DE102018102962A1

DE102018102962A1 - Align a resonant scan system

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Publication number: DE102018102962A1
Application number: DE102018102962.4A
Authority: DE
Inventors: Mathias Müller
Original assignee: Blickfeld GmbH
Current assignee: Blickfeld GmbH
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-14
Also published as: WO2019154466A1

Abstract

Ein Scansystem für resonantes Scannen ist ausgebildet, durch Umlenken von Licht an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel einen Scanbereich in einer Umgebung des Scansystems abzutasten. Dabei umfasst das resonante Scansystem mindestens einen Aktuator, mindestens einen Spiegel, wobei jeder Spiegel des mindestens einen Spiegels ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators des mindestens einen Aktuators in eine resonante Schwingung versetzt zu werden, und eine Steuerung, welche ausgebildet ist, um eine oder mehrere AC-Spannungen an den mindestens einen Aktuator abzugeben. Zusätzlich ist die Steuerung ausgebildet, und um eine oder mehrere Gleichspannungen an den mindestens einen Aktuator abzugeben, welche den Scanbereich gegenüber der Umgebung des Scansystems ausrichten.

A scanning system for resonant scanning is designed to scan a scanning area in an environment of the scanning system by deflecting light on at least one resonantly oscillating mirror. In this case, the resonant scanning system comprises at least one actuator, at least one mirror, wherein each mirror of the at least one mirror is designed to be set by means of an associated actuator of the at least one actuator in a resonant oscillation, and a controller which is formed to a or deliver multiple AC voltages to the at least one actuator. In addition, the controller is configured to deliver one or more DC voltages to the at least one actuator that align the scan area with the environment of the scan system.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung im Allgemeinen betrifft Messtechniken mittels Aussenden von Licht, beispielsweise LIDAR Messtechniken, und insbesondere ein Ausrichten eines Scanbereichs eines Scansystems für resonantes Scannen.The present invention generally relates to measurement techniques by emitting light, for example LIDAR measurement techniques, and more particularly to aligning a scan area of a resonant scanning system.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Eine dreidimensionale Erfassung von Objekten ist in verschiedenen Technologiefeldern erstrebenswert, wie beispielsweise im Zusammenhang mit Anwendungen des autonomen Fahrens. Dabei kann es erstrebenswert sein, Objekte im Umfeld von Fahrzeugen zu erkennen und insbesondere einen Abstand, eine Geschwindigkeit und einer Richtung bezüglich der Objekte zu ermitteln.A three-dimensional detection of objects is desirable in various fields of technology, such as in the context of autonomous driving applications. It may be desirable to detect objects in the vicinity of vehicles and in particular to determine a distance, a speed and a direction with respect to the objects.

Bekannte Techniken zur Abstandsmessung von Objekten umfassen die sogenannte LIDAR-Technologie (engl. light detection and ranging; manchmal auch LADAR). Dabei wird z.B. gepulstes Laserlicht, oder auch Licht einer herkömmlichen nicht-kohärenten Lichtquelle, von einem Emitter ausgesendet. In Folge reflektieren Objekte im Umfeld des Scansystems das Laserlicht, wodurch diese Reflexionen anschließend gemessen werden können. Durch Bestimmung der Laufzeit des Laserlichts können 3-dimensionale Eigenschaften zu den Objekten bestimmt werden.Known techniques for measuring the distance of objects include the so-called LIDAR technology (light detection and ranging, sometimes also LADAR). In doing so, e.g. pulsed laser light, or even light of a conventional non-coherent light source emitted by an emitter. As a result, objects in the vicinity of the scanning system reflect the laser light, allowing these reflections to be subsequently measured. By determining the transit time of the laser light 3-dimensional properties can be determined to the objects.

Beispielsweise kann bei Flash-LIDAR Techniken eine Ansammlung einzelner LEDs oder Laserdioden verwendet werden, um Licht moduliert in bestimmte Raumrichtungen auszusenden. Die Demodulation des zurückkehrenden Lichts wird mit einer externen elektro-optischen Vorrichtung geregelt. Dies kann durch gesteuerte Mikrokanalplatten oder durch speziell designte CMOS-Chips geschehen. Im Gegensatz zu Laserscannern, wird hier in einer single-shot Messung ein lateral aufgelöstes 3D-Bild erzeugt. Der Nachteil der Flash-LIDAR Systeme im Vergleich zu anderen Scansystemen ist, dass Flash-LIDAR System nur über eine sehr begrenzte räumliche Auflösung und Reichweite verfügen, was mit der Ausbreitung der Impulsenergie über ein größeres Sichtfeld zusammenhängt.For example, in Flash LIDAR techniques, a collection of individual LEDs or laser diodes may be used to emit light modulated in certain spatial directions. The demodulation of the returning light is controlled by an external electro-optical device. This can be done through controlled microchannel plates or through specially designed CMOS chips. In contrast to laser scanners, a laterally resolved 3D image is generated in a single-shot measurement. The disadvantage of the Flash LIDAR systems compared to other scanning systems is that Flash LIDAR systems have only a very limited spatial resolution and range, which is related to the propagation of the pulse energy over a larger field of view.

Um die Objekte im Umfeld des Scansystems ortsaufgelöst zu erkennen, kann es besonders vorteilhaft sein, die Umgebung mittels örtlich oder zeitlich kohärenten Laserlichts zu scannen. Je nach Abstrahlwinkel des Laserlichts können dadurch unterschiedliche Objekte im Umfeld erkannt werden. Dabei bezeichnet das sogenannte Laserscanning ein zeilen- oder rasterartiges Überstreichen von Oberflächen oder Körpern mit einem Laserstrahl mittels mindestens eines Scannerspiegels, um diese zu vermessen oder um ein Bild zu erzeugen. Systeme, die einen Laserstrahl entsprechend ablenken, heißen Laserscanner. Eine beispielhafte Implementierung von Laserscannern verwendet Scannerspiegel. Derartige Scannerspiegel können beispielsweise resonant oder quasistatisch betrieben werden.In order to detect the objects in the vicinity of the scanning system spatially resolved, it may be particularly advantageous to scan the environment by means of locally or temporally coherent laser light. Depending on the beam angle of the laser light different objects in the environment can be detected. The so-called laser scanning means a line or raster-like sweeping of surfaces or bodies with a laser beam by means of at least one scanner mirror in order to measure them or to produce an image. Systems that deflect a laser beam accordingly are called laser scanners. An exemplary implementation of laser scanners uses scanner mirrors. Such scanner levels can be operated, for example, resonant or quasi-static.

Herkömmliche Verfahren, die ein kontrolliertes Ablenken eines Laserstrahls mittels eines Scannerspiegels ermöglichen, umfassen beispielsweise akustooptische oder elektrooptische Deflektoren. Diese Scanmethoden erreichen derzeit die höchsten Ablenkgeschwindigkeiten, sind aber auch deutlich teurer als Spiegel- oder Prismenscanner, und ermöglichen nur sehr kleine Scanwinkelbereiche.Conventional methods that allow a controlled deflection of a laser beam by means of a scanner mirror include, for example, acousto-optic or electro-optical deflectors. These scanning methods currently achieve the highest deflection speeds, but are also significantly more expensive than mirror or prism scanner, and allow only very small scan angle ranges.

