波形輸出裝置及驅動裝置的製作方法
2023-09-23 05:24:25 3
專利名稱：波形輸出裝置及驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及輸出波形數據以控制執行器及電子設備如LED等的波形輸出裝置及包括波形輸出裝置的驅動裝置，尤其涉及能夠減小模塊尺寸、同時能夠降低開發成本的波形輸出裝置和驅動裝置。
背景技術：
使用波形數據控制執行器(如靜電式執行器，壓電式執行器和步進電機)和電子設備(如LED)的控制設備是公知的日本專利申請KOKAI公開號NO.8-140367)。圖6是表示執行器系統1的配置的框圖，該系統是這樣的控制裝置的例子。執行器系統1包括外部設備2(控制信號被輸入到該設備)，縮放操作單元3a到3c(操作序列存儲在這些單元中)、執行器驅動單元4a和4b、自動對焦操作單元5a和5b、開關電路6以及執行器7。
在執行器系統1中，波形數據被從其中存儲了預定多個操作序列的縮放操作單元3a到3c、執行器驅動單元4a和4b、以及自動對焦操作單元5a和5b中輸出。
圖7是表示作為控制裝置的另一個例子的執行器系統配置的框圖。執行器系統10包括接收控制信號的外部設備11、I/O接口12、程序ROM13、程序RAM14、波形輸出寄存器15、MPU16、開關電路17以及執行器18。
在執行器系統10中，預定的波形圖被從記錄在程序ROM13以及MPU16中的波形圖輸出程序中輸出。由於只通過程序ROM13不能產生未預見的驅動波形，因此從外部設備11將數據設置在程序RAM14中，並且MPU16讀取RAM數據以產生波形圖。
然而，由於不存在用於存儲驅動波形的非易失性存儲器，因此很難存儲未預見的驅動波形。為了存儲未預見的驅動波形，考慮在執行器模塊上另外裝配非易失性存儲器或者利用外部設備的非易失性存儲器來作為存儲設備。
上述的波形輸出裝置存在著以下問題。也就是說，很難在執行器模塊上裝配非易失性存儲器，因為執行器模塊的成本會變高，而且元件安裝的區域也要增大。因為為了利用外部設備的非易失性存儲器，需要有專用的通信線路來連接外部設備和執行器模塊，因此需要對外部設備進行修改，這就導致了開發成本增加的問題。而且，在其中一個外部設備驅動多個執行器的配置的情況下，對於外部設備中的每一個執行器都需要專用的通信線路，這導致了布線區域的增加的問題。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的是能夠降低產品成本，同時能夠使用波形圖生成程序來產生未預見的驅動波形。
根據本發明的實施例，為了解決上述的問題並達到以上目標，提供了波形輸出裝置，包括數據接收單元(其至少接收部分從通過數據線連接到數據接收單元的外部設備傳輸的波形圖生成程序，波形圖生成程序能夠產生輸出數據信息及輸出時間信息)；暫存設備(其暫時存儲從數據接收單元接收到的波形圖生成程序)；數據處理單元(其處理暫存設備中的波形圖生成程序以產生輸出數據信息及輸出時間信息)；以及輸出波形生成單元(其基於輸出數據信息及輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備)。
此外，根據本發明的實施例，提供了波形輸出裝置，包括數據接收單元(其接收從通過數據線連接到數據接收單元的外部設備所傳輸的輸出數據信息及輸出時間信息，輸出數據信息和輸出時間信息是基于波形圖生成程序而產生的)；輸出波形生成單元(其基於輸出數據信息及輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備)。
根據本發明的實施例，能夠使用波形圖生成程序產生未預見的驅動波形，同時能夠降低產品的成本。
圖1是表示依據本發明第一個實施例的執行器系統的示意圖；圖2是表示執行器系統的操作流程的示意圖；圖3是表示執行器系統的應用實例的示意圖；圖4是表示依據本發明第二個實施例的執行器系統的示意圖；圖5是表示執行器系統的操作流程的示意圖；圖6是表示常規執行器系統的例子的框圖；圖7是表示常規執行器系統的另一個例子的框圖。
具體實施例方式
圖1表示包括根據本發明第一實施例的波形輸出裝置60的執行器系統20。
