JP2005110436A - 静電アクチュエータ、静電アクチュエータ駆動方法及び電気機械変換素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な駆動を行う場合であっても、波形データ生成部を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減できる静電アクチュエータを提供すること。
【解決手段】外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成するとともに、波形データを保持するキュー０及びキュー１〜３を有する波形出力レジスタ７３と、波形出力レジスタ７３のキュー０に保持された波形データを駆動時間経過後に消去するとともに、キュー１〜３に保持された波形データをキュー０に移動させる波形データ管理部７４と、波形出力レジスタ７３のキュー０に保持された駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部７５と、入力された駆動パターンを変換して電圧として出力し、電極に印加するスイッチング回路６０とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、静電気力で駆動される静電アクチュエータ、静電アクチュエータ駆動方法及び電気機械変換素子に関し、特に高精度な駆動を行う場合であっても、波形データ生成部を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減できるものに関する。

アクチュエータを構成する固定子及び可動子相互間で静電気力を発生させ、その反発力・吸引力により可動子を駆動する静電アクチュエータが知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。静電アクチュエータは、図１８に示すように、ＭＰＵ（波形データ生成部）１と、波形出力レジスタ２と、出力波形生成部３と、スイッチング回路４と、アクチュエータ（固定子及び可動子）５とを備えている。図１９は、プログラムＲＯＭ６に格納された制御プログラムに基づいて波形出力レジスタ２にデータを入力するプロセスを示している。

このような静電アクチュエータでは、図２０に示すように、制御プログラムとＭＰＵ１とを組み合わせることで、アクチュエータ現在位置及び駆動方向（固定子に対する可動子の現在位置及び可動子の駆動方向）を算出し（ＳＴ１）、それに応じてプログラムＲＯＭ６上の波形データ列から適当な波形データ（駆動時間と駆動パターン）を取り出し、波形レジスタにセットする（ＳＴ２）。この波形出力レジスタ２にセットされた波形データに基づいて、出力波形生成部３において、波形データを生成し、この波形データをスイッチング回路４において電圧に変換し、アクチュエータ（固定子及び可動子）に設けられた電極に印加するようにしていた。

なお、予め定められた駆動時間が経過したか否かが判断され（ＳＴ３）、経過している場合には次の波形データを出力するために、アクチュエータの現在位置及び駆動方向に応じて波形時間データ列から適当な波形データが波形出力レジスタ２にセットされる。

このように電圧を印加することで機械的な駆動力を発生させる装置として静電アクチュエータの他、圧電アクチュエータ等、電気機械変換素子が知られている（特許文献３，４参照）。
特開平８−１４０３６７号公報 特開平１０−２３９５７８号公報 特開２００１−１１９９１７号公報 特開２００２−２７７６７号公報

上述した静電アクチュエータ及び静電アクチュエータ駆動方法であると次のような問題があった。すなわち、設定された最小波形単位時間（例えば０．１ｍｓ〜１ｍｓ）に対し正確に波形データを生成するためには、可動子の現在位置及び駆動方向を算出するステップを駆動波形の要求分解能（０．１ｍｓ）に対して十分小さい値（例えば１／１０００以下）に抑える必要がある。このスペックを実現するためにはＭＰＵを非常に高速に動作させる必要がある。例えば、可動子の位置及び駆動方向を算出するために約３０００クロック必要な場合は、３００ＭＨｚのクロックがＭＰＵに要求されることとなる。このように高速なクロックであるとＭＰＵでの消費電力が上昇し、電源に余裕が無いモバイル用途には適していない。

そこで本発明は、高精度な駆動を行う場合であっても、ＭＰＵを高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減できる静電アクチュエータ、静電アクチュエータ駆動方法及び電気機械変換素子を提供することを目的としている。

上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の静電アクチュエータ、静電アクチュエータ駆動方法及び電気機械変換素子は次のように構成されている。

（１）電極基板を有する固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在で、かつ、上記電極基板に対向配置された電極が設けられた可動子とを備えた静電アクチュエータにおいて、外部からの動作要求に基づいて少なくとも駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電極基板に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする。

（２）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、上記波形データ管理部は、上記波形データ生成部からの波形データは最上段のサブバッファに入力し、上記出力領域に移動される波形データは最下段のサブバッファから出力し、上記複数のサブバッファ間で最上段から最下段に向けて順次移動させるものであることを特徴とする。

（３）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記波形データ管理部は、上記波形データ生成部において生成された波形パターンが上記バッファ領域に移動する際に上記波形パターンを特定するフラグを付与し、当該波形パターンが上記バッファ領域から上記出力領域に移動する際に上記フラグを上記波形データ生成部に送ることを特徴とする。

（４）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、上記波形データ管理部は、上記波形データ生成部からの波形データは書込みポインタの指示するサブバッファに入力し、上記出力領域に移動される波形データは読出しポインタの指示するサブバッファから出力し、上記書込みポインタ及び読出しポインタを所定の順序にしたがって移動させるものであることを特徴とする。

（５）上記（１）に記載された静電アクチュエータであって、上記波形データには、上記電極基板に印加する出力電圧のデータが含まれていることを特徴とする。

（６）電極基板を有する固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在で、かつ、上記電極基板に対向配置された電極が設けられた可動子とを備えた静電アクチュエータ駆動方法において、外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成工程と、上記波形データを出力領域及びバッファ領域に順次保持させる波形データバッファ工程と、上記出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理工程と、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する波形生成工程と、入力された駆動パターンを変換して電圧として出力し、上記電極基板に印加する電圧印加工程とを備えていることを特徴とする。

（７）上記（６）に記載された静電アクチュエータであって、上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、上記波形データ管理工程は、上記波形データ生成工程で生成された波形データを最上段のサブバッファに入力する波形データ入力工程と、上記出力領域に移動される波形データを最下段のサブバッファから出力する波形データ出力工程と、上記複数のサブバッファ間で最上段から最下段に向けて順次移動させる波形データ移動工程とを具備することを特徴とする。

（８）上記（６）に記載された静電アクチュエータであって、上記波形データ管理工程は、上記波形データ生成工程で生成された波形データを上記バッファ領域に移動する際に上記波形パターンを特定するフラグを付与するフラグ付与工程と、上記波形データが上記バッファ領域から上記出力領域に移動する際に上記フラグを送出する送出工程とを具備し、上記波形データ生成工程は、上記送出工程で送出されたフラグに基づいて上記波形データを生成するものであることを特徴とする。

（９）上記（６）に記載された静電アクチュエータであって、上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、上記波形データ管理工程は、上記波形データ生成工程で生成された波形データを書込みポインタの指示するサブバッファに入力する入力工程と、上記出力領域に移動される波形データを読出しポインタの指示するサブバッファから出力する出力工程と、上記書込みポインタ及び読出しポインタを所定の順序にしたがって移動させる移動工程とを具備することを特徴とする。

（１０）上記（６）に記載された静電アクチュエータであって、上記波形データには、上記電極基板に印加する出力電圧のデータが含まれていることを特徴とする。

（１１）電圧が印加されることにより機械的な駆動力を発生する電気機械変換素子において、外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電気機械変換素子に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする。

（１２）電圧が印加されることにより固定子と可動子との間に静電力が発生して、前記可動子に機械的な駆動力が発生する電気機械変換素子において、外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電極基板に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする。

（１３）電圧が印加されることにより伸縮する電気機械変換素子において、外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電気機械変換素子に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、高精度な駆動を行う場合であっても、ＭＰＵを高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータ１０の概略構成を示す図、図２はアクチュエータ制御部７０における制御フローを示す図である。

静電アクチュエータ１０は、第１の可動子２０及び第２の可動子３０と、固定子４０と、後述するレンズＬ１，Ｌ２によって結像される撮像素子５０と、上記第１の可動子２０、第２の可動子３０、固定子４０に電圧を付与するスイッチング回路６０と、このスイッチング回路６０を制御するアクチュエータ制御部７０とを備えている。

第１の可動子２０及び第２の可動子３０は中空部を有する略直方体に形成されている。静電アクチュエータ１０により小型の電子機器等に内蔵されるカメラモジュールが構成されている。

第１の可動子２０は、レンズＬ１を保持するとともに略直方体状に形成された可動子本体２１を備えている。この可動子本体２１には、固定子４０の後述する電極基板４２，４３と対向するとともに凸状ストライプ電極（Ｇ）が形成された一対の電極面２２，２３が形成されている。

第２の可動子３０は、レンズＬ２を保持するとともに略直方体状に形成された可動子本体３１を備えている。この可動子本体３１には、固定子４０の後述する電極基板４２，４３と対向するとともに凸状ストライプ電極（Ｈ）が形成された一対の電極面３２，３３が形成されている。

固定子４０は、固定子枠４１と、電極面２２，２３，３２，３３と対向する面に装着された電極基板４２，４３とが形成されている。電極基板４２，４３の第１の可動子２０及び第２の可動子３０に対向する電極面には、ストライプ状の電極（Ａ〜Ｆ）が形成されている。

スイッチング回路６０は、入力された波形データに基づいて電極基板４２，４３に印加する電圧に変換する機能を有している。すなわち、波形データの各ビットの１／０が電極に付与する電圧のＨｉｇｈ／Ｌｏｗに対応している。

アクチュエータ制御部７０は、波形データ生成部７１と、制御プログラムを収納するＲＯＭ７２と、波形出力レジスタ７３と、波形データ管理部７４と、出力波形生成部７５とを備えている。波形出力レジスタ７３には、キュー０（出力領域）と、キュー１〜キュー３（バッファ領域）とが設けられており、それぞれＴＩＭＥレジスタ７３ａと、ＤＡＴＡレジスタ７３ｂとを備えている（図４参照）。波形データ生成部７１と出力波形生成部７５とは互いに独立のＭＰＵにより駆動されている。

図２の（ａ），（ｂ）は、アクチュエータ制御部７０における制御フローを示す図であり、（ａ）は波形データ生成部７１の制御フロー、（ｂ）は波形データ管理部７４の制御フローである。

波形データ生成部７１では、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出する（ＳＴ１０）。次に、波形出力レジスタ７３のキュー０〜３がフルになったかが判断され（ＳＴ１１）、フルの場合は（ＳＴ１０）に戻り、空きがある場合には波形出力バッファ７３のキュー３に波形データをセットし（ＳＴ１２）、（ＳＴ１０）に戻る。

一方、波形データ管理部７４では、波形出力レジスタ７３のキュー０に波形データがあるか否かが判断され（ＳＴ２０）、無い場合には待ちとなる。また、波形データがある場合には、キュー０に入っている波形データを出力する（ＳＴ２１）。続いて、キュー０の波形データにおいて指定された波形出力時間が経過したか否かが判断され（ＳＴ２２）、経過していない場合には（ＳＴ２１）に戻り、経過している場合には波形出力レジスタ７３のキュー０に入っている波形データを消去する（ＳＴ２３）。そして、（ＳＴ２０）に戻る。

