Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR OPERATING A MEMS SYSTEM, AND MEMS SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/169264
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a MEMS system equipped with at least one projection unit for providing an image by means of at least one light beam and a deflecting unit (6) for two-dimensionally deflecting the at least one light beam, having the steps of: • driving the deflecting unit (6) using at least one reference signal (SI) such that the deflecting unit (6) periodically deflects a light beam at least two-dimensionally, • measuring at least one control variable of the deflecting unit (6), said variable corresponding to the actual position of the deflected light beam, • ascertaining a current deviation of the at least one control variable from a setpoint which corresponds to a target position of the light beam, • calculating at least one compensation variable on the basis of the ascertained deviation, and • controlling the deflecting unit (6) with respect to the deflection and/or controlling the projection unit with respect to the process of providing the image on the basis of the calculated at least one compensation variable in order to reduce the deviation of the light beam from the target position, wherein the at least one compensation variable is calculated additionally using an earlier deviation in at least one earlier period in order to control the deflecting unit.

Inventors:
SCHUSTER FLORIAN (DE)
GERING STEFAN (DE)
PETERSEN ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/050615
Publication Date:
August 27, 2020
Filing Date:
January 11, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H04N9/31
Foreign References:
US20100073748A12010-03-25
US20150237316A12015-08-20
US20150249809A12015-09-03
EP2711916A12014-03-26
Other References:
GI SANG CHOI ET AL: "A study on position control of piezoelectric actuators", INDUSTRIAL ELECTRONICS, 1997. ISIE '97., PROCEEDINGS OF THE IEEE INTER NATIONAL SYMPOSIUM ON GUIMARAES, PORTUGAL 7-11 JULY 1997, NEW YORK, NY, USA,IEEE, US, 7 July 1997 (1997-07-07), pages 851 - 855, XP010265017, ISBN: 978-0-7803-3936-1
ANONYMOUS: "Regelkreis", 24 October 2018 (2018-10-24), XP055684881, Retrieved from the Internet [retrieved on 20200407]
Download PDF:
Claims:
A n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Betreiben eines MEMS-Systems (1) mit zumindest einer Pro jektionseinheit (8) zur Bereitstellung eines Bildes mittels zumindest eines Lichtstrahls und einer Ablenkeinheit (6) zur zweidimensionalen Ablenkung des zumindest einen Lichtstrahls,

umfassend die Schritte:

Antreiben (T1) der Ablenkeinheit (6) mittels zumindest einem Referenzsignal (S1 , S2), sodass die Ablenkeinheit (6) den zumindest einen Lichtstrahl zumin dest zweidimensional periodisch ablenkt,

Messen (T2) zumindest einer Regelgröße der Ablenkeinheit (6), welche zu ei ner Ist-Position des abgelenkten Lichtstrahls korrespondiert,

Ermitteln (T3) einer aktuellen Abweichung der zumindest einen Regelgröße von einer Sollgröße, die zu einer Sollposition des Lichtstrahls korrespondiert, Berechnen (T4) zumindest einer Kompensationsgröße basierend auf der er mittelten Abweichung,

