DE102018123260A1

DE102018123260A1 - Method for determining an oscillation of a micromirror element by means of a sound detection device, electronic computing device, micromirror arrangement and optoelectronic sensor

Info

Publication number: DE102018123260A1
Application number: DE102018123260.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Nies; Michael Kleiser
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-26

Abstract

Die Erfindung betriff ein Verfahren zum Bestimmen einer mechanischen Schwingung (16) eines Mikrospiegelelements (13) einer Mikrospiegelanordnung (12) für einen optoelektronischen Sensor (5), bei welchem das Mikrospiegelelement (13) durch Anregung mit einem Anregungssignal (15) in die mechanische Schwingung (16) versetzt wird und die mechanische Schwingung (16) mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst wird, wobei mittels einer als Schallerfassungseinrichtung (14) ausgebildeten Erfassungseinrichtung ein durch die mechanische Schwingung (16) erzeugtes Schallsignal (17) des Mikrospiegelelements (13) erfasst wird und mittels des erfassten Schallsignals (17) die Schwingung des Mikrospiegelelements (13) bestimmt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Recheneinrichtung (10), eine Mikrospiegelanordnung (12) und einen optoelektronischen Sensor (5).The invention relates to a method for determining a mechanical vibration (16) of a micromirror element (13) of a micromirror arrangement (12) for an optoelectronic sensor (5), in which the micromirror element (13) is excited into the mechanical vibration by excitation with an excitation signal (15) (16) is displaced and the mechanical vibration (16) is detected by means of a detection device, a sound signal (17) generated by the mechanical vibration (16) of the micromirror element (13) being detected by means of a detection device designed as a sound detection device (14) and by means of the vibration of the micromirror element (13) is determined from the recorded sound signal (17). The invention further relates to an electronic computing device (10), a micromirror arrangement (12) and an optoelectronic sensor (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Schwingung eines Mikrospiegelelements einer Mikrospiegelanordnung für einen optoelektronischen Sensor. Bei dem Verfahren wird das Mikrospiegelelement durch Anregung mit einem Anregungssignal einer elektronischen Recheneinrichtung der Mikrospiegelanordnung in eine mechanische Schwingung versetzt und die mechanische Schwingung wird mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Recheneinrichtung, eine Mikrospiegelanordnung sowie einen optoelektronischen Sensor.The invention relates to a method for determining an oscillation of a micromirror element of a micromirror arrangement for an optoelectronic sensor. In the method, the micromirror element is set into mechanical vibration by excitation with an excitation signal from an electronic computing device of the micromirror arrangement, and the mechanical vibration is detected by means of a detection device. The invention further relates to an electronic computing device, a micromirror arrangement and an optoelectronic sensor.

Es ist bekannt, dass beispielsweise Laserscanner einen gepulsten Laserstrahl verwenden, welcher nach dem sogenannten Time-of-Flight-Prinzip (TOF) ausgewertet wird. Um eine Umgebung, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, zu scannen, das heißt insbesondere zu erfassen, wird dieser Laserstrahl abgelenkt. Die Ablenkung des Laserstrahls kann insbesondere mittels eines Schwingspiegels, insbesondere mittels einer MEMS-Schwingspiegels (Micro Electronic Mechanical System) durchgeführt werden. Die Laserstrahlen werden mit einer bestimmten Auflösung in einem bestimmten Winkelbereich gepulst. Die Pulse werden also insbesondere auf den vorgegebenen Winkelbereich verteilt. Da die Positionen des MEMS-Spiegels nur im Bereich einer sogenannten Kammstruktur messbar sind, ist es ein Problem sicherzustellen, in welcher Funktion der MEMS-Schwingspiegel tatsächlich schwingt, denn durch die verschiedenen Einflussfaktoren können diese unterschiedlich sein.It is known that, for example, laser scanners use a pulsed laser beam, which is evaluated according to the so-called time-of-flight principle (TOF). In order to scan an environment, for example of a motor vehicle, that is to say in particular to detect it, this laser beam is deflected. The laser beam can be deflected in particular by means of an oscillating mirror, in particular by means of an MEMS oscillating mirror (Micro Electronic Mechanical System). The laser beams are pulsed with a certain resolution in a certain angular range. The pulses are thus distributed in particular over the predetermined angular range. Since the positions of the MEMS mirror can only be measured in the area of a so-called comb structure, it is a problem to ensure in which function the MEMS oscillating mirror actually oscillates, because these can be different due to the different influencing factors.

Beispielsweise offenbart hierzu die EP 2 514 211 B1 eine Ablenkeinrichtung für eine Projektionsvorrichtung, eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren eines Bildes auf ein Bildfeld und ein Verfahren zum Ansteuern der Ablenkeinrichtung. Insbesondere ist eine Ablenkeinrichtung für eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren von Lissajous-Figuren auf einem Beobachtungsfeld, die ausgebildet ist, einen Lichtstrahl um mindestens eine erste und eine zweite Ablenkachse zur Erzeugung der Lissajous-Figur umzulenken, mit einer Ablenkeinheit zur Erzeugung von Schwingungen um die Ablenkachsen und einer Ansteuervorrichtung zur Erzeugung von Ansteuersignalen für die Ablenkeinheit mit einer ersten oder zweiten Ansteuerfrequenz, die den Resonanzfrequenzen der Ablenkeinheit entsprechen.For example, the EP 2 514 211 B1 a deflection device for a projection device, a projection device for projecting an image onto an image field and a method for driving the deflection device. In particular, a deflection device for a projection device for projecting Lissajous figures onto an observation field, which is designed to deflect a light beam around at least a first and a second deflection axis to generate the Lissajous figure, with a deflection unit for generating vibrations around the deflection axes and a control device for generating control signals for the deflection unit with a first or second control frequency, which correspond to the resonance frequencies of the deflection unit.

Die DE 10 2015 219 447 A1 offenbart die Kalibrierung eines Positionssignals in einer Mikrospiegelanordnung. Hierdurch wird ein Lichtstrahl durch einen Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung auf einen Lichtdetektor an einer vorbestimmten Position abgelenkt. Durch Auswertung eines Positionssignals von einem Positionsdetektor, das zum Zeitpunkt der Detektion des abgelenkten Lichtstrahls aus dem Lichtdetektor ausgegeben wird, können Korrekturparameter für Abweichungen im Positionssignal berechnet werden. Durch zusätzliche Auswertung der jeweiligen Temperatur kann insbesondere auch eine temperaturabhängige Korrektur des Positionssignals bestimmt werden.The DE 10 2015 219 447 A1 discloses the calibration of a position signal in a micromirror arrangement. As a result, a light beam is deflected by a micromirror of the micromirror arrangement onto a light detector at a predetermined position. By evaluating a position signal from a position detector, which is output from the light detector at the time of detection of the deflected light beam, correction parameters for deviations in the position signal can be calculated. By additionally evaluating the respective temperature, a temperature-dependent correction of the position signal can in particular also be determined.

Ferner offenbart die DE 10 2007 033 000 A1 ein mikromechanisches Bauteil, wobei das mikromechanische Bauteil ein schwingfähiges Element und ein Positionserkennungsbauteil aufweist. Mittels des Positionserkennungsbauteils sind die Schwingungsmode und die Amplitude des schwingfähigen Elements piezoresistiv bestimmbar. Das Positionserkennungsbauteil befindet sich an einem zweiten Aufhängungselement, welches einen inneren Rahmen mit einem Substrat verbindet.Furthermore, the DE 10 2007 033 000 A1 a micromechanical component, the micromechanical component having an oscillatable element and a position detection component. The vibration mode and the amplitude of the vibratable element can be determined piezoresistively by means of the position detection component. The position detection component is located on a second suspension element, which connects an inner frame to a substrate.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung, eine Mikrospiegelanordnung sowie einen optoelektronischen Sensor zu schaffen, mittels welchem eine präzisere Aussendung eines Laserstrahls ermöglicht ist.The object of the present invention is to create a method, an electronic computing device, a micromirror arrangement and an optoelectronic sensor, by means of which a more precise emission of a laser beam is made possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung, eine Mikrospiegelanordnung sowie einen optoelektronischen Sensor gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by a method, an electronic computing device, a micromirror arrangement and an optoelectronic sensor according to the independent patent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Schwingung eines Mikrospiegelelements einer Mikrospiegelanordnung für einen optoelektronischen Sensor. Bei dem Verfahren wird das Mikrospiegelelement durch Anregung mit einem Anregungssignal in eine mechanische Schwingung versetzt und die mechanische Schwingung wird mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst.One aspect of the invention relates to a method for determining a vibration of a micromirror element of a micromirror arrangement for an optoelectronic sensor. In the method, the micromirror element is set into mechanical oscillation by excitation with an excitation signal and the mechanical oscillation is recorded by means of a detection device.

Es ist vorgesehen, dass mittels einer als Schallerfassungseinrichtung ausgebildeten Erfassungseinrichtung ein durch die mechanische Schwingung erzeugtes Schallsignal des Mikrospiegelelements erfasst wird und mittels des erfassten Schallsignals die Schwingung des Mikrospiegelelements bestimmt wird.It is provided that a sound signal generated by the mechanical vibration of the micromirror element is detected by means of a detection device designed as a sound detection device and the vibration of the micromirror element is determined by means of the detected sound signal.

