控制单元，该激励器例如为静电激励器，压电激励器，步进电机，以及如采用波形信号的LED的电子设备。图42示出了控制设备的示例。图42示出了具有并行输出端口的通用处理器的结构(例如，见日本专利申请公开No.6-277894)。MPU2010通过读取程序RAM2011的一组命令而进行处理。如果必要的话，MPU2010将数据写入输出数据寄存器2012中，并且MPU2010传输数据到输出波形产生单元2013中。输出波形产生单元2013传输波形信号到转换电路(未示出)中，从而驱动激励器等。MPU2010在MPU2010内部具有定时器，从而执行时间管理。当使用具有并行输出端口的MPU，控制设备可容易形成，这是因为MPU2010自身可执行时间管理。
图43示出了控制设备的另一示例。图43示出了步进电机控制电路的结构(例如，见日本专利申请公开No.2000-94569)。控制单元2020确定驱动方向(CW/CCW)位，该驱动方向位用于确定步进器的旋转方向，并且控制单元2020还确定步进电机2023以半步还是全步操作。控制单元2020输出半步模式(HSM)位以及STEP位，该STEP位中一步提供在STEP信号的每个负边沿产生的方向。波形数据产生单元2021从三个位产生特定序列并将该序列输出到端口PA1到PB2。波形数据产生单元2021准备四类驱动图案，并且波形数据产生单元2021具有控制功能，其序列依据标志的状态而进行调用。转换电路2022接收波形数据产生单元2021的输出数据(TTL电平，例如3.3V)，从而输出具有电压电平(例如10V)的输出电流(如，500mA)，该电压电平对于驱动步进电机2023非常必要。存在许多采用步进电机控制器的数字静止照相机透镜激励器。
输出波形信号的控制设备存在下面的问题。即，当处理设备(MPU)同时执行时间管理和波形管理时，为了进行具有高精度的时间管理，MPU应该高速驱动是非常必要的。特别是，为了准确产生一组最小波形单元时间(例如0.1ms到1ms)的驱动图案，必须将可动部件的当前位置以及驱动方向的计算步骤抑制到相对驱动波形的要求分辨率(0.1ms)足够小的值上(例如，不大于1/1000)。
因此，当需要约3000个时钟脉冲计算可动部件的当前位置以及驱动方向时，对于MPU要求300MHz的时钟脉冲。当使用这种高速时钟脉冲时，功率消耗在MPU中增加。结果，存在的问题是高速时钟脉冲对于其中电源的余量很小的移动应用中是不恰当的。因为，通常，系统时钟约为10MHz，因此难于由上述结构准确执行时间管理。
由于具有多个不同相位的周期ON/OFF信号在步进电机控制器中使用，因此先前确定几种类型的输出波形图案。另一方面，在通用激励器(静电激励器)中，大量的驱动图案可以基于激励器的形式(自动聚焦，放大，以及其它应用)而产生。因此，由于控制器的配置显著依赖于激励器的形式，因此在控制器中先前安装所有的驱动序列是困难的。由于通用激励器不与先前未确认的驱动序列兼容，因此存在的问题是当激励器的硬件配置(输入端的数量)在形成芯片后改变时，通用激励器的驱动序列不兼容。
如图41所示，在静电激励器中，激励器的当前位置及驱动方向(可动元件相对定子的当前位置及驱动方向)通过结合控制程序和MPU2001(ST1)而进行计算。恰当的波形数据(驱动时间以及驱动图案)从程序ROM2006上的波形数据串中提取出来，从而设定波形输出寄存器2002中的波形(ST2)。输出波形产生单元2003基于设定在波形输出寄存器2002中的波形数据产生波形数据。转换电路2004将波形数据转换成电压并且该电压施加到设置在激励器(可动元件以及定子)的电极上。
确定是否经过了预定驱动时间(ST3)。根据激励器的当前位置以及驱动方向，当预定驱动时间已经过去，恰当的波形数据从波形时间数据串设定到波形输出寄存器2002中，从而输出下一个波形数据。
除静电激励器以外，机电转换器(如压电激励器)作为其中驱动力通过施加电压而产生的设备已经公知(日本专利申请公开No.2001-119917以及日本专利申请公开No.2002-27767)。
静电激励器以及静电激励器驱动方法存在下面的问题。即，为了准确产生波形数据到一组最小波形单元时间(例如0.1ms到1ms)，必须抑制计算可动元件的当前位置以及驱动方向到相对驱动波形的要求分辨率(0.1ms)足够小的值上(例如，不大于1/1000)。为了实现该要求，必须以非常高的速度驱动MPU。例如，当需要约3000个时钟脉冲对于计算可动元件的当前位置以及驱动方向，对于MPU必须要求300MHz的时钟。在这种高速时钟中，功率消耗在MPU中增加，并且高速时钟对于其中在电源中余量很少的移动应用中是不恰当的。
已经知道控制激励器的控制单元，该激励器例如为静电激励器，压电激励器，步进电机，以及如采用波形信号的LED的电子设备。图42示出了控制设备的示例。图42示出了具有并行输出端口的通用处理器的结构(例如，见日本专利申请公开No.6-277894)。MPU2010通过读取程序RAM2011的一组命令而进行处理。如果必要的话，MPU2010将数据写入输出数据寄存器2012中，并且MPU2010传输数据到输出波形产生单元2013中。输出波形产生单元2013传输波形信号到转换电路(未示出)中，从而驱动激励器等。MPU2010在MPU2010内部具有定时器，从而执行时间管理。当使用具有并行输出端口的MPU，控制设备可容易形成，这是因为MPU2010自身可执行时间管理。
图43示出了控制设备的另一示例。图43示出了步进电机控制电路的结构(例如，见日本专利申请公开No.2000-94569)。控制单元2020确定驱动方向(CW/CCW)位，该驱动方向位用于确定步进器的旋转方向，并且控制单元2020还确定步进电机2023以半步还是全步操作。控制单元2020输出半步模式(HSM)位以及STEP位，该STEP位中一步提供在STEP信号的每个负边沿产生的方向。波形数据产生单元2021从三个位产生特定序列并将该序列输出到端口PA1到PB2。波形数据产生单元2021准备四类驱动图案，并且波形数据产生单元2021具有控制功能，其序列依据标志的状态而进行调用。转换电路2022接收波形数据产生单元2021的输出数据(TTL电平，例如3.3V)，从而输出具有电压电平(例如10V)的输出电流(如，500mA)，该电压电平对于驱动步进电机2023非常必要。存在许多采用步进电机控制器的数字静止照相机透镜激励器。
输出波形信号的控制设备存在下面的问题。即，当处理设备(MPU)同时执行时间管理和波形管理时，为了进行具有高精度的时间管理，MPU应该高速驱动是非常必要的。特别是，为了准确产生一组最小波形单元时间(例如0.1ms到1ms)的驱动图案，必须将可动部件的当前位置以及驱动方向的计算步骤抑制到相对驱动波形的要求分辨率(0.1ms)足够小的值上(例如，不大于1/1000)。
因此，当需要约3000个时钟脉冲计算可动部件的当前位置以及驱动方向时，对于MPU要求300MHz的时钟脉冲。当使用这种高速时钟脉冲时，功率消耗在MPU中增加。结果，存在的问题是高速时钟脉冲对于其中电源的余量很小的移动应用中是不恰当的。因为，通常，系统时钟约为10MHz，因此难于由上述结构准确执行时间管理。
由于具有多个不同相位的周期ON/OFF信号在步进电机控制器中使用，因此先前确定几种类型的输出波形图案。另一方面，在通用激励器(静电激励器)中，大量的驱动图案可以基于激励器的形式(自动聚焦，放大，以及其它应用)而产生。因此，由于控制器的配置显著依赖于激励器的形式，因此在控制器中先前安装所有的驱动序列是困难的。由于通用激励器不与先前未确认的驱动序列兼容，因此存在的问题是当激励器的硬件配置(输入端的数量)在形成芯片后改变时，通用激励器的驱动序列不兼容。
发明内容
根据前述，本发明的目的是提供静电激励器，静电激励器驱动方法，机电转换器，波形输出设备，机电转换器，以及电子设备，其中可减小功率消耗，即使执行高精度驱动时不以高速运行MPU。
根据本发明的一方面，提供一种静电激励器，该静电激励器包括：具有电极基底的定子；具有至少一个可动部件的可动单元，该可动单元由定子导引从而能在预定方向上进行往复运动并且设置有与电极基底相对设置的电极，波形数据产生单元，该波形数据产生单元依据外部的操作要求产生具有至少驱动时间和驱动图案的波形数据；具有输出区域和缓冲区域的波形输出寄存器，该波形输出寄存器保存波形数据；波形数据管理单元，该波形数据管理单元将波形数据产生单元产生的波形数据写入到缓冲区域中，在驱动时间过去之后擦除保持在波形输出寄存器输出区域中的波形数据，并且移动保持在缓冲区域中的波形数据到输出区域中；输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器的输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电极基底上的电压。
根据本发明的一方面，提供一种静电激励器，该静电激励器包括：具有电极基底的定子；具有至少一个可动部件的可动单元，该可动单元由定子导引从而能在预定方向上进行往复运动并且设置有与电极基底相对设置的电极，波形数据产生单元，该波形数据产生单元依据外部的操作要求产生具有至少驱动时间和驱动图案的波形数据；具有输出区域和缓冲区域的波形输出寄存器，该波形输出寄存器保存波形数据；波形数据管理单元，该波形数据管理单元将波形数据产生单元产生的波形数据写入到缓冲区域中，在驱动时间过去之后擦除保持在波形输出寄存器输出区域中的波形数据，并且移动保持在缓冲区域中的波形数据到输出区域中；输出波形产生单元，该输出波形产生单元基于保持在波形输出寄存器的输出区域中的驱动图案产生相应的波形信号；以及转换电路，该转换电路将波形信号转换成电极基底上的电压。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的静电激励器的示意结构；
图2示出了结合到静电激励器中的激励器控制单元中的控制流程；
图3示出了用于控制激励器控制单元中的可动部件保持状态的波形数据的实施例；
图4为示出了激励器控制单元中的波形输出寄存器内的波形数据和波形产生数据之间的关系的示意图；
图5为示意性地示出了波形输出寄存器的数据输入/数据输出状态的示意图；
图6为示出了保持波形数据在输出波形产生单元中的排列的框图；
图7为示出了控制输出驱动数据的时间的计数器的框图；
图8为其中图1所示的排列由Verilog-HDL语言描述的示意图；
图9为其中图2所示的排列由Verilog-HDL语言描述的示意图；
图10为示出根据本发明第二实施例的激励器控制单元的框图；
图11为示出根据本发明第三实施例的激励器控制单元的框图；
图12为示出根据本发明第四实施例的激励器控制单元的框图；
图13为示出根据本发明第五实施例的激励器控制单元的框图；
图14为示出根据本发明第六实施例的激励器控制单元的框图；
图15为示出根据本发明第六实施例的激励器控制单元的操作原理的示意图；
图16为示出本发明第七实施例的LED控制设备的主要部分的框图；
图17示出了根据本发明第八实施例的静电平面激励器的示意结构；
图18为示出根据本发明第八实施例的静电平面激励器的操作原理的示意图；
图19为示出根据本发明第八实施例的静电平面激励器的电压施加时间的示意图；
图20示出了根据本发明第九实施例的压电激励器的示意结构；
图21为示出了从控制结合到压电激励器的驱动电路输出并施加到每个转换电路的控制信号的示意图；
图22为示出了在结合到压电激励器中的机电转换器上施加的驱动电压波形的示意图；
图23示出了根据本发明第十实施例的波形输出设备结合到其中的压电激励器的结构；
图24为示出根据本发明第十实施例的波形输出设备中的信号流程的框图；
图25为示出根据本发明第十实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图26示出了根据本发明第十一实施例的波形输出设备结合到其中的静电平面激励器的结构；
图27A到27D每个为示出静电平面激励器的操作原理的示意图；
图28为示出静电平面激励器的电压施加时间的示意图；
图29示出了根据本发明第十二实施例的波形输出设备结合到其中的压电激励器的结构；
图30为示出从控制结合到压电激励器的驱动电路的控制电路输出并施加到每个转换电路上的控制信号的示意图；
图31A和31B分别为示出了在结合到压电激励器中的机电转换器上施加的驱动电压波形的示意图；
图32示出了根据本发明第十三实施例的波形输出设备结合到其中的LED设备的结构；
图33为示出了根据本发明第十三实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图34示出了根据本发明第十四实施例的波形输出设备结合到其中的机电转换器的结构；
图35为示出根据本发明第十四实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图36示出了本发明第十五实施例的波形输出设备结合到其中的机电转换器的结构；
图37为示出了根据本发明第十五实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图38示出了本发明第十六实施例的波形输出设备结合到其中的机电转换器的结构；
图39示出了传统静电激励器的结构；
图40为示出控制传统静电激励器的方法的示意图；
图41示出了静电激励器的波形输出序列的流程；
图42为示出采用波形信号执行控制的控制设备的实施例的示意图；
图43为示出采用波形信号执行控制的控制设备的另一实施例的示意图。
图2示出了结合到静电激励器中的激励器控制单元中的控制流程；
图3示出了用于控制激励器控制单元中的可动部件保持状态的波形数据的实施例；
图4为示出了激励器控制单元中的波形输出寄存器内的波形数据和波形产生数据之间的关系的示意图；
图5为示意性地示出了波形输出寄存器的数据输入/数据输出状态的示意图；
图6为示出了保持波形数据在输出波形产生单元中的排列的框图；
图7为示出了控制输出驱动数据的时间的计数器的框图；
图8为其中图1所示的排列由Verilog-HDL语言描述的示意图；
图9为其中图2所示的排列由Verilog-HDL语言描述的示意图；
图10为示出根据本发明第二实施例的激励器控制单元的框图；
图11为示出根据本发明第三实施例的激励器控制单元的框图；
图12为示出根据本发明第四实施例的激励器控制单元的框图；
图13为示出根据本发明第五实施例的激励器控制单元的框图；
图14为示出根据本发明第六实施例的激励器控制单元的框图；
图15为示出根据本发明第六实施例的激励器控制单元的操作原理的示意图；
图16为示出本发明第七实施例的LED控制设备的主要部分的框图；