このように構成された静電アクチュエータ１０においては、次のようにして駆動が行われる。なお、この静電アクチュエータ１０における最小波形単位時間は１ｍｓに設定されており、１ｍｓより短い間隔で駆動パターンが変わることはない。また、図３は波形データの一例、図４はアクチュエータ制御部７０における波形出力レジスタ内の波形データと波形生成データとの関係を示す説明図、図５は起動開始から８ｍｓ後までの波形出力レジスタ７３へのデータイン、データアウトの様子を模式的に示す説明図である。

静電アクチュエータ１０を起動すると、アクチュエータ制御部７０より、起動時の動作が行われる。なお、起動開始時は波形出力レジスタ７３のキュー０〜３には、波形データは入っていない。

起動開始直後においては可動子２０，３０の保持動作を行うように設定されており、図３に示すような波形データが波形出力レジスタ７３のキュー３に入力される。キュー３に入った波形データは直ちにキュー２、キュー１、キュー０と送られ、波形出力レジスタ７３のキュー０〜３がフルになるまでデータイン（α１〜α３）される。２ｍｓが経過すると、波形データキューの最初のデータは自動的にデータアウト（β１）、キュー１の波形データはキュー０に、キュー２の波形データはキュー１に、キュー３の波形データはキュー２に移動し、キュー３内は空きとなる。この直後、波形データ管理部７４から波形データ生成部７１に対しデータイン（α４）の指示が出され、１つの波形データが波形出力レジスタ７３のキュー３に挿入される。その後はデータアウト（β２、β３、β４、β５、…）が行われキュー３に空きができる毎にデータイン（α５、α６、α７、α８、…）が行われることとなる。

上述した波形出力レジスタ７３から出力される駆動パターンの各ビットの１／０は、固定子４０あるいは可動子２０，３０の電極のＨｉｇｈ／Ｌｏｗ電圧に対応しており、この１／０をスイッチング回路６０によりＨｉｇｈ／Ｌｏｗ電圧へ変換し、可動子２０，３０及び固定子４０の電極（Ａ〜Ｈ）に印加される。

このように、波形出力レジスタ７３にバッファ領域として機能するキュー１〜３を設けるとともに、波形データ生成部７１の動作とは並列に実行される波形データ管理部７４で波形データの管理を行うことで、アクチュエータの現在位置及び駆動方向を算出する波形データ生成部７１の動作に余裕ができることとなる。

例えば、１μｓの精度で波形パターンを生成する場合に要求されるクロックは１ＭＨｚとなる。一方、上述したように波形出力レジスタ７３にキューが２段以上ある場合には、最小波形単位時間以内にアクチュエータの現在位置及び駆動方向を算出が終了すればよいことになる。したがって、最小波形単位時間を０．１ｍｓとし、アクチュエータの現在位置及び駆動方向を算出するのに約３０００クロック必要として理論値を求めると、クロックの最小要求スペックは０．３ＭＨｚとなる。したがって、波形パターンを生成するステップに要求されるスペック（１ＭＨｚ）に対し、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップに要求されるスペック（０．３ＭＨｚ）は低くてよいことになる。したがって、このため、波形出力レジスタ７３にバッファが設けられていない場合に比べて低消費電力化が可能である。

なお、最小波形単位時間が大きくなればクロックの最小要求スペックがさらに低くなり、例えば最小波形単位時間を０．５ｍｓとすると、クロックの最小要求スペックはさらに低くなり６０ｋＨｚとなる。

上述したように本実施の形態に係る静電アクチュエータ１０によれば、波形出力レジスタ７３にキューというバッファを設けるとともに、波形データ管理部７４を設けているので、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部７１を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。

なお、波形出力レジスタ７３にはバッファ領域が多段で構成されている。このため、データインは必ずバッファ領域の最上段で行われ、バッファ領域から出力領域への移動は必ずバッファの最下段から行われることとなる。バッファ領域から出力領域への移動がおこなれた後、全ての波形データを一段下げる。すなわち、データインとデータアウトの位置が特定されているため、モジュール構成が簡単であるという効果がある。

上述した静電アクチュエータ１０では、制御プログラムの格納部としてＲＯＭとしたが、ＲＡＭでもよい。

図６は本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ制御部２００を示すブロック図である。アクチュエータ制御部２００は上述したアクチュエータ制御部７０と同様に静電アクチュエータ１０に組み込まれるものである。なお、アクチュエータ制御部２００においては、リングバッファという手法が用いられている。

アクチュエータ制御部２００は、波形データ生成部２１０と、制御プログラムを収納するＲＯＭ２２０と、波形出力レジスタ２３０と、波形データ管理部２４０と、出力波形生成部２５０とを備えている。波形出力レジスタ２３０には、出力領域２３１と、バッファ領域２３２〜２３６とが設けられている。

波形データ管理部２４０は、ポインタ制御部２４１と、書込みポインタ２４２と、読出しポインタ２４３ｃとを備えている。このポインタ制御部２４１は、バッファ領域２３２〜２３７に波形データを書き込む機能及びバッファ領域２３２〜２３７に書き込まれた波形データを出力領域２３１に移動する機能を備えている。また、その際に書込みポインタ２４２及び読出しポインタ２４３を移動することで、書き込む位置及び読み出す位置を制御する機能を備えている。