Regeln (T5) der Ablenkeinheit (6) in Bezug auf die Ablenkung und/oder der Projektionseinheit (8) in Bezug auf die Bildbereitstellung basierend auf der be rechneten zumindest eine Kompensationsgröße zur Reduzierung der Abwei chung des Lichtstrahls von der Sollposition, wobei zum Regeln der Ablenkein heit (6) die zumindest eine Kompensationsgröße zusätzlich anhand einer früheren Abweichung in zumindest einer früheren Periode berechnet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei das zumindest eine Referenzsignal (S1 , S2) in Form eines periodischen, vorzugsweise welligen, bandbreitenbeschränkten Signals bereitgestellt wird.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-2, wobei die zumindest eine Kom pensationsgröße innerhalb eines vorgebbaren Frequenzregelintervalls berechnet wird, und wobei das zumindest eine Referenzsignal aus zumindest einer Grundhar monischen eines Sägezahnsignals (S1) bereitgestellt wird, wobei die zumindest eine Grundharmonische innerhalb des Frequenzregelintervalls bereitgestellt wird. 4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -3, wobei das Berechnen (T4) der zumindest einen Kompensationsgröße mittels eines Prädiktors (5), insbesondere ei nes Smith-Prädiktors, erfolgt.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei mittels einer Anpassungs einheit (8c) die Helligkeit des abgelenkten Lichtstrahls in Abhängigkeit seiner Ist-Po sition angepasst wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 -5, wobei der Lichtstrahl durch die Ablenkeinheit (6) zumindest zweidimensional mittels Ablenkung um zumindest zwei unterschiedliche Achsen unterschiedlich schnell abgelenkt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Antreiben der Ablenkeinheit (6) mit tels zweier Referenzsignalen (S1 , S2) erfolgt, wobei die zwei Referenzsignale (S1 , S2) unterschiedliche Frequenz aufweisen, und wobei eine Ablenkung mittels der Ab lenkeinheit (6) derart erfolgt, dass mit dem ersten (S1 ) der zwei Referenzsignale (S1 , S2) eine Ablenkung um die eine der zwei unterschiedlichen Achsen und mit dem zweiten (S2) der zwei Referenzsignale (S1 , S2) eine Ablenkung um die zweite der zwei unterschiedlichen Achsen erfolgt.

8. MEMS-System (1 ), umfassend

eine Projektionseinheit (8) zur Bereitstellung eines Bildes mittels zumindest eines Lichtstrahls,

eine Ablenkeinheit (6), die ausgebildet ist, anhand zumindest eines Referenzsignals (S1 ) einen auf die Ablenkeinheit (6) einfallenden Lichtstrahls um zwei Achsen perio disch abzulenken,

eine Messeinheit (9) zum Messen zumindest einer Regelgröße der Ablenkeinheit (6), welcher zu einer Ist-Position des abgelenkten Lichtstrahls korrespondiert,

eine Abweichungsmesseinheit (10) ausgebildet zum Ermitteln einer aktuellen Abwei chung der zumindest einen Regelgröße von einer Sollgröße, die zu einer Sollposition des Lichtstrahls korrespondiert,

eine Prädiktoreinheit (5) ausgebildet zum Berechnen zumindest einer Kompensati onsgröße basierend auf der ermittelten Abweichung, und eine Regeleinheit (3,7) ausgebildet zum Regeln der Ablenkeinheit (6) in Bezug auf die Ablenkung und/oder der Projektionseinrichtung (8) in Bezug auf die Bildbereitstel lung basierend auf der berechneten zumindest einen Kompensationsgröße zur Re duzierung der Abweichung des Lichtstrahls von der Sollposition, wobei zum Regeln der Ablenkeinheit (6) die zumindest eine Kompensationsgröße durch die Prä- diktoreinheit (5) zusätzlich anhand einer früheren Abweichung in zumindest einer früheren Periode berechnet wird.

9. MEMS-System gemäß Anspruch 8, wobei die Ablenkeinheit (6) einen MEMS- Spiegel (11) umfasst, der um zumindest zwei Achsen bewegbar ist oder zumindest zwei MEMS-Spiegel, die um jeweils eine Achse, bewegbar sind, wobei die zumindest zwei Achsen unterschiedliche Orientierung aufweisen.

10. MEMS-System gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Regeleinheit (3,7) einen Integrierer und eine Anti-Windup-Einheit (4a, 4b) aufweist.

11. MEMS-System gemäß einem der Ansprüche 8-10, wobei die Prädiktoreinheit (5) ausgebildet ist, das Berechnen anhand eines Smith-Prädiktors (5) durchzuführen. 12. MEMS-System gemäß einem der Ansprüche 8-11 , wobei die Regeleinheit (7) einen geschlossenen linearen Regelkreis zur Regelung zumindest einer der Achsen der Ablenkeinheit (6) aufweist.

Description:
Verfahren zum Betreiben eines MEMS-Systems sowie MEMS-System

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines MEMS-Systems mit zumin dest einer Projektionseinheit zur Bereitstellung eines Bildes mittels zumindest eines Lichtstrahls und einer Ablenkeinheit zur zweidimensionalen Ablenkung des zumin dest einen Lichtstrahls.

Die Erfindung betrifft weiter ein MEMS-System, umfassend eine Projektionseinheit zur Bereitstellung eines Bildes mittels zumindest eines Lichtstrahls und eine Ablenk einheit, die ausgebildet ist, einen auf die Ablenkeinheit einfallenden Lichtstrahl zwei dimensional abzulenken.

Stand der Technik

Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Projektionseinheiten an wendbar ist, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Projektionseinheiten in Form von Lasern beschrieben.

Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Ablenkeinheiten anwend bar ist, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Ablenkeinheiten in Form von Mikrospiegeln erläutert.

Aus der US 2015/0249809 A1 ist ein System zur Regelung beziehungsweise Korrek tur eines projizierten Bildes bekannt geworden, das eine unerwünschte konvexe Krümmung im seitlichen Randbereich aufweist. Das Bildprojektionssystem umfasst ein Lasermodul und Mikrospiegelmodul mit einem periodisch angetriebenen 2-DOF- Mikrospiegel, der in zwei orthogonal zueinander verlaufenden Richtungen kippbar ist. Das Regelungssystem umfasst das Bildprojektionssystem und einen Regler. Der Regler führt eine Pulsweitenmodulation des Stellsignals zur Korrektur des Ablenkwin kels des Mikrospiegels aus. Aus der EP 2 71 1 916 A1 ist ein System zur Regelung beziehungsweise Korrektur eines projizierten Bildes, das eine trapezförmige Verzerrung des Bildes aufweist, be kannt geworden. Das Bildprojektionssystem umfasst drei Laser, deren Licht mittels dichroitischer Spiegel zusammengeführt wird und einen periodisch angetriebenen 2- DOF-Mikrospiegel, der in zwei orthogonal zueinander verlaufenden Richtungen kipp bar ist. Das Regelungssystem umfasst das Bildprojektionssystem, einen Regler zur Regelung der Farbe beziehungsweise Intensität des Laserlichts und einen Regler zur Regelung der Spiegelorientierung. Das Regelungssystem korrigiert dabei eine tra pezförmige Verzerrung.

Offenbarung der Erfindung

In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrei ben eines MEMS-Systems bereit mit zumindest einer Projektionseinheit zur Bereit stellung eines Bildes mittels zumindest eines Lichtstrahls und einer Ablenkeinheit zur zweidimensionalen Ablenkung des zumindest eines Lichtstrahls, umfassend die Schritte:

Antreiben der Ablenkeinheit mittels zumindest einem Referenzsignal, sodass die Ablenkeinheit einen Lichtstrahl zumindest zweidimensional periodisch ab lenkt,

Messen zumindest einer Regelgröße der Ablenkeinheit, welche zu einer Ist- Position des abgelenkten Lichtstrahls korrespondiert,

Ermitteln einer aktuellen Abweichung der zumindest einen Regelgröße von ei ner Sollgröße, die zu einer Sollposition des Lichtstrahls korrespondiert, Berechnen zumindest einer Kompensationsgröße basierend auf der ermittel ten Abweichung,

Regeln der Ablenkeinheit in Bezug auf die Ablenkung und/oder der Projekti onseinheit in Bezug auf die Bildbereitstellung basierend auf der berechneten zumindest einen Kompensationsgröße zur Reduzierung der Abweichung des Lichtstrahls von der Sollposition, wobei zum Regeln der Ablenkeinheit die zu mindest eine Kompensationsgröße zusätzlich anhand einer früheren Abwei chung in zumindest einer früheren Periode berechnet wird. In einerweiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein MEMS-System bereit, umfassend

eine Projektionseinheit zur Bereitstellung eines Bildes mittels zumindest eines Licht strahls,