執行系統20包括靜電式執行器40，開關電路50，波形輸出裝置60，外部設備70以及總線80。開關電路50驅動靜電式執行器40。波形輸出裝置60通過輸出波形數據到開關電路50來實現控制。外部設備70將波形圖生成程序P傳送給波形輸出裝置60。波形輸出裝置60與外部設備70通過總線80彼此連接。執行器系統20構成了內置於小型電子設備及類似裝置中的照相機模塊。
靜電式執行器40包括第一移動元件41，第二移動元件42，下定子43，上定子45以及攝像元件44。第一移動元件41具有鏡頭L1，並且在第一移動元件41上形成電極表層。第二移動元件42具有鏡頭L2，並且第二移動元件42上形成電極表層。下定子43和上定子45中設置有電極基片。圖像透過鏡頭L1和L2被聚焦到攝像元件44上。
開關電路50具有將輸入的波形信號轉換成電壓的功能，以便將電壓提供給第一移動元件41的電極表層、第二移動元件42的電極表層、下定子43的電極基片、以及上定子45的電極基片。也就是說，驅動圖案中每一位的1和0對應於提供給電極的電壓的高和低。
波形輸出裝置60包括MPU(波形數據產生單元)61、程序RAM62、控制命令寄存器63、輸出寄存器64、輸出波形產生單元65、以及I/F模塊(數據接收單元)66。波形圖生成程序P被暫存在程序RAM62中。輸出波形生成單元65將波形數據轉換成機電式轉換器元件的驅動數據。
外部設備70包括外部MPU71，程序RAM/ROM72，非易失性存儲器73、控制命令寄存器74以及I/F模塊(數據傳輸單元)75。外部MPU71確定寄存器的值或者存儲器中的數據以實現控制。波形圖生成程序P被存儲在程序RAM/ROM72中。波形圖生成程序P被存儲在非易失性存儲器73(例如快閃記憶體)中。控制命令寄存器74對來自用戶的控制信號執行映射。I/F模塊75將輸出數據轉換成通用總線的通信格式的形式的數據。
如上配置的執行器系統20依據圖2所示的操作流程來操作。當接通外部設備70時，啟動外部MPU71(步驟10)。外部MPU71通過I/F模塊75將存儲在非易失性存儲器73中的波形圖生成程序P複製到波形輸出裝置60中的程序RAM62的存儲區域中(步驟11)。然後，啟動波形輸出裝置60中的MPU61以產生波形數據(輸出數據信息及輸出時間信息)(步驟12)。
下面將闡述波形圖生成程序P。波形圖生成程序P包括程序體(用於產生波形圖的程序體)和監視程序。在程序體中，編程產生波形圖的計算過程。監視程序監視控制寄存器以及被程序體用於生成波形圖的數據。例如，存儲多個圖的各基本動作的輸出數據信息和輸出時間信息的資料庫、或者用於計算基本動作的輸出數據信息和輸出時間信息的數字數據都能夠被用作程序體用來產生波形圖的數據。
下面將詳細闡述波形圖生成程序P和程序RAM/ROM72以及非易失性存儲器73之間的關係。在波形圖生成程序P中包含的用於產生波形圖的數據片段中，對未預見的驅動波形進行響應所必需的信息被存儲在非易失性存儲器73中。而那些不是對未預見的驅動波形進行響應所必需的信息(對任意波形都通用的數據或程序)可以存儲在非易失性存儲器73中。或者，那些不是未預見的驅動波形進行響應所必需的信息可能作為ROM數據被存儲在程序RAM/ROM72中。那些主要由波形圖生成程序P使用的驅動波形數據可能被存儲在程序RAM/ROM72中的RAM數據中。
例如，在存儲有多個圖的各基本動作的輸出數據信息和輸出時間信息的資料庫的情況下，資料庫通常被存儲在非易失性存儲器73中。在用於計算基本動作的輸出數據信息和輸出時間信息的數字數據的情況下，數字數據自身或者數字數據的部分片段的變量值被存儲在非易失性存儲器73中。
波形圖生成程序P與程序RAM/ROM72以及非易失性存儲器73也可以具有以下的結構。
波形圖生成程序P中用于波形圖生成的數據的預設值(初始值)存儲在程序RAM/ROM72中的ROM區域。當用戶從外部暫時改變用于波形圖生成的數據時，預設數據被存儲在程序RAM/ROM72的RAM數據中。當用戶保存修改後的數據時，用戶將數據從RAM/ROM72複製到非易失性存儲器73。然後，用戶規定優先使用存儲器中存儲著波形圖生成程序P的哪個區域。通常，程序RAM擁有第一優先級，非易失性存儲器有第二優先級，程序ROM有為第三優先級。