Weiter kann ein Laserstrahl auch durch ein mechanisches Scansystem, beispielsweise mittels rotierender Spiegel oder Prismen, abgelenkt werden. Dabei kann ein Spiegel, insbesondere ein Polygonspiegel, mittels eines Gelenks oder eines mechanischen Lagers derart drehbar gelagert sein, dass er rotiert werden kann und dadurch einen auf ihn gerichteten Laserstrahl ablenkt. Herkömmliche mechanische Scansysteme mit rotierendem Polygonspiegel haben typischerweise nur einen Scanwinkel zwischen etwa 30° und 60°. Weiter treten in derartigen mechanischen Lagern Reibungskräfte zwischen dem rotierenden Spiegel und einer Halterung auf, welche zu Verschleiß und damit verbundenen Wartungskosten, einer größeren Baugröße, sowie einer geringerer Effizienz des mechanischen Scansystems führen.Furthermore, a laser beam can also be deflected by a mechanical scanning system, for example by means of rotating mirrors or prisms. In this case, a mirror, in particular a polygon mirror, be rotatably supported by means of a joint or a mechanical bearing so that it can be rotated and thereby deflects a laser beam directed at it. Conventional rotary polygon mirror mechanical scanning systems typically only have a scan angle between about 30 ° and 60 °. Further occur in such mechanical bearings frictional forces between the rotating mirror and a holder, which lead to wear and associated maintenance costs, a larger size, and a lower efficiency of the mechanical scanning system.

Weiterhin sind reibungsfreie Scansysteme bekannt, beispielsweise mikroelektromechanische (MEMS) oder und mikrooptoelektromechanische Systeme (MOEMS), bei welchen beispielsweise ein in einem Siliziumchip integral ausgebildeter Spiegel durch Aktuatoren bewegt wird. Dabei kommen herkömmlicherweise elektrostatische oder elektromagnetische Antriebe als Aktuatoren zum Einsatz. Elektromagnetische Antriebe weisen große Stellkräfte auf, jedoch sind die erforderlichen hohen magnetischen Feldstärken nur unter Verwendung externer Dauermagnete erzielbar, so dass die Miniaturisierbarkeit des Scansystems eingeschränkt ist. Bei elektrostatischen MEMS Scansystemen lässt sich jedoch die zwischen den Antriebsstrukturen resultierende Kraftwirkung nicht umpolen. Für die Realisierung von quasistatischen Bauteilen mit positiver und negativer Wirkrichtung sind daher zwei entgegengesetzt wirkende Antriebe notwendig. Bei der Steuerung bzw. Regelung elektrostatisch-quasistatischer Antriebe wirkt jedoch prinzipbedingt der oft in Teilen des Auslenkungsbereichs stark nichtlineare Antriebscharakter hinderlich. Daher setzen viele elektrostatische Mikroscanner heute auf einen resonanten Betriebsmodus bei dem eine mechanische Eigenmode des integralen MEMS Spiegels (beispielsweise eine Torsionsmode) angeregt wird, und dadurch ein Scanbereich in der Umgebung des Scansystems abgetastet wird. Dabei ist der Scanbereich aber wenig flexibel und typischerweise fest vorgegeben.Furthermore, friction-free scanning systems are known, for example microelectromechanical (MEMS) or micro-optoelectromechanical systems (MOEMS), in which, for example, a mirror integrally formed in a silicon chip is moved by actuators. Conventionally, electrostatic or electromagnetic drives are used as actuators. Electromagnetic drives have large actuating forces, but the required high magnetic field strengths can be achieved only by using external permanent magnets, so that the miniaturization of the scanning system is limited. With electrostatic MEMS scanning systems, however, the force effect between the drive structures can not be reversed. For the realization of quasi-static components with positive and negative effective direction, therefore, two oppositely acting drives are necessary. In the control or regulation of electrostatic-quasi-static drives, however, the inherent inherent in many parts of the deflection range strongly non-linear drive character hinders inherent in principle. Therefore, many electrostatic microscanners today rely on a resonant mode of operation in which a mechanical eigenmode of the integral MEMS mirror (for example, a torsional mode) is excited, thereby scanning a scanning area in the vicinity of the scanning system. However, the scan area is not very flexible and typically fixed.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Deshalb besteht ein Bedarf nach verbesserten Techniken für LIDAR-Messungen. Insbesondere besteht ein Bedarf nach solchen Techniken, die zumindest einige der oben genannten Nachteile lindern oder beheben.Therefore, there is a need for improved techniques for LIDAR measurements. In particular, there is a need for such techniques that alleviate or eliminate at least some of the above disadvantages.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.This object is solved by the features of the independent claims. In the dependent claims further embodiments of the invention are described.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Scansystem für resonantes Scannen bereitgestellt, welches ausgebildet ist, durch Umlenken von Licht an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel einen Scanbereich in einer Umgebung des Scansystems abzutasten. Das resonante Scansystem umfasst mindestens einen Aktuator, mindestens einen Spiegel, wobei jeder Spiegel des mindestens einen Spiegels ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators des mindestens einen Aktuators in eine resonante Schwingung versetzt zu werden, und eine Steuerung, welche ausgebildet ist, um eine oder mehrere AC-Spannungen an den mindestens einen Aktuator abzugeben, sowie um zusätzlich eine oder mehrere Gleichspannungen an den mindestens einen Aktuator abzugeben, welche den Scanbereich gegenüber der Umgebung des Scansystems ausrichten.According to a first aspect, a scanning system for resonant scanning is provided, which is designed to scan a scan area in an environment of the scanning system by deflecting light at at least one resonantly oscillating mirror. The resonant scanning system comprises at least one actuator, at least one mirror, wherein each mirror of the at least one mirror is configured to be resonated by means of an associated actuator of the at least one actuator, and a controller configured to provide one or more deliver multiple AC voltages to the at least one actuator, as well as to deliver one or more DC voltages to the at least one actuator, which align the scan area relative to the environment of the scanning system.

Mittels der mindestens einen Gleichspannung, welche an den mindestens einen Aktuator angelegt ist, kann die Ausrichtung des Scanbereichs, dessen Winkel durch die AC-Spannungen definiert ist, in der Umgebung des resonanten Scansystem neu ausgerichtet werden. Insbesondere kann die Position und/oder die Orientierung des Scanbereichs bezüglich des Scansystems oder der Umgebung des resonanten Scansystems ausgerichtet werden. Insbesondere kann dadurch auf Umgebungsbedingungen des Scansystems variabel eingegangen werden; weiter können Fertigungstoleranzen oder Montagetoleranzen des resonanten Scansystems ausgeglichen werden. Eine Translation und/oder eine Rotation des Scanbereichs ist möglich.By means of the at least one DC voltage which is applied to the at least one actuator, the orientation of the scanning region, whose angle is defined by the AC voltages, can be realigned in the surroundings of the resonant scanning system. In particular, the position and / or the orientation of the scanning area can be aligned with respect to the scanning system or the surroundings of the resonant scanning system. In particular, this can be used to variably address environmental conditions of the scanning system; Furthermore, manufacturing tolerances or mounting tolerances of the resonant scanning system can be compensated. Translation and / or rotation of the scan area is possible.

