EP4705226A1

EP4705226A1 - Synchronantrieb für mems

Info

Publication number: EP4705226A1
Application number: EP24722137.7A
Authority: EP
Inventors: Leon POHL; Marco Meola; Wjatscheslaw Galjan
Original assignee: Kiiz Technologies GmbH
Current assignee: Kiiz Technologies GmbH
Priority date: 2023-05-02
Filing date: 2024-04-23
Publication date: 2026-03-11
Also published as: CN121039050A; DE102023111340A1; WO2024227654A1

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine mechanische Oszillation eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS), eine Kombination einer Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche mit einem mechanisch oszillierbaren mikroelektromechanischen System, eine Brillenvorrichtung umfassend eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung oder eine erfindungsgemäße Kombination sowie ein Verfahren zum Antreiben eines mikroelektromechanischen Systems, insbesondere eines MEMS-Scanners.

Description

Synchronantrieb für MEMS

Resonant anzutreibende MEMS, insbesondere MEMS-Scanner, und deren Antriebe müssen besonders energie-effizient und miniaturisiert ausgebildet sein, wenn sie beispielsweise in Brillen integriert werden sollen. Die bisher bekannten Lösungen schaffen es nicht, beiden Anforderungen in zufriedenstellendem Maße gerecht zu werden.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders energie-effiziente und miniaturisierte Nutzung eines MEMS, insbesondere eines MEMS-Scanners, zu ermöglichen. Vor diesem Hintergrund ist es insbesondere wünschenswert, auf elektronische Bauteile verzichten zu können, die nicht in ein integriertes System überführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsvorrichtung für eine mechanische Oszillation eines mikroelektromechanischen Systems, wobei die Antriebsvorrichtung einen elektrischen Oszillator aufweist, wobei der elektrische Oszillator derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass er ein elektrisches Ausgabesignal mit einer ersten Frequenz f1 generiert, wobei der elektrische Oszillator derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die erste Frequenz f1 des Ausgabesignals auf eine Zielfrequenz f 1 _soll einstellbar ist, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der elektrische Oszillator zumindest mittelbar mit dem mikroelektromechanischen System verbindbar ist, um die mechanische Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit einem Antriebssignal anzutreiben, wobei die Antriebsvorrichtung eine Regelungseinrichtung aufweist, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Regelungseinrichtung im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System ein elektrisches Feedback-Signal des mikroelektromechanischen Systems empfängt, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass eine Regelgröße R, die von dem Feedback-Signal und/oder von dem Antriebsignal abhängig ist (und insbesondere von dem Feedback-Signal und von dem Antriebsignal abhängig ist), auf einen Zielwert R_soll einstellbar ist, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System die Regelgröße R berechnet, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator verbunden ist, dass sie die am elektrischen Oszillator einstellbare Zielfrequenz f 1 _soll in Abhängigkeit von der gemessenen Regelgröße R einstellt, um die Regelgröße R auf den Zielwert R_soll zu regeln.

Das MEMS ist ein Resonator mit einer hohen Güte. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ermöglicht es auf vorteilhafte Weise, diese Eigenschaft des MEMS zu nutzen, um eine Erhöhung der Frequenzstabilität des erregenden Oszillators, beispielsweise eines spannungsgesteuerten elektrischen Oszillators, zu bewirken. Denn das Feedback-Signal kann mit Hilfe der Regelungseinrichtung dazu genutzt werden, die Oszillation des erregenden Oszillators weitestgehend auf die anzuregende Eigenfrequenz zu beschränken. Somit ist kein weiterer Oszillator mit hoher Güte bzw. kein Oszillator mit einer besseren Frequenzstabilität als diejenige typischer RC-Oszillatoren notwendig. Insbesondere ist folglich auch kein Quarzoszillator notwendig, um die Frequenzstabilität zu erhöhen. Der erregende Oszillator und das MEMS werden durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung aber auch synchronisiert, sodass der erregende Oszillator das MEMS beständig mit einer bestimmten Eigenfrequenz antreibt, selbst wenn sich die Eigenfrequenz aufgrund thermischer Effekte verändert. Durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung wird die bei der Nutzung des MEMS verwendetet Eigenfrequenz folglich nachgeführt.

Ein elektrische Oszillator im Sinne der vorliegenden Erfindung, der derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die erste Frequenz f1 des Ausgabesignals auf eine Zielfrequenz f 1 _soll einstellbar ist, ist mit anderen Worten derart ausgebildet, dass ein Verwender die Zielfrequenz f 1 _soll variieren kann, ohne dass der elektrische Oszillator selbst strukturell verändert werden muss. Ein Beispiel für einen solchen Oszillator ist ein spannungsgesteuerter elektrischer Oszillator (kurz VCO).