图17示出了根据本发明第八实施例的静电平面激励器的示意结构；
图18为示出根据本发明第八实施例的静电平面激励器的操作原理的示意图；
图19为示出根据本发明第八实施例的静电平面激励器的电压施加时间的示意图；
图20示出了根据本发明第九实施例的压电激励器的示意结构；
图21为示出了从控制结合到压电激励器的驱动电路输出并施加到每个转换电路的控制信号的示意图；
图22为示出了在结合到压电激励器中的机电转换器上施加的驱动电压波形的示意图；
图23示出了根据本发明第十实施例的波形输出设备结合到其中的压电激励器的结构；
图24为示出根据本发明第十实施例的波形输出设备中的信号流程的框图；
图25为示出根据本发明第十实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图26示出了根据本发明第十一实施例的波形输出设备结合到其中的静电平面激励器的结构；
图27A到27D每个为示出静电平面激励器的操作原理的示意图；
图28为示出静电平面激励器的电压施加时间的示意图；
图29示出了根据本发明第十二实施例的波形输出设备结合到其中的压电激励器的结构；
图30为示出从控制结合到压电激励器的驱动电路的控制电路输出并施加到每个转换电路上的控制信号的示意图；
图31A和31B分别为示出了在结合到压电激励器中的机电转换器上施加的驱动电压波形的示意图；
图32示出了根据本发明第十三实施例的波形输出设备结合到其中的LED设备的结构；
图33为示出了根据本发明第十三实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图34示出了根据本发明第十四实施例的波形输出设备结合到其中的机电转换器的结构；
图35为示出根据本发明第十四实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图36示出了本发明第十五实施例的波形输出设备结合到其中的机电转换器的结构；
图37为示出了根据本发明第十五实施例的波形输出设备的波形产生原理的示意图；
图38示出了本发明第十六实施例的波形输出设备结合到其中的机电转换器的结构；
图39示出了传统静电激励器的结构；
图40为示出控制传统静电激励器的方法的示意图；
图41示出了静电激励器的波形输出序列的流程；
图42为示出采用波形信号执行控制的控制设备的实施例的示意图；
图43为示出采用波形信号执行控制的控制设备的另一实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明第一实施例的静电激励器10的示意结构，图2示出了激励器控制单元70的控制流程。
静电激励器10包括第一可动部件20以及第二可动部件30，定子40，由后面提及的透镜L1和L2成像的图像拾取设备50，提供电压给第一可动部件20、第二可动部件30以及定子40的转换电路60，以及控制转换电路60的激励器控制单元70。
第一可动部件20以及第二可动部件30形成在具有空心部分的基本为矩形的实体中。结合到微型电子设备等中的照相机模块由静电激励器10形成。
第一可动部件20支撑透镜L1并包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体21。一对电极平面22和23形成在可动部件主体21中。该对电极平面22和23与定子40的后述电极基底42和43相对，并且凸面条形电极(G)分别形成在该对电极平面22和23中。
第二可动部件30支撑透镜L2并且包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体31。一对电极平面32和33形成在可动部件主体31中。该对电极平面32和33与定子40的后述电极基底42和43相对，并且凸面条形电极(H)分别形成在该对电极平面32和33中。
定子框架41以及电极基底42和43形成在定子40中。电极基底42和43连接到与电极平面22，23，32以及33相对的表面上。在电极基底42和43中，条形电极(A到F)形成在与第一可动部件20以及第二可动部件30相对的电极平面中。
转换电路60具有的功能是将输入波形数据转换成施加到电极基底21，22，42以及43的电压。即，波形的每位1/0对应于提供给电极的电压的高/低。
激励器控制单元70包括波形数据产生单元71，其中存储控制程序的ROM72，波形输出寄存器73，波形数据管理单元74，输出波形产生单元75。在波形输出寄存器73中提供序列(queue)0(输出区域)以及序列1到3(缓冲区域)。序列0以及序列1到3分别包括在时间寄存器73a以及数据寄存器73b(见图4)。波形数据产生单元71以及输出波形产生单元75分别由单独的MPU进行驱动。
图2示出了激励器控制单元70中的控制流程，图2A为波形数据产生单元71的控制流程，以及图2B为波形数据管理单元74的控制流程。
波形数据产生单元71计算激励器的当前位置以及驱动方向(ST10)。然后，确定波形输出寄存器73的序列0到3是否填充(ST11)。当序列0到3填充时，控制流程返回到ST10。当序列0到3未填充时，波形数据设定在波形输出缓冲器73的序列3中(ST12)，并且控制流程返回到ST10。
在波形数据管理单元74中，确定波形数据是否存在于波形寄存器73的序列0中(ST20)。当波形数据不存在序列0中时，控制流程变为等待状态。当波形数据存在于序列0中时，输出存在于序列0中的波形数据(ST21)。然后，确定序列0的波形数据中指定的波形输出时间是否过去(ST22)。当波形输出时间未过去时，控制流程返回到ST21。当波形输出时间过去时，擦除存在于波形输出寄存器73的序列3中的波形数据(ST23)。然后，控制流程返回到ST20。
具有上述结构的静电激励器10驱动如下。根据激励器10的尺寸以及驱动速度，系统时钟信号的频率等，为激励器10设定最小波形单位时间。在图3和4的实施例中，单位时间设定为1ms。图3示出了波形数据的实施例，图4为示出波形数据以及激励器控制单元70内的波形输出寄存器内的波形产生数据之间的关系的示意图，图5为示意性地示出在启动8ms后波形输出寄存器73的数据输入/数据输出状态的示意图。
当静电激励器10启动时，启动操作通过激励器控制单元70进行。当静电激励器10启动时波形数据不存在于波形输出寄存器73的序列0到3中。
紧接该启动之后，静电激励器10这样设定从而执行可动部件20和30的保持操作，并且图3的波形数据输入到波形输出寄存器73的序列3中。输入到序列3的波形数据立即传输到序列2，序列1以及序列0，并且执行数据输入(α1到α3)直到填充波形输出寄存器73的序列0到3为止。当2ms过去时，序列0中的初始波形数据自动输出(β1)，序列1的波形数据移动到序列0，序列2的波形数据移动到序列1，序列3的波形数据移动到序列2，序列3为空。然后，波形数据管理单元74控制波形数据产生单元71输入数据(α4)，并且一部分波形数据插入到波形输出寄存器73的序列3中。执行数据输出(β2，β3，β4，β5，...)，并且每次序列3为空时执行数据输入(α5，α6，α7，α8，...)。
从波形输出寄存器73输出的驱动图案的每位1/0对应于定子40或者可动部件20和30的高/低电压。1/0由转换电路60转换成高/低电压，并且高/低电压施加到可动部件20和30以及定子40的电极(A到H)上。
当作为缓冲区域的序列1到3设置在波形输出寄存器73中时，由波形数据管理单元74执行与波形数据产生单元71的操作一起并列执行的波形数据管理。因此，在波形数据产生单元71计算激励器当前位置以及驱动方向的操作中产生余量。
例如，用于产生1μs精度的波形图案所需要的时钟脉冲为1MHz。当至少两级序列设置在波形输出寄存器73中时，激励器的当前位置以及驱动方向可在最小波形单位时间内进行计算。假定最小波形单位时间设定为0.1ms并且需要约3000个时钟脉冲计算激励器的当前位置以及驱动方向，当理论值确定时，时钟脉冲的最小要求为0.3MHz。因此，计算激励器当前位置以及驱动方向的步骤所需要的时钟脉冲(0.3MHz)可低于产生波形图案步骤所需要的时钟脉冲(1MHz)，这使得与缓冲器(buffer)未设置在波形输出寄存器73中时比较功率消耗降低。
当最小波形单位时间增加时，时钟脉冲的最小要求降低。例如，当最小波形单位时间设定为0.5ms，时钟脉冲的最小要求还降低到60KHz那样低。
如上所述，根据该实施例的静电激励器10，由于当序列作为波形输出寄存器73中的缓冲器设置时设置波形数据管理单元74，因此即使波形数据的分辨率增加从而执行高精度驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向不必使波形数据产生单元71高速运行，并且功率消耗降低。
缓冲区域形成在波形输出寄存器73的多级中。因此，数据输入通常在缓冲区域的最高级上执行，并且数据从缓冲区域到输出区域的移动通常从最低级进行。在执行数据从缓冲区域到输出区域的移动后，波形数据的所有部分降低一级。即，指定数据输入位置以及数据输出位置，这样使得该实施例具有的好处是模块容易形成。
当ROM设定为静电激励器10中控制程序的存储单元时，也可以将RAM设定为控制程序的存储单元。
将详细描述序列0到3的结构及操作。图6为示出保持波形数据在波形输出寄存器73中的框图。序列0到3的输入包括写入数据WD，写入允许信号WE，读取允许信号RE，以及时钟CLK。监测存储在序列0到3的数据大小，并且当序列0到3的数据大小不超过序列大小时将写入允许给序列0到3。在这点上，写入允许信号WE为1，从而执行序列0到3的写入。时间寄存器73a(驱动时间寄存器)的数据以及数据寄存器73b(驱动数据寄存器)的数据分别作为i_wave_time数据以及i_wave_ptn数据传输到序列模块上。此时，i_wave_time数据以及i_wave_ptn数据设定为8位。
在当在序列0到3中执行写入的时刻，i_wave_ptn扩展为16位，从而产生其中i_wave_time保持在高八位中的数据。该数据成为序列0到3的写入数据WD。当允许从序列0到3读取的数据时，即，当读取允许信号RE为1时，来自序列0到3的输出数据RD被更新。序列0到3的输出数据RD中的低八位成为从波形输出设备输出的驱动数据。序列0到3的输出数据RD中的高八位成为计数器的输入数据，该计数器管理输出驱动数据的时间。
图7是示出管理输出驱动数据的时间的计数器的框图。计数器的输入包括计数值MAX，控制计数器启动的复位信号RST，以及时钟CLK。计数器的输出为激活信号ENA。激活信号ENA仅当计数器内部的值对应于计数值MAX时为1，除计数器内部的值对应于计数值MAX以外，激活信号ENA为0。序列0到3的输出数据RD的高八位(波形-时间)输入到计数器的计数值MAX，并且计数器的输出信号ENA连接到序列0到3的数据读取允许信号RE。当rst信号输入到计数器的输入RST，输出数据WAVE_OUT输出预定时间wave_time，并且然后新数据可从序列0到3读取。rst信号在计数器的输出信号ENA的一个时钟之后变为1，并且在其它情况下rst信号为0。
图8示出了其中图6所示的序列0到3通过Verilog-HDL语言进行描述的实施例。模块名称以及模块的输入/输出变量在第一行进行说明。在第二到第六行中说明位宽以及模块的输入/输出数据的变量是否为输入数据或者输出数据。在序列模块中使用的寄存器在第七到第十行中说明。此时，在第八行中说明具有八级以及二十位的序列。写入地址在第九行中说明，并且读取地址在第十行中说明。寄存器数据以及输入/输出变量作为内部变量在第十一到十四行中再次说明。在第十五到十七行中，当写入允许信号WE有效时更新可写入索引w_adr(索引的增加)。当索引为七时给出写入允许，由于索引w_adr仅具有三位的数据宽度，因此执行一个增加，并且索引返回到0。在第十八到二十行中，当给出写入允许(写入允许信号WE变为1)时描述保持实际数据在序列的过程。在第二十一到二十三行中，当读取允许从序列中给出时增加读取索引。在第二十四到二十六行中，当读取允许从序列中给出(读取允许信号RE为1)时描述序列0到3的实际数据输出的过程。
图9示出了其中示于图7的计数器由Verilog-HDL语言描述的实施例。模块名称以及模块的输入/输出变量在第一行中说明。在第二到第五行中说明位宽以及模块的输入/输出数据变量是否为输入数据或者输出数据。在序列模块中使用的寄存器在第六行中说明。此时，在第六行中说明计数器内部所采用的计数器寄存器。在第七到十行中描述计数器内部实际执行计数的过程。当复位信号RST输入时，计数器返回到0(第八行)。在其他情况下，计数器在时钟的每个上升沿增加。在第十一行中描述输出计数的过程。仅当内部计数器的计数值等于计数值MAX时激活信号ENA为1。
图10为示出根据本发明第二实施例的激励器控制单元200的框图。类似于上述的激励器控制单元70，该激励器控制单元200结合到静电激励器10中。在激励器控制单元200中，采用称作环形缓冲器的技术。
激励器控制单元200包括波形数据产生单元210，其中存储控制程序的ROM220，波形输出寄存器230，波形数据管理单元240，以及输出波形产生单元250。输出区域231以及缓冲区域232到236设置在波形输出寄存器230中。
波形数据管理单元240包括指针控制单元241，写指针242，以及读指针243c。指针控制单元241具有在缓冲区域232到237写入波形的功能以及将在缓冲区域232到237中写入的波形数据移动到输出区域231的功能。指针控制单元241还具有通过分别在写入或者移动波形数据中移动写指针242以及读指针243而控制写入位置以及读取位置的功能。
写指针242具有控制缓冲区域232到237的写入位置的功能。当波形数据写入到由写指针242当前所指的缓冲区域232到237之一时，写指针242前进一位。读指针243具有控制从缓冲区域232到237的读取位置的功能。当波形数据从由读指针243当前所指的缓冲区域232到237之一读取并且移动到输出区域231时，读指针243前进一位。写指针242以及读指针243在移动到最后级的缓冲区域237后移动到最上级的缓冲区域232中。
具有上述结构的激励器控制单元200传输波形信号到转换电路60，如下所述。在波形数据产生单元210中，波形数据以与波形数据产生单元71相同的方式产生。波形数据管理单元240例如在缓冲区域232到237中由写指针242指示的缓冲区域233中写入波形数据，并且波形数据管理单元241移动写指针242到缓冲区域234上。
当经过预定驱动时间的时候，波形数据管理单元240擦除输出区域231中的波形，并且移动在缓冲区域232到237中由读指针243指示的缓冲区域236中的波形数据到输出区域231中。输出波形产生单元250基于存储在输出区域231中的波形数据产生波形信号，以输出波形信号给转换电路60。
