DE102017117697A1 - Method for operating a deflection device of an optical sensor device of a motor vehicle, deflection device, optical sensor device and motor vehicle - Google Patents

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Peter Horvath
Michael Kleiser
Jürgen Nies
Frank Selbmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ablenkeinrichtung (7) einer optischen Sensorvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei ein Treibersignal (14) zur Schwingungsanregung einer schwingbar gelagerten Ablenkeinheit (8) der Ablenkeinrichtung (7) in einem ersten Antriebszyklus bereitgestellt wird, ein eine Auslenkung der Ablenkeinheit (8) charakterisierendes kapazitives Signal an der Ablenkeinheit (8) erfasst wird, die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit (8) anhand des kapazitiven Signals bestimmt wird, das Treibersignal (14) an die bestimmte Resonanzfrequenz angepasst wird und das angepasste Treibersignal (14) für zumindest einen zweiten Antriebszyklus vorgegeben wird. Zum Bestimmen der Resonanzfrequenz werden zumindest zwei aufeinanderfolgende Extremwerte des kapazitiven Signals während des ersten Antriebszyklus erfasst, zumindest eine halbe Periodendauer (T0/2) der Schwingung (13) der Ablenkeinheit (8) aus einer Differenz der aufeinanderfolgenden Extremwerte bestimmt und die Resonanzfrequenz anhand der halben Periodendauer (T0/2) bestimmt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Ablenkeinrichtung (7), eine optische Sensorvorrichtung (2) und ein Kraftfahrzeug (1).

Figure DE102017117697A1_0000
The invention relates to a method for operating a deflection device (7) of an optical sensor device (2) of a motor vehicle (1), wherein a drive signal (14) for vibration excitation of a swingably mounted deflection unit (8) of the deflection device (7) is provided in a first drive cycle in that a deflection signal of the deflection unit (8) characterizing the capacitive signal on the deflection unit (8) is detected, the resonance frequency of the deflection unit (8) is determined by the capacitive signal, the drive signal (14) is adapted to the specific resonance frequency and the adapted driver signal (14) is predetermined for at least a second drive cycle. To determine the resonant frequency of at least two consecutive extreme values of the capacitive signal during the first driving cycle are detected, (0/2 T) of the vibration (13) determines at least half a period of the deflection unit (8) consists of a difference of successive extreme values, and the resonance frequency on the basis of half period (T 0/2 ) determined. The invention also relates to a deflection device (7), an optical sensor device (2) and a motor vehicle (1).
Figure DE102017117697A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ablenkeinrichtung einer optischen Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Treibersignal zur Schwingungsanregung einer schwingbar gelagerten Ablenkeinheit der Ablenkeinrichtung in einem ersten Antriebszyklus bereitgestellt wird, ein eine Auslenkung der Ablenkeinheit charakterisierendes kapazitives Signal an der Ablenkeinheit erfasst wird, die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit anhand des kapazitiven Signals bestimmt wird, das Treibersignal an die bestimmte Resonanzfrequenz angepasst wird und das angepasste Treibersignal für zumindest einen zweiten Antriebszyklus vorgegeben wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Ablenkeinrichtung, eine optische Sensorvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a deflection device of an optical sensor device of a motor vehicle, wherein a drive signal for vibration excitation of a swingably mounted deflection unit of the deflection device is provided in a first drive cycle, a deflection of the deflection unit characterizing the capacitive signal is detected at the deflection unit, the resonance frequency of Deflection unit is determined based on the capacitive signal, the driver signal is adapted to the specific resonant frequency and the adjusted driver signal is predetermined for at least a second drive cycle. The invention also relates to a deflection device, an optical sensor device and a motor vehicle.

Es ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, einen Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs mittels optischer Sensorvorrichtungen zu überwachen, um beispielsweise Objekte bzw. Hindernisse in dem Umgebungsbereich zu erkennen sowie deren relative Lagen zum Kraftfahrzeug zu bestimmen. Eine solche optische Sensorvorrichtung kann beispielsweise ein Laserscanner sein, bei welchem ein Lichtstrahl in Form von einem Laserstrahl zum Abtasten des Umgebungsbereiches in den Umgebungsbereich ausgesendet wird, dort abgelenkt wird und der an einem Objekt reflektierte Laserstrahl wieder empfangen wird. Zum Ablenken des Laserstrahls weist die optische Sensorvorrichtung üblicherweise eine Ablenkeinrichtung mit einer schwingfähigen, reflektierenden Ablenkeinheit aus. Die Ablenkeinheit kann beispielsweise als ein MEMS-Schwingspiegel ausgebildet sein. Durch das Empfangen des in den Umgebungsbereich ausgesendeten und dort reflektierten Laserstrahls kann ein Objekt erkannt werden. Anhand einer Laufzeit des Laserstrahls zwischen dem Aussenden des Laserstrahls und dem Empfangen der Reflexion des Laserstrahls kann ein Abstand des Objektes zu dem Kraftfahrzeug bestimmt werden. Anhand einer Orientierung des Laserstrahls, beispielsweise zum Zeitpunkt des Aussendens des Laserstrahls, kann ein Winkel bzw. eine Orientierung des Objektes zu dem Kraftfahrzeug bestimmt werden.It is already known from the prior art to monitor an environmental area of a motor vehicle by means of optical sensor devices, for example to detect objects or obstacles in the surrounding area and to determine their relative positions to the motor vehicle. Such an optical sensor device may, for example, be a laser scanner, in which a light beam in the form of a laser beam is emitted for scanning the surrounding area into the surrounding area, where it is deflected and the laser beam reflected on an object is received again. For deflecting the laser beam, the optical sensor device usually comprises a deflection device with an oscillatable, reflective deflection unit. The deflection unit can be designed, for example, as a MEMS oscillating mirror. By receiving the emitted into the surrounding area and reflected there laser beam, an object can be detected. Based on a transit time of the laser beam between the emission of the laser beam and receiving the reflection of the laser beam, a distance of the object to the motor vehicle can be determined. Based on an orientation of the laser beam, for example, at the time of emission of the laser beam, an angle or an orientation of the object can be determined to the motor vehicle.

Zum Ablenken des Laserstrahls wird die Ablenkeinheit zu Schwingungen angeregt. Dazu wird die Ablenkeinheit mit einem Treibersignal beaufschlagt, durch welches die Ablenkeinheit aus ihrer Nulllage ausgelenkt wird. Üblicherweise wird durch einen Regelkreis eine Frequenz des Treibersignals auf die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit eingestellt, sodass diese beim Schwingen auf ihre maximale Amplitude ausgelenkt wird. Ändert sich jedoch die Resonanzfrequenz, beispielsweise aufgrund der Temperatur in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, so muss die Frequenz des Treibersignals neu eingestellt werden. Dazu ist aus der US 2009/0059179 A1 eine Vorrichtung mit einem reflektierenden Spiegel bekannt, bei welcher die Temperatur des reflektierenden Spiegels erfasst wird und eine Anregung des reflektierenden Spiegels an die Temperatur angepasst wird. In der EP 2 514 211 B1 ist eine Ablenkeinrichtung für eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren von Lissajous-Figuren offenbart, bei welcher ein Lichtstrahl mittels einer Ablenkeinheit um zwei Ablenkachsen zur Erzeugung der Lissajous-Figuren abgelenkt wird. Eine Ansteuervorrichtung erzeugt Steuersignale für die Ablenkeinheit, wobei Ansteuerfrequenzen der Steuersignale den Resonanzfrequenzen der Ablenkeinheit entsprechen. Zum Anpassen der Steuerfrequenzen an die Resonanzfrequenzen wird eine Phasenlage der Ablenkeinheit erfasst und eine Phasenregelung bzw. eine Regelung der Ansteuerfrequenzen durchgeführt.For deflecting the laser beam, the deflection unit is excited to vibrate. For this purpose, the deflection unit is acted on by a drive signal, by means of which the deflection unit is deflected out of its zero position. Usually, a frequency of the drive signal is set to the resonance frequency of the deflection unit by a control circuit so that it is deflected during oscillation to its maximum amplitude. However, if the resonance frequency changes, for example because of the temperature in the surrounding area of the motor vehicle, the frequency of the drive signal must be readjusted. This is from the US 2009/0059179 A1 a device with a reflecting mirror is known in which the temperature of the reflecting mirror is detected and an excitation of the reflecting mirror is adapted to the temperature. In the EP 2 514 211 B1 discloses a deflection device for a projection device for projecting Lissajous figures, in which a light beam is deflected by means of a deflection unit about two deflection axes for generating the Lissajous figures. A drive device generates control signals for the deflection unit, wherein drive frequencies of the control signals correspond to the resonance frequencies of the deflection unit. To adapt the control frequencies to the resonance frequencies, a phase angle of the deflection unit is detected and a phase control or regulation of the control frequencies is performed.

Auch in der US 2014/0218700 A1 ist eine Ablenkeinheit offenbart, welche in Resonanz betrieben werden soll. Dabei wird eine aktuelle Resonanzfrequenz mit einer Referenz verglichen. Die Resonanzfrequenz wird gemessen und es wird überprüft, ob die Resonanzfrequenz unterschiedlich zu einer Ansteuerfrequenz der Ablenkeinheit ist. Dazu werden von zwei kapazitiven Sensoren Kapazitätsänderungen erfasst, welche auftritt, wenn die Ablenkeinheit rotiert. Die Kapazitätssignale beider Sensoren werden kombiniert, um eine Differenz zwischen den beiden Kapazitätssignalen zu bestimmen. Diese Differenz wird einer Phasenregelschleife als Eingangssignal zugeführt, welche ein Ausgangssignal generiert, dessen Phase abhängig von der Phase des Eingangssignals ist. Die Phasenregelschleife generiert ein internes Signal, welches zwei Zustände aufweist, wobei zwischen den zwei Zuständen gewechselt wird, wenn das Eingangssignal ein Referenzlevel überquert. Dabei ist das Referenzlevel definiert als der Nulldurchgang des Eingangssignals in Form von der Differenz der Kapazitätssignale.Also in the US 2014/0218700 A1 a deflection unit is disclosed which is to be operated in resonance. In this case, a current resonance frequency is compared with a reference. The resonance frequency is measured and it is checked whether the resonance frequency is different from a drive frequency of the deflection unit. For this purpose, capacitive changes are detected by two capacitive sensors, which occurs when the deflection unit rotates. The capacitance signals of both sensors are combined to determine a difference between the two capacitance signals. This difference is fed as input signal to a phase-locked loop which generates an output signal whose phase is dependent on the phase of the input signal. The phase locked loop generates an internal signal having two states, switching between the two states when the input signal crosses a reference level. In this case, the reference level is defined as the zero crossing of the input signal in the form of the difference of the capacitance signals.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Lösung bereitzustellen, wie ein Treibersignal für eine Ablenkeinheit einer optischen Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs auf besonders einfache und zuverlässige Weise an die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit angepasst werden kann.It is an object of the present invention to provide a further solution as to how a drive signal for a deflection unit of an optical sensor device of a motor vehicle can be adapted in a particularly simple and reliable manner to the resonance frequency of the deflection unit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Ablenkeinrichtung, eine optische Sensorvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a method, a deflection device, an optical sensor device and a motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are subject of the dependent claims, the description and the figures.

Gemäß einem Aspekt eines Verfahrens zum Betreiben einer Ablenkeinrichtung einer optischen Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs wird ein Treibersignal zur Schwingungsanregung einer schwingbar gelagerten Ablenkeinheit der Ablenkeinrichtung in einem ersten Antriebszyklus bereitgestellt, ein eine Auslenkung der Ablenkeinheit charakterisierendes kapazitives Signal an der Ablenkeinheit erfasst, die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit anhand des kapazitiven Signals bestimmt, das Treibersignal an die bestimmte Resonanzfrequenz angepasst und das angepasste Treibersignal für zumindest einen zweiten Antriebszyklus vorgegeben. Darüber hinaus werden zum Bestimmen der Resonanzfrequenz zumindest zwei aufeinanderfolgende Extremwerte des kapazitiven Signals während des ersten Antriebszyklus erfasst, zumindest eine halbe Periodendauer der Schwingung der Ablenkeinheit wird aus einer Differenz der aufeinanderfolgenden Extremwerte bestimmt und die Resonanzfrequenz wird anhand der halben Periodendauer bestimmt.According to an aspect of a method for operating a deflection device of an optical Sensor device of a motor vehicle, a driver signal for vibrational excitation of a deflector deflection of the deflector is provided in a first drive cycle detected a deflection of the deflection unit characterizing capacitive signal on the deflection, determines the resonant frequency of the deflection unit based on the capacitive signal, the drive signal adapted to the specific resonant frequency and predefining the adjusted driver signal for at least a second drive cycle. Moreover, to determine the resonant frequency at least two consecutive extreme values of the capacitive signal are detected during the first drive cycle, at least half a period of oscillation of the deflector is determined from a difference of the successive extremes and the resonant frequency is determined by half the period.

Gemäß einem Aspekt einer erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtung einer optischen Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs weist diese eine schwingbar gelagerte Ablenkeinheit zum Ablenken eines Lichtstrahls in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, eine Antriebseinheit zum Bereitstellen eines Treibersignals zur Schwingungsanregung der Ablenkeinheit in einem ersten Antriebszyklus, eine kapazitiven Messeinheit zum Erfassen eines eine Auslenkung der Ablenkeinheit charakterisierenden kapazitiven Signals an der Ablenkeinheit und eine Auswerteeinheit zum Bestimmen der Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit anhand des kapazitiven Signals, zum Anpassen des Treibersignals an die bestimmte Resonanzfrequenz und zum Vorgeben des angepassten Treibersignals für zumindest einen zweiten Antriebszyklus auf. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgelegt, zumindest zwei aufeinanderfolgende Extremwerte des kapazitiven Signals während des ersten Antriebszyklus zu erfassen, zumindest eine halbe Periodendauer der Schwingung der Ablenkeinheit aus einer Differenz der aufeinanderfolgenden Extremwerte zu bestimmen und die Resonanzfrequenz anhand der halben Periodendauer zu bestimmen.According to one aspect of a deflection device according to the invention of an optical sensor device of a motor vehicle, the latter has a swingably mounted deflection unit for deflecting a light beam in a surrounding area of the motor vehicle, a drive unit for providing a drive signal for vibration excitation of the deflection unit in a first drive cycle, a capacitive measurement unit for detecting a deflection the deflection unit characterizing the capacitive signal at the deflection unit and an evaluation unit for determining the resonance frequency of the deflection unit based on the capacitive signal, for adapting the drive signal to the specific resonance frequency and for specifying the adapted drive signal for at least a second drive cycle. The evaluation unit is designed to detect at least two consecutive extreme values of the capacitive signal during the first drive cycle, to determine at least half a period of the oscillation of the deflection unit from a difference of the successive extreme values and to determine the resonance frequency on the basis of half the period duration.

Die Ablenkeinrichtung der optischen Sensorvorrichtung, welche insbesondere als ein Laserscanner ausgebildet ist, dient dazu, einen von einer Lichtquelle der optischen Sensorvorrichtung auf die Ablenkeinrichtung ausgesendeten Lichtstrahl in den Umgebungsbereich zu reflektierenden und dort abzulenken. Dazu weist die Ablenkeinrichtung die schwingfähige Ablenkeinheit auf, welche insbesondere einen reflektierenden MEMS-Schwingspiegel (MEMS- mikroelektromechanische System) aufweist. Der MEMS-Schwingspiegel kann beispielsweise entlang zumindest einer Drehachse aufgehängt sein und um diese zumindest eine Drehachse schwingen bzw. rotieren. In einem unausgeschwenkten Zustand der Ablenkeinheit befindet sich die Ablenkeinheit in einer Nulllage, in welcher die Ablenkeinheit in einer ersten Ebene, beispielsweise einer Horizontalebene liegt. Zum Ablenken des Lichtstrahls in dem Umgebungsbereich wird die Ablenkeinheit zu Schwingungen angeregt, durch welche sich die Auslenkung der Ablenkeinheit und damit ein Orientierungswinkel des Lichtstrahls zeitabhängig verändern.The deflecting device of the optical sensor device, which is designed in particular as a laser scanner, serves to reflect a light beam emitted by a light source of the optical sensor device onto the deflecting device into the surrounding area and to deflect it there. For this purpose, the deflection device has the oscillatable deflection unit, which in particular has a reflecting MEMS oscillating mirror (MEMS microelectromechanical system). The MEMS oscillating mirror can, for example, be suspended along at least one axis of rotation and oscillate or rotate about this at least one axis of rotation. In a non-pivoted state of the deflection unit, the deflection unit is in a zero position, in which the deflection unit lies in a first plane, for example a horizontal plane. For deflecting the light beam in the surrounding area, the deflection unit is excited to oscillate, by means of which the deflection of the deflection unit and thus an orientation angle of the light beam change with time.

Zur Schwingungsanregung wird die Ablenkeinheit von der Antriebseinheit mit dem Treibersignal beaufschlagt. Mittels des Treibersignals wird die Ablenkeinheit angeregt, sodass diese eine Auslenkung um einen bestimmten Auslenkwinkel aus ihrer Nulllage erfährt. Bei der Auslenkung verändern insbesondere Ränder der Ablenkeinheit ihren Abstand zu der ersten Ebene. Die Ränder der Ablenkeinheit werden insbesondere in einer zur ersten Ebene senkrechten zweiten Ebene, insbesondere einer Vertikalebene, ausgelenkt. Die zweite Ebene ist die Schwingungsebene der Ablenkeinheit. Insbesondere wird die Antriebseinheit in jedem Antriebszyklus einmal angeregt und schwingt in jedem Antriebszyklus eine Periodendauer lang. Während eines Antriebszyklus schwingt die Ablenkeinheit also aus der Nulllage in einer erste Richtung bis zu einer ersten Auslenkamplitude, kehrt bzw. schwingt zurück in die Nulllage, schwingt aus dieser Nulllage in eine zweite Richtung bis zu einer zweiten Auslenkamplitude und schwingt wieder zurück in die Nulllage. Die Schwingung ist dabei insbesondere eine sinusförmige Schwingung, welche einen Nulldurchgang aufweist, wenn die Ablenkeinheit die Nulllage passiert. Zum erneuten Auslenken der Antriebseinheit aus der Nulllage wird ein weiterer Antriebszyklus bereitgestellt, in welchem die Antriebseinheit erneut mittels des Treibersignals angeregt wird. Durch das Antreiben der Antriebseinheit pro Antriebszyklus kann gewährleistet werden, dass die Auslenkamplituden über die Zeit im Wesentlichen konstant bleiben. Pro Antriebszyklus wird das Treibersignal dabei insbesondere einmal eingeschaltet und wieder ausgeschaltet. Eine Frequenz des Treibersignals sollte dabei der Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit entsprechen, sodass die Auslenkamplituden den maximalen Auslenkamplituden entsprechen.For vibration excitation, the deflection unit is acted upon by the drive unit with the drive signal. By means of the drive signal, the deflection unit is excited, so that it experiences a deflection by a certain deflection angle from its zero position. In the case of deflection, in particular edges of the deflection unit change their distance from the first plane. The edges of the deflection unit are deflected in particular in a second plane perpendicular to the first plane, in particular a vertical plane. The second level is the plane of oscillation of the deflection unit. In particular, the drive unit is excited once in each drive cycle and oscillates in each drive cycle for a period of time. During a drive cycle, the deflection unit thus oscillates from the zero position in a first direction up to a first deflection amplitude, returns to zero position, oscillates from this zero position in a second direction to a second deflection amplitude and then swings back to the zero position. The oscillation is in particular a sinusoidal oscillation which has a zero crossing when the deflection unit passes the zero position. To re-deflect the drive unit from the zero position, a further drive cycle is provided, in which the drive unit is excited again by means of the drive signal. By driving the drive unit per drive cycle can be ensured that the Auslenkamplituden remain substantially constant over time. For each drive cycle, the driver signal is switched on and off again in particular. A frequency of the drive signal should correspond to the resonant frequency of the deflection unit, so that the deflection amplitudes correspond to the maximum deflection amplitudes.

Die Auslenkung bzw. der Auslenkwinkel der Ablenkeinheit kann dabei mittels eines Messsignals der Messeinheit der Antriebsvorrichtung erfasst werden. Das von der Messeinheit erfasste Messsignal ist dabei das kapazitive Signal, wobei Werte des kapazitiven Signals von der zeitabhängigen Auslenkung der Antriebseinheit abhängig sind. Das kapazitive Signal ist somit ein zeitabhängiges kapazitives Signal. Dieses kapazitive Signal wird nun nach der Anregung der Ablenkeinheit in dem ersten Antriebszyklus erfasst und nach Extremwerten durchsucht. Die Extremwerte sind dabei insbesondere ein absolutes Maximum und ein direkt benachbartes absolutes Minimum in dem kapazitiven Signal. Diese Extremwerte treten insbesondere bei den Nulldurchgängen der Schwingung der Antriebseinheit auf, wobei die Nulldurchgänge der Schwingung auftreten, wenn sie die Ablenkeinheit in der Nulllage befindet. Anhand eines zeitlichen Abstands der Extremwerte, welcher einem Abstand der Nulldurchgänge und damit einer Amplitudenbreite der Schwingung entspricht, kann die halbe Periodendauer bestimmt werden. Anhand der halben Periodendauer kann die Resonanzfrequenz, welche in etwa der Eigenfrequenz der Ablenkeinheit entspricht, bestimmt werden. Diese Resonanzfrequenz kann dabei aus der Impulsantwort oder der Sprungantwort einer gedämpften Schwingung bestimmt werden, welche einen Zusammenhang über die Eigenfrequenz, hier die Resonanzfrequenz, und die Periodendauer beschreibt. Dabei ist die Resonanzfrequenz das Inverse der Periodendauer.The deflection or the deflection angle of the deflection unit can be detected by means of a measuring signal of the measuring unit of the drive device. The measuring signal detected by the measuring unit is the capacitive signal, wherein values of the capacitive signal are dependent on the time-dependent deflection of the drive unit. The capacitive signal is thus a time-dependent capacitive signal. This capacitive signal is now detected after the excitation of the deflection in the first drive cycle and searched for extreme values. The extreme values are in particular an absolute maximum and a directly adjacent absolute minimum in the capacitive signal. These Extreme values occur in particular at the zero crossings of the oscillation of the drive unit, wherein the zero crossings of the oscillation occur when the deflecting unit is in the zero position. Based on a time interval of the extreme values, which corresponds to a distance of the zero crossings and thus an amplitude width of the oscillation, half the period can be determined. Based on the half period of the resonant frequency, which corresponds approximately to the natural frequency of the deflection, can be determined. This resonance frequency can be determined from the impulse response or the step response of a damped oscillation, which describes a relationship over the natural frequency, here the resonance frequency, and the period duration. The resonance frequency is the inverse of the period duration.

Anhand der in dem ersten Antriebszyklus bestimmten Resonanzfrequenz wird nun das Treibersignal für zumindest einen darauffolgenden Antriebszyklus vorgegeben. Die Bestimmung der Resonanzfrequenz kann wiederkehrend erfolgen, beispielsweise in jedem Antriebszyklus. Dabei kann die Antriebseinheit mit dem Treibersignal, dessen Frequenz der in dem vorhergehenden Antriebszyklus bestimmten Resonanzfrequenz entspricht, angeregt werden, die Resonanzfrequenz erneut bestimmt werden und die Frequenz des Treibersignals basierend auf der in diesem Antriebszyklus bestimmten Resonanzfrequenz angepasst bzw. nachgeführt werden.Based on the determined in the first drive cycle resonance frequency, the driver signal is now given for at least one subsequent drive cycle. The determination of the resonant frequency can be recurring, for example in each drive cycle. In this case, the drive unit can be excited with the drive signal whose frequency corresponds to the resonance frequency determined in the preceding drive cycle, the resonance frequency can be determined again and the frequency of the drive signal can be adapted or tracked based on the resonance frequency determined in this drive cycle.

Aus dem Nachführen der Frequenz des Treibersignals ergibt sich der Vorteil, dass sichergestellt werden kann, dass die Ablenkeinheit mit der Resonanzfrequenz betrieben wird, auch wenn sich die Resonanzfrequenz, beispielsweise aufgrund einer Temperaturänderung in dem Umgebungsbereich, verändert. Somit kann eine optische Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer besonders zuverlässigen Ablenkeinrichtung bereitgestellt werden.The tracking of the frequency of the drive signal has the advantage that it can be ensured that the deflection unit is operated at the resonance frequency, even if the resonance frequency changes, for example due to a temperature change in the surrounding area. Thus, an optical sensor device for a motor vehicle with a particularly reliable deflection device can be provided.

Insbesondere weist die Antriebseinheit eine mit der Ablenkeinheit bewegbare erste Antriebselektrode und eine in der Ablenkeinrichtung ortsfest angeordnete zweite Antriebselektrode auf. Die Messeinheit weist insbesondere eine mit der Ablenkeinheit bewegbare erste Messelektrode und eine in der Ablenkeinrichtung ortsfest angeordnete zweite Messelektrode auf. Dabei sind die erste Antriebselektrode und die erste Messelektrode ortsfest an der Ablenkeinheit, insbesondere an einander gegenüberliegenden Rändern der Ablenkeinheit angeordnet. Die zweite Antriebselektrode und die zweite Messelektrode sind ortsfest in der Ablenkeinrichtung, beispielsweise auf einem Träger der Ablenkeinheit, angeordnet. Insbesondere sind die Antriebselektroden und Messelektroden als ineinandergreifende Kammstrukturen ausgebildet, welche sich senkrecht zu der Nulllage der Ablenkeinheit erstrecken und senkrecht zu der Nulllage gegeneinander bewegbar sind. Die erste Antriebselektrode ist beispielsweise an einem ersten Rand der Ablenkeinheit angeordnet. Zum Auslenken der Ablenkeinheit kann das Treibersignal angeschaltet werden, sodass eine konstante Spannung an die zweite Antriebselektrode angelegt wird. Dadurch werden die erste Antriebselektrode und damit der erste Rand der Ablenkeinheit in Richtung der zweiten Antriebselektrode gezogen. Die Ablenkeinheit wird somit um die Drehachse ausgelenkt.In particular, the drive unit has a first drive electrode which can be moved with the deflection unit and a second drive electrode which is fixedly arranged in the deflection device. In particular, the measuring unit has a first measuring electrode movable with the deflecting unit and a second measuring electrode arranged stationary in the deflecting device. In this case, the first drive electrode and the first measuring electrode are arranged fixedly on the deflection unit, in particular on opposite edges of the deflection unit. The second drive electrode and the second measuring electrode are arranged fixed in the deflection device, for example on a support of the deflection unit. In particular, the drive electrodes and measuring electrodes are formed as interdigitated comb structures which extend perpendicular to the zero position of the deflection unit and are movable relative to each other perpendicular to the zero position. The first drive electrode is arranged, for example, on a first edge of the deflection unit. For deflecting the deflection unit, the drive signal can be switched on so that a constant voltage is applied to the second drive electrode. As a result, the first drive electrode and thus the first edge of the deflection unit are pulled in the direction of the second drive electrode. The deflection unit is thus deflected about the axis of rotation.

