DE102017220822A1

DE102017220822A1 - Überwachungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017220822A1
Application number: DE102017220822.8A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Specht; Christoph Puttmann; Alexander Ehlert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-05-23
Also published as: US20190155131A1; CN109813337A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Überwachungsvorrichtung zu einer Bewegungsüberwachung für zumindest einen MEMS-Aktuator (22, 26) mit zumindest einer Erfassungseinheit (12), welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators (22, 26), welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) umfasst, zu erfassen.Es wird vorgeschlagen, dass die Überwachungsvorrichtung zumindest eine erste Komparatoreinheit (16) umfasst, welche dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) mit zumindest einem Referenzwert zu vergleichen.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Überwachungsvorrichtung zu einer Bewegungsüberwachung für zumindest einen MEMS-Aktuator mit zumindest einer Erfassungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators, welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators umfasst, zu erfassen, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Überwachungsvorrichtung, insbesondere für eine Laserprojektionsvorrichtung, zu einer Bewegungsüberwachung für zumindest einen MEMS-Aktuator mit zumindest einer Erfassungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators, welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators umfasst, zu erfassen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Überwachungsvorrichtung zumindest eine erste Komparatoreinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators mit zumindest einem Referenzwert zu vergleichen.
Die Überwachungsvorrichtung ist vorzugsweise zu einem Einsatz in einer Laserprojektionsvorrichtung vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich sind weitere Anwendungsgebiete der Überwachungsvorrichtung denkbar. Insbesondere kann die Überwachungsvorrichtung in messtechnischen Mikrospiegel-Anwendungen und/oder -Geräten wie beispielsweise LIDAR (light detection and ranging), 3D-Scannen, einem Partikelsensor, einer Laser-Scanning-Kamera oder anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Mikrospiegel-Anwendungen und/oder -Geräten eingesetzt werden.
Unter einem „MEMS-Aktuator“ soll insbesondere ein bewegliches mikroelektromechanisches System (MEMS) verstanden werden. Insbesondere kann ein MEMS-Aktuator elektrische Energie zu einer mechanischen Bewegung nutzen. Der MEMS-Aktuator kann sich vorzugsweise zumindest linear und zumindest oszillatorisch, insbesondere sinusförmig, bewegen. Weitere Formen einer Bewegung des MEMS-Aktuators, insbesondere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Formen der Bewegung des MEMS-Aktuators, sind denkbar. Der MEMS-Aktuator kann insbesondere als ein Mikrospiegel, als ein Gyroskop oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender MEMS-Aktuator ausgebildet sein.
Die Erfassungseinheit weist vorzugsweise zumindest eine Piezomessbrücke und zumindest einen Analog-Digital-Wandler auf. Die Piezomessbrücke ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem piezoresistiven Material gebildet. Insbesondere ist die Piezomessbrücke zumindest teilweise aus einem Silizium, einem Germanium oder einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden piezoresistiven Material gebildet. Darunter, dass ein Material piezoresistiv ist, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Verformung des Materials in Folge einer Krafteinwirkung auf das Material eine Änderung eines elektrischen Widerstands des Materials zur Folge hat. Die Änderung des elektrischen Widerstands des Materials wird bevorzugt mittels einer elektrischen Brückenschaltung der Piezomessbrücke, besonders bevorzugt mittels einer Wheatstone'schen Messbrücke der Piezomessbrücke, detektiert. Die elektrische Brückenschaltung der Piezomessbrücke liefert in Folge der Änderung des elektrischen Widerstands des piezoresistiven Materials vorzugsweise ein elektrisches Spannungssignal.
Unter einem „Analog-Digital-Wandler“ soll insbesondere ein elektronisches Element verstanden werden, welches dazu eingerichtet ist, analoge Eingangssignale in digitale Datensignale umzuwandeln. Insbesondere ist der Analog-Digital-Wandler dazu eingerichtet, analoge elektrische Spannungssignale der Piezomessbrücke in digitale Datensignale umzuwandeln. Ein digitales Datensignal weist insbesondere einen Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators auf. Ein Bewegungskennwert stellt vorzugsweise eine charakteristische, insbesondere konstante, Größe, wie beispielsweise eine Amplitude, des elektrischen Spannungssignals dar. Unter „eingerichtet“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion eingerichtet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Zu einer Erfassung eines Bewegungssignals des MEMS-Aktuators ist die Piezomessbrücke vorzugsweise mit dem MEMS-Aktuator verbunden, insbesondere mechanisch verbunden. Bei einer Krafteinwirkung auf die Piezomessbrücke erzeugt die Piezomessbrücke vorzugsweise eine elektrische Spannung proportional zu der einwirkenden Kraft. Insbesondere werden in verschiedenen Positionen des MEMS-Aktuators über die Verbindung des MEMS-Aktuators mit der Piezomessbrücke verschiedene Kräfte auf die Piezomessbrücke ausgeübt. Proportional zu den verschiedenen Kräften erzeugt die Piezomessbrücke vorzugsweise verschiedene elektrische Spannungen, deren zeitlicher Verlauf vorzugsweise dem analogen Bewegungssignal des MEMS-Aktuators entspricht.