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung spiegelt das Feedback-Signal die Auslenkung der mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems wider. Insbesondere kann es ich bei dem MEMS um ein piezoelektrisches MEMS handeln, sodass das Feedback-Signal die mechanische Auslenkung des piezoelektrischen Elements widerspiegelt.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sind die Regeleinrichtung und Regelgröße R derart ausgebildet, dass eine Regelung der Regelgröße R durch die Regeleinrichtung im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System auf einen Zielwert R_soll ein zeitliches Konstant-halten der Phasenverschiebung P zwischen dem Antriebssignal und dem das mikroelektromechanischen System unmittelbar verlassenden und daher nativen Feedback-Signal bewirkt. Diese Phasenverschiebung ist maßgeblich dafür, ob der MEMS resonant angetrieben wird oder nicht. Daher wird durch diese Ausführungsform auf vorteilhafte Weise ermöglicht, das resonante Antreiben des MEMS aufrechtzuerhalten auch wenn es zu äußeren Störungen wie beispielsweise einer thermisch bedingten Veränderung der Eigenfrequenz des MEMS kommt.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung beträgt der Betrag der zeitlich-konstant zu haltenden Phasenverschiebung P (der Phasenverschiebung zwischen dem Antriebssignal und dem das mikroelektromechanischen System unmittelbar verlassenden und daher nativen Feedback-Signal) zwischen 40 Grad und 140 Grad, vorzugsweise zwischen 60 Grad und 120 Grad und besonders bevorzugt zwischen 70 Grad und 110 Grad.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist die Regelgröße R die Phasenverschiebung P von Antriebssignal und nativem Feedback-Signal, sodass die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System den elektrischen Oszillator eingestellt, um die Phasenverschiebung P von Antriebssignal und nativem Feedback-Signal auf einen Zielwert für die Phasenverschiebung P_ soll zu regeln. Die Phasenverschiebung als Regelgröße stellt unmittelbar sicher, dass mit der Regelung ein resonantes Antreiben des MEMS gewährleistet ist und ist somit robust gegenüber Veränderungen des Systems, wie sie zum Beispiel durch Wartungen auftreten können.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist die die Regelgröße R die Quadrature Q des Feedback-Signals in Bezug auf das Antriebssignal als Referenzsignal ist, wobei die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass eine Regelung der Quadrature Q auf einen Zielwert für die Quadrature von Null eine Regelung der Phasenverschiebung von Antriebssignal und nativem Feedback-Signal auf einen vordefinierten Zielwert P_soll bewirkt. Hierdurch können die für das Konstant-halten einer bestimmten Phasenverschiebung benötigten Berechnungen stark vereinfacht werden.

Dies erhöht wiederum die Energieeffizienz der Antriebsvorrichtung.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Regelungseinrichtung eine Berechnungseinheit, zum Beispiel einen Phasendetektor und/oder IQ-Demodulator (insbesondere einen IQ-Demodulator), wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Berechnungseinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System zum einen das Antriebssignal oder ein erstes mit dem Antriebssignal synchronisiertes Taktsignal T1 empfängt und zum anderen das Feedback-Signal des mikroelektromechanisches System mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form und/oder digitalisiert, oder unmittelbar empfängt, wobei die Berechnungseinheit derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie im Betrieb mit einem mikroelektromechanisches System entweder zeitdiskret oder zeitkontinuierlich die Regelgröße R, zum Beispiel

• die Quadrature Q des Feedback-Signals bezogen auf das Antriebssignal als Referenzsignal und/oder

• die Phasenverschiebung zwischen dem Antriebssignal und dem nativen Feedback-Signal, berechnet, wobei der Phasendetektor vorzugsweise einen IQ-Demodulator umfasst. Diese Berechnung ermöglicht auf vorteilhafte Weise eine Regelung der Regelgröße R.

Die Berechnungseinheit kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass die in der Berechnungseinheit durchgeführten Berechnungen synchron zum Antriebssignal erfolgen. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Berechnungen und somit eine Erhöhung der Energieeffizienz.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung weist die Regelungseinrichtung eine Kontrolleinheit auf, wobei die Kontrolleinheit und die Berechnungseinheit derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass die Kontrolleinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanischen System die von der Berechnungseinheit berechnete Regelgrüße empfängt und die Differenz D von berechneter Regelgröße und dem Zielwert für die Regelgröße R_soll berechnet, wobei die Kontrolleinheit und der elektrische Oszillator derart ausgebildet sind, dass die Kontrolleinheit die Zielfrequenz f 1 _soll des elektrischen Oszillators in Abhängigkeit von der berechneten Differenz D einstellt, wobei die Kontrolleinheit vorzugsweise einen Schleifenfilter mit einer auf die Regelung des elektrischen Oszillators spezifizierten Übertragungsfunktion umfasst. Insbesondere kann es sich bei der Kontrolleinheit um eine sogenannte PLL-Control-Unit, also eine Einheit zum Kontrollieren einer Phasenregelschleife handeln. Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet, dass die Kontrolleinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanischen System auch das Antriebssignal oder ein zweites mit dem Antriebssignal synchronisiertes Taktsignal T2 empfängt, sodass die in der Kontrolleinheit durchgeführten Berechnungen synchron zum Antriebssignal erfolgen. Dies ermöglichte eine Vereinfachung der Berechnungen auf der Kontrolleinheit und somit eine Erhöhung der Energieeffizienz der Antriebsvorrichtung.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung einen ersten Taktgenerator, wobei der erste Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet, mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt und mit dem mikroelektromechanisches System verbindbar ist, dass der erste Taktgenerator das Ausgabesignal des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das Antriebssignal mit einer zweiten Frequenz f2 überführt, wobei die erste Frequenz f1 ein ganzzahliges Vielfaches, zum Beispiel das 1024-fache oder das 512-fache, von der zweiten Frequenz f2 ist, wobei der erste Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung einen zweiten Taktgenerator, wobei der zweite Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der zweite Taktgenerator das Ausgabesignal des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das erste Taktsignal T1 mit einer dritten Frequenz f3 überführt, wobei die erste Frequenz f1 ein ganzzahliges Vielfaches von der dritten Frequenz f3 ist, wobei der zweite Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst. Hierdurch wird eine Synchronisation zwischen Antriebssignal und Berechnungen auf der Berechnungseinheit ermöglicht.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung einen dritten Taktgenerator, wobei der dritte Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der dritte Taktgenerator das Ausgabesignal des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das zweite Taktsignal T2 mit einer vierten Frequenz f4 überführt, wobei die erste Frequenz f1 ein ganzzahliges Vielfaches von der vierten Frequenz f4 ist, wobei der dritte Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst. Hierdurch wird eine Synchronisation zwischen Antriebssignal und Berechnungen auf der Kontrolleinheit ermöglicht.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung weist die Regelungseinrichtung eine Abtasteinheit auf, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Abtasteinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System zum einen das Antriebssignal oder ein drittes mit dem Antriebssignal synchronisiertes Taktsignal T3 empfängt und zum anderen das Feedback-Signal des mikroelektromechanisches System mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form, oder unmittelbar empfängt, wobei die Abtasteinheit derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie das empfangene Feedbacksignal zeitdiskret mit einer Abtastfrequenz, zum Beispiel mit 32 Abtastwerten (Samples) pro Oszillationsperiode des Antriebsignals, abtastet, sodass die Abtasteinheit als Ausgangssignal das digitalisierte Feedback-Signal bereitstellt, wobei die Abtastfrequenz insbesondere die erste Frequenz f1 des Antriebssignals, eine fünfte Frequenz f5 des dritten Taktsignals T3 oder eine gegenüber der fünften Frequenz f5 reduzierte oder erhöhte Frequenz f5‘ sein kann, wobei sich letztere Frequenz f5‘ durch eine Integralbildung über jeweils eine feste Anzahl von mit der fünften Frequenz gemessenen Datenpunkten des zu digitalisierenden Feedback-Signals ergeben kann, wobei die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass die Abtasteinheit einer Berechnungseinheit wie zuvor beschrieben vorgeschaltet ist, sodass das Feedbacksignal beim Eingang der Berechnungseinheit zeitdiskret vorliegt.