Die erste Messelektrode kann an einem dem ersten Rand gegenüberliegenden zweiten Rand der Antriebseinheit angeordnet sein. Die erste Messelektrode und die zweite Messelektrode bilden dabei insbesondere einen variablen Kondensator, dessen Kapazität sich aufgrund der Auslenkung der Ablenkeinheit ändert. Die Kapazität des Kondensators ist somit abhängig von der zeitabhängigen Auslenkung der Ablenkeinheit und damit selbst zeitabhängig. Dabei verändert sich insbesondere eine Fläche des Kondensators, welche einer Überlappungsfläche der aneinander vorbei geschobenen Messelektroden entspricht. In der Nulllage der Ablenkeinheit überlappen sich die Messelektroden vollständig und im vollständig ausgelenkten Zustand überlappen sich die Messelektroden überhaupt nicht. Dies hat zur Folge, dass das kapazitive Signal immer dann maximal ist, wenn die Messelektroden aneinander vorbeigeführt werden, also wenn die Ablenkeinheit die Nulllage passiert.The first measuring electrode may be arranged on a second edge of the drive unit opposite the first edge. In this case, the first measuring electrode and the second measuring electrode in particular form a variable capacitor whose capacitance changes due to the deflection of the deflecting unit. The capacitance of the capacitor is thus dependent on the time-dependent deflection of the deflection and thus itself time-dependent. In particular, an area of the capacitor which corresponds to an overlapping area of the measuring electrodes pushed past one another changes. In the zero position of the deflection unit, the measuring electrodes overlap completely and in the fully deflected state, the measuring electrodes do not overlap at all. This has the consequence that the capacitive signal is always maximum when the measuring electrodes are passed by each other, so when the deflection unit passes the zero position.

Vorzugsweise wird als das kapazitive Signal ein zeitabhängiges Kapazitätssignal zwischen einer ersten Messelektrode der Ablenkeinheit und einer zweiten Messelektrode der Ablenkeinrichtung bestimmt, eine Ableitung des zeitabhängigen Kapazitätssignals bestimmt, zwei aufeinanderfolgende die Extremwerte des kapazitiven Signals repräsentierende Spitzen in der Ableitung des zeitabhängigen Kapazitätssignals erfasst und die halbe Periodendauer als ein Abstand zwischen den Spitzen bestimmt. Das zeitabhängige Kapazitätssignal repräsentiert die Kapazität des durch die Messelektroden gebildeten Kondensators über die Zeit bzw. über die Auslenkung der Ablenkeinheit. Dieses kapazitive Signal wird nun durch die Auswerteeinheit, welche beispielsweise einen FPGA („Field Programmable Gate Array“) aufweist, aufbereitet und abgeleitet. Die Ableitung repräsentiert die Änderung der Kapazität über die Zeit bzw. über die Auslenkung der Ablenkeinheit. In der Ableitung treten die Spitzen bzw. Peaks bei denjenigen Zeitpunkten auf, bei welchen die Schwingung der Ablenkeinheit einen Nulldurchgang aufweist. Anhand der Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzenwerten können somit die Nulldurchgänge der Schwingung innerhalb eines Antriebszyklus und damit die halbe Periodendauer der Schwingung erfasst werden. Die sich aus der Ableitung des zeitabhängiges Kapazitätssignal ergebenden Spitzen können besonders einfach erkannt werden.Preferably, a time-dependent capacitance signal between a first measuring electrode of the deflection unit and a second measuring electrode of the deflection device is determined, a derivative of the time-dependent capacitance signal determined, two successive peaks representing the extreme values of the capacitive signal detected in the derivative of the time-dependent capacitance signal and half the period duration as a distance between the peaks. The time-dependent capacitance signal represents the capacitance of the capacitor formed by the measuring electrodes over time or over the deflection of the deflection unit. This capacitive signal is now processed and derived by the evaluation unit, which has, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array). The derivative represents the change in capacitance over time or over the deflection of the deflection unit. In the derivative, the peaks occur at those times when the oscillation of the deflection unit has a zero crossing. On the basis of the time duration between two successive peak values, the zero crossings of the oscillation within a drive cycle and thus half the period duration of the oscillation can thus be detected. Deriving from the derivative of Time-dependent capacitance signal resulting peaks can be easily detected.

Die Spitzen in der Ableitung des zeitabhängigen Kapazitätssignals werden insbesondere mittels eines Spitzenwertdetektors der Ablenkeinrichtung erfasst. Der Spitzenwertdetektor führt eine sogenannte Schwellwertauswertung durch. Dies bedeutet, dass von dem Spitzenwertdetektor immer dann ein Signal ausgegeben wird, wenn das kapazitive Signal, also die Ableitung der Kapazität, einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert ist dabei insbesondere so gewählt, dass er nur überschritten wird, wenn die Ableitung des kapazitiven Signals den Spitzenwert aufweist. Diese Spitzenwerterkennung mittels des Schwellwertdetektors weist den Vorteil auf, dass die Spitzen und damit die Nulldurchgänge besonders einfach und mit besonders hoher Zuverlässigkeit der Schwingung detektiert werden können. Ein aufwändiges Abtasten des Messsignals der Messeinheit kann also unterbleiben.The peaks in the derivative of the time-dependent capacitance signal are detected in particular by means of a peak detector of the deflection device. The peak detector performs a so-called threshold value evaluation. This means that a signal is output by the peak detector whenever the capacitive signal, ie the derivative of the capacitance, exceeds a predetermined threshold value. The threshold value is chosen in particular such that it is only exceeded if the derivative of the capacitive signal has the peak value. This peak detection by means of the threshold detector has the advantage that the tips and thus the zero crossings can be detected particularly easily and with a particularly high reliability of the oscillation. Extensive scanning of the measuring signal of the measuring unit can thus be omitted.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Zeitdauer zwischen zwei Flanken zumindest einer der Spitzen bestimmt, eine Breite der zumindest einen Spitze anhand der Zeitdauer bestimmt und anhand der Breite der zumindest einen Spitze eine Amplitudenhöhe der Schwingung der Ablenkeinheit bestimmt. Anhand des Spitzenwertdetektors kann die Zeitdauer zwischen zwei Flanken erfasst werden und die Breite der Spitze bestimmt werden. Die Zeitdauer zwischen den zwei Flanken charakterisiert dabei eine Bahngeschwindigkeit der ersten Messelektrode und damit eine Bahngeschwindigkeit der Ablenkeinheit. Aus dieser Bahngeschwindigkeit kann auf die Amplitudenhöhe der Schwingung bzw. der Höhe der Auslenkamplitude geschlossen werden. Je schneller nämlich die Ablenkeinheit schwingt, desto kürzer ist die Zeit, in welcher die Messelektroden aneinander vorbeigeführt werden und die Spitzen in der Ableitung des kapazitiven Signals auftreten. Die Signalspitze wird also schmäler, je größer die Bahngeschwindigkeit des Randes der Ablenkeinheit ist, an welchem die Messelektrode angeordnet ist. Dies lässt auf eine große Amplitude der Ablenkeinheit schließen. Je langsamer die Ablenkeinheit schwingt, desto länger ist die Zeit, in welcher die Messelektroden aneinander vorbeigeführt werden und die Spitzen in der Ableitung des kapazitiven Signals auftreten. Die Signalspitze wird breiter, je kleiner die äußere Bahngeschwindigkeit der Ränder der Ablenkeinheit ist, was auf eine kleine Amplitude schließen lassen. Anhand der Amplitudenhöhe kann beispielsweise bewertet werden, ob die Ablenkeinheit tatsächlich mit ihrer maximalen Amplitude schwingt. Falls dies nicht der Fall ist, kann dies beispielsweise ein Zeichen dafür sein, dass das Treibersignal die Ablenkeinheit bremst und daher nachgeführt werden muss, oder dass die Ablenkeinrichtung beispielsweise defekt ist bzw. eine eingeschränkte Funktionstüchtigkeit aufweist.In one development of the invention, a time duration between two flanks of at least one of the tips is determined, a width of the at least one peak is determined on the basis of the time duration and the width of the at least one peak determines an amplitude height of the oscillation of the deflection unit. Using the peak detector, the time between two edges can be detected and the width of the peak can be determined. The time duration between the two flanks thereby characterizes a web speed of the first measuring electrode and thus a web speed of the deflecting unit. From this path velocity can be concluded that the amplitude of the oscillation or the height of the deflection amplitude. Namely, the faster the deflection unit vibrates, the shorter the time in which the measuring electrodes pass each other and the peaks occur in the derivative of the capacitive signal. The signal peak thus becomes narrower the greater the path velocity of the edge of the deflection unit on which the measuring electrode is arranged. This suggests a large amplitude of the deflection unit. The slower the deflection unit vibrates, the longer is the time in which the measuring electrodes pass each other and the peaks occur in the derivative of the capacitive signal. The signal peak widens the smaller the outer path velocity of the edges of the deflection unit, suggesting a small amplitude. On the basis of the amplitude height, it can be evaluated, for example, whether the deflection unit actually oscillates with its maximum amplitude. If this is not the case, this can be, for example, a sign that the driver signal is braking the deflection unit and therefore has to be tracked, or that the deflection device is defective, for example, or that it has limited functionality.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird pro Antriebszyklus das Treibersignal einmal eingeschaltet und einmal abgeschaltet, wobei ein Abschaltzeitpunkt des Treibersignals in Abhängigkeit von der in einem vorherigen Antriebszyklus bestimmten Resonanzfrequenz bestimmt wird. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere der Abschaltzeitpunkt des Treibersignals nicht zu spät erfolgen darf, da ansonsten die Ablenkeinheit beim Schwingen abgebremst wird. Um dies zu verhindern, wird der Abschaltzeitpunkt des Treibersignals an die Resonanzfrequenz der Antriebseinheit angepasst.According to one embodiment of the invention, the drive signal is switched on once per drive cycle and once switched off, wherein a switch-off of the drive signal in dependence on the determined in a previous drive cycle resonant frequency is determined. This embodiment is based on the finding that, in particular, the switch-off time of the drive signal must not be too late, since otherwise the deflection unit is slowed down during oscillation. In order to prevent this, the switch-off time of the drive signal is adapted to the resonance frequency of the drive unit.