Das Scansystem könnte z.B. eine elastische Halterung aufweisen. An dieser kann der Spiegel angebracht sein. Durch elastische und resonante Verformung der elastischen Halterung kann das resonante Schwingen des Spiegels erreicht werden.The scanning system could e.g. have an elastic holder. At this the mirror can be attached. By elastic and resonant deformation of the elastic holder, the resonant oscillation of the mirror can be achieved.

Die Steuerung kann ausgebildet sein, um den Scanbereich mittels der einen oder mehreren Gleichspannungen durch Translation um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der Umgebung des Scansystems auszurichten. Dies entspricht einer translatorischen Bewegung des Scanbereichs, d.h. der gesamte Scanbereich, oder in anderen Worte alle Messpunkte des Scanbereichs werden um den gleichen Winkel, oder den gleichen Abstand gegenüber den vorherigen Messpunkten verschoben. Die Steuerung kann ausgebildet sein, um den Scanbereich mittels der einen oder mehreren Gleichspannungen durch eine Rotation des Scanbereichs um einen vorbestimmten Winkel auszurichten. Dies entspricht einer Drehung des Scanbereichs gegenüber der Umgebung des Scanbereichs, wobei zumindest ein Punkt des Scanbereichs auf der Drehachse der Rotation liegt. Dadurch können Änderungen in der Umgebung des Scansystems, wie beispielsweise eine Änderung der Steigung einer Straße, oder ein geändertes Zentrum von Interesse, wie sie etwa beim Durchfahren einer Kurve mit einem Auto auftreten können, berücksichtigt werden.The controller may be configured to align the scan area by means of the one or more DC voltages by translation at a predetermined angle to the environment of the scanning system. This corresponds to a translational movement of the scan area, i. the entire scanning area, or in other words all measuring points of the scanning area are shifted by the same angle, or the same distance as the previous measuring points. The controller may be configured to align the scan area by a predetermined angle by means of the one or more DC voltages by rotation of the scan area. This corresponds to a rotation of the scan area relative to the surroundings of the scan area, wherein at least one point of the scan area lies on the rotation axis of the rotation. As a result, changes in the environment of the scanning system, such as a change in the slope of a road, or a changed center of interest, such as may occur when passing through a curve with a car, can be taken into account.

Im Allgemeinen können unterschiedliche Aktuatoren verwendet werden. Beispielsweise könnte ein magnetischer Aktuator verwendet werden. Dazu kann am Spiegel oder nahe beim Spiegel an einer elastischen Halterung des Spiegels ein magnetisches Material vorgesehen sein, welches im Magnetfeld einer magnetischen Spule angeordnet ist. Durch Schalten des Magnetfelds mit einer AC-Komponente kann die Krafteinwirkung resonant bewirkt werden. Die Gleichspannung(en) können eine Verbiegung der elastischen Halterung bewirken; dadurch kann eine Translation und/oder Rotation des Scanbereichs bewirkt werden. Eine anderen Art von Aktuatoren kann z.B. Piezoaktuatoren, insbesondere Biegepiezoaktuatoren, verwenden. Diese können z.B. an einem dem Spiegel gegenüberliegenden Ende der elastischen Halterung angebracht sein. Durch eine DC-Komponente kann die elastische Halterung verschoben und/oder verdreht werden; dadurch kann eine Translation und/oder Rotation des Scanbereichs bewirkt werden.In general, different actuators can be used. For example, a magnetic actuator could be used. For this purpose, a magnetic material which is arranged in the magnetic field of a magnetic coil can be provided on the mirror or close to the mirror on an elastic holder of the mirror. By switching the magnetic field with an AC component, the force can be effected resonantly. The DC voltage (s) can cause a bending of the elastic holder; As a result, a translation and / or rotation of the scan area can be effected. Another type of actuators may e.g. Piezoactuators, in particular Biegepiezoaktuatoren use. These may e.g. be attached to a mirror opposite end of the elastic holder. By a DC component, the elastic holder can be moved and / or rotated; As a result, a translation and / or rotation of the scan area can be effected.

Die Steuerung kann eingerichtet sein, um die eine oder mehreren Gleichspannungen unter Verwendung eines Steuerwerts zu wählen, der beim Booten der Steuerung aus einem nichtflüchtigen Speicher des Scansystems geladen wird. Durch die Verwendung eines vordefinierten Steuerwerts kann eine Kalibrierung, welche zu einem früheren Zeitpunkt, beispielsweise bei der Montage des resonanten Scansystems, oder in der Fertigung - etwa der Backend-Fertigung -, durchgeführt wurde, beim Betrieb des resonanten Scansystems berücksichtigt werden. Dadurch können herstellungsbedingte Toleranzen kompensiert werden. Eine solcher Steuerwert kann also verschieden von einer Regelschleife sein, die während des Betriebs anhand von Messungen die Ausrichtung anpasst. Im Allgemeinen wäre es möglich, den kalibrierten Steuerwert zu kombinieren mit einer Regelschleife.The controller may be configured to select the one or more DC voltages using a control value that is loaded from a nonvolatile memory of the scan system when the controller is booted. By using a predefined control value, a calibration that was carried out at an earlier point in time, for example in the assembly of the resonant scanning system, or in production - for example backend production - can be taken into account in the operation of the resonant scanning system. As a result, manufacturing tolerances can be compensated. Such a control value can thus be different from a control loop, which adjusts alignment during operation based on measurements. In general, it would be possible to combine the calibrated control value with a control loop.

Die Steuerung kann weiter eingerichtet sein, um die eine oder die mehreren AC-Spannungen unter Verwendung der einen oder mehreren Gleichspannungen zu bestimmen, beispielsweise eine positive und/oder negative Amplitude der einen oder mehreren AC-Spannungen, oder einen bestimmten Phasenunterschied. Durch die Bestimmung der AC-Spannung in Abhängigkeit von der einen oder der mehreren Gleichspannungen kann ein eingeschränkter oder veränderter Bewegungsbereich der Schwingung des Spiegels berücksichtigt werden, wie er sich durch eine Translations- oder Rotationsausrichtung des Scanbereichs ergeben kann. Z.B. kann ein eingeschränkter Bewegungsspielraum der elastischen Halterung berücksichtigt werden. Weiter kann die eine oder die mehreren AC-Spannungen unter Verwenden des translatorischen Ausrichtungswerts d, oder des rotatorischen Ausrichtungswerts α bestimmt werden. Damit können mechanische Limitierungen, sowie Materialbelastungsgrenzen des resonanten Scansystems im Betrieb des Scansystems berücksichtigt werden, so dass die Lebensdauer und die Genauigkeit des resonanten Scansystems verbessert werden.The controller may be further configured to determine the one or more AC voltages using the one or more DC voltages, for example, a positive and / or negative amplitude of the one or more AC voltages, or a particular phase difference. By determining the AC voltage as a function of the one or more DC voltages, a restricted or altered range of motion of the vibration of the mirror may be taken into account, as may result from translational or rotational alignment of the scan area. For example, a limited range of motion of the elastic support can be considered. Further, the one or more AC voltages may be determined using the translational alignment value d, or the rotational alignment value α. Thus, mechanical limitations as well as material load limits of the resonant scanning system can be taken into account during operation of the scanning system, so that the service life and the accuracy of the resonant scanning system are improved.