Die Abtasteinheit kann als Analog-Digital-Wandler ausgebildet sein oder einen solchen umfassen.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung einen vierten Taktgenerator, wobei der vierte Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der vierte Taktgenerator das Ausgabesignal des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das dritte Taktsignal T3 mit der fünften Frequenz f5 überführt, wobei die erste Frequenz f1 ein ganzzahliges Vielfaches von der fünften Frequenz f5 ist, wobei der vierte Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst. Dies ermöglicht vereinfachte Berechnungen in der Berechnungseinheit und ermöglicht somit eine Steigerung der Energieeffizienz.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung weist die Regelungseinrichtung einen Tiefpassfilter, der vorzugsweise als Switched-Capacitor Filter ausgebildet ist, auf, wobei der Tiefpassfilter gemäß einer ersten Alternative derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Tiefpassfilter im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System ausschließlich das Feedback-Signal des mikroelektromechanisches System mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form, oder unmittelbar empfängt und filtert oder wobei der Tiefpassfilter gemäß einer zweiten Alternative derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Tiefpassfilter im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System zum einen das Feedback- Signal des mikroelektromechanisches Systems mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form, oder unmittelbar empfängt und zum anderen das Antriebssignal oder ein viertes mit dem Antriebssignal synchronisiertes Taktsignal T4 empfängt und zeitdiskret filtert, insbesondere im Takt der ersten Frequenz f1 des Antriebssignals oder im Takt der sechsten Frequenz f6 des vierten Taktsignals T4, wobei die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass der Tiefpassfilter einer Abtasteinheit wie oben beschrieben vorgeschaltet ist, sodass das Feedback-Signal beim Eingang der Abtasteinheit tiefpassgefiltert vorliegt.

Die Ausbildung des Tiefpassfilters als Switched-Capacitor-Filter ermöglicht, die Antriebsvorrichtung derart auszubilden, dass eine mögliche Veränderung der Phase des Feedback-Signal durch den Tiefpassfilter unabhängig von einer Veränderung der Eigenfrequenz des MEMS ist. Eine Phasenechtheit des Tiefpassfilters oder eine durch den Tiefpassfilter bedingte Phasenverschiebung bleibt folglich bei einer Änderung der Eigenfrequenz des MEMS unberührt bzw. unverändert.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist der Tiefpassfilter gemäß der zweiten Alternative ausgebildet, wobei die Antriebsvorrichtung einen fünften Taktgenerator umfasst, wobei der fünfte Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der fünfte Taktgenerator das Ausgabesignal des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das fünfte Taktsignal T4 mit der sechsten Frequenz f6 überführt, wobei die erste Frequenz f1 ein ganzzahliges Vielfaches von der sechsten Frequenz f6 ist, wobei der fünfte Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung einen ersten Signalverstärker, wobei der erste Signalverstärker derart ausgebildet, eingerichtet und angeordnet ist, dass er im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System das Antriebssignal verstärkt und dem mikroelektromechanischen System vorgeschaltet ist, sodass am Eingang des mikroelektromechanischen Systems das mittels des ersten Signalverstärkers verstärkte Antriebssignal vorliegt.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung einen zweiten Signalverstärker, wobei der zweite Signalverstärker derart ausgebildet, eingerichtet und angeordnet ist, dass er im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System das Feedback-Signal verstärkt und der Regelungseinrichtung vorgeschaltet ist, sodass am Eingang der Regelungseinrichtung das mittels des zweiten Signalverstärkers verstärkte Feedback-Signal vorliegt. Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Regelungseinrichtung eine zumindest als IQ-Demodulator ausgebildete Berechnungseinheit gemäß der obigen Beschreibung und eine Abtasteinheit gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Berechnungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie auf eine in der Regelungseinrichtung gespeicherte Lookup-Tabelle für die Berechnung der Regelgröße R zugreift. Dies ist eine besonders starke Vereinfachung einer Berechnung und daher besonders energieeffizient.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung umfasst die Antriebsvorrichtung den zweiten Taktgenerator und den vierten Taktgenerator und ist derart ausgebildet, dass die Berechnungseinheit und die Abtasteinheit mit Taktsignalen T1 und T3, die synchron zum Antriebssignal sind, betrieben werden, wobei in der Lookup-Tabelle jeder Periode i des Taktsignals T 1 oder jeder Periode i des Taktsignals T3 ein vorberechnete Werte X(i) zumindest einer trigonometrischen Funktion TRI, zum Beispiel einer Sinus- oder einer Kosinus-Funktion, zugeordnet ist. Da das Berechnen trigonometrischer Funktionen hohe Rechenkapazitäten beanspruchen, kann hierdurch besonders viel Energie bei den Berechnungen eingespart werden.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist der elektrische Oszillator ein spannungsgesteuerter elektrischer Oszillator.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist die Antriebsvorrichtung zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung weist die Regelungseinrichtung einen Bandpassfilter auf, wobei der Bandpassfilter das Feedback-Signal empfängt, filtert und das gefilterte Feedback-Signal zu Verfügung stellt, wobei die Antriebsvorrichtung vorzugsweise eine als Phasendetektor ausgebildete Berechnungseinheit (wie oben beschrieben) umfasst und der Bandpassfilter dem Phasendetektor vorgelagert ist, sodass der Phasendetektor das bandpassgefilterte Feedback-Signal empfängt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Kombination einer Antriebsvorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit einem mechanisch oszillierbaren mikroelektromechanischen System (MEMS) gelöst.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kombination ist die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet, dass der elektrische Oszillator zumindest mittelbar mit dem mikroelektromechanischen System verbunden ist, um die mechanische Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit dem Antriebssignal anzutreiben, wobei die mechanische Oszillation des mikroelektromechanischen Systems das Feedback-Signal generiert, wobei die Regelgröße R vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass die Regelung der Regelgröße R auf den Zielwert R_soll ein resonantes Antreiben der Oszillation des mikroelektromechanischen Systems bewirkt, wobei das mikroelektromechanische System insbesondere ein piezoelektrisch-mikroelektromechanisches System und/oder ein mikrooptoelektromecha- nisches System sein kann. Der MEMS erhöht hierdurch die Frequenzstabilität des elektrischen Oszillators.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kombination ist das mikroelektromechanische System ein MEMS-Scanner, vorzugsweise ein resonant antreibbarer MEMS-Scan- ner.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Brillenvorrichtung umfassend eine Antriebsvorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen ausführungsfor- men und/oder eine Kombination gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brillenvorrichtung weist diese eine bildgebende Einrichtung zum Projizieren von Bildern in das Sichtfeld des Nutzers der Brillenvorrichtung auf, wobei die Brillenvorrichtung vorzugsweise keinen Quarzoszillator umfasst.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Antreiben eines mikroelektromechanischen Systems, insbesondere eines MEMS-Scanners, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Antriebsignals und Antreiben einer mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit dem Antriebsignal, b) Messen eines Feedback-Signals der mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems, c) Festlegen einer Zielgröße P_soll für die Phasenverschiebung P zwischen Antriebssignal und nativem Feedback-Signal, d) Festlegen einer Zielgröße R_soll für eine Regelgröße R, die vom Antriebssignal und/oder vom Feedback-Signal abhängig ist, wobei die Zielgröße R_soll der Regelgröße derart gewählt ist, dass mit ihrem Erreichen auch die Zielgröße P_soll für die Phasenverschiebung P erreicht wird, e) Bestimmen der Regelgröße R, f) Bestimmen der Differenz D der Regelgröße R zum Zielwert R_soll der Regelgröße, g) Modifizieren des Antriebssignals für Schritt a), insbesondere Modifizieren der Frequenz des Antriebssignals in Abhängigkeit von der in Schritt f) bestimmten Differenz D, um die Differenz D zu minimieren.