当特定波形信号重复使用时，通过用读指针243指示恒定缓冲区域，波形数据的产生并不是在每个情况下都需要，这样在波形数据产生单元210的操作中可产生余量。
根据第二实施例的激励器控制单元200，类似于激励器控制单元70，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中执行高精度的驱动，通过在波形输出寄存器230中设置缓冲区域232到237，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元210高速运行是不必要的，并且功率消耗降低。波形数据管理单元240在每种情况下指定写入波形数据的缓冲区域以及读取波形数据的缓冲区域，这样不必在缓冲区域之间移动波形数据并且操作简化。
图11为示出根据本发明第三实施例的激励器控制单元300的框图。类似于激励器控制单元70，激励器控制单元300结合到静电激励器10中。在激励器控制单元300种，采用称作双缓冲器的技术。
激励器控制单元300包括波形数据产生单元310，其中存储控制程序的ROM320，波形输出寄存器330，波形数据管理单元340，以及输出波形产生单元350。输出区域331以及缓冲区域332设置在波形输出寄存器330中。
波形数据管理单元340在波形输出寄存器330的缓冲区域332中输入波形数据。当输出区域331为空时，波形数据管理单元340移动缓冲区域332中的波形数据到输出区域331中。当在输出区域331的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元340擦除波形数据并且将存储在缓冲区域332中的波形数据移动到输出区域331。
具有上述结构的激励器控制单元300传输波形信号到转换电路60，如下所述。即，波形数据产生单元310以与波形数据产生单元71相同的方式产生波形数据。
波形数据管理单元340在缓冲区域332中写入由波形数据产生单元310产生的波形数据。在这点上，当输出区域331为空时，波形数据管理单元340移动缓冲区域332中的波形数据到输出区域331中。基于存储在输出区域331中的波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。
当在输出区域331的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元340擦除该波形数据，并且将存储在缓冲区域332中的波形数据移动到输出区域331。同样，输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。
根据第三实施例的激励器控制单元300，类似于激励器控制单元70，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中执行具有高精度的驱动，通过在波形输出寄存器330中设置缓冲区域332，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向，波形数据产生单元310高速运行是不必要的，并且功率消耗降低。由于缓冲区域小，第三实施例对于其中由于芯片大小的限制不能确保足够的空间的情况下是有效的。此外，由于子缓冲器(sub-buffer)之间不产生数据移动，因此功率消耗可减小。
图12为示出根据本发明第四实施例的激励器控制单元400的框图。类似于激励器控制单元70，激励器控制单元400结合到静电激励器10中。在激励器控制单元400中，采用称作具有标志的缓冲器的技术。
激励器控制单元400包括波形数据产生单元410，其中存储控制程序的ROM420，波形输出寄存器430，波形数据管理单元440，以及输出波形产生单元450。输出区域431以及缓冲区域432到437设置在波形输出寄存器430中。
波形数据产生单元410计算激励器的当前位置以及驱动方向并产生波形数据。在这点上，添加基于后面提及的标志的信息。然后，波形数据顺序输入到波形输出寄存器430的缓冲区域432到437中。波形数据包括标志数据，驱动图案数据以及驱动时间数据。
当波形数据存在于输出区域431中时，波形数据管理单元440基于波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。当输出区域431为空时，波形数据管理单元440移动最低级缓冲区域437中的波形数据到输出区域431中。在这点上，标志传输到波形数据产生单元410上。
具有上述结构的激励器控制单元400传输波形信号到转换电路60，如下所述。即，波形数据产生单元410以于波形数据产生单元71相同的方式产生波形数据。
波形数据管理单元440在缓冲区域432中写入由波形数据产生单元410产生的波形数据。缓冲区域432中的波形数据顺序传输到最低级的缓冲区域437上。当输出区域431为空时，波形数据管理单元440移动缓冲区域437的波形数据到输出区域431中。在这点上，标志传输到波形数据产生单元410上。基于存储在输出区域431中的波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。
当在输出区域431的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元440擦除波形数据并且将存储在缓冲区域437中的波形数据移动到输出区域431上。同样，输出具有预定输出图案的波形信号预定驱动时间。
如上所述，在波形数据产生单元410中，其中波形数据的每部分输入到输出区域431的时间可基于来自标志的信息进行准确捕获。波形数据产生单元410可通过准确识别时间而准确捕获当前输出波形并产生最佳波形数据。即，当由波形数据的序列驱动静电激励器10时，为了实现波形数据产生单元410所需要的移动量，时间标志在缓冲区域432到437中的数据移动中产生。因此，由波形数据产生单元410所控制的实际驱动量与机械驱动量不同。在其中波形数据产生单元410采用根据静电激励器1的驱动位置而改变的传感器信息改变驱动序列的系统中，可以准备调节实际驱动量以及机械驱动量的参数。
当激励器在一个方向上以恒定速度驱动时，由于实际驱动量和机械驱动量之间的差值恒定，因此可以考虑到差值比较传感器信息。该差值作为寄存器输入也是可以的，或者驱动量的差值采用计算公式确定也是可以的。
当没有来自标志的任何信息时，从到最高级的缓冲区域432的数据输入到从最低级的缓冲区域437到输出区域431的波形数据的移动之间的时间间隔取决于包括在每个缓冲区域432到437存储的波形数据中的驱动时间，这样当目标波形数据移动到输出区域431时难于准确捕获时间间隔。
根据第四实施例的激励器控制单元400，类似于激励器控制单元70，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中执行高精度驱动，通过在波形输出寄存器430中设置缓冲区域432到437，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元410不必高速运行，并且功率消耗降低。此外，其中波形数据的每部分输入到输出区域431的时间可准确捕获。因此，波形数据产生单元410可准确捕获电流输出波形并且产生最佳波形数据。
图13为示出根据本发明第五实施例的结合到激励器控制单元400A中的输出波形产生单元460的框图。在图13中，与图12相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略相同功能部分的描述。
输出波形产生单元460包括其中存储驱动时间的驱动单位时间存储寄存器461以及子波形产生单元462a到462c。
波形输出寄存器450输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间，并且波形信号输入到输出波形产生单元460中。
此时，驱动图案设定为九位并且输出波形信号设定为三位。即，具有三位的驱动图案可产生一个输出波形。具有九位的驱动图案分成每个具有三位的驱动图案，并且具有三位的三个驱动图案分别输入到子波形产生单元462a到462c中。在子波形产生单元462a到462c中，当一个输出波形从具有三位的驱动图案中产生时，首先最高位在具有三位的驱动图案中输出，并且输入到转换电路60中。在单位时间过去后，输出最高位随后位的数据单位时间。最后最低位输出。
类似于第四实施例的激励器控制单元400，根据第五实施例的激励器控制单元400A，即使波形数据的分辨率增加以执行高精度的驱动，可降低功率消耗。此外，可产生最佳波形数据。
波形数据产生单元410不执行时间管理而输出波形数据。时间管理由输出波形产生单元460执行。因此，时间管理可不受波形数据产生单元410中的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行，这样波形数据产生单元410不要求高速处理性能，并且第五实施例的激励器控制单元可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图14为示出根据本发明第六实施例的激励器控制单元500的框图，并且图15为示出激励器控制单元500的操作原理的示意图，类似于激励器控制单元70，激励器控制单元500结合到静电激励器10中。
激励器控制单元500包括波形数据产生单元510，其中存储控制程序的ROM520，波形输出寄存器530，波形数据管理单元540，以及输出波形管理单元550。输出区域531以及缓冲区域532到537设置在波形输出寄存器530中。
除转换电路60以外，具有将输入电压值转换成阻抗值的功能的数字电位计62连接到输出波形产生单元550的随后级上。基于输入阻抗值调节输出电压的升压元件61连接到数字电位计62的随后级上。转换电路60连接到升压元件61的输出上。由Maxim Integrated Products制造的DS1805作为数字电位计62的示例引用。由TDK制造的CR-0970可作为升压元件61的示例引用。
波形数据产生单元510计算激励器的当前位置以及驱动方向并且产生波形数据。在这点上，添加基于后面提及的标志的信息。然后，波形数据随后输入到波形输出寄存器530的缓冲区域532到537中。波形数据包括驱动图案数据，驱动时间数据以及输出电压数据。
当波形数据存在于输出区域531中时，波形数据管理单元540基于波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。当输出区域531为空时，波形数据管理单元540移动最低级的缓冲区域537中的波形数据到输出区域531中。
对应于驱动电压的波形信号输入到电位计62并且作为阻抗值输出。该输出的阻抗值输入到升压元件61上，并且然后作为电压输入到转换电路60上。即，转换电路60不仅控制电压的ON/OFF(通/断)而且控制静电激励器10的输出电压。
具有上述结构的激励器控制单元500如下传输波形信号到转换电路60上。即，波形数据产生单元510以与波形数据产生单元71相同的方式产生波形数据。
波形数据管理单元540在缓冲区域532写入由波形数据产生单元510产生的波形数据。缓冲区域532中的波形数据随后传输到最低级的缓冲区域537上。当输出区域531为空时，波形数据管理单元540移动缓冲区域537的波形数据到输出区域531中。基于存储在输出区域531的波形数据，波形信号输出到转换电路60预定驱动时间，该波形信号具有的预定驱动图案。
如图15所示，在输出电压数据由输出波形产生单元550转换成波形信号后，该波形信号输入到数字电位计62并且作为阻抗值输出。该输出阻抗值输入到升压元件61上并且然后作为电压输入到转换电路60上。因此转换电路60以预定波形图案以及预定输出电压图案驱动静电激励器10。
当在输出区域531的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元540擦除该波形数据并将存储在缓冲区域537的波形数据移动到输出区域531中。因此，驱动静电激励器10。
因此，预定驱动图案可在每个驱动时间内以任意输出电压输出。此外，在其中输出电压与例如保持操作等驱动操作相比不必要的操作模式下，通过降低电压可减小保持操作中的功率消耗。
类似于激励器控制单元70，根据第五实施例的激励器控制单元500，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中高精度执行驱动，通过在波形输出寄存器530中提供缓冲区域532到537，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元510高速运行是不必要的，并且可降低功率消耗。此外，驱动静电激励器10的电压可改变，并且功率消耗可在保持操作中降低。
图16为示出根据本发明第七实施例的LED控制设备600的主要部分的框图。LED控制设备600控制LED的亮度。
LED控制设备600包括产生波形信号的LED控制单元601，执行波形信号的D/A转换的D/A转换器602，以及由输入电压产生施加到LED的恒定电流的LED驱动器603。
类似于激励器控制单元70，100，200，300，400以及500，LED控制单元601包括在波形输出寄存器输出区域前一级的缓冲区域，从而减小波形数据产生单元的负载。LED驱动器603可通过输出电流值的调节控制LED的亮度。由National Semiconductor制造的LM2792可作为LED驱动器603的实施例引用。
使用在LED控制单元601中的波形数据包括LED的驱动电压数据以及驱动时间。
在具有上述结构的LED控制设备600中，在波形数据转换成波形信号之后，由D/A转换器602执行波形信号到电压的D/A转换。该电压由LED驱动器603转换成电流并施加到LED上。LED发出具有对应于所施加的电流值的亮度的光。
类似于激励器控制单元70等，根据第五实施例的LED控制设备600，即使增加波形数据的分辨率而在控制LED的亮度中执行具有高精度的驱动，通过在波形输出寄存器中设置缓冲区域，为了产生波形数据波形数据产生单元410不必高速运行，并且功率消耗可降低。
图17示出了根据本发明第八实施例的静电平面激励器(机电转换器)700的示意结构，图18为示出了静电平面激励器700操作原理的示意图，并且图19为示出了静电平面激励器700的电压施加时间的示意图。
静电平面激励器700包括定子710，成为移动主体的平行移动板750，施加电压给电极基底715a，715b，725a，725b，735a以及735b的转换电路760，以及控制转换电路760的激励器控制单元770。
