DE102018123260A1

DE102018123260A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Schwingung eines Mikrospiegelelements mittels einer Schallerfassungseinrichtung, elektronische Recheneinrichtung, Mikrospiegelanordnung sowie optoelektronischer 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).

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.
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.
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.
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.
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.
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.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine elektronische Recheneinrichtung, eine Mikrospiegelanordnung sowie einen optoelektronischen Sensor gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Der optoelektronische Sensor ist insbesondere als Lidarsensor oder als Laserscanner ausgebildet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Schalllautstärke und/oder eine Schallfrequenz und/oder eine Schallkurvenform des erfassten Schallsignals 17 bestimmt wird.
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.
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.
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.
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.
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.
Insgesamt zeigt die Erfindung eine Messung der Schwingfunktion des MEMS-Spiegels durch Schallmessung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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

Claims

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, dadurch gekennzeichnet, dass 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 mechanische Schwingung (16) des Mikrospiegelelements (13) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des erfassten Schallsignals (17) ein Klirrfaktor (K) der mechanischen Schwingung (16) des Mikrospiegelelements (13) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des bestimmten Klirrfaktors (K) das Anregungssignal (15) zum Anregen des Mikrospiegelelements (13) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anregungsspannung des Anregungssignals (15) in Abhängigkeit des bestimmten Klirrfaktors (K) zum Anregen des Mikrospiegelelements (13) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten eines Klirrfaktorschwellwerts durch den bestimmten Klirrfaktor (K) das Anregungssignal (15) zum Anregen des Mikrospiegelelements (13) angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Schallsignal (17) des schwingenden Mikrospiegelelements (13) piezoelektrisch mittels der Schallerfassungseinrichtung (14) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 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.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrospiegelelement (13) im Wesentlichen zum Schwingen (16) mit einer Resonanzfrequenz und einer Resonanzamplitude mittels des Anregungssignals (15) angeregt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrospiegelelement (13) derart bereitgestellt wird, dass die Resonanzfrequenz im Wesentlichen im Frequenzbereich von 2kHz liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schallerfassungseinrichtung (14) ein Schallsignal (17) 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.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalllautstärke und/oder eine Schallfrequenz und/oder eine Schallkurvenform des erfassten Schallsignals (17) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der mechanischen Schwingung (16) unabhängige Schallsignale mittels einer Filtereinrichtung der elektronischen Recheneinrichtung (10) herausgefiltert werden.
Elektronische Recheneinrichtung (10), welche zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
Optoelektronischer Sensor (6) mit zumindest einer Mikrospiegelanordnung (12), mit einer elektronischen Recheneinrichtung (10) nach Anspruch 13 und mit einer Schallerfassungseinrichtung (14).