Zu einer Übertragung des analogen Bewegungssignals ist die Piezomessbrücke vorzugsweise elektrisch leitend mit dem Analog-Digital-Wandler verbunden. Der Analog-Digital-Wandler wandelt ein analoges Bewegungssignal der Piezomessbrücke vorzugsweise in ein digitales Bewegungssignal um.
Die Laserprojektionsvorrichtung umfasst eine erste Komparatoreinheit, welche vorzugsweise dazu eingerichtet ist, den Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators mit zumindest einem Referenzwert zu vergleichen. Unter einer „Komparatoreinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Ausgabeeinheit, mit zumindest einer Prozessoreinheit und mit zumindest einer Speichereinheit sowie einem in der Speichereinheit gespeicherten Berechnungsprogramm verstanden werden. Alternativ ist vorstellbar, dass die Komparatoreinheit als eine dedizierte Digitalschaltung, insbesondere als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), mit einer als zumindest ein Register ausgebildeten Speichereinheit ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Ausgabeeinheit, die Prozessoreinheit und die Speichereinheit auf einem gemeinsamen Chip, auf einer gemeinsamen Platine und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Der Referenzwert ist bevorzugt in der Speichereinheit der ersten Komparatoreinheit hinterlegt. Vorzugsweise kann die Prozessoreinheit der ersten Komparatoreinheit mittels des Berechnungsprogramms einen Vergleich zwischen dem Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators und dem Referenzwert durchführen. Alternativ ist vorstellbar, dass der Vergleich zwischen dem Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators und dem Referenzwert aufgrund einer Schaltung bzw. Verdrahtung der dedizierten Digitalschaltung durchführbar ist. Abhängig von einem Ausgang des Vergleichs kann die Ausgabeeinheit vorzugsweise ein entsprechendes Ausgangssignal ausgeben. Das Ausgangssignal kann insbesondere eine Information umfassen, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators störungsfrei verläuft oder die Information umfassen, dass eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt. Grundsätzlich ist vorstellbar, dass das Ausgangssignal zu einer Weiterverarbeitung weiteren Einheiten zugeführt wird. Vorzugsweise kann bei einer Verwendung der Überwachungsvorrichtung in einer Laserprojektionsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eine Sicherheitsabschaltung der Laserprojektionsvorrichtung bzw. einzelner Komponenten der Laserprojektionsvorrichtung gesteuert und/oder geregelt werden. Vorzugsweise kann bei einer Verwendung der Überwachungsvorrichtung in einer messtechnischen Mikrospiegel-Anwendung und/oder in einem messtechnischen Mikrospiegel-Gerät zu einer Erfassung zumindest einer Messgröße in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal ein Gültigkeitssignal für die erfasste Messgröße generiert werden. Insbesondere kann bei einem Ausgangssignal, das die Information umfasst, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators störungsfrei verläuft, ein Gültigkeitssignal generiert werden, das eine Information umfasst, dass die erfasste Messgröße aufgrund des störungsfreien MEMS-Aktuators gültig ist. Insbesondere kann bei einem Ausgangssignal, das die Information umfasst, dass eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt, ein Gültigkeitssignal generiert werden, das eine Information umfasst, dass die erfasse Messgröße aufgrund der Störung des MEMS-Aktuators ungültig sein kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Überwachungsvorrichtung kann vorteilhaft eine Bewegung eines MEMS-Aktuators überwacht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Störung des MEMS-Aktuators detektiert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Überwachungsvorrichtung einen digitalen Signalprozessor umfasst, welcher bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators dazu eingerichtet ist, mittels eines Algorithmus, insbesondere eines CORDIC-Algorithmus (Coordinate Rotation Digital Computer-Algorithmus), aus dem zumindest einen Bewegungssignal des zumindest einen MEMS-Aktuators eine Amplitude und einen Phasenfehler der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators zu ermitteln. Insbesondere entsprechen die Amplitude und der Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators jeweils einem Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators. Unter einem „digitalen Signalprozessor“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Eingabeeinheit, mit zumindest einer Temperaturkompensationseinheit, mit zumindest einer Ausgabeeinheit, mit zumindest einer Prozessoreinheit und mit zumindest einer Speichereinheit sowie einem in der Speichereinheit gespeicherten Berechnungsprogramm verstanden werden. Der digitale Signalprozessor ist insbesondere dazu eingerichtet, digitale Signale zu verarbeiten.
Das Bewegungssignal des MEMS-Aktuators wird dem digitalen Signalprozessor vorzugsweise über die Eingabeeinheit des digitalen Signalprozessors zugeführt, insbesondere automatisch zugeführt. Die Temperaturkompensationseinheit des digitalen Signalprozessors ist insbesondere dazu eingerichtet, eine aktuelle Temperatur zu erfassen und das Bewegungssignal abhängig von der aktuellen Temperatur anzupassen. Insbesondere kann die Piezomessbrücke eine Temperaturabhängigkeit aufweisen. Die Piezomessbrücke kann insbesondere trotz derselben Krafteinwirkung auf die Piezomessbrücke bei unterschiedlichen Temperaturen verschiedene Signale liefern. Um die Temperaturabhängigkeit der Piezomessbrücke zu kompensieren, passt die Temperaturkompensationseinheit der Piezomessbrücke vorzugsweise das Bewegungssignal abhängig von der aktuellen Temperatur an. Das Berechnungsprogramm des digitalen Signalprozessors weist bevorzugt einen CORDIC-Algorithmus auf. Unter einem „CORDIC-Algorithmus“ soll insbesondere ein effizienter iterativer Algorithmus verstanden werden, mittels dessen sich eine Vielzahl von Funktionen implementieren lässt, wie beispielsweise trigonometrische Funktionen, Exponentialfunktionen, Logarithmen sowie Multiplikation und/oder Division. Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass das Berechnungsprogramm des digitalen Signalprozessors einen anderen Algorithmus als einen CORDIC-Algorithmus aufweist, insbesondere einen einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Algorithmus.
Bewegt sich der MEMS-Aktuator sinusförmig, weist die Bewegung des MEMS-Aktuators vorzugsweise eine Amplitude und einen Phasenfehler auf. Der digitale Signalprozessor kann bevorzugt aus dem Bewegungssignal des MEMS-Aktuators die Amplitude und den Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators ermitteln. Insbesondere kann die Prozessoreinheit des digitalen Signalprozessors mittels des in dem Berechnungsprogramm des digitalen Signalprozessors enthaltenen CORDIC-Algorithmus aus dem Bewegungssignal des MEMS-Aktuators die Amplitude und den Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators berechnen. Zur Weiterverarbeitung kann der digitale Signalprozessor die ermittelte Amplitude und den ermittelten Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators bevorzugt über die Ausgabeeinheit ausgeben. Vorteilhaft können bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators aus dem Bewegungssignal des MEMS-Aktuators die Amplitude und der Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators ermittelt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine erste Komparatoreinheit bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators dazu eingerichtet ist, die ermittelte Amplitude der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators mit einem Amplitudenreferenzwert zu vergleichen. Bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators entspricht die ermittelte Amplitude der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators insbesondere einem ersten Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators und der Amplitudenreferenzwert entspricht insbesondere einem ersten Referenzwert. Der Amplitudenreferenzwert entspricht bevorzugt einem Amplitudenmindestwert, wobei insbesondere bei einer Amplitude kleiner als der Amplitudenmindestwert eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt. Vorzugsweise ist der Amplitudenreferenzwert in der Speichereinheit der ersten Komparatoreinheit hinterlegt. Ist die ermittelte Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenreferenzwert, gibt die erste Komparatoreinheit vorzugsweise ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators störungsfrei verläuft. Ist die ermittelte Amplitude kleiner als der Amplitudenreferenzwert, gibt die erste Komparatoreinheit vorzugsweise ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt. Vorteilhaft kann bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators eine Störung des MEMS-Aktuators anhand der Amplitude der Bewegung des MEMS-Aktuators ermittelt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Laserprojektionsvorrichtung zumindest eine zweite Komparatoreinheit umfasst, welche bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators dazu eingerichtet ist, den erfassten Phasenfehler der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators mit einem Phasenfehlerreferenzwert zu vergleichen. Die zweite Komparatoreinheit ist vorzugsweise analog zu der ersten Komparatoreinheit ausgebildet. Bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators entspricht der ermittelte Phasenfehler der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators insbesondere einem zweiten Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators und der Phasenfehlerreferenzwert entspricht insbesondere einem zweiten Referenzwert. Der Phasenfehlerreferenzwert entspricht bevorzugt einem Maximalphasenfehlerwert, wobei bei einem Phasenfehler größer als der Maximalphasenfehlerwert insbesondere eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt. Vorzugsweise ist der Phasenfehlerreferenzwert in einer Speichereinheit der zweiten Komparatoreinheit hinterlegt. Ist der ermittelte Phasenfehler kleiner oder gleich dem Phasenfehlerreferenzwert, gibt die zweite Komparatoreinheit vorzugsweise ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators störungsfrei verläuft. Ist der ermittelte Phasenfehler größer als der Phasenfehlerreferenzwert, gibt die zweite Komparatoreinheit vorzugsweise ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt. Vorteilhaft kann bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators eine Störung des MEMS-Aktuators zusätzlich und insbesondere gleichzeitig zu einer Ermittlung anhand der Amplitude des MEMS-Aktuators anhand des Phasenfehlers der Bewegung des MEMS-Aktuators ermittelt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Laserprojektionsvorrichtung zumindest eine Analog-Digital-Wandlereinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators zumindest ein Signal der zumindest einen Erfassungseinheit zu digitalisieren und zumindest einen ersten Momentanwert des Signals der Erfassungseinheit und zumindest einen zweiten, zu dem zumindest einen ersten Momentanwert des Signals der zumindest einen Erfassungseinheit zeitlich versetzten Momentanwert des Signals der zumindest einen Erfassungseinheit zu erfassen und abzuspeichern. Unter einer „Analog-Digital-Wandlereinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Analog-Digital-Wandler, mit zumindest einer Speichereinheit und mit zumindest einer Ausgabeeinheit verstanden werden. Vorzugsweise ist die Analog-Digital-Wandlereinheit elektrisch leitend mit der Piezomessbrücke der Erfassungseinheit verbunden. Alternativ ist vorstellbar, dass der Analog-Digital-Wandler der Erfassungseinheit zu einer Digitalisierung des Signals genutzt wird und die Analog-Digital-Wandlereinheit elektrisch leitend mit dem Analog-Digital-Wandler der Erfassungseinheit verbunden ist. Vorzugsweise kann der MEMS-Aktuator eine dreieck- und/oder sägezahnähnliche Bewegung ausführen. Insbesondere stellt eine dreieck- und/oder sägezahnähnliche Bewegung abschnittsweise eine lineare Bewegung dar. Insbesondere erfolgt die Erfassung und Abspeicherung der Momentanwerte lediglich während einer linearen Teilbewegung des MEMS-Aktuators.