Die Steuerung kann eingerichtet sein, um die eine oder mehreren Gleichspannungen unter Verwendung eines Fahrzustands eines Fahrzeugs, in welchem das Scansystem montiert ist, zu bestimmen. Der Fahrzustand kann aus folgender Gruppe ausgewählt sein: eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs; eine Steigung einer Straße in der Umgebung des Fahrzeugs; ein dynamischen Mittelpunkts des Interesses in der Umgebung; ein Straßentyp; Innerortsverkehr oder Außerortsverkehr. Dadurch, dass die eine oder die mehreren Gleichspannungen auf einem Fahrzeugzustand eines Fahrzeugs basiert ist bzw. sind, kann der Scanbereich selektiv oder variabel auf veränderte Fahrzeugbedingungen eingestellt werden. Z.B. könnte bei einer vorausliegenden Steigung der Scanbereich entsprechend angepasst werden, durch Translation nach oben gegenüber dem Horizont. Entsprechend könnte in Abhängigkeit von einem Gierwinkel einne Translation des Scanbereichs in der Horizontalen erfolgen. In Abhängigkeit von einem Rollwinkel kann eine Rotation des Scanbereichs erfolgen. Solche Werte, also z.B. Gierwinkel, Nickwinkel, Rollwinkel, werden z.B. herkömmlicherweise bereits von Beschelunigungssensoren im Fahrzeug erfasst und können für die Anpassung des Messbereichs berücksichtigt werden.The controller may be configured to determine the one or more DC voltages using a driving state of a vehicle in which the scanning system is mounted. The driving state may be selected from the following group: a speed of the vehicle; a slope of a road in the vicinity of the vehicle; a dynamic center of interest in the environment; a street type; In-town or out-of-town traffic. By virtue of the one or more DC voltages being based on a vehicle state of a vehicle, the scan area may be selectively or variably set to changed vehicle conditions. For example, For example, if the slope is ahead, the scan area could be adjusted accordingly by translating upwards from the horizon. Accordingly, depending on a yaw angle, a translation of the scan area in the horizontal could take place. Depending on a roll angle, a rotation of the scan area can take place. Such values, e.g. Yaw angles, pitch angles, roll angles, e.g. conventionally already detected by acceleration sensors in the vehicle and can be taken into account for the adaptation of the measuring range.

Im Allgemeinen wäre es möglich, dass die Ausrichtung des Scanbereichs - z.B. bestimmt in Abhängigkeit von dem im nichtflüchtigen Speicher hinterlegten Steuerwert und/oder vom Fahrtzustand - als Stellgröße an eine dynamische Regelschleife übergeben wird. Die dynamische Regelschleife - z.B. als Tracking-Steuerung implementiert - kann dann den Aktuator entsprechend ansteuern, mit der Gleichspannung und AC-Spannung.In general, it would be possible for the orientation of the scan area - e.g. determined as a function of the stored in non-volatile memory control value and / or the driving state - is passed as a manipulated variable to a dynamic control loop. The dynamic control loop - e.g. implemented as tracking control - can then drive the actuator accordingly, with the DC voltage and AC voltage.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Scansystems für resonantes Scannen bereitgestellt, welches ausgebildet ist, durch Umlenken von Licht an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel einen Scanbereich in einer Umgebung des Scansystems abzutasten, wobei jeder Spiegel des mindestens einen Spiegels ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators in eine resonante Schwingung versetzt zu werden. In einem ersten Schritt wird eine oder mehrere AC-Spannungen an den mindestens einen Aktuator abgegeben. In einem weiteren Schritt wird eine oder mehrere Gleichspannungen an den mindestens einen Aktuator abgegeben, welche den Scanbereich gegenüber der Umgebung ausrichten.According to another aspect, there is provided a method of operating a resonant scanning system adapted to scan a scan area in an environment of the scan system by redirecting light on at least one resonantly oscillating mirror, each mirror of the at least one mirror being configured to To be put into a resonant oscillation by means of an associated actuator. In a first step, one or more AC voltages are delivered to the at least one actuator. In a further step, one or more DC voltages are applied to the at least one actuator, which align the scan area with the surroundings.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Scansystems für resonantes Scannen bereitgestellt, welches ausgebildet ist, durch Umlenken von Licht an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel einen Scanbereich in einer Umgebung des Scansystems abzutasten, wobei jeder Spiegel des mindestens einen Spiegels ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators in eine resonante Schwingung versetzt zu werden. In einem ersten Schritt wird eine Ausrichtung des Scanbereichs relativ zur Umgebung des Scansystems bestimmt, beispielsweise eine Position und/oder eine Orientierung. In einem weiteren Schritt wird bzw. werden eine oder mehrere Gleichspannungen unter Verwendung der bestimmten Ausrichtung des Scanbereichs bestimmt, wobei ein Anlegen der einen oder mehreren Gleichspannungen an den mindestens einen Aktuator den Scanbereich gegenüber der Umgebung des Scansystems ausrichtet.According to another aspect, there is provided a method of calibrating a resonant scanning system adapted to scan a scan area in an environment of the scan system by redirecting light on at least one resonantly oscillating mirror, each mirror of the at least one mirror being configured to To be put into a resonant oscillation by means of an associated actuator. In a first step, an alignment of the scan area relative to the environment of the scanning system is determined, for example a position and / or an orientation. In a further step, one or more DC voltages are determined using the particular orientation of the scan area, wherein application of the one or more DC voltages to the at least one actuator aligns the scan area with the environment of the scan system.

Es kann also die Ausrichtung des Scanbereichs durch das Anlegen der einen oder mehreren Gleichspannungen verändert werden. Beispielsweise kann die Ausrichtung des Scanbereichs zunächst ohne angelegte Gleichspannung(en) bestimmt werden. Dann kann die Ausrichtung angepasst werden, indem geeignete eine oder mehrere Gleichspannungen bestimmt werden. Im normalen Betrieb kann dann unter Verwendung der einen oder mehreren Gleichspannungen eine verbesserte Ausrichtung des Scanbereichs - im Gegensatz zu einem Szenario ohne Gleichspannung(en) - erzielt werden.Thus, the alignment of the scan area can be changed by applying the one or more DC voltages. For example, the alignment of the scan area can initially be determined without an applied DC voltage (s). Then the alignment can be adjusted by determining appropriate one or more DC voltages. In normal operation, then, using the one or more DC voltages, an improved alignment of the scan area can be achieved, as opposed to a DC-less (s) scenario.

Die Ausrichtung des Scanbereichs kann relativ zu einem Gehäuse des Scansystems bestimmt werden. Die Ausrichtung des Scanbereichs kann in einem Backend-Fertigungsprozess des Scansystems bestimmt werden. Somit können beispielsweise Fertigungstoleranzen oder Materialtoleranzen in einem Kalibrierungsschritt ausgeglichen werden, wodurch die Genauigkeit des Scansystems und die Ausbeute in der Fertigung verbessert werden.The orientation of the scan area may be determined relative to a housing of the scan system. The alignment of the scan area may be in a backend manufacturing process of the Scansystems be determined. Thus, for example, manufacturing tolerances or material tolerances can be compensated in a calibration step, which improves the accuracy of the scanning system and the yield in the production.