定子710包括由金属制成的上表面板711以及由陶瓷等制成的底表面板712。上表面板711以及底表面板712为薄平板，并且上表面板711以及底表面板712互相平行设置，同时以预定间隔互相分开。用于固定上表面板711和底表面板712的多个支撑杆714设置在上表面板711和底表面板712之间。多个摆动元件713，723以及733形成在上表面板711中。在摆动元件713，723以及733中，由铰链支撑两个电极。摆动元件713，723以及733以垂直于纸面方向摆动约一个摆动轴。
在摆动元件713，723以及733中，当特定电压图案施加到固定电极上时，电势差在固定电极和摆动元件713，723以及733之间产生。在这点上，摆动元件713，723以及733的一个电极吸引到固定电极上，并且摆动元件713，723以及733的另一电极开始与平行移动板750进行接触。这使得将要产生的摩擦力移动到平行移动板750上。在图18中，附图标记715a，715b，725a，725b，735a以及735b表示电极基底。
由于转换电路760以与转换电路60相同的方式形成并且激励器控制单元770以与激励器控制单元70相同的方式形成，因此省略其详细描述。
在具有上述结构的静电平面激励器700中，如下执行驱动。当激励器控制单元770输出其中电压Vh为TTL电平的波形图案时，将电压通过转换电路60转换成Vh，并且输入到电极基底715a，715b，725a，725b，735a以及735b。
如图19所示，当特定电压图案随后施加时，摆动元件713，723以及733开始与平行移动板750进行接触，其产生摩擦力，从而移动平行移动板750。
在激励器控制单元770中，通过波形数据管理单元74执行与波形数据产生单元71的操作并列执行的波形数据管理，同时序列1到3作为缓冲器设置在波形输出寄存器73中。因此，在波形数据管理单元71的操作中产生余量，该波形数据管理单元计算激励器的当前位置以及驱动方向。
与静电激励器10类似，根据该实施例的静电平面激励器700，即使增加波形数据的分辨率从而执行高精度驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向不必使波形数据产生单元71高速运行，并且功率消耗降低。
图20为示意性地示出根据本发明第九实施例的冲击型压电激励器800的基本结构的框图。压电激励器800包括驱动单元812，驱动驱动单元812的驱动电路814，检测连接到驱动单元812的啮合部件830的位置的部件传感器816，设置在驱动单元812基端上的基端传感器，设置在驱动单元812前端的前端传感器820，以及控制整个操作的控制单元822。
该驱动单元812具有元件固定型结构。驱动单元812包括支撑部件824，机电转换器826，驱动部件828，啮合部件830。支撑部件824支撑机电转换器826以及驱动部件828。机电转换器826通过层叠多个具有预定厚度的压电基底并且同时电极(未示出)夹在压电基底之间而形成。作为驱动对象的透镜L连接到啮合部件830上。
控制电路814以与转换电路60相同的方式形成并且控制单元822以与激励器控制单元70相同的方式形成，因此省略其详细描述。
在具有上述结构的压电激励器800中，当示于图21的波形数据从控制单元822输入到驱动电路814时，驱动电路814产生对于机电转换器826必要的电压图案。驱动电路814产生示于图22A或者22B的锯齿形驱动波形，以输入该锯齿形驱动波形到机电转换器826中。当示于图22A的驱动电压施加到机电转换器826上时，啮合部件830间断地朝图20的箭头a1方向移动。当示于图22B的驱动电压施加到机电转换器826时，啮合部件803间断地朝图20的箭头a2方向移动。
在控制单元822中，通过波形数据管理单元74执行与波形数据产生单元71的操作并列执行的波形数据管理，同时用作缓冲区域的序列1到3设置在波形输出寄存器73中。因此，余量可在波形数据产生单元71的操作中产生，该波形数据产生单元71计算激励器的当前位置以及驱动方向。
与激励器10类似，根据该实施例的静电平面激励器800，即使增加波形数据的分辨率，以执行高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，不必使波形数据产生单元高速运行，并且功率消耗可降低。
尽管静电激励器，静电平面激励器，以及压电激励器用作实施例中的机电转换器，但本发明并不局限于上述的激励器，只要通过施加电压产生机械驱动力的元件用作机电转换器。除了产生机械驱动力的元件以外，本发明可应用到LED的控制以及各种系统的控制中。
图23示出了静电激励器1100的示意性结构，该静电激励器中结合根据本发明第十实施例的波形输出设备1170，图24为示出信号流程的框图，以及图25为示出波形产生原理的示意图。
静电激励器1100包括激励器1110，驱动激励器1110的转换电路1160，以及控制转换电路1160的波形输出设备1170。结合到微型电子设备等中的照相机模块通过压电激励器1100形成。
激励器1110包括第一可动部件1120以及第二可动部件1130，定子1140，以及由随后提及的透镜L1和L2成像的图像拾取设备1150。
第一可动部件1120支撑透镜L1并且包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体1121。一对电极平面1122以及1123形成在可动部件主体1121中。该对电极平面1122以及1123与后面提及的定子1140的电极基底1142以及1143相对，并且凸面条形电极分别在该对电极平面1122以及1123中形成。
第二可动部件1130支撑透镜L2并且包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体1131。一对电极平面1132以及1133形成在可动部件主体1131中。该对电极平面1132以及1133与后面提及的定子1140的电极基底1142以及1143相对，并且凸面条形电极分别在该对电极平面1132以及1133中形成。
定子框架1141以及电极基底1142以及1143形成在定子1140中。电极基底1142以及1143连接到相对电极平面1122，1123，1132，1133的平面上。在电极基底1142以及1143中，条形电极形成在相对第一可动部件1120以及第二可动部件1130的电极平面中。
转换电路1160的功能是将输入波形信号转换成电压，从而将该电压提供给第一可动部件1120，第二可动部件1130以及电极基底1142，1143。即，驱动图案的每位1/0对应于提供给电极的电压的高/抵。
波形输出设备1170包括具有MPU的波形产生单元1171，其中存储控制程序的ROM1172，波形输出寄存器1173，波形数据管理单元1174，以及输出波形产生单元1175。
波形输出寄存器1173具有数据存储区域1173a，该数据存储区域1173a中存储驱动图案。输出波形产生单元1175具有驱动单位时间存储寄存器1175a以及子波形产生单元1176a到1176c，该驱动单位时间存储寄存器1175中存储驱动单位时间。
如图25所示，在具有上述结构的静电激励器1100中，波形信号输出，从而执行激励器的控制。单位时间数据预先从波形数据产生单元1171传输到输出波形产生单元1175中，并且单位时间数据存储在输出波形产生单元1175的驱动单位时间存储寄存器1175a中。
波形数据产生单元1171基于从外部或者预置程序输入的信号产生驱动图案。在这种情况下，驱动图案设定为九位并且输出波形信号设定为三位。即，具有三位的驱动图案可产生一个输出波形。
驱动图案存储在数据存储区域1173a中。具有九位的驱动图案分成每个具有三位的驱动图案，并且具有三位的三个驱动图案分别输入到子波形产生单元1176a到1176c中。在子波形产生单元1176a到1176c中，当一个输出波形从具有三位的驱动图案中产生时，首先最高位在具有三位的驱动图案中输出，并且输入到转换电路1160中。在单位时间过去后，输出最高位随后位的数据单位时间。最后输出最低位。
即使关于驱动时间的信息不存在于波形数据中，波形可通过采用上述方法产生。该结构对于其中不必通过同步到驱动图案而细致控制驱动时间的情况下是有效的。例如，当输出可动部件1120以及1130的保持操作时该结构是有效的。
还可以准备多个驱动单位时间存储寄存器1175a以自动重复使用该单位时间。例如，静电激励器的驱动可通过重复两个单位时间来实现。
输入到转换电路1160的波形信号转换成电压并提供给电极基底1142，1143，1122，1123，1132以及1133。第一可动部件1120以及第二可动部件1130由四个静电力重复吸引以及保持。第一可动部件1120以及第二可动部件1130因此朝目标方向或者相对目标方向驱动，以实现放大或者聚焦。第一静电力在第一可动部件1120的电极基底1142以及1122之间产生。第二静电力在第一可动部件1120的电极基底1143以及1123之间产生。第三静电力在第二可动部件1130的电极基底1142以及1132之间产生。第四静电力在第二可动部件1130的电极基底1143以及1133之间产生。
如上所述，在波形输出设备1170中，波形数据产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据。时间管理由输出波形产生单元1175执行。因此，时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行，这样对于波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且第十实施例的波形输出设备可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图26示出了根据本发明第十一实施例的静电平面激励器(机电转换器)1200的示意结构，图27A到27D为示出静电平面激励器1200的操作原理的示意图，并且图28为示出静电平面激励器1200的电压施加时间的示意图。
静电平面激励器1200包括定子1210，成为移动主体的平行移动板1250，施加电压到电极基底1215a，1215b，1225a，1225b，1235a以及1235b的转换电路1260，以及通过脉冲信号的施加控制转换电路1260的波形输出设备1270。
定子1210包括金属制成的上表面板1211以及陶瓷等制成的底表面板1212。上表面板1211以及底表面板1212为薄平板，并且上表面板1211以及底表面板1212互相平行设置同时以预定间隔互相分开。用于固定上表面板1211以及底表面板1212的多个支撑杆1214设置在上表面板1211以及底表面板1212之间。多个摆动部件1213，1223以及1233形成在上表面板1211中。在摆动部件1213，1223以及1233中，两个电极通过铰链支撑。摆动部件1213，1223以及1233在垂直纸面的方向上摆动约一个摆动轴。
在摆动元件1213，1223以及1233中，当特定电压图案施加到固定电极上时，电势差在固定电极和摆动元件1213，1223以及1233之间产生。在这点上，摆动元件1213，1223以及1233的一个电极吸引到固定电极上，并且摆动元件1213，1223以及1233的另一电极开始与平行移动板1250进行接触。这使得将要产生的摩擦力移动到平行移动板1250上。在图26中，附图标记1215a，1215b，1225a，1225b，1235a以及1235b表示电极基底。
由于转换电路1260以与转换电路1160相同的方式形成并且波形输出设备1270以与波形输出设备1170相同的方式形成，因此省略其详细描述。
在具有上述结构的静电平面激励器1200中，如下执行驱动。当波形输出设备1270输出其中电压Vh为TTL电平的波形图案时，将电压通过转换电路60转换成Vh，并且输入到电极基底1215a，1215b，1225a，1225b，1235a以及1235b。
如图28所示，当特定电压图案随后施加时，摆动元件1213，1223以及1233开始与平行移动板1250进行接触，其产生摩擦力，从而移动平行移动板1250。
如上所述，在波形输出设备1270中，波形产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且时间管理由输出波形产生单元1175执行，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，类似于静电激励器1100，即使波形数据的分辨率增加以执行具有高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且静电平面激励器1200可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图29为示意性地示出了根据本发明第十二实施例的冲击型压电激励器1300的基本结构的框图。压电激励器1300包括驱动单元1312，驱动驱动单元1312的驱动电路1314，检测连接到驱动单元1312的啮合部件1330的位置的部件传感器1316，设置在驱动单元1312基端上的基端传感器1318，设置在驱动单元1312前端的前端传感器1320，以及控制整个操作的控制单元(波形输出设备)1322。
驱动单元1312具有元件固定型结构。驱动单元1312包括支撑部件1324，机电转换器1326，驱动部件1328，以及啮合部件1330。该支撑部件1324支撑机电转换器1326以及驱动部件1328。机电转换器1326通过层叠具有预定厚度的多个压电基底同时电极(未示出)夹在压电基底之间而形成。作为驱动物体的透镜L连接到啮合部件1330。
控制电路1314以与转换电路1160相同的方式形成并且控制单元1322以与波形输出设备1170相同的方式形成，这样省略其详细描述。
在具有上述结构的压电激励器1300中，当图30所示的驱动图案从控制单元1322输入到驱动电路1314中时，驱动电路1314产生对于机电转换器1326必须的电压图案。驱动电路1314产生图31A或31B所示的锯齿驱动波形，从而输入该锯齿驱动波形到机电转换器1326中。当图31A中示出的驱动电压施加到机电转换器1326中时，啮合部件1303朝图29的箭头a1的方向间断移动。当图31B中示出的驱动电压施加到机电转换器1326上时，啮合部件1303朝图29的箭头a2的方向间断移动。