Durch die Erfassung des Schallsignals, welches durch das Mikrospiegelelement auf Basis der mechanischen Schwingung ausgesendet wird, ist es präzise ermöglicht, die mechanische Schwingung des Mikrospiegelelements aktuell zu erfassen. Dadurch kann die genaue Position des Mikrospiegelelements erfasst werden. Insbesondere kann durch die genaue Erfassung der Position und durch die genaue Erfassung der mechanischen Schwingung auf Basis der Schallmessung es realisiert werden, dass die mechanische Schwingung zuverlässig sowohl in ihrer Frequenz als auch in ihrer Amplitude erfasst werden kann. Insbesondere kann dann die Messung der Frequenz und der Amplitude dazu genutzt werden, um auf die Funktionsfähigkeit der Mikrospiegelanordnung Rückschlüsse ziehen zu können. Dadurch kann präzise die aktuelle Schwingung des Mikrospiegelelements bestimmt werden.The detection of the sound signal, which is emitted by the micromirror element on the basis of the mechanical oscillation, makes it possible precisely to currently detect the mechanical oscillation of the micromirror element. This allows the exact position of the micromirror element to be detected. In particular, the precise detection of the position and the precise detection of the mechanical vibration on the basis of the sound measurement make it possible for the mechanical vibration to be reliably detected both in terms of its frequency and its amplitude can be. In particular, the measurement of the frequency and the amplitude can then be used to draw conclusions about the functionality of the micromirror arrangement. This enables the current vibration of the micromirror element to be precisely determined.

Das Mikrospiegelelement kann bevorzugt über eine Pulsweitenmodulation als Anregungssignal einer elektronischen Recheneinrichtung, beispielsweise von einem optoelektronischen Sensor, angesteuert werden und ist insbesondere zwischen der Nulllage und der Kammlage angesteuert. Die Höhe der Pulsweitenmodulations-Amplitude bestimmt dabei die Höhe der Auslenkung, sprich der Amplitude der Spiegel-Oszillation. Wird das Mikrospiegelelement mit einer zu hohen Pulsweitenmodulation übersteuert, geht die Amplitude der mechanischen Schwingung irgendwann in die Begrenzung und das Mikrospiegelelement kann sogar mechanisch zerstört werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es ermöglicht, dass die mechanische Schwingung des Mikrospiegelelements zuverlässig bestimmt werden kann, sodass verhindert werden kann, dass das Mikrospiegelelement in die Schwingungsbegrenzung eintritt, wodurch eine mechanische Beeinträchtigung, insbesondere eine Zerstörung des Mikrospiegelelements, verhindert werden kann.The micromirror element can preferably be controlled via pulse width modulation as an excitation signal from an electronic computing device, for example from an optoelectronic sensor, and is controlled in particular between the zero position and the comb position. The level of the pulse width modulation amplitude determines the level of the deflection, that is, the amplitude of the mirror oscillation. If the micromirror element is overdriven with a pulse width modulation that is too high, the amplitude of the mechanical oscillation will eventually be limited and the micromirror element can even be mechanically destroyed. The method according to the invention makes it possible for the mechanical vibration of the micromirror element to be reliably determined, so that the micromirror element can be prevented from entering the vibration limitation, thereby preventing mechanical impairment, in particular destruction of the micromirror element.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich insbesondere zunutze, dass die mechanischen Schwingungen des Mikrospiegelelements auch Energie als Schall abstrahlt. Mittels dieser Schallsignalerfassung, insbesondere mittels dieser Schallsignalmessung, ist es ermöglicht, dass die physikalischen Eigenschaften der mechanischen Schwingung des Mikrospiegelelements zuverlässig und insbesondere berührungslos erfasst und ausgewertet werden können.The method according to the invention makes particular use of the fact that the mechanical vibrations of the micromirror element also emit energy as sound. By means of this sound signal detection, in particular by means of this sound signal measurement, it is possible that the physical properties of the mechanical oscillation of the micromirror element can be detected and evaluated reliably and in particular without contact.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mechanische Schwingung während eines Betriebszustands des optoelektronischen Sensors bestimmt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass das Mikrospiegelelement mit zumindest einer vorgegebenen Frequenz schwingt, wobei dann wiederum insbesondere der nichtlineare Teil der Schwingung, welche insbesondere im Wesentlichen sinusförmig ist, als Oberschwingung der Sinusschwingung bestimmt werden kann. Es soll damit insbesondere nicht lediglich mit der Bestimmung der mechanischen Schwingung überprüft werden, ob der optoelektronische Sensor, insbesondere das Mikrospiegelelement schwingt, sondern es soll die detaillierte Schwingung überprüft werden, wodurch Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Mikrospiegelanordnung gezogen werden können.In particular, it can be provided that the mechanical vibration is determined during an operating state of the optoelectronic sensor. This means in particular that the micromirror element vibrates with at least one predetermined frequency, in which case in particular the non-linear part of the oscillation, which in particular is essentially sinusoidal, can be determined as the harmonic of the sine oscillation. In particular, the purpose of the mechanical vibration is not to determine whether the optoelectronic sensor, in particular the micromirror element, is vibrating, but rather to check the detailed vibration, which allows conclusions to be drawn about the functionality of the micromirror arrangement.

Der optoelektronische Sensor ist insbesondere als Lidarsensor oder als Laserscanner ausgebildet.The optoelectronic sensor is designed in particular as a lidar sensor or as a laser scanner.

Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Überprüfung der mechanischen Schwingung des Mikrospiegelelements am Ende einer Fertigung mit einem separaten Schallmessgerät mit der jeweiligen Schallerfassungseinrichtung durchgeführt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Integration der Schallerfassungseinrichtung in dem optoelektronischen Sensor und/oder der Mikrospiegelanordnung realisiert werden kann. Insbesondere ermöglicht dies eine Überprüfung der mechanischen Schwingung des Mikrospiegelelements im Normalbetrieb, beispielsweise im Fahrbetrieb, des Kraftfahrzeugs.In particular, it can be provided in the method according to the invention that the mechanical vibration of the micromirror element is checked at the end of production using a separate sound measuring device with the respective sound detection device. It can further be provided that the integration of the sound detection device in the optoelectronic sensor and / or the micromirror arrangement can be implemented. In particular, this enables the mechanical vibration of the micromirror element to be checked in normal operation, for example in driving operation, of the motor vehicle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird in Abhängigkeit des erfassten Schallsignals ein Klirrfaktor der mechanischen Schwingung des Mikrospiegelelements bestimmt. Der Klirrfaktor, welcher auch als Oberschwingungs- oder Verzerrungsgehalt bezeichnet wird, ist ein Maß für unerwünschte Verzerrungen eines ursprünglich sinusförmigen Wechselsignals, welches durch nicht-lineares Verhalten einer Baugruppe, insbesondere des Mikrospiegelelements, oder eines Geräts verursacht wird. Der Klirrfaktor wird insbesondere als dimensionslose Verhältniszahl angegeben. Alternativ wird das logarithmische Klirrdämpfungsmaß verwendet. Insbesondere kann dadurch das Auswerten der Sinusschwingung mittels der Klirrmessung der Oszillation erfasst werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass selbst kleine Abweichungen von der Sinusform der mechanischen Schwingungen erfasst werden können, da insbesondere der Klirrfaktor deutlich ansteigt. Insbesondere ist es ermöglicht, dass mittels der Formel: $K = \frac{\sqrt{U^{2} - U_{1^{2}}}}{U}$

bestimmt wird.According to an advantageous embodiment, a distortion factor of the mechanical oscillation of the micromirror element is determined as a function of the recorded sound signal. The harmonic distortion, which is also referred to as harmonic or distortion content, is a measure of undesired distortion of an originally sinusoidal alternating signal, which is caused by the non-linear behavior of an assembly, in particular the micromirror element, or a device. The distortion factor is given in particular as a dimensionless ratio. Alternatively, the logarithmic distortion damping measure is used. In particular, the evaluation of the sinusoidal vibration can be detected by means of the distortion measurement of the oscillation. This makes it possible to detect even small deviations from the sinusoidal shape of the mechanical vibrations, since the distortion factor in particular increases significantly. In particular, it is possible for the formula:

K = \frac{\sqrt{U^{2nd} - U_{1^{2nd}}}}{U}

is determined.

K gibt dabei den Klirrfaktor an. U entspricht dem Effektivwert einer elektrischen Spannung. U₁ entspricht dem Effektivwert der Grundschwingung der elektrischen Spannung. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass je kleiner der Klirrfaktor ist, desto sinusförmiger ist die Schwingfunktion des Mikrospiegelelements. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Winkel über die Auslenkzeitintervalle der Sinusfunktion folgt und dadurch auch die Positionsgenauigkeit des Mikrospiegelelements maximiert werden kann. Dadurch kann ein präziserer Betrieb der Mikrospiegelanordnung realisiert werden. K indicates the distortion factor. U corresponds to the effective value of an electrical voltage. U ₁ corresponds to the effective value of the fundamental oscillation of the electrical voltage. In particular, it can be provided that the smaller the distortion factor, the more sinusoidal is the oscillating function of the micromirror element. This makes it possible for the angle to follow the sine function over the deflection time intervals and for the positional accuracy of the micromirror element to be maximized as a result. This enables the micromirror arrangement to be operated more precisely.