書込みポインタ２４２はバッファ領域２３２〜２３７への書込み位置を制御する機能を備えており、書込みポインタ２４２が現在指示しているバッファ領域２３２〜２３７に波形データが書き込まれると１つ進められる。また、読出しポインタ２４３は、バッファ領域２３２〜２３７からの読出し位置を制御する機能を備えており、読出しポインタ２４３が現在指示しているバッファ領域２３２〜２３７から波形データが読み出されて出力領域２３１に移動されると１つ進められる。なお、書込みポインタ２４２及び読出しポインタ２４３は最終段のバッファ領域２３７の次は最上段のバッファ領域２３２に移動する。

このように構成されたアクチュエータ制御部２００では、次のようにしてスイッチング回路６０に波形信号を送る。すなわち、波形データ生成部２１０では、上述した波形データ生成部７１と同様にして波形データを生成する。波形データ管理部２４１では、バッファ領域２３２〜２３７のうち、例えば書込みポインタ２４２が指示しているバッファ領域２３３に波形データを書き込み、書込みポインタ２４２をバッファ領域２３４に移動する。

一方、所定の駆動時間が経過した時点で出力領域２３１の波形データを消去し、バッファ領域２３２〜２３７のうち読出しポインタ２４３が指示しているバッファ領域２３６の波形データを出力領域２３１に移動させる。出力波形生成部２５０では出力領域２３１に格納された波形データに基づいて波形信号を生成し、スイッチング回路６０に入力する。

なお、特定の波形データを繰り返して用いる場合には、読出しポインタ２４３を一定のバッファ領域を指示することで、その都度波形データを生成する必要がなく、波形データ生成部２１０の動作に余裕ができる。

本第２の実施の形態に係るアクチュエータ制御部２００によれば、上述したアクチュエータ制御部７０と同様に、静電アクチュエータ１０を制御する際に、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、波形出力レジスタ２３０にバッファ領域２３２〜２３７を設けることにより、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部２１０を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。また、波形データ管理部２４０により、波形データを書き込むバッファ領域と波形データを読み出すバッファ領域をその都度指定するようにしているので、バッファ領域間で波形データの移動が必要無く、動作を単純化することが可能である。

図７は本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータ制御部３００を示すブロック図である。アクチュエータ制御部３００においては、ダブルバッファという手法を用いる。アクチュエータ制御部３００は上述したアクチュエータ制御部７０と同様に静電アクチュエータ１０に組み込まれるものである。なお、アクチュエータ制御部３００においては、ダブルバッファという手法が用いられている。

アクチュエータ制御部３００は、波形データ生成部３１０と、制御プログラムを収納するＲＯＭ３２０と、波形出力レジスタ３３０と、波形データ管理部３４０と、出力波形生成部３５０とを備えている。波形出力レジスタ３３０には、出力領域３３１と、バッファ領域３３２とが設けられている。

波形データ管理部３４０では、波形出力レジスタ３３０のバッファ領域３３２に波形データを入力する。また、出力領域３３１が空である場合には、バッファ領域３３２内の波形データを出力領域３３１に移動する。また、出力領域３３１の波形データにおいて指定された波形出力時間が経過すると、波形データを消去し、バッファ領域３３２に格納された波形データを出力領域３３１に移動する。

このように構成されたアクチュエータ制御部３００では、次のようにしてスイッチング回路６０に波形信号を送る。すなわち、波形データ生成部３１０では、上述した波形データ生成部７１と同様にして波形データを生成する。

波形データ管理部３４０では、バッファ領域３３２に波形データ生成部３１０で生成された波形データを書き込む。このとき、出力領域３３１が空である場合には、バッファ領域３３２内の波形データが出力領域３３１に移動する。出力領域３３１に格納されている波形データに基づいて所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけ出力される。

そして、出力領域３３１の波形データにおいて指定された波形出力時間が経過すると、波形データが消去され、バッファ領域３３２に格納された波形データが出力領域３３１に移動する。以下、同様にして所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけ出力される。

本第３の実施の形態に係るアクチュエータ制御部３００によれば、上述したアクチュエータ制御部７０と同様に、静電アクチュエータ１０を制御する際に、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、波形出力レジスタ３３０にバッファ領域３３２を設けることにより、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部３１０を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。また、バッファ領域が小さいため、チップサイズなどの制約から十分なスペースが取れない場合に有効であり、また、サブバッファ間のデータの移動が発生しないので、消費電力を低減することが可能である。

図８は本発明の第４の実施の形態に係るアクチュエータ制御部４００を示すブロック図である。アクチュエータ制御部４００は上述したアクチュエータ制御部７０と同様に静電アクチュエータ１０に組み込まれるものである。なお、アクチュエータ制御部４００においては、フラグ付バッファという手法が用いられている。

アクチュエータ制御部４００は、波形データ生成部４１０と、制御プログラムを収納するＲＯＭ４２０と、波形出力レジスタ４３０と、波形データ管理部４４０と、出力波形生成部４５０とを備えている。波形出力レジスタ４３０には、出力領域４３１と、バッファ領域４３２〜４３７とが設けられている。

波形データ生成部４１０では、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出し、波形データを生成する。この際、後述するフラグに基づく情報が加味される。次に、波形出力レジスタ４３０のバッファ領域４３２〜４３７に順次入力する。なお、波形データには、フラグ、駆動パターン、駆動時間についてのデータが含まれている。

波形データ管理部４４０では、出力領域４３１に波形データがある場合には、この波形データに基づいて所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけ出力される。波形データ管理部４４０では、出力領域４３１が空である場合には、最下段のバッファ領域４３７内の波形データを出力領域４３１に移動する。このとき、フラグが波形データ生成部４１０に送られる。