如上所述，在控制单元1322中，波形产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且时间管理由输出波形产生单元1175执行，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，类似于静电激励器1100，即使波形数据的分辨率增加以执行具有高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且静电平面激励器1300可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图32为示出根据本发明第十三实施例的可控制亮度的LED设备(电子元件)1400中的信号流程的框图，图33为示出波形产生原理的示意图。在图32以及33中，与图23到25相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
LED设备1400包括波形输出设备1170，由输入电压产生恒定电流的LED驱动器1180，以及根据LED驱动器1180的电流值改变亮度的LED1181。由National Semiconductor制造的LM2792可作为LED驱动器1180的实施例进行使用。
如图33所示，在具有上述结构的LED设备1400中，输出波形信号以控制LED1181的亮度。单位时间数据预先从波形数据产生单元1171传输到输出波形产生单元1175上，并且单位时间数据存储在输出波形产生单元1175的驱动单位时间存储寄存器1175a中。
波形数据产生单元1171基于外部或者预置程序输入的信号产生对应于LED1181的驱动电压的驱动图案。该驱动图案存储在数据存储区域1173a中。输出波形产生单元1175基于存储在数据存储区域1173a中的驱动图案执行D/A转换，并且输出该波形信号存储在驱动单位时间存储寄存器1175a中的单位时间。
波形信号作为LED驱动器1180的电压值输入。输入到LED驱动器1180的波形信号转换成电流并供给LED1181。例如，当LED驱动器的输入电压以及输出电流具有线性关系时，通过增加输入电压而增加输出电流，这导致LED1181亮度的增加。LED1181以根据所提供的电流值的亮度发出光。
如上所述，在波形输出设备1170中，波形数据产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且由输出波形产生单元1175执行时间管理，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且LED设备1400可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。例如，LED设备1400可应用到例如手机的背光控制电路中，其中需要对LED1181的亮度进行控制。
图34为示出根据本发明第十四实施例的静电激励器1500中的信号流程的框图，并且图35为示出波形产生原理的示意图。在图34以及35中，与图23到25相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
静电激励器1500包括升压元件1501，其施加对应于输入阻抗值的电压给转换电路1160。波形数据产生单元1171产生驱动时间，驱动图案以及驱动电压，以通过波形输出寄存器1173输入驱动时间，驱动图案以及驱动电压给输出波形产生单元1175。在图35中，附图标记1175b表示数字电位计，并且数字电位计1175b具有的功能是输出对应于输入波形信号的阻抗值。
在具有上述结构的静电激励器1500中，波形数据产生单元1171基于外部或者预置程序输入的信号产生激励器1110的驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据。驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据存储在数据存储区域1173a中。如图35所示，输出波形产生单元1175基于存储在数据存储区域1173a中的驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据执行D/A转换，并且输出该波形信号对应于驱动时间数据的单位时间。
波形信号输入到数字电位计1175b中并作为升压元件1501的阻抗值输入。升压元件1501施加对应于输入阻抗值的电压给转换电路1160。当驱动图案的每个端口处于高状态时转换电路1160输出升压电压，并且在其他情况下转换电路1160输出0V给激励器1110。激励器1110通过波形信号的顺序执行机械运动。
如上所述，在波形输出设备1170中，波形产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且时间管理由输出波形产生单元1175执行，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171中时钟的影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，类似于静电激励器1100，即使波形数据的分辨率增加以执行具有高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且静电平面激励器1500可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
在静电激励器1500中，由于通常驱动电压恒定，因此升压元件1501的输出电压可固定，并且驱动电压数据可不由输出波形产生单元1175管理。然而，当控制波形电压时，驱动电压可在待机状态降低，其导致功率消耗降低。
图36为示出根据本发明第十五实施例的静电激励器1600的信号流程的框图，并且图37为示出波形产生原理的示意图。在图36和37中，与图23到25，34和35相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
静电激励器1600包括施加对应输入阻抗值的电压给转换电路1160的升压元件1501。波形数据产生单元1171产生驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据以通过波形输出寄存器1173将驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据输入到输出波形产生单元1175。
在具有上述结构的静电激励器1600中，波形数据产生单元1171基于外部或者预置程序输入的信号产生激励器1110的驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据。驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据存储在数据存储区域1173a中。此外，驱动时间数据存储在波形时间管理寄存器1175c中。
具有八位的驱动图案分割成具有两位的每个驱动图案，并且每个具有两位的驱动图案输入到子波形产生单元1176a到1176d中。在子波形产生单元1176a到1176d中，当一个输出波形从具有两位的驱动图案中产生时，首先在具有两位的驱动图案中输出高位并且将高位输入到转换电路1160中。在单位时间过去之后，将低位输出单位时间。即，当高位的数据等于低位数据时，输出该数据波形时间。当高位数据不同于低位数据时，改变该数据半个驱动时间。
通过采用上述方法，波形信号可在比由驱动时间数据确定的驱动时间更好的时间上产生。
根据该静电激励器1600，可得到与静电激励器1100相同的效果。
图38是示出根据本发明第十六实施例的静电激励器1700中的信号流程的框图。在图38中，与图34相同功能的部分用相同的附图标记进行表示，其详细描述将省略。
在静电激励器1700中，不执行驱动电压数据的时间管理，而将驱动电压数据直接输出到升压元件上。此时，通过同步到驱动图案而准确执行时间管理是不可能的。然而，由于驱动电压数据由波形数据产生单元1171所具有的时间管理功能进行控制，因此静电激励器1700在其中驱动电压仅当序列(例如驱动状态以及待机状态)大大改变时进行控制的系统中是有效的。
尽管静电激励器以及压电激励器用作上述实施例中机电转换器的实施例，但本发明可应用到其他机电转换器上。尽管驱动时间数据，驱动图案数据，以及驱动电压数据作为波形数据引用，但本发明可使用控制其它激励器的各种类型的数据。
对于本领域的技术人员来说，很容易得到其它的益处以及变形。因此，本发明在其更宽方面并不局限于特定描述以及在此示出和描述的代表性实施例。因此，不脱离总的发明构思的精神和范围内可进行各种变形，该总的发明构思由所附的权利要求以及它们的等同来进行限定。
相关申请的交叉参考
本申请基于并且要求于2003年9月30日提交的在先日本专利申请No.2003-342227以及2003年9月30提交的No.2003-342233的优先权，其全部内容被包含在此作为参考。
静电激励器10包括第一可动部件20以及第二可动部件30，定子40，由后面提及的透镜L1和L2成像的图像拾取设备50，提供电压给第一可动部件20、第二可动部件30以及定子40的转换电路60，以及控制转换电路60的激励器控制单元70。
第一可动部件20以及第二可动部件30形成在具有空心部分的基本为矩形的实体中。结合到微型电子设备等中的照相机模块由静电激励器10形成。
第一可动部件20支撑透镜L1并包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体21。一对电极平面22和23形成在可动部件主体21中。该对电极平面22和23与定子40的后述电极基底42和43相对，并且凸面条形电极(G)分别形成在该对电极平面22和23中。
第二可动部件30支撑透镜L2并且包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体31。一对电极平面32和33形成在可动部件主体31中。该对电极平面32和33与定子40的后述电极基底42和43相对，并且凸面条形电极(H)分别形成在该对电极平面32和33中。
定子框架41以及电极基底42和43形成在定子40中。电极基底42和43连接到与电极平面22，23，32以及33相对的表面上。在电极基底42和43中，条形电极(A到F)形成在与第一可动部件20以及第二可动部件30相对的电极平面中。
转换电路60具有的功能是将输入波形数据转换成施加到电极基底21，22，42以及43的电压。即，波形的每位1/0对应于提供给电极的电压的高/低。
激励器控制单元70包括波形数据产生单元71，其中存储控制程序的ROM72，波形输出寄存器73，波形数据管理单元74，输出波形产生单元75。在波形输出寄存器73中提供序列(queue)0(输出区域)以及序列1到3(缓冲区域)。序列0以及序列1到3分别包括在时间寄存器73a以及数据寄存器73b(见图4)。波形数据产生单元71以及输出波形产生单元75分别由单独的MPU进行驱动。
图2示出了激励器控制单元70中的控制流程，图2A为波形数据产生单元71的控制流程，以及图2B为波形数据管理单元74的控制流程。
波形数据产生单元71计算激励器的当前位置以及驱动方向(ST10)。然后，确定波形输出寄存器73的序列0到3是否填充(ST11)。当序列0到3填充时，控制流程返回到ST10。当序列0到3未填充时，波形数据设定在波形输出缓冲器73的序列3中(ST12)，并且控制流程返回到ST10。
在波形数据管理单元74中，确定波形数据是否存在于波形寄存器73的序列0中(ST20)。当波形数据不存在序列0中时，控制流程变为等待状态。当波形数据存在于序列0中时，输出存在于序列0中的波形数据(ST21)。然后，确定序列0的波形数据中指定的波形输出时间是否过去(ST22)。当波形输出时间未过去时，控制流程返回到ST21。当波形输出时间过去时，擦除存在于波形输出寄存器73的序列3中的波形数据(ST23)。然后，控制流程返回到ST20。
具有上述结构的静电激励器10驱动如下。根据激励器10的尺寸以及驱动速度，系统时钟信号的频率等，为激励器10设定最小波形单位时间。在图3和4的实施例中，单位时间设定为1ms。图3示出了波形数据的实施例，图4为示出波形数据以及激励器控制单元70内的波形输出寄存器内的波形产生数据之间的关系的示意图，图5为示意性地示出在启动8ms后波形输出寄存器73的数据输入/数据输出状态的示意图。
当静电激励器10启动时，启动操作通过激励器控制单元70进行。当静电激励器10启动时波形数据不存在于波形输出寄存器73的序列0到3中。
紧接该启动之后，静电激励器10这样设定从而执行可动部件20和30的保持操作，并且图3的波形数据输入到波形输出寄存器73的序列3中。输入到序列3的波形数据立即传输到序列2，序列1以及序列0，并且执行数据输入(α1到α3)直到填充波形输出寄存器73的序列0到3为止。当2ms过去时，序列0中的初始波形数据自动输出(β1)，序列1的波形数据移动到序列0，序列2的波形数据移动到序列1，序列3的波形数据移动到序列2，序列3为空。然后，波形数据管理单元74控制波形数据产生单元71输入数据(α4)，并且一部分波形数据插入到波形输出寄存器73的序列3中。执行数据输出(β2，β3，β4，β5，...)，并且每次序列3为空时执行数据输入(α5，α6，α7，α8，...)。
从波形输出寄存器73输出的驱动图案的每位1/0对应于定子40或者可动部件20和30的高/低电压。1/0由转换电路60转换成高/低电压，并且高/低电压施加到可动部件20和30以及定子40的电极(A到H)上。
当作为缓冲区域的序列1到3设置在波形输出寄存器73中时，由波形数据管理单元74执行与波形数据产生单元71的操作一起并列执行的波形数据管理。因此，在波形数据产生单元71计算激励器当前位置以及驱动方向的操作中产生余量。
例如，用于产生1μs精度的波形图案所需要的时钟脉冲为1MHz。当至少两级序列设置在波形输出寄存器73中时，激励器的当前位置以及驱动方向可在最小波形单位时间内进行计算。假定最小波形单位时间设定为0.1ms并且需要约3000个时钟脉冲计算激励器的当前位置以及驱动方向，当理论值确定时，时钟脉冲的最小要求为0.3MHz。因此，计算激励器当前位置以及驱动方向的步骤所需要的时钟脉冲(0.3MHz)可低于产生波形图案步骤所需要的时钟脉冲(1MHz)，这使得与缓冲器(buffer)未设置在波形输出寄存器73中时比较功率消耗降低。
当最小波形单位时间增加时，时钟脉冲的最小要求降低。例如，当最小波形单位时间设定为0.5ms，时钟脉冲的最小要求还降低到60KHz那样低。