Vorzugsweise ist die Regelgröße sowohl vom Antriebssignal als auch vom Feedbacksignal abhängig.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schritte e), f) und g) in Form einer Regelschleife stetig wiederholt.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Modifizieren in Schritt g) gemäß einer vordefinierten und von der Differenz D abhängigen Übertragungsfunktion.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Bestimmen der Regelgröße R in Schritt e) periodisch und synchron zum Antreiben der mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit dem Antriebsignal.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Regelgröße R die Phasenverschiebung P selbst oder die Quadrature Q des Feedbacksignals in Bezug auf ein als Referenzsignal dienendes synchron zum Antriebssignal ausgebildetes Taktsignal.

Aufzählungen und Nummerierungen wie z.B. zweiter Taktgenerator implizieren keine Anzahl, sondern dienen nur zu eindeutigen Identifizierung der beschriebenen Elemente. Wird daher beispielsweise von einem zweiten Taktgenerator gesprochen, ist dies als Name zu verstehen und bedeutet nicht zwingend, dass zwei Taktgeneratoren vorliegen müssen.

Sofern von einem Signal wie beispielsweise dem Feedback-Signal die Rede ist, bezieht sich diese Beschreibung auf das native Signal sowie auf jedwede durch Filterung oder Verstärkung oder ähnliche Belastung weiterentwickelte Form des Signals. Sofern auf das native Signal - mit anderen Worten das ursprüngliche Signal - Bezug genommen werden soll, wird explizit von dem nativen Signal gesprochen.

Die Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind miteinander kombinierbar, sofern nicht ausdrücklich ausgeschlossen. Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsformen sind ersichtlich anhand der gezeigten Figur und deren Beschreibung.

Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kombination eines MEMS, im Speziellen eines MEMS-Scanners, (daher hier MEMS genannt und im Folgenden auch als MEMS-Scanner bezeichnet) mit einer Antriebsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild mit einem elektrischen Oszillator im Sinne der vorliegenden Erfindung in Form eines trimmbaren Oszillators (hier VCO genannt), der ein Ausgabesignal AuSi mit einer Frequenz fvco (f1) bereitstellt. Nachgeschaltet befindet sich ein Timing- Block zur Generierung aller im System notwendigen Taktsignale für die zeitdiskreten Schaltungen auf der Basis eines gemeinsamen Referenztakts (hier „Takt- Erzeugung einschließlich Startlogik“ genannt). In diesem Beispiel werden Taktsignale bereitgestellt für: den Analog-Digital Wandler (kurz ADC) das Taktsignal T3 mit der Frequenz fADc (entspricht der oben beschriebenen Frequenz f5); den IQ-Demodulator mit Tiefpassfilter (hier „IQ Demodulation mit LPF“ genannt) das Taktsignal T1 mit der Frequenz fiQ (entspricht der oben beschriebenen Frequenz f3); die PLL-Steuerung das Taktsignal T2 mit der Frequenz fpLL (entspricht der oben beschriebenen Frequenz f4); und natürlich den MEMS-Scanner das Antriebssignal AnSi mit der Frequenz fMEMs (entspricht der oben beschriebenen Frequenz f2). Es ist jedoch denkbar, dass beispielsweise auch der Tiefpassfilter (LPF) vor dem ADC zeitdiskret ausgeführt wird und somit ebenfalls einen Takt zugeführt bekommt.