このように構成されたアクチュエータ制御部４００では、次のようにしてスイッチング回路６０に波形信号を送る。すなわち、波形データ生成部４１０では、上述した波形データ生成部７１と同様にして波形データを生成する。

波形データ管理部４４０では、バッファ領域４３２に波形データ生成部４１０で生成された波形データを書き込む。そして、バッファ領域４３２内の波形データは順次最下段のバッファ領域４３７に送られていく。出力領域４３１が空である場合には、バッファ領域４３７内の波形データが出力領域４３１に移動する。このとき、フラグが波形データ生成部４１０に送られる。出力領域４３１に格納されている波形データに基づいて所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけ出力される。

そして、出力領域４３１の波形データにおいて指定された波形出力時間が経過すると、波形データが消去され、バッファ領域４３７に格納された波形データが出力領域４３１に移動する。以下、同様にして所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけ出力される。

上述したように、波形データ生成部４１０においては、フラグからの情報に基づいて、各波形データが出力領域４３１にデータインしたタイミングを正確に把握することができる。このタイミングを正確に知ることによって波形データ生成部４１０は現時点での出力波形を正確に把握することができ、最適な波形データ生成を行うことができる。すなわち、波形データのシーケンスによって駆動する静電アクチュエータ１０の場合、波形データ生成部４１０が要求した駆動量を実現するためには、バッファ領域４３２〜４３７中をデータが移動する時間のタイムラグが発生する。したがって、波形データ生成部４１０が内部で管理する仮想的な駆動量とメカニカルな駆動量が異なってくる。波形データ生成部４１０が静電アクチュエータ１０の駆動位置により変化するセンサ情報を用いて駆動シーケンスを切り替えるようなシステムの場合は、この仮想的な駆動量とメカニカルな駆動量を補正するパラメータを用意することが可能となる。

例えば一方向にアクチュエータ等速で駆動する場合は、仮想的な駆動量とメカニカルな駆動量の差は一定であるため、この差を加味してセンサ情報を照合すればよい。この差をレジスタ情報として入力しても良いし、計算式を用いて駆動量の差を求めても良い。

なお、フラグからの情報が無い場合には、最上段のバッファ領域４３２にデータインした時点から、最下段のバッファ領域４３７から出力領域４３１に波形データが移動するまでの時間は、各バッファ領域４３２〜４３７に格納された波形データに含まれる駆動時間に依存するため、目的の波形データが出力領域４３１に移動する時間を正確に把握するのは困難である。

本第４の実施の形態に係るアクチュエータ制御部４００によれば、上述したアクチュエータ制御部７０と同様に、静電アクチュエータ１０を制御する際に、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、波形出力レジスタ４３０にバッファ領域４３２〜４３７を設けることにより、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部４１０を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。また、各波形データが出力領域４３１にデータインしたタイミングを正確に把握することができる。このタイミングを正確に知ることによって波形データ生成部４１０は現時点での出力波形を正確に把握することができ、最適な波形データ生成を行うことができる。

図９は本発明の第５の実施の形態に係るアクチュエータ制御部５００を示すブロック図、図１０は同アクチュエータ制御部５００の動作原理を示す説明図である。アクチュエータ制御部５００は上述したアクチュエータ制御部７０と同様に静電アクチュエータ１０に組み込まれるものである。

アクチュエータ制御部５００は、波形データ生成部５１０と、制御プログラムを収納するＲＯＭ５２０と、波形出力レジスタ５３０と、波形データ管理部５４０と、出力波形生成部５５０とを備えている。波形出力レジスタ５３０には、出力領域５３１と、バッファ領域５３２〜５３７とが設けられている。

また、出力波形生成部５５０の後段にはスイッチング回路６０の他に入力された電圧値を抵抗値に変換する機能を持つデジタルポテンショメータ６２が接続されており、さらにその後段には入力された抵抗値に基づいて出力電圧を調整する昇圧素子６１が接続されている。なお、昇圧素子６１の出力にはスイッチング回路６０が接続されている。デジタルポテンショメータ６２としては、例えばＭａｘｉｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社のＤＳ１８０５がある。また、昇圧素子６１としては、例えばＴＤＫ ＣＲ−０９７０がある。

波形データ生成部５１０では、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出し、波形データを生成する。この際、後述するフラグに基づく情報が加味される。次に、波形出力レジスタ５３０のバッファ領域５３２〜５３７に順次入力する。なお、波形データには、駆動パターン、駆動時間、出力電圧データが含まれている。

波形データ管理部５４０では、出力領域５３１に波形データがある場合には、この波形データに基づいて所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけ出力される。波形データ管理部５４０では、出力領域５３１が空である場合には、最下段のバッファ領域５３７内の波形データを出力領域５３１に移動する。

さらに、波形信号のうち、駆動電圧に対応するものは、デジタルポテンショメータ６２に入力され、抵抗値として出力される。さらに、その出力は昇圧素子６１に入り、電圧としてスイッチング回路６０に入力される。すなわち、スイッチング回路６０では、静電アクチュエータ１０に対し、電圧のＯＮ／ＯＦＦだけではなく、出力電圧を制御することとなる。

このように構成されたアクチュエータ制御部５００では、次のようにしてスイッチング回路６０に波形信号を送る。すなわち、波形データ生成部５１０では、上述した波形データ生成部７１と同様にして波形データを生成する。