根據上述規則，當用戶沒有修改波形圖且非易失性存儲器73中也不存在數據時，預設的驅動波形被輸出。當用戶沒有修改波形圖並且用戶將波形數據保存到非易失性存儲器73中時，使用存儲在非易失性存儲器73中的波形圖生成程序P。當用戶修改波形圖時，修改後的波形圖被輸出。
因此，存儲波形圖生成程序P中那些不是對未預見驅動波形進行響應所必需的信息的方法由程序配置、程序RAM/ROM72以及非易失性存儲器73的存儲容量等決定。
判定控制命令寄存器74的值是否被改變(步驟13)。當控制命令寄存器74的值被改變時，控制命令寄存器74中的寄存器數據被傳送給控制命令寄存器65(步驟14)。在這點，控制命令寄存器74的數據被外部設備70中的I/F模塊75暫時轉換(編碼)成通用通用格式，例如IIC格式，數據又被波形輸出設備60的I/F模塊66轉換(解碼)成寄存器數據格式，從而進行傳送。
另一方面，在波形輸出設備60中執行的波形圖生成程序P判定波形輸出設備60的控制命令寄存器63的值的改變(步驟20)，並且程序判定控制命令寄存器63的值是否可以被應用到驅動波形輸出命令(步驟21)。然後，在輸出寄存器64中設置波形數據(輸出數據信息和輸出時間信息)(步驟22)。
例如，當在輸出寄存器64中設置波形數據時，波形數據被輸出波形生成單元65以下方式轉換成靜電式執行器40的驅動數據。也就是說，在輸出波形生成單元65中，數模轉換是根據存儲在輸出寄存器64中的輸出數據信息來執行的，並且形成波形信號以輸出與輸出時間信息對應的驅動時間的波形信號。
例如，波形信號由12位的數據串組成，並且每一位輸出低電壓或高電壓。在高狀態中，電壓約為2.5V，並且高電壓相對於靜電式執行器40的驅動電壓而言足夠小。例如，靜電式執行器40的驅動電壓是100V。升壓裝置(未標出)是產生靜電式執行器40的驅動電壓的裝置，並且被連接到開關電路50。當輸出波形生成單元65的每一位都處於高狀態時，開關電路50輸出驅動電壓。開關電路50的輸出成為靜電式執行器40的輸出。
如上所述，根據執行器系統20，波形圖生成程序P被存儲在外部設備70的非易失性存儲器73中，當需要的時候，程序被傳輸到波形輸出設備60，並執行該程序。因此，不需要在波形輸出設備60一側提供非易失性存儲器，並且降低了產品的成本。在許多情況下，非易失性存儲器被安裝在外部設備70上，因此產品成本沒有顯著地增加。
圖3表示這樣的配置，其中從一臺外部設備70控制多個波形輸出設備60以驅動多個靜電式執行器40。每個驅動模塊K都設置有波形輸出設備60、開關電路50以及靜電式執行器40。可以通過使用總線80來縮短布線。在每個驅動模塊K中設置標識數據。外部設備70可以通過指定標識數據為被傳輸方來向任意驅動模塊傳輸數據。例如，作為被傳輸方的標識數據，從地址可以被用在IIC總線的情況下。在圖3所示的配置中，波形輸出裝置60的產品成本也可以減少。
在實施例中，已經闡述了通過I/F模塊75複製到程序RAM62存儲區的波形圖生成程序P包括用於產生波形圖的程序體以及用於監視控制寄存器及被程序體用來產生波形圖的數據的監視程序。然而，通過接口模塊75複製到程序隨機存儲器62存儲區的波形圖生成程序P通常不包括用於產生波形圖的主程序以及用於監視控制寄存器及主程序用於生成波形圖的數據的監視程序的全部。
例如，可能有一部分波形圖生成程序P通過I/F模塊75被複製到程序RAM62中，而另一部分存儲在MPU61的ROM區域中的波形圖生成程序P在複製到程序RAM62的過程中並不通過I/F模塊75。也可能是一部分波形圖生成程序P包括用於生成波形圖的程序體的一部分，而另一部分波形圖生成程序P包括用於監視控制寄存器及被程序體用來產生波形圖的數據的監視程序。
在步驟ST21中，通過在控制命令寄存器值中設置驅動方向標誌數據以及驅動波形輸出命令，也可能使對應於驅動方向的輸出寄存器64中設定的波形數據發生改變。
圖4是表示包括根據本發明第二實施例的波形輸出裝置90的執行器系統21的框圖。在圖4中，與圖1具有相同功能的部件採用相同的附圖標記來表示，並且在此不再重複它們的詳細描述。
執行器系統21包括靜電式執行器40、開關電路50、波形輸出裝置90、外部設備100以及總線80。開關電路50驅動靜電式執行器40。波形輸出裝置通過向開關電路50輸出波形數據實現控制。外部設備100將波形圖生成程序P傳送給波形輸出裝置90。波形輸出裝置90與外部設備100通過總線80相互連接。執行器系統21構成內置於小型電子設備及類似裝置中的照相機模塊。