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels des bestimmten Klirrfaktors das Anregungssignal zum Anregen des Mikrospiegelelements angepasst wird. Mit anderen Worten kann durch die Bestimmung des Klirrfaktors ermittelt werden, wie sehr die aktuelle mechanische Schwingung des Mikrospiegelelements von einer Sollschwingung des Mikrospiegelelements, insbesondere bezüglich des nicht-linearen Teils der Schwingung des Mikrospiegelelements, abweicht. Es kann dann durch die Bestimmung des Klirrfaktors das Anregungssignal entsprechend angepasst werden, sodass das Mikrospiegelelement mit der Sollschwingung schwingt. Dadurch ist ein verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung ermöglicht.It has also proven to be advantageous if the Excitation signal is adapted to excite the micromirror element. In other words, by determining the distortion factor, it can be determined how much the current mechanical vibration of the micromirror element deviates from a desired vibration of the micromirror element, in particular with regard to the non-linear part of the vibration of the micromirror element. The excitation signal can then be adapted accordingly by determining the distortion factor, so that the micromirror element vibrates with the desired vibration. This enables improved operation of the micromirror arrangement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird eine Anregungsspannung des Anregungssignals in Abhängigkeit des bestimmten Klirrfaktors zum Anregen des Mikrospiegelelements angepasst. Durch die Anpassung der Anregungsspannung ist es somit ermöglicht, dass das Mikrospiegelelement mit der Sollschwingung schwingt. Insbesondere durch die Anpassung der Anregungsspannung kann somit die Abweichung der aktuellen mechanischen Schwingung zur Sollschwingung des Mikrospiegelelements ausgeglichen werden. Dadurch kann einfach und dennoch zuverlässig die Sollschwingung des Mikrospiegelelements erreicht werden. Dadurch ist ein verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung ermöglicht.In a further advantageous embodiment, an excitation voltage of the excitation signal is adapted as a function of the determined harmonic distortion to excite the micromirror element. By adapting the excitation voltage, it is thus possible for the micromirror element to oscillate with the desired vibration. In particular, by adapting the excitation voltage, the deviation of the current mechanical vibration from the target vibration of the micromirror element can be compensated. As a result, the desired vibration of the micromirror element can be achieved easily and reliably. This enables improved operation of the micromirror arrangement.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einem Überschreiten eines Klirrfaktorschwellwerts durch den bestimmten Klirrfaktor das Anregungssignal zum Anregen des Mikrospiegelelements angepasst wird. Mit anderen Worten ist es ermöglicht, dass nur geringe Abweichungen der aktuellen mechanischen Schwingung von der Sollschwingung unberücksichtigt bleiben und somit keine Anpassung des Anregungssignals entsprechend durchgeführt wird. Erst bei dem Überschreiten des bestimmten Klirrfaktors über einen Klirrfaktorschwellwert wird dann das Anregungssignal entsprechend angepasst, sodass die aktuelle mechanische Schwingung des Mikrospiegelelements in die Sollschwingung entsprechend umgewandelt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass bei geringen Abweichungen bereits das Anregungssignal geändert wird. Insbesondere kann der Klirrfaktorschwellwert beispielsweise vorgegeben werden, sodass beispielsweise bei einer Abweichung von 1 Prozent der mechanischen Schwingung gegenüber der Sollschwingung des Mikrospiegelelements das Anregungssignal entsprechend angepasst werden kann. Dadurch ist ein präziser und verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung ermöglicht.It has also proven to be advantageous if, when a distortion factor threshold value is exceeded by the determined distortion factor, the excitation signal is adapted to excite the micromirror element. In other words, it is possible that only slight deviations of the current mechanical oscillation from the target oscillation are disregarded and therefore no adjustment of the excitation signal is carried out accordingly. Only when the determined harmonic distortion exceeds a harmonic distortion threshold value is the excitation signal adapted accordingly, so that the current mechanical vibration of the micromirror element is converted into the desired vibration accordingly. This can prevent the excitation signal from being changed in the event of small deviations. In particular, the harmonic distortion threshold value can be specified, for example, so that the excitation signal can be adapted accordingly, for example, in the event of a deviation of 1 percent in the mechanical oscillation from the nominal oscillation of the micromirror element. This enables precise and improved operation of the micromirror arrangement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das erzeugte Schallsignal des Mikrospiegelelements piezoelektrisch mittels der Schallerfassungseinrichtung erfasst. Beispielsweise kann die Schallerfassungseinrichtung als Mikrofon bereitgestellt werden. Insbesondere bei Mikrofonen ist es vorgesehen, dass die Schallerfassung piezoelektrisch erfolgt. Mit anderen Worten wird die Bewegung einer Membran des Mikrofons, welche die Schallwellen in eine mechanische Schwingung wandelt, mittels eines piezoelektrischen Elements in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann wiederum zuverlässig ausgewertet werden kann. Dadurch ist eine präzise und zuverlässige Messung des Schallsignals ermöglicht. Dadurch ist ein präziser und zuverlässiger Betrieb der Mikrospiegelanordnung ermöglicht.In a further advantageous embodiment, the sound signal generated by the micromirror element is recorded piezoelectrically by means of the sound detection device. For example, the sound detection device can be provided as a microphone. In the case of microphones in particular, it is provided that the sound is recorded piezoelectrically. In other words, the movement of a membrane of the microphone, which converts the sound waves into a mechanical vibration, is converted into an electrical signal by means of a piezoelectric element, which in turn can then be reliably evaluated. This enables a precise and reliable measurement of the sound signal. This enables precise and reliable operation of the micromirror arrangement.

Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das Anregungssignal an eine Kammstruktur an eine Anregungseinrichtung der Mikrospiegelanordnung übertragen wird und mittels der Kammstruktur das Mikrospiegelelement zum mechanischen Schwingen angeregt wird. Mit anderen Worten weist die Mikrospiegelanordnung die Anregungseinrichtung auf, welche als Kammstruktur ausgebildet ist. Die Kammstruktur wiederum kann ein erstes Kammstrukturteil und ein zweites Kammstrukturteil aufweisen, welches sich gegenüber einander durch Ansteuerung mit dem Anregungssignal verschieben. Insbesondere kann diese Verschiebung beispielsweise durch eine kapazitive Messung der Kammstruktur erfasst werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass präzise das Anregungssignal erzeugt werden kann. Somit ist ein verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung ermöglicht.It is also advantageous if the excitation signal is transmitted to a comb structure at an excitation device of the micromirror arrangement and the micromirror element is excited to mechanically oscillate by means of the comb structure. In other words, the micromirror arrangement has the excitation device, which is designed as a comb structure. The comb structure in turn can have a first comb structure part and a second comb structure part, which shift relative to one another by actuation with the excitation signal. In particular, this shift can be detected, for example, by a capacitive measurement of the comb structure. This enables the excitation signal to be generated precisely. This enables improved operation of the micromirror arrangement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das Mikrospiegelelement im Wesentlichen zum Schwingen mit einer Resonanzfrequenz und einer Resonanzamplitude mittels des Anregungssignals angeregt. Insbesondere weist das Mikrospiegelelement eine entsprechende Resonanzfrequenz mit einer entsprechenden Resonanzamplitude auf. Insbesondere wird das Mikrospiegelelement dann derart angesteuert, dass das Mikrospiegelelement in die jeweilige Resonanzfrequenz und Resonanzamplitude gebracht wird. Insbesondere wird dazu beispielsweise die Kammstruktur mit dem entsprechenden Anregungssignal beaufschlagt, um das Mikrospiegelelement in die Resonanzfrequenz und die Resonanzamplitude zu schwingen. Insbesondere im Resonanzbetrieb ist die Mikrospiegelanordnung aufwandsreduziert und energiereduziert betreibbar. Dazu kann insbesondere ein Anfahren mit einem niedrigeren Anregungssignal durchgeführt werden, sodass es zu keiner Überbelastung der Kammstruktur kommen kann. Insbesondere in der Resonanzfrequenz und in der Resonanzamplitude weist das Mikrospiegelelement vorteilhafte physikalische Eigenschaften auf, um zuverlässig den Laserstrahl ablenken zu können. Dadurch ist eine präzise Aussendung des Laserstrahls ermöglicht.In a further advantageous embodiment, the micromirror element is essentially excited to vibrate with a resonance frequency and a resonance amplitude by means of the excitation signal. In particular, the micromirror element has a corresponding resonance frequency with a corresponding resonance amplitude. In particular, the micromirror element is then controlled in such a way that the micromirror element is brought into the respective resonance frequency and resonance amplitude. In particular, for example, the comb structure is acted upon by the corresponding excitation signal in order to vibrate the micromirror element in the resonance frequency and the resonance amplitude. Particularly in resonance mode, the micromirror arrangement can be operated with reduced expenditure and with reduced energy. For this purpose, in particular a start-up can be carried out with a lower excitation signal, so that the comb structure cannot be overloaded. In particular in the resonance frequency and in the resonance amplitude, the micromirror element has advantageous physical properties in order to be able to reliably deflect the laser beam. This enables a precise transmission of the laser beam.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Mikrospiegelelement derart bereitgestellt wird, dass die Resonanzfrequenz im Wesentlichen im Bereich von 2 Kilohertz liegt. Insbesondere im Frequenzbereich von 2 Kilohertz hat es sich herausgestellt, dass vorteilhaft die Laserstrahlen in die Umgebung ausgesendet werden können. Dadurch ist eine zuverlässige Erfassung der Umgebung ermöglicht. Ferner ist dadurch eine präzise Erfassung der Umgebung ermöglicht. Insbesondere ist dann vorgesehen, dass die Schallerfassungseinrichtung als ein High-Frequency-Mikrofon, welches auch als Hochfrequenzmikrofon (HiFi-Mikrofon) bezeichnet wird, ausgebildet ist. Beispielsweise kann dazu das Mikrofon die zehnfache Bandbreite um den Frequenzbereich von 2 Kilohertz aufnehmen.Furthermore, it has proven to be advantageous if the micromirror element is provided in this way is that the resonance frequency is essentially in the range of 2 kilohertz. In the frequency range of 2 kilohertz in particular, it has been found that the laser beams can advantageously be emitted into the environment. This enables a reliable detection of the surroundings. This also enables precise detection of the surroundings. In particular, it is then provided that the sound detection device is designed as a high-frequency microphone, which is also referred to as a high-frequency microphone (HiFi microphone). For example, the microphone can record ten times the bandwidth around the frequency range of 2 kilohertz.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels der Schallerfassungseinrichtung ein Schallsignal in einem vorgebbaren Frequenzbereich +/Δf um eine Resonanzfrequenz des Mikrospiegelelements und/oder um einen vorgebbaren Amplitudenbereich +/- ΔA um eine Resonanzamplitude des Mikrospiegelelements erfasst. Mit anderen Worten wird mittels der Schallerfassungseinrichtung nur ein selektierter Frequenzbereich und ein selektierter Amplitudenbereich um die Resonanzfrequenz beziehungsweise Resonanzamplitude herum erfasst. Dadurch kann mittels der Schallerfassungseinrichtung der Frequenzbereich um +/- Δf und um +/- ΔA präzise erfasst werden. Dadurch weist die Schallerfassungseinrichtung einen präziseren Erfassungsbereich bezüglich der Resonanzfrequenz und der Resonanzamplitude auf. Insbesondere, da die Schwingungen sich um die Resonanzfrequenz beziehungsweise um die Resonanzamplitude herum bewegen, ist es somit vorteilhaft, hier eine erhöhte Auflösung zu haben, so dass präzise der Klirrfaktor bestimmt werden kann.According to a further advantageous embodiment, the sound detection device detects a sound signal in a predeterminable frequency range + / Δf around a resonance frequency of the micromirror element and / or around a predeterminable amplitude range +/- ΔA around a resonance amplitude of the micromirror element. In other words, only a selected frequency range and a selected amplitude range around the resonance frequency or resonance amplitude are detected by means of the sound detection device. As a result, the frequency range around +/- Δf and +/- ΔA can be precisely recorded by means of the sound detection device. As a result, the sound detection device has a more precise detection range with regard to the resonance frequency and the resonance amplitude. In particular, since the vibrations move around the resonance frequency or around the resonance amplitude, it is therefore advantageous to have an increased resolution here, so that the distortion factor can be determined precisely.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird eine Schalllautstärke und/oder eine Schallfrequenz und/oder eine Schallkurvenform des erfassten Schallsignals bestimmt. Dadurch ist es ermöglicht, dass die physikalischen Eigenschaften des Schallsignals zuverlässig erfasst werden können. Durch die physikalischen Eigenschaften des Schallsignals kann präzise auf die mechanische Schwingungseigenschaft des Mikrospiegelelements rückgeschlossen werden. Mit anderen Worten kann auf Basis der physikalischen Eigenschaften des Schalls auf die mechanische Schwingungsfunktion des Mikrospiegelelements zurückgegriffen werden. Dadurch kann präzise die mechanische Schwingung des Mikrospiegelelements bestimmt werden. Dies führt zu einem verbesserten Betrieb der Mikrospiegelanordnung.In a further advantageous embodiment, a sound volume and / or a sound frequency and / or a sound curve shape of the recorded sound signal is determined. This enables the physical properties of the sound signal to be recorded reliably. The physical properties of the sound signal allow precise conclusions to be drawn about the mechanical vibration property of the micromirror element. In other words, the mechanical vibration function of the micromirror element can be used on the basis of the physical properties of the sound. The mechanical vibration of the micromirror element can thereby be precisely determined. This leads to improved operation of the micromirror arrangement.

Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn von der mechanischen Schwingung unabhängige Schallsignale mittels einer Filtereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung herausgefiltert werden. Es kann dazu die elektronische Recheneinrichtung entsprechende elektronische Bauelemente aufweisen, welche die von der mechanischen Schwingung unabhängigen Schallsignale herausfiltern kann. Dadurch ist es ermöglicht, dass lediglich die Schallsignale ausgewertet werden, welche durch die mechanische Schwingung des Mikrospiegelelements verursacht werden. Damit können beispielsweise Störungen in der Umgebung herausgefiltert werden. Dies führt zu einem verbesserten Betrieb der Mikrospiegelanordn ung.It is also advantageous if sound signals that are independent of the mechanical vibration are filtered out by means of a filter device of the electronic computing device. For this purpose, the electronic computing device can have corresponding electronic components, which can filter out the sound signals that are independent of the mechanical vibration. This enables only the sound signals that are caused by the mechanical oscillation of the micromirror element to be evaluated. This can be used, for example, to filter out disturbances in the environment. This leads to an improved operation of the micromirror arrangement.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Recheneinrichtung, welche zum Durchführen des Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ausgebildet ist. Dazu kann die elektronische Recheneinrichtung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln aufweisen, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Steuerungseinheit abgearbeitet wird.Another aspect of the invention relates to an electronic computing device which is designed to carry out the method according to the preceding aspect or an advantageous embodiment thereof. For this purpose, the electronic computing device can have a computer program product with program code means, which are stored in a computer-readable medium, in order to carry out the method when the computer program product is processed on a processor of an electronic control unit.

Ferner betrifft die Erfindung einen optoelektronischen Sensor mit zumindest einer Mikrospiegelanordnung, mit einer elektronischen Recheneinrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt und mit einer Schallerfassungseinrichtung. Ein nochmals weiterer Aspekt betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Sensor gemäß dem vorherigen Aspekt. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.Furthermore, the invention relates to an optoelectronic sensor with at least one micromirror arrangement, with an electronic computing device according to the preceding aspect and with a sound detection device. Yet another aspect relates to a motor vehicle with an electronic sensor according to the previous aspect. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der elektronischen Recheneinrichtung, der Mikrospiegelanordnung sowie des optoelektronischen Sensors anzusehen. Die elektronische Recheneinrichtung, die Mikrospiegelanordnung sowie der optoelektronische Sensor weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche die Durchführung des Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ermöglichen.Advantageous embodiments of the method are to be regarded as advantageous embodiments of the electronic computing device, the micromirror arrangement and the optoelectronic sensor. For this purpose, the electronic computing device, the micromirror arrangement and the optoelectronic sensor have objective features which enable the method or an advantageous embodiment thereof to be carried out.

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.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features 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 on their own, without the frame to leave the invention. Embodiments of the invention are thus also to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but can be derived from the explanations explained and can be generated by separate combinations of features. They are too Designs and combinations of features to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Ausführungsform eines optoelektronischen Sensors;
2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Mikrospiegelanordnung;
3 ein schematisches Zeit-Amplituden-Diagramm gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens; und
4 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform des optoelektronischen Sensors.

Show:

1 is a schematic plan view of a motor vehicle with an embodiment of an optoelectronic sensor;
2nd a schematic perspective view of an embodiment of a micromirror arrangement;
3rd a schematic time-amplitude diagram according to an embodiment of the method; and
4th a schematic block diagram of an embodiment of the optoelectronic sensor.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 ist vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beim Führen des Kraftfahrzeugs 1 zu unterstützen. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einer Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 befindet, erfasst werden. Falls das Objekt 3 erfasst wird, kann mit dem Fahrerassistenzsystem 2 eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Ferner kann mit dem Fahrerassistenzsystem 2 in die Lenkung, die Bremsanlage und/oder den Antriebsmotor eingegriffen werden, um eine Kollision mit dem Objekt 3 zu vermeiden. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention in a plan view. The car 1 is designed here as a passenger car. The car 1 includes a driver assistance system 2nd , which serves a driver of the motor vehicle 1 when driving the motor vehicle 1 to support. With the driver assistance system 2nd can for example be an object 3rd which is in an environment 4th of the motor vehicle 1 located. If the object 3rd can be recorded with the driver assistance system 2nd a warning to the driver. Furthermore, with the driver assistance system 2nd intervention in the steering, the brake system and / or the drive motor in order to cause a collision with the object 3rd to avoid.

