CN103493511B - 用于致动器阵列的个别寻址和噪声降低的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种用于生成目标物理效应的装置，所述目标物理效应的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，所述装置包括：许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，许多静电致动器元件包括致动器元件的Nr个第一子集（R子集）和致动器元件的Nc个第二子集（C子集），其中许多致动器元件的第一划分产生Nr个第一子集（R子集），并且许多致动器元件的第二划分产生Nc个第二子集（C子集）；第一多个Nr电气连接件（R布线），其使每个R子集中的致动器元件的移动元件互连，以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的移动元件电连接到个别R子集中的所有其他致动器元件的移动元件，并且与未在个别R子集中的所有致动器元件的移动元件电隔离；第二多个Nc电气连接件（A布线），其使每个C子集中的致动器元件的第一电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第一电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第一电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；第三多个Nc电气连接件（B布线），其使每个C子集中的致动器元件的第二电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第二电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第二电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及电连接到第一、第二和第三多个电气连接件的控制器，其可操作以接收数字输入信号，以及向所述电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得移动元件的所得移动一起产生所需的物理效应。

Description

用于致动器阵列的个别寻址和噪声降低的装置和方法

共同待决的申请的引用

本发明要求2011年3月29日提交的标题为“Apparatus and methods for individualaddressing and noise reduction in actuator arrays”的美国临时申请号61/468,916，以及2010年11月26日提交的标题为“Methods for Individual Addressing and NoiseReduction in Actuator Arrays”的美国临时申请号61/417,298的优先权。

共同待决的申请也包括下列申请：

技术领域

本发明大体上涉及致动器阵列，并且更具体来说，涉及数字扬声器。

背景技术

尤其在下列公布中描述关于本发明的某些实施方案的常规技术：

例如从共同待决的已公布PCT申请WO2007/135680中已知用于生成压力波的装置和方法；例如从共同待决的已公布PCT申请WO2009/066290中已知数字扬声器设备。

也称为Σ-Δ调制和Δ-Σ调制的常规噪声整形是在Richard Schreier和Gabor C.Temes的“Understanding Delta-Sigma Data Converters”中描述。

在说明书中提到的所有公布和专利文件的公开内容，以及其中所引用的公布和专利文件的公开内容直接或间接地以引用方式并入本文。

发明内容

本发明公开的主题包括用于使用许多静电致动器元件（致动器阵列）生成物理效应的方法和装置，其中每个致动器元件包括例如如本文参照图1A至图1C所述的第一电极、第二电极和移动元件，并且其中例如如本文参照图2和图3所述，第一电极的子集、第二电极的子集以及移动元件的子集是电互连的。

本发明公开的主题的某些方面为“驱动方案”，即，用于通过向第一电极的各电互连子集、第二电极的各电互连子集以及移动元件的各电互连子集施加电压的预定有限集中的一个，促使一个或多个经选择的移动元件移动同时防止其他（未经选择的）移动元件移动的方法和装置。根据本发明的一些方面，最小化由驱动方案使用的不同驱动电压的数量，和/或驱动电压的量值，因此促进装置的具成本效益的实施。根据本发明的其他方面，增加每时间单位用于启动移动元件移动的机会数量，因此增加装置的时间分辨率，促进更准确地生成所需的物理效应。

本发明公开的主题的另一方面为“初始化”，即，一种用于只使用已由例如如图13中所示的驱动方案采用的驱动电压（即，不需要额外电压）使致动器阵列内的所有移动元件进入已知、有用的起始位置的方法。

根据本发明公开的主题的更进一步的方面，一种包括致动器阵列和控制器的装置（例如，如图14中所示）操作成其模拟输出为例如可听音的物理效应的一种类型的数字-模拟转换器。控制器可以向与致动时钟同步的第一电极的各电互连子集、第二电极的各电互连子集以及移动元件的各电互连子集施加驱动电压，致动时钟的频率可以不同于向控制器取样数字输入信号所用的频率。

本发明公开的主题的其他方面为“元件选择方法”，即，例如如图15至图23中所示用于使致动时钟的每个周期期间在特定位置中或在特定方向上移动的移动元件的数量，充分接近实现准确产生所需的物理效应的期望值的方法。

本发明公开的主题的更进一步的方面为用于整形所产生的物理效应中可能出现的不同类型的噪声的频谱的方法，这些噪声包括：起因于由每个致动器元件产生的物理效应的量值差的失配噪声；起因于在特定条件下元件选择方法无法使在特定位置中或在特定方向上移动的移动元件的数量精确等于期望值的寻址噪声；以及起因于所述致动器阵列中的致动器元件的数量小于数字输入信号可能假定的可能值的数量的量化噪声。

应了解，本文所示和所述的任何或所有的计算步骤可以实施为例如在专用集成电路(ASIC)中的专用电子电路，或使用例如现场可编程门阵列(FPGA)的可重新配置电路来实施，或可以用例如在微控制器、数字信号处理器(DSP)或其他类型的微处理器上运行的软件来实施。

上述设备可以通过任何常规有线或无线数字通信手段而通信，例如，通过有线或蜂窝电话网络或计算机网络（例如，互联网）。

根据本发明的某些实施方案，本发明的装置可以包括机器可读存储器，其含有或以其他方式存储指令程序，当由机器执行时，所述指令程序实施本文所示和所述的本发明的一些或所有的装置、方法、特征和功能性。替代地或另外，根据本发明的某些实施方案，本发明的装置可以包括如上可以用任何常规程序设计语言写入的程序，以及任选地用于执行程序的机器，例如（但不限于）可以任选地根据本发明的教导配置或激活的通用计算机。本文并入的任何教导可以在任何情况下对表示物理对象或物质的信号适合的操作。

在下一节中详细地描述上文提到的实施方案和其他实施方案。

在文本或图式中出现的任何商标为其所有者的财产并且在本文中仅仅是为了解释或说明可以如何实施本发明的实施方案的一个实例。

除非另有特别叙述，如从下列论述中显而易见，应了解贯穿整个说明书论述，使用例如“处理”、“计算”、“估计”、“选择”、“排序”、“分级”、“演算”、“确定”、“生成”、“重新评估”、“分类”、“生成”、“产生”、“立体匹配”、“登记”、“检测”、“联合”、“叠加”、“获得”等的术语指的是计算机或计算系统，或处理器或类似的电子计算设备的动作和/或过程，这些设备操纵表示成计算系统的寄存器和/或存储器内的物理（例如，电子）量的数据，和/或将这些数据变换成类似地表示成计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储器、传输或显示设备内的物理量的其他数据。术语“计算机”应该被广泛解释为覆盖具有数据处理能力的任何种类的电子设备，通过非限制性实例，这些电子设备包括个人计算机、服务器、计算系统、通信设备、处理器（例如，数字信号处理器(DSP)、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等）和其他电子计算设备。

本文单独列出的元件不需要是不同的组件，并且替代地可能是相同的结构。

附图说明

在下列图式中说明本发明的某些实施方案：

图1A至图1C为根据本发明的某些实施方案的可用于形成致动器阵列的一种类型的双面静电致动器元件的横截面图。

图2至图4为根据本发明的某些实施方案的致动器阵列的简化示意图。

图5至图7图示全部根据本发明的某些实施方案的驱动方案，各种致动器阵列可以根据这些驱动方案来操作。

图8、图11和图12为可用于理解本发明的某些实施方案的表。

图9和图13为可用于理解本发明的某些实施方案的曲线图。

图10为根据本发明的某些实施方案建构和操作的致动器阵列的简化表示。

图14为根据本发明的某些实施方案控制由此建构和操作的控制器和致动器阵列的简化方框图。

图15至图23为根据本发明的某些实施方案操作的一起形成元件选择方法的过程的简化流程图。

图24至图26为全部根据本发明的某些实施方案的处于各种位置的致动器阵列（例如，在交换程序后）的简化表示。

图27至图29为根据本发明的某些实施方案控制由此完全建构和操作的控制器和致动器阵列的简化方框图。

可以用各种形式实施本文描述和说明的计算组件，例如，作为硬件电路，例如（但不限于）定制VLSI电路或门阵列或可编程硬件设备（例如（但不限于）FPGA、微控制器或数字信号处理器(DSPs)），或作为存储在至少一个无形的计算机可读介质上和由至少一个处理器执行的软件程序代码，或上述任何适合的组合。特定功能的组件可以由一个特定软件代码序列，或多个这样的软件代码序列形成，软件代码序列共同操作或运转或如本文参照所述的功能组件描述操作。例如，组件可以分布在几个代码序列上，例如（但不限于）对象、过程、函数、例行程序和程序，并且可以来源于通常协同操作的几个计算机文件。

数据可以存储于存储在一个或多个不同位置的一个或多个无形的计算机可读介质、不同网络节点或在单个节点或位置的不同存储设备上。

具体实施方式

根据本发明的某些实施方案，例如，如本文参照图2所示和所述，本文提供一种用于生成目标物理效应的装置，目标物理效应的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，装置包括：

许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，许多静电致动器元件包括致动器元件的Nr个第一子集（R子集）和致动器元件的Nc个第二子集（C子集），其中许多致动器元件的第一划分产生Nr个第一子集（R子集），并且许多致动器元件的第二划分产生Nc个第二子集（C子集）；

第一多个Nr电气连接件（R布线），其使每个R子集中的致动器元件的移动元件互连，以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的移动元件电连接到个别R子集中的所有其他致动器元件的移动元件，并且与未在个别R子集中的所有致动器元件的移动元件电隔离；

第二多个Nc电气连接件（A布线），其使每个C子集中的致动器元件的第一电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第一电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第一电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；

第三多个Nc电气连接件（B布线），其使每个C子集中的致动器元件的第二电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第二电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第二电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及

电连接到第一、第二和第三多个电气连接件的控制器，其可操作以接收数字输入信号，以及向电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得移动元件的所得移动一起产生所需的物理效应。

应了解，R子集可以具有（但不需要全部具有）相同数量的元件。这对于C子集而言同样如此。R子集可以或不可以与所有C子集相交。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图2所示和所述，控制器可操作以根据数字输入信号确定用于分别施加到第一多个Nr电气连接件（R布线）的Nr元组的电势、用于分别施加到第二多个Nc电气连接件（A布线）的第一Nc元组的电势，以及用于分别施加到第三多个Nc电气连接件(B布线）的第二Nc元组的电势。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图2和图14所示和所述，控制器确定Nr元组、第一Nc元组和第二Nc元组，以使得这些电势到第一、第二和第三多个电气连接件的施加分别使许多致动器元件的移动元件产生对应于数字输入信号的至少一个特性的物理效应。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图1b至图1c所示和所述，每个移动元件响应于控制器施加的电势而可操作以从与第二电极相比更接近第一电极的第一极限位置，移动到与第一电极相比更接近第二电极的第二极限位置，并且返回。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图2至图3所示和所述，致动器元件的第一子集的任何个别子集与致动器元件的第二子集的任何个别子集的交点全部包括一致数量的致动器元件（1个或多个）。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图4至图8和图10至图12所示和所述，电势的预定有限集包括电势值的第一有限集和第二有限集，Nr元组的电势选自电势值的第一有限集；并且第一Nc元组的电势和第二Nc元组的电势选自电势值的第二有限集。电势值的第一有限集和第二有限集的至少一个成员可为零（接地）。电势值的第一有限集和第二有限集中的每个可以包括为零（接地）的成员。电势值的第一有限集和第二有限集中的至少一个可以精确具有两个值。电势值的第一有限集和第二有限集二者可以精确具有两个值。电势值的第一有限集和第二有限集中的至少一个可以精确具有三个值。电势值的第一有限集的至少一个成员可以等于电势值的第二有限集的至少一个成员。电势值的第一有限集的至少一个成员可以为电势值的第二有限集的至少一个成员的值的两倍。相对于电势值的第二有限集的至少一个成员，电势值的第一有限集的至少一个成员可以在量值上相等并且在极性上相反。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图2和图14所示和所述，控制器可操作以分别向第一、第二和第三多个电气连接件的每个成员周期性施加电势的预定有限集中的一个，控制器可操作以根据数字输入信号周期性确定用于分别周期性施加到第一多个电气连接件（R布线）的Nr个成员的Nr元组的电势、用于分别周期性施加到第二多个电气连接件（A布线）的Nc个成员的第一Nc元组的电势，以及用于分别周期性施加到第三多个电气连接件（B布线）的Nc个成员的第二Nc元组的电势。Nr元组的电势、第一Nc元组的电势以及第二Nc元组的电势的施加可以与致动时钟同步，以使得每隔一致动时钟周期，周期性并且同时地将Nr元组的电势施加到第一多个Nr电气连接件（R布线）、将第一Nc元组的电势施加到第二多个Nc电气连接件（R布线），并且将第二Nc元组的电势施加到第三多个Nc电气连接件（B布线）达致动时钟周期的持续时间。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图1b至图1c所示和所述，每个移动元件响应于控制器施加的电势而可操作以从与第二电极相比更接近第一电极的第一极限位置，移动到与第一电极相比更接近第二电极的第二极限位置，并且返回，并且其中此类移动是在单个致动时钟周期内完成。例如如本文参照图9所述，每个移动元件可以响应于控制器施加的电势而可操作以从与第二电极相比更接近第一电极的第一极限位置，移动到与第一电极相比更接近第二电极的第二极限位置，并且返回，并且其中此类移动是在k个致动时钟周期内完成，其中k为正整数，例如，2（例如，图9、图10）或更大。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图2所示和所述，提供一种用于制造用于生成物理效应的装置的制造方法，物理效应的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，方法包括：

提供许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，提供包括界定：

许多致动器元件成Nr个第一子集（R子集）的第一划分；以及

许多致动器元件成Nc个第二子集（C子集）的第二划分；

通过第一多个Nr电气连接件（R布线）使每个R子集中的致动器元件的移动元件互连，以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的移动元件电连接到个别R子集中的所有其他致动器元件的移动元件，并且与未在个别R子集中的所有致动器元件的移动元件电隔离；

通过第二多个Nc电气连接件（A布线）使每个C子集中的致动器元件的第一电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第一电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第一电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；

通过第三多个Nc电气连接件（B布线）使每个C子集中的致动器元件的第二电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第二电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第二电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及

提供电连接到第一、第二和第三多个电气连接件的控制器，控制器可操作以接收数字输入信号，以及向电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得移动元件的所得移动一起产生所需的物理效应。

例如，如本文参照图10、图24所述，每个移动元件可以响应于控制器施加的电势而可操作以从与第二电极相比更接近第一电极的第一极限位置，移动到与第一电极相比更接近第二电极的第二极限位置，并且返回，

并且其中，在单个致动时钟周期期间，许多移动元件中的一些离开其极限位置中的一个并且尚未达到其极限位置中的另一个，并且许多移动元件中的其他移动元件在单个致动时钟周期之前的致动时钟周期期间，在离开其极限位置中的一个之后到达其极限位置中的另一个。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图14所示和所述，提供一种用于生成物理效应的方法，物理效应的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，方法包括：

提供许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，许多静电致动器元件包括致动器元件的Nr个第一子集（R子集）和致动器元件的Nc个第二子集（C子集），其中许多致动器元件的第一划分产生Nr个第一子集（R子集），并且许多致动器元件的第二划分产生Nc个第二子集（C子集）；

提供使每个R子集中的致动器元件的移动元件互连的第一多个Nr电气连接件（R布线），以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的移动元件电连接到个别R子集中的所有其他致动器元件的移动元件，并且与未在个别R子集中的所有致动器元件的移动元件电隔离；

提供使每个C子集中的致动器元件的第一电极互连的第二多个Nc电气连接件（A布线），以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第一电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第一电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；

提供使每个C子集中的致动器元件的第二电极互连的第三多个Nc电气连接件（B布线），以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的第二电极电连接到个别C子集中的所有其他致动器元件的第二电极，并且与未在个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及

使用电连接到第一、第二和第三多个电气连接件的控制器来接收数字输入信号，以及向电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得移动元件的所得移动一起产生所需的物理效应。

物理效应可以是定义下列属性的声音：音量；以及音高；其中数字输入信号具有下列特性：振幅；以及频率；并且其中数字输入信号的振幅对应于声音的音量，并且数字输入信号的频率对应于声音的音高。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图16所示和所述，移动元件响应于控制器施加的电势而可操作以从与第二电极相比更接近第一电极的第一极限位置，移动到与第一电极相比更接近第二电极的第二极限位置，并且返回；

并且其中，每隔一致动时钟周期，控制器可操作以计算net_moves数量，所述net_moves数量的特征为：在此个别时钟周期期间，如果m1个移动元件是从第一极限位置释放并且m2个移动元件是从第二极限位置释放，并且m2-m1=net_moves，那么在个别时钟周期期间产生物理效应。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图15至图23所示和所述，控制器另外可操作以每隔一时钟周期确定有效施加的电势，当分别施加到第一多个Nr电气连接件（R布线）、第二多个Nc电气连接件（A布线），以及第三多个Nc电气连接件（B布线）时，这些有效施加的电势可操作以实现：

●从第一极限位置释放k1个移动元件

●从第二极限位置释放k2个移动元件

以使得k1-k2足够接近net_moves以出于给定应用的目的而产生充分紧密地类似目标物理效应的物理效应。

在每个致动时钟周期下，可以通过从极限位置中的至少一个中释放零个元件而最小化从两个极限位置释放的移动元件的总数量。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图24所示和所述，在每个致动时钟周期下，除非存在k1-k2较接近net_moves的较高总数量，否则最小化从两个极限位置释放的移动元件的总数量。通常，在每个致动时钟周期下，如果net_moves为正或零：k1=2×net_moves并且k2=net_moves。通常，如果net_moves为负：k1=net_moves并且k2=2×net_moves。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图15至图23所示和所述，在单个致动时钟周期期间，许多移动元件中的一些离开其极限位置中的一个并且尚未达到其极限位置中的另一个，并且许多移动元件中的其他移动元件在单个致动时钟周期之前的致动时钟周期期间，在离开其极限位置中的一个之后到达其极限位置中的另一个，并且控制器选择有效施加的电势以确保在单个致动时钟周期之前已从其极限位置中的一个释放的任何移动元件在适当的时钟周期期间到达相对极限位置。

每个移动元件可以响应于控制器施加的电势而可操作以从与第二电极相比更接近第一电极的第一极限位置，移动到与第一电极相比更接近第二电极的第二极限位置，并且返回，并且其中此类移动是在k个致动时钟周期内完成，其中k为正整数。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图4至图7、图10和图24所示和所述：