Dabei kann vorgesehen sein, dass ein Einschaltzeitpunkt innerhalb eines Antriebszyklus fest vorgegeben wird und zum Bestimmen des an die in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz angepassten Abschaltzeitpunktes eine Schaltdauer zwischen dem Anschalten und Abschalten in Abhängigkeit von der in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz bestimmt wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird also der Einschaltzeitpunkt nicht verändert, sondern wird zu vorbestimmten Zeitpunkten innerhalb der Antriebszyklen durchgeführt. Um den Abschaltzeitpunkt an die Resonanzfrequenz anzupassen, wird die Schaltdauer des Signals an die Resonanzfrequenz angepasst. Beispielsweise können in einer Liste bestimmten Resonanzfrequenzen vorbestimmte Werte für die Schaltdauer hinterlegt sein, wobei in Abhängigkeit von der aktuellen Resonanzfrequenz der entsprechende Wert für die Schaltdauer aus der Liste ausgewählt wird. Somit kann die Schaltdauer schnell und einfach an die aktuelle Resonanzfrequenz angepasst werden.In this case, it can be provided that a switch-on time is fixedly predefined within a drive cycle and for determining the switch-off time adapted to the specific resonance frequency in the previous drive cycle, a switch duration between switch-on and switch-off is determined as a function of the resonance frequency determined in the previous drive cycle. Thus, according to this embodiment, the on-time is not changed, but is performed at predetermined times within the drive cycles. In order to adapt the switch-off time to the resonance frequency, the switching duration of the signal is adapted to the resonance frequency. For example, predetermined values for the switching duration may be stored in a list of specific resonant frequencies, wherein the corresponding value for the switching duration is selected from the list as a function of the current resonant frequency. Thus, the switching duration can be quickly and easily adapted to the current resonance frequency.

Alternativ dazu wird eine Schaltdauer zwischen dem Anschalten und Abschalten innerhalb eines Antriebszyklus fest vorgegeben und zum Bestimmen des an die in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz angepassten Abschaltzeitpunktes wird ein Einschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz bestimmt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Schaltdauer des Treibersignals konstant gehalten und der Einschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der aktuellen Resonanzfrequenz verschoben. Dadurch verschiebt sich auch der Abschaltzeitpunkt in Abhängigkeit von der aktuellen Resonanzfrequenz. Beispielsweise können wiederum in einer Liste bestimmten Resonanzfrequenzen vorbestimmte Werte für den Einschaltzeitpunkt hinterlegt sein, wobei in Abhängigkeit von der aktuellen Resonanzfrequenz der entsprechende Wert für den Einschaltzeitpunkt aus der Liste ausgewählt wird.Alternatively, a duty cycle between turn-on and turn-off within a drive cycle is fixed, and to determine the turn-off time adapted to the resonance frequency determined in the previous drive cycle, a turn-on time is determined in response to the resonance frequency determined in the previous drive cycle. According to this embodiment, the switching duration of the drive signal is kept constant and the switch-on time is shifted as a function of the current resonance frequency. As a result, the switch-off time also shifts depending on the current resonance frequency. For example, predetermined values for the switch-on time can again be stored in a list of specific resonant frequencies, wherein the corresponding value for the switch-on time is selected from the list as a function of the current resonant frequency.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird der erste Antriebszyklus bereitgestellt, in welchem die Ablenkeinheit nach einem einmaligen Anschalten und Abschalten zumindest zwei Perioden lang schwingt, wobei anhand von Extremwerten des kapazitiven Signals zumindest zwei Werte der halben Periodendauer und/oder zumindest zwei Werte einer vollen Periodendauer bestimmt werden und die Resonanzfrequenz anhand der zumindest zwei Werte bestimmt wird. Hier wird die Ablenkeinheit in dem ersten Antriebszyklus einmalig zu Schwingungen angeregt und nach Durchführung einer Schwingperiode nicht erneut angeregt. Die Antriebseinheit wird somit zu Schwingungen angeregt und führt einen Ausschwingvorgang durch, innerhalb welchem sich die Amplituden der Schwingung verringern. Dabei kann das kapazitive Signal während des ersten Antriebszyklus erfasst werden und mehrere, aufeinanderfolgende Extremwerte in dem kapazitiven Signal bestimmt werden. Diese freie Schwingung der Ablenkeinheit ohne erneuten Antrieb kann dabei zu vorbestimmten Zeitpunkten initiiert werden, wodurch die Resonanzfrequenz besonders zuverlässig bestimmt werden kann.In a further development of the invention, the first drive cycle is provided, in which the deflection unit after a single Turning on and off for at least two periods long vibrates, based on extreme values of the capacitive signal at least two values half the period and / or at least two values of a full period are determined and the resonance frequency is determined based on the at least two values. Here, the deflection unit is excited once to vibrate in the first drive cycle and not excited again after performing a period of oscillation. The drive unit is thus excited to oscillate and performs a decay, within which reduce the amplitudes of the oscillation. In this case, the capacitive signal can be detected during the first drive cycle and a plurality of successive extreme values in the capacitive signal can be determined. This free vibration of the deflection without renewed drive can be initiated at predetermined times, whereby the resonance frequency can be determined particularly reliable.

Die Erfindung betrifft außerdem eine optische Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtung. Die optische Sensorvorrichtung ist insbesondere als ein Laserscanner ausgebildet. Die optische Sensorvorrichtung kann außerdem eine Sendeeinrichtung mit einer Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahls auf die Ablenkeinheit und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs reflektierten Lichtstrahls aufweisen. Mittels der optischen Sensorvorrichtung kann der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zuverlässig überwacht werden.The invention also relates to an optical sensor device for a motor vehicle having a deflection device according to the invention. The optical sensor device is designed in particular as a laser scanner. The optical sensor device may also have a transmitting device with a light source for emitting a light beam to the deflection unit and a receiving device for receiving the reflected light beam in the surrounding area of the motor vehicle. By means of the optical sensor device, the surrounding area of the motor vehicle can be reliably monitored.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet.A motor vehicle according to the invention comprises at least one optical sensor device according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Ablenkeinrichtung, für die erfindungsgemäße optische Sensorvorrichtung sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply correspondingly to the deflection device according to the invention, to the optical sensor device according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the frame to leave the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Moreover, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed, which go beyond or deviate from the combinations of features set out in the back references of the claims.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtung;
  • 3 schematischen Darstellungen von zeitabhängigen Signalverläufen der Ablenkeinheit, des kapazitiven Signals sowie des Treibersignals; und
  • 4 eine schematische Darstellung einer Impulsantwort der Antriebseinheit nach einer Schwingungsanregung.
Showing:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a motor vehicle according to the invention;
  • 2 a schematic representation of an embodiment of a deflection device according to the invention;
  • 3 schematic representations of time-dependent waveforms of the deflection unit, the capacitive signal and the driver signal; and
  • 4 a schematic representation of an impulse response of the drive unit after a vibration excitation.