Die Taktsignale sind derart ausgebildet, dass sämtliche Taktsignale über eine jeweilige natürliche Zahl N mit der Frequenz des Antriebssignals miteinander verknüpft sind. Alle zeitdiskreten Schaltungen laufen somit synchron zum MEMS.

Das vom Timing-Block generierte Antriebssignal wird anschließend in einem nachgeschalteten Block (hier „Verstärker für Antriebssignal“ genannt) verstärkt. Dies ist erforderlich, um den MEMS-Scanner mit einem Antriebssignal passender Amplitude für den gewünschten Arbeitspunkt zu versorgen. Das verstärkte Antriebssignal mit Frequenz f_MEMs wird im Anschluss zur Anregung des MEMS-Scanners genutzt.

Ist die Frequenz korrekt gewählt, so beginnt der MEMS-Scanner daraufhin mechanisch zu oszillieren. Die hohe Güte des MEMS trägt nun dazu bei, das Antriebssignal AnSi zu filtern. Das heißt: die Oszillationsfrequenz des MEMS entspricht zwar der mittleren Frequenz des Antriebssignals AnSi jedoch mit geringerem zeitlichen Jitter also verbesserter Frequenzstabilität (ähnlich zu einem diskreten Quarzoszillator).

Das vom MEMS-Scanner generierte Feedbacksignal FeSi, auch Sense-Signal genannt, repräsentiert den momentanen Auslenkwinkel der im MEMS-Scanner integrierten Spiegelplatte und entspricht damit direkt der aktuellen Phasenlage des MEMS in Bezug auf sein Antriebssignal AnSi.

Zur weiteren Signalverarbeitung wird das Feedback-Signal FeSi zuerst zeitkontinuierlich verstärkt (hier „Verstärker für Feedbacksignal“ genannt), was beispielsweise mit einem Ladungsverstärker oder einem Transimpedanzverstärker erfolgen kann. Dies ist notwendig, um das Feedback-Signal FeSi durch die folgenden Blöcke elektrisch belasten zu können.

Das verstärkte Feedback-Signal FeSi wird nun durch einen Anti-Aliasing-Tiefpassfilter (LPF) gefiltert und anschließend mit einem Analog-Digital-Konverter (ADC) digitalisiert. Der Tiefpassfilter kann dabei zeitkontinuierlich oder zeitdiskret ausgeführt werden. Im letzten Fall muss der Tiefpassfilter jedoch mit einem passenden Takt versorgt werden, welcher ebenfalls vom zuvor beschriebenen Timing-Block generiert werden kann. Der Vorteil eines zeitdiskreten Filters liegt in einem stabileren Phasengang. Dieser Vorteil muss jedoch gegen den Nachteil eines möglicherweisen erhöhten Rauschniveaus individuell abgewogen werden.

An dieser Stelle sei hervorgehoben, dass der ADC in diesem Ausführungsbeispiel den Übergang zwischen analoger und digitaler Umgebung darstellt. Grundsätzlich ist jedoch auch eine vollständig analoge Implementierung der gezeigten synchronen Antriebsvorrichtung denkbar, für die dann kein ADC erforderlich ist.

Nachdem das Feedback-Signal FeSi vom ADC zeitsynchron zur Bewegung des MEMS abgetastet wurde, erfolgt eine zeitdiskrete und synchronisierte IQ-Demodulation mit integrierter Tiefpassfilterung. Hierbei wird die momentane Phase (und Amplitude) des weitgehend sinusförmigen Feedback-Signals FeSi in Bezug auf die Anregefrequenz des MEMS, die Frequenz fMEMs (f2), extrahiert, welches als Eingangsgröße für die nachfolgende Phasenregelung dient. Der integrierte Tiefpassfilter hilft dabei, die bei der Demodulation entstehenden unerwünschten Frequenzkomponenten herauszufiltern.

Aufgrund der Tatsache, dass die Abtastung des Feedback-Signals synchronisiert und damit zu immer wohldefinierten Zeitpunkten erfolgt, lassen sich die bei der Signalverarbeitung erfolgenden mathematischen Berechnungen massiv vereinfachen und so die Leistungsaufnahme der Signalverarbeitung ebenfalls reduzieren.

Um die in Fig. 1 gezeigte Phasenregelschleife zu schließen, wird die durch die Demodulation bekannte Phasenverschiebung P des MEMS-Scanners (d.h. des nativen Feedback-Signals) in Bezug auf das Antriebssignal AnSi an den Block zur Steuerung der Phasenregelschleife („PLL-Steuerung“) geleitet. In diesem Block wird die gemessene Phasenverschiebung P mit der gewünschten Soll-Phasenverschiebung P_soll verglichen. Alternativ kann hier auch eine hierzu äquivalente Regelgröße mit ihrem Sollwert verglichen werde, wenn der Effekt der gleiche ist, nämlich die Regelung der Phasenverschiebung P zum resonanten Antreiben des MEMS.

Die Aufgabe der Steuerungseinheit PLL-Steuerung ist es, den berechneten Phasenfehler, die Differenz D, zu minimieren. Hierfür wird die Eingangsgröße f_soll des VCOs und damit auch die Frequenz f1 des Ausgabesignals AuSi in Abhängigkeit des momentanen Phasenfehlers variiert.

Ist die Frequenz des Ausgabesignals AuSi des VCOs aufgrund der typischerweise suboptimalen Frequenzstabilität eines VCOs beispielsweise kurzzeitig zu hoch, so kann der MEMS- Scanner dieser spontanen Frequenzänderungen nicht sofort folgen, schwingt also mit konstanter Frequenz weiter. Dies führt zu einem messbaren Phasenfehler, welcher wiederum dazu führt, dass die Steuerung der Phasenregelschleife - die PLL-Steuerung - die Zielfrequenz des VCOs (im Sinne dieser Erfindung also f1_soll) reduziert. Auf diese Weise fungiert der MEMS als stabilisierendes Element des gesamten synchronen Antriebskonzeptes und verbessert so die Frequenzstabilität des integrierten Oszillators (z.B. VCO) ohne Notwendigkeit zur Nutzung eines diskreten (Quarz-)Oszillators mit höherer Leistungsaufnahme und größerem Bauraum.