Zum Bestimmen der Ausrichtung kann eine Kalibrationsgerätschaft verwendet werden, beispielsweise ein ortsfester PSD (engl. position sensitive device) oder ein Referenzmuster etc., mit einer bekannten relativen Anordnung zum Scansystem. Entsprechendes a-priori Wissen kann für die Kalibration vorhanden sein. Das a-priori Wissen kann im ordentlichen Betrieb nicht vorhanden sein, weil eine unbekannte Umgebung vermessen wird.For determining the orientation, a calibration device may be used, for example, a stationary PSD or a reference pattern, etc., with a known relative arrangement to the scanning system. Corresponding a-priori knowledge may be present for the calibration. The a-priori knowledge can not be present in proper operation because an unknown environment is measured.

Die obengenannten Verfahren können weiter ein Speichern eines Steuerwerts, der für die eine oder die mehreren Gleichspannungen indikativ ist, in einem nichtflüchtigen Speicher des Scansystems umfassen. Das Speichern des Steuerwerts in einem nichtflüchtigen Speicher des Scansystems ermöglicht ein Verwenden der bestimmten Gleichspannung während eines Betriebs des Scansystems, ohne die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung der Gleichspannung erneut auszuführen.The above methods may further include storing a control value indicative of the one or more DC voltages in a nonvolatile memory of the scanning system. Storing the control value in a non-volatile memory of the scan system allows the determined DC voltage to be used during operation of the scan system without re-executing the steps of the DC voltage determination method of the invention.

Das Verfahren kann weiter von einem Scansystem ausgeführt sein, welches entsprechend einem oder mehrerer beliebiger Merkmale, wie sie für den ersten Aspekt obenstehend beschrieben sind, ausgebildet ist.The method may be further embodied by a scanning system configured in accordance with one or more of any features as described above for the first aspect.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend mindestens ein Scansystem für resonantes Scannen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.According to another aspect, there is provided a vehicle comprising at least one resonant scanning system according to the first aspect of the invention.

Für das Verfahren und das Auto gemäß der oben beschriebenen Merkmale können technische Effekte erzielt werden, die vergleichbar sind mit den technischen Effekten, welche für das Scansystem für resonantes Scannen gemäß dem ersten Aspekt erzielt werden können.For the method and the car according to the above-described features, technical effects comparable to the technical effects that can be achieved for the resonant scanning system according to the first aspect can be obtained.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

1A zeigt schematisch ein resonantes Scansystem mit einem Spiegel, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
1B zeigt schematisch ein resonantes Scansystem mit zwei Spiegeln, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
3 zeigt schematisch eine AC-Spannung, welche an mindestens einem Aktuator eines resonanten Scansystems gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung angelegt ist.
4 zeigt schematisch eine Gleichspannung, welche an mindestens einem Aktuator eines resonanten Scansystems gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung angelegt ist.
5 zeigt schematisch eine überlagerte AC-Spannung und eine Gleichspannung, welche an mindestens einem Aktuator eines resonanten Scansystems gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung angelegt ist.
6 zeigt schematisch einen Scanbereich eines resonanten Scansystems in einer Ausgangsposition, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
7 zeigt schematisch den Scanbereich des resonanten Scansystems der 6, welcher durch Translation um einen Abstand d gegenüber der Ausgangsposition ausgerichtet wurde.
8 zeigt schematisch den Scanbereich des resonanten Scansystems der 6, welcher durch Rotation um einen Winkel α gegenüber der Ausgangsposition ausgerichtet wurde.
9 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines resonanten Scansystems, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
10 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten zur Durchführung eines Verfahrens zum Kalibrieren eines resonanten Scansystems, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

1A schematically shows a resonant scanning system with a mirror, according to embodiments of the invention.
1B 1 schematically shows a resonant scanning system with two mirrors according to embodiments of the invention.
3 schematically shows an AC voltage which is applied to at least one actuator of a resonant scanning system according to embodiments of the invention.
4 schematically shows a DC voltage which is applied to at least one actuator of a resonant scanning system according to embodiments of the invention.
5 schematically shows a superimposed AC voltage and a DC voltage, which is applied to at least one actuator of a resonant scanning system according to embodiments of the invention.
6 schematically shows a scanning range of a resonant scanning system in an initial position, according to embodiments of the invention.
7 schematically shows the scanning range of the resonant scanning system of 6 , which has been aligned by translation by a distance d from the starting position.
8th schematically shows the scanning range of the resonant scanning system of 6 , which has been aligned by rotation by an angle α relative to the starting position.
9 shows a flowchart with steps for performing a method for operating a resonant scanning system, according to embodiments of the invention.
10 shows a flowchart with steps for performing a method for calibrating a resonant scanning system, according to embodiments of the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments with reference to the drawings. In the figures, like reference characters designate the same or similar elements. The figures are schematic representations of various embodiments of the invention. Elements shown in the figures are not necessarily drawn to scale. Rather, the various elements shown in the figures are reproduced in such a way that their function and general purpose will be understood by those skilled in the art. In the figures illustrated connections and couplings between functional units and elements can also be implemented as an indirect connection or coupling. Functional units can be implemented as hardware, software or a combination of hardware and software.

Nachfolgend werden verschiedene Techniken zum Ausrichten eines Scansystems 1 für resonantes Scannen, oder in anderen Worten eines resonanten Scansystems 1, beschrieben. Das resonante Scansystem 1 kann z.B. LIDAR-Messungen mit lateraler Auflösung ermöglichen.Below are various techniques for aligning a scan system 1 for resonant scanning, or in other words, a resonant scanning system 1 , described. The resonant scan system 1 can eg allow LIDAR measurements with lateral resolution.

1A zeigt schematisch ein resonantes Scansystem 1 mit einem Spiegel 3, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 1A schematically shows a resonant scanning system 1 with a mirror 3 , According to embodiments of the invention.

Das Scansystem 1 für resonantes Scannen, welches in 1A abgebildet ist, umfasst eine Steuerung 5, welche über eine Steuerleitung 6 mit einem Aktuator 4 eines Spiegels 3 verbunden ist. Der Aktuator 4 versetzt den Spiegel 3 über eine elastische Halterung 70, welche an der Rückseite des Spiegels 3 befestigt ist, in eine resonante Schwingung. Beispielsweise könnten Biegepiezoaktuatoren verwendet werden, die an einer Basis der elastische Halterung 70 angebracht sind. Dabei ist der Spiegel 3 derart mit der elastischen Halterung des Spiegels 3 verbunden ist, dass der Spiegel 3 und die elastische Halterung 70 eine Schwingung in einer Eigenfrequenz, d.h. in einer Resonanzfrequenz, annehmen kann. Die Schwingung kann eine oder mehrere Torsionsmoden oder Transversalmoden umfassen. Z.B. kann eine Torsionsmode entlang der Längsachse der elastischen Halterung 70 angeregt werden. An dem resonant schwingenden Spiegel 3 wird ein Lichtstrahl 2 abgelenkt, wodurch ein Scanbereich 7 in einer Umgebung des Scansystem 1 abgetastet wird. Dabei gibt die Steuerung eine oder mehrere AC-Spannungen an den Aktuator 4 ab, und gibt zusätzlich eine oder mehrere Gleichspannungen an den Aktuator ab, wodurch der Scanbereich gegenüber der Umgebung des Scansystems ausgerichtet wird.The scan system 1 for resonant scanning, which is in 1A includes a controller 5 , which via a control line 6 with an actuator 4 a mirror 3 connected is. The actuator 4 puts the mirror 3 via an elastic holder 70 which is at the back of the mirror 3 is fixed in a resonant vibration. For example, bending piezoactuators could be used which are attached to a base of the resilient mount 70 are attached. Here is the mirror 3 such with the elastic support of the mirror 3 connected is that the mirror 3 and the elastic mount 70 a vibration in a natural frequency, ie in a resonant frequency can accept. The vibration may include one or more torsional modes or transversal modes. For example, a torsional mode along the longitudinal axis of the elastic holder 70 be stimulated. At the resonantly oscillating mirror 3 becomes a ray of light 2 deflected, creating a scan area 7 in an environment of the scanning system 1 is scanned. The controller gives one or more AC voltages to the actuator 4 In addition, and outputs one or more DC voltages to the actuator, whereby the scan area is aligned with the environment of the scanning system.