In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist im vorliegenden Fall als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine optische Sensorvorrichtung 2 auf, welche insbesondere als ein Laserscanner ausgebildet ist. Die optische Sensorvorrichtung 2 ist dazu ausgelegt, einen Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeug 1 zu überwachen, indem von der optischen Sensorvorrichtung 2 ein Lichtstrahl 4 in den Umgebungsbereich 3 ausgesendet und dort ausgelenkt wird und indem der an einem Objekt 5 reflektierte Lichtstrahl 6 von der optischen Sensorvorrichtung 2 wieder empfangen wird. Anhand einer Zeitdauer zwischen dem Aussenden des Lichtstrahls 4 und dem Empfangen des reflektierten Lichtstrahls 6 kann ein Abstand des Objektes 5 zu dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Anhand eines Orientierungswinkels des Lichtstrahls 4 beim Aussenden und/oder des reflektierten Lichtstrahls 6 beim Empfangen kann eine Orientierung des Objektes 5 zu dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Der Abstand sowie die Orientierung des Objektes 5 können als Lageinformationen über das Objekt 5 einem Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs 1 bereitgestellt werden. Das Fahrerassistenzsystem kann anhand der Lageinformation eine Assistenzfunktion durchführen, beispielsweise eine Maßnahme zur Vermeidung einer Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Objekt 5 einleiten. Eine solche kollisionsvermeidende Maßnahme kann beispielsweise die Ausgabe eines Warnsignals an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 und/oder ein automatisches Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 sein. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. The car 1 is designed in the present case as a passenger car. The car 1 has an optical sensor device 2 which is designed in particular as a laser scanner. The optical sensor device 2 is designed to be a surrounding area 3 of the motor vehicle 1 to be monitored by the optical sensor device 2 a ray of light 4 in the surrounding area 3 is sent out and deflected there and by the on an object 5 reflected light beam 6 from the optical sensor device 2 is received again. Based on a period of time between the emission of the light beam 4 and receiving the reflected light beam 6 can be a distance of the object 5 to the motor vehicle 1 be determined. Based on an orientation angle of the light beam 4 when emitting and / or the reflected light beam 6 When receiving can be an orientation of the object 5 to the motor vehicle 1 be determined. The distance as well as the orientation of the object 5 can be used as location information about the object 5 a driver assistance system of the motor vehicle 1 to be provided. The driver assistance system can perform an assistance function based on the position information, for example a measure for avoiding a collision of the motor vehicle 1 with the object 5 initiate. Such a collision avoiding measure, for example, the output of a warning signal to a driver of the motor vehicle 1 and / or an automatic braking of the motor vehicle 1 be.

Zum Aussenden und Ablenken des Lichtstrahls 4 weist die optische Sensorvorrichtung 2 eine Ablenkeinrichtung 7 mit einer reflektierenden, schwingbar gelagerten Ablenkeinheit 8 auf. Die Ablenkeinrichtung 7 ist beispielhaft in 2 gezeigt. Die Ablenkeinrichtung 7 weist die Ablenkeinheit 8 auf, welche beispielsweise einen MEMS-Schwingspiegel aufweisen kann und auf einem Träger 12 angeordnet sein kann. Der Schwingspiegel weist hier eine ovale Form auf und ist entlang einer horizontalen Achse über Aufhängungen 9 aufgehängt. Eine Schwingachse bzw. Drehachse des Schwingspiegels ist hier also durch die horizontale Achse ausgebildet. Um diese Schwingachse kann der Schwingspiegel schwingen, sodass sich hier gezeigte obere und untere Ränder des Schwingspiegels auf und ab bewegen können bzw. in vertikaler Richtung nach oben und unten ausgelenkt werden können.To send and deflect the light beam 4 has the optical sensor device 2 a deflection device 7 with a reflecting, swingably mounted deflection unit 8th on. The deflection device 7 is exemplary in 2 shown. The deflection device 7 has the deflection unit 8th which may for example have a MEMS oscillating mirror and on a support 12 can be arranged. The oscillating mirror has here an oval shape and is along a horizontal axis via suspensions 9 suspended. An oscillating axis or axis of rotation of the oscillating mirror is therefore formed here by the horizontal axis. The oscillating mirror can oscillate about this oscillating axis, so that the upper and lower edges of the oscillating mirror shown here can move up and down or can be deflected upwards and downwards in the vertical direction.

Außerdem weist die Ablenkeinrichtung 7 eine Antriebseinheit 10 sowie eine Messeinheit 11 auf. Die Antriebseinheit 10 ist dazu ausgelegt, die Ablenkeinheit 8 zum Auslenken der Ablenkeinheit 8 zu Schwingungen anzuregen. Dazu weist die Antriebseinheit 10 eine erste Antriebselektrode auf, welche ortsfest an der Ablenkeinheit 8 angeordnet ist, und eine zweite Antriebselektrode auf, welche ortsfest an dem Träger 12 angeordnet ist. Hier ist die erste Antriebselektrode an einem oberen Rand der Ablenkeinheit 8 angeordnet. Die Antriebselektroden sind als ineinandergreifende Kammstrukturen ausgebildet, wobei sich die Antriebselektroden durch Beaufschlagen der zweiten Antriebselektrode mit einem Treibersignal gegenseitig anziehen. Dadurch wird die Ablenkeinheit 8 in Schwingungen versetzt.In addition, the deflection device 7 a drive unit 10 as well as a measuring unit 11 on. The drive unit 10 is designed for the deflection unit 8th for deflecting the deflection unit 8th to stimulate vibrations. For this purpose, the drive unit 10 a first drive electrode which is stationary on the deflection unit 8th is arranged, and a second drive electrode, which is fixed to the carrier 12 is arranged. Here is the first drive electrode at an upper edge of the deflection unit 8th arranged. The drive electrodes are formed as interdigitated comb structures, wherein the drive electrodes mutually attract each other by applying the second drive electrode with a drive signal. This will cause the deflection unit 8th vibrated.

Die Messeinheit 11 weist eine erste Messelektrode auf, welche ortsfest an der Ablenkeinheit 8 angeordnet ist, und eine zweite Messelektrode auf, welche ortsfest an dem Träger 12 angeordnet ist. Hier ist die erste Messelektrode an einem unteren Rand der Ablenkeinheit 8 angeordnet. Die Messelektroden sind ebenfalls als ineinandergreifende Kammstrukturen ausgebildet, wobei die Messelektroden einen Kondensator mit variabler Kapazität ausbilden. Dabei wird durch die Auslenkung der Ablenkeinheit 8 eine relative Lage der Messelektroden zueinander verändert, was als kapazitives Messsignal in Form von einer zeitabhängigen Kapazität an den Messelektroden abgegriffen werden kann. Die durch das Treibersignal verursachte Auslenkung der Ablenkeinheit 8 kann also durch das kapazitive Signal der Messeinheit 11 erfasst werden. Das kapazitive Signal entspricht somit einem Positionssignal und kann einer Auswerteeinheit 17 der Ablenkeinrichtung 7 zugeführt werden. Die Auswerteeinheit 17 kann beispielsweise einen FPGA aufweisen.The measuring unit 11 has a first measuring electrode which is fixed to the deflection unit 8th is arranged, and a second measuring electrode, which is fixed to the carrier 12 is arranged. Here is the first measuring electrode at a lower edge of the deflection unit 8th arranged. The measuring electrodes are likewise designed as intermeshing comb structures, wherein the measuring electrodes form a capacitor with variable capacitance. This is due to the deflection of the deflection 8th a relative position of the measuring electrodes to each other changed, which can be tapped as a capacitive measuring signal in the form of a time-dependent capacitance at the measuring electrodes. The deflection of the deflection unit caused by the drive signal 8th can therefore by the capacitive signal of the measuring unit 11 be recorded. The capacitive signal thus corresponds to a position signal and can an evaluation unit 17 the deflection device 7 be supplied. The evaluation unit 17 may for example have an FPGA.