●每个R子集包括Nc个移动元件

●每个C子集包括Nr个移动元件

●将R布线任意地、连续地或以其他方式编号为0至Nr-1，由此界定其排序。应了解，本文使用的编号不包括经编号的任何元件的任何物理标记。

●将A布线和B布线任意地、连续地或以其他方式编号为0至Nc-1，由此界定其排序。

●移动元件经编号以使得每个移动元件具有数字：Nr×C子集数字+R子集数字。

控制器可以选择有效施加的电势以使得在每个致动时钟周期下，当前处于A位置中的所有移动元件的数字形成连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也形成连续回绕序列。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图24所示和所述，控制器选择有效施加的电势以使得在每个致动时钟周期下，除非存在k1-k2较接近net_moves的其他有效施加的电势，否则当前处于A位置中的所有移动元件的数字形成单个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也形成单个连续回绕序列。在任何致动时钟周期下，在当前处于A位置中的所有移动元件的数字和当前处于B位置中的所有移动元件的数字各自未形成单个连续回绕序列时，控制器可以选择有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，当前处于A位置中的所有移动元件的数字再次形成单个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也再次形成单个连续回绕序列。在任何致动时钟周期下，在当前处于A位置中的所有移动元件的数字和当前处于B位置中的所有移动元件的数字各自未形成单个连续回绕序列时，控制器可以选择有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，除非存在k1-k2较接近net_moves的其他有效施加的电势，否则当前处于A位置中的所有移动元件的数字再次形成单个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也再次形成单个连续回绕序列。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图24所示和所述，控制器可以选择有效施加的电势，以使得在每个致动时钟周期下，当前处于A位置中的所有移动元件的数字形成S个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也形成S个连续回绕序列，其中S为正整数。控制器可以选择有效施加的电势，以使得在每个致动时钟周期下，除非存在k1-k2较接近net-moves的其他有效施加的电势，否则当前处于A位置中的所有移动元件的数字形成S个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也形成S个连续回绕序列，其中S为正整数。在任何致动时钟周期下，在当前处于A位置中的所有移动元件的数字和当前处于B位置中的所有移动元件的数字各自形成多于S个连续回绕序列时，控制器可以选择有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，当前处于A位置中的所有移动元件的数字再次只形成S个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也再次只形成S个连续回绕序列。在任何致动时钟周期下，在当前处于A位置中的所有移动元件的数字和当前处于B位置中的所有移动元件的数字各自形成多于S个连续回绕序列时，控制器可以选择有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，除非存在k1-k2较接近net-moves的其他有效施加的电势，否则当前处于A位置中的所有移动元件的数字再次只形成S个连续回绕序列，并且当前处于B位置中的所有移动元件的数字也再次只形成S个连续回绕序列。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图15至图23所示和所述，控制器选择有效施加的电势，以使得在任何致动时钟周期期间从第一极限位置释放的任何移动元件的数字立即跟随从第一极限位置最近释放的那些移动元件的数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。控制器可以选择有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2较接近net-moves的其他有效施加的电势，否则在任何致动时钟周期期间从第一极限位置释放的任何移动元件的数字立即跟随从第一极限位置最近释放的那些移动元件的数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。控制器可以另外选择有效施加的电势，以使得在任何致动时钟周期期间从第二极限位置释放的任何移动元件的数字也立即跟随从第二极限位置最近释放的那些移动元件的数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。控制器可以另外选择有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2较接近net-moves的其他有效施加的电势，否则在任何致动时钟周期期间从第二极限位置释放的任何移动元件的数字也立即跟随从第二极限位置最近释放的那些移动元件的数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。控制器可以选择有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2较接近net-moves的其他有效施加的电势，否则在相同的致动时钟周期期间从第一极限位置释放的所有移动元件全部处于单个第一C子集中。控制器可以另外选择有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2较接近net-moves的其他有效施加的电势，否则在相同的致动时钟周期期间从第二极限位置释放的所有移动元件全部处于单个第二C子集中。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图14所示和所述，除元件选择功能性之外，控制器包括定标器、可以或不可以使用抖动的量化器、至少一个电平移动器、低通滤波器和取样率转换器的一些或全部。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图13所示和所述，在没有施加到第一多个Nr电气连接件、第二多个Nc电气连接件以及第三多个Nc电气连接件的任何电势的情况下，例如，当装置断电时，移动元件可以返回到位于第一极限位置与第二极限位置之间的静止位置，并且控制器另外包括用于使移动元件中的一个或多个从其静止位置移动到第一极限位置和第二极限位置中的一个的构件。控制器可以操作以同时使致动器阵列内的所有移动元件从其静止位置移动到第一极限位置和第二极限位置中的一个。

控制器可以操作以使移动元件中的一些从其静止位置移动到第一极限位置，并且同时使移动元件中的其他移动元件从其静止位置移动到第二极限位置。

控制器可以使用电势的单个预定有限集而实现移动元件从其静止位置移动到第一极限位置和第二极限位置中的一个，并且实现移动元件在其第一极限位置与第二极限位置之间移动。电势之间的差在量值上可能不足以使移动元件从其静止位置处的平衡态直接移动到极限位置中的一个。控制器可以通过向第一多个Nr电气连接件、第二多个Nc电气连接件以及第三多个Nc电气连接件的一个或多个成员施加预定序列的电势，实现移动元件从其静止位置移动到第一极限位置和第二极限位置中的一个。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图13所示和所述，预定序列可以包括：第一部分，其中控制器重复地改变施加到第一多个Nr电气连接件、第二多个Nc电气连接件以及第三多个Nc电气连接件的成员的电势中的一个或多个，以使得一个或多个电势的这些变化引起移动元件以其机械共振频率在其静止位置周围振荡；以及第二部分，其中控制器将电势的集合施加到第一多个Nr电气连接件、第二多个Nc电气连接件以及第三多个Nc电气连接件的成员，电势的集合会最大化将每个移动元件吸引朝向待移动的极限位置的静电力。控制器可以操作以定时在某一时间点下将发生的从第一部分到第二部分的转变，在这个时间点中，与接近相对极限位置相比，移动元件中的每个更接近其待移动的极限位置。在第一部分期间的一个或多个电势的变化可以在某一频率下周期性发生，这个频率为移动元件的机械共振频率的两倍。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图27所示和所述，在一个或多个致动时钟周期期间，寻址噪声起因于k1-k2与net_moves之间的非零差（寻址误差），寻址噪声具有频谱，其中控制器包括寻址噪声整形环路，其可操作以整形寻址噪声的频谱，以使得寻址噪声能量在所关注的频带内减少并且在所关注的频带外增加。噪声整形环路可以具有环路滤波器，其具有脉冲响应并且接收寻址噪声，以使得根据由脉冲响应确定的寻址噪声转移函数整形寻址噪声的频谱。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图29所示和所述，量化噪声起因于致动器阵列中的致动器元件的数量小于数字输入信号可能假定的可能值的数量，量化噪声具有频谱，并且控制器包括量化噪声整形环路，其可操作以整形量化噪声的频谱，以使得量化噪声能量在所关注的频带内减少并且在所关注的频带外增加。噪声整形环路可以具有环路滤波器，其具有脉冲响应并且接收量化噪声，以使得根据由脉冲响应确定的量化噪声转移函数整形量化噪声的频谱。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图28所示和所述，控制器包括噪声整形环路，其可操作以整形寻址噪声和量化噪声的频谱，以使得寻址噪声能量和量化噪声能量在所关注的频带内减少并且在所关注的频带外增加。噪声整形环路可以具有单个环路滤波器，其具有单个脉冲响应并且接收寻址噪声与量化噪声的总和，以使得根据由单个脉冲响应确定的单个噪声转移函数整形寻址噪声和量化噪声二者的频谱。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图29所示和所述，在一个或多个致动时钟周期期间，寻址噪声起因于k1-k2与net_moves之间的非零差（寻址误差），寻址噪声具有寻址噪声频谱，并且装置也遭受起因于致动器阵列中的致动器元件的数量小于数字输入信号可能假定的可能值的数量的量化噪声，量化噪声具有量化噪声频谱，并且控制器包括可操作以整形寻址噪声的频谱的寻址噪声整形环路，以及可操作以整形量化噪声的频谱的量化噪声整形环路，以使得寻址噪声能量和量化噪声能量在所关注的各自频带内减少并且在所关注的频带外增加。寻址噪声整形环路可以具有第一环路滤波器，第一环路滤波器具有第一脉冲响应并且接收寻址噪声，并且量化噪声整形环路可以具有第二环路滤波器，第二环路滤波器具有第二脉冲响应并且接收量化噪声，以使得根据由第一脉冲响应确定的第一噪声转移函数整形寻址噪声的频谱，并且根据由第二脉冲响应确定的第二噪声转移函数整形量化噪声的频谱。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图13所示和所述，第二部分的持续时间至少为移动元件的机械共振周期(Tres)的一半。电势的集合可以选自电势的预定有限集中，并且在第二部分期间未变化。

根据某些实施方案，例如，如本文参照图24所示和所述，控制器在每个致动时钟周期下生成：

控制施加到R布线R0至R(Nr-l)中的每个的电势的Nr个R信号r0至r(Nr-l)；

控制施加到A布线A0至A(Nc-l)中的每个的电势的Nc个A信号a0至a(Nc-l)；以及

控制施加到B布线B0至B(Nc-l)中的每个的电势的Nc个B信号b0至b(Nc-l)。

R信号至R布线的分配、A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配可以是固定的，例如以使得：

R信号r0至r(Nr-l)中的每个总是控制相同的R布线；

A信号a0至a(Nc-l)中的每个总是控制相同的A布线；

并且B信号b0至b(Nc-l)中的每个总是控制相同的B布线。

任选地，控制器在装置的操作期间改变R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配。

R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配的变化可以周期性发生。

R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配的变化可以与致动时钟同时发生。

R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配的变化可以改变移动元件随后从极限位置中的一个中释放的顺序。

R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配的变化可以整形起因于由每个致动器元件产生的物理效应的量值差的失配噪声的频谱，以使得由装置产生的物理效应整体上更紧密地类似目标物理效应。失配噪声的频谱的整形可以例如包括减少失配噪声的频谱中的峰值的量值。

通常，R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配的变化不会导致施加到R布线、A布线和B布线的电势中的任一个的任何直接变化。

通常，R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配的变化不会导致致动器阵列内的任何移动元件的位置的任何直接变化。

术语“直接”指的是与R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配中发生变化实质上同时发生。

R信号至R布线的分配的变化可以包括交换两个R信号，以使得先前由第一R信号控制的第一R布线变成由第二R信号控制，并且先前由第二R信号控制的第二R布线变成由第一R信号控制。

控制器可以操作以识别可交换的R信号的集合，并且在可交换的R信号的集合中的至少一个具有多于一个成员时，控制器确定R信号至R布线的新分配。

控制器可以操作以识别可交换的R信号的集合，以使得对于可交换的R信号的集合内的任何特定R信号而言，其R布线当前由特定R信号控制的R子集中的移动元件，以及其R布线当前由可交换的R信号的相同集合内的另一R信号控制的所有R子集中的移动元件都处于相同位置中并且（如果在移动中）在相同方向上移动。

控制器可以操作以识别可交换的R信号的集合，以使得对于可交换的R信号的集合内的任何特定R信号，并且对于从0到（并且包括）Nc-1的任何数字i而言，C子集i和其R布线当前由特定R信号控制的R子集的交点处的移动元件，处于与C子集i和其R布线当前由可交换的R信号的相同集合内的R信号的任何其他R信号控制的任何其他R子集的交点处的移动元件相同的位置中并且（如果在移动中）在相同方向上移动。

控制器可以使用用于确定R信号至R布线的新分配的伪随机数生成器。

A信号至A布线和B信号至B布线的分配的变化可以包括交换两个A信号和各自B信号，例如以使得先前分别由第一A信号和第一B信号控制的第一A布线和第一B布线变成分别由第二A信号和第二B信号控制，并且先前分别由第二A信号和第二B信号控制的第二A布线和第二B布线变成分别由第一A信号和第一B信号控制。

控制器可以操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，并且在可交换的A信号和各自B信号的集合中的至少一个具有多于一个成员时，控制器确定A信号至A布线以及各自B信号至B布线的新分配。

控制器可以操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，以使得对于可交换的A信号和各自B信号的集合内的任何特定A信号和特定B信号而言，其A布线和B布线当前分别由特定A信号和特定B信号控制的C子集中的移动元件，以及其A布线和B布线当前由可交换的A信号和各自B信号的相同集合内的另一A信号和其各自B信号控制的所有C子集中的移动元件，都处于相同位置中并且（如果在移动中）在相同方向上移动。

控制器可以操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，以使得对于可交换的A信号和各自B信号的集合内的任何特定A信号和特定B信号，并且对于从0到（并且包括）Nr-1的任何数字i而言，R子集i和其A布线和B布线当前分别由特定A信号和特定B信号控制的C子集的交点处的移动元件，处于与R子集i和其A布线和B布线当前由可交换的A信号和各自B信号的相同集合内的A信号中的一个和其各自B信号控制的任何其他C子集的交点处的移动元件相同的位置中并且（如果在移动中）在相同方向上移动。

控制器可以使用用于确定A信号至A布线以及各自B信号至B布线的新分配的伪随机数生成器。

控制器可以操作以识别可交换的R信号的集合，以使得对于可交换的R信号的集合内的每个特定R信号而言，当前施加到由所述特定R信号控制的R布线的电势与当前施加到由可交换的R信号的相同集合内的任何其他R信号控制的任何R布线的电势相同。

控制器可以操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，以使得对于可交换的A信号和各自B信号的集合内的每个特定A信号和各自B信号而言，当前施加到由所述特定A信号和各自B信号控制的A布线和各自B布线的电势，与当前施加到由可交换的A信号和各自B信号的相同集合内的任何其他A信号和各自B信号控制的任何A布线和各自B布线的电势相同。

术语“当前”意图包括下列时间下的发生：

●在控制器确实“识别”可交换的集合时；或

●在控制器确实“识别”可交换的集合的致动时钟周期期间；或

●在当前致动时钟周期期间。

现在参考图1A至图1C，其为可以应用本发明的一种类型的双面静电致动器元件的横截面图。致动器元件包括移动元件120，其通过适合的轴承150（例如，挠曲件或弹簧）而机械连接到致动器元件的固定部分。轴承150界定移动元件120可以沿其行进的轴125，防止移动元件120在其他方向上行进，并且界定移动元件120的静止位置。致动器元件进一步包括下文也分别称为“A电极”和“B电极”的两个电极130和140，这两个电极安置在移动元件120的相对侧上。移动元件120通过间隔件180和间隔件190而与电极130和电极140分开。凹座210和凹座220分别形成在各自面向移动元件120的电极130和电极140的表面上。

图1A示出处于静止位置中的移动元件120，其中在移动元件120与电极130和电极140中的任一个之间未施加电压。

在移动元件与任一电极之间施加电压产生将移动元件吸引朝向电极的静电力，静电力的量值与所施加的电压的量值成比例，并且与移动元件120的面向表面与各自电极之间的分隔距离的平方成反比例。同时，移动元件120远离其静止位置的任何移动会使轴承150在移动元件120上施加将移动元件120朝向其静止位置拉回的弹簧力。移动元件120也可能受其他力影响，例如，可能自然出现或出于例如改善长期可靠性的实际原因而有意引入的阻尼力或摩擦力。然而，此类额外力并非为本发明的目的所必需。移动元件120可以到达作用于其上的所有力的总和为零的平衡位置，或可以如在图1B和图1C下所述将移动元件120闩锁。

图1B示出尽可能接近A电极130并且尽可能远离B电极140地将移动元件120闩锁在第一极限位置（下文也称为“A位置”）中。通常，移动元件120到达这个位置是由于在A电极130与移动元件120之间施加电压V_A，产生静电力（下文也称为“A力”）将移动元件120吸引朝向A电极130的结果。随着移动元件120接近A电极130，A力与移动元件120的面向表面与电极130之间的分隔距离的平方成反比例增加，而将移动元件120朝向其静止位置拉回的弹簧力与移动元件120离其静止位置的偏差成比例增加。取决于轴承150的弹簧常数和V_A的范围，沿轴125可能存在临界点，其中A力与弹簧力相等并且移动元件120朝向A电极130的任何进一步行进会造成A力比弹簧力更快速地增长。如果移动元件120恰好轻微移动超过这个临界点，并且假定V_A保持恒定，那么力的平衡使移动元件120朝向A电极130加速直到移动元件120与凹座210接触——下文称为“闩锁”的过程。在闩锁后，足以将移动元件120保持在这个位置中的V_A的量值（下文称为“保持电压”）小于足以达成将移动元件120闩锁到A位置中的V_A的量值（下文称为“闩锁电压”）。

当将移动元件120闩锁在A位置中并且在B电极140与移动元件120之间施加第二电压V_B时，起因于V_B的静电力在量值上显著小于起因于相同量值的V_A的A力。因此，非零V_B的存在只轻微增加足以使移动元件120保持闩锁在A位置中的保持电压的量值。

如果V_A随后下降低于保持电压，那么A力在量值上变得小于弹簧力，从而造成移动元件120移动远离A位置并且朝向其静止位置——下文称为“释放”的过程。在V_A和V_B等于零的情况下，移动元件120然后以其振荡频率（下文也称为其“机械共振频率”）在其静止位置周围振荡，振荡频率主要由移动元件120的质量和轴承150的弹簧常数（忽略阻尼），以及由于摩擦、空气阻尼或其他能量损耗而逐渐减少的振荡的振幅来确定。或者，在存在足够量值的非零V_B时，将移动元件120尽可能接近B电极140并且尽可能远离A电极130地闩锁到第二极限位置（下文也称为“B位置”）中。

根据本发明的一个实施方案，控制器可以调整V_A和V_B以使得移动元件120总是在A位置或B位置中，或在这些两个位置之间转变；即，在正常操作期间，移动元件120决不会停留在其静止位置中或除两个极限位置之外的任何其他位置中。

当移动元件120在两个极限位置之间的转变期间到达其静止位置时，移动元件120具有相对于电极130和电极140的非零动能和线速度并且因此继续朝向其新极限位置行进直到其动能被轴承150吸收。由于从较接近其新极限位置的位置闩锁移动元件120比在其静止位置将移动元件120从平衡态闩锁到相同极限位置中需要更低的静电力，故用于在极限位置间转变的闩锁电压小于用于从静止处闩锁的闩锁电压。

凹座210的目的是维持气隙240，由此允许空气比不具有气隙的情况更容易地流过电极130中的孔270并且流入移动元件120与第一电极130之间的空间中，由此促进移动元件120从A位置更快速地释放。如果凹座210包括电绝缘材料，那么凹座210也可以用来使移动元件120与电极130绝缘。如果凹座210包括导电材料，那么可以使用一些其他手段的电绝缘，例如，用电绝缘材料涂布移动元件120和电极130中的至少一个。