eine Ablenkeinheit, die ausgebildet ist, anhand zumindest eines Referenzsignals ei nen auf die Ablenkeinheit einfallenden Lichtstrahls zweidimensional abzulenken, eine Messeinheit zum Messen zumindest einer Regelgröße der Ablenkeinheit, wel cher zu einer Ist-Position des abgelenkten Lichtstrahls korrespondiert,

eine Abweichungsmesseinheit ausgebildet zum Ermitteln einer aktuellen Abweichung der zumindest einen Regelgröße von einer Sollgröße, die zu einer Sollposition des Lichtstrahls korrespondiert,

eine Prädiktoreinheit ausgebildet zum Berechnen zumindest einer Kompensations größe basierend auf der ermittelten Abweichung, und

eine Regeleinheit ausgebildet zum Regeln der Ablenkeinheit in Bezug auf die Ablen kung und/oder der Projektionseinrichtung in Bezug auf die Bildbereitstellung basie rend auf der berechneten zumindest eine Kompensationsgröße zur Reduzierung der Abweichung des Lichtstrahls von der Sollposition, wobei zum Regeln der Ablenkein heit die zumindest eine Kompensationsgröße durch die Prädiktoreinheit zusätzlich anhand einer früheren Abweichung in zumindest einer früheren Periode berechnet wird.

Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise Abweichungen zwischen einer Referenz- oder Sollposition eines projizierten Bild punkts und der tatsächlichen projizierten Position des Bildpunkts mittels der Ablenk einheit minimiert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Robustheit gegenüber Stö reinflüssen auf die Ablenkeinheit oder die Projektionseinheit erhöht werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die Kompensation von Totzeiten, welche beispielsweise durch eine Analog-Digital- oder eine Digital-Analog-Wandlung resultieren. Darüber hinaus ist ein Vorteil, dass bei der Regelung der Ablenkeinheit zusätzlich Vorwissen über frühere Abweichungen genutzt wird, um eine aktuelle Regelung der Ablenkeinheit durchzu führen, was insgesamt die Performanz des MEMS-Systems verbessert. Mittels die ses Vorwissen ist eine nahezu zeitlich perfekte Übereinstimmung von Referenzposi tion beziehungsweise Sollposition des projizierten Bildpunkts und der mittels der Ab lenkeinheit tatsächlich bereitgestellten Position des Bildpunkts möglich. Mit anderen Worten können separat entweder a) die Ablenkeinheit in Bezug auf die Ablenkung basierend auf der berechneten zumindest einen Kompensationsgröße zur Reduzierung der Abweichung des Lichtstrahls von der Sollposition oder b) die Pro jektionseinheit in Bezug auf die Bildbereitstellung basierend auf der berechneten zu mindest einen Kompensationsgröße zur Reduzierung der Abweichung des Licht strahls von der Sollposition geregelt werden. Darüber hinaus kann sowohl a) die Ab lenkeinheit in Bezug auf die Ablenkung und b) die Projektionseinheit in Bezug auf die Bildbereitstellung basierend auf der berechneten zumindest einen Kompensations größe zur Reduzierung der Abweichung des Lichtstrahls von der Sollposition geregelt werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird das zumindest eine Referenzsignal in Form eines periodischen, vorzugsweise welligen, bandbreitenbeschränkten Signals bereitgestellt. Vorteil hiervon ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise eine periodische Ansteuerung der Ablenkeinheit und damit eine periodische Ablenkung des auf die Ablenkeinheit einfallenden Lichtstrahls ermöglicht wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Kompen sationsgröße innerhalb eines vorgegebenen Frequenzregelintervalls berechnet, wo bei das zumindest eine Referenzsignal aus zumindest einer Grundharmonischen ei nes Sägezahnsignals bereitgestellt wird, wobei die zumindest eine Grundharmoni sche innerhalb des Frequenzregelintervalls bereitgestellt wird. Vorteil hiervon ist, dass innerhalb des Frequenzregelintervalls Abweichungen vom Referenzsignal, ver ursacht durch die Ablenkeinheit, auf einfache und zuverlässige Weise ausgeregelt werden können. Unter einer Grundharmonischen ist insbesondere die Grundschwin gung mit einer Frequenz f oder eine Schwingung mit einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz f zu verstehen. Ein Sägezahnsignal kann beispielsweise aus einer Grundschwingung und unendlich vielen Oberwellen, also ganzzahligen Vielfachen der Frequenz der Grundschwingung dargestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt das Berechnen der zumin dest einen Kompensationsgröße mittels eines Prädiktors, insbesondere eines Smith- Prädiktors. Auf diese Weise lassen sich Regelungsfehler der Ablenkeinheit auf einfa che und schnelle Weise dynamisch kompensieren. Vorteil eines Smith-Prädiktors ist eine Kompensation von Regelungsfehlern, die aus der Vernachlässigung von Totzei ten, beispielsweise einer Digital-Analog-Wandlung eines Reglungssignals für die Ab lenkeinheit, resultieren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird mittels einer Anpassungsein heit die Helligkeit des abgelenkten Lichtstrahls in Abhängigkeit seiner Ist-Position an gepasst. Damit wird ein projiziertes Bild mittels des MEMS-Systems noch zuverlässi ger dargestellt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Lichtstrahl durch die Ab lenkungseinheit zumindest zweidimensional mittels Ablenkung um zumindest zwei unterschiedliche Achsen unterschiedlich schnell abgelenkt. Dies erhöht die Flexibilität bei der Darstellung des Bildes mittels der Ablenkeinheit.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt das Antreiben der Ablenk einheit mittels zwei Referenzsignalen, wobei die zwei Referenzsignale unterschiedli che Frequenz aufweisen, und wobei eine Ablenkung mittels der Ablenkeinheit derart erfolgt, dass mit dem ersten der zwei Referenzsignale eine Ablenkung um die eine der zwei unterschiedlichen Achsen und mit dem zweiten der zwei Referenzsignale eine Ablenkung um die zweite der zwei unterschiedlichen Achsen erfolgt. Dies erhöht die Flexibilität hinsichtlich der Darstellung des projizierten Bildes.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des MEMS-Systems umfasst die Ablenkeinheit einen MEMS-Spiegel, der um zumindest zwei Achsen bewegbar ist o- der zumindest zwei MEMS-Spiegel, die um jeweils eine Achse bewegbar sind, wobei die zumindest zwei Achsen unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Vorteil hier von ist, dass auf einfache und zuverlässige Weise eine Ablenkung eines Lichtstrahls in zwei Dimensionen bereitgestellt werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des MEMS-Systems weist die Re geleinheit einen Integrierer und eine Anti-Windup-Einheit auf. Vorteil hiervon ist, dass damit der Integrierer in der Regeleinheit beschränkt wird, wenn Regelgrößen für die Ablenkeinheit außerhalb der entsprechenden Grenzen festgelegt werden sollten. Eine Anti-Windup-Einheit dient also allgemein zur Beschränkung von einem oder mehreren Integratoren eines linearen Reglers im Falle, dass Regelgrößen des Reg lers außerhalb gegebener Beschränkungen berechnet beziehungsweise angefordert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des MEMS-Systems ist die Prä- diktoreinheit ausgebildet, das Berechnen anhand eines Smith-Prädiktors durchzufüh ren. Vorteil eines Smith-Prädiktors ist eine Kompensation von Regelungsfehlern, die aus der Vernachlässigung der Totzeit resultieren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des MEMS-Systems weist die Re geleinheit einen geschlossenen linearen Regelkreis zur Regelung zumindest einer der Achsen der Ablenkeinheit auf. Dies ermöglicht eine einfache und gleichzeitig zu verlässige Regelung der Ablenkeinheit in einem möglichst großen, kontinuierlichen Regelungsintervall.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung an hand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläu ternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeich nungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Dabei zeigen in schematischer Form Figur 1 ein MEMS-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung;

Figur 2 ein MEMS-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung; und

Figur 3 ein Verfahren zum Betreiben eines MEMS-Systems gemäß einer Aus führungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt in schematischer Form ein MEMS-System gemäß einer Ausführungs form der vorliegenden Erfindung.