Zum Erfassen des Objekts 3 umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 einen optoelektronischen Sensor 5. Der optoelektronische Sensor 5 kann als Lidar-Sensor ausgebildet sein. Bevorzugt ist der optoelektronische Sensor 5 als Laserscanner ausgebildet. Der optoelektronische Sensor 5 umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mittels welcher Lichtpulse beziehungsweise Lichtstrahlen als Sendesignal ausgesendet werden können. Dies ist vorliegend durch den Pfeil 8 veranschaulicht. Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Lichtpulse in einem vorbestimmten Erfassungsbereich ausgesendet werden. Beispielsweise können die Lichtpulse in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Der optoelektronische Sensor 5 umfasst ferner eine Empfangseinrichtung 7, mittels welcher die von dem Objekt 3 reflektierten Lichtpulse beziehungsweise Lichtstrahlen wieder empfangen werden können. Dies ist vorliegend durch den Pfeil 9 veranschaulicht.To capture the object 3rd includes the driver assistance system 2nd an optoelectronic sensor 5 . The optoelectronic sensor 5 can be designed as a lidar sensor. The optoelectronic sensor is preferred 5 trained as a laser scanner. The optoelectronic sensor 5 includes a transmitter 6 , by means of which light pulses or light beams can be emitted as a transmission signal. This is in the present case by the arrow 8th illustrated. With the transmitter 6 the light pulses can be emitted in a predetermined detection range. For example, the light pulses can be emitted in a predetermined horizontal angular range. The optoelectronic sensor 5 further comprises a receiving device 7 , by means of which the of the object 3rd reflected light pulses or light rays can be received again. This is in the present case by the arrow 9 illustrated.

Darüber hinaus umfasst der optoelektronische Sensor 5 eine elektronische Recheneinrichtung 10, die beispielsweise durch einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor oder einen FPGA (Field Programmable Gate Array - integrierter Schaltkreis) gebildet sein kann. Mit der elektronischen Recheneinrichtung 10 kann die Sendeeinrichtung 6 zum Aussenden der Lichtpulse angesteuert werden. Darüber hinaus kann die elektronische Recheneinrichtung 10 Signale der Empfangseinrichtung 7 auswerten, die mit der Empfangseinrichtung 7 auf Grundlage der empfangenen Lichtpulse erzeugt werden. Schließlich umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 ein elektronisches Steuergerät 11, mit dem entsprechende Steuersignale in Abhängigkeit von dem mit dem optoelektronischen Sensor 5 erfassten Objekt 3 ausgegeben werden können.The optoelectronic sensor also includes 5 an electronic computing device 10th , which can be formed, for example, by a microcontroller, a digital signal processor or an FPGA (Field Programmable Gate Array - integrated circuit). With the electronic computing device 10th can the sending device 6 can be controlled to emit the light pulses. In addition, the electronic computing device 10th Signals from the receiving device 7 evaluate that with the receiving device 7 are generated based on the received light pulses. Finally, the driver assistance system includes 2nd an electronic control unit 11 , with the corresponding control signals depending on that with the optoelectronic sensor 5 captured object 3rd can be spent.

2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Ausführungsform einer Mikrospiegelanordnung 12 des optoelektronischen Sensors 5. Die Mikrospiegelanordnung 12 weist zumindest ein schwingbares Mikrospiegelelement 13. Insbesondere weist der optoelektronische Sensor 5zumindest eine Schallerfassungseinrichtung 14 auf. Ferner weist die der optoelektronische Sensor 5 die elektronische Recheneinrichtung 10 auf. 2nd shows a schematic perspective view of an embodiment of a micromirror arrangement 12th of the optoelectronic sensor 5 . The micromirror arrangement 12th has at least one vibratable micromirror element 13 . In particular, the optoelectronic sensor 5 has at least one sound detection device 14 on. Furthermore, the optoelectronic sensor 5 the electronic computing device 10th on.

Bei einem Verfahren zum Bestimmen einer Schwingung 16 (3) des Mikrospiegelelements 13 der Mikrospiegelanordnung 12 des optoelektronischen Sensors 5 wird das Mikrospiegelelement 13 durch Anregung mit einem Anregungssignal 15 ( 3) in eine mechanische Schwingung 16 versetzt und die mechanische Schwingung 16 wird mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst. Es ist vorgesehen, dass mittels der Schallerfassungseinrichtung 14 ein durch die mechanische Schwingung 16 erzeugtes Schallsignal 17 des Mikrospiegelelements 13 erfasst wird und mittels des erfassten Schallsignals 17 die Schwingung des Mikrospiegelelements 13 bestimmt wird.In a method of determining vibration 16 ( 3rd ) of the micromirror element 13 the micromirror arrangement 12th of the optoelectronic sensor 5 becomes the micromirror element 13 by excitation with an excitation signal 15 ( 3rd ) into a mechanical vibration 16 offset and the mechanical vibration 16 is detected by means of a detection device. It is provided that by means of the sound detection device 14 one through the mechanical vibration 16 generated sound signal 17th of the micromirror element 13 is recorded and by means of the recorded sound signal 17th the vibration of the micromirror element 13 is determined.

Durch die Erfassung des Schallsignals 17, welches durch das Mikrospiegelelement 13 auf Basis der mechanischen Schwingung 16 ausgesendet wird, ist es präzise ermöglicht, die mechanische Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 aktuell zu erfassen. Dadurch kann die genaue Position des Mikrospiegelelements 13 erfasst werden. Insbesondere kann durch die genaue Erfassung der Position und durch die genaue Erfassung der mechanischen Schwingung 16 auf Basis der Schallmessung es realisiert werden, dass die mechanische Schwingung 16 zuverlässig sowohl in ihrer Frequenz f als auch in ihrer Amplitude A erfasst werden kann. Insbesondere kann dann die Messung der Frequenz f und der Amplitude A dazu genutzt werden, um auf die Funktionsfähigkeit der Mikrospiegelanordnung 12 Rückschlüsse ziehen zu können. Dadurch kann präzise die aktuelle Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 bestimmt werden.By detecting the sound signal 17th which by the micromirror element 13 based on mechanical vibration 16 is sent out, it enables precise mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 currently recorded. This allows the exact position of the micromirror element 13 be recorded. In particular, through the precise detection of the position and through the precise detection of the mechanical vibration 16 based on the sound measurement it can be realized that the mechanical vibration 16 can be reliably detected both in their frequency f and in their amplitude A. In particular, the measurement of the frequency f and the amplitude A can then be used to check the functionality of the micromirror arrangement 12th To be able to draw conclusions. This allows the current vibration to be precise 16 of the micromirror element 13 be determined.

Das Mikrospiegelelement 13 kann bevorzugt über eine Pulsweitenmodulation als Anregungssignal 15 angesteuert werden und ist insbesondere zwischen der Nulllage und der Kammlage angesteuert. Die Höhe der Pulsweitenmodulations-Amplitude bestimmt dabei die Höhe der Auslenkung, sprich der Amplitude der Spiegel-Oszillation. Wird das Mikrospiegelelement 13 mit einer zu hohen Pulsweitenmodulation übersteuert, geht die Amplitude A der mechanischen Schwingung 16 irgendwann in die Begrenzung und das Mikrospiegelelement 13 kann sogar mechanisch zerstört werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es ermöglicht, dass die mechanische Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 zuverlässig bestimmt werden kann, sodass verhindert werden kann, dass das Mikrospiegelelement 13 in die Schwingungsbegrenzung eintritt, wodurch eine mechanische Beeinträchtigung, insbesondere eine Zerstörung des Mikrospiegelelements 13, verhindert werden kann.The micromirror element 13 can preferably via pulse width modulation as an excitation signal 15 are controlled and is controlled in particular between the zero position and the comb position. The level of the pulse width modulation amplitude determines the level of the deflection, that is, the amplitude of the mirror oscillation. Becomes the micromirror element 13 Overdriven with too high a pulse width modulation, the amplitude A of the mechanical oscillation goes 16 sometime in the boundary and the micromirror element 13 can even be destroyed mechanically. The method according to the invention enables the mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 can be reliably determined so that the micromirror element can be prevented 13 enters the vibration limitation, causing mechanical impairment, in particular destruction of the micromirror element 13 , can be prevented.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich insbesondere zunutze, dass die mechanischen Schwingungen 16 des Mikrospiegelelements 13 auch Energie als Schall abstrahlt. Mittels dieser Schallsignalerfassung, insbesondere mittels dieser Schallsignalmessung, ist es ermöglicht, dass die physikalischen Eigenschaften der mechanischen Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 zuverlässig und insbesondere berührungslos erfasst und ausgewertet werden können.The method according to the invention makes particular use of the fact that the mechanical vibrations 16 of the micromirror element 13 also emits energy as sound. By means of this sound signal detection, in particular by means of this sound signal measurement, it is possible that the physical properties of the mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 can be recorded and evaluated reliably and in particular without contact.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die mechanische Schwingung 16 während eines Betriebszustands des optoelektronischen Sensors 5 bestimmt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass das Mikrospiegelelement 13 mit zumindest einer vorgegebenen Frequenz f schwingt, wobei dann wiederum insbesondere der nichtlineare Teil der Schwingung, welche insbesondere im Wesentlichen sinusförmig ist, als Oberschwingung der Sinusschwingung bestimmt werden kann. Es soll damit insbesondere nicht lediglich mit der Bestimmung der mechanischen Schwingung 16 überprüft werden, ob der optoelektronische Sensor 5, insbesondere das Mikrospiegelelement 13 schwingt, sondern es soll die detaillierte Schwingung 16 überprüft werden, wodurch Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der Mikrospiegelanordnung 12 gezogen werden können.In particular, it can be provided that the mechanical vibration 16 during an operating state of the optoelectronic sensor 5 is determined. This means in particular that the micromirror element 13 vibrates with at least one predetermined frequency f, in which case in particular the non-linear part of the oscillation, which is in particular essentially sinusoidal, can be determined as the harmonic of the sine oscillation. In particular, it is not intended merely to determine the mechanical vibration 16 be checked whether the optoelectronic sensor 5 , especially the micromirror element 13 vibrates, but it is supposed to be the detailed vibration 16 are checked, thereby drawing conclusions about the functionality of the micromirror arrangement 12th can be pulled.