图1C示出尽可能接近电极140并且尽可能远离电极130地将移动元件120闩锁在B位置中。颠倒A电极130和B电极140的角色、V_A和V_B的角色以及A力和B力的角色后，可以用与上文在图1B下所述的方式类似的方式达成将移动元件120闩锁到B位置中和从B位置释放。凹座220和气隙250的功能与上述凹座210和气隙240的功能类似。在某些实施方案中，致动器元件的几何形状绕移动元件120的平面实质上对称，这导致B位置的保持电压和闩锁电压实质上等于A位置的保持电压和闩锁电压。或者，致动器元件的几何形状可以是不对称的；例如，间隔件180和间隔件190可以在厚度上不同，这导致A位置和B位置分别有两个不同的闩锁电压；和/或凹座210和凹座220可以在高度上不同，这导致两个不同的保持电压。

用于生产如图1A至图1C中所示的致动器元件和紧密相关类型的致动器元件的适合材料和制造技术在2011年9月15日公布并且共同拥有的WO2011/111042（“Electrostatic Parallel Plate Actuators Whose Moving Elements Are Driven Only ByElectrostatic Force and Methods Useful in Conjunction Therewith”）中论述。

本发明并不取决于任何特定材料或制造技术。

应了解，由于无论电压V_A和电压V_B的极性是什么，两个静电力是相同的，故这些电压的极性可以在不影响致动器元件的操作的情况下颠倒。

本文所示和所述的设备相对于水平面的定向不需要如图所示。例如，图1A至图1C的装置可以被安置以使得各层如图所示为水平，或可以例如被安置以使得各层为垂直。此外，在需要时，可以将装置放置在其侧面上或可以将其反转，以使得电极层140在移动元件120的顶部上，而且不反之亦然。根据某些实施方案，由于由轴承150施加在移动元件上的力以及由电极或多个电极生成的静电力比重力大许多数量级，故重力可忽略。

由于本发明的装置通常在空气中操作，故本文使用的术语“气隙”仅为举例而言，然而，这无需总是如此，或者例如，装置可以在任何其他适合的介质中操作。

也应了解，图1A至图1C中所示的凹座并非为本发明的目的所必需。此外，凹座可以形成在移动元件120而非电极210和电极220的表面上，或例如如图2，可以代替凹座而使用2011年9月15日公布并且共同拥有的WO2011/111042（“ElectrostaticParallel Plate Actuators Whose Moving Elements Are Driven Only By Electrostatic Forceand Methods Useful in Conjunction Therewith”）中所述的机械限制器。

图2为根据本发明的某些实施方案的致动器阵列的简化示意图，致动器阵列包括多个静电致动器元件110，静电致动器元件110可以例如为例如本文参照图1A至1C所示和所述的类型。

致动器元件110被划分成下文称为“R子集”并且使移动元件电互连的Nr个第一子集，这导致下文称为“R布线”的一组Nr个互连400。另外，致动器元件110也被划分成下文称为“C子集”并且分别使A电极和B电极电互连的Nc个第二子集，这导致用于A电极并且下文称为“A布线”的第一组Nc个互连410，以及用于A电极并且下文称为“B布线”的第二组Nc个互连420。

在图式中，Nr=Nc=3，然而，这些子集可以含有任何数量的致动器元件。在某些实施方案中，所有R子集含有Nc个致动器元件，所有C子集含有Nr个致动器元件，并且阵列中移动元件的总数量为Nr×Nc。在图2中，R子集被排列成几行并且C子集被排列成几列，然而，也可以使用致动器元件的任何其他布局。

每个R布线、A布线和B布线也连接到控制器50。因此，阵列与控制器50之间的电互连的总数量为Nr+2Nc，而每个致动器元件具有专用互连的实施可能使用更多此类互连。例如，为每个移动元件、每个A电极和每个B电极提供单独的互连可以使用3×Nr×Nc个互连；或者，为每个移动元件提供单独的互连加上各自为所有A电极和所有B电极提供一个共享连接件可以使用(Nr×Nc)+2个互连，例如，如在2011年9月15日公布并且共同拥有的WO2011/111042（“Electrostatic Parallel Plate ActuatorsWhose Moving Elements Are Driven Only By Electrostatic Force and Methods Useful inConjunction Therewith”）中所述。

可以使用例如如在2011年9月15日公布并且共同拥有的WO2011/111042（“Electrostatic Parallel Plate Actuators Whose Moving Elements Are Driven Only ByElectrostatic Force and Methods Useful in Conjunction Therewith”）中所述的MEMS制造技术，在硅或其他半导体或某些金属的单个单块晶粒上制造所述类型的致动器阵列。

图3为根据本发明的某些实施方案的致动器阵列的简化示意图，其类似于图2中所示的阵列，但是其中R子集不与行重合并且C子集不与列重合。阵列包括被划分成八个R子集和四个C子集的64个致动器元件110。每个R子集具有分别标示为R0至R7的一条R布线，并且每个C子集具有分别标示为A0至A3与B0至B3的一条A布线和一条B布线。一个R子集与一个C子集的每个交点含有两个致动器元件。每个R子集含有来自一行的四个致动器元件以及来自另一行的四个致动器元件；例如，与R布线R1相关联的R子集1含有顶行的左手半部分以及来自顶部的第二行的右手半部分。每个C子集含有两个相邻列的所有致动器元件；例如，与A布线A1和B布线B1相关联的C子集1含有来自左侧的第三列和第四列。

根据本发明建构的致动器阵列可以使其致动器元件布置成任何图案，并且可以在一个R子集与一个C子集的各交点处具有任何数量的致动器元件。某些实施方案在各此交点处具有相同数量的致动器元件。

先前已参照图1B定义用于单个、特定致动器元件的术语“闩锁电压”和“保持电压”。在下文中，这些术语被定义用于致动器元件可能并非全部精确相同的致动器阵列。另外，下文也定义术语“释放电压”供下文使用。

●“闩锁电压”V_L指的是在阵列内的移动元件已从相对极限位置释放后，具有仅恰好将移动元件中的任一个可靠地闩锁到如参照图1B所述的其A位置或其B位置中的足够量值的电压。用于致动器阵列的闩锁电压通常稍微高于用于先前参照图1B所定义的个别致动器元件的闩锁电压，例如，因为：(1)由于个别致动器元件的几何形状可能归因于制造公差而有所不同，故每个个别致动器元件可以具有稍有不同的闩锁电压；依据定义，这里定义的V_L通常超过所有闩锁电压。(2)同样地，致动器元件的几何形状的不对称可以分别产生两个不同的闩锁电压用于其A位置和B位置；在这种情况下，这里定义的V_L通常超过两者中的较高者。(3)取决于致动器阵列的预期用途，致动器元件110可能经受可以在其移动元件120上产生额外力的环境条件，例如，机械冲击（例如，便携式/手持应用中）、磁场或气流。为使闩锁可靠，这里定义的V_L通常足以克服阵列被设计用于的环境条件下的此类额外力。

●“保持电压”V_H指的是具有仅恰好将阵列内的移动元件中的任一个保持在两个极限位置中的任何一个中的足够量值的电压。这个保持电压通常将出于上文参照“闩锁电压”所述的相同原因而稍微高于用于参照图1B所定义的个别致动器元件的保持电压。

●“释放电压”V_R指的是量值仅恰好足够低以将阵列内的致动器元件中的任一个从其两个极限位置中的任何一个释放的电压。对于理想的致动器元件，V_R与V_H之间的差无限小；然而，在真实阵列中，V_R与V_H之间存在归因于上文参照“闩锁电压”所述的制造公差、不对称和环境条件的有限差。

根据某些实施方案，本发明使用在量值上足够低而不会引发任何个别致动器元件闩锁到任一极限位置中的致动器阵列保持电压V_H。

图4为根据本发明的某些实施方案的致动器阵列的简化表示，类似于图2中所示的致动器阵列，这个致动器阵列包括被划分成四个R子集和四个C子集的十六个致动器元件。将R布线标示为R0至R3、将A布线标示为A0至A3，并且将B布线标示为B0至B3。每个方形表示一个致动器元件110。位于R子集1与C子集2的交点的致动器元件（下文也称为“经选择的元件”并且标示为111）当前闩锁在A位置中并且将移动到B位置中。因此，本实例中的控制器50的任务是向阵列的R布线、A布线和B布线施加适合的电势以使得经选择的元件从A位置释放并且闩锁到B位置中，同时保持阵列内的所有其他致动器元件（下文也称为“未经选择的元件”）闩锁在其当前所处的两个极限位置中的任何一个中。在图4的每个方形内，顶部线指足以达成这的V_A的量值并且底部线指足以达成这的V_B的量值。对于经选择的元件，V_A的量值等于或小于释放电压V_R并且V_B的量值等于或大于闩锁电压V_L；而对于所有未经选择的元件，V_A和V_B的量值等于或高于保持电压V_H。

这可以通过下列项来达成：

●向连接到经选择的元件的R布线（下文也称为“经选择的R布线”，在这种情况下为R1）施加第一电压V_RS（“经选择的R电压”），同时向所有其他R布线施加第二电压V_RU（“未经选择的R电压”）；下文中这个过程被称为“选择”R布线，或与R布线相关联的R子集；以及

●向连接到从中释放经选择的元件的电极的A布线或B布线（下文也称为“释放布线”，在这种情况下为A2）施加第三电压V_CR（“释放C电压”），同时向连接到将闩锁经选择的元件的电极的A布线或B布线（下文也称为“闩锁布线”，在这种情况下为B2）施加第四电压V_CL（“闩锁C电压”），并且也对所有其他A布线和所有其他B布线（下文也全体称为“未经选择”的A布线和B布线）施加第五电压V_CU（“未经选择的C电压”）；下文中这个过程被称为“选择”C子集，并且含有释放布线和闩锁布线的C子集下文称为“经选择的C子集”。

下文参照图5至图8所述的“驱动方案”可操作用于向R布线、A布线和B布线施加适当电压，以使得满足下文的下列六个条件：1.|V_RS-V_CR|≤V_R

满足这个条件确保经选择的元件从其当前闩锁位置成功释放。在某些实施方案中，可能需要最大化移动元件加速远离当前闩锁移动元件的电极，下文也称为“释放电极”；在这种情况下，可以优选使|V_RS-V_CR|＝0V，因为与只减少这个静电力相反，这完全消除将移动元件吸引到释放电极的静电力。

2.|V_RS-V_CL|≥V_L

满足这个条件确保经选择的元件成功闩锁到其新极限位置中。

3.|V_RS-V_CU|≥V_H

满足这个条件防止位于经选择的R子集中的任何未经选择的致动器元件的释放。

4.|V_RU-V_CR|≥V_H

满足这个条件防止位于经选择的C子集中并且当前闩锁在与经选择的元件相同的位置中的任何未经选择的致动器元件的释放。

5.|V_RU一V_CL|≥V_H

满足这个条件防止位于经选择的C子集中并且闩锁在与经选择的元件的当前位置相对的极限位置中的任何未经选择的致动器元件的释放。

6.|V_RU-V_CU|≥V_H

满足这个条件防止位于任何未经选择的R子集与任何未经选择的C子集的交点，以及闩锁在两个极限位置中的任何一个中的未经选择的致动器元件的释放。

本文所述的方法也可以用于将致动器元件从B位置移动到A位置；在这种情况下，释放布线为B布线并且闩锁布线为A布线。例如，如果经选择的元件111在B位置中，那么可以通过向R1施加V_RS、向A2施加V_CL并且向B2施加V_CR而将经选择的元件111移动到A位置中。由于同时选择多于一个R子集和/或多于一个C子集会选择位于任何经选择的R子集和任何经选择的C子集的交点的所有致动器元件，故相同方法也可以用于将多于一个移动元件从一个极限位置移动到另一个极限位置。例如，假定图4的底部左侧象限中的所有移动元件开始处于A位置中，向R2和R3施加V_RS、向B0和B1施加V_CL，并且向A0和A1施加V_CR后将移动元件从A位置移动到B位置。移动元件已在B位置中的任何经选择的致动器元件将保持闩锁在B位置中。

在某些实施方案中，移动元件从一个极限位置移动到另一个极限位置（包括其从第一极限位置释放以及闩锁到第二极限位置中）的时间约为经选择的元件的共振周期T_res的一半，其中T_res为先前参照图1B所述的其机械共振频率的倒数。例如，如果存在显著的摩擦或阻尼，那么专用于此移动的时间可以稍微长于T_res/2，或例如如果V_RS-V_CL的量值足够高以使移动显著加速，那么时间可以稍微快于T_res/2。然而，在某些实施方案中，时间可以接近T_res/2。

为确保成功闩锁移动元件，向经选择的R布线施加V_RS、向释放布线施加V_CR，以及向闩锁布线施加V_CL是定时成持续足够长时间以使阵列内的最慢移动元件（允许归因于制造公差的变动）完成移动，即，通常稍微长于T_res/2。在经过这时间之后，经选择的元件被闩锁在其新位置中，并且经选择的R布线、A布线和B布线通常变为未经选择的，即，控制器向先前选择的R布线施加V_RU并且向先前的闩锁布线和释放布线施加V_CU。然后，控制器可以通过选择其他R子集和/或C子集而在其极限位置之间移动其他移动元件。在某些实施方案中，根据下文称为“致动时钟”的时钟全部取样施加到R布线、A布线和B布线的电压，时钟的频率通常稍微低于移动元件的机械共振频率的两倍。

图5图示根据下文称为“驱动方案1”的驱动方案操作的图4的致动器阵列。驱动方案1的特征为：

●V_RS＝V_CR≥V_H

●V_RU＝0

●V_CL≥V_L+V_RS

●V_CU≥2×V_RS

在图5的每个方形内，顶部线指V_A的量值并且底部线指V_B的量值。可以看出这个驱动方案满足上文参照图4所述的六个条件，并且也具有许多额外有用的性质，例如：

●可以选择任何数量的R子集和任何数量的C子集；选择位于任何经选择的R子集和任何经选择的C子集的交点的所有致动器元件，不选择所有其他致动器元件。

●已闩锁在所需的新位置（例如，在这个实例中，处于B位置）中的所有移动元件保持在这个位置中。因此，驱动方案1可以用于控制致动器元件的子集，致动器元件的子集可能并非全部使其移动元件闩锁在相同位置中，或其当前闩锁位置可能未知。

●其满足上文的六个条件中的第一个的较严格版本(|V_RS-V_CR|=0V)，由此最小化经选择的元件从其当前闩锁位置释放的时间。

为允许选择任何所需的R子集或多个R子集，实施驱动方案1的控制器可操作用于向每个R布线400施加两个电压（V_RS或V_RU）中的任何一个。同样地，为允许选择任何所需的C子集或多个C子集，并且由于每个A布线和每个B布线在给定时间下可以为释放布线、闩锁布线或未经选择的布线，故控制器可操作用于向每个A布线410和每个B布线420施加三个电压（V_CR、V_CL或V_CU）中的任何一个。

图6图示根据下文称为“驱动方案2”的驱动方案操作的图4和图5的致动器阵列。这个驱动方案的特征为：

V_RS＝V_CR≥V_H

●V_RU＝0

●V_CL＝V_CU≥V_L+V_RS

两个驱动方案之间的差异在于V_CU的最小量值已从2×V_H增加到V_L+V_H。依据定义，由于V_L大于V_H（如上文参照图4所述），故驱动方案2满足六个条件。实施驱动方案2的控制器具有能够向每个A布线410和每个B布线420只施加两个电压（V_CR或V_CL/V_CU）中的任何一个的优点，与每个A布线和B布线可以采用三个不同电压的驱动方案1相比，这引起减少的复杂性和成本。

在驱动方案2下，未经选择的C子集中的那些未经选择的致动器元件的V_A和V_B在量值上高于驱动方案1的V_A和V_B，并且高于保持未经选择的元件闩锁在其当前极限位置中所需的V_A和V_B，但是不高于驱动方案1下已出现的最高V_A和V_B（其等于V_CL与V_RU之间的差并且在位于未经选择的R子集与经选择的C子集的交点的致动器元件中出现）。这一般不是缺点。

图7图示根据下文称为“驱动方案3”的驱动方案操作的图4至图6的致动器阵列。驱动方案3的特征为：

●V_RS=V_CR＝O

●V_RU=≤-V_H

●V_CL＝V_CU≥V_L

这在所有致动器元件中产生与驱动方案2相同的V_A和V_B。然而，与驱动方案2相比，已从施加到所有R布线、A布线和B布线的电压中减去V_H。

应了解，在所有R布线电压、A布线电压和B布线电压中加入或减去任何其他给定电压也导致驱动方案等效于驱动方案2。此外，可以在不影响致动器阵列的操作下反转任何驱动方案中的驱动电压的极性，只要V_A和V_B保持与驱动方案2下相同的量值。例如，下文称为“驱动方案4”的下列驱动方案等效于驱动方案2和驱动方案3：

●V_RS=V_CR≤-V_H

●V_RU＝0

●V_CL＝V_CU≤-(V_L+Y_RS)同样地，下文称为“驱动方案5”的下列驱动方案等效于驱动方案2至驱动方案4：

●V_Rs＝V_CR＝0

●V_RU＝≥V_H

●V_CL=V_CU≤-V_L

图8为以列表形式的驱动方案1至驱动方案5的概述。

图9为作用在参照图1A至图1C所述建构的移动元件120上的静电力和弹簧力的曲线图，静电力和弹簧力为移动元件120沿轴125并且朝向A电极130的偏差的函数。在图9的实例中，间隔件180和间隔件190的厚度为3μm。水平轴表示移动元件从其静止位置朝向A电极的偏差，其中负值指示远离A电极并且朝向B电极的偏差。A力、B力、弹簧力（先前分别参照图1B、图1C和图1A定义）以及总力被标绘在垂直轴上。

在图9的实例中，V_B并且因此同样的B力为零，而V_A为非零并且产生非零A力。因此，施加在移动元件120上的总力为A力和弹簧力的总和。可以看出存在作用于移动元件120上的总力为零的两个平衡点。第一平衡点接近静止位置，即，稍微接近图9的曲线图中的原点的右边，并且为稳定平衡态，即，如果移动元件120离平衡点的任一侧一小段距离，那么作用于移动元件120上的力的平衡将使其移动朝向第一平衡点。第二平衡点以约2μm的偏差在更接近A电极处出现，并且为不稳定平衡态。如果移动元件120比第二平衡点更远离A电极130一小段距离，那么作用于移动元件120上的力的平衡将使其移动朝向第一平衡点。如果移动元件120比第二平衡点更接近A电极130一小段距离，那么作用于移动元件120上的力的平衡将使其移动朝向A电极并且闩锁在A位置中。