Im Detail ist in Figur 1 ein MEMS-System 1 gezeigt. Das MEMS-System 1 umfasst dabei einen Referenzgenerator 2, der ein Referenzsignal S1 erzeugt. Weiterhin um fasst das MEMS-System 1 einen linearen Regler 3, der ein Steuerungssignal MS zur Steuerung einer Ablenkeinheit 6 erzeugt. Das Steuerungssignal MS für die Ablenk einheit 6 wird an diese übertragen. Die Ablenkeinheit 6 umfasst zur Ablenkung eines auf die Ablenkeinheit 6 einfallenden Lichtstrahls eine Antriebseinheit 6a für einen oder mehrere Mikrospiegel 6b, die um jeweils eine Achse oder um zwei Achsen bewegbar sind und die dann entsprechend dem Steuerungssignal MS insbesondere periodisch bewegt werden, um einen Lichtstrahl entsprechend abzulenken.

Verbunden mit der Ablenkeinheit 6 ist weiter eine Messeinheit 9, die eine Lage des oder der Mikrospiegel 6b misst. Anhand der gemessenen Lage wird mittels einer Abweichungsmesseinheit 10 eine aktuelle Abweichung einer Regelgröße der Ablen keinheit 6 - also hier der Regelgröße zur Steuerung der Lage des Mikrospiegels 6b von einer vorgegebenen Sollgröße anhand des Referenzsignals S1 ermittelt. Diese Abweichung wird dann wiederum an sowohl an einen repetitiven Regler 7 als auch an den linearen Regler 3 übertragen.

Das MEMS-System 1 umfasst weiterhin zwei Anti-Windup-Einrichtungen 4a, 4b, wel che parallel zum linearen Regler 3 angeordnet sind. Weiterhin ist parallel zum Ein gang und Ausgang des linearen Reglers 3 ein Smith-Prädiktor 5 angeordnet. Der li neare Regler 3 dient hierbei zur Regelung und Stabilisierung des Mikrospiegels 6b in einem möglichst großen kontinuierlichen Frequenzregelband beziehungsweise Re gelbereich. Hierbei wird der lineare Regler 3 zunächst unter Vernachlässigung der Totzeit der Regelstrecke des MEMS-Systems 1 entsprechend konfiguriert. Das in Fi gur 1 gezeigte MEMS-System 1 weist eine Regelstrecke auf, die die bewegliche(n) Achse(n) des Mikrospiegels 6b, die Messeinheit 9 zur Positionsbestimmung und - in Figur 1 nicht gezeigt - eine Analog-Digital/Digital-Analog Wandlung inklusive analo gen Filtern umfasst. Der Smith-Prädiktor 5 dient wiederum zur dynamischen Kom pensation von Regelungsfehlern, die aus der Totzeit-Vernachlässigung resultieren. Die Anti-Windup-Einrichtungen 4a, 4b wiederum dienen zur Beschränkung von In tegratoren des linearen Reglers 3 im Falle, dass Regelgrößen für die Ablenkeinheit 6 außerhalb gegebener Beschränkungen berechnet beziehungsweise angefordert wer den. Mittels des repetitiven Reglers 7 werden darüber hinaus periodisch, das heißt über zumindest eine vorangegangene Periode auftretende Regelfehler kompensiert.