Die Erfassung und Abspeicherung des ersten und des zweiten Momentanwerts erfolgt insbesondere mit einem zeitlichen Abstand. Vorzugsweise erfolgt eine Erfassung und Abspeicherung einer Vielzahl von Momentanwerten. Vorzugsweise erfolgt eine Erfassung und Abspeicherung eines neuen Momentanwerts immer mit einem gleichen zeitlichen Abstand zu einem unmittelbar vor dem neuen Momentanwert erfassten und abgespeicherten Momentanwert. Insbesondere in einer Laserprojektionsvorrichtung projiziert ein Horizontalspiegel mittels eines Laserstrahls Zeilen auf eine Projektionsfläche. Ist der MEMS-Aktuator als Teil einer Laserprojektionsvorrichtung ausgebildet, erfolgt die Erfassung und Abspeicherung des ersten und des zweiten Momentanwerts bevorzugt mit einem Abstand von 1 bis 1000 Zeilen, besonders bevorzugt mit einem Abstand von 70 bis 100 Zeilen. Die Analog-Digital-Wandlereinheit kann den ersten und den zweiten Momentanwert vorzugsweise in der Speichereinheit der Analog-Digital-Wandlereinheit abspeichern. Insbesondere wird der erste Momentanwert in einem ersten Speicherelement, insbesondere einem ersten Register, der Speichereinheit abgespeichert. Insbesondere wird der zweite Momentanwert in einem zweiten Speicherelement, insbesondere einem zweiten Register, der Speichereinheit abgespeichert. Vorzugsweise kann bei einer Erfassung eines weiteren Momentanwerts der zweite Momentanwert von dem zweiten Speicherelement in das erste Speicherelement übertragen werden und der weitere Momentanwert in dem zweiten Speicherelement abgespeichert werden. Alternativ ist vorstellbar, dass der weitere Momentanwert in dem ersten Speicherelement abgespeichert wird. Vorzugsweise werden der erste und der zweite Momentanwert mittels der Ausgabeeinheit der Analog-Digital-Wandlereinheit ausgegeben, insbesondere an die erste Komparatoreinheit ausgegeben. Vorteilhaft können zwei zeitlich versetzte Momentanwerte erfasst und abgespeichert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators die zumindest eine erste Komparatoreinheit dazu eingerichtet ist, den zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit mit dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit zu vergleichen. Alternativ ist vorstellbar, dass bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators die zweite Komparatoreinheit dazu eingerichtet ist, den zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit mit dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit zu vergleichen. Insbesondere entspricht der erste Momentanwert dem Referenzwert und entspricht der zweite Momentanwert dem Bewegungskennwert. Vorzugsweise ist die erste Komparatoreinheit dazu eingerichtet, eine Differenz des ersten und des zweiten Momentanwerts zu bilden. Insbesondere kann die Prozessoreinheit der ersten Komparatoreinheit mittels des Berechnungsprogramms der ersten Komparatoreinheit die Differenz des ersten und des zweiten Momentanwerts berechnen. Vorteilhaft kann ein Vergleich zwischen zwei zeitlich versetzten Momentanwerten durchgeführt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators die zumindest eine erste Komparatoreinheit dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob zwischen dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit und dem zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit ein festgelegter Mindestunterschied besteht. Alternativ ist vorstellbar, dass bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators die zweite Komparatoreinheit dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob zwischen dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit und dem zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit ein festgelegter Mindestunterschied besteht. Weiterhin alternativ ist vorstellbar, dass die Überwachungsvorrichtung eine dritte, insbesondere analog zu der ersten Komparatoreinheit ausgebildete, Komparatoreinheit aufweist, die bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators dazu eingerichtet ist, insbesondere unabhängig von der ersten und/oder der zweiten Komparatoreinheit, zu überprüfen, ob zwischen dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit und dem zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit ein festgelegter Mindestunterschied besteht Insbesondere wenn sich der erste und der zweite Momentanwert um zumindest den festgelegten Mindestunterschied unterscheiden, verläuft die Bewegung des MEMS-Aktuators störungsfrei. Vorzugsweise ist der festgelegte Mindestunterschied in der Speichereinheit der ersten Komparatoreinheit hinterlegt. Vorzugsweise ist die erste Komparatoreinheit dazu eingerichtet, die Differenz des ersten und des zweiten Momentanwerts mit dem festgelegten Mindestunterschied zu vergleichen. Insbesondere entspricht die Differenz des ersten und des zweiten Momentanwerts dem Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators und entspricht der festgelegte Mindestunterschied dem Referenzwert. Ist die Differenz des ersten und des zweiten Momentanwerts größer oder gleich dem festgelegten Mindestunterschied, gibt die erste Komparatoreinheit vorzugsweise ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators störungsfrei verläuft. Ist die Differenz des ersten und des zweiten Momentanwerts kleiner als der festgelegte Mindestunterschied, gibt die erste Komparatoreinheit vorzugsweise ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass eine Störung des MEMS-Aktuators vorliegt. Vorteilhaft kann bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des MEMS-Aktuators anhand zweier zeitlich versetzter Momentanwerte eine Störung eines MEMS-Aktuators detektiert werden.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einer Bewegungsüberwachung für zumindest einen MEMS-Aktuator mittels einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung, wobei die Überwachungsvorrichtung zumindest eine Erfassungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators umfasst, zu erfassen, umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass, insbesondere in zumindest einem Verfahrensschritt, der zumindest eine Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators mit zumindest einem Referenzwert verglichen wird. Es kann vorteilhaft eine Bewegung eines MEMS-Aktuators überwacht werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Störung des MEMS-Aktuators detektiert werden.