下文所述的驱动方案适用于在致动器元件中经选择的元件在其两个极限位置之间的运动可以由不同时间点处的不同效应主导的实施方案。

紧接在经选择的元件从其当前闩锁位置释放之后，由轴承150施加在其移动元件上的弹簧力主导其运动，将移动元件推进朝向其新位置。在上文所述的驱动方案中的任一个下，将移动元件120朝向其先前闩锁位置拉回的静电力为零。尽管先前论述的驱动方案提供将移动元件120吸引朝向闩锁电极的静电力，但是由于可以单独由弹簧力达成所需的运动，故这个静电力在此时实际上并非为必需的。在任何情况下，此时静电力（如果存在）是相对弱的，因为移动元件120相对远离闩锁电极。因此，闩锁电极与移动元件120之间产生静电力的电压(V_CL-V_RS)此时并不关键，并且可以在不实质上影响致动器阵列的操作的情况下变化。

随着经选择的元件的移动元件120接近闩锁电极，由轴承150施加在移动元件120上的弹簧力与其当前行进方向相对并且在量值上有所增长。此时，使用将移动元件120吸引朝向闩锁电极的静电力以达成闩锁。因此，成功的闩锁取决于闩锁电极与移动元件120之间的电压(V_CL-V_RS)具有足够高的量值以克服弹簧力以及任何其他相对力（例如，摩擦力或阻尼力）。另一方面，由于移动元件120相对远离释放电极，故此时在释放电极与移动元件120之间施加的任何电压(V_CR-V_RS)只产生将移动元件120朝向释放电极拉回的相对较小的静电力。因此，电压V_CR-V_RS此时并不关键，并且可以在不实质上影响致动器阵列的操作的情况下变化。

在轴125的中间部分中，在移动元件120的静止位置周围，弹簧力和两个静电力在量值上是相对低的。当经选择的元件的移动元件120处于这个区域中时，移动元件120主要归因于由于移动元件120从其先前闩锁位置处释放所获取的动量而保持为运动。

在上文所述的实施方案中，先前参照图4所述的“六个条件”的前两个中的一个或两个可以放宽为如下：

1.|V_RS-V_CR|≤V_R（通常|V_RS-V_CR|＝0V）

只在移动的初期部分期间，即，在释放期间和即刻释放之后。

2.|V_RS-V_CL|≥V_L

只在移动的后期部分中，即，在闩锁期间和即刻闩锁之前。

下文将这些两个条件连同最初六个条件的未修改条件3至6一起称为“放宽条件”。基于这些放宽条件，移动元件从一个极限位置移动到另一个极限位置（包括其从第一极限位置释放以及闩锁到第二极限位置中）可以分成两个或多个阶段，以使得经选择的R电压和经选择的C电压中的至少一个在多个阶段之间变化。

例如，下文也称为“驱动方案6”的下述驱动方案使用两个阶段，其中保持下列项：

●V_RS在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_RS=V_CR

阶段2：V_RS=0

●在两个阶段中V_RU=O

●在两个阶段中V_CR≥V_H

●在两个阶段中V_CL＝V_CU≥max(V_L，2×V_H)

这可以视为驱动方案2的变体，差异在于(a)只在阶段1期间而非如在整个驱动方案2中选择经选择的R子集；以及(b)闩锁C电压V_CL和未经选择的C电压V_CU低于驱动方案2中的闩锁C电压V_CL和未经选择的C电压V_CU。由于与驱动方案2相比，这最后一点允许更具成本效益地实施控制器电路，故其为驱动方案6的优点。

驱动方案6的致动时钟（先前参照图4所述）的频率通常为供相同致动器阵列使用的单阶段驱动方案（例如，先前所述的驱动方案1至驱动方案5）的致动时钟频率的两倍。

在驱动方案6中，从所有R布线电压、A布线电压和B布线电压中减去V_H后产生下文称为“驱动方案7”的电等效方案，其特征为：

●V_RS在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_RS＝0

阶段2：V_RS=V_RU

●在两个阶段中V_RU≤-V_H

●在两个阶段中V_CR=0

●在两个阶段中V_CL＝V_CU≥max(V_L，-2×V_RU)+V_RU

驱动方案7具有驱动电压的最高量值（在这种情况下为V_CL/V_CU）低于目前所述的所有其他驱动方案中的量值的优点。然而，驱动方案7也具有使用正驱动电压和负驱动电压的缺点。

图10为根据本发明的某些实施方案的致动器阵列的简化表示，类似于图4至图7中所示的致动器阵列，这个致动器阵列包括被划分成四个R子集和两个C子集的八个致动器元件。将R布线标示为R0至R3、将A布线标示为A0至A1并且将B布线标示为B0至B1。每个方形表示一个致动器元件110。位于R子集1与C子集1的交点的致动器元件（下文也称为“经选择的元件”并且标示为111）当前闩锁在A位置中并且将移动到B位置中。

致动器阵列根据下文称为“驱动方案8”的驱动方案操作，驱动方案8使用相反极性的两个驱动电压，即，正驱动电压+V_D和负驱动电压-V_D。两个驱动电压的量值为保持电压V_H和一半闩锁电压V_L的较大者（即，V_D=max(V_L/2,V_H)）。驱动方案8的其他特征为：

●V_RS在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_RS=0V

阶段2：V_RS=-V_D

●在两个阶段中V_RU=-V_D

●在两个阶段中V_CR=0V

●在两个阶段中V_CL＝V_CU＝+V_D

在图10的每个方形内，顶部线指V_A的量值并且底部线指V_B的量值。可以看出这个驱动方案满足上文参照图9所述的“放宽条件”，并且此外提供优于目前所述的驱动方案的下列优点的一些或全部：

●由于+V_D和-V_D具有相同量值，故可以使用相对简单并且低成本的电路（例如，反相电荷泵）从一者中生成另一者；而在目前论述的其他驱动方案中，驱动电压一般在量值上有所不同，并且因此生成用于这些驱动方案的驱动电压将通常使用更复杂和昂贵的电路（例如，切换模式DC至DC转换器）。

●如果V_H＜V_L/2，那么使用的驱动电压的最高量值（在这种情况下为V_CL/V_CU）低于目前所述的所有其他驱动方案中的量值。

驱动方案8并不等效于驱动方案6和驱动方案7。例如：

●在两个阶段期间，对于位于经选择的C布线与未经选择的R布线的交点以及闩锁在释放侧的未经选择的元件而言，用于将其移动元件保持在其当前位置中的V_A和V_B在驱动方案6/7与驱动方案8之间有所不同。

●只在阶段1期间，对于位于未经选择的C布线与未经选择的R布线的交点的未经选择的元件而言，用于将其移动元件保持在其当前位置中的V_A和V_B在驱动方案6/7与驱动方案8之间有所不同。

●只在阶段1期间，对于经选择的元件而言，闩锁布线与其移动元件之间的电压在驱动方案6/7与驱动方案8之间有所不同。

●只在阶段2期间，对于经选择的元件而言，释放布线与其移动元件之间的电压在驱动方案6/7与驱动方案8之间有所不同。

以上驱动方案可以假定在正常操作期间的任何给定时间下，控制器将一个或多个致动器元件从A位置移动到B位置，或将一个或多个致动器元件从B位置移动到A位置，或不移动任何致动器元件。然而，在下列条件下，使用驱动方案8，也可能将一个或多个致动器元件从A位置移动到B位置，同时也将一个或多个致动器元件从B位置移动到A位置：

●由于只在选择各自R子集时才可能释放移动元件，故待移动的所有致动器元件位于经选择的R子集中；以及

●从A位置移动到B位置的致动器元件无法位于与从B位置移动到A位置的致动器元件相同的C子集中。这是因为，在驱动方案8下，闩锁C电压（V_CL＝+V_D）释放C电压（V_CR＝0V）不同，从而不可能使单个A布线或B布线同时为闩锁布线和释放布线。

总之，在驱动方案8下，如果致动器元件全部处于相同的R子集中但是在不同的C子集中，那么可能在相反方向上同时移动致动器元件。

如先前参照驱动方案3和驱动方案6所述，从所有R布线电压、A布线电压和B布线电压中加入或减去给定电压会导致等效于驱动方案8的驱动方案。例如，将V_D加入到所有R布线电压、A布线电压和B布线电压产生下文称为“驱动方案9”的变体，其特征为：

●V_RS在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_RS=V_D

阶段2：V_RS=0V

●在两个阶段中V_RU=0V

●在两个阶段中V_CR=V_D

●在两个阶段中V_CL=V_CU=2×V_D

驱动方案9消除来自控制器的负电压（其取决于用于实施控制器的技术），这可以减少其成本。由于较高驱动电压2×V_D精确为较低驱动电压V_D的量值的两倍，故变得可能使用相对简单和低成本的电路（例如，电压倍增电荷泵）而从较低驱动电压中生成较高驱动电压；而目前所述的其他驱动方案在驱动电压之间一般不具有2:1比率，并且因此生成用于这些驱动方案的驱动电压通常将使用更复杂和昂贵的电路（例如，切换模式DC至DC转换器）。取决于用于实施控制器电路的技术，与使用如同驱动方案8的反相电荷泵相比，使用倍增电荷泵可以减少或增加控制器的成本。

应了解，如同这里所述的所有其他驱动方案，驱动方案8可以用于任何大小的致动器阵列（即，任何数量的R子集和C子集，以及R子集与C子集的每个交点处的任何数量的致动器元件）。图2至图7和图10已出于简单而只选择少量R子集和C子集。实际上，与每个移动元件具有专用连接件并且所有A电极和所有B电极分别具有两个共享连接件的实施相比，图10中所示的4×2矩阵的致动器元件并未减少致动器阵列与控制器50之间的电气连接件的数量；并且因此建立此矩阵并无优点。然而，对于较大的阵列维数而言，显著减小了连接件的数量（从NrNc+2减小到Nr+2×Nc）。也应了解，可以在不影响致动器阵列的操作的情况下反转驱动方案6至驱动方案9中的驱动电压的极性，如先前参照驱动方案4和驱动方案5所述。此外应了解，具有多于两个阶段的驱动方案可以被设计成也将满足上文参照图9所述的“放宽条件”。

在驱动方案1至驱动方案9中，用于从一个极限位置释放移动元件并且将其闩锁在相对极限位置中的时间（下文也称为致动时间T_a）主要由移动元件120的质量和由轴承150施加在移动元件120上的弹簧力确定，并且时间约等于移动元件120的共振周期T_res的一半，其中T_res为先前参考图1B所述的其机械共振频率的倒数。这可能限制装置用于特定目的的适用性；例如，如果装置用于产生声音或超声波，那么致动时间T_a通常比待生成的最高声音或超声波频率的周期的一半更短（根据Nyquist取样理论）。此外，当使用过度取样（例如，在例如下文参照图27至图29所述的噪声整形环路中）时，需要最小化致动时间以增加过度取样比率。减小致动时间的一种方法为减小移动元件120的质量；然而，机械稳定性和可靠性的特定应用需求可能限制此重量可以减小的程度。另一选项为增加轴承150的弹簧系数，但是这具有增加使用的驱动电压的量值的缺点。

对于使用多阶段驱动方案（例如，驱动方案6至驱动方案9）控制的致动器阵列而言，针对这问题的替代方法为使多个阶段重叠。例如，驱动方案8允许同时移动两组致动器元件，以使得第一组致动器元件处于如上所述的阶段1中，同时第二组致动器元件处于阶段2中；下文也称为“双倍速度寻址”的过程。尽管并未影响完成每个移动的整体时间，但是双倍速度寻址倍增每时间单位用于释放移动元件的机会数量。因此，可以及时更准确地控制由致动器阵列产生的物理效应。例如，如果致动器阵列产生声音或超声波，那么倍增可以产生的最大频率；并且如果使用过度取样，那么有效倍增过度取样比率。效应类似于将致动时间T_a从T_res/2减小到T_res/4，但是并未在致动器元件的机械性质上引起任何变化。然而，只要两个元件同时在运动中使得一者处于阶段1中并且另一者处于阶段2中，就保持下文称为“双倍速度规则”的两个条件：

1.两个元件不能在相同R子集中，因为驱动方案8向每个阶段中的经选择的R布线施加不同电压（阶段1中的0V相对于阶段2中并且用于未经选择的R布线的-V_D）。

2.如果两个元件在相反方向上移动，那么这两个元件处于不同C子集中。这是因为驱动方案8向释放布线和闩锁布线施加不同电压（在两个阶段中，0V用于释放布线相对于+V_D用于闩锁布线）。

可以使用下文也称为“驱动方案10”的经修改的驱动方案移除第二双倍速度规则，驱动方案10的特征为：

●V_RS在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_RS=0V

阶段2：V_RS=-V_D

●在两个阶段中V_RU=-V_D

●V_CR在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_CR=0V

阶段2：V_CR=+V_D

●在两个阶段中V_CL=V_CU=+V_D

驱动方案10与驱动方案8的不同之处在于阶段2中的释放C电压为+V_D而非0V，这与阶段2中的闩锁C电压相同。因此，A布线或B布线变得可能为阶段1中的移动元件的释放布线，而且同时充当阶段2中的另一移动元件的闩锁布线。然而，这个驱动方案可以使用稍微更高的驱动电压以确保成功闩锁，和/或可以稍微增加在其他相同的条件下用于闩锁的时间。

图11为以列表形式的驱动方案6至驱动方案10的概述。

图12为一些其他可能的两阶段驱动方案的概述。这些方案通过组合用于阶段2中的V_CR的三个不同选项（0、+V_D和“不关注”，即，0或+VD）与阶段1中的V_CL的相同三个选项而获得，从而产生总共九个可能的组合，其中七个在图12中所示（剩余两个组合为图11中所示的驱动方案8和驱动方案10）。每个驱动方案导致不同组的“双倍速度规则”（先前用于驱动方案8和驱动方案10所述）。所示的驱动方案中的一些可以使用V_D的轻度调整以确保成功释放和闩锁。

含有“不关注”条件的驱动方案（其中在相同阶段中V_CR和V_CL中的一个或两个可以是0或+V_D），例如，驱动方案11、驱动方案14、驱动方案15、驱动方案16和驱动方案17，在选择R布线电压、A布线电压和B布线电压上提供更多自由度以产生所需的物理效应。因此，此类驱动方案可以实现更准确地产生所需的物理效应，和/或可以简化确定R布线电压、A布线电压和B布线电压的过程。然而，在此类驱动方案下由致动器元件产生的物理效应可以取决于各自电压是否为0或+V_D而稍有变化。取决于应用，这个变动可能或可能不表示胜过较高准确度的优点的缺点。

先前已参照图10描述“双倍速度寻址”。在一些实施方案中，方法可以被外推以例如达成高于双倍速度的寻址，并且一般化成三倍、四倍或k元组速度寻址。根据本发明的某些实施方案的k元组速度寻址使用具有k个阶段的驱动方案（其中k为正整数），并且致动时钟比具有相同致动器阵列的单阶段驱动方案快k倍，以实现移动元件从其极限位置中的一个移动到相对极限位置。源自驱动方案8的潜在有用驱动方案共享下列特征中的一些或全部：

●在第一阶段中V_RS=0，并且在最后阶段中V_RS=-V_D。

●在所有阶段中V_RU=-V_L。

●在第一阶段中V_CR=0。

●在最后阶段中V_CL=+V_D。

●在所有阶段中V_CU=+V_D。

这些驱动方案之间的差异包括下列项中的一个或多个：

●中间阶段（即，既不是第一阶段又不是最后阶段的任何阶段）中的V_RS的值；可能值包括0、-V_D和“不关注”（即，0或-V_D）

●除第一阶段之外的阶段中的V_CR的值；可能值包括0、+V_D和“不关注”（即，0或+V_D）

●除最后阶段之外的阶段中的V_CL的值；可能值包括0、+V_D和“不关注”（即，0或+V_D）

作为实例，下文称为“驱动方案18”的一个可能的四倍速度驱动方案的特征为：

●V_RS在多个阶段之间变化如下：

阶段1和阶段2：V_RS=0V

阶段3和阶段4：V_RS=-V_D

●在所有阶段中V_RU=-V_D

●V_CR在多个阶段之间变化如下：

阶段1至阶段3：V_CR=0V

阶段4：V_CR=0V或V_CR=+V_D（“不关注”）

●V_CR在多个阶段之间变化如下：

阶段1：V_CR=0V或V_CR=+V_D（“不关注”）

阶段4：V_CR=+V_D

●在所有阶段中V_CU=+V_D

如先前参照图10所述，较高速度寻址的关键优点在于可以及时更准确地控制由致动器阵列产生的物理效应。另一方面，较高速度寻址也使确定产生所需的物理效应的R布线电压、A布线电压和B布线电压的过程（下文称为“寻址方法”）变复杂。使用双倍速度或更高速度寻址方法，用于每个致动时钟周期的R布线电压、A布线电压和B布线电压通常被选择以使得在先前致动时钟周期中释放，但仍未闩锁在其新位置中的任何移动元件被正确地闩锁；而使用单速度寻址方法，由于在单个致动时钟周期内完成所有移动，故在R布线电压、A布线电压和B布线电压的选择上没有这样的约束。因此，双倍速度或更高速度寻址方法通常在产生所需的物理效应的每个致动时钟周期下具有较少可用的自由度。取决于应用，这个潜在缺点可能或不能不胜过较高速度寻址的优点。

应了解，在任何较高速度驱动方案中，从所有驱动电压中加入或减去任何给定电压，或反转所有驱动电压的极性会导致电等效于最初驱动方案的驱动方案。此外，应了解，也可以使用不对称的驱动电压来设计较高速度驱动方案（例如，设计成先前呈现的驱动方案6或驱动方案7的较高速度版本），或使用多于两个非零驱动电压来设计较高速度驱动方案（例如，设计成先前呈现的驱动方案1的较高速度版本）。

图13为使用先前所述驱动方案8用于初始化致动器阵列中的一个或多个致动器元件的电压波形，以及移动元件120离其静止位置的所得偏差的曲线图。

本文中“初始化”指例如在立即通电之后将静电致动器阵列内的一些或所有致动器元件（例如先前参照图2至图4所述的致动器元件）闩锁到其极限位置的一个中的过程。由于当装置断电时移动元件在其静止位置处于平衡态，故初始化过程通常达成从静止位置的闩锁；而在正常操作期间，移动元件在先前已锁住后总是被闩锁到新极限位置中，并且然后从相对极限位置释放。先前参照图3定义的闩锁电压V_L仅足以达成后面情况但是并非从静止位置的闩锁。因此，通常生成等于移动元件与闩锁电极之间的V_L的电压的以上驱动方案无需能够从其静止位置中直接闩锁移动元件；这通常在可以使用这些驱动方案之前首先在单独初始化程序中达成。

一个可能的解决方案为增加经选择的R电压和/或闩锁C电压的量值，以使得闩锁电极与移动元件之间的所得电压的量值变得足够大以从其静止位置直接闩锁移动元件。然而，较高驱动电压可以使控制器电路的实施更昂贵和/或增加装置在正常操作期间的功率消耗。另一可能的解决方案为仅为初始化使用较高驱动电压并且为正常操作回复较低驱动电压。然而，额外电压可能增加控制器的复杂性。例如，根据驱动方案8操作的控制器通常只能够向每个R布线施加两个驱动电压（0或-V_D）中的一个并且向每个A布线和B布线施加两个驱动电压（0或+V_D）中的一个，而具有额外较高驱动电压的修改版本将必须在三个不同电压之间切换R布线和/或A布线和B布线。