Das vom Referenzgenerator 2 bereitgestellte Referenzsignal S1 ist in Figur 1 ein wel liges, bandbreitenbeschränktes Signal. Mittels des Signals S1 wird dann der Bildpunkt eines von einer hier nicht dargestellten Projektionseinrichtung bereitgestellten Bildes für die unterschiedlichen Achsen des Mikrospiegels 6b unterschiedlich schnell proji ziert. Dadurch ist es erforderlich, die Helligkeit des Bildpunkts anzupassen bezie hungsweise nachzuregeln. Das wellige, bandbreitenbeschränkte Referenzsignal S1 kann dabei auf wenige, beispielsweise fünf grundharmonische Frequenzen eines Grundsignals, beispielsweise eines Rechteck- oder sinusförmigen Signals be schränkt werden, mit denen eine Anregung der Ablenkeinheit 6, insbesondere des Mikrospiegels 6b, erfolgen soll. Damit wird eine zuverlässige aus Regelung von Ab weichungen ermöglicht. Insbesondere kann das Referenzsignal S1 aus endlich vielen Grundharmonischen eines Sägezahnsignals bestehen. Die Grundharmonischen kön nen dabei so gewählt werden, dass sie innerhalb des Regelbereichs beziehungs weise -Intervalls des linearen Reglers 3 liegen. Mittels des repetitiven Reglers 7 wird eine Kompensation von Totzeiten erreicht, welche durch die Analog-Digital-Wandlung entstehen. Hierzu weist der repetitive Regler 7 eine Speichereinrichtung 7a auf, in der eine Speicherung des Regelfehlers über zumindest eine Anregungsperiode des Re ferenzsignals beziehungsweise des Mikrospiegels 6b gespeichert wird, woraus zu künftige Regelungsfehler und entsprechende Regelgrößen abgeleitet werden kön nen. Periodische Störungen können damit effizient ausgeregelt werden, auch wenn sich beispielsweise Spiegel-Eigenfrequenzen des Mikrospiegels 11 ändern. Figur 2 zeigt ein MEMS-System gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Figur 2 zeigt einen MEMS System 1 mit einem linearen Regler 3 und einer Ablenk einheit 6. Ein sägezahnförmiges, periodisches Referenzsignal S1 wird dem linearen Regler 3 zugeführt, der dann ein entsprechendes periodisches Stellsignal MS für die Ablenkeinheit 6 bereitstellt. Anhand der gemessenen Regelgröße der Ablenkeinheit 6 mittels einer Messeinheit 9 und einer entsprechenden Abweichungsmesseinheit 10 regelt dann der lineare Regler 3 anhand des Vergleichs mit dem periodischen Refe renzsignal S1 die Ablenkeinheit 6 und erzeugt das entsprechende periodische Stell signal MS für die Ablenkeinheit 6.

Die gemessene Abweichung MSA wird in einem Speicher 7a gespeichert. Der Spei cher 7a speichert dabei nicht nur die aktuelle Abweichung der aktuellen Periode des Referenzsignals S1 , sondern auch die Abweichung über zumindest eine frühere Pe riode. Der Speicher 7a stellt diese Information einer Bildverarbeitungseinrichtung 8b einer Projektionseinrichtung 8 bereit, die eine Bildbereitstellungseinrichtung 8a zur Bereitstellung eines Bildes umfasst. Die Bildverarbeitungseinrichtung 8b erhält als In formation einerseits beispielsweise ein sinusförmiges hochfrequentes Signal S2 auf einer Achse und das Signal S1 auf der anderen Achse. Die Bildverarbeitungseinrich tung 8b ermittelt nun ein zweidimensionales Bild mit einer entsprechenden Pixelfunk tion p für jeden zu projizierenden Pixel unter Berücksichtigung der Abweichung und bildet die Pixelfunktion p über einen Projektor 8c zur Projektion des Bildes ab. Mit anderen Worten berücksichtigt die Bildverarbeitungseinrichtung 8b nicht nur die bei den Referenzsignale S1 , S2 zur Darstellung des Bildes, sondern auch die gemesse nen Abweichungen MSA zu zumindest einem unterschiedlichen Zeitpunkt. Es werden hier Regelfehler einer Ablenkeinheit 6, insbesondere eines Mikrospiegels 6b, welche in einem gewissen Zeitfenster periodisch sind, verwendet, um projizierte Bildinhalte zu korrigieren, sodass eine Konsistenz zwischen der Steuerung der Ablenkeinheit 6, insbesondere einer Mikrospiegelposition und den zu projizierenden Bildinhalten er möglicht wird, auch wenn sich Regelfehler laufend ändern.