波形データ管理部５４０では、バッファ領域５３２に波形データ生成部５１０で生成された波形データを書き込む。そして、バッファ領域５３２内の波形データは順次最下段のバッファ領域５３７に送られていく。出力領域５３１が空である場合には、バッファ領域５３７内の波形データが出力領域５３１に移動する。出力領域５３１に格納されている波形データに基づいて所定の駆動パターンで波形信号が予め定められた駆動時間だけスイッチング回路６０へ出力される。

一方、出力電圧データは図１０に示すように出力波形生成部５５０で波形信号に変換された後、デジタルポテンショメータ６２に入力され、抵抗値として出力される。さらに、その出力は昇圧素子６１に入り、電圧としてスイッチング回路６０に入力される。したがって、スイッチング回路６０では、上述した所定の波形パターンで、かつ、所定の出力電圧のパターンで静電アクチュエータ１０を駆動する。

そして、出力領域５３１の波形データにおいて指定された波形出力時間が経過すると、波形データが消去され、バッファ領域５３７に格納された波形データが出力領域５３１に移動する。以下、同様にして静電アクチュエータ１０を駆動する。

したがって、駆動時間毎に任意の出力電圧で所定の駆動パターンを出力することができ、保持動作時等の駆動動作時に比較して出力電圧を必要としない動作モードの場合に、電圧を下げることで、保持動作時の消費電力を低下することができる。

本第５の実施の形態に係るアクチュエータ制御部５００によれば、上述したアクチュエータ制御部７０と同様に、静電アクチュエータ１０を制御する際に、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、波形出力レジスタ５３０にバッファ領域５３２〜５３７を設けることにより、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部５１０を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。また、静電アクチュエータ１０を駆動する電圧を変化させることができ、保持動作時の消費電力を低下することができる。

図１１は本発明の第６の実施の形態に係るＬＥＤ制御装置６００の要部を示すブロック図である。ＬＥＤ制御装置６００はＬＥＤの輝度制御を行うものである。

ＬＥＤ制御装置６００は、波形信号を発生するＬＥＤ制御部６０１と、波形信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換コンバータ６０２と、入力電圧によりＬＥＤに印加する定電流を発生するＬＥＤドライバ６０３とを備えている。

ＬＥＤ制御部６０１は、上述した各アクチュエータ制御部７０，１００，２００，３００，４００，５００と同様に波形出力レジスタの出力領域の前段にバッファ領域を備え、波形データ生成部の負担を軽くしたものである。ＬＥＤドライバ６０３は、出力電流値を制御することによりＬＥＤの輝度をコントロールすることができる。このようなデバイスとしてはＮａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社のＬＭ２７９２等がある。

ＬＥＤ制御部６０１において用いられる波形データは、ＬＥＤのドライブ電圧データ及び駆動時間とから構成されている。

このように構成されたＬＥＤ制御装置６００では、波形データが波形信号に変換された後、この波形信号がＤ／Ａ変換コンバータ６０２によってＤ／Ａ変換によって電圧に変換される。そして、この電圧がＬＥＤドライバ６０３により電流に変換され、ＬＥＤに印加される。ＬＥＤは印加された電流値に応じた輝度で発光する。

本ＬＥＤ制御装置６００においても、上述したアクチュエータ制御部７０等と同様に、ＬＥＤの輝度を制御する際に、波形データの分解能を高めて高精度な制御を行う場合であっても、波形出力レジスタにバッファ領域を設けることにより、波形データを生成するために波形データ生成部４１０を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。

図１２は本発明の第７の実施の形態に係る静電平面アクチュエータ（電気変換素子）７００の概略構成を示す図、図１３は静電平面アクチュエータ７００の動作原理を示す説明図、図１４は静電平面アクチュエータ７００の電圧印加タイミングを示す説明図である。

静電平面アクチュエータ７００は、ステータ７１０と、移動体となる平面移動板７５０と、電極基板７１５ａ，７１５ｂ，７２５ａ，７２５ｂ，７３５ａ，７３５ｂに電圧を印加するスイッチング回路７６０と、このスイッチング回路７６０を制御するアクチュエータ制御部７７０とを備えている。

ステータ７１０は、金属製の上面板７１１と、セラミックス等で成形された底面板７１２から成る。上面板７１１と底面板７１２は、ともに薄厚な平板で、互いに所定間隔をおいて平行関係にある。また、上面板７１１と底面板７１２との間には、上面板７１１と底面板７１２を固定するための支柱７１４が複数設けられている。上面板７１１には、複数の揺動要素７１３，７２３，７３３が形成されており、揺動要素７１３，７２３，７３３は二つの電極がヒンジで支持されており、紙面に垂直方向を揺動軸として揺動する。

揺動要素７１３，７２３，７３３は、固定電極に特定の電圧パターンを印加すると、固定電極と揺動要素７１３，７２３，７３３に電位差が発生する。このとき揺動要素７１３，７２３，７３３の一方の電極が固定電極に吸引され、他方の電極は平行移動板７５０に接触する。このとき発生した摩擦力により平行移動板７５０は移動するように構成されている。図１３中７１５ａ，７１５ｂ，７２５ａ，７２５ｂ，７３５ａ，７３５ｂは電極基板を示している。

スイッチング回路７６０は上述したスイッチング回路６０と同様に構成され、またアクチュエータ制御部７７０は上述したアクチュエータ制御部７０と同様に構成されているので詳細な説明は省略する。