图13中所示的初始化程序利用移动元件的机械共振，并且因此不使用较高或额外驱动电压。在图13中，T_Res指移动元件120的共振周期，即，先前参照图1B所述的其机械共振频率的倒数；V_CSA指施加到经选择的A布线的电压，即，含有待初始化的致动器元件的C子集的A布线；同样地，V_CSB指施加到经选择的B布线的电压；并且V_RS指施加到经选择的R布线的电压，即，含有待初始化的致动器元件的R子集的R布线。在曲线图的底部，随时间标绘典型移动元件120远离其静止位置并且朝向A位置的偏差。

图13中所示的初始化程序通常包括第一阶段和第二阶段。在第一阶段中，控制器向经选择的R布线施加0V电压，并且向任何其他R布线（下文也称为未经选择的R布线）施加负驱动电压-V_D（即，V_RS=0，V_RU=-V_D）。此时，控制器将V_CSA和V_CSB分别交替设置为正驱动电压+V_D和0V，在这些电压之间周期性切换，以使得只要向经选择的A布线施加+V_D，就将0V施加到各自B布线，并且反之亦然，这创建两个方波，其频率实质上等于移动元件120的参照图1B所述的机械共振频率，并且其不同相180度；同时也向任何其他A布线和B布线恒定地施加正驱动电压+V_D。这造成移动元件120绕其静止位置振荡，其中振荡的振幅随时间逐渐增加。在某些实施方案中，第一阶段的持续时间实质上等于移动元件120的一半共振周期T_res加上四分之一共振周期的整数倍（即，T_阶段1≈(0.5×Ni+0.25)×T_res，其中Ni为整数），并且这持续时间恰好足够长以允许到达最大振荡振幅。因此，在第一阶段最后，移动元件120接近其静止位置并且朝向两个电极中的一个行进（在图13的情况下，朝向A电极）。在图13中所示的模拟实例中，第一阶段的持续时间为六又四分之一共振周期，即，Ni=12。然而，应了解最佳Ni取决于致动器元件的机械性质和阻尼。在初始化程序的第二阶段中，控制器向包括经选择的R布线的所有R布线施加负驱动电压-V_D，同时使所有A布线和B布线恒定地保持在第一阶段最后施加到这些布线的相同电压下。

V_RS从第一阶段到第二阶段的变化增加移动元件120与闩锁电极（即，移动元件120朝向其行进的电极）之间的电压，以使得与移动元件的动量组合的所得静电力足以克服轴承150施加的弹簧力，从而允许移动元件120到达足够接近闩锁电极的位置以达成闩锁到如参照图1B所述的两个极限位置的一个中（在图13的情况下，A位置）。第二阶段的持续时间通常足以达成闩锁，通常在一半共振周期与全共振周期之间。对于将移动元件闩锁到B位置中而非A位置中的初始化程序而言，程序如上文所述，其中用于V_CSA和V_CSB的波形颠倒。通过向各自A布线和B布线施加不同波形，也可能同时在单个初始化中将一些C子集的移动元件闩锁到A位置中并且将其他C子集的移动元件闩锁到B位置中。

类似的初始化程序可以设计用于先前所述的其他驱动方案。例如，对所有R布线电压、A布线电压和B布线电压加入V_D产生只使用驱动方案9中已呈现的驱动电压的初始化程序。

应了解，在初始化期间不需要任何未经选择的R子集或C子集；如果致动器阵列内的所有移动元件具有实质上相同的机械共振频率，那么可以同时初始化整个阵列。另一方面，在机械共振频率实质上变化的致动器阵列中，初始化程序可以被重复几次，其中信号定时被调整成不同机械共振频率。也应了解，除通电后之外，也可以不时使用初始化程序以例如返回到任何移动元件的精确界定的位置，这些移动元件先前例如由于不寻常强烈的机械冲击而可能未能闩锁。

图14为本发明的一个实施方案的简化方框图，其包括控制器50和致动器阵列100。这个特定实施方案依赖于下列假定：由致动器阵列100内的移动元件产生的物理效应主要由任何时间点处在每个极限位置中的移动元件的数量来确定，以及取决于哪些特定移动元件处于每个极限位置中的物理效应的变动可忽略或与使用装置的应用无关；或替代地，无论哪些特定移动元件执行移动，物理效应主要由任何时间点处从一个极限位置移动到另一个极限位置的移动元件的数量来确定。后者是正确的，例如，在由个别致动器元件产生的物理效应为压力脉冲时，由整个装置产生的整体物理效应为可听音，并且致动器阵列的实际大小显著小于再现的最高音频频率的波长（使用较大或更稀疏隔开的致动器阵列，所得可听音可以为指向性的，如WO2007/135678(“Direct digital speaker apparatus having a desired directivity pattern”)中所述）。在这种情况下，整个装置基本上为模拟输出为声音压力（而非如大多数DAC的电压或电流）的数字-模拟转换器(DAC)。

控制器50接收周期性取样的数字音频信号600，并且调整施加到R布线400、A布线410和B布线420的电压，从而使致动器阵列100内的致动器元件在其两个极限位置之间移动并且由此再现由音频信号70表示的可听音。在这个特定实施方案中，例如，如下文所述，控制器50包括低通滤波器510、取样率转换器520、定标器530、量化器540、元件选择器550和高电压驱动器560。

低通滤波器(LPF)510接收数字音频信号600并且产生低通滤波信号610。LPF的目的为音量控制。LPF在本领域中众所周知，但是一般不用于基于常规扬声器的声音再现系统中的音量控制。然而，在基于致动器阵列的声音再现系统中，使用LPF而非常规方法用于音量控制可以是有利的，因为LPF可以在低音量下引起改进的低音响应。这在WO2007/135679(“Systems and Methods for Volume Control in DirectDigital Speakers”)中详细描述。

如果无需音量控制或如果不管低音量下的较差低音响应的缺点而由常规方法实现音量控制，那么LPF为任选的并且可以被省略。或者，LPF可以实施为整个装置嵌入到其中的较大系统的另一部分；例如，LPF可以运行为消费电子设备中的多媒体处理器IC（集成电路）中的信号处理算法。如已公布PCT申请WO2007/135679(“Systems and Methods for Volume Control in Direct Digital Speakers”)中所述，LPF通常具有高于其角频率的6dB/倍频程的斜率。上文参考的申请中所述的LPF的其他特性并非本发明的关键所在。

取样率转换器(SRC)520使低通滤波信号610的取样率与元件选择器550操作的致动时钟频率匹配，从而产生重新取样信号620。数字音频信号600的取样率和因此低通滤波信号610的取样率取决于应用。例如，数字电话通常使用8kHz或16kHz的取样率，而消费音频设备中用于数字音乐再现的常用取样率包括44.1kHz和48kHz。另一方面，如先前参照图4、图9和图12所述，致动时钟频率由致动器元件的机械性质和驱动方案(k)中使用的阶段的数量指定，并且通常不等于（通常高于）用于数字音频内容的典型取样率，因此使用取样率转换。取样率转换在本领域中众所周知，并且虽然实施细节可能影响装置的整体声音保真度，但是这些细节并非关键所在。如果在等于致动时钟速率的取样率下将音频信号600传递到控制器50，那么SRC为任选的并且可以被省略。SRC也可以实施为整个装置嵌入到其中的较大系统的另一部分。

定标器530使重新取样信号620的范围与致动器阵列100的分辨率匹配，从而产生定标信号630，定标信号630直接表示任何给定时间下为产生所需的声音而应处于A位置中的致动器元件的数量（或替代地，应处于B位置中的元件的数量）。例如，数字音频信号可以是具有16位分辨率的二进制补码格式，以使得其值可以在-32768与+32767之间变化。另一方面，致动器阵列100的范围等于其含有的致动器元件的数量加一。例如，在具有32个R子集和32个C子集的致动器阵列（含有1024个致动器元件）中，处于A位置中的移动元件的数量可以采用1025个不同值（从0到1024；B位置也同样如此）。致动器阵列的范围通常小于重新取样信号的范围，因此使用定标。定标通常通过使重新取样信号乘以第一常数并且加上第二常数而达成。在以上实例中，第一常数可以是1/64并且第二常数可以是512。如果重新取样信号620的范围与致动器阵列100的范围匹配，那么定标器为任选的并且可以被省略。

考虑到处于A状态（或B状态）的移动元件的数量总为整数的事实，量化器540量化定标信号630。其输出为只采用整数值的量化信号640。量化在本领域中众所周知。量化信号可以例如为定标信号630舍弃小数部分的截断版本。或者，量化器可以使用抖动来提高装置的性能。抖动在本领域中众所周知，并且通常尤其用于模拟-数字转换器和数字-模拟转换器。可以例如通过在截断之前将具有矩形或三角形概率分布函数(PDF)的伪随机信号加入到定标信号630而达成抖动。例如，如果重新取样信号620的分辨率小于或等于致动器阵列100的分辨率，那么量化器为任选的并且可以被省略。

元件选择器550接收量化信号640并且从其中确定阵列驱动信号650，从而指示在任何时间点下将哪些驱动电压施加到每个R布线、A布线和B布线，以使处于A位置中的致动器元件的数量（或替代地，处于B位置中的元件的数量）等于或尽可能接近由量化信号640表示的数量。先前已参照图4至图12描述用于在其两个极限位置之间移动一个或多个特定致动器元件的方法，即，驱动方案。取决于任何给定时间下每个致动器元件的状态和量化信号，可能存在多于一种的获得处于A位置（或处于B位置）中的移动元件的所需数量的方法。因此，可以使用各种不同的元件选择方法来确定任何给定时间点下应选择哪些特定致动器元件。下文参照图15至图24描述元件选择方法。

在无论使用哪个驱动方案下，高电压驱动器560将驱动信号650的电压电平转变为由致动器阵列100使用的驱动电压，并且将这些驱动电压施加到R布线400、A布线410和B布线420。高电压驱动器可以实施为例如多个常规电平移动电路。取决于致动器元件的机械尺寸，驱动电压可以具有数十或数百伏特的量值，而数字电子电路通常使用远远低于10伏特的电源电压。此外，上文参照图5至图12所述的所有驱动方案使用至少三个不同驱动电压（例如，参照图10所述的驱动方案8具有+V_D和0供A布线和B布线用，以及-V_D和0供R布线用），而数字电路一般只使用两个不同的电平（逻辑高/低）。例如，如果使用驱动方案8，那么可以将来自元件选择器550的“高”和“低”输出分别转变为-V_D和0供R布线用，并且分别转变为+V_D和0供A布线和B布线用。因此，使用电平移动。电平移动电路在本领域中已知。

应理解，低通滤波、取样率转换和定标的功能不需要以图14所示的顺序被执行，并且可以在不影响装置的功能性的情况下以任何顺序被执行。此外，可以用不同方式物理划分图14的组件。例如并且并非限制，LPF、SRC、量化器和元件选择器中的每个可以实施为在通用微处理器或微控制器上或在数字信号处理器(DSP)上运行的算法，或实施为硬连线电子电路。形成控制器50的部分的任何电子电路可以或可以不集成到一个或多个集成电路(IC)中，并且可以与致动器阵列100、其他系统组件共同封装，或实施为独立组件。

图15至图23为一起形成元件选择方法的过程的简化流程图，元件选择方法可以在例如图14的装置中的元件选择器中使用。图15至图23的元件选择方法基于先前所述的驱动方案8，即，其假定移动元件从一个极限位置移动到另一极限位置是在2个致动时钟周期内完成。应了解在细节上已作必要改动后，其他驱动方案可以替代地用作基础。

图15的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤1510：执行如参照图13所述的初始化程序，使所有C子集中的一些（通常一半）的所有其移动元件处于A位置中（“满”），并且其他C子集的所有其元件处于B位置中（“空”）。初始化程序以所有R信号、A信号和B信号“断开”结束。

步骤1520：选择数字d（例如，任何任意数字）以使得存在编号d的R子集。

步骤1530：选择数字e（例如，任何任意数字）以使得编号e的C子集为空。

步骤1540：选择数字f（例如，任何任意数字）以使得存在编号f的R子集。

步骤1550：选择数字g（例如，任何任意数字）以使得编号g的C子集为满。

步骤1560：将内部变量Na初始化成当前处于A位置中的移动元件的数量。

步骤1570：每致动时钟周期执行主循环（例如，根据图16）一次

图16的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤1610：计算元件选择器输入信号（表示应处于A位置中以产生所需的物理效应的移动元件的数量）与处于A位置中的元件的实际数量（内部变量Na）之间的差net_moves

步骤1620：如果net_moves为零，那么执行图23的方法

步骤1630：如果net_moves为正，那么执行图17的方法

步骤1640：如果net_moves为负，那么执行图18的方法

步骤1650：在下一个致动时钟周期返回到步骤1610

图17的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤1710：如果在最后致动时钟周期期间，除b(e)之外的任何A信号或任何B信号为“开通”：参看图23。

步骤1720：如果在最后致动时钟周期期间，除b(e)之外没有任何A信号并且没有任何B信号为“开通”，那么执行下列操作中的一些或全部：

A：“接通”b(e)，并且“断开”所有其他A信号和B信号。

B：如果在先前致动时钟周期期间编号在d与d+net_moves-1之间的任何R信号为“开通”：执行图18的方法

C：如果在先前致动时钟周期期间无编号在d与d+net_moves-l之间的R信号为“开通”：执行图19的方法

步骤1730：按当前“开通”的R信号的数量增加Na

步骤1740：跳转到主循环中的步骤1650（例如，根据图16）

图18的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤1810：“接通”编号从d到（并且包括）在先前致动时钟周期期间为“断开”的最低编号的R信号（如果存在）的任何R信号。

步骤1820：“断开”所有其他R信号

步骤1830：按当前“开通”的R信号的数量增加d

步骤1840：跳转到图17中的步骤1730

图19的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤1910：如果d+net_moves>Nr，那么执行下列操作中的一些或全部：

A：“接通”编号从d到（并且包括）Nr-1的所有R信号。

B：“断开”所有其他R信号

C：设置d=0

D：如果e=Nc-1，那么设置e=0；否则按一增加e

步骤1920：如果d+net_moves-l<Nr，那么执行下列操作中的一些或全部：

A：“接通”编号从d到（并且包括）d+net_moves-l的所有R信号。

B：“断开”所有其他R信号

C：按net_moves增加d。

步骤1930：跳转到图17中的步骤1730

图20的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤2010：如果在最后致动时钟周期期间除a(g)之外的任何B信号或任何A信号为“开通”，那么执行图23的方法。

步骤2020：如果在最后致动时钟周期期间除a(g)之外无任何B信号并且无任何A信号为“开通”，那么执行下列操作中的一些或全部：

A：“接通”A(g)，并且“断开”所有其他A信号和B信号。

B：如果在先前致动时钟周期期间编号在f与f-net_moves-l之间的任何R信号为“开通”：执行图21的方法

C：如果在先前致动时钟周期期间无编号在f与f-net_moves-l之间的任何R信号为“开通”：执行图22的方法

步骤2030：按当前“开通”的R信号的数量减少Na

跳转到主循环中的步骤1650（图16）

图21的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤2110：“接通”编号从f到（并且包括）在先前致动时钟周期期间为“断开”的最低编号的R信号（如果存在）的任何R信号。

步骤2120：“断开”所有其他R信号

步骤2130：按当前“开通”的R信号的数量增加f

步骤2140：跳转到图20中的步骤2030

图22的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤2210：如果f-net_moves>Nr：

A：“接通”编号从f到（并且包括）Nr-1的所有R信号。

B：“断开”所有其他R信号

C：设置f=0

D：如果g=Nc-1，那么设置g=0；否则按一增加g

步骤2220：如果f-net_moves≤Nr，那么执行下列操作中的一些或全部：

A：“接通”编号从f到（并且包括）f-net_moves-1的所有R信号。

B：“断开”所有其他R信号

C：按net_moves增加f。

步骤2230：跳转到图20中的步骤2030

图23的方法通常包括经适合排序的下列步骤中的一些或全部，例如，如下所示：

步骤2310：“断开”所有R信号

步骤2320：如果在先前致动时钟周期期间Na变化，那么执行下列操作中的一些或全部：

A：使任何A信号或B信号保持“开通”为先前致动时钟周期期间为“开通”的A信号或B信号。

B：“断开”所有其他A信号和B信号

步骤2330：如果在先前致动时钟周期期间Na未变化，那么“断开”所有A信号和所有B信号。

步骤2340：返回。

一般地，图15至图23的元件选择方法接收根据致动时钟取样的单输入信号，单输入信号可以是例如量化器的输出（例如，图14中的信号640）。对于具有Nr个R子集和Nc个C子集的致动器阵列，图15至图23的元件选择方法假定每个R子集含有Nc个移动元件并且每个C子集含有Nr个移动元件。这方法产生Nr+2×Nc个单位阵列驱动信号：Nr个R信号，编号为r0至r(Nr-l)并且指示施加到致动器阵列的每个R布线的电压；Nc个A信号，编号为a0至a(Nc-l)并且指示施加到每个A布线的电压；以及Nc个B信号，编号为b0至b(Nc-l)并且指示施加到每个A布线的电压。例如，可以将这些信号馈送到如图14中所示的高电压驱动器。假定这些信号中的每个以相同数字控制各自R布线、A布线和B布线。当信号为“开通”时，施加到各自布线的电压为0V；当信号为“断开”时，电压为-VD（用于R布线）或+VD（用于A布线和B布线）。

若存在下列项，那么在由图15至图23的元件选择方法控制的致动器阵列中，每个致动周期下处于A位置的元件的数量紧密近似这方法的输入信号：

1.e决不变成等于g（e和g在图15中定义），以及

2.这方法的输入信号的转换速率每致动时钟周期小于Nr/2。

如果e和g变成相等，那么控制器可能向单个C子集的A布线和B布线施加0V，这在驱动方案8下是不被允许的，因为这将造成C子集中的移动元件从一个极限位置释放但是未闩锁在另一极限位置中。可以例如通过始终确保至少一个C子集为“满”（即，使其所有移动元件处于A位置中）并且至少一个C子集为“空”（即，使其所有移动元件处于B位置中）而防止e和g变成相等。在图14中所示的装置中，这可以例如通过设计定标器530以使得量化器输出信号640（即，到图15至图23的元件选择方法的输入）的值总是高于Nr并且低于Nr×(Nc-l)来达成。或者，可以在其他处，例如在图15至图23的元件选择方法本身的改进版本内限制输入信号。