波形輸出裝置90包括I/F模塊(數據接收單元)91、輸出寄存器92、輸出波形發生單元93。輸出波形發生單元93將波形數據轉換成機電轉換器元件的驅動數據。
外部設備100包括外部MPU101、程序RAM/ROM102、非易失性存儲器103、控制命令寄存器104、以及I/F模塊(數據發送單元)105。在解釋和執行波形圖生成程序P的過程中，外部MPU101確定寄存器值以實現控制。波形圖生成程序P被存儲在程序RAM/ROM102中。波形圖生成程序P也存儲在非易失性存儲器103(例如快閃記憶體)中。控制命令寄存器104對來自用戶的控制信號執行映射。I/F模塊105將輸出數據轉換成通用總線的通信格式形式的數據。
波形輸出設備90與外部設備100之間的輸入數據和輸出數據被I/F模塊105轉換成通用總線通信格式。例如，當外部設備100中的外部MPU101輸出波形數據的時候，I/F模塊105將寄存器數據暫時轉換成通用通信格式形式的數據，數據被波形輸出設備90中的I/F模塊91再次轉換成寄存器數據，並且將這個寄存器數據設置到輸出寄存器92中。例如，當波形數據被設置到輸出寄存器92中的時候，波形數據被輸出波形產生單元93以下面的方式轉換成靜電式執行器40的驅動數據。也就是說，在輸出波形產生單元93中，根據存儲在輸出寄存器92中的輸出數據信息來執行數模轉換，並且形成波形信號以輸出對應於輸出時間信息的驅動時間的波形信號。
例如，波形信號由12位的數據串形成，並且每一位輸出低電壓或高電壓。高電壓約為2.5V，並且相對於靜電式執行器40的驅動電壓而言足夠小。例如，靜電式執行器40的驅動電壓是100V。升壓裝置(未標出)是產生靜電式執行器40的驅動電壓的裝置，並且被連接到開關電路50。當輸出波形生成單元65的每一位都處於高狀態時，開關電路50輸出驅動電壓。開關電路50的輸出成為靜電式執行器40的輸出。
根據圖5所示的操作流程來操作如上述配置的執行器系統21。當外部設備100接通時，波形圖生成程序P被從非易失性存儲器103傳輸到外部設備100的程序RAM/ROM102的存儲區域。當傳輸完成時，啟動外部設備100的程序以產生波形數據(步驟30)。判定控制命令寄存器104的值是否改變(步驟31)，並判定控制命令寄存器104的值是否可應用於驅動波形輸出命令(步驟32)。之後，波形數據被設置於輸出寄存器中。
如上所述，根據執行器系統21，波形圖生成程序P被存儲在外部設備100的非易失性存儲器103中，波形圖被通過總線80傳輸到波形輸出裝置90，並輸出波形圖。因此沒有必要在波形輸出裝置90一側設置非易失性存儲器，並且產品成本也能夠降低。而且，也沒有必要設置作為數據處理設備的MPU，因此配置能夠得到簡化，模塊的尺寸也能夠減少。在很多情況下，諸如外部MPU101之類的數據處理設備被包括在外部設備100中，並且能夠利用數據處理設備，因此沒有必要另外改進外部設備100。
其他優點及改進對於本領域技術人員來說很容易想到。因此，從廣義上來說，本發明不只限於文中圖示及描述的具體細節以及典型實施例。因此，可以進行多種改進而不會背離權利要求書及其等價物所限定的一般發明構思的精神和範圍。
權利要求
1.波形輸出裝置，包括數據接收單元至少接收從連接到所述數據接收單元的外部設備通過數據線傳輸的波形圖生成程序的部分，所述波形圖生成程序能夠產生輸出數據信息及輸出時間信息；暫存設備暫時存儲從所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序；數據處理單元處理所述暫存設備中的波形圖生成程序，以產生所述輸出數據信息及所述輸出時間信息；以及輸出波形生成單元基於所述輸出數據信息及所述輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備。
2.根據權利要求1的波形輸出裝置，其中所述數據線為總線。
3.根據權利要求1的波形輸出裝置，其中所述數據線為集成電路(IC)總線。
4.根據權利要求1的波形輸出裝置，其中所述數據線為IIC格式的串行總線；