Ferner kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des erfassten Schallsignals 17 ein Klirrfaktor K (3) der mechanischen Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 bestimmt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels des bestimmten Klirrfaktors K das Anregungssignal 15 zum Anregen des Mikrospiegelelements 13 angepasst wird. Insbesondere kann dazu eine Anregungsspannung des Anregungssignals 15 in Abhängigkeit des bestimmten Klirrfaktors K zum Anregen des Mikrospiegelelements 13 angepasst werden. Weiter kann vorgesehen sein, dass bei einem Überschreiten eines Klirrfaktorschwellwerts durch den bestimmten Klirrfaktor K das Anregungssignal 15 zum Anregen des Mikrospiegelelements 13 angepasst wird.It can further be provided that depending on the sound signal detected 17th a distortion factor K ( 3rd ) of mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 is determined. In particular, it can be provided that by means of the determined distortion factor K the excitation signal 15 to excite the micromirror element 13 is adjusted. In particular, an excitation voltage of the excitation signal can be used for this 15 depending on the particular distortion factor K to excite the micromirror element 13 be adjusted. It can further be provided that when a distortion factor threshold value is exceeded by the determined distortion factor K the excitation signal 15 to excite the micromirror element 13 is adjusted.

Der Klirrfaktor K, welcher auch als Oberschwingungs- oder Verzerrungsgehalt bezeichnet wird, ist ein Maß für unerwünschte Verzerrungen eines ursprünglich sinusförmigen Wechselsignals, welches durch nicht-lineares Verhalten einer Baugruppe, insbesondere des Mikrospiegelelements 13, oder eines Geräts verursacht wird. Der Klirrfaktor K wird insbesondere als dimensionslose Verhältniszahl angegeben. Alternativ wird das logarithmische Klirrdämpfungsmaß verwendet. Insbesondere kann dadurch das Auswerten der Sinusschwingung mittels der Klirrmessung der Oszillation erfasst werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass selbst kleine Abweichungen von der Sinusform der mechanischen Schwingungen 16 erfasst werden können, da insbesondere der Klirrfaktor K deutlich ansteigt. Insbesondere ist es ermöglicht, dass mittels der Formel: $K = \frac{\sqrt{U^{2} - U_{1^{2}}}}{U}$

bestimmt wird.The distortion factor K , which is also referred to as harmonic or distortion content, is a measure of undesired distortion of an originally sinusoidal alternating signal, which is caused by the non-linear behavior of an assembly, in particular the micromirror element 13 , or a device. The distortion factor K is given in particular as a dimensionless ratio. Alternatively, the logarithmic distortion damping measure is used. In particular, the evaluation of the sinusoidal vibration can be detected by means of the distortion measurement of the oscillation. This enables even small deviations from the sinusoidal shape of the mechanical vibrations 16 can be recorded, in particular the distortion factor K increases significantly. In particular, it is possible for the formula:

K = \frac{\sqrt{U^{2nd} - U_{1^{2nd}}}}{U}

is determined.

K gibt dabei den Klirrfaktor an. U entspricht dem Effektivwert einer elektrischen Spannung. U₁ entspricht dem Effektivwert der Grundschwingung der elektrischen Spannung. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass je kleiner der Klirrfaktor K ist, desto sinusförmiger ist die Schwingfunktion des Mikrospiegelelements 13. Dadurch ist es ermöglicht, dass der Winkel über die Auslenkzeitintervalle der Sinusfunktion folgt und dadurch auch die Positionsgenauigkeit des Mikrospiegelelements 13 maximiert werden kann. Dadurch kann ein präziserer Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12 realisiert werden. K indicates the distortion factor. U corresponds to the effective value of an electrical voltage. U ₁ corresponds to the effective value of the fundamental oscillation of the electrical voltage. In particular, it can be provided that the smaller the distortion factor K is, the more sinusoidal is the oscillating function of the micromirror element 13 . This enables the angle to follow the sine function over the deflection time intervals and thereby also the positional accuracy of the micromirror element 13 can be maximized. This enables more precise operation of the micromirror arrangement 12th will be realized.

Mit anderen Worten kann durch die Bestimmung des Klirrfaktors K ermittelt werden, wie sehr die aktuelle mechanische Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 von einer Sollschwingung des Mikrospiegelelements 13, insbesondere bezüglich des nicht-linearen Teils der Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13, abweicht. Es kann dann durch die Bestimmung des Klirrfaktors K das Anregungssignal 15 entsprechend angepasst werden, sodass das Mikrospiegelelement 13 mit der Sollschwingung schwingt. Dadurch ist ein verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12 ermöglicht.In other words, by determining the distortion factor K how much the current mechanical vibration is determined 16 of the micromirror element 13 of a target vibration of the micromirror element 13 , especially regarding the non-linear part of the vibration 16 of the micromirror element 13 , deviates. It can then go through the determination of the distortion factor K the excitation signal 15 be adjusted accordingly so that the micromirror element 13 vibrates with the target vibration. This improves the operation of the micromirror arrangement 12th enables.

Durch die Anpassung der Anregungsspannung des Anregungssignals 15 ist es ermöglicht, dass das Mikrospiegelelement 13 mit der Sollschwingung schwingt. Insbesondere durch die Anpassung der Anregungsspannung kann somit die Abweichung der aktuellen mechanischen Schwingung 16 zur Sollschwingung des Mikrospiegelelements 13 ausgeglichen werden. Dadurch kann einfach und dennoch zuverlässig die Sollschwingung des Mikrospiegelelements 13 erreicht werden. Dadurch ist ein verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12 ermöglicht.By adjusting the excitation voltage of the excitation signal 15 it is possible that the micromirror element 13 vibrates with the target vibration. In particular, by adapting the excitation voltage, the deviation of the current mechanical vibration can thus 16 for target vibration of the micromirror element 13 be balanced. As a result, the desired vibration of the micromirror element can be simply and yet reliably 13 can be achieved. This improves the operation of the micromirror arrangement 12th enables.

Ferner können geringe Abweichungen der aktuellen mechanischen Schwingung 16 von der Sollschwingung durch Nutzung des Klirrfaktorschwellwerts unberücksichtigt bleiben und somit keine Anpassung des Anregungssignals 15 entsprechend durchgeführt wird. Erst bei dem Überschreiten des bestimmten Klirrfaktors K über den Klirrfaktorschwellwert wird dann das Anregungssignal 15 entsprechend angepasst, sodass die aktuelle mechanische Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 in die Sollschwingung entsprechend umgewandelt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass bei geringen Abweichungen bereits das Anregungssignal 15 geändert wird. Insbesondere kann der Klirrfaktorschwellwert beispielsweise vorgegeben werden, sodass beispielsweise bei einer Abweichung von 1 Prozent der mechanischen Schwingung 16 gegenüber der Sollschwingung des Mikrospiegelelements 13 das Anregungssignal 15 entsprechend angepasst werden kann. Dadurch ist ein präziser und verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12 ermöglicht.Furthermore, slight deviations in the current mechanical vibration can occur 16 are not taken into account by the target oscillation by using the harmonic distortion threshold value and therefore no adaptation of the excitation signal 15 is carried out accordingly. Only when the specific distortion factor is exceeded K The excitation signal is then determined via the harmonic distortion threshold 15 adjusted accordingly so that the current mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 is converted into the target vibration accordingly. This can prevent the excitation signal from occurring even with small deviations 15 will be changed. In particular, the harmonic distortion threshold value can be specified, for example, so that, for example, a deviation of 1 percent of the mechanical vibration 16 compared to the target vibration of the micromirror element 13 the excitation signal 15 can be adjusted accordingly. This enables a precise and improved operation of the micromirror arrangement 12th enables.

Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass das erzeugte Schallsignal 17 des schwingenden Mikrospiegelelements 13 piezoelektrisch mittels der Schallerfassungseinrichtung 14 erfasst wird. Beispielsweise kann die Schallerfassungseinrichtung 14 als Mikrofon bereitgestellt werden. Insbesondere bei Mikrofonen ist es vorgesehen, dass die Schallerfassung piezoelektrisch erfolgt. Mit anderen Worten wird die Bewegung einer Membran des Mikrofons, welche die Schallwellen in eine mechanische Schwingung wandelt, mittels eines piezoelektrischen Elements in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann wiederum zuverlässig ausgewertet werden kann. Dadurch ist eine präzise und zuverlässige Messung des Schallsignals 17 ermöglicht. Dadurch ist ein präziser und zuverlässiger Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12 ermöglicht.Furthermore, it can in particular be provided that the sound signal generated 17th of the vibrating micromirror element 13 piezoelectric by means of the sound detection device 14 is recorded. For example, the sound detection device 14 be provided as a microphone. In the case of microphones in particular, it is provided that the sound is recorded piezoelectrically. In other words, the movement of a membrane of the microphone, which converts the sound waves into a mechanical vibration, is converted into an electrical signal by means of a piezoelectric element, which in turn can then be reliably evaluated. This is a precise and reliable measurement of the sound signal 17th enables. This enables precise and reliable operation of the micromirror arrangement 12th enables.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Anregungssignal 15 an eine Kammstruktur 18, 18' als eine Anregungseinrichtung der Mikrospiegelanordnung 12 übertragen wird und mittels der Kammstruktur 18, 18' das Mikrospiegelelement 13 zum mechanischen Schwingen 16 angeregt wird. Insbesondere kann die Kammstruktur 18, 18' dazu ein erstes Kammstrukturteil 18 und ein zweites Kammstrukturteil 18' aufweisen, welche insbesondere an jeweiligen Enden des Mikrospiegelelements 13 angeordnet sind. Insbesondere kann durch Überlappung innerhalb der jeweiligen Kammstrukturteile 18, 18' auf Basis des Anregungssignals 15 eine entsprechende mechanische Schwingung 16 am Mikrospiegelelement 13 erzeugt werden. Insbesondere kann dazu ein entsprechendes Kapazitätssignal 19 (3) erfasst werden. Mit anderen Worten weist die Mikrospiegelanordnung 12 die Anregungseinrichtung auf, welche als Kammstruktur 18, 18' ausgebildet ist. Die Kammstruktur 18, 18' wiederum kann das erste Kammstrukturteil 18 und das zweite Kammstrukturteil 18' aufweisen, welches sich gegenüber einander durch Ansteuerung mit dem Anregungssignal 15 verschieben. Insbesondere kann diese Verschiebung beispielsweise durch eine kapazitive Messung der Kammstruktur 18, 18' erfasst werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass präzise das Anregungssignal 15 erzeugt werden kann. Somit ist ein verbesserter Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12 ermöglicht.In particular, it can be provided that the excitation signal 15 to a comb structure 18th , 18 ' as an excitation device of the micromirror arrangement 12th is transmitted and by means of the comb structure 18th , 18 ' the micromirror element 13 for mechanical swinging 16 is excited. In particular, the comb structure 18th , 18 ' a first comb structure part 18th and a second comb structure part 18 ' have, which in particular at respective ends of the micromirror element 13 are arranged. In particular, by overlapping within the respective comb structure parts 18th , 18 ' based on the excitation signal 15 a corresponding mechanical vibration 16 on the micromirror element 13 be generated. In particular, a corresponding capacity signal can be used 19th ( 3rd ) are recorded. In other words, the micromirror arrangement has 12th the excitation device, which is a comb structure 18th , 18 ' is trained. The comb structure 18th , 18 ' in turn, the first comb structure part 18th and the second comb structure part 18 ' have, which are opposite each other by control with the excitation signal 15 move. In particular, this shift can be done, for example, by a capacitive measurement of the comb structure 18th , 18 ' be recorded. This enables the excitation signal to be precise 15 can be generated. This is an improved operation of the micromirror arrangement 12th enables.

Ferner wird das Mikrospiegelelement 13 im Wesentlichen zur Schwingung mit einer Resonanzfrequenz einer Resonanzamplitude mittels des Anregungssignals 15 angeregt. Das Mikrospiegelelement 13 wird derart bereitgestellt, dass die Resonanzfrequenz im Wesentlichen im Frequenzbereich von 2 Kilohertz liegt. Insbesondere im Frequenzbereich von 2 Kilohertz hat es sich herausgestellt, dass vorteilhaft die Laserstrahlen in die Umgebung 4 ausgesendet werden können. Dadurch ist eine zuverlässige Erfassung der Umgebung 4 ermöglicht. Ferner ist dadurch eine präzise Erfassung der Umgebung 4 ermöglicht. Insbesondere ist dann vorgesehen, dass die Schallerfassungseinrichtung 14 als ein High-Frequency-Mikrofon, welches auch als Hochfrequenzmikrofon (HiFi-Mikrofon) bezeichnet wird, ausgebildet ist. Beispielsweise kann dazu das Mikrofon die zehnfache Bandbreite um den Frequenzbereich von 2 Kilohertz aufnehmen.Furthermore, the micromirror element 13 essentially for oscillation with a resonance frequency of a resonance amplitude by means of the excitation signal 15 excited. The micromirror element 13 is provided in such a way that the resonance frequency is essentially in the frequency range of 2 kilohertz. In the frequency range of 2 kilohertz in particular, it has been found that the laser beams are advantageous in the environment 4th can be sent out. This is a reliable detection of the environment 4th enables. It also enables precise detection of the surroundings 4th enables. In particular, it is then provided that the sound detection device 14 is designed as a high-frequency microphone, which is also referred to as a high-frequency microphone (HiFi microphone). For example, the microphone can record ten times the bandwidth around the frequency range of 2 kilohertz.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Schallerfassungseinrichtung 14 ein Schallsignal17 in einem vorgebbaren Frequenzbereich +/- Δf um eine Resonanzfrequenz des Mikrospiegelelements 13 und/oder um einen vorgebbaren Amplitudenbereich +/- ΔA um eine Resonanzamplitude des Mikrospiegelelements 13 erfasst wird Mit anderen Worten wird mittels der Schallerfassungseinrichtung 14 nur ein selektierter Frequenzbereich und ein selektierter Amplitudenbereich um die Resonanzfrequenz beziehungsweise Resonanzamplitude herum erfasst. Dadurch kann mittels der Schallerfassungseinrichtung 14 der Frequenzbereich um +/- Δf und um +/- ΔA präzise erfasst werden. Dadurch weist die Schallerfassungseinrichtung 14 einen präziseren Erfassungsbereich bezüglich der Resonanzfrequenz und der Resonanzamplitude auf. Insbesondere, da die Schwingungen 16 sich um die Resonanzfrequenz beziehungsweise um die Resonanzamplitude herum bewegen, ist es somit vorteilhaft, hier eine erhöhte Auflösung zu haben, so dass präzise der Klirrfaktor K bestimmt werden kann.In particular, it can be provided that by means of the sound detection device 14 a sound signal 17 in a predeterminable frequency range +/- Δf around a resonance frequency of the micromirror element 13 and / or by a predeterminable amplitude range +/- ΔA by a resonance amplitude of the micromirror element 13 In other words, is recorded by means of the sound detection device 14 only a selected frequency range and a selected amplitude range around the resonance frequency or resonance amplitude are detected. This allows the Sound detection device 14 the frequency range around +/- Δf and +/- ΔA can be precisely recorded. As a result, the sound detection device 14 a more precise detection range with regard to the resonance frequency and the resonance amplitude. Especially since the vibrations 16 moving around the resonance frequency or around the resonance amplitude, it is therefore advantageous to have an increased resolution here, so that the distortion factor is precise K can be determined.

Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Schalllautstärke und/oder eine Schallfrequenz und/oder eine Schallkurvenform des erfassten Schallsignals 17 bestimmt wird.It can further be provided that a sound volume and / or a sound frequency and / or a sound curve shape of the recorded sound signal 17th is determined.

Insbesondere kann weiterhin vorgesehen sein, dass von der mechanischen Schwingung 16 unabhängige Schallsignale mittels einer Filtereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung 10 herausgefiltert werden. Es kann dazu die elektronische Recheneinrichtung 10 entsprechende elektronische Bauelemente aufweisen, welche die von der mechanischen Schwingung 16 unabhängigen Schallsignale herausfiltern kann. Dadurch ist es ermöglicht, dass lediglich die Schallsignale 17 ausgewertet werden, welche durch die mechanische Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 verursacht werden. Damit können beispielsweise Störungen in der Umgebung 4 herausgefiltert werden. Dies führt zu einem verbesserten Betrieb der Mikrospiegelanordnung 12.In particular, it can also be provided that the mechanical vibration 16 independent sound signals by means of a filter device of the electronic computing device 10th be filtered out. The electronic computing device can do this 10th have corresponding electronic components which are those of the mechanical vibration 16 can filter out independent sound signals. This enables only the sound signals 17th are evaluated, which by the mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 caused. This can cause disturbances in the environment, for example 4th be filtered out. This leads to improved operation of the micromirror arrangement 12th .