Im Beispiel der 1A umfasst die elastische Halterung 70 vier Federelemente auf, die parallel zueinander verlaufen. Bei Anregung der Torsionsmode verdrillen sich die Federelemente ineinander. In anderen Beispielen wären aber auch andere Implementierungen der elastischen Halterung 70 möglich.In the example of 1A includes the elastic mount 70 four spring elements which are parallel to each other. Upon excitation of the torsional mode, the spring elements twist into each other. In other examples, however, other implementations would be the elastic mount 70 possible.

Im Beispiel der 1A ist der Aktuator an der Basis der elastischen Halterung 70 - d.h. am dem Spiegel 3 abgewendeten statischen Ende der elastischen Halterung 70 - angeordnet. In anderen Beispielen wäre es aber auch denkbar, dass der Aktuator 4 näher beim Spiegel angebracht ist. Dies wäre z.B. im Zusammenhang mit magnetischen Aktuatoren denkbar: dort kann magnetisches Material nahe beim Spiegel 3 angebracht sein.In the example of 1A is the actuator at the base of the elastic mount 70 - ie at the mirror 3 averted static end of the elastic holder 70 - arranged. In other examples, it would also be conceivable that the actuator 4 is attached closer to the mirror. This would be conceivable, for example, in connection with magnetic actuators: there magnetic material can be close to the mirror 3 to be appropriate.

1B zeigt schematisch ein resonantes Scansystem 1 mit zwei Spiegeln 3, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 1B schematically shows a resonant scanning system 1 with two mirrors 3 , According to embodiments of the invention.

Das resonantes Scansystem 1, welches in 2 gezeigt ist, umfasst zwei resonant schwingende Spiegel 3, welche über Steuerleitungen 6 mit einer Steuerung 5 verbunden sind. Die resonant schwingenden Spiegel 3 entsprechen jeweils dem resonant schwingenden Spiegel 3, wie er für die 1A obenstehend beschrieben wurde, und sind weiter derart angeordnet, dass ein Lichtstrahl 2 sequentiell, d.h. zuerst an einem Spiegel 3 und danach an dem zweiten Spiegel 3, an den beiden Spiegeln 3 abgelenkt wird. Das Licht wird also zweimal umgelenkt, wodurch ein Scanbereich 7 in einer Umgebung des Scansystems 1 abgetastet wird, wie untenstehend für 6 bis 8 genauer beschrieben wird.The resonant scan system 1 which is in 2 is shown comprises two resonantly oscillating mirrors 3 , which via control lines 6 with a controller 5 are connected. The resonantly oscillating mirrors 3 correspond respectively to the resonantly oscillating mirror 3 as he for the 1A has been described above, and are further arranged such that a light beam 2 sequential, ie first on a mirror 3 and then on the second mirror 3 , at the two mirrors 3 is distracted. The light is thus redirected twice, creating a scan area 7 in an environment of the scanning system 1 is scanned as below for 6 to 8th will be described in more detail.

Die Spiegel 3 können beispielsweise jeweils durch eine elastische Aufhängung, d.h. Halterung, mit jeweils einem bis vier Stützelementen gehalten werden, die durch elastische Verformung unterschiedliche Scanwinkel umsetzen kann. Beispielsweise kann eine resonante Torsion um die zentrale, längs orientierte Symmetrieachse der elastischen Aufhängung erfolgen (Torsionsmode). Die elastische Aufhängung 70 erstreckt sich von einer Rückseite des Spiegels 3, z.B. im Ruhezustand unter einem Winkel von 45° gegenüber der Spiegeloberfläche. Die elastischen Aufhängungen können aus Silizium hergestellt sein, z.B. aus einkristallinem Silizium in einem Wafer-Prozess (MEMS-Fertigung). Es könnten auch Fasern verwendet werden. Als Aktuatoren könnten z.B. elektrostatische interdigitale Fingerstrukturen oder Biegepiezoaktuatoren verwendet werden (in 1B nicht dargestellt). Entsprechende Techniken in Bezug auf das resonante Scansystem 1 sind beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen 10 2017 002 235.6, 10 2017 002 866.4 und 10 2017 002 870.2 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hierin durch Querverweis komplett übernommen wird.The mirror 3 For example, each can be held by an elastic suspension, ie holder, each with one to four support elements, which can implement different scanning angle by elastic deformation. For example, a resonant torsion about the central, longitudinally oriented axis of symmetry of the elastic suspension take place (torsional mode). The elastic suspension 70 extends from a back of the mirror 3 , eg at rest at an angle of 45 ° with respect to the mirror surface. The elastic suspensions may be made of silicon, eg of monocrystalline silicon in a wafer process (MEMS fabrication). Fibers could also be used. As actuators, for example, electrostatic interdigital finger structures or bending piezoactuators could be used (in 1B not shown). Corresponding techniques with respect to the resonant scanning system 1 are for example in the German patent applications 10 2017 002 235.6, 10 2017 002 866.4 and 10 2017 002 870.2 whose disclosure content is incorporated herein by reference in its entirety.

2A illustriert Aspekte in Bezug auf einen Aktuator 4. In 2A ist der Aktuator 3 an einer Basis 141 der elastischen Halterung 70 angebracht. Der Aktuator 3 umfasst dabei zwei Piezoaktuatoren 310, 320. 2A illustrates aspects related to an actuator 4 , In 2A is the actuator 3 at a base 141 the elastic holder 70 appropriate. The actuator 3 includes two piezoactuators 310 . 320 ,