图15至图23的元件选择方法的转换速率限制会增加，因为图15至图23的元件选择方法决不会在相同致动时钟周期中释放多于一个C子集内的移动元件。只要输入信号每致动时钟周期未增加或减少多于Nr/2个，处于A位置中的元件的数量（虽然其无需在每个致动时钟周期下精确等于输入信号）仍紧密地近似输入信号。如果输入信号变化较快，那么输入信号与处于A位置中的元件的数量之间的差（下文称为“寻址误差”）可能在多于两个致动时钟周期上累积。在此类情况下，图15至图23的元件选择方法进入重复性双循环模式，其中每隔一周期，移动元件的整个C子集从极限位置释放，其后接着未释放移动元件并且闩锁先前释放的移动元件的周期。如果转换速率低于Nr/2但是接近Nr/2，那么也可能出现这双循环模式的短脉冲。

图15至图23的元件选择方法在每个致动时钟周期期间只执行少量步骤，并且只使用少量存储器。其存储数据包括变量d、e、f、g、Na，以及其本身输出的先前值，即，阵列驱动信号r0至r(Nr-l)、a0至a(Nc-l)和b0至b(Nc-l)的先前值。由于以内部变量d、e、f和g暗示这个信息，故图15至图23的元件选择方法不个别地跟踪每个移动元件的位置。

应了解，类似于图15至图23的元件选择方法的元件选择方法也可以设计用于其他驱动方案，例如，先前所述的驱动方案1至驱动方案7以及驱动方案9至驱动方案18（驱动方案8的逻辑超集，例如，驱动方案11、驱动方案15和驱动方案17以现状支持图15至图23的元件选择方法）。此类类似方法的复杂度为不同电压的数量，以及驱动方案中使用的阶段(k)的数量的函数。用于例如先前所述的驱动方案1至驱动方案5的单阶段驱动方案的类似方法，通常每致动时钟周期比图15至图23的元件选择方法执行更少的步骤，因为在下一个致动时钟周期开始之前，在一个致动时钟周期期间所释放的所有移动元件已被闩锁。相反，用于例如四阶段驱动方案18的较高速度驱动方案的类似方法，通常每致动时钟周期比图15至图23的元件选择方法执行更多的步骤，因为在较高速度驱动方案下，在一个致动时钟周期期间的任何移动元件的释放创建三个致动时钟周期后在相对极限位置中闩锁经释放的移动元件的需求，从而需要特定R布线、A布线和B布线上有特定电压，并且由此减少控制器可用的自由度。

此外应了解，对于任何给定驱动方案，也可能将元件选择方法设计成不与图15至图23的元件选择方法有任何相似性。例如，“强力”方法可以针对驱动方案允许的阵列驱动信号值的每个可能组合而计算下一个时钟周期下每个移动元件的位置，并且根据例如产生的寻址误差的标准和/或可能与给定应用相关的其他标准选择阵列驱动信号值的最佳组合。

图24为根据本发明的某些实施方案的致动器阵列的简化表示，与图2和图4中所示的致动器阵列类似，这个致动器阵列包括被划分成八个R子集和八个C子集的64个致动器元件。将R布线标示为R0至R7、将A布线标示为A0至A7，并且将B布线标示为B0至B7。每个方形表示一个致动器元件。

在图24中，致动器元件根据下列公式编号：

元件数字=R子集的数字×C子集数字+R子集数字

并且在图24中以十六进制记数法加以标示。图24中加阴影并且编号为16至2B的二十二个移动元件处于A位置中并且图24中未加阴影的剩余移动元件处于B位置中。

这为由图15至图23的元件选择方法控制的致动器阵列的典型情况。在这个实例中，图15至图23的元件选择方法中的内部变量的值为：

●Na=22

●d=4

●e=5

●f=6

●g=2

在图24中可以看出A位置中的移动元件的集合（下文称为“A集合”）的数量形成从16延伸到2B（根据图24的十六进制记数法）的连续序列。同样地，B位置中的移动元件的集合（下文称为“B集合”）的数量也形成从2C延伸到15并且从3F（最高编号的移动元件）回绕到00的连续序列。图15至图23的元件选择方法具有下列性质：A集合和B集合总是形成可以或不可以从最高编号的移动元件回绕到最低编号的移动元件的此类连续序列（下文称为“连续回绕序列”）。图15至图23的元件选择方法依赖于这个性质以在不使用Nr×Nc矩阵数据结构下跟踪移动元件的位置。

在图24的情形中，如果图15至图23的元件选择方法的输入的值增加，那么从B位置待释放的下一个移动元件按根据其编号的升序为2C、2D、2E等。同样地，如果图15至图23的元件选择方法的输入的值减少，那么从A位置待释放的下一个移动元件按根据其编号的降序为16、17、18等。在某些应用中，可能不期望元件选择方法总是如图15至图23的元件选择方法的情况以相同顺序释放移动元件。为此的一个原因是起因于失配误差的失配噪声，即，每个移动元件产生的物理效应的量值差，这些量值差可能起因于例如制造公差，或起因于移动元件在其制造后在某个时间受到机械损害。如果总是以相同顺序释放移动元件，那么此类失配噪声的频谱（取决于输入信号）可能使得失配噪声能量集中在输入信号中未含有的特定频率。这种现象在Σ-Δ数字-模拟转换器中众所周知，并且可能使由此类数字-模拟转换器再现的可听音含有输入信号中未呈现的可听音调。在本领域中已知各种方法用于整形失配噪声的频谱以例如在音频应用中使失配噪声较难听见或甚至听不见。通常称为“数据加权平均(DWA)”的一个此方法将失配噪声能量分布成近似均匀地跨越频谱，即，使其“白化”。根据本发明的某些实施方案的元件选择方法可以通过下列操作而实施DWA：在net_moves为正的致动时钟周期中，将2×net_moves个移动元件从A位置释放并且将net_moves个移动元件从B位置释放，以及在net_moves为正的致动时钟周期中，将2×net_moves个移动元件从B位置释放并且将net_moves个移动元件从A位置释放。然而，归因于下列事实，通常在致动器阵列中的致动器元件之间共享电气连接件，而不是如常规数字-模拟转换器中的通常情况将每个电气连接件专用于一个特定元件，实施DWA的此类元件选择方法可能是复杂的（即，在每个致动时钟周期下执行大量步骤），和/或与不实施DWA的元件选择方法的输入信号相比，在由此元件选择方法控制的致动器阵列中，在每个致动周期下处于A位置中的元件的数量可能较不紧密接近这方法的输入信号。

现在描述用于“白化”失配噪声的频谱的方法，这方法可以直接用于图15至图23的元件选择方法以及基于图15至图23的元件选择方法的方法。图15至图23的方法假定R信号r0至r(Nr-l)、A信号a0至a(Nc-l)以及B信号b0至b(Nc-l)中的每个控制致动器阵列的各自R布线、A布线或B布线。然而，如果改变这些分配以使得例如分别地，R信号r4控制R布线而非R4，或A信号a0和B信号b0控制A布线而非A0与B布线而非B0，那么图15至图23的元件选择方法释放移动元件的顺序会变化。通过对R布线、A布线和B布线的阵列驱动信号的分配重复（例如，每致动时钟周期一次）进行此类变化，释放移动元件的顺序变成伪随机，因此将失配噪声能量分布成更均匀地跨越频谱。

在以下实例中，R’(i)表示当前由R信号r(i)控制的R布线，A’(i)表示当前由A信号a(i)控制的A布线，并且B’(i)表示当前由B信号b(i)控制的B布线。在图24中所示的情形中，可以交换R信号r4和R信号r5，以使得r4控制R’5（在这种情况下为R5）并且r5控制R’4（在这种情况下为R4），而不会影响任何移动元件在致动器阵列中的位置。在交换r4和r5之后，从B位置待释放的下一个移动元件为2D，而在交换之前，其为2C。同样地，可以交换r6和r7以使得r6控制R’7并且r7控制R’6，从而导致移动元件17而非移动元件16变成从A位置待释放的下一个移动元件。也可以在不影响任何移动元件在致动器阵列中的位置的情况下交换R信号r0至r3中的任何两个。总的说来，在图24中所示的情形中，存在R信号的三个集合，其中可以用任何成员交换任何其他成员：{r0、r1、r2、r3}、{r4、r5}和{r6、r7}。然而，用来自这些集合中的一个集合的任何R信号交换来自另一集合的任何R信号可能干扰图15至图23的元件选择方法的操作，从而导致装置不再产生所需的物理效应。可以类似地交换A信号和B信号。例如，在图24中所示的情形中，可以通过改变输出分配而交换A信号a6和A信号a1以使得a6控制A’1（在这种情况下为A1），并且a1控制A’6（在这种情况下为A6）。例如在上述情况下，只要交换两个A信号，也交换各自B信号，改变输出分配以使得b6控制B’1（在这种情况下为B1），并且b1控制B’6（在这种情况下为B6）。在这个交换后，在C子集5变满后，在未来致动时钟周期中从B位置待释放的下一个元件为C子集1中的移动元件08，而非C子集6中的移动元件30。不用B信号交换A信号，即，A信号总是控制A布线并且B信号总是控制B布线。在图24中所示的情形中，存在A信号的两个集合，可以用彼此交换这些信号的成员而不干扰图15至图23的元件选择方法的操作：{a0、a1、a6、a7}和{a3、a4}；并且B信号也同样如此。不可以用任何其他C子集交换a2、a5、b2或b5中的任一个而不干扰图15至图23的元件选择方法的操作。

对于多于两个可以交换的R信号的集合而言，例如，在以上实例中的集合{r0、r1、r2、r3}，根据本发明的某些实施方案的控制器可以例如使用伪随机数生成器选择一对待交换的R信号。或者，可以通过任何其他方法扰频r0、r1、r2和r3至R’0、R’1、R’2和R’3的分配以使得r0、r1、r2和r3中的每个精确控制R布线R’0、R’1、R’2和R’3中的一个。同样地，在以上实例中，控制器可以选择集合{a0、a1、a6、a7}内的任何一对A信号和各自一对B信号用于交换，或控制器可以改变输出分配以使得a0、a1、a6和a7中的每个精确控制A布线A’0、A’1、A’6和A’7中的一个，并且每个各自B输出控制各自B布线。

通常，对于所有m（其中0≤m＜Nc）而言，如果位于R布线R’(i)的R子集与C子集m的交点的移动元件处于与位于R’(j)的R子集与C子集m的交点的移动元件相同的位置中并且在相同方向上移动（如果在移动中），那么可以交换任何两个R信号r(i)和r(j)。

通常，对于所有m（其中0≤m＜Nr）而言，如果位于R子集m与A布线A’(i)和B布线B’(i)的C子集的交点的移动元件处于与位于R子集m与A’(j)和B’(j)的C子集的交点的移动元件相同的位置中并且在相同方向上移动（如果在移动中），那么可以交换任何两个A信号a(i)和a(j)和各自B信号b(i)和b(j)。

使用图15至图23的元件选择方法，大多数C子集在任何给定时钟周期期间为满或空。因此，如果使用图15至图23的元件选择方法，如果（使用括号来指示逻辑运算符的优先级）：（e<i<g和e<j<g）或（（i>e或i<g）以及（j>e或j<g）），那么可以交换任何两个A信号a(i)和a(j)以及各自B信号b(i)和b(j)。

现在描述图15至图23的元件选择方法的改善以用于减少寻址误差和改善瞬态响应（例如，使控制器能够在每个致动时钟周期下释放较大数量的移动元件）。在图24中，图15至图23的元件选择方法可以在当前致动时钟周期期间从A位置释放的移动元件的最大数量为2（在图24中编号为16和17的元件）。因此，如果net_moves超过2，那么在当前致动时钟周期期间的寻址误差将为非零。同样地，在图24的情形中，图15至图23的元件选择方法可以在单个致动时钟周期内从B位置释放的移动元件的最大数量为4（在图24中编号为2C至2F的元件），并且因此低于-4的net_moves值也将产生非零寻址误差（与net_moves>2的情况相比，具有相反极性）。在这些情况下，寻址误差为下列事实的直接后果：图15至图23的元件选择方法决不会在相同致动时钟周期中释放多于一个C子集内的移动元件。通过使用图15至图23的元件选择方法的能够在单个致动时钟周期期间释放多于一个C子集内的移动元件的改进版本，可以在此类情况下消除寻址误差。例如，如果net_moves=6，那么通过跳转到下一个C子集、向B6和任何六个R布线施加0V；或通过向R2-R5、B5和B6施加0V（选择八个移动元件但是利用移动元件2A和移动元件2B已处于A位置中的事实），可以从B位置释放精确六个移动元件。或者，可以通过向R4-R7、A2、B5和B6施加0V实现相同物理效应，由此从B位置同时释放八个移动元件（2C-2F和34-37）以及从A位置释放两个移动元件（16和17）。应注意然而，向R0、R1、R4-R7、B5和B6施加0V将产生不同的物理效应，因为将释放总共十个移动元件（2C-31和34-37）而非六个移动元件。上述可能解决方案中的每个打破A集合的连续性以使得其不再形成连续回绕序列。因此，在这些情形下消除寻址误差的元件选择方法通常比图15至图23的元件选择方法更复杂。例如，此类方法可以将A集合和B集合分成S个连续回绕序列，并且使用类似于图15至图23的元件选择方法的d、e、f和g的4×S个内部变量以跟踪每个连续回绕序列。或者，视情况而定，连续回绕序列的数量可以随时间变化以最小化寻址误差，或可以设计不考虑任何连续回绕序列而跟踪每个致动器元件的位置的元件选择方法。

应了解，也可能发生寻址误差不归因于特定元件选择方法的限制，而是与使用的元件选择方法无关而不可避免的情形。例如，在图24的致动器阵列中，如果所有移动元件处于A位置中，那么不可能在单个致动时钟周期期间精确释放十一个移动元件；一般地，如果致动器阵列具有Nr个R子集和Nc个C子集，那么不可能精确释放P个移动元件（如果P为大于Nr和Nc的素数）。

图25示出在例如如参照图24所述交换下列阵列驱动信号后，图24的致动器阵列：

●R信号r4和r5

●R信号r6和r7

●A信号a1和a6

●B信号b1和b6

所有移动元件如图24中处于相同位置中。然而，在图25中，从B位置待释放的接下来的六个移动元件为2D、2C、2F、2E、08和09（按照这种顺序），而在图24中，从B位置待释放的接下来的六个移动元件为2C、2D、2E、2F、30和31。

然而在图24中，对于所有i（其中0≤i＜Nr），R’(i)为R(i)，并且对于所有j（其中0≤j＜Nc），A’(j)为A(j)并且B’(j)为B(j)，在图25中不再是这种情况。当在每个致动时钟周期下周期性交换阵列驱动信号时，阵列驱动信号至R布线、A布线和B布线的分配变得伪随机。

图26示出许多移动元件处于不同于图24的位置的图24的致动器阵列。

不同于在图24中，图26的每个方形中的数字为根据当前控制移动元件的阵列驱动信号定义的每个移动元件的虚拟元件数字：

虚拟元件数字=Nr×A信号数字+R信号数字

在图26中可以看出，尽管A集合的元件数字不形成如参照图24所述的连续回绕序列，但是A集合的虚拟元件数字确实形成连续回绕序列。此外，A集合的虚拟元件数字在图26中与在图24中相同。因此，图15至图23的元件选择方法的所有内部变量（先前参照图15至图23所述的d、e、f和g）具有图26和图24的情形中的相同值。实际上，只要涉及图15至图23的元件选择方法的操作，两种情形是相同的。

图27为根据本发明的某些实施方案的装置的简化方框图，其包括控制器50和致动器阵列100。控制器50含有元件选择器550和高电压驱动器560，其功能如上文参照图14所述。在没有寻址误差的情况下，致动器阵列100内处于A位置中的移动元件的数量等于元件选择器550的输入信号601表示的数量。将元件选择器550放置在噪声整形环路60内部，噪声整形环路60也包括环路滤波器553、两个加法器541和552，以及反相器（即，数字量乘以-1）551。元件选择器550生成额外信号651，信号651表示实际上处于A位置中的移动元件的数量（与信号601相对，信号601表示应该处于A位置中以产生所需的物理效应的移动元件的数量）。加法器552和反相器551从元件选择器550的输入信号601中减去这个信号，从而生成误差信号653，误差信号653表示由元件选择器550引入的寻址误差。环路滤波器553滤波误差信号652并且将所得滤过的误差信号653加入到环路输入信号600以生成元件选择器550的输入信号601。

假定寻址误差不与输入信号600相关，环路的信号转移函数(STF)为1，而其噪声转移函数(NTF)由下列公式给出：

NTF＝1-H_e[z]

其中H_e[z]为z域中的环路滤波器61的脉冲响应。通过用适合的H_e[z]设计环路滤波器，可以获得具有所关注的频带中的高增益（“带内增益”）和在这频带外的低增益（“带外增益”）的NTF。因此，寻址噪声（起因于寻址误差）的频谱被整形以使得由致动器阵列100产生的物理效应比在没有噪声整形环路60的情况下含有在所关注的频带中引起的更少的寻址噪声。

类似的噪声整形环路在用于整形量化噪声的频谱的领域中，例如，在数字-模拟转换器(DAC)和模拟-数字转换器(ADC)中已知，并且通常称为“Σ-Δ调制器”和“△-Σ调制器”。用于设计常规Σ-Δ调制器的环路滤波器的方法在本领域中已知。

在常规Σ-Δ调制器中和在根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路中，环路滤波器的设计目标通常包括获得所需的NTF，以及确保噪声整形环路是无条件稳定的（即，不产生在输入信号中不存在的振荡，其一般是不良的）或在特定条件下稳定的。用于预测NTF作为环路滤波器的脉冲响应的函数，或用于查找环路滤波器响应以估计所需的NTF的常规方法也可以用于根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路。

然而，用于预测常规Σ-Δ调制器是否稳定，或用于选择环路滤波器的脉冲响应以确保稳定性的常规方法不一定适合于根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路。根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路的稳定性取决于使用的元件选择方法。例如，如果输入信号具有高转换速率，那么先前参照图15至图23所述的图15至图23的元件选择方法进入重复性双循环模式，从而产生在一半致动时钟频率下的振荡。加入寻址噪声整形环路可以使此类振荡比在不具有噪声整形环路下的类似装置中持续更长时间。因此，其中元件选择器使用图15至图23的元件选择方法的寻址噪声整形环路相对容易变得不稳定。使用其他元件选择方法，例如参照图24所述的图15至图23的元件选择方法的变动，环路可以对较宽范围的输入信号保持稳定。