如上所述，根据该实施例的静电激励器10，由于当序列作为波形输出寄存器73中的缓冲器设置时设置波形数据管理单元74，因此即使波形数据的分辨率增加从而执行高精度驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向不必使波形数据产生单元71高速运行，并且功率消耗降低。
缓冲区域形成在波形输出寄存器73的多级中。因此，数据输入通常在缓冲区域的最高级上执行，并且数据从缓冲区域到输出区域的移动通常从最低级进行。在执行数据从缓冲区域到输出区域的移动后，波形数据的所有部分降低一级。即，指定数据输入位置以及数据输出位置，这样使得该实施例具有的好处是模块容易形成。
当ROM设定为静电激励器10中控制程序的存储单元时，也可以将RAM设定为控制程序的存储单元。
将详细描述序列0到3的结构及操作。图6为示出保持波形数据在波形输出寄存器73中的框图。序列0到3的输入包括写入数据WD，写入允许信号WE，读取允许信号RE，以及时钟CLK。监测存储在序列0到3的数据大小，并且当序列0到3的数据大小不超过序列大小时将写入允许给序列0到3。在这点上，写入允许信号WE为1，从而执行序列0到3的写入。时间寄存器73a(驱动时间寄存器)的数据以及数据寄存器73b(驱动数据寄存器)的数据分别作为i_wave_time数据以及i_wave_ptn数据传输到序列模块上。此时，i_wave_time数据以及i_wave_ptn数据设定为8位。
在当在序列0到3中执行写入的时刻，i_wave_ptn扩展为16位，从而产生其中i_wave_time保持在高八位中的数据。该数据成为序列0到3的写入数据WD。当允许从序列0到3读取的数据时，即，当读取允许信号RE为1时，来自序列0到3的输出数据RD被更新。序列0到3的输出数据RD中的低八位成为从波形输出设备输出的驱动数据。序列0到3的输出数据RD中的高八位成为计数器的输入数据，该计数器管理输出驱动数据的时间。
图7是示出管理输出驱动数据的时间的计数器的框图。计数器的输入包括计数值MAX，控制计数器启动的复位信号RST，以及时钟CLK。计数器的输出为激活信号ENA。激活信号ENA仅当计数器内部的值对应于计数值MAX时为1，除计数器内部的值对应于计数值MAX以外，激活信号ENA为0。序列0到3的输出数据RD的高八位(波形-时间)输入到计数器的计数值MAX，并且计数器的输出信号ENA连接到序列0到3的数据读取允许信号RE。当rst信号输入到计数器的输入RST，输出数据WAVE_OUT输出预定时间wave_time，并且然后新数据可从序列0到3读取。rst信号在计数器的输出信号ENA的一个时钟之后变为1，并且在其它情况下rst信号为0。
图8示出了其中图6所示的序列0到3通过Verilog-HDL语言进行描述的实施例。模块名称以及模块的输入/输出变量在第一行进行说明。在第二到第六行中说明位宽以及模块的输入/输出数据的变量是否为输入数据或者输出数据。在序列模块中使用的寄存器在第七到第十行中说明。此时，在第八行中说明具有八级以及二十位的序列。写入地址在第九行中说明，并且读取地址在第十行中说明。寄存器数据以及输入/输出变量作为内部变量在第十一到十四行中再次说明。在第十五到十七行中，当写入允许信号WE有效时更新可写入索引w_adr(索引的增加)。当索引为七时给出写入允许，由于索引w_adr仅具有三位的数据宽度，因此执行一个增加，并且索引返回到0。在第十八到二十行中，当给出写入允许(写入允许信号WE变为1)时描述保持实际数据在序列的过程。在第二十一到二十三行中，当读取允许从序列中给出时增加读取索引。在第二十四到二十六行中，当读取允许从序列中给出(读取允许信号RE为1)时描述序列0到3的实际数据输出的过程。
图9示出了其中示于图7的计数器由Verilog-HDL语言描述的实施例。模块名称以及模块的输入/输出变量在第一行中说明。在第二到第五行中说明位宽以及模块的输入/输出数据变量是否为输入数据或者输出数据。在序列模块中使用的寄存器在第六行中说明。此时，在第六行中说明计数器内部所采用的计数器寄存器。在第七到十行中描述计数器内部实际执行计数的过程。当复位信号RST输入时，计数器返回到0(第八行)。在其他情况下，计数器在时钟的每个上升沿增加。在第十一行中描述输出计数的过程。仅当内部计数器的计数值等于计数值MAX时激活信号ENA为1。
图10为示出根据本发明第二实施例的激励器控制单元200的框图。类似于上述的激励器控制单元70，该激励器控制单元200结合到静电激励器10中。在激励器控制单元200中，采用称作环形缓冲器的技术。
激励器控制单元200包括波形数据产生单元210，其中存储控制程序的ROM220，波形输出寄存器230，波形数据管理单元240，以及输出波形产生单元250。输出区域231以及缓冲区域232到236设置在波形输出寄存器230中。
波形数据管理单元240包括指针控制单元241，写指针242，以及读指针243c。指针控制单元241具有在缓冲区域232到237写入波形的功能以及将在缓冲区域232到237中写入的波形数据移动到输出区域231的功能。指针控制单元241还具有通过分别在写入或者移动波形数据中移动写指针242以及读指针243而控制写入位置以及读取位置的功能。
写指针242具有控制缓冲区域232到237的写入位置的功能。当波形数据写入到由写指针242当前所指的缓冲区域232到237之一时，写指针242前进一位。读指针243具有控制从缓冲区域232到237的读取位置的功能。当波形数据从由读指针243当前所指的缓冲区域232到237之一读取并且移动到输出区域231时，读指针243前进一位。写指针242以及读指针243在移动到最后级的缓冲区域237后移动到最上级的缓冲区域232中。
具有上述结构的激励器控制单元200传输波形信号到转换电路60，如下所述。在波形数据产生单元210中，波形数据以与波形数据产生单元71相同的方式产生。波形数据管理单元240例如在缓冲区域232到237中由写指针242指示的缓冲区域233中写入波形数据，并且波形数据管理单元241移动写指针242到缓冲区域234上。
当经过预定驱动时间的时候，波形数据管理单元240擦除输出区域231中的波形，并且移动在缓冲区域232到237中由读指针243指示的缓冲区域236中的波形数据到输出区域231中。输出波形产生单元250基于存储在输出区域231中的波形数据产生波形信号，以输出波形信号给转换电路60。
当特定波形信号重复使用时，通过用读指针243指示恒定缓冲区域，波形数据的产生并不是在每个情况下都需要，这样在波形数据产生单元210的操作中可产生余量。
根据第二实施例的激励器控制单元200，类似于激励器控制单元70，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中执行高精度的驱动，通过在波形输出寄存器230中设置缓冲区域232到237，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元210高速运行是不必要的，并且功率消耗降低。波形数据管理单元240在每种情况下指定写入波形数据的缓冲区域以及读取波形数据的缓冲区域，这样不必在缓冲区域之间移动波形数据并且操作简化。
图11为示出根据本发明第三实施例的激励器控制单元300的框图。类似于激励器控制单元70，激励器控制单元300结合到静电激励器10中。在激励器控制单元300种，采用称作双缓冲器的技术。
激励器控制单元300包括波形数据产生单元310，其中存储控制程序的ROM320，波形输出寄存器330，波形数据管理单元340，以及输出波形产生单元350。输出区域331以及缓冲区域332设置在波形输出寄存器330中。
波形数据管理单元340在波形输出寄存器330的缓冲区域332中输入波形数据。当输出区域331为空时，波形数据管理单元340移动缓冲区域332中的波形数据到输出区域331中。当在输出区域331的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元340擦除波形数据并且将存储在缓冲区域332中的波形数据移动到输出区域331。
具有上述结构的激励器控制单元300传输波形信号到转换电路60，如下所述。即，波形数据产生单元310以与波形数据产生单元71相同的方式产生波形数据。
波形数据管理单元340在缓冲区域332中写入由波形数据产生单元310产生的波形数据。在这点上，当输出区域331为空时，波形数据管理单元340移动缓冲区域332中的波形数据到输出区域331中。基于存储在输出区域331中的波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。
当在输出区域331的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元340擦除该波形数据，并且将存储在缓冲区域332中的波形数据移动到输出区域331。同样，输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。
根据第三实施例的激励器控制单元300，类似于激励器控制单元70，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中执行具有高精度的驱动，通过在波形输出寄存器330中设置缓冲区域332，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向，波形数据产生单元310高速运行是不必要的，并且功率消耗降低。由于缓冲区域小，第三实施例对于其中由于芯片大小的限制不能确保足够的空间的情况下是有效的。此外，由于子缓冲器(sub-buffer)之间不产生数据移动，因此功率消耗可减小。
图12为示出根据本发明第四实施例的激励器控制单元400的框图。类似于激励器控制单元70，激励器控制单元400结合到静电激励器10中。在激励器控制单元400中，采用称作具有标志的缓冲器的技术。
激励器控制单元400包括波形数据产生单元410，其中存储控制程序的ROM420，波形输出寄存器430，波形数据管理单元440，以及输出波形产生单元450。输出区域431以及缓冲区域432到437设置在波形输出寄存器430中。
波形数据产生单元410计算激励器的当前位置以及驱动方向并产生波形数据。在这点上，添加基于后面提及的标志的信息。然后，波形数据顺序输入到波形输出寄存器430的缓冲区域432到437中。波形数据包括标志数据，驱动图案数据以及驱动时间数据。
当波形数据存在于输出区域431中时，波形数据管理单元440基于波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。当输出区域431为空时，波形数据管理单元440移动最低级缓冲区域437中的波形数据到输出区域431中。在这点上，标志传输到波形数据产生单元410上。
具有上述结构的激励器控制单元400传输波形信号到转换电路60，如下所述。即，波形数据产生单元410以于波形数据产生单元71相同的方式产生波形数据。
波形数据管理单元440在缓冲区域432中写入由波形数据产生单元410产生的波形数据。缓冲区域432中的波形数据顺序传输到最低级的缓冲区域437上。当输出区域431为空时，波形数据管理单元440移动缓冲区域437的波形数据到输出区域431中。在这点上，标志传输到波形数据产生单元410上。基于存储在输出区域431中的波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。
当在输出区域431的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元440擦除波形数据并且将存储在缓冲区域437中的波形数据移动到输出区域431上。同样，输出具有预定输出图案的波形信号预定驱动时间。
如上所述，在波形数据产生单元410中，其中波形数据的每部分输入到输出区域431的时间可基于来自标志的信息进行准确捕获。波形数据产生单元410可通过准确识别时间而准确捕获当前输出波形并产生最佳波形数据。即，当由波形数据的序列驱动静电激励器10时，为了实现波形数据产生单元410所需要的移动量，时间标志在缓冲区域432到437中的数据移动中产生。因此，由波形数据产生单元410所控制的实际驱动量与机械驱动量不同。在其中波形数据产生单元410采用根据静电激励器1的驱动位置而改变的传感器信息改变驱动序列的系统中，可以准备调节实际驱动量以及机械驱动量的参数。
当激励器在一个方向上以恒定速度驱动时，由于实际驱动量和机械驱动量之间的差值恒定，因此可以考虑到差值比较传感器信息。该差值作为寄存器输入也是可以的，或者驱动量的差值采用计算公式确定也是可以的。
当没有来自标志的任何信息时，从到最高级的缓冲区域432的数据输入到从最低级的缓冲区域437到输出区域431的波形数据的移动之间的时间间隔取决于包括在每个缓冲区域432到437存储的波形数据中的驱动时间，这样当目标波形数据移动到输出区域431时难于准确捕获时间间隔。
根据第四实施例的激励器控制单元400，类似于激励器控制单元70，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中执行高精度驱动，通过在波形输出寄存器430中设置缓冲区域432到437，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元410不必高速运行，并且功率消耗降低。此外，其中波形数据的每部分输入到输出区域431的时间可准确捕获。因此，波形数据产生单元410可准确捕获电流输出波形并且产生最佳波形数据。
图13为示出根据本发明第五实施例的结合到激励器控制单元400A中的输出波形产生单元460的框图。在图13中，与图12相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略相同功能部分的描述。
输出波形产生单元460包括其中存储驱动时间的驱动单位时间存储寄存器461以及子波形产生单元462a到462c。
波形输出寄存器450输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间，并且波形信号输入到输出波形产生单元460中。
此时，驱动图案设定为九位并且输出波形信号设定为三位。即，具有三位的驱动图案可产生一个输出波形。具有九位的驱动图案分成每个具有三位的驱动图案，并且具有三位的三个驱动图案分别输入到子波形产生单元462a到462c中。在子波形产生单元462a到462c中，当一个输出波形从具有三位的驱动图案中产生时，首先最高位在具有三位的驱动图案中输出，并且输入到转换电路60中。在单位时间过去后，输出最高位随后位的数据单位时间。最后最低位输出。