5.根據權利要求1的波形輸出裝置，其中用於產生波形圖的程序體被包括在通過所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序的至少一部分中。
6.根據權利要求5的波形輸出裝置，其中被所述程序體來產生波形圖的數據還被包括在通過所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序的至少一部分中。
7.根據權利要求5的波形輸出裝置，其中用於監視控制寄存器的監視程序還被包括在通過所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序的至少一部分中。
8.波形輸出裝置，包括數據接收單元接收從連接到所述數據接收單元的外部設備通過數據線傳輸的輸出數據信息和輸出時間信息，所述輸出數據信息和輸出時間信息的產生是基于波形圖生成程序的；以及輸出波形生成單元基於所述輸出數據信息和所述輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備。
9.根據權利要求8的波形輸出裝置，其中所述數據線為總線。
10.根據權利要求8的波形輸出裝置，其中所述數據線為集成電路(IC)總線。
11.根據權利要求8的波形輸出裝置，其中所述數據線為IIC格式的串行總線；
12.驅動裝置，包括數據接收單元至少接收從連接到所述數據接收單元的外部設備通過數據線傳輸的波形圖生成程序的部分，所述波形圖生成程序能夠產生輸出數據信息及輸出時間信息；暫存設備暫時存儲從所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序；數據處理單元處理所述暫存設備中的波形圖生成程序，以產生所述輸出數據信息及所述輸出時間信息；以及輸出波形生成單元基於所述輸出數據信息及所述輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備；以及電子設備通過所述數據線連接到所述輸出波形生成單元，所述電子設備為所述波形數據所驅動。
13.根據權利要求12的驅動裝置，其中所述數據線為總線。
14.根據權利要求12的驅動裝置，其中所述數據線為集成電路(IC)總線。
15.根據權利要求12的驅動裝置，其中所述數據線為IIC格式的串行總線；
16.根據權利要求12的驅動裝置，其中用於產生波形圖的程序體被包括在通過所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序的至少一部分中。
17.根據權利要求16的驅動裝置，其中被所述程序體用於產生波形圖的數據還被包括在通過所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序的至少一部分中。
18.根據權利要求16的驅動裝置，其中用於監視控制寄存器的監視程序還被包括在通過所述數據接收單元接收到的波形圖生成程序的至少一部分中。
19.驅動裝置，包括數據接收單元接收從連接到所述數據接收單元的外部設備通過數據線傳輸的輸出數據信息和輸出時間信息，所述輸出數據信息和所述輸出時間信息的產生是基于波形圖生成程序的；輸出波形生成單元基於所述輸出數據信息和所述輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備；以及電子設備通過所述數據線連接到所述輸出波形生成單元，所述電子設備為所述波形數據所驅動。
全文摘要
波形輸出裝置包括數據接收單元(至少接收部分由連接到數據接收單元的外部設備通過數據線傳輸過來的波形圖生成程序，該波形圖生成程序能夠產生輸出數據信息及輸出時間信息)，暫存設備(暫時存儲從數據接收單元接收到的波形圖生成程序)，數據處理單元(處理暫存設備中的波形圖生成程序並產生輸出數據信息及輸出時間信息)，以及輸出波形生成單元(基於輸出數據信息及輸出時間信息輸出波形數據以驅動電子設備)。
文檔編號H02P8/00GK1677829SQ20051006284
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月31日 優先權日2004年3月31日
發明者吉田充伸 申請人:株式會社東芝