Die Referenzsignale S1 , S2 dienen - wie oben ausgeführt - zur Steuerung der Ablen keinheit 6 um unterschiedliche Achsen. Die Bewegung des Mikrospiegels 6b der Ab lenkeinheit 6 kann dabei um unterschiedliche Achsen unterschiedlich schnell erfolgen entsprechend unterschiedlichen Perioden des jeweiligen Referenzsignals S1 , S2. Die Bildverarbeitungseinrichtung 8b nutzt wiederum diese Signale S1 , S2, um dasjenige Pixel im zu projizierenden Bild zu bestimmen, welches zu einem bestimmten Zeit punkt durch den Projektor 8c der Projektionseinrichtung 8 dargestellt werden soll. Der Speicher 7a ist insbesondere als Ringspeicher, vorzugsweise für die "langsamere" Achse, ausgebildet, welcher über eine Periode die gemessene Abweichung zwischen einer Referenzposition des Mikrospiegels 6b der Ablenkeinheit 6 und der tatsächli chen Position des Mikrospiegels 6b abspeichert. Unter der Annahme, dass diese Ab weichung zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Perioden gleich ist, wird diese Abweichung zur Korrektur des Referenzsignals S2 der Bildverarbeitungseinrichtung 8b und damit des zu projizierenden Bildes verwendet.

Weiter können das zu der Figur 1 beschriebene Verfahren und das zur Figur 2 be schriebene Verfahren miteinander kombiniert werden, was die Genauigkeit der Re gelung der Ablenkeinheit 6 und der Bildverarbeitungseinheit 8b noch weiter verbes sert. Dabei können der Speicher 7a sowohl durch den repetitiven Regler 7 als auch durch die Bildverarbeitungseinrichtung 8b genutzt werden.

Figur 3 zeigt schematisch ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung.

Im Detail zeigt Figur 3 ein Verfahren zum Betreiben eines MEMS-Systems mit zumin dest einer Projektionseinheit zur Bereitstellung eines Bildes mittels zumindest eines Lichtstrahls und einer Ablenkeinheit zur zweidimensionalen Ablenkung des zumin dest eines Lichtstrahls.

Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte:

In einem Schritt T 1 erfolgt ein Antreiben der Ablenkeinheit mittels zumindest einem Referenzsignal, sodass die Ablenkeinheit einen Lichtstrahl zumindest zweidimensio nal periodisch ablenkt.

In einem weiteren Schritt T2 erfolgt ein Messen zumindest einer Regelgröße der Ab lenkeinheit, welche zu einer Position des abgelenkten Lichtstrahls korrespondiert. In einem weiteren Schritt T3 erfolgt ein Ermitteln einer aktuellen Abweichung der zu mindest einen Regelgröße von einer Sollgröße, die zu einer Sollposition des Licht strahls korrespondiert.

In einem weiteren Schritt T4 erfolgt ein Berechnen zumindest einer Kompensations größe basierend auf der ermittelten Abweichung.

In einem weiteren Schritt T5 erfolgt ein Regeln der Ablenkeinheit in Bezug auf die Ablenkung und/oder der Projektionseinheit in Bezug auf die Bildbereitstellung basie rend auf der berechneten zumindest einen Kompensationsgröße zur Reduzierung der Abweichung des Lichtstrahls von der Sollposition, wobei zum Regeln der Ablenkein heit die zumindest eine Kompensationsgröße zusätzlich anhand einer früheren Ab weichung in zumindest einer früheren Periode berechnet wird.

Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zu mindest einen der folgenden Vorteile auf:

• Regelung über einen großen Regelbereich

• höhere Genauigkeit bei der Darstellung von Bildern

• höhere Flexibilität

• Kompensation von Totzeiten

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele be schrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modi fizierbar.