类似于第四实施例的激励器控制单元400，根据第五实施例的激励器控制单元400A，即使波形数据的分辨率增加以执行高精度的驱动，可降低功率消耗。此外，可产生最佳波形数据。
波形数据产生单元410不执行时间管理而输出波形数据。时间管理由输出波形产生单元460执行。因此，时间管理可不受波形数据产生单元410中的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行，这样波形数据产生单元410不要求高速处理性能，并且第五实施例的激励器控制单元可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图14为示出根据本发明第六实施例的激励器控制单元500的框图，并且图15为示出激励器控制单元500的操作原理的示意图，类似于激励器控制单元70，激励器控制单元500结合到静电激励器10中。
激励器控制单元500包括波形数据产生单元510，其中存储控制程序的ROM520，波形输出寄存器530，波形数据管理单元540，以及输出波形管理单元550。输出区域531以及缓冲区域532到537设置在波形输出寄存器530中。
除转换电路60以外，具有将输入电压值转换成阻抗值的功能的数字电位计62连接到输出波形产生单元550的随后级上。基于输入阻抗值调节输出电压的升压元件61连接到数字电位计62的随后级上。转换电路60连接到升压元件61的输出上。由Maxim Integrated Products制造的DS1805作为数字电位计62的示例引用。由TDK制造的CR-0970可作为升压元件61的示例引用。
波形数据产生单元510计算激励器的当前位置以及驱动方向并且产生波形数据。在这点上，添加基于后面提及的标志的信息。然后，波形数据随后输入到波形输出寄存器530的缓冲区域532到537中。波形数据包括驱动图案数据，驱动时间数据以及输出电压数据。
当波形数据存在于输出区域531中时，波形数据管理单元540基于波形数据输出具有预定驱动图案的波形信号预定驱动时间。当输出区域531为空时，波形数据管理单元540移动最低级的缓冲区域537中的波形数据到输出区域531中。
对应于驱动电压的波形信号输入到电位计62并且作为阻抗值输出。该输出的阻抗值输入到升压元件61上，并且然后作为电压输入到转换电路60上。即，转换电路60不仅控制电压的ON/OFF(通/断)而且控制静电激励器10的输出电压。
具有上述结构的激励器控制单元500如下传输波形信号到转换电路60上。即，波形数据产生单元510以与波形数据产生单元71相同的方式产生波形数据。
波形数据管理单元540在缓冲区域532写入由波形数据产生单元510产生的波形数据。缓冲区域532中的波形数据随后传输到最低级的缓冲区域537上。当输出区域531为空时，波形数据管理单元540移动缓冲区域537的波形数据到输出区域531中。基于存储在输出区域531的波形数据，波形信号输出到转换电路60预定驱动时间，该波形信号具有的预定驱动图案。
如图15所示，在输出电压数据由输出波形产生单元550转换成波形信号后，该波形信号输入到数字电位计62并且作为阻抗值输出。该输出阻抗值输入到升压元件61上并且然后作为电压输入到转换电路60上。因此转换电路60以预定波形图案以及预定输出电压图案驱动静电激励器10。
当在输出区域531的波形数据中经过指定波形输出时间时，波形数据管理单元540擦除该波形数据并将存储在缓冲区域537的波形数据移动到输出区域531中。因此，驱动静电激励器10。
因此，预定驱动图案可在每个驱动时间内以任意输出电压输出。此外，在其中输出电压与例如保持操作等驱动操作相比不必要的操作模式下，通过降低电压可减小保持操作中的功率消耗。
类似于激励器控制单元70，根据第五实施例的激励器控制单元500，即使增加波形数据的分辨率以在控制静电激励器10中高精度执行驱动，通过在波形输出寄存器530中提供缓冲区域532到537，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元510高速运行是不必要的，并且可降低功率消耗。此外，驱动静电激励器10的电压可改变，并且功率消耗可在保持操作中降低。
图16为示出根据本发明第七实施例的LED控制设备600的主要部分的框图。LED控制设备600控制LED的亮度。
LED控制设备600包括产生波形信号的LED控制单元601，执行波形信号的D/A转换的D/A转换器602，以及由输入电压产生施加到LED的恒定电流的LED驱动器603。
类似于激励器控制单元70，100，200，300，400以及500，LED控制单元601包括在波形输出寄存器输出区域前一级的缓冲区域，从而减小波形数据产生单元的负载。LED驱动器603可通过输出电流值的调节控制LED的亮度。由National Semiconductor制造的LM2792可作为LED驱动器603的实施例引用。
使用在LED控制单元601中的波形数据包括LED的驱动电压数据以及驱动时间。
在具有上述结构的LED控制设备600中，在波形数据转换成波形信号之后，由D/A转换器602执行波形信号到电压的D/A转换。该电压由LED驱动器603转换成电流并施加到LED上。LED发出具有对应于所施加的电流值的亮度的光。
类似于激励器控制单元70等，根据第五实施例的LED控制设备600，即使增加波形数据的分辨率而在控制LED的亮度中执行具有高精度的驱动，通过在波形输出寄存器中设置缓冲区域，为了产生波形数据波形数据产生单元410不必高速运行，并且功率消耗可降低。
图17示出了根据本发明第八实施例的静电平面激励器(机电转换器)700的示意结构，图18为示出了静电平面激励器700操作原理的示意图，并且图19为示出了静电平面激励器700的电压施加时间的示意图。
静电平面激励器700包括定子710，成为移动主体的平行移动板750，施加电压给电极基底715a，715b，725a，725b，735a以及735b的转换电路760，以及控制转换电路760的激励器控制单元770。
定子710包括由金属制成的上表面板711以及由陶瓷等制成的底表面板712。上表面板711以及底表面板712为薄平板，并且上表面板711以及底表面板712互相平行设置，同时以预定间隔互相分开。用于固定上表面板711和底表面板712的多个支撑杆714设置在上表面板711和底表面板712之间。多个摆动元件713，723以及733形成在上表面板711中。在摆动元件713，723以及733中，由铰链支撑两个电极。摆动元件713，723以及733以垂直于纸面方向摆动约一个摆动轴。
在摆动元件713，723以及733中，当特定电压图案施加到固定电极上时，电势差在固定电极和摆动元件713，723以及733之间产生。在这点上，摆动元件713，723以及733的一个电极吸引到固定电极上，并且摆动元件713，723以及733的另一电极开始与平行移动板750进行接触。这使得将要产生的摩擦力移动到平行移动板750上。在图18中，附图标记715a，715b，725a，725b，735a以及735b表示电极基底。
由于转换电路760以与转换电路60相同的方式形成并且激励器控制单元770以与激励器控制单元70相同的方式形成，因此省略其详细描述。
在具有上述结构的静电平面激励器700中，如下执行驱动。当激励器控制单元770输出其中电压Vh为TTL电平的波形图案时，将电压通过转换电路60转换成Vh，并且输入到电极基底715a，715b，725a，725b，735a以及735b。
如图19所示，当特定电压图案随后施加时，摆动元件713，723以及733开始与平行移动板750进行接触，其产生摩擦力，从而移动平行移动板750。
在激励器控制单元770中，通过波形数据管理单元74执行与波形数据产生单元71的操作并列执行的波形数据管理，同时序列1到3作为缓冲器设置在波形输出寄存器73中。因此，在波形数据管理单元71的操作中产生余量，该波形数据管理单元计算激励器的当前位置以及驱动方向。
与静电激励器10类似，根据该实施例的静电平面激励器700，即使增加波形数据的分辨率从而执行高精度驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向不必使波形数据产生单元71高速运行，并且功率消耗降低。
图20为示意性地示出根据本发明第九实施例的冲击型压电激励器800的基本结构的框图。压电激励器800包括驱动单元812，驱动驱动单元812的驱动电路814，检测连接到驱动单元812的啮合部件830的位置的部件传感器816，设置在驱动单元812基端上的基端传感器，设置在驱动单元812前端的前端传感器820，以及控制整个操作的控制单元822。
该驱动单元812具有元件固定型结构。驱动单元812包括支撑部件824，机电转换器826，驱动部件828，啮合部件830。支撑部件824支撑机电转换器826以及驱动部件828。机电转换器826通过层叠多个具有预定厚度的压电基底并且同时电极(未示出)夹在压电基底之间而形成。作为驱动对象的透镜L连接到啮合部件830上。
控制电路814以与转换电路60相同的方式形成并且控制单元822以与激励器控制单元70相同的方式形成，因此省略其详细描述。
在具有上述结构的压电激励器800中，当示于图21的波形数据从控制单元822输入到驱动电路814时，驱动电路814产生对于机电转换器826必要的电压图案。驱动电路814产生示于图22A或者22B的锯齿形驱动波形，以输入该锯齿形驱动波形到机电转换器826中。当示于图22A的驱动电压施加到机电转换器826上时，啮合部件830间断地朝图20的箭头a1方向移动。当示于图22B的驱动电压施加到机电转换器826时，啮合部件803间断地朝图20的箭头a2方向移动。
在控制单元822中，通过波形数据管理单元74执行与波形数据产生单元71的操作并列执行的波形数据管理，同时用作缓冲区域的序列1到3设置在波形输出寄存器73中。因此，余量可在波形数据产生单元71的操作中产生，该波形数据产生单元71计算激励器的当前位置以及驱动方向。
与激励器10类似，根据该实施例的静电平面激励器800，即使增加波形数据的分辨率，以执行高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，不必使波形数据产生单元高速运行，并且功率消耗可降低。
尽管静电激励器，静电平面激励器，以及压电激励器用作实施例中的机电转换器，但本发明并不局限于上述的激励器，只要通过施加电压产生机械驱动力的元件用作机电转换器。除了产生机械驱动力的元件以外，本发明可应用到LED的控制以及各种系统的控制中。
图23示出了静电激励器1100的示意性结构，该静电激励器中结合根据本发明第十实施例的波形输出设备1170，图24为示出信号流程的框图，以及图25为示出波形产生原理的示意图。
静电激励器1100包括激励器1110，驱动激励器1110的转换电路1160，以及控制转换电路1160的波形输出设备1170。结合到微型电子设备等中的照相机模块通过压电激励器1100形成。
激励器1110包括第一可动部件1120以及第二可动部件1130，定子1140，以及由随后提及的透镜L1和L2成像的图像拾取设备1150。
第一可动部件1120支撑透镜L1并且包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体1121。一对电极平面1122以及1123形成在可动部件主体1121中。该对电极平面1122以及1123与后面提及的定子1140的电极基底1142以及1143相对，并且凸面条形电极分别在该对电极平面1122以及1123中形成。
第二可动部件1130支撑透镜L2并且包括形成为基本矩形实体形状的可动部件主体1131。一对电极平面1132以及1133形成在可动部件主体1131中。该对电极平面1132以及1133与后面提及的定子1140的电极基底1142以及1143相对，并且凸面条形电极分别在该对电极平面1132以及1133中形成。
定子框架1141以及电极基底1142以及1143形成在定子1140中。电极基底1142以及1143连接到相对电极平面1122，1123，1132，1133的平面上。在电极基底1142以及1143中，条形电极形成在相对第一可动部件1120以及第二可动部件1130的电极平面中。
转换电路1160的功能是将输入波形信号转换成电压，从而将该电压提供给第一可动部件1120，第二可动部件1130以及电极基底1142，1143。即，驱动图案的每位1/0对应于提供给电极的电压的高/抵。
波形输出设备1170包括具有MPU的波形产生单元1171，其中存储控制程序的ROM1172，波形输出寄存器1173，波形数据管理单元1174，以及输出波形产生单元1175。
波形输出寄存器1173具有数据存储区域1173a，该数据存储区域1173a中存储驱动图案。输出波形产生单元1175具有驱动单位时间存储寄存器1175a以及子波形产生单元1176a到1176c，该驱动单位时间存储寄存器1175中存储驱动单位时间。
如图25所示，在具有上述结构的静电激励器1100中，波形信号输出，从而执行激励器的控制。单位时间数据预先从波形数据产生单元1171传输到输出波形产生单元1175中，并且单位时间数据存储在输出波形产生单元1175的驱动单位时间存储寄存器1175a中。
波形数据产生单元1171基于从外部或者预置程序输入的信号产生驱动图案。在这种情况下，驱动图案设定为九位并且输出波形信号设定为三位。即，具有三位的驱动图案可产生一个输出波形。
驱动图案存储在数据存储区域1173a中。具有九位的驱动图案分成每个具有三位的驱动图案，并且具有三位的三个驱动图案分别输入到子波形产生单元1176a到1176c中。在子波形产生单元1176a到1176c中，当一个输出波形从具有三位的驱动图案中产生时，首先最高位在具有三位的驱动图案中输出，并且输入到转换电路1160中。在单位时间过去后，输出最高位随后位的数据单位时间。最后输出最低位。
即使关于驱动时间的信息不存在于波形数据中，波形可通过采用上述方法产生。该结构对于其中不必通过同步到驱动图案而细致控制驱动时间的情况下是有效的。例如，当输出可动部件1120以及1130的保持操作时该结构是有效的。
还可以准备多个驱动单位时间存储寄存器1175a以自动重复使用该单位时间。例如，静电激励器的驱动可通过重复两个单位时间来实现。