此外，根据本发明的寻址噪声整形环路的稳定性也可以取决于寻址误差与输入信号之间的相关度。如上所述，根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路假定不存在这种相关性。同样地，常规Σ-Δ调制器依赖于量化误差不与输入信号相关的假定。事实上，这两种类型的误差通常呈现与输入信号的相关度。常规Σ-Δ调制器和根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路假定各自的相关足够低以可忽略。然而，取决于使用的元件选择方法，在根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路中寻址误差与输入信号之间的相关度可能高于在常规Σ-Δ调制器中量化噪声与输入信号之间的相关度。

一般地，根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路的稳定性取决于环路滤波器的脉冲响应和使用的元件选择方法。对于特定输入信号，可以通过例如在软件包（例如，MATLAB）中模拟整个噪声整形环路而验证环路稳定性。对于给定元件选择方法，如果环路滤波器553具有短而平滑的脉冲响应，那么环路更有可能是稳定的。例如，如果环路滤波器553为具有在z域中提供为b0+b1z^-1+b2z^-2+b3z^-3+...+b(n)z^-n的转移函数的有限脉冲响应(FIR)滤波器，那么环路更有可能是稳定的（如果n是低的并且|b(i)-b(i+1)|是低的，0≤i＜n）。作为实例，根据本发明的某些实施方案的寻址噪声整形环路在使用具有脉冲响应0.5z^-1+0.5z^-2的环路滤波器时对于特定输入信号可能是稳定的，并且在使用具有脉冲响应z^-1+0z^-2的环路滤波器时对于相同输入信号可能是不稳定的。

噪声整形环路的各种不同拓扑在本领域中已知。尽管图27的实例示出被称为“误差反馈”的拓扑，但是这只是一个实例并且可以使用任何其他环路拓扑。本领域中已知的噪声整形环路拓扑包括（但不限于）：“单反馈”、使用前馈作为反馈的替代或补充的拓扑、级联和多级拓扑。

图27假定噪声整形环路60包括至少一个致动时钟周期的延迟。例如，如果误差信号653不已包括延迟，并且环路滤波器553为具有在z域中提供为b0+b1z^-1+b2z^-2+b3z^-3+…+b(n)z^-n的转移函数的有限脉冲响应(FIR)滤波器，那么b0通常是零。或者，延迟可以是元件选择器550、反相器551和/或加法器552中的一些或全部的天然副产物或故意添加。

环路滤波器和因此NTF可以具有任何阶数并且可以具有任何特性，例如，低通、带通或高通。

信号转移函数(STF)可以是1。或者，取决于应用，具有非平坦的频率响应的STF可能是合意的，和/或其效应可以被具有非平坦的频率响应的其他系统组件取消。具有非平坦的STF的噪声整形环路体系结构在本领域中众所周知。

在前面参考图27的所有文本中，在不从根本上改变装置的操作下，词“A位置”可以用“B位置”替换。

根据本发明的某些实施方案的控制器可以包括图27和后续图中所示的噪声整形环路，例如，连同参照图14所述的低通滤波器、取样率转换器、定标器和量化器中的一个或多个。

图28为根据本发明的另一实施方案的简化方框图，其类似于图27的实施方案，但是具有应用于量化噪声以及寻址噪声的噪声整形。先前已参照图14描述本发明内的量化器的使用。量化噪声或量化误差指量化器的输入与其输出之间的差。在图28中，误差信号658表示量化误差和寻址误差的总和（而图27中的误差信号653只表示寻址误差），并且因此将噪声整形环路60的噪声转移函数(NTF)应用于量化噪声和寻址噪声（与图27中只应用于寻址噪声不同）。因此，可以比在没有量化噪声整形下将可能的更准确和/或用更少数量的致动器元件再现输入信号70。

图29为本发明的另一实施方案的简化方框图。如同在图27和图28中，装置包括控制器50和致动器阵列100，其中控制器50的特征是噪声整形环路60。将噪声整形应用于量化噪声和寻址噪声。然而，与单个环路滤波器用于两种类型的噪声的图28对比，在图29中单独地处理两种类型的噪声。加法器542和反相器541从量化器的输入信号603中一起减去量化信号640，由此产生表示量化误差的信号642。这信号由第一环路滤波器543滤波以产生滤过的量化噪声信号643，加法器535将信号643加入到输入信号600。同样地，加法器552和反相器551从由量化信号640表示的处于A位置中的移动元件的所需数量中一起减去由信号651表示的处于A位置中的移动元件的实际数量，从而产生表示寻址误差的信号652。这信号由第二环路滤波器553滤波以产生滤过的寻址噪声信号653，将信号653与滤过的量化噪声信号643一起加入到输入信号600。

寻址噪声的特性可能在任何或所有下列方法方面不同于量化噪声的特性：

●寻址噪声可以具有比量化噪声更高的峰值振幅，其仅限于狭窄范围的值（如果量化器不使用抖动，那么通常为±0.5最低有效位，然而在使用抖动的情况下这范围可能更宽）。

●这些类型的噪声的频谱可能不同。例如，可以通过使用如参照图14所述的具有三角形概率函数的抖动在量化器中整形量化噪声。这导致量化噪声能量在进入噪声整形环路之前已主要集中在信号中的高频下。这种技术在本领域中，例如，在△-Σ数据转换器的领域中众所周知。将相同技术应用于寻址噪声可能如参照图27所述使寻址噪声整形环路变得不稳定，并且因此可能是不良的。

●如参照图27所述，寻址噪声可以比量化噪声呈现与输入信号70更高的相关度，因此可以提供具有短而平滑的脉冲响应的环路滤波器以维持环路稳定性，这与可以提供较长、较少平滑的脉冲响应的量化噪声相反。

分别用于量化噪声和寻址噪声的两个单独的环路滤波器543和553的使用，使得可能组合攻击性量化噪声整形（例如，使用具有环路滤波器543的相对较长脉冲响应的有限脉冲响应(FIR)滤波器）与寻址噪声的更为保守的整形（例如，使用具有环路滤波器553的较短脉冲响应的FIR）。更一般地说，可以为每种类型的噪声实施不同的NTF以适合应用的需要。

本文所示和所述的个别寻址方法和装置特别可用于双面静电致动器的阵列。本文所示和所述的噪声降低方法和装置可用于多种多样的阵列，例如（但不限于）本文所示和所述的阵列。

也可以在单个实施方案的组合中提供在单独实施方案的情况下描述的本发明的特征。相反地，可以单独地或在任何适合的子组合中或以不同的顺序提供本发明的特征，包括为简洁起见在单个实施方案的情况下或以特定顺序描述的方法步骤。

视情况而定，可以使用任何或所有的计算机化传感器、输出设备或显示器、处理器、数据存储器和网络以实施本文所示和所述的方法和装置中的任何一个。

应了解，术语“强制的”、“必需的”、“需要”和“必须”指在为清楚起见由此描述的特定实施或应用的情况内进行的实施选择并且不意图是限制的，因为在替代实施中，相同的元件可能被定义为没有强制性和不是必需的或可能甚至被一起除去。

应了解，在需要时，本发明的软件组件（包括程序和数据）可以用包括CD-ROM、EPROM和EEPROM的ROM（只读存储器）形式来实施，或可以存储在任何其他适合的典型非暂态计算机可读介质中，例如（但不限于）各种种类的磁盘、各种种类的卡和RAM。或者，在需要时可以使用常规技术全部或部分地以硬件实施在本文中描述为软件的组件。相反地，或者，在需要时可以使用常规技术全部或部分地以软件实施在本文中描述为硬件的组件。

尤其包括在本发明的范围中的是携带电磁信号的计算机可读指令，其用于以任何适合的顺序执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤；机器可读指令，其用于以任何适合的顺序执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤；由机器可读的程序存储设备，其有形地实施由机器可执行的指令程序以用任何适合的顺序执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤；计算机程序产品，其包括具有具实施在其中的计算机可读程序代码（例如，可执行代码），和/或包括用于以任何适合的顺序执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤的计算机可读程序代码的计算机可用介质；任何技术效果，其在以任何适合的顺序被执行时由本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤引起；任何适合的装置或设备或这样的组合，其被编程序以单独或组合地以任何适合的顺序执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤；电子设备，每个包括处理器和协同操作的输入设备和/或输出设备并且可操作以用软件执行本文所示和所述的任何步骤；信息存储设备或物理记录（例如，磁盘或硬驱动机），其使计算机或其他设备被配置成以任何适合的顺序执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤；在被下载前或后预存储在例如存储器中或信息网络（例如，互联网）上的程序，其以任何适合的顺序实施本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤、以及上载或下载此类步骤的方法，以及包括用于使用此类步骤的服务器和/或客户机的系统；以及硬件，其以任何适合的顺序单独或与软件一起执行本文所示和所述的任何方法的任何或所有步骤。本文所述的任何计算机可读或机器可读介质意图包括非暂态计算机或机器可读介质。

本文所述的任何计算或其他形式的分析可以由适合的计算机化方法执行。本文所述的任何步骤可以是计算机实施的。本文所示和所述的本发明可以包括：(a)使用计算机化方法以识别本文所述的任何问题或任何目标的解决方案，解决方案任选地包括以积极的方式影响本文所述的问题或目标的本文所述的决策、动作、产品、服务或任何其他信息中的至少一个；以及(b)输出解决方案。

本发明的范围不限于本文特定描述的结构和功能，并且也意图包括设备，其具有产生结构或执行本文中所述的功能的能力，以使得即使设备的用户可能不使用这能力，也在用户如此希望时能够修改设备以获得结构或功能。

也可以在单个实施方案中组合地提供在单独实施方案的情况下描述的本发明的特征。

相反地，可以单独地或在任何适合的子组合中或以不同的顺序提供本发明的特征，包括为简洁起见在单个实施方案的情况下或以特定顺序描述的方法步骤。本文在不意图限制的具体实例的意义上使用“例如”。在任何图中所示耦合的设备、装置或系统可以实际上在某些实施方案中集成到单一平台中或可以通过任何适当的有线或无线耦合而得以耦合，例如（但不限于）光纤、以太网、无线局域网、家庭电话线网络、电力线通信、手机、PDA、黑莓GPRS、卫星（包括GPS）或其他移动运输。应了解在本文所示和所述的描述和图中，描述或说明为系统和其子单元的功能性也可以被提供为方法和随其步骤，并且描述或说明为方法和随其步骤的功能性也可以被提供为系统和其子单元。用于说明图中的各种元件的比例仅仅是示例性的和/或适于清晰的陈述并且不意图是限制的。

Claims (99)

1.一种用于生成目标声音的装置，所述目标声音的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，所述装置包括：

许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，所述许多静电致动器元件包括致动器元件的Nr个第一子集即R子集和致动器元件的Nc个第二子集即C子集，其中所述许多静电致动器元件的第一划分产生所述Nr个第一子集即R子集，并且所述许多静电致动器元件的第二划分产生所述Nc个第二子集即C子集；

第一多个Nr电气连接件即R布线，其使每个R子集中的致动器元件的所述移动元件互连，以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的所述移动元件电连接到所述个别R子集中的所有其他致动器元件的所述移动元件，并且与未在所述个别R子集中的所有致动器元件的所述移动元件电隔离；

第二多个Nc电气连接件即A布线，其使每个C子集中的致动器元件的所述第一电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的所述第一电极电连接到所述个别C子集中的所有其他致动器元件的所述第一电极，并且与未在所述个别C子集中的所有致动器元件电隔离；

第三多个Nc电气连接件即B布线，其使每个C子集中的致动器元件的所述第二电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的所述第二电极电连接到所述个别C子集中的所有其他致动器元件的所述第二电极，并且与未在所述个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及

电连接到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件和所述第三多个Nc电气连接件的控制器，其可操作以接收数字输入信号，以及向所述电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得所述移动元件的所得移动一起产生所述目标声音。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器可操作以根据所述数字输入信号确定用于分别施加到所述第一多个Nr电气连接件即R布线的Nr元组的电势、用于分别施加到所述第二多个Nc电气连接件即A布线的第一Nc元组的电势，以及用于分别施加到所述第三多个Nc电气连接件即B布线的第二Nc元组的电势。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述控制器确定所述Nr元组、所述第一Nc元组和所述第二Nc元组，以使得所述电势到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件和所述第三多个Nc电气连接件的施加分别使所述许多静电致动器元件的所述移动元件产生对应于所述数字输入信号的至少一个特性的声音。

4.如权利要求1所述的装置，其中每个移动元件响应于所述控制器施加的电势而可操作以从与所述第二电极相比更接近所述第一电极的第一极限位置，移动到与所述第一电极相比更接近所述第二电极的第二极限位置，并且返回。

5.如权利要求1所述的装置，其中致动器元件的所述第一子集的任何个别子集与致动器元件的所述第二子集的任何个别子集的交点全部包括一致数量的致动器元件。

6.如权利要求5所述的装置，其中致动器元件的所述一致数量为一个。

7.如权利要求5所述的装置，其中致动器元件的所述一致数量为大于一个。

8.如权利要求2所述的装置，其中电势的所述预定有限集包括电势值的第一有限集和第二有限集，并且其中：

所述Nr元组的电势选自电势值的所述第一有限集；以及

所述第一Nc元组的电势和所述第二Nc元组的电势选自电势值的所述第二有限集。

9.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集和所述第二有限集的至少一个成员为零即接地。

10.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集和所述第二有限集中的每个包括为零即接地的成员。

11.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集和所述第二有限集中的至少一个精确具有两个值。

12.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集和所述第二有限集二者精确具有两个值。

13.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集和所述第二有限集中的至少一个精确具有三个值。

14.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集的至少一个成员等于电势值的所述第二有限集的至少一个成员。

15.如权利要求8所述的装置，其中电势值的所述第一有限集的至少一个成员为电势值的所述第二有限集的至少一个成员的值的两倍。

16.如权利要求8所述的装置，其中相对于电势值的所述第二有限集的至少一个成员，电势值的所述第一有限集的至少一个成员在量值上相等并且在极性上相反。

17.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器可操作以分别向所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件和所述第三多个Nc电气连接件的每个成员周期性施加电势的所述预定有限集中的一个。

18.如权利要求17所述的装置，其中所述控制器可操作以根据所述数字输入信号周期性确定用于分别周期性施加到所述第一多个Nr电气连接件即R布线的Nr个成员的Nr元组的电势、用于分别周期性施加到所述第二多个Nc电气连接件即A布线的Nc个成员的第一Nc元组的电势，以及用于分别周期性施加到所述第三多个Nc电气连接件即B布线的所述Nc个成员的第二Nc元组的电势。

19.如权利要求18所述的装置，其中所述Nr元组的电势、所述第一Nc元组的电势以及所述第二Nc元组的电势的施加与致动时钟同步，以使得每隔一致动时钟周期，周期性并且同时地将Nr元组的电势施加到所述第一多个Nr电气连接件即R布线、将第一Nc元组的电势施加到所述第二多个Nc电气连接件即A布线，并且将第二Nc元组的电势施加到所述第三多个Nc电气连接件即B布线达所述致动时钟周期的持续时间。

20.如权利要求19所述的装置，其中每个移动元件响应于所述控制器施加的所述电势而可操作以从与所述第二电极相比更接近所述第一电极的第一极限位置，移动到与所述第一电极相比更接近所述第二电极的第二极限位置，并且返回，并且其中此类移动是在单个致动时钟周期内完成。

21.如权利要求19所述的装置，其中每个移动元件响应于所述控制器施加的所述电势而可操作以从与所述第二电极相比更接近所述第一电极的第一极限位置，移动到与所述第一电极相比更接近所述第二电极的第二极限位置，并且返回，并且其中此类移动是在k个致动时钟周期内完成，其中k为正整数。

22.如权利要求21所述的装置，其中k等于二。

23.如权利要求21所述的装置，其中k大于二。

24.如权利要求19所述的装置，其中每个移动元件响应于所述控制器施加的所述电势而可操作以从与所述第二电极相比更接近所述第一电极的第一极限位置，移动到与所述第一电极相比更接近所述第二电极的第二极限位置，并且返回，

并且其中，在单个致动时钟周期期间，所述移动元件中的一些离开其极限位置中的一个并且尚未达到其极限位置中的另一个，并且所述许多移动元件中的其他移动元件在所述单个致动时钟周期之前的致动时钟周期期间，在离开其极限位置中的一个之后到达其极限位置中的另一个。

25.如权利要求1所述的装置，其中所述声音定义下列属性：音量；以及音高；其中所述数字输入信号具有下列特性：振幅；以及频率；并且其中所述数字输入信号的振幅对应于所述声音的音量，并且所述数字输入信号的频率对应于所述声音的音高。

26.如权利要求19所述的装置，其中每个移动元件响应于所述控制器施加的电势而可操作以从与所述第二电极相比更接近所述第一电极的第一极限位置，移动到与所述第一电极相比更接近所述第二电极的第二极限位置，并且返回，

并且其中，每隔一致动时钟周期，所述控制器可操作以计算net_moves数量，所述net_moves数量的特征为：在此个别时钟周期期间，如果m1个移动元件是从所述第一极限位置释放并且m2个移动元件是从所述第二极限位置释放，并且m2-m1＝net_moves，那么在所述个别时钟周期期间产生所述声音。

27.如权利要求26所述的装置，其中所述控制器另外可操作以每隔一时钟周期确定有效施加的电势，当分别施加到所述第一多个Nr电气连接件即R布线、所述第二多个Nc电气连接件即A布线，以及所述第三多个Nc电气连接件即B布线时，所述有效施加的电势可操作以实现：

●从所述第一极限位置释放k1个移动元件

●从所述第二极限位置释放k2个移动元件

以使得k1-k2接近net_moves以出于给定应用的目的而产生声音，该声音充分紧密实现所述目标声音。

28.如权利要求27所述的装置，其中在每个致动时钟周期下，通过从所述极限位置中的至少一个中释放零个元件而最小化从两个极限位置释放的移动元件的总数量。

29.如权利要求27所述的装置，其中在每个致动时钟周期下，除非存在k1-k2接近net_moves的高的总数量，否则最小化从两个极限位置释放的移动元件的所述总数量。

30.如权利要求27所述的装置，其中在每个致动时钟周期下，如果net_moves为正或零：k1＝2×net_moves并且k2＝net_moves。

31.如权利要求30所述的装置，其中如果net_moves为负：k1＝net_moves并且k2＝2×net_moves。

32.如权利要求27所述的装置，其中在单个致动时钟周期期间，所述移动元件中的一些离开其极限位置中的一个并且尚未达到其极限位置中的另一个，并且所述许多移动元件中的其他移动元件在所述单个致动时钟周期之前的致动时钟周期期间，在离开其极限位置中的一个之后到达其极限位置中的另一个，

并且其中所述控制器选择所述有效施加的电势以确保在所述单个致动时钟周期之前已从其极限位置中的一个释放的任何移动元件在适当的时钟周期期间到达相对极限位置。

33.如权利要求32所述的装置，其中每个移动元件响应于所述控制器施加的所述电势而可操作以从与所述第二电极相比更接近所述第一电极的第一极限位置，移动到与所述第一电极相比更接近所述第二电极的第二极限位置，并且返回，并且其中此类移动是在k个致动时钟周期内完成，其中k为正整数。