Zum Beispiel können im Allgemeinen ein erster und ein zweiter Biegepiezoaktuator verwendet werden. Es wäre möglich, dass der erste Biegepiezoaktuator und/oder der zweite Biegepiezoaktuator plattenförmig ausgebildet sind. Im Allgemeinen kann eine Dicke der Biegepiezoaktuatoren z.B. im Bereich von 200 µm - 1 mm liegen, optional im Bereich von 300 µm - 700 µm. Es wäre beispielsweise möglich, dass der erste Biegepiezoaktuator und/oder der zweite Biegepiezoaktuator eine Schichtstruktur umfassend eine alternierende Anordnung mehrerer piezoelektrischer Materialien aufweist. Diese können einen unterschiedlich starken piezoelektrischen Effekt aufweisen. Dadurch kann eine Verbiegung bewirkt werden, ähnlich einem Bimetallstreifen bei Temperaturänderungen. Beispielsweise ist es möglich, dass der erste Biegepiezoaktuator und/oder der zweite Biegepiezoaktuator an einer Fixierstelle fixiert sind: ein der Fixierstelle gegenüberliegendes Ende kann dann aufgrund einer Verbiegung bzw. Krümmung des ersten Biegepiezoaktuators und/oder des zweiten Biegepiezoaktuators bewegt werden.For example, generally a first and a second bending piezoactuator may be used. It would be possible for the first bending piezoactuator and / or the second bending piezoactuator to be plate-shaped. In general, a thickness of the bending piezoactuators can be, for example, in the range from 200 μm to 1 mm, optionally in the range from 300 μm to 700 μm. For example, it would be possible for the first bending piezoactuator and / or the second bending piezoactuator to have a layer structure comprising an alternating arrangement of a plurality of piezoelectric materials. These can have a different strength piezoelectric effect. As a result, a bending can be effected, similar to a bimetallic strip with temperature changes. For example, it is possible for the first bending piezoactuator and / or the second bending piezoactuator to be fixed at a fixing point: an end opposite the fixing point can then be moved on account of a bending or curvature of the first bending piezoactuator and / or the second bending piezoactuator.

Durch die Verwendung von Biegepiezoaktuatoren kann eine besonders effiziente und starke Anregung erreicht werden. Die Biegepiezoaktuatoren können nämlich die Basis 141 bewegen und insbesondere - zum Anregen einer Torsionsmode des mindestens einen Stützelements - verkippen. Außerdem kann es möglich sein, eine hohe Integration der Vorrichtung zur Anregung zu erzielen. Dies kann bedeuten, dass der benötigte Bauraum besonders gering dimensioniert werden kann.The use of Biegepiezoaktuatoren a particularly efficient and strong excitation can be achieved. The Biegepiezoaktuatoren can namely the basis 141 move and in particular - to excite a torsional mode of the at least one support element - tilt. In addition, it may be possible to achieve high integration of the device for excitation. This can mean that the required installation space can be dimensioned particularly small.

Insbesondere in dem Beispiel der 2A sind die Piezoaktuatoren 310, 320 als Biegepiezoaktuatoren ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Anlegen einer Spannung an elektrischen Kontakten der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 eine Krümmung bzw. Verbiegung der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 entlang deren Längsachsen 319, 329 bewirkt. Dazu weisen die Biegepiezoaktuatoren 310, 320 eine Schichtstruktur auf (in 2A nicht dargestellt und senkrecht zur Zeichenebene orientiert). Derart wird ein Ende 315, 325 der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 gegenüber einer Fixierstelle 311, 321 senkrecht zur jeweiligen Längsachse 319, 329 ausgelenkt (die Bewegung ist in dem Beispiel der 2A senkrecht zur Zeichenebene orientiert). Die Bewegung 399 der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 (Aktuatorbewegung) aufgrund der Verbiegung ist in 2B dargestellt.Especially in the example of 2A are the piezoactuators 310 . 320 designed as Biegepiezoaktuatoren. This means that applying a voltage to electrical contacts of the Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 a curvature or bending of the Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 along their longitudinal axes 319 . 329 causes. For this purpose, the Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 a layered structure (in 2A not shown and oriented perpendicular to the plane of the drawing). That's the end of it 315 . 325 the bending piezoactuators 310 . 320 opposite a fixation site 311 . 321 perpendicular to the respective longitudinal axis 319 . 329 deflected (the movement is in the example of 2A oriented perpendicular to the plane of the drawing). The movement 399 the bending piezoactuators 310 . 320 (Actuator movement) due to the bending is in 2 B shown.

2B ist eine Seitenansicht der Biegepiezoaktuatoren 310, 320. 2B zeigt die Biegepiezoaktuatoren 310, 320 in einer Ruhelage der Scaneinheit 99, zum Beispiel ohne Treiber-Signal bzw. Verspannung/Krümmung. 2 B is a side view of the Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 , 2 B shows the Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 in a rest position of the scanning unit 99 , for example without driver signal or tension / curvature.

Wieder Bezug nehmend auf 2A: Beispielsweise könnten die Fixierstelle in 311, 321 eine starre Verbindung zwischen den Biegepiezoaktuatoren 310, 320 und einem Gehäuse der Scaneinheit 99 (in 2A nicht dargestellt) herstellen und ortsfest in einem Referenzkoordinatensystem angeordnet sein.Again referring to 2A : For example, the fixation site in 311 , 321 a rigid connection between the bending piezoactuators 310 . 320 and a housing of the scanning unit 99 (in 2A not shown) and be arranged stationarily in a reference coordinate system.

Im Beispiel der 2A sind die Biegepiezoaktuatoren 310, 320 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Es wären auch Verkippungen der Längsachsen 319, 329 zueinander möglich, insbesondere solange diese in einer Ebene liegen.In the example of 2A are the bending piezoactuators 310 . 320 arranged substantially parallel to each other. It would also be tilting of the longitudinal axes 319 . 329 mutually possible, especially as long as they lie in one plane.

Aus dem Beispiel der 2A ist ersichtlich, dass die Verbindung der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 mit dem Stützelement 101 über die Randbereiche 146-1, 146-2 der Basis 141 implementiert wird. Weil diese Randbereiche 146 eine Elastizität aufweisen, kann die Verbiegung 399 aufgenommen werden und führt zu einer Auslenkung der Basis 141. Dadurch können ein oder mehrere Freiheitsgrade der Bewegung des Schnittstellenelement 101 gekoppelt über die Basis 141 angeregt werden. Dadurch wird eine besonders effiziente und platzsparende Anregung erzielt. Außerdem kann durch gleichförmige DC-Auslenkung der beiden Randbereiche 146-1, 146-2 die Basis 146 translatorisch verschoben werden; durch eine unterschiedliche DC-Auslenkung der beiden Randbereiche 146-1, 146-2 kann eine Verkippung der Basis 146 erreicht werden.From the example of 2A it can be seen that the connection of the bending piezoactuators 310 . 320 with the support element 101 over the border areas 146 -1, 146-2 of the base 141 is implemented. Because these border areas 146 have an elasticity, the bending can 399 be absorbed and leads to a deflection of the base 141 , This allows one or more degrees of freedom of movement of the interface element 101 coupled across the base 141 be stimulated. This results in a particularly efficient and space-saving excitation. In addition, by uniform DC deflection of the two edge regions 146 - 1 . 146 - 2 the base 146 be moved translationally; by a different DC deflection of the two edge regions 146 - 1 . 146 - 2 can be a tilt of the base 146 be achieved.

3 zeigt schematisch eine AC-Spannung, welche an mindestens einem Aktuator 4 eines resonanten Scansystems 1 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung angelegt ist. Die Frequenz der AC-Spannung ist resonant abgestimmt mit der Frequenz einer Eigenmode der elastischen Aufhängung 70 mit Spiegel 3, z.B. der Torsionsmode. Die AC-Spannung kann durch eine Regelschleife vorgegeben werden. 3 schematically shows an AC voltage, which at least one actuator 4 a resonant scanning system 1 is applied according to embodiments of the invention. The frequency of the AC voltage is resonantly matched with the frequency of an eigenmode of the elastic suspension 70 with mirror 3 , eg the torsional mode. The AC voltage can be specified by a control loop.