输入到转换电路1160的波形信号转换成电压并提供给电极基底1142，1143，1122，1123，1132以及1133。第一可动部件1120以及第二可动部件1130由四个静电力重复吸引以及保持。第一可动部件1120以及第二可动部件1130因此朝目标方向或者相对目标方向驱动，以实现放大或者聚焦。第一静电力在第一可动部件1120的电极基底1142以及1122之间产生。第二静电力在第一可动部件1120的电极基底1143以及1123之间产生。第三静电力在第二可动部件1130的电极基底1142以及1132之间产生。第四静电力在第二可动部件1130的电极基底1143以及1133之间产生。
如上所述，在波形输出设备1170中，波形数据产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据。时间管理由输出波形产生单元1175执行。因此，时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行，这样对于波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且第十实施例的波形输出设备可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图26示出了根据本发明第十一实施例的静电平面激励器(机电转换器)1200的示意结构，图27A到27D为示出静电平面激励器1200的操作原理的示意图，并且图28为示出静电平面激励器1200的电压施加时间的示意图。
静电平面激励器1200包括定子1210，成为移动主体的平行移动板1250，施加电压到电极基底1215a，1215b，1225a，1225b，1235a以及1235b的转换电路1260，以及通过脉冲信号的施加控制转换电路1260的波形输出设备1270。
定子1210包括金属制成的上表面板1211以及陶瓷等制成的底表面板1212。上表面板1211以及底表面板1212为薄平板，并且上表面板1211以及底表面板1212互相平行设置同时以预定间隔互相分开。用于固定上表面板1211以及底表面板1212的多个支撑杆1214设置在上表面板1211以及底表面板1212之间。多个摆动部件1213，1223以及1233形成在上表面板1211中。在摆动部件1213，1223以及1233中，两个电极通过铰链支撑。摆动部件1213，1223以及1233在垂直纸面的方向上摆动约一个摆动轴。
在摆动元件1213，1223以及1233中，当特定电压图案施加到固定电极上时，电势差在固定电极和摆动元件1213，1223以及1233之间产生。在这点上，摆动元件1213，1223以及1233的一个电极吸引到固定电极上，并且摆动元件1213，1223以及1233的另一电极开始与平行移动板1250进行接触。这使得将要产生的摩擦力移动到平行移动板1250上。在图26中，附图标记1215a，1215b，1225a，1225b，1235a以及1235b表示电极基底。
由于转换电路1260以与转换电路1160相同的方式形成并且波形输出设备1270以与波形输出设备1170相同的方式形成，因此省略其详细描述。
在具有上述结构的静电平面激励器1200中，如下执行驱动。当波形输出设备1270输出其中电压Vh为TTL电平的波形图案时，将电压通过转换电路60转换成Vh，并且输入到电极基底1215a，1215b，1225a，1225b，1235a以及1235b。
如图28所示，当特定电压图案随后施加时，摆动元件1213，1223以及1233开始与平行移动板1250进行接触，其产生摩擦力，从而移动平行移动板1250。
如上所述，在波形输出设备1270中，波形产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且时间管理由输出波形产生单元1175执行，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，类似于静电激励器1100，即使波形数据的分辨率增加以执行具有高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且静电平面激励器1200可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图29为示意性地示出了根据本发明第十二实施例的冲击型压电激励器1300的基本结构的框图。压电激励器1300包括驱动单元1312，驱动驱动单元1312的驱动电路1314，检测连接到驱动单元1312的啮合部件1330的位置的部件传感器1316，设置在驱动单元1312基端上的基端传感器1318，设置在驱动单元1312前端的前端传感器1320，以及控制整个操作的控制单元(波形输出设备)1322。
驱动单元1312具有元件固定型结构。驱动单元1312包括支撑部件1324，机电转换器1326，驱动部件1328，以及啮合部件1330。该支撑部件1324支撑机电转换器1326以及驱动部件1328。机电转换器1326通过层叠具有预定厚度的多个压电基底同时电极(未示出)夹在压电基底之间而形成。作为驱动物体的透镜L连接到啮合部件1330。
控制电路1314以与转换电路1160相同的方式形成并且控制单元1322以与波形输出设备1170相同的方式形成，这样省略其详细描述。
在具有上述结构的压电激励器1300中，当图30所示的驱动图案从控制单元1322输入到驱动电路1314中时，驱动电路1314产生对于机电转换器1326必须的电压图案。驱动电路1314产生图31A或31B所示的锯齿驱动波形，从而输入该锯齿驱动波形到机电转换器1326中。当图31A中示出的驱动电压施加到机电转换器1326中时，啮合部件1303朝图29的箭头a1的方向间断移动。当图31B中示出的驱动电压施加到机电转换器1326上时，啮合部件1303朝图29的箭头a2的方向间断移动。
如上所述，在控制单元1322中，波形产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且时间管理由输出波形产生单元1175执行，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，类似于静电激励器1100，即使波形数据的分辨率增加以执行具有高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且静电平面激励器1300可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
图32为示出根据本发明第十三实施例的可控制亮度的LED设备(电子元件)1400中的信号流程的框图，图33为示出波形产生原理的示意图。在图32以及33中，与图23到25相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
LED设备1400包括波形输出设备1170，由输入电压产生恒定电流的LED驱动器1180，以及根据LED驱动器1180的电流值改变亮度的LED1181。由National Semiconductor制造的LM2792可作为LED驱动器1180的实施例进行使用。
如图33所示，在具有上述结构的LED设备1400中，输出波形信号以控制LED1181的亮度。单位时间数据预先从波形数据产生单元1171传输到输出波形产生单元1175上，并且单位时间数据存储在输出波形产生单元1175的驱动单位时间存储寄存器1175a中。
波形数据产生单元1171基于外部或者预置程序输入的信号产生对应于LED1181的驱动电压的驱动图案。该驱动图案存储在数据存储区域1173a中。输出波形产生单元1175基于存储在数据存储区域1173a中的驱动图案执行D/A转换，并且输出该波形信号存储在驱动单位时间存储寄存器1175a中的单位时间。
波形信号作为LED驱动器1180的电压值输入。输入到LED驱动器1180的波形信号转换成电流并供给LED1181。例如，当LED驱动器的输入电压以及输出电流具有线性关系时，通过增加输入电压而增加输出电流，这导致LED1181亮度的增加。LED1181以根据所提供的电流值的亮度发出光。
如上所述，在波形输出设备1170中，波形数据产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且由输出波形产生单元1175执行时间管理，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171的时钟影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且LED设备1400可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。例如，LED设备1400可应用到例如手机的背光控制电路中，其中需要对LED1181的亮度进行控制。
图34为示出根据本发明第十四实施例的静电激励器1500中的信号流程的框图，并且图35为示出波形产生原理的示意图。在图34以及35中，与图23到25相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
静电激励器1500包括升压元件1501，其施加对应于输入阻抗值的电压给转换电路1160。波形数据产生单元1171产生驱动时间，驱动图案以及驱动电压，以通过波形输出寄存器1173输入驱动时间，驱动图案以及驱动电压给输出波形产生单元1175。在图35中，附图标记1175b表示数字电位计，并且数字电位计1175b具有的功能是输出对应于输入波形信号的阻抗值。
在具有上述结构的静电激励器1500中，波形数据产生单元1171基于外部或者预置程序输入的信号产生激励器1110的驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据。驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据存储在数据存储区域1173a中。如图35所示，输出波形产生单元1175基于存储在数据存储区域1173a中的驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据执行D/A转换，并且输出该波形信号对应于驱动时间数据的单位时间。
波形信号输入到数字电位计1175b中并作为升压元件1501的阻抗值输入。升压元件1501施加对应于输入阻抗值的电压给转换电路1160。当驱动图案的每个端口处于高状态时转换电路1160输出升压电压，并且在其他情况下转换电路1160输出0V给激励器1110。激励器1110通过波形信号的顺序执行机械运动。
如上所述，在波形输出设备1170中，波形产生单元1171不执行时间管理而输出波形数据，并且时间管理由输出波形产生单元1175执行，这样时间管理可不受波形数据产生单元1171中时钟的影响而执行，并且理论上时间管理可以系统时钟的分辨率执行。因此，类似于静电激励器1100，即使波形数据的分辨率增加以执行具有高精度的驱动，对于计算激励器的当前位置以及驱动方向的步骤，波形数据产生单元1171不需要高速处理性能，并且静电平面激励器1500可使用在其中要求低功率消耗的小型便携式设备中。
在静电激励器1500中，由于通常驱动电压恒定，因此升压元件1501的输出电压可固定，并且驱动电压数据可不由输出波形产生单元1175管理。然而，当控制波形电压时，驱动电压可在待机状态降低，其导致功率消耗降低。
图36为示出根据本发明第十五实施例的静电激励器1600的信号流程的框图，并且图37为示出波形产生原理的示意图。在图36和37中，与图23到25，34和35相同功能的部分用相同的附图标记表示，并且省略其详细描述。
静电激励器1600包括施加对应输入阻抗值的电压给转换电路1160的升压元件1501。波形数据产生单元1171产生驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据以通过波形输出寄存器1173将驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据输入到输出波形产生单元1175。
在具有上述结构的静电激励器1600中，波形数据产生单元1171基于外部或者预置程序输入的信号产生激励器1110的驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据。驱动时间，驱动图案以及驱动电压数据存储在数据存储区域1173a中。此外，驱动时间数据存储在波形时间管理寄存器1175c中。
具有八位的驱动图案分割成具有两位的每个驱动图案，并且每个具有两位的驱动图案输入到子波形产生单元1176a到1176d中。在子波形产生单元1176a到1176d中，当一个输出波形从具有两位的驱动图案中产生时，首先在具有两位的驱动图案中输出高位并且将高位输入到转换电路1160中。在单位时间过去之后，将低位输出单位时间。即，当高位的数据等于低位数据时，输出该数据波形时间。当高位数据不同于低位数据时，改变该数据半个驱动时间。
通过采用上述方法，波形信号可在比由驱动时间数据确定的驱动时间更好的时间上产生。
根据该静电激励器1600，可得到与静电激励器1100相同的效果。
图38是示出根据本发明第十六实施例的静电激励器1700中的信号流程的框图。在图38中，与图34相同功能的部分用相同的附图标记进行表示，其详细描述将省略。
在静电激励器1700中，不执行驱动电压数据的时间管理，而将驱动电压数据直接输出到升压元件上。此时，通过同步到驱动图案而准确执行时间管理是不可能的。然而，由于驱动电压数据由波形数据产生单元1171所具有的时间管理功能进行控制，因此静电激励器1700在其中驱动电压仅当序列(例如驱动状态以及待机状态)大大改变时进行控制的系统中是有效的。
尽管静电激励器以及压电激励器用作上述实施例中机电转换器的实施例，但本发明可应用到其他机电转换器上。尽管驱动时间数据，驱动图案数据，以及驱动电压数据作为波形数据引用，但本发明可使用控制其它激励器的各种类型的数据。
对于本领域的技术人员来说，很容易得到其它的益处以及变形。因此，本发明在其更宽方面并不局限于特定描述以及在此示出和描述的代表性实施例。因此，不脱离总的发明构思的精神和范围内可进行各种变形，该总的发明构思由所附的权利要求以及它们的等同来进行限定。
相关申请的交叉参考
本申请基于并且要求于2003年9月30日提交的在先日本专利申请No.2003-342227以及2003年9月30提交的No.2003-342233的优先权，其全部内容被包含在此作为参考。