このように構成された静電平面アクチュエータ７００においては、次のようにして駆動が行われる。アクチュエータ制御部７７０から、電圧ＶｈがＴＴＬレベルである波形パターンが出力されると、スイッチング回路６０によって電圧がＶｈに変換され電極基板７１５ａ，７１５ｂ，７２５ａ，７２５ｂ，７３５ａ，７３５ｂに入力される。

図１４に示すように特定の電圧パターンを順次印加することで、揺動要素７１３，７２３，７３３が平行移動板７５０に接触し、このとき発生した摩擦力により平行移動板６０は移動してゆくことになる。

アクチュエータ制御部７７０においては、波形出力レジスタ７３にバッファ領域として機能するキュー１〜３を設けるとともに、波形データ生成部７１の動作とは並列に実行される波形データ管理部７４で波形データの管理を行うことで、アクチュエータの現在位置及び駆動方向を算出する波形データ生成部７１の動作に余裕ができることとなる。

上述したように本実施の形態に係る静電平面アクチュエータ７００によれば、静電アクチュエータ１０と同様に、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部７１を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。

図１５は、本発明の第８の実施の形態に係るインパクト型の圧電アクチュエータ８００の基本構成を概略的に示すブロック図である。この図において、圧電アクチュエータ８００は、駆動部８１２と、駆動部８１２を駆動する駆動回路８１４と、駆動部８１２に取り付けられている係合部材８３０の位置を検出する部材センサ８１６と、駆動部８１２の基端に配設された基端センサ８１８と、駆動部８１２の先端に配設された先端センサ８２０と、全体の動作を制御する制御部８２２とを備えている。

駆動部８１２は、素子固定式構造のものであり、支持部材８２４、電気機械変換素子８２６、駆動部材８２８及び係合部材８３０から構成されている。支持部材８２４は、電気機械変換素子８２６及び駆動部材８２８を保持するものである。電気機械変換素子８２６は、例えば、所定の厚みを有する複数枚の圧電基板を各圧電基板間に図略の電極を介して積層することにより構成したものである。係合部材８３０には駆動対象物であるレンズＬが取り付けられるようになっている。

制御回路８１４は上述したスイッチング回路６０と同様に構成され、また制御部８２２は上述したアクチュエータ制御部７０と同様に構成されているので詳細な説明は省略する。

このように構成された圧電アクチュエータ８００においては、制御部８２２から駆動回路８１４に図１６に示すような波形データが入力されると、駆動回路８１４では電気機械変換素子８２６に必要な電圧パターンが生成される。駆動回路８１４では図１７の（ａ）又は（ｂ）のようなのこぎり状の駆動波形が生成され、電気機械変換素子８２６に入力される。電気機械変換素子８２６に図１７の（ａ）に示すような駆動電圧が印加されると、係合部材８０３は図１５中矢印ａ１方向に間欠的に移動する。また、図１７の（ｂ）に示すような駆動電圧が印加されると、係合部材８０３は図１５中矢印ａ２方向に間欠的に移動する。

制御部８２２においては、波形出力レジスタ７３にバッファ領域として機能するキュー１〜３を設けるとともに、波形データ生成部７１の動作とは並列に実行される波形データ管理部７４で波形データの管理を行うことで、アクチュエータの現在位置及び駆動方向を算出する波形データ生成部７１の動作に余裕ができることとなる。

上述したように本実施の形態に係る圧電アクチュエータ８００によれば、静電アクチュエータ１０と同様に、波形データの分解能を高めて高精度な駆動を行う場合であっても、アクチュエータの現在位置と駆動方向を算出するステップのために波形データ生成部を高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することが可能である。

上述した電気機械変換素子は、静電アクチュエータ、静電平面アクチュエータ及び圧電アクチュエータとしたが、電圧を印加することにより機械的な駆動力を発生する素子を用いたものであれば、これらに限られない。また、機械的な駆動力を発生する素子の他、ＬＥＤの制御や多種多様なシステムの制御に適用することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明によれば、高精度な駆動を行う場合であっても、ＭＰＵを高速で動作させる必要がなく、消費電力を低減することができる静電アクチュエータ、静電アクチュエータ駆動方法及び電気機械変換素子可能が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る静電アクチュエータの概略構成を示す図。 同静電アクチュエータに組み込まれたアクチュエータ制御部における制御フローを示す図。 同アクチュエータ制御部における可動子の保持状態を指令する波形データの一例を示す図。 同アクチュエータ制御部における波形出力レジスタ内の波形データと波形生成データとの関係を示す説明図。 同アクチュエータ制御部における波形出力レジスタへのデータイン、データアウトの様子を模式的に示す説明図。 本発明の第２の実施の形態に係るアクチュエータ制御部を示すブロック図。 本発明の第３の実施の形態に係るアクチュエータ制御部を示すブロック図。 本発明の第４の実施の形態に係るアクチュエータ制御部を示すブロック図。 本発明の第５の実施の形態に係るアクチュエータ制御部を示すブロック図。 同アクチュエータ制御部の動作原理を示す説明図。 本発明の第７の実施の形態に係るＬＥＤ制御装置の要部を示すブロック図。 本発明の第８の実施の形態に係る静電平面アクチュエータの概略構成を示す図。 同静電平面アクチュエータの動作原理を示す説明図。 同静電平面アクチュエータの電圧印加タイミングを示す説明図。 本発明の第９の実施の形態に係る圧電アクチュエータの概略構成を示す図。 同圧電アクチュエータに組み込まれた駆動回路を制御する制御回路から出力されて各スイッチ素子に印加される制御信号を示す説明図。 同圧電アクチュエータに組み込まれた電気機械変換素子に印加される駆動電圧の波形を示す説明図。 従来の静電アクチュエータの構成を示す図。 従来の静電アクチュエータの制御方法を示す説明図。 同静電アクチュエータの波形出力手順を示すフローを示す図。