Ferner geht die Erfindung aus von einer Laserprojektionsvorrichtung mit zumindest einem MEMS-Aktuator und mit zumindest einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung, wobei die Überwachungsvorrichtung zumindest eine Erfassungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators, welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators umfasst, zu erfassen, umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine MEMS-Aktuator zumindest teilweise als ein Spiegelelement ausgebildet ist. Unter einem „Spiegelelement“ soll insbesondere ein für elektromagnetische Strahlung, insbesondere für ein menschliches Auge sichtbare elektromagnetische Strahlung, reflektives Element verstanden werden. Insbesondere ist das Spiegelelement in einem Bereich eines elektromagnetischen Spektrums reflektiv, in dem die Laserprojektionsvorrichtung elektromagnetische Strahlung aussendet. Das Spiegelelement ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet. Das Spiegelelement kann insbesondere zumindest teilweise aus einem Gold, einem Silber, einem Silizium oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Spiegelelement eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung auf einer Oberfläche des Spiegelelements aufweist. Die Beschichtung kann vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Gold, einem Silber, einem Silizium oder aus einem anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet sein. Für einen besonders hohen Reflexionsgrad kann das Spiegelelement zusätzlich bevorzugt eine polierte Oberfläche, besonders bevorzugt eine hochglanzpolierte Oberfläche aufweisen. Das Spiegelelement ist vorzugsweise als ein Horizontalspiegel oder als ein Vertikalspiegel ausgebildet. Die Laserprojektionsvorrichtung umfasst vorzugsweise noch weitere, für einen Betrieb der Laserprojektionsvorrichtung notwendige Bauteile. Insbesondere kann die Laserprojektionsvorrichtung zumindest eine Strahlungsquelle zu einer Erzeugung eines Laserstrahls sowie weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauteile umfassen. Wird der MEMS-Aktuator als Spiegelelement in einer Laserprojektionsvorrichtung eingesetzt, ist der MEMS-Aktuator insbesondere dazu eingerichtet, den, insbesondere für ein menschliches Auge, potentiell gefährlichen Laserstrahl abzulenken. Mittels der Überwachungsvorrichtung kann insbesondere eine Störung des MEMS-Aktuators detektiert werden und anhand des Ausgangssignals der Überwachungsvorrichtung die Laserprojektionsvorrichtung deaktiviert werden. Vorteilhaft kann eine körperliche Unversehrtheit eines Benutzers und/oder eines Betrachters sichergestellt werden.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Laserprojektor mit zumindest einer erfindungsgemäßen Laserprojektionsvorrichtung. Der Laserprojektor umfasst vorzugsweise noch weitere, für einen Betrieb des Laserprojektors notwendige Bauteile. Insbesondere kann der Laserprojektor zumindest eine Energieversorgung, zumindest einen Dateneingang, zumindest einen Bildprozessor, zumindest ein Gehäuse sowie weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauteile umfassen. Bevorzugt kann der Laserprojektor eine Abschaltvorrichtung aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, bei einer mittels der Überwachungsvorrichtung detektierten Störung des MEMS-Aktuators die Strahlungsquelle, den MEMS-Aktuator und/oder weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Bauteile des Laserprojektors abzuschalten. Vorteilhaft kann ein benutzersicherer Laserprojektor bereitgestellt werden.
Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Laserprojektor sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung und/oder der erfindungsgemäße Laserprojektor zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung in einem Blockschaltbild,
2 eine erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung in einer schematischen Darstellung und
3 einen erfindungsgemäßen Laserprojektor in einer perspektivischen Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 10 in einem Blockschaltbild. Die Überwachungsvorrichtung 10 umfasst eine Erfassungseinheit 12, einen digitalen Signalprozessor 14, eine erste Komparatoreinheit 16, eine zweite Komparatoreinheit 18 und eine Analog-Digital-Wandlereinheit 20. Außerdem dargestellt ist ein MEMS-Aktuator 22.
Die Erfassungseinheit 12 ist dazu eingerichtet, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators 22, welches zumindest einen Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators 22 umfasst, zu erfassen. Der MEMS-Aktuator 22 ist als ein Spiegelelement einer Laserprojektionsvorrichtung 24 ausgebildet. Zu einer Erfassung des Bewegungssignals des MEMS-Aktuators 22 weist die Erfassungseinheit 12 eine nicht weiter dargestellte Piezomessbrücke auf, welche mechanisch mit dem MEMS-Aktuator 22 verbunden ist. Die Piezomessbrücke ist als eine Wheatstone'sche Messbrücke mit zumindest einem piezoresistiven Element ausgebildet. Über eine mechanische Verbindung übt der MEMS-Aktuator 22 eine Kraft auf die Piezomessbrücke aus, was in einem elektrischen Spannungssignal der Piezomessbrücke resultiert. Die Erfassungseinheit 12 weist einen nicht weiter dargestellten Analog-Digital-Wandler auf, welcher dazu eingerichtet ist, das analoge elektrische Spannungssignal der Piezomessbrücke in ein digitales Bewegungssignal des MEMS-Aktuators 22 umzuwandeln.
Bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators 22 wird das Bewegungssignal des MEMS-Aktuators 22 an den digitalen Signalprozessor 14 ausgegeben. Der digitale Signalprozessor 14 weist eine nicht weiter dargestellte Temperaturkompensationseinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, einen möglichen, durch eine Temperaturdrift der Piezomessbrücke verursachten Fehler des Bewegungssignals des MEMS-Aktuators 22 zu kompensieren. Der digitale Signalprozessor 14 ist bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators 22 dazu eingerichtet, mittels eines Algorithmus aus dem temperaturkompensierten Bewegungssignal des MEMS-Aktuators 22 eine Amplitude und einen Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 zu ermitteln. Der digitale Signalprozessor 14 ist bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators 22 dazu eingerichtet, mittels eines CORDIC-Algorithmus aus dem temperaturkompensierten Bewegungssignal des MEMS-Aktuators 22 eine Amplitude und einen Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 zu ermitteln. Der CORDIC-Algorithmus ist in einem Berechnungsprogramm enthalten, welches in einer nicht weiter dargestellten Speichereinheit des digitalen Signalprozessors 14 gespeichert ist. Eine nicht weiter dargestellte Prozessoreinheit des digitalen Signalprozessors 14 kann mittels des Berechnungsprogramms die Amplitude und den Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 berechnen. Die Amplitude der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 wird an die erste Komparatoreinheit 16 ausgegeben. Der Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 wird an die zweite Komparatoreinheit 18 ausgegeben.
Die erste Komparatoreinheit 16 ist bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators 22 dazu eingerichtet, die von dem digitalen Signalprozessor 14 ermittelte Amplitude der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 mit einem Amplitudenreferenzwert zu vergleichen. Die erste Komparatoreinheit 16 ist als eine dedizierte Digitalschaltung ausgebildet. Der Amplitudenreferenzwert ist in einer nicht weiter dargestellten als eine Mehrzahl von Registern ausgebildeten Speichereinheit der ersten Komparatoreinheit 16 hinterlegt. Ergibt ein Vergleich der ermittelten Amplitude der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 mit dem Amplitudenreferenzwert, dass die ermittelte Amplitude größer oder gleich dem Amplitudenreferenzwert ist, gibt die erste Komparatoreinheit 16 ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators 22 störungsfrei verläuft. Ergibt der Vergleich, dass die ermittelte Amplitude kleiner als der Amplitudenreferenzwert ist, gibt die erste Komparatoreinheit 16 ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass eine Störung der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 vorliegt.
Die zweite Komparatoreinheit 18 ist bei einer sinusförmigen Bewegung des MEMS-Aktuators 22 dazu eingerichtet, den von dem digitalen Signalprozessor 14 ermittelten Phasenfehler der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 mit einem Phasenfehlerreferenzwert zu vergleichen. Die zweite Komparatoreinheit 18 ist als eine dedizierte Digitalschaltung ausgebildet. Der Phasenfehlerreferenzwert ist in einer nicht weiter dargestellten als eine Mehrzahl von Registern ausgebildeten Speichereinheit der zweiten Komparatoreinheit 18 hinterlegt. Ergibt ein Vergleich des ermittelten Phasenfehlers der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 mit dem Phasenfehlerreferenzwert, dass der ermittelte Phasenfehler kleiner oder gleich dem Phasenfehlerreferenzwert ist, gibt die erste Komparatoreinheit 18 ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators 22 störungsfrei verläuft. Ergibt der Vergleich, dass der ermittelte Phasenfehler größer als der Phasenfehlerreferenzwert ist, gibt die erste Komparatoreinheit 18 ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass eine Störung der Bewegung des MEMS-Aktuators 22 vorliegt.
Die Analog-Digital-Wandlereinheit 20 ist dazu eingerichtet, bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des MEMS-Aktuators 22 ein Signal der Erfassungseinheit 12 zu digitalisieren und einen ersten Momentanwert des Signals der Erfassungseinheit 12 und einen zweiten, zu dem ersten Momentanwert des Signals der Erfassungseinheit 12 zeitlich versetzten Momentanwert des Signals der Erfassungseinheit 12 zu erfassen und abzuspeichern. Der erste und der zweite Momentanwert werden in einer nicht weiter dargestellten Speichereinheit der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 abgespeichert. Der erste Momentanwert wird in einem ersten Speicherelement der Speichereinheit abgespeichert und der zweite Momentanwert wird in einem zweiten Speicherelement der Speichereinheit abgespeichert. Alternativ ist vorstellbar, dass das Signal mittels des Analog-Digital-Wandlers der Erfassungseinheit 12 digitalisiert wird und die beiden Momentanwerte in der Speichereinheit der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 abgelegt werden. Die Erfassung des ersten und des zweiten Momentanwerts erfolgt mit einem Abstand von 70 bis 100 Zeilen. Der erste und der zweite Momentanwert werden an die erste Komparatoreinheit 16 ausgegeben. Alternativ ist vorstellbar, dass der erste und der zweite Momentanwert an die zweite Komparatoreinheit 18 oder eine dritte, unabhängig von der ersten Komparatoreinheit 16 und der zweiten Komparatoreinheit 18 ausgebildete Komparatoreinheit ausgegeben werden.
Bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des MEMS-Aktuators 22 ist die erste Komparatoreinheit 16 dazu eingerichtet, den zweiten Momentanwert der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 mit dem ersten Momentanwert der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 zu vergleichen. Die erste Komparatoreinheit 16 ist dazu eingerichtet, eine Differenz des zweiten und des ersten Momentanwerts zu bilden. Alternativ ist vorstellbar, dass die zweite Komparatoreinheit 18 oder die dritte, unabhängig von der ersten Komparatoreinheit 16 und der zweiten Komparatoreinheit 18 ausgebildete Komparatoreinheit dazu eingerichtet ist, den ersten und den zweiten Momentanwert durch Bildung der Differenz des zweiten und des ersten Momentanwerts zu vergleichen.
Bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des MEMS-Aktuators 22 ist die erste Komparatoreinheit 16 dazu eingerichtet, zu überprüfen, ob zwischen dem ersten Momentanwert der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 und dem zweiten Momentanwert der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 ein festgelegter Mindestunterschied besteht. Alternativ ist vorstellbar, dass bei einer linearen Bewegung des MEMS-Aktuators 22 die zweite Komparatoreinheit 18 oder die dritte, unabhängig von der ersten Komparatoreinheit 16 und der zweiten Komparatoreinheit 18 ausgebildete Komparatoreinheit dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob zwischen dem ersten Momentanwert der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 und dem zweiten Momentanwert der Analog-Digital-Wandlereinheit 20 ein festgelegter Mindestunterschied besteht. Der festgelegte Mindestunterschied ist in der Speichereinheit der ersten Komparatoreinheit 16 hinterlegt. Die erste Komparatoreinheit 16 ist dazu eingerichtet, die Differenz des zweiten Momentanwerts und des ersten Momentanwerts mit dem festgelegten Mindestunterschied zu vergleichen. Ist die Differenz größer oder gleich dem festgelegten Mindestunterschied, gibt die erste Komparatoreinheit 16 ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass die Bewegung des MEMS-Aktuators 22 störungsfrei verläuft. Ist die Differenz kleiner als der festgelegte Mindestunterschied, gibt die erste Komparatoreinheit 16 ein Ausgangssignal mit der Information aus, dass eine Störung des MEMS-Aktuators 22 vorliegt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zu einer Bewegungsüberwachung für den MEMS-Aktuator 22 mittels der Überwachungsvorrichtung 10 beschrieben. In zumindest einem Verfahrensschritt wird der zumindest eine Bewegungskennwert des MEMS-Aktuators 22 mit zumindest einem Referenzwert verglichen. Hinsichtlich weiterer Verfahrensschritte des Verfahrens zur Bewegungsüberwachung für den MEMS-Aktuator 22 mittels der Überwachungsvorrichtung 10 darf auf die vorhergehende Beschreibung der Überwachungsvorrichtung 10 verwiesen werden, da diese Beschreibung analog auch auf das Verfahren zu lesen ist und somit alle Merkmale hinsichtlich der Überwachungsvorrichtung 10 auch in Bezug auf das Verfahren zur Bewegungsüberwachung für den MEMS-Aktuator 22 mittels der Überwachungsvorrichtung 10 als offenbart gelten.
2 zeigt die erfindungsgemäße Laserprojektionsvorrichtung 24 in einer schematischen Darstellung. Die Laserprojektionsvorrichtung 24 umfasst den als ein Spiegelelement ausgebildeten MEMS-Aktuator 22 und einen weiteren als ein Spiegelelement ausgebildeten MEMS-Aktuator 26. Der MEMS-Aktuator 22 ist als ein Vertikalspiegel ausgebildet und um eine erste Drehachse 28 bewegbar gelagert. Der zweite MEMS-Aktuator 26 ist als ein Horizontalspiegel ausgebildet und um eine zweite Drehachse 30 bewegbar gelagert. Die erste Drehachse 28 und die zweite Drehachse 30 sind im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung der ersten Drehachse 28 relativ zu der zweiten Drehachse 30 definieren, wobei die erste Drehachse 28 und die zweite Drehachse 30, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist.
Der MEMS-Aktuator 22 ist dazu eingerichtet, einen Laserstrahl 32 in eine vertikale Richtung abzulenken. Unter einer „vertikalen Richtung“ soll hier insbesondere eine zu der ersten Drehachse 28 zumindest im Wesentlichen senkrechte Richtung verstanden werden. Der weitere MEMS-Aktuator 26 ist dazu eingerichtet, den von dem MEMS-Aktuator 22 abgelenkten Laserstrahl 32 in eine horizontale Richtung abzulenken. Zu einer klaren Darstellung einer Funktionsweise des weiteren MEMS-Aktuators 26, ist der weitere MEMS-Aktuator 26 teiltransparent dargestellt. Unter einer horizontalen Richtung soll hier insbesondere eine zu der zweiten Drehachse 30 zumindest im Wesentlichen senkrechte Richtung verstanden werden. Mit dem von den beiden MEMS-Aktuatoren 22, 26 abgelenkten Laserstrahl 32 projiziert die Laserprojektionsvorrichtung 24 ein Bild 34 auf eine Projektionsfläche 36. Der Laserstrahl 32 wird von einer Strahlungsquelle 38 erzeugt. Die Strahlungsquelle 38 ist als eine Laserdiode ausgebildet.