3 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Zeit t-Amplituden A-Diagramm. Auf einer Ordinate x ist insbesondere die Zeit t aufgetragen. Auf einer Abszisse y ist insbesondere die Amplitude A aufgetragen. 3 zeigt insbesondere die insbesondere sinusförmige mechanische Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13. Die mechanische Schwingung 16 weist insbesondere den Klirrfaktor K auf. Des Weiteren ist insbesondere durch die gestrichelte Linie zu sehen, dass das Anregungssignal 15 insbesondere bei einer maximalen Auslenkung des Spiegelelements 13 beaufschlagt wird. Insbesondere kurz nach dem Nulldurchgang der mechanischen Schwingung 16 wird dann das Anregungssignal 15 wiederum auf Null gesetzt, sodass es zu einem Zurückschwingen des Mikrospiegelelements 13 kommt. Das kapazitive Messsignal 19 der Kammstruktur 18, 18' weist insbesondere beim Nulldurchgang jeweils ein Maximum auf. Insbesondere hat dies den Hintergrund darin, da die jeweiligen Kammstrukturteile 18, 18' gerade hier entsprechend bewegt werden, wodurch sich die Kapazität entsprechend ändert. 3rd shows a schematic view of a time t-amplitude A diagram. In particular, the time t is plotted on an ordinate x. In particular, the amplitude A is plotted on an abscissa y. 3rd shows in particular the sinusoidal mechanical vibration 16 of the micromirror element 13 . The mechanical vibration 16 especially shows the distortion factor K on. Furthermore, the dashed line in particular shows that the excitation signal 15 in particular with a maximum deflection of the mirror element 13 is applied. Especially shortly after the zero crossing of the mechanical vibration 16 then becomes the excitation signal 15 again set to zero, causing the micromirror element to swing back 13 is coming. The capacitive measurement signal 19th the comb structure 18th , 18 ' has a maximum in each case in particular at the zero crossing. In particular, this is due to the fact that the respective comb structure parts 18th , 18 ' are moved accordingly here, which changes the capacity accordingly.

4 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Blockschaltbild der Ausführungsform eines optoelektronischen Sensors 5. Der optoelektronische Sensor 5 weist das Mikrospiegelelement 13 auf. Ferner weist der optoelektronische Sensor 5 in dieser Ausführungsform die Schallerfassungseinrichtung 14 auf. Insbesondere kann das mit der Schallerfassungseinrichtung 14 erfasste Schallsignal 17 mittels einer Verstärkereinrichtung 20 der Schallerfassungseinrichtung 14 verstärkt werden. Innerhalb der elektronischen Recheneinrichtung 10 kann dann wiederum das verstärkte Schallsignal 17 ausgewertet werden und beispielsweise in einer Klirrfaktormessung 21 entsprechend einem Mikrospiegelelement-Steller 22 zugeführt werden. 4th shows a schematic view of a block diagram of the embodiment of an optoelectronic sensor 5 . The optoelectronic sensor 5 has the micromirror element 13 on. Furthermore, the optoelectronic sensor 5 in this embodiment the sound detection device 14 on. In particular, this can be done with the sound detection device 14 recorded sound signal 17th by means of an amplifier device 20th the sound detection device 14 be reinforced. Within the electronic computing device 10th can then turn the amplified sound signal 17th be evaluated and, for example, in a distortion factor measurement 21 corresponding to a micromirror element actuator 22 be fed.

Von dem Mikrospiegelelement-Steller 22 kann dann wiederum eine Anpassungssignal 23 an eine Spannungserzeugungseinrichtung 24 zum Erzeugen der Anregungsspannung 15 weitergeleitet werden. Die Spannungserzeugungseinrichtung 24 wiederum kann mit einem Mikrospiegelelementtreiber und -empfänger 25 gekoppelt werden. Über den Mikrospiegelelement-Steller 22 wiederum kann ein Triggersignal 26 an den Mikrospiegelelementtreiber und -empfänger 25 gesendet werden. Von dem Mikrospiegelelementtreiber und -empfänger 25 wiederum kann ein Positionssignal 27 an den Mikrospiegelelement-Steller 22 übertragen werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die elektronische Recheneinrichtung 10 Schnittstellen 28, 28' aufweist, welche zum Kommunizieren mit den Bauelementen des optoelektronischen Sensors 5 oder des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet sind.From the micromirror element actuator 22 can then turn an adjustment signal 23 to a voltage generating device 24th to generate the excitation voltage 15 to get redirected. The voltage generating device 24th in turn can with a micromirror element driver and receiver 25th be coupled. About the micromirror element actuator 22 in turn, a trigger signal 26 to the micromirror element driver and receiver 25th be sent. From the micromirror element driver and receiver 25th in turn, a position signal 27 to the micromirror element actuator 22 be transmitted. It can further be provided that the electronic computing device 10th Interfaces 28 , 28 ' has, which for communicating with the components of the optoelectronic sensor 5 or the motor vehicle 1 are trained.

Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass die Überprüfung der mechanischen Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 am Ende einer Fertigung mit einem separaten Schallmessgerät mit der jeweiligen Schallerfassungseinrichtung 14 durchgeführt wird. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Integration der Schallerfassungseinrichtung 14 in dem optoelektronischen Sensor 5 realisiert werden kann. Insbesondere ermöglicht dies eine Überprüfung der mechanischen Schwingung 16 des Mikrospiegelelements 13 im Normalbetrieb, beispielsweise im Fahrbetrieb, des Kraftfahrzeugs 1.In particular, it can be provided in the method according to the invention that the mechanical vibration is checked 16 of the micromirror element 13 at the end of production with a separate sound measuring device with the respective sound recording device 14 is carried out. It can further be provided that the integration of the sound detection device 14 in the optoelectronic sensor 5 can be realized. In particular, this enables the mechanical vibration to be checked 16 of the micromirror element 13 in normal operation, for example while driving, of the motor vehicle 1 .

Insgesamt zeigt die Erfindung eine Messung der Schwingfunktion des MEMS-Spiegels durch Schallmessung.Overall, the invention shows a measurement of the oscillation function of the MEMS mirror by sound measurement.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2514211 B1 [0003]
DE 102015219447 A1 [0004]
DE 102007033000 A1 [0005]

Claims

Method for determining a mechanical oscillation (16) of a micromirror element (13) of a micromirror arrangement (12) for an optoelectronic sensor (5), in which the micromirror element (13) is set into the mechanical oscillation (16) by excitation with an excitation signal (15) and the mechanical vibration (16) is detected by means of a detection device, characterized in that a sound signal (17) generated by the mechanical vibration (16) of the micromirror element (13) is detected by means of a detection device designed as a sound detection device (14) and by means of the detected sound signal (17) the mechanical vibration (16) of the micromirror element (13) is determined.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a distortion factor (K) of the mechanical oscillation (16) of the micromirror element (13) is determined as a function of the recorded sound signal (17).

Procedure according to Claim 2 , characterized in that the excitation signal (15) for exciting the micromirror element (13) is adapted by means of the determined distortion factor (K).

Procedure according to Claim 2 or 3rd , characterized in that an excitation voltage of the excitation signal (15) is adapted as a function of the determined distortion factor (K) to excite the micromirror element (13).

Procedure according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that when a distortion factor threshold value is exceeded by the determined distortion factor (K), the excitation signal (15) is adapted to excite the micromirror element (13).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound signal (17) generated by the vibrating micromirror element (13) is recorded piezoelectrically by means of the sound detection device (14).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation signal (15) is transmitted to a comb structure (18, 18 ') as an excitation device of the micromirror arrangement (12) and by means of the comb structure (18, 18') the micromirror element (13) mechanical vibration (16) is excited.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the micromirror element (13) is essentially excited to oscillate (16) with a resonance frequency and a resonance amplitude by means of the excitation signal (15).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the micromirror element (13) is provided in such a way that the resonance frequency is essentially in the frequency range of 2 kHz.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the sound detection device (14) a sound signal (17) in a predeterminable frequency range ± Δf around a resonance frequency of the micromirror element (13) and / or around a predeterminable amplitude range ± ΔA around a resonance amplitude of the micromirror element (13) is recorded.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sound volume and / or a sound frequency and / or a sound curve shape of the detected sound signal (17) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that sound signals independent of the mechanical oscillation (16) are filtered out by means of a filter device of the electronic computing device (10).

Electronic computing device (10) which is used to carry out the method according to one of the Claims 1 to 12th is trained.

Optoelectronic sensor (6) with at least one micromirror arrangement (12), with an electronic computing device (10) Claim 13 and with a sound detection device (14).