符号の説明

１０…静電アクチュエータ、２０…第１の可動子、３０…第２の可動子、４０…固定子、４２，４３…電極基板、６０…スイッチング回路、７０…アクチュエータ制御部、７１…波形データ生成部、７３…波形出力レジスタ、７４…波形データ管理部、７５…出力波形生成部、１００，２００，３００，４００，５００…アクチュエータ制御部、６００…ＬＥＤ制御装置、７００…静電平面アクチュエータ（電気変換素子）、８００…圧電アクチュエータ（電気変換素子）。

Claims (13)

1. 電極基板を有する固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在で、かつ、上記電極基板に対向配置された電極が設けられた可動子とを備えた静電アクチュエータにおいて、
   外部からの動作要求に基づいて少なくとも駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、
   上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、
   上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、
   上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、
   上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電極基板に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする静電アクチュエータ。
2. 上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、上記波形データ管理部は、上記波形データ生成部からの波形データは最上段のサブバッファに入力し、上記出力領域に移動される波形データは最下段のサブバッファから出力し、上記複数のサブバッファ間で最上段から最下段に向けて順次移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
3. 上記波形データ管理部は、上記波形データ生成部において生成された波形パターンが上記バッファ領域に移動する際に上記波形パターンを特定するフラグを付与し、当該波形パターンが上記バッファ領域から上記出力領域に移動する際に上記フラグを上記波形データ生成部に送ることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
4. 上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、上記波形データ管理部は、上記波形データ生成部からの波形データは書込みポインタの指示するサブバッファに入力し、上記出力領域に移動される波形データは読出しポインタの指示するサブバッファから出力し、上記書込みポインタ及び読出しポインタを所定の順序にしたがって移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
5. 上記波形データには、上記電極基板に印加する出力電圧のデータが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の静電アクチュエータ。
6. 電極基板を有する固定子と、この固定子に案内されて所定方向に往復動自在で、かつ、上記電極基板に対向配置された電極が設けられた可動子とを備えた静電アクチュエータ駆動方法において、
   外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成工程と、
   上記波形データを出力領域及びバッファ領域に順次保持させる波形データバッファ工程と、
   上記出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理工程と、
   上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する波形生成工程と、
   入力された駆動パターンを変換して電圧として出力し、上記電極基板に印加する電圧印加工程とを備えていることを特徴とする静電アクチュエータ駆動方法。
7. 上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、
   上記波形データ管理工程は、上記波形データ生成工程で生成された波形データを最上段のサブバッファに入力する波形データ入力工程と、
   上記出力領域に移動される波形データを最下段のサブバッファから出力する波形データ出力工程と、
   上記複数のサブバッファ間で最上段から最下段に向けて順次移動させる波形データ移動工程とを具備することを特徴とする請求項６に記載の静電アクチュエータ駆動方法。
8. 上記波形データ管理工程は、上記波形データ生成工程で生成された波形データを上記バッファ領域に移動する際に上記波形パターンを特定するフラグを付与するフラグ付与工程と、
   上記波形データが上記バッファ領域から上記出力領域に移動する際に上記フラグを送出する送出工程とを具備し、
   上記波形データ生成工程は、上記送出工程で送出されたフラグに基づいて上記波形データを生成するものであることを特徴とする請求項６に記載の静電アクチュエータ駆動方法。
9. 上記バッファ領域は、複数のサブバッファを具備し、
   上記波形データ管理工程は、上記波形データ生成工程で生成された波形データを書込みポインタの指示するサブバッファに入力する入力工程と、
   上記出力領域に移動される波形データを読出しポインタの指示するサブバッファから出力する出力工程と、
   上記書込みポインタ及び読出しポインタを所定の順序にしたがって移動させる移動工程とを具備することを特徴とする請求項６に記載の静電アクチュエータ駆動方法。
10. 上記波形データには、上記電極基板に印加する出力電圧のデータが含まれていることを特徴とする請求項６に記載の静電アクチュエータ駆動方法。
11. 電圧が印加されることにより機械的な駆動力を発生する電気機械変換素子において、
    外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、
    上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、
    上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、
    上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、
    上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電気機械変換素子に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする電気機械変換素子。
12. 電圧が印加されることにより固定子と可動子との間に静電力が発生して、前記可動子に機械的な駆動力が発生する電気機械変換素子において、
    外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、
    上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、
    上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、
    上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、
    上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電極基板に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする電気機械変換素子。
13. 電圧が印加されることにより伸縮する電気機械変換素子において、
    外部からの動作要求に基づいて駆動時間及び駆動パターンを有する波形データを生成する波形データ生成部と、
    上記波形データを保持する出力領域及びバッファ領域を有する波形出力レジスタと、
    上記波形データ生成部において生成された上記波形データを上記バッファ領域に書き込み、かつ、上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記波形データを上記駆動時間経過後に消去するとともに、上記バッファ領域に保持された上記波形データを上記出力領域に移動させる波形データ管理部と、
    上記波形出力レジスタの出力領域に保持された上記駆動パターンに基づいて対応する波形信号を発生する出力波形生成部と、
    上記波形信号を変換して電圧として出力し、上記電気機械変換素子に印加するスイッチング回路とを備えていることを特徴とする電気機械変換素子。

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