In 3 sind verschiedene zeitabhängige Signalverläufe 13, 14, 15 gezeigt, wobei Signalwerte S (Ordinate) der Signalverläufe 13, 14, 15 über die Zeit t (Abszisse) dargestellt sind. Ein erster Signalverlauf 13 repräsentiert die hier sinusförmige Schwingung der Ablenkeinheit 8. Dabei wird die Ablenkeinheit 8 aus einer Nulllage heraus, bei welcher der Signalverlauf 13 einen Nulldurchgang N aufweist, in positiver und negativer Richtung bis zu einer Auslenkamplitude A0 , -A0 ausgelenkt. Ein zweiter Signalverlauf 14 repräsentiert das Treibersignal, welches hier als ein rechteckförmiges Signal ausgebildet ist. Pro Antriebszyklus wird das Treibersignal zu einem Einschaltzeitpunk Ton1 , Ton2 einmal eingeschaltet und zu einem Abschaltzeitpunkt Toff1 , Toff2 einmal ausgeschaltet. Wenn das Treibersignal 14 eingeschaltet ist, wird eine konstante Spannung an eine der Antriebselektroden der Antriebseinheit 10, beispielsweise die zweite Antriebselektrode, angelegt. Dabei wird die Ablenkeinheit 8 pro Antriebszyklus zu einer Schwingung über eine volle Periodendauer angeregt. Um die Auslenkeinheit 8 auf maximale Auslenkamplituden A0 , -A0 auszulenken, wird die Auslenkeinheit 8 mittels des von der Antriebseinheit 10 bereitgestellten Treibersignals 14 mit ihrer Resonanzfrequenz angeregt. Diese kann sich jedoch ändern, beispielsweise aufgrund von einer Temperaturänderung in dem Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1. Um nun zu gewährleisten, dass die Ablenkeinheit 8 auch bei sich ändernden Bedingungen im Umgebungsbereich 3 des Kraftfahrzeugs 1 in Resonanz betrieben wird, wird die aktuelle Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit 8 bestimmt und das Treibersignal 14 gegebenenfalls angepasst.In 3 are different time-dependent waveforms 13 . 14 . 15 shown, wherein signal values S (ordinate) of the waveforms 13 . 14 . 15 over the time t (abscissa) are shown. A first waveform 13 represents the here sinusoidal oscillation of the deflection unit 8th , This is the deflection unit 8th from a zero position where the waveform 13 has a zero crossing N, in the positive and negative directions up to a deflection amplitude A 0 , - A 0 deflected. A second waveform 14 represents the drive signal, which is here designed as a rectangular signal. For each drive cycle, the drive signal becomes a turn-on time T on1 . T on2 once turned on and at a shutdown time T off1 . T off2 once turned off. When the driver signal 14 is turned on, a constant voltage is applied to one of the drive electrodes of the drive unit 10 , For example, the second drive electrode applied. This is the deflection unit 8th per drive cycle to a vibration over a full period stimulated. To the deflection unit 8th on maximum deflection amplitudes A 0 , - A 0 to deflect, is the deflection unit 8th by means of the drive unit 10 provided driver signal 14 excited with their resonance frequency. However, this may change, for example due to a temperature change in the surrounding area 3 of the motor vehicle 1 , To now ensure that the deflection unit 8th even with changing conditions in the surrounding area 3 of the motor vehicle 1 is operated in resonance, the current resonance frequency of the deflection is 8th determined and the driver signal 14 adjusted if necessary.

Zum Anpassen bzw. Nachführen des Treibersignals 14 an die aktuelle Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit 8 wird ein von der Auslenkung der Ablenkeinheit 8 abhängiges kapazitives Signal bestimmt. Dabei kann mittels der Auswerteeinheit 17 das von der Messeinheit 11 bereitgestellte kapazitive Signal aufbereitet werden, abgeleitet werden und somit eine Änderung der Kapazität über die Zeit t bestimmt werden. Die Ableitung des kapazitiven Signals ist in 3 als ein dritter Signalverlauf 15 dargestellt. Die Ableitung 15 des kapazitiven Signals weist dabei Spitzen 16 bzw. Peaks auf, welche an dem Nulldurchgang N der Schwingung 13 der Ablenkeinheit 8 auftreten. Diese Spitzen 16 in der Ableitung 15 des kapazitiven Signals können mittels eines Spitzenwertdetektors erkannt werden. Dazu kann der Spitzenwertdetektor eine Schwellwertauswertung durchführen. Außerdem kann mittels des Spitzenwertdetektors eine Breite der Spitzen 16 erfasst werden, anhand welcher eine Höhe der Auslenkamplitude A0 , -A0 bestimmt werden kann. Eine Zeitdauer T0/2 zwischen zwei Spitzen 16 entspricht einer halben Periodendauer der Schwingung 13. Aus dieser halben Periodendauer T0/2 kann dann die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit 8 bestimmt werden.For adjusting or tracking the driver signal 14 to the actual resonance frequency of the deflection unit 8th becomes one of the deflection of the deflection unit 8th dependent capacitive signal determined. It can by means of the evaluation 17 that of the measurement unit 11 provided capacitive signal are processed, are derived, and thus a change in capacity over time t are determined. The derivative of the capacitive signal is in 3 as a third waveform 15 shown. The derivative 15 the capacitive signal has peaks 16 or peaks, which at the zero crossing N of the oscillation 13 the deflection unit 8th occur. These tips 16 in the derivation 15 of capacitive signal can be detected by means of a peak detector. For this purpose, the peak detector can perform a threshold evaluation. In addition, by means of the peak detector, a width of the peaks 16 are detected, based on which a height of the deflection amplitude A 0 , - A 0 can be determined. A time period T 0/2 between two peaks 16 corresponds to half a period of oscillation 13 , The resonant frequency of the deflector can be made of this half period T 0/2 then 8th be determined.

Dazu ist in 4 schematisch die Impulsantwort einer Schwingung 13' gezeigt, welche in ihrer Eigenfrequenz fe ausschwingt, wobei ein Amplitudenverlauf A(t) der Amplitudenwerte über die Zeit t dargestellt ist. Ein Zusammenhang zwischen der Eigenfrequenz fe und der Periodendauer T0 ist dabei fe=1/T0. Da die Ablenkeinheit 8 mit der Resonanzfrequenz f0 angeregt wird und daher fe=f0 gilt, ist der Zusammenhang zwischen der Resonanzfrequenz f0 und der Periodendauer f0=1/T0. Da anhand der Signalspitzen 16 in 3 lediglich die halbe Periodendauer T0/2 erfasst wurde, lässt sich die Resonanzfrequenz f0 bestimmen über f0=1/(2*T0/2). Dadurch, dass die Ablenkeinheit 8 pro Antriebszyklus insbesondere einmal angeregt wird, erhält man nach jedem Antriebszyklus eine Impulsantwort der Schwingung 13 über eine Periodendauer T0 . Über f0=1/(2*T0/2) kann die Resonanzfrequenz bereits nach einer halben Schwingung 13 bestimmt werden.This is in 4 schematically the impulse response of a vibration 13 ' shown which in their natural frequency f e oscillates, wherein an amplitude curve A (t) of the amplitude values over the time t is shown. A relationship between the natural frequency f e and the period T 0 is f e = 1 / T 0 . Because the deflection unit 8th with the resonance frequency f 0 is excited and therefore f e = f 0 , is the relationship between the resonant frequency f 0 and the period f 0 = 1 / T 0 . Because of the signal peaks 16 in 3 only half of the period T was 0/2 detects the resonance frequency can be f 0 determine over f 0 = 1 / (2 * T 0/2 ). By doing that, the deflection unit 8th In particular, once each drive cycle is excited, one obtains an impulse response of the oscillation after each drive cycle 13 over a period T 0 , About f 0 = 1 / (2 * T 0/2 ), the resonance frequency can already after half a vibration 13 be determined.

Das Treibersignal 14 kann von der Auswerteeinheit 17 angepasst bzw. nachgeführt werden. Insbesondere wird der Abschaltzeitpunkt Toff1 , Toff2 an die Resonanzfrequenz angepasst, um ein Abbremsen der Ablenkeinheit 8 während eines Antriebszyklus zu verhindern.The driver signal 14 can from the evaluation unit 17 be adjusted or tracked. In particular, the shutdown time T off1 . T off2 adapted to the resonant frequency to decelerate the deflection unit 8th during a drive cycle.