4 zeigt schematisch eine Gleichspannung, welche an mindestens einem Aktuator 4 eines resonanten Scansystems 1 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung angelegt ist. Die Gleichspannung kann durch eine Regelschleife vorgegeben werden. 4 schematically shows a DC voltage, which at least one actuator 4 a resonant scanning system 1 is applied according to embodiments of the invention. The DC voltage can be specified by a control loop.

5 zeigt schematisch die AC-Spannung der 3 und die Gleichspannung DC der 3, welche an mindestens einem Aktuator 4 eines resonanten Scansystems 1 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung angelegt ist. Dabei sind die AC-Spannung und eine positive Gleichspannung DC an dem Aktuator 4 überlagert, so dass sich eine modulierte Spannung AC+CD ergibt, welche in diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich positive Spannungswerte annimmt. Jedoch können beliebige AC-Spannungen beliebiger Form und beliebige Gleichspannungen DC, beispielsweise negative oder positive, verwendet werden, um eine beliebige modulierte Spannung AC+CD zu erzeugen. Insbesondere können die gleiche Gleichspannung DC oder verschiedene Gleichspannungen DC an unterschiedliche Aktuatoren 4 eines resonanten Scansystems angelegt werden, um diverse Ausrichtungen des Scanbereichs 7 zu erzielen, beispielsweise Verschiebungen, Rotationen, oder eine Kombination der beiden. 5 schematically shows the AC voltage of 3 and the DC voltage of the DC 3 , which on at least one actuator 4 a resonant scanning system 1 is applied according to embodiments of the invention. Here are the AC voltage and a positive DC voltage DC on the actuator 4 superimposed so that a modulated voltage AC + CD results, which assumes only positive voltage values in this embodiment. However, any AC voltages of any shape and any DC voltages DC, such as negative or positive, may be used to produce any modulated voltage AC + CD. In particular, the same DC voltage DC or different DC voltages DC to different actuators 4 a resonant scanning system are applied to various orientations of the scan area 7 for example, shifts, rotations, or a combination of the two.

6 zeigt schematisch einen Scanbereich 7 eines resonanten Scansystems 1 in einer Ausgangsposition, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 6 schematically shows a scan area 7 a resonant scanning system 1 in an initial position, according to embodiments of the invention.

Das Scannen kann das wiederholte Abtasten von unterschiedlichen Punkten in der Umgebung mittels des Lichts 2 bezeichnen. Dazu können über die Aktuatoren 4 sequentiell unterschiedliche Abstrahlwinkel implementiert werden. Die Abfolge von Abstrahlwinkeln kann durch eine Überlagerungsfigur festgelegt sein, wenn z.B. zwei Freiheitsgrade der Bewegung zeitlich - und optional örtlich - überlagert zum Scannen verwendet werden, wie in den 6 bis 8 gezeigt. Beispielsweise kann die Menge der unterschiedlichen Punkte, welche in den 6 bis 8 als durchgezogene Linien in Ellipsenform dargestellt werden, in der Umgebung und/oder die Menge der unterschiedlichen Abstrahlwinkel einen Scanbereich 7 festlegen (die rechtwinkligen gestrichelten Linien definieren einen Bildbereich). In verschiedenen Beispielen kann das Scannen von Licht 2 durch die zeitliche Überlagerung und optional eine örtliche Überlagerung von zwei Bewegungen entsprechend unterschiedlicher Freiheitsgrade mindestens einer elastischen Aufhängung erfolgen. Z.B. könnten zwei sequentiell angeordnete Spiegel 3 verwendet werden, vgl. 1B. Dann wird ein 2-D Scanbereich 7 erhalten. Scanning can be the repeated scanning of different points in the environment by means of the light 2 describe. This can be done via the actuators 4 Sequentially different beam angles are implemented. The sequence of emission angles may be determined by a superposition figure, for example if two degrees of freedom of the movement are used temporally and optionally spatially superimposed for scanning, as in FIGS 6 to 8th shown. For example, the amount of the different points that are in the 6 to 8th are shown as solid lines in elliptical shape, in the environment and / or the amount of different radiation angles a scan area 7 (the right-angled dashed lines define an image area). In various examples, the scanning of light 2 take place by the temporal superposition and optionally a local superposition of two movements corresponding to different degrees of freedom of at least one elastic suspension. For example, two sequentially arranged mirrors 3 be used, cf. 1B , Then a 2-D scan area 7 receive.

Manchmal wird die ellipsenförmige Überlagerungsfigur auch als Lissajous-Figur bezeichnet (die im Beispiel der 6 keine Knoten aufweist). Die Überlagerungsfigur kann eine Abfolge, mit der unterschiedliche Abstrahlwinkel durch die Bewegung des Stützelements umgesetzt werden, beschreiben. Der rechteckige Scanbereich 7 umfasst in einigen Ausführungsbeispielen ein Zentrum der Lissajous-Figur, welches geeignet ist, einen Bereich der Umgebung des resonanten Scansystems 1 abzutasten. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Scanbereich 7 andere Formen umfassen, welche dem Anwendungsgebiet des resonanten Scansystems vorteilhaft entsprechen.Sometimes the elliptical overlay figure is also called Lissajous figure (in the example of the 6 has no nodes). The overlay figure can describe a sequence with which different radiation angles are converted by the movement of the support element. The rectangular scan area 7 In some embodiments, a center of the Lissajous figure that is suitable includes an area of the surroundings of the resonant scanning system 1 scan. In other embodiments, the scan area 7 include other forms, which advantageously correspond to the field of application of the resonant scanning system.

7 zeigt schematisch den Scanbereich 7 des resonanten Scansystems 1 der 6, welcher durch Translation um einen Winkel d gegenüber der Ausgangsposition ausgerichtet wurde. Insbesondere entspricht die Ausrichtung der 7 einer translatorischen Bewegung ohne Rotation, welche durch das Anlegen einer DC-Gleichspannung, wie in 5 gezeigt, an einen der zwei Aktuatoren 3 des resonanten Scansystems der 1B erzielt wird. Ebenso ist es möglich, eine translatorische Ausrichtung in eine beliebige andere Richtung, beispielsweise durch eine Kombination von verschiedenen DC-Gleichspannungen an mehreren Aktuatoren 4 des resonanten Scansystems, vorzunehmen. 7 schematically shows the scan area 7 of the resonant scan system 1 the 6 , which has been aligned by translation at an angle d to the starting position. In particular, the orientation corresponds to the 7 a translational motion without rotation, which by applying a DC DC voltage, as in 5 shown to one of the two actuators 3 the resonant scan system of 1B is achieved. It is also possible, a translational alignment in any other direction, for example by a combination of different DC DC voltages to multiple actuators 4 of the resonant scanning system.

Eine Translation um den Winkel d kann z.B. bei Verwendung von zwei Biegepiezoaktuatoren 310, 320 pro Aktuator 4 dadurch erreicht werden, dass dieselbe Gleichspannung an beide Biegepiezoaktuatoren 310, 320 angelegt werden. Dadurch wird die Basis 141 verschoben; insbesondere werden beide Randbereiche 146-1, 146-2 in dieselbe Richtung gemäß der Verbiegung der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 bewegt. Dadurch wird die Translation des Spiegels 3