Das oben beschriebene Ablaufschema wiederholt sich periodisch, sodass sich eine weitgehend definierte Phasenverschiebung P zwischen Antriebssignal AnSi und nativem Feedback- Signal FeSi des MEMS-Scanners einstellt.

Wenn nun angenommen wird, die Resonanzfrequenz des MEMS-Scanners verändere sich über die Zeit, beispielsweise durch äußere Temperaturschwankungen, so würde auch das zu einem messbaren Phasenfehler (eine Differenz D im Sinne der vorliegenden Erfindung) führen, welcher durch den Regelkreis ausgeregelt wird. So bleibt das gesamte System stets synchronisiert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Antriebsvorrichtung für eine mechanische Oszillation eines mikroelektromechanischen Systems, wobei die Antriebsvorrichtung einen elektrischen Oszillator aufweist, wobei der elektrische Oszillator derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass er ein elektrisches Ausgabesignal (AuSi) mit einer ersten Frequenz (f1 ) generiert, wobei der elektrische Oszillator derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die erste Frequenz (f1) des Ausgabesignals (AuSi) auf eine Zielfrequenz (f1_soll) einstellbar ist, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der elektrische Oszillator zumindest mittelbar mit dem mikroelektromechanischen System verbindbar ist, um die mechanische Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit einem Antriebssignal (AnSi) anzutreiben, wobei die Antriebsvorrichtung eine Regelungseinrichtung aufweist, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Regelungseinrichtung im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System ein elektrisches Feedback-Signal (FeSi) des mikroelektromechanischen Systems empfängt, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass eine Regelgröße (R), die von dem Feedback-Signal (FeSi) und/oder von dem Antriebsignal (AnSi) abhängig ist, auf einen Zielwert (R_soll) einstellbar ist, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System die Regelgröße (R) berechnet, wobei die Regelungseinrichtung derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator verbunden ist, dass sie die am elektrischen Oszillator einstellbare Zielfrequenz (f1_soll) in Abhängigkeit von der gemessenen Regelgröße (R) einstellt, um die Regelgröße (R) auf den Zielwert (R_soll) zu regeln.

2. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei das Feedback-Signal die Auslenkung der mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems wiederspiegelt.

3. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die die Regeleinrichtung und Regelgröße (R) derart ausgebildet sind, dass eine Regelung der Regelgröße (R) durch die Regeleinrichtung im Betrieb mit einem mikroelektromechanischen System auf einen Zielwert (R_soll) ein zeitliches Konstant-hal- ten der Phasenverschiebung zwischen dem Antriebssignal (AnSi) und dem das mikroelektromechanischen System verlassenden und daher nativen Feedback-Signal (FeSi) bewirkt.

4. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei der Betrag des zeitlich-konstant zuhaltenden Phasenverschiebung P zwischen 40 Grad und 140 Grad, vorzugsweise zwischen 60 Grad und 120 Grad und besonders bevorzugt zwischen 70 Grad und 110 Grad beträgt.

5. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelgröße die Phasenverschiebung (P) von Antriebssignal (AnSi) und nativem Feedback-Signal (FeSi) ist, sodass die Regelungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie im Betrieb mit einem mikroelektromechanisches System den elektrischen Oszillator eingestellt, um die Phasenverschiebung (P) von Antriebssignal (AnSi) und nativem Feedback-Signal FeSi auf einen Zielwert für die Phasenverschiebung (P_soll) zu regeln.

6. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelgröße (R) die Quadrature (Q) des Feedback-Signals (FeSi) in Bezug auf das Antriebssignal (AnSi) als Referenzsignal ist, wobei die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass eine Regelung der Quadrature auf einen Zielwert für die Quadrature von Null eine Regelung der Phasenverschiebung von Antriebssignal (AnSi) und nativem Feedback-Signal (FeSi) auf einen vordefinierten Zielwert (P_soll) bewirkt.

7. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung eine Berechnungseinheit, zum Beispiel einen Phasendetektor und/oder IQ-Demodulator, umfasst, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Berechnungseinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System zum einen das Antriebssignal (AnSi) oder ein erstes mit dem Antriebssignal (AnSi) synchronisiertes Taktsignal (T1) empfängt und zum anderen das Feedback-Signal (FeSi) des mikroelektromechanisches System mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form und/oder digitalisiert, oder unmittelbar empfängt, wobei die Berechnungseinheit derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie im Betrieb mit einem mikroelektromechanisches System entweder zeitdiskret oder zeitkontinuierlich die Regelgröße R, zum Beispiel

• die Quadrature Q des Feedback-Signals (FeSi) bezogen auf das Antriebssignal als Referenzsignal und/oder

• die Phasenverschiebung zwischen dem Antriebssignal (AnSi) und dem nativen Feedback-Signal (FeSi), berechnet, wobei der Phasendetektor vorzugsweise einen IQ-Demodulator umfasst.

8. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei die Regelungseinrichtung eine Kontrolleinheit aufweist, wobei die Kontrolleinheit und die Berechnungseinheit derart ausgebildet und eingerichtet sind, dass die Kontrolleinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System die von der Berechnungseinheit berechnete Regelgröße empfängt und die Differenz (D) von berechneter Regelgröße und dem Zielwert für die Regelgröße (R_soll) berechnet, wobei die Kontrolleinheit und der elektrische Oszillator derart ausgebildet sind, dass die Kontrolleinheit die Zielfrequenz (f 1 _soll) des elektrischen Oszillators in Abhängigkeit von der berechneten Differenz (D) einstellt, wobei die Kontrolleinheit vorzugsweise einen Schleifenfilter mit einer auf die Regelung des elektrischen Oszillators spezifizierten Übertragungsfunktion umfasst.

9. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Kontrolleinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanischen System auch das Antriebssignal (AnSi) oder ein zweites mit dem Antriebssignal (AnSi) synchronisiertes Taktsignal (T2) empfängt, sodass die in der Kontrolleinheit durchgeführten Berechnungen synchron zum Antriebssignal (AnSi) erfolgen.

10. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung einen ersten Taktgenerator umfasst, wobei der erste Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet, mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt und mit dem mikroelektromechanisches System verbindbar ist, dass der erste Taktgenerator das Ausgabesignal (AuSi) des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das Antriebssignal (AnSi) mit einer zweiten Frequenz (f2) überführt, wobei die erste Frequenz (f1) ein ganzzahliges Vielfaches, zum Beispiel das 1024- fache oder das 512-fache, von der zweiten Frequenz (f2) ist, wobei der erste Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

11. Antriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Antriebsvorrichtung einen zweiten Taktgenerator umfasst, wobei der zweite Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der zweite Taktgenerator das Ausgabesignal (AuSi) des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das erste Taktsignal (T1) mit einer dritten Frequenz (f3) überführt, wobei die erste Frequenz (f1) ein ganzzahliges Vielfaches von der dritten Frequenz (f3) ist, wobei der zweite Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

12. Antriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 , die Antriebsvorrichtung einen dritten Taktgenerator umfasst, wobei der dritte Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der dritte Taktgenerator das Ausgabesignal (AuSi) des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das zweite Taktsignal (T2) mit einer vierten Frequenz (f4) überführt, wobei die erste Frequenz (f1) ein ganzzahliges Vielfaches von der vierten Frequenz (f4) ist, wobei der dritte Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

13. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung eine Abtasteinheit aufweist, wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Abtasteinheit im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System zum einen das Antriebssignal (AnSi) oder ein drittes mit dem Antriebssignal (AnSi) synchronisiertes Taktsignal (T3) empfängt und zum anderen das Feedback-Signal (FeSi) des mikroelektromechanisches System mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form, oder unmittelbar empfängt, wobei die Abtasteinheit derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie das empfangene Feedbacksignal (FeSi) zeitdiskret mit einer Abtastfrequenz, zum Beispiel mit 32 Abtastwerten (Samples) pro Oszillationsperiode des Antriebsignals, abtastet, sodass die Abtasteinheit als Ausgangssignal das digitalisierte Feedback-Signal (FeSi) bereitstellt, wobei die Abtastfrequenz insbesondere die erste Frequenz (f1) des Antriebssignals (AnSi), eine fünfte Frequenz (f5) des dritten Taktsignals (T3) oder eine gegenüber der fünften Frequenz (f5) reduzierte oder erhöhte Frequenz (f5‘) sein kann, wobei sich letztere Frequenz (f5‘) durch eine Integralbildung über jeweils eine feste Anzahl von mit der fünften Frequenz gemessenen Datenpunkten des zu digitalisierenden Feedback-Signals ergeben kann, wobei die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass die Abtasteinheit einer Berechnungseinheit, insbesondere einer Berechnungseinheit gemäß Anspruch 7, vorgeschaltet ist, sodass das Feedbacksignal beim Eingang der Berechnungseinheit zeitdiskret vorliegt, wobei die Abtasteinheit besonders bevorzugt als Analog-Digital-Wandler ausgebildet ist oder einen solchen umfasst.

14. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei die Antriebsvorrichtung einen vierten Taktgenerator umfasst, wobei der vierte Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der vierte Taktgenerator das Ausgabesignal (AuSi) des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das dritte Taktsignal (T3) mit der fünften Frequenz (f5) überführt, wobei die erste Frequenz (f1) ein ganzzahliges Vielfaches von der fünften Frequenz (f5) ist, wobei der vierte Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

15. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung einen Tiefpassfilter, der vorzugsweise als Switched- Capacitor Filter ausgebildet ist, aufweist, wobei der Tiefpassfilter gemäß einer ersten Alternative derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Tiefpassfilter im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System ausschließlich das Feedback-Signal (FeSi) des mikroelektromechanisches System mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form, oder unmittelbar empfängt und filtert oder wobei der Tiefpassfilter gemäß einer zweiten Alternative derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der Tiefpassfilter im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System zum einen das Feedback-Signal (FeSi) des mikroelektromechanisches Systems mittelbar, z.B. in gefilterter und/oder verstärkter Form, oder unmittelbar empfängt und zum anderen das Antriebssignal (AnSi) oder ein viertes mit dem Antriebssignal (AnSi) synchronisiertes Taktsignal (T4) empfängt und zeitdiskret filtert, insbesondere im Takt der ersten Frequenz (f1) des Antriebssignals (AnSi) oder im Takt der sechsten Frequenz (f6) des vierten Taktsignals (T4), wobei die Regelungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass der Tiefpassfilter einer Abtasteinheit, insbesondere der Abtasteinheit gemäß Anspruch 13, vorgeschaltet ist, sodass das Feedback-Signal beim Eingang der Abtasteinheit tiefpassgefiltert vorliegt.

16. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei der Tiefpassfilter gemäß der zweiten Alternative ausgebildet ist, wobei die Antriebsvorrichtung einen fünften Taktgenerator umfasst, wobei der fünfte Taktgenerator derart ausgebildet, eingerichtet und mit dem elektrischen Oszillator gekoppelt ist, dass der fünfte Taktgenerator das Ausgabesignal (AuSi) des elektrischen Oszillators aufnimmt und in das fünfte Taktsignal (T4) mit der sechsten Frequenz (f6) überführt, wobei die erste Frequenz (f1) ein ganzzahliges Vielfaches von der sechsten Frequenz (f6) ist, wobei der fünfte Taktgenerator vorzugsweise ein Frequenzteiler ist oder einen solchen umfasst.

17. Antriebsvorrichtung gemäß einem er voranstehenden Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung einen ersten Signalverstärker umfasst, wobei der erste Signalverstärker derart ausgebildet, eingerichtet und angeordnet ist, dass er im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System das Antriebssignal (AnSi) verstärkt und dem mikroelektromechanischen System vorgeschaltet ist, sodass am Eingang des mikroelektromechanischen Systems das mittels des ersten Signalverstärkers verstärkte Antriebssignal (AnSi) vorliegt.

18. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung einen zweiten Signalverstärker umfasst, wobei der zweite Signalverstärker derart ausgebildet, eingerichtet und angeordnet ist, dass er im Betrieb mit dem mikroelektromechanisches System das Feedback-Signal (FeSi) verstärkt und der Regelungseinrichtung vorgeschaltet ist, sodass am Eingang der Regelungseinrichtung das mittels des zweiten Signalverstärkers verstärkte Feedback-Signal (FeSi) vorliegt.

19. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung eine zumindest als IQ-Demodulator ausgebildete Berechnungseinheit gemäß Anspruch 7 und eine Abtasteinheit gemäß Anspruch 13 umfasst, wobei die Berechnungseinheit derart eingerichtet ist, dass sie auf eine in der Regelungseinrichtung gespeicherte Lookup-Tabelle für die Berechnung der Regelgröße R zugreift.

20. Antriebsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei die Antriebsvorrichtung den zweiten Taktgenerator gemäß Anspruch 11 und den vierten Taktgenerator gemäß Anspruch 14 umfasst und derart ausgebildet ist, dass die Berechnungseinheit und die Abtasteinheit mit Taktsignalen T1 und T3, die synchron zum Antriebssignal sind, betrieben werden, wobei in der Lookup-Tabelle jeder Periode i des Taktsignals T 1 oder jeder Periode des Taktsignals T3 ein vorberechnete Werte X(i) zumindest einer trigonometrischen Funktion TRI, zum Beispiel einer Sinus- oder einer Kosinus-Funktion, zugeordnet ist.

21 . Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der elektrische Oszillator ein spannungsgesteuerter elektrischer Oszillator ist.

22. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Antriebsvorrichtung zumindest teilweise und vorzugsweise vollständig als integrierte elektronische Schaltung ausgebildet ist.

23. Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Regelungseinrichtung einen Bandpassfilter aufweist, wobei der Bandpassfilter das Feedback-Signal empfängt, filtert und das gefilterte Feedback-Signal zu Verfügung stellt, wobei die Antriebsvorrichtung vorzugsweise eine als Phasendetektor ausgebildete Berechnungseinheit gemäß Anspruch 7 umfasst und der Bandpassfilter dem Phasendetektor vorgelagert ist, sodass der Phasendetektor das bandpassgefilterte Feedback-Signal empfängt.

24. Kombination einer Antriebsvorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche mit einem mechanisch oszillierbaren mikroelektromechanischen System (MEMS), wobei die Antriebsvorrichtung derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass der elektrische Oszillator zumindest mittelbar mit dem mikroelektromechanischen System verbunden ist, um die mechanische Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit dem Antriebssignal (AnSi) anzutreiben, wobei die mechanische Oszillation des mikroelektromechanischen Systems das Feedback-Signal generiert, wobei die Regelgröße (R) vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass die Regelung der Regelgröße (R) auf den Zielwert (R_soll) ein resonantes Antreiben der Oszillation des mikroelektromechanischen Systems bewirkt, wobei das mikroelektromechanische System insbesondere ein piezoelektrisch mikroelektromechanisches System und/oder ein mikrooptoelektromechanischen System sein kann.

25. Kombination gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei das mikroelektromechanische System ein MEMS-Scanner, vorzugsweise ein resonant antreibbarer MEMS- Scanner, ist.

26. Brillenvorrichtung umfassend eine Antriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 und/oder eine Kombination gemäß einem der Ansprüche 24 und 25.

27. Brillenvorrichtung gemäß dem voranstehenden Anspruch mit einer bildgebenden Einrichtung zum Projizieren von Bildern in das Sichtfeld des Nutzers der Brillenvorrichtung, wobei die Brillenvorrichtung keinen Quarzoszillator umfasst.

28. Verfahren zum Antreiben eines mikroelektromechanischen Systems, insbesondere eines MEMS-Scanners, mit den folgenden Schritten: h) Bereitstellen eines Antriebsignals (AnSi) und Antreiben einer mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit dem Antriebsignal, i) Messen eines Feedback-Signals (FeSi) der mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems, j) Festlegen einer Zielgröße (P_soll) für die Phasenverschiebung (P) zwischen Antriebssignal (AnSi) und nativem Feedback-Signal (FeSi), k) Festlegen einer Zielgröße (R_soll) für eine Regelgröße (R), die vom Antriebssignal (AnSi) und/oder vom Feedback-Signal (FeSi) abhängig ist, wobei die Zielgröße (R_soll) der Regelgröße derart gewählt ist, dass mit ihrem Erreichen auch die Zielgröße (P_soll) für die Phasenverschiebung (P) erreicht wird, l) Bestimmen der Regelgröße (R), m) Bestimmen der Differenz (D) der Regelgröße (R) zum Zielwert (R_soll) der Regelgröße, n) Modifizieren des Antriebssignals (AnSi) für Schritt a), insbesondere Modifizieren der Frequenz des Antriebssignals (AnSi) in Abhängigkeit von der in Schritt f) bestimmten Differenz (D), um die Differenz (D) zu minimieren.

29. Verfahren gemäß dem voranstehenden Anspruch, wobei die Schritte e), f) und g) in Form einer Regelschleife stetig wiederholt werden.

30. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28 oder 29, wobei das Modifizieren in Schritt g) gemäß einer vordefinierten und von der Differenz (D) abhängigen Übertragungsfunktion erfolgt.

31. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28 bis 30, wobei das Bestimmen der Regelgröße in Schritt e) periodisch und synchron zum Antreiben der mechanischen Oszillation des mikroelektromechanischen Systems mit dem Antriebsignal erfolgt.

32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 28 bis 31 , wobei die Regelgröße (R) die Phasenverschiebung (P) selbst oder die Quadrature (Q) des Feedbacksignals in Bezug auf ein als Referenzsignal dienendes synchron zum Antriebssignal ausgebildetes Taktsignal ist.