34.如权利要求27所述的装置，其中：

●每个R子集包括Nc个移动元件

●每个C子集包括Nr个移动元件

●将R布线编号为0至Nr-1

●将A布线和B布线编号为0至Nc-1

●移动元件经编号以使得每个移动元件具有数字：Nr×C子集数字+R子集数字。

35.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势以使得在每个致动时钟周期下，当前处于第一极限位置中的所有移动元件的数字形成连续回绕序列，并且当前处于第二极限位置中的所有移动元件的数字也形成连续回绕序列。

36.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势以使得在每个致动时钟周期下，除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字形成单个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也形成单个连续回绕序列。

37.如权利要求36所述的装置，其中在任何致动时钟周期下，在当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字和当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字各自未形成单个连续回绕序列时，所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字再次形成单个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也再次形成单个连续回绕序列。

38.如权利要求36所述的装置，其中在任何致动时钟周期下，在当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字和当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字各自未形成单个连续回绕序列时，所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字再次形成单个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也再次形成单个连续回绕序列。

39.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在每个致动时钟周期下，当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字形成S个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也形成S个连续回绕序列，其中S为正整数。

40.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在每个致动时钟周期下，除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字形成S个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也形成S个连续回绕序列，其中S为正整数。

41.如权利要求40所述的装置，其中在任何致动时钟周期下，在当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字和当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字各自形成多于S个连续回绕序列时，所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字再次只形成S个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也再次只形成S个连续回绕序列。

42.如权利要求40所述的装置，其中在任何致动时钟周期下，在当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字和当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字各自形成多于S个连续回绕序列时，所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在随后的致动时钟周期下，除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则当前处于所述第一极限位置中的所有移动元件的所述数字再次只形成S个连续回绕序列，并且当前处于所述第二极限位置中的所有移动元件的所述数字也再次只形成S个连续回绕序列。

43.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得在任何致动时钟周期期间从所述第一极限位置释放的任何移动元件的所述数字立即跟随从所述第一极限位置最近释放的那些移动元件的所述数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。

44.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则在任何致动时钟周期期间从所述第一极限位置释放的任何移动元件的所述数字立即跟随从所述第一极限位置最近释放的那些移动元件的所述数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。

45.如权利要求43所述的装置，其中所述控制器另外选择所述有效施加的电势，以使得在任何致动时钟周期期间从所述第二极限位置释放的任何移动元件的所述数字也立即跟随从所述第二极限位置最近释放的那些移动元件的所述数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。

46.如权利要求44所述的装置，其中所述控制器另外选择所述有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则在任何致动时钟周期期间从所述第二极限位置释放的任何移动元件的所述数字也立即跟随从所述第二极限位置最近释放的那些移动元件的所述数字，在到达Nr×Nc-1之后回调至0。

47.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器选择所述有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则在相同的致动时钟周期期间从所述第一极限位置释放的所有移动元件全部处于单个第一C子集中。

48.如权利要求47所述的装置，其中所述控制器另外选择所述有效施加的电势，以使得除非存在k1-k2接近net_moves的其他有效施加的电势，否则在相同的致动时钟周期期间从所述第二极限位置释放的所有移动元件全部处于单个第二C子集中。

49.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括定标器。

50.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括量化器。

51.如权利要求50所述的装置，其中所述量化器使用抖动。

52.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括至少一个电平移动器。

53.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括低通滤波器。

54.如权利要求1所述的装置，其中所述控制器包括取样率转换器。

55.如权利要求4所述的装置，其中在没有施加到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件以及所述第三多个Nc电气连接件的任何电势的情况下，当所述装置断电时，所述移动元件返回到位于所述第一极限位置与所述第二极限位置之间的静止位置，

其中所述控制器另外包括用于使所述移动元件中的一个或多个从其静止位置移动到所述第一极限位置和所述第二极限位置中的一个的构件。

56.如权利要求55所述的装置，其中所述控制器能够同时使所述致动器阵列内的所有所述移动元件从其静止位置移动到所述第一极限位置和所述第二极限位置中的一个。

57.如权利要求55所述的装置，其中所述控制器能够使所述移动元件中的一些从其静止位置移动到所述第一极限位置，并且同时使所述移动元件中的其他移动元件从其静止位置移动到所述第二极限位置。

58.如权利要求55所述的装置，其中所述控制器使用电势的单个预定有限集而实现移动元件从其静止位置移动到所述第一极限位置和所述第二极限位置中的一个，并且实现移动元件在第一极限位置与第二极限位置之间移动。

59.如权利要求58所述的装置，其中所述电势之间的差在量值上不足以使移动元件从其静止位置处的平衡态直接移动到所述极限位置中的一个。

60.如权利要求58所述的装置，其中所述控制器通过向所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件以及所述第三多个Nc电气连接件的一个或多个成员施加预定序列的电势，实现移动元件从其静止位置移动到所述第一极限位置和所述第二极限位置中的一个。

61.如权利要求60所述的装置，其中所述预定序列包括：

●第一部分，其中所述控制器重复地改变施加到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件以及所述第三多个Nc电气连接件的所述成员的所述电势中的一个或多个，以使得一个或多个电势的这些变化引起所述移动元件以其机械共振频率在其静止位置周围振荡；

●第二部分，其中所述控制器将电势的集合施加到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件以及所述第三多个Nc电气连接件的所述成员，电势的所述集合最大化将每个移动元件吸引朝向待移动的所述极限位置的静电力。

62.如权利要求61所述的装置，其中所述控制器可操作以定时在某一时间点下将发生的从所述第一部分到所述第二部分的转变，在所述时间点中，与接近相对极限位置相比，所述移动元件中的每个更接近其待移动的所述极限位置。

63.如权利要求61所述的装置，其中在所述第一部分期间的一个或多个电势的所述变化在某一频率下周期性发生，所述频率为所述移动元件的所述机械共振频率的两倍。

64.如权利要求27所述的装置，所述装置遭受寻址噪声，在一个或多个致动时钟周期期间，所述寻址噪声起因于k1-k2与net_moves之间的非零差即寻址误差，所述寻址噪声具有频谱，其中所述控制器包括寻址噪声整形环路，其可操作以整形所述寻址噪声的所述频谱，以使得寻址噪声能量在所关注的频带内减少并且在所述所关注的频带外增加。

65.如权利要求64所述的装置，其中所述噪声整形环路具有环路滤波器，其具有脉冲响应并且接收所述寻址噪声，以使得根据由所述脉冲响应确定的寻址噪声转移函数整形所述寻址噪声的所述频谱。

66.如权利要求27所述的装置，所述装置遭受量化噪声，所述量化噪声起因于所述致动器阵列中的致动器元件的数量小于所述数字输入信号可能假定的可能值的数量，所述量化噪声具有频谱，

其中所述控制器包括量化噪声整形环路，其可操作以整形所述量化噪声的所述频谱，以使得量化噪声能量在所关注的频带内减少并且在所述所关注的频带外增加。

67.如权利要求66所述的装置，其中所述噪声整形环路具有环路滤波器，其具有脉冲响应并且接收量化噪声，以使得根据由所述脉冲响应确定的量化噪声转移函数整形所述量化噪声的所述频谱。

68.如权利要求27所述的装置，所述装置遭受寻址噪声，在一个或多个致动时钟周期期间，所述寻址噪声起因于k1-k2与net_moves之间的非零差即寻址误差，所述寻址噪声具有寻址噪声频谱，并且所述装置也遭受量化噪声，所述量化噪声起因于所述致动器阵列中的致动器元件的所述数量小于所述数字输入信号可能假定的可能值的所述数量，所述量化噪声具有量化噪声频谱，

其中所述控制器包括可操作以整形所述寻址噪声和所述量化噪声二者的所述频谱的噪声整形环路，以使得寻址噪声能量和量化噪声能量在所关注的频带内减少并且在所述所关注的频带外增加。

69.如权利要求68所述的装置，其中所述噪声整形环路具有单个环路滤波器，其具有单个脉冲响应并且接收所述寻址噪声与所述量化噪声的总和，以使得根据由所述单个脉冲响应确定的单个噪声转移函数整形所述寻址噪声和所述量化噪声二者的所述频谱。

70.如权利要求27所述的装置，所述装置遭受寻址噪声，在一个或多个致动时钟周期期间，所述寻址噪声起因于k1-k2与net_moves之间的非零差即寻址误差，所述寻址噪声具有寻址噪声频谱，并且所述装置也遭受量化噪声，所述量化噪声起因于所述致动器阵列中的致动器元件的所述数量小于所述数字输入信号可能假定的可能值的所述数量，所述量化噪声具有量化噪声频谱，

其中所述控制器包括可操作以整形所述寻址噪声的所述频谱的寻址噪声整形环路，以及可操作以整形所述量化噪声的所述频谱的量化噪声整形环路，以使得寻址噪声能量和量化噪声能量在所关注的各自频带内减少并且在所述所关注的频带外增加。

71.如权利要求70所述的装置，其中：

所述寻址噪声整形环路具有第一环路滤波器，所述第一环路滤波器具有第一脉冲响应并且接收所述寻址噪声；

所述量化噪声整形环路具有第二环路滤波器，所述第二环路滤波器具有第二脉冲响应并且接收所述量化噪声，

以使得根据由所述第一脉冲响应确定的第一噪声转移函数整形所述寻址噪声的所述频谱，并且根据由所述第二脉冲响应确定的第二噪声转移函数整形所述量化噪声的所述频谱。

72.如权利要求61所述的装置，其中所述第二部分的持续时间至少为所述移动元件的机械共振周期Tres的一半。

73.如权利要求34所述的装置，其中所述控制器在每个致动时钟周期下生成：

控制施加到所述R布线R0至R(Nr-l)中的每个的所述电势的Nr个R信号r0至r(Nr-l)，

控制施加到所述A布线A0至A(Nc-l)中的每个的所述电势的Nc个A信号a0至a(Nc-l)，以及

控制施加到所述B布线B0至B(Nc-l)中的每个的所述电势的Nc个B信号b0至b(Nc-l)。

74.如权利要求73所述的装置，其中R信号至R布线的分配、A信号至A布线的分配以及B信号至B布线的分配是固定的，以使得：

所述R信号r0至r(Nr-l)中的每个总是控制相同的R布线，

所述A信号a0至a(Nc-l)中的每个总是控制相同的A布线，

并且所述B信号b0至b(Nc-l)中的每个总是控制相同的B布线。

75.如权利要求73所述的装置，其中所述控制器在所述装置的操作期间改变R信号至R布线的分配和/或A信号至A布线的所述分配以及B信号至B布线的所述分配。

76.如权利要求75所述的装置，其中R信号至R布线的所述分配和/或A信号至A布线的所述分配以及B信号至B布线的所述分配的变化周期性发生。

77.如权利要求75所述的装置，其中R信号至R布线的所述分配和/或A信号至A布线的所述分配以及B信号至B布线的所述分配的变化与所述致动时钟同时发生。

78.如权利要求75所述的装置，其中R信号至R布线的所述分配和/或A信号至A布线的所述分配以及B信号至B布线的所述分配的变化改变移动元件随后从所述极限位置中的一个中释放的顺序。

79.如权利要求75所述的装置，其中R信号至R布线的所述分配和/或A信号至A布线的所述分配以及B信号至B布线的所述分配的变化整形起因于由每个致动器元件产生的所述声音的量值差的失配噪声的频谱，以使得由所述装置产生的所述声音整体上更紧密地实现所述目标声音。

80.如权利要求79所述的装置，其中所述失配噪声的所述频谱的所述整形包括减少所述失配噪声的所述频谱中的峰值的所述量值。

81.如权利要求75所述的装置，其中A信号至A布线和B信号至B布线的所述分配的变化包括交换两个A信号和各自B信号，以使得先前分别由第一A信号和第一B信号控制的第一A布线和第一B布线变成分别由第二A信号和第二B信号控制，并且先前分别由所述第二A信号和所述第二B信号控制的第二A布线和第二B布线变成分别由所述第一A信号和所述第一B信号控制。

82.如权利要求75所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，并且在可交换的A信号和各自B信号的所述集合中的至少一个具有多于一个成员时，所述控制器确定A信号至A布线以及各自B信号至B布线的新分配。

83.如权利要求75所述的装置，其中R信号至R布线的所述分配的变化包括交换两个R信号，以使得先前由第一R信号控制的第一R布线变成由第二R信号控制，并且先前由所述第二R信号控制的第二R布线变成由所述第一R信号控制。

84.如权利要求75所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的R信号的集合，并且在可交换的R信号的所述集合中的至少一个具有多于一个成员时，所述控制器确定R信号至R布线的新分配。

85.如权利要求84所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的R信号的集合，以使得对于可交换的R信号的集合内的任何特定R信号而言，其R布线当前由所述特定R信号控制的所述R子集中的所述移动元件，以及其R布线当前由可交换的R信号的相同集合内的另一R信号控制的所有R子集中的所述移动元件都处于相同位置中并且如果在移动中则在相同方向上移动。

86.如权利要求84所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的R信号的集合，以使得对于可交换的R信号的集合内的任何特定R信号，并且对于从0到并且包括Nc-1的任何数字i而言，C子集i和其R布线当前由所述特定R信号控制的所述R子集的交点处的所述移动元件，处于与C子集i和其R布线当前由可交换的R信号的相同集合内的所述R信号的任何其他R信号控制的任何其他R子集的交点处的所述移动元件相同的位置中并且如果在移动中则在相同方向上移动。

87.如权利要求84所述的装置，其中所述控制器使用用于确定R信号至R布线的所述新分配的伪随机数生成器。

88.如权利要求84所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的R信号的集合，以使得对于可交换的R信号的集合内的每个特定R信号而言，当前施加到由所述特定R信号控制的所述R布线的所述电势与当前施加到由可交换的R信号的相同集合内的任何其他R信号控制的任何R布线的所述电势相同。

89.如权利要求82所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，以使得对于可交换的A信号和各自B信号的集合内的每个特定A信号和各自B信号而言，当前施加到由所述特定A信号和各自B信号控制的所述A布线和各自B布线的所述电势，与当前施加到由可交换的A信号和各自B信号的相同集合内的任何其他A信号和各自B信号控制的任何A布线和各自B布线的所述电势相同。

90.如权利要求82所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，以使得对于可交换的A信号和各自B信号的集合内的任何特定A信号和特定B信号而言，其A布线和B布线当前分别由所述特定A信号和特定B信号控制的所述C子集中的所述移动元件，以及其A布线和B布线当前由可交换的A信号和各自B信号的相同集合内的另一A信号和其各自B布线控制的所有C子集中的所述移动元件，都处于相同位置中并且如果在移动中则在相同方向上移动。

91.如权利要求82所述的装置，其中所述控制器可操作以识别可交换的A信号和各自B信号的集合，以使得对于可交换的A信号和各自B信号的集合内的任何特定A信号和特定B信号，并且对于从0到并且包括Nr-1的任何数字i而言，R子集i和其A布线和B布线当前分别由所述特定A信号和所述特定B信号控制的所述C子集的交点处的所述移动元件，处于与R子集i和其A布线和B布线当前由可交换的A信号和各自B信号的相同集合内的所述A信号中的一个和其各自B信号控制的任何其他C子集的交点处的所述移动元件相同的位置中并且如果在移动中则在相同方向上移动。

92.如权利要求82所述的装置，其中所述控制器使用用于确定A信号至A布线以及各自B信号至B布线的所述新分配的伪随机数生成器。

93.一种用于制造用于生成声音的装置的方法，所述声音的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，所述方法包括：

提供许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，所述提供包括界定：

所述许多静电致动器元件成Nr个第一子集即R子集的第一划分；以及

所述许多静电致动器元件成Nc个第二子集即C子集的第二划分；

通过第一多个Nr电气连接件即R布线使每个R子集中的致动器元件的所述移动元件互连，以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的所述移动元件电连接到所述个别R子集中的所有其他致动器元件的所述移动元件，并且与未在所述个别R子集中的所有致动器元件的所述移动元件电隔离；

通过第二多个Nc电气连接件即A布线使每个C子集中的致动器元件的所述第一电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的所述第一电极电连接到所述个别C子集中的所有其他致动器元件的所述第一电极，并且与未在所述个别C子集中的所有致动器元件电隔离；

通过第三多个Nc电气连接件即B布线使每个C子集中的致动器元件的所述第二电极互连，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的所述第二电极电连接到所述个别C子集中的所有其他致动器元件的所述第二电极，并且与未在所述个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及

提供电连接到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件和所述第三多个Nc电气连接件的控制器，所述控制器可操作以接收数字输入信号，以及向所述电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得所述移动元件的所得移动一起产生所述声音。

94.如权利要求93所述的方法，其中所述控制器包括定标器。

95.如权利要求93所述的方法，其中所述控制器包括量化器。

96.如权利要求95所述的方法，其中所述量化器使用抖动。

97.如权利要求93所述的方法，其中所述控制器包括低通滤波器。

98.如权利要求93所述的方法，其中所述控制器包括取样率转换器。

99.一种用于生成声音的方法，所述声音的至少一个属性对应于周期性取样的数字输入信号的至少一个特性，所述方法包括：

提供许多静电致动器元件，每个静电致动器元件包括在第一电极与第二电极之间移动的移动元件，所述许多静电致动器元件包括致动器元件的Nr个第一子集即R子集和致动器元件的Nc个第二子集即C子集，其中所述许多静电致动器元件的第一划分产生所述Nr个第一子集即R子集，并且所述许多静电致动器元件的第二划分产生所述Nc个第二子集即C子集；

提供使每个R子集中的致动器元件的所述移动元件互连的第一多个Nr电气连接件即R布线，以使得每个个别R子集中的任何致动器元件的所述移动元件电连接到所述个别R子集中的所有其他致动器元件的所述移动元件，并且与未在所述个别R子集中的所有致动器元件的所述移动元件电隔离；

提供使每个C子集中的致动器元件的所述第一电极互连的第二多个Nc电气连接件即A布线，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的所述第一电极电连接到所述个别C子集中的所有其他致动器元件的所述第一电极，并且与未在所述个别C子集中的所有致动器元件电隔离；

提供使每个C子集中的致动器元件的所述第二电极互连的第三多个Nc电气连接件即B布线，以使得每个个别C子集中的任何致动器元件的所述第二电极电连接到所述个别C子集中的所有其他致动器元件的所述第二电极，并且与未在所述个别C子集中的所有致动器元件电隔离；以及

使用电连接到所述第一多个Nr电气连接件、所述第二多个Nc电气连接件和所述第三多个Nc电气连接件的控制器来接收数字输入信号，以及向所述电气连接件中的每个分别施加电势的预定有限集中的一个，以使得所述移动元件的所得移动一起产生所述声音。