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Claims (12)

Verfahren zum Betreiben einer Ablenkeinrichtung (7) einer optischen Sensorvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei: - ein Treibersignal (14) zur Schwingungsanregung einer schwingbar gelagerten Ablenkeinheit (8) der Ablenkeinrichtung (7) in einem ersten Antriebszyklus bereitgestellt wird, - ein eine Auslenkung der Ablenkeinheit (8) charakterisierendes kapazitives Signal an der Ablenkeinheit (8) erfasst wird, - die Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit (8) anhand des kapazitiven Signals bestimmt wird, - das Treibersignal (14) an die bestimmte Resonanzfrequenz angepasst wird, und - das angepasste Treibersignal (14) für zumindest einen zweiten Antriebszyklus vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Resonanzfrequenz zumindest zwei aufeinanderfolgende Extremwerte des kapazitiven Signals während des ersten Antriebszyklus erfasst werden, zumindest eine halbe Periodendauer (T0/2) der Schwingung (13) der Ablenkeinheit (8) aus einer Differenz der aufeinanderfolgenden Extremwerte bestimmt wird und die Resonanzfrequenz anhand der halben Periodendauer (T0/2) bestimmt wird.Method for operating a deflection device (7) of an optical sensor device (2) of a motor vehicle (1), wherein: - a drive signal (14) for vibration excitation of a swingably mounted deflection unit (8) of the deflection device (7) is provided in a first drive cycle, a capacitive signal characterizing a deflection of the deflection unit (8) is detected at the deflection unit (8), - the resonance frequency of the deflection unit (8) is determined on the basis of the capacitive signal, - the drive signal (14) is adapted to the specific resonance frequency, and the adjusted driver signal (14) is predetermined for at least one second drive cycle, characterized in that at least two consecutive extreme values of the capacitive signal during the first drive cycle are detected for determining the resonance frequency, at least half a period duration (T 0/2 ) of the oscillation (13 ) of the deflection unit (8) from a difference of the successive Extreme values is determined and the resonance frequency on the basis of half the period (T 0/2 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das kapazitive Signal ein zeitabhängiges Kapazitätssignal zwischen einer ersten Messelektrode der Ablenkeinheit (8) und einer zweiten Messelektrode der Ablenkeinrichtung (7) erfasst wird, eine Ableitung (15) des zeitabhängigen Kapazitätssignals bestimmt wird, zwei aufeinanderfolgende, die Extremwerte des kapazitiven Signals repräsentierende Spitzen (16) in der Ableitung (15) des zeitabhängigen Kapazitätssignals erfasst werden und die halbe Periodendauer als ein Abstand zwischen den Spitzen (16) bestimmt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that as the capacitive signal a time-dependent capacitance signal between a first measuring electrode of the deflecting unit (8) and a second measuring electrode of the deflecting device (7) is detected, a derivative (15) of the time-dependent capacitance signal is determined, two consecutive, the extreme values of capacitive signal peaks (16) are detected in the derivative (15) of the time-dependent capacitance signal and half the period is determined as a distance between the peaks (16). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen (16) in der Ableitung des zeitabhängigen Kapazitätssignals mittels eines Spitzenwertdetektors der Ablenkeinrichtung (7) erfasst werden.Method according to Claim 2 , characterized in that the peaks (16) are detected in the derivative of the time-dependent capacitance signal by means of a peak detector of the deflection device (7). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitdauer zwischen zwei Flanken zumindest einer der Spitzen (16) bestimmt wird, eine Breite der zumindest einen Spitze (16) anhand der Zeitdauer bestimmt wird und anhand der Breite der zumindest einen Spitze (16) eine Amplitudenhöhe (A0, -A0) der Schwingung (13) der Ablenkeinheit (8) bestimmt wird.Method according to Claim 2 or 3 , characterized in that a time duration between two flanks of at least one of the tips (16) is determined, a width of the at least one tip (16) is determined on the basis of the time duration and based on the width of the at least one tip (16) has an amplitude height (A 0 , -A 0 ) of the vibration (13) of the deflection unit (8) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Antriebszyklus das Treibersignal (14) einmal eingeschaltet und einmal abgeschaltet wird, wobei ein Abschaltzeitpunkt (Toff1, Toff2) des Treibersignals (14) in Abhängigkeit von der in einem vorherigen Antriebszyklus bestimmten Resonanzfrequenz bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the drive signal (14) is switched on and off once per drive cycle , wherein a switch-off time (T off1 , T off2 ) of the drive signal (14) in dependence on the determined in a previous drive cycle resonant frequency is determined. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einschaltzeitpunkt (Ton1, Ton2) innerhalb eines Antriebszyklus fest vorgegeben wird und zum Bestimmen des an die in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz angepassten Abschaltzeitpunktes (Toff1, Toff2) eine Schaltdauer zwischen dem Anschalten und Abschalten in Abhängigkeit von der in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz bestimmt wird.Method according to Claim 5 , characterized in that a switch-on time (T on1 , T on2 ) is fixed within a drive cycle and for determining the adapted to the predetermined in the previous drive cycle resonant frequency switch-off (T off1 , T off2 ) a switching time between switching on and off in dependence is determined by the determined in the previous drive cycle resonance frequency. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltdauer zwischen dem Anschalten und Abschalten innerhalb eines Antriebszyklus fest vorgegeben wird und zum Bestimmen des an die in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz angepassten Abschaltzeitpunktes (Toff1, Toff2) ein Einschaltzeitpunkt (Ton1, Ton2) in Abhängigkeit von der in dem vorherigen Antriebszyklus bestimmte Resonanzfrequenz bestimmt wird.Method according to Claim 5 , characterized in that a switching period between switching on and off within a drive cycle is fixed and for determining the adapted to the particular drive frequency in the previous drive cycle switch-off (T off1 , T off2 ) a switch-on (T on1 , T on2 ) in dependence is determined by the determined in the previous drive cycle resonance frequency. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antriebszyklus bereitgestellt wird, in welchem die Ablenkeinheit (8) nach einem einmaligen Anschalten und Abschalten zumindest über zwei Periodendauern schwingt, wobei anhand von Extremwerten des kapazitiven Signals zumindest zwei Werte der halben Periodendauer (T0/2) und/oder zumindest zwei Werte einer vollen Periodendauer bestimmt werden und die Resonanzfrequenz anhand der zumindest zwei Werte bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first drive cycle is provided, in which the deflection unit (8) oscillates after a single turn-on and turn-off for at least two periods, wherein based on extreme values of the capacitive signal at least two values of half the period ( T 0/2 ) and / or at least two values of a full period are determined and the resonance frequency is determined on the basis of the at least two values. Ablenkeinrichtung (7) einer optischen Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit - einer schwingbar gelagerten Ablenkeinheit (8) zum Ablenken eines Lichtstrahls (4) in einem Umgebungsbereich (3) des Kraftfahrzeugs (1), - einer Antriebseinheit (10) zum Bereitstellen eines Treibersignals (14) zur Schwingungsanregung der Ablenkeinheit (8) in einem ersten Antriebszyklus, - einer kapazitiven Messeinheit (11) zum Erfassen eines eine Auslenkung der Ablenkeinheit (8) charakterisierenden kapazitiven Signals an der Ablenkeinheit (8), - einer Auswerteeinheit (17) zum Bestimmen der Resonanzfrequenz der Ablenkeinheit (8) anhand des kapazitiven Signals, zum Anpassen des Treibersignals (14) an die bestimmte Resonanzfrequenz und zum Vorgeben des angepassten Treibersignals (14) für zumindest einen zweiten Antriebszyklus, gekennzeichnet durch - die Auswerteeinheit (17) dazu ausgelegt ist, zumindest zwei aufeinanderfolgende Extremwerte des kapazitiven Signals während des ersten Antriebszyklus zu erfassen, zumindest eine halbe Periodendauer (T0/2) der Schwingung (13) der Ablenkeinheit (8) aus einer Differenz der aufeinanderfolgenden Extremwerte zu bestimmen und die Resonanzfrequenz anhand der halben Periodendauer (T0/2) zu bestimmen.Deflection device (7) of an optical sensor device (2) for a motor vehicle (1), comprising - a swingably mounted deflection unit (8) for deflecting a light beam (4) in a surrounding area (3) of the motor vehicle (1), - a drive unit (10 ) for providing a drive signal (14) for the vibration excitation of the deflection unit (8) in a first drive cycle, - a capacitive measuring unit (11) for detecting a capacitive signal characterizing a deflection of the deflection unit (8) at the deflection unit (8), - an evaluation unit (17) for determining the resonant frequency of the deflection unit (8) on the basis of the capacitive signal, for adapting the driver signal (14) to the specific resonant frequency and for specifying the adapted driver signal (14) for at least one second drive cycle, characterized by - the evaluation unit (17 ) is adapted to at least two consecutive extreme values of the capacitive signal during the first drive cycle s, at least half a period To determine (T 0/2) of the vibration (13) of the deflection unit (8) consists of a difference of successive extreme values, and the resonance frequency on the basis of the half period (T 0/2) to be determined. Ablenkeinrichtung (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (7) eine mit der Ablenkeinheit (8) bewegbare erste Antriebselektrode und eine in der Ablenkeinrichtung (7) ortsfest angeordnete zweite Antriebselektrode aufweist und die Messeinheit (11) eine mit der Ablenkeinheit (8) bewegbare erste Messelektrode und eine in der Ablenkeinrichtung (7) ortsfest angeordnete zweite Messelektrode aufweist.Deflection device (7) after Claim 9 , characterized in that the drive unit (7) has a first drive electrode movable with the deflection unit (8) and a second drive electrode fixed in the deflection device (7), and the measurement unit (11) has a first measurement electrode movable with the deflection unit (8) a stationary in the deflection device (7) arranged second measuring electrode. Optische Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Ablenkeinrichtung (7) nach Anspruch 9 oder 10.Optical sensor device (2) for a motor vehicle (1) with a deflection device (7) according to Claim 9 or 10 , Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer optischen Sensorvorrichtung (2) nach Anspruch 11.Motor vehicle (1) with at least one optical sensor device (2) according to Claim 11 ,
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