Die beiden MEMS-Aktuatoren 22, 26 weisen auf ihren Oberflächen jeweils eine für elektromagnetische Strahlung reflektive Beschichtung auf. Die reflektive Beschichtung ist aus einem Gold gebildet. Alternativ kann die reflektive Beschichtung auch aus einem Silber, einem Silizium oder aus einem anderen, einem Fachmann sinnvoll erscheinenden, elektromagnetische Strahlung reflektierenden Material gebildet sein. Die Oberflächen der beiden MEMS-Aktuatoren 22, 26 sind für einen hohen Reflexionsgrad jeweils hochglanzpoliert.
Die Laserprojektionsvorrichtung 24 umfasst die Überwachungsvorrichtung 10 und eine weitere Überwachungsvorrichtung 40. Die weitere Überwachungsvorrichtung 40 ist analog zu der Überwachungsvorrichtung 10 ausgebildet. Zur Bewegungsüberwachung des MEMS-Aktuators 22 ist die Überwachungsvorrichtung 10 mit dem MEMS-Aktuator 22 verbunden. Zur Bewegungsüberwachung des weiteren MEMS-Aktuators 26 ist die weitere Überwachungsvorrichtung 40 mit dem weiteren MEMS-Aktuator 26 verbunden.
3 zeigt einen erfindungsgemäßen Laserprojektor 42 in einer perspektivischen Darstellung. Der Laserprojektor 42 umfasst die Laserprojektionsvorrichtung 24. Die Laserprojektionsvorrichtung 24 ist innerhalb eines Gehäuses 44 des Laserprojektors 42 angeordnet und durch einen mit einer gestrichelten Linie umrandeten Bereich angedeutet. Die Laserprojektionsvorrichtung 24 ist auf einer Hauptplatine 46 des Laserprojektors 42 angeordnet.

Claims

Überwachungsvorrichtung zu einer Bewegungsüberwachung für zumindest einen MEMS-Aktuator (22, 26) mit zumindest einer Erfassungseinheit (12), welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators (22, 26), welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) umfasst, zu erfassen, gekennzeichnet durch zumindest eine erste Komparatoreinheit (16), welche dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) mit zumindest einem Referenzwert zu vergleichen.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen digitalen Signalprozessor (14), welcher bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) dazu eingerichtet ist, mittels eines Algorithmus, insbesondere eines CORDIC-Algorithmus, aus dem zumindest einen Bewegungssignal des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) eine Amplitude und einen Phasenfehler der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) zu ermitteln.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Komparatoreinheit (16) bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) dazu eingerichtet ist, die ermittelte Amplitude der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) mit einem Amplitudenreferenzwert zu vergleichen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine zweite Komparatoreinheit (18), welche bei einer sinusförmigen Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) dazu eingerichtet ist, den erfassten Phasenfehler der Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) mit einem Phasenfehlerreferenzwert zu vergleichen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Analog-Digital-Wandlereinheit (20), welche dazu eingerichtet ist, bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) zumindest ein Signal der zumindest einen Erfassungseinheit (12) zu digitalisieren und zumindest einen ersten Momentanwert des Signals der Erfassungseinheit (12) und zumindest einen zweiten, zu dem zumindest einen ersten Momentanwert des Signals der zumindest einen Erfassungseinheit (12) zeitlich versetzten Momentanwert des Signals der zumindest einen Erfassungseinheit (12) zu erfassen und abzuspeichern.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) die zumindest eine erste Komparatoreinheit (16) dazu eingerichtet ist, den zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit (20) mit dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit (20) zu vergleichen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nicht-sinusförmigen, insbesondere abschnittsweise linearen, Bewegung des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) die zumindest eine erste Komparatoreinheit (16) dazu eingerichtet ist, zu überprüfen, ob zwischen dem zumindest einen ersten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit (20) und dem zumindest einen zweiten Momentanwert der zumindest einen Analog-Digital-Wandlereinheit (20) ein festgelegter Mindestunterschied besteht.
Verfahren zu einer Bewegungsüberwachung für zumindest einen MEMS-Aktuator (22, 26) mittels einer Überwachungsvorrichtung (10, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsvorrichtung (10, 40) zumindest eine Erfassungseinheit (12), welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators (22, 26), welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) umfasst, zu erfassen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) mit zumindest einem Referenzwert verglichen wird.
Laserprojektionsvorrichtung mit zumindest einem MEMS-Aktuator (22, 26) und mit zumindest einer Überwachungsvorrichtung (10, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Überwachungsvorrichtung (10, 40) zumindest eine Erfassungseinheit (12), welche dazu eingerichtet ist, zumindest ein Bewegungssignal des MEMS-Aktuators (22, 26), welches zumindest einen Bewegungskennwert des zumindest einen MEMS-Aktuators (22, 26) umfasst, zu erfassen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine MEMS-Aktuator (22, 26) zumindest teilweise als ein Spiegelelement ausgebildet ist.
Laserprojektor mit zumindest einer Laserprojektionsvorrichtung (24) nach Anspruch 9.