控制用于生成声音的装置的方法和用于生成声音的装置制造方法及图纸

控制用于生成声音的装置的方法和用于生成声音的装置。一种用于控制用于生成声音的装置的方法，装置包括静电致动器元件，每个包括在第一、第二电极之间移动的移动元件，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，静电致动器元件的第一划分产生Nr个第一子集即R子集，第二划分产生Nc个第二子集即C子集；第一多个Nr电气连接件即R布线；第二多个Nc电气连接件即A布线；第三多个Nc电气连接件即B布线，方法包括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。电势的集的至少一部分包括处于第一相位的第一值和处于第二相位的第二值，以使得移动元件的所得移动产生声音。

【技术实现步骤摘要】
控制用于生成声音的装置的方法和用于生成声音的装置本申请是原案申请号为201180065114.9的专利技术专利申请(国际申请号：PCT/IL2011/050018，申请日：2011年11月17日，专利技术名称：用于致动器阵列的个别寻址和噪声降低的装置和方法)的分案申请。共同待决的申请的引用本专利技术要求2011年3月29日提交的标题为“Apparatusandmethodsforindividualaddressingandnoisereductioninactuatorarrays”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“MethodsforIndividualAddressingandNoiseReductioninActuatorArrays”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：
本专利技术大体上涉及致动器阵列，并且更具体来说，涉及数字扬声器。
技术介绍
尤其在下列公布中描述关于本专利技术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RichardSchreier和GaborC.Temes的“UnderstandingDelta-SigmaDataConverters”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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。根据本专利技术的一些方面，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。根据本专利技术的其他方面，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。本专利技术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。根据本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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)。根据本专利技术的某些实施方案，本专利技术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专利技术的一些或所有的装置、方法、特征和功能性。替代地或另外，根据本专利技术的某些实施方案，本专利技术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)可以任选地根据本专利技术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专利技术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专利技术的某些实施方案：图1A至图1C为根据本专利技术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为根据本专利技术的某些实施方案的致动器阵列的简化示意图。图5至图7图示全部根据本专利技术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为可用于理解本专利技术的某些实施方案的表。图9和图13为可用于理解本专利技术的某些实施方案的曲线图。图10为根据本专利技术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为根据本专利技术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为根据本专利技术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为全部根据本专利技术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为根据本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制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被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，所述第一多个Nr电气连接件将每个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，所述第二多个Nc电气连接件将每个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，所述第三多个Nc电气连接件将每个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；所述方法包括：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，其中，电势的所述集的至少一部分包括处于至少第一相位的第一值和处于至少第二相位的第二值，以使得所述移动元件的所得移动产生所述声音。...

【技术特征摘要】
2010.11.26 US 61/417,298;2011.03.29 US 61/468,9161.一种用于控制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被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，所述第一多个Nr电气连接件将每个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，所述第二多个Nc电气连接件将每个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，所述第三多个Nc电气连接件将每个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；所述方法包括：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，其中，电势的所述集的至少一部分包括处于至少第一相位的第一值和处于至少第二相位的第二值，以使得所述移动元件的所得移动产生所述声音。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：在相反方向上移动致动器元件的移动元件，所述致动器元件在同一第一子集即R子集中但是在不同的第二子集即C子集中。3.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：移动致动器元件的移动元件的两个集，使得致动器元件的第一集处于第一相位，同时致动器元件的第二集处于第二相位。4.根据权利要求3所述的方法，其中：-所述两个致动器元件不在同一第一子集即R子集中，并且-如果所述两个移动元件在相反方向上移动，则所述致动器元件在不同的第二子集即C子集中。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：将选择的移动元件从一个极端位置移动到另一个极端位置，其中，施加到电气连接件的电压即R电压VRS、施加到连接到所选择的移动元件要从其释放的电极的电气连接件的电压即C电压VCR、以及施加到连接到所选择的移动元件要闩锁到的电极的电气连接件的电压即C电压VCL中的至少一个电压在第一相位和第二相位之间变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中，电势的所述集的至少一部分包括针对多...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·A·哈伯，D·卢因，S·卡普兰，M·本西蒙，Y·科恩，
申请(专利权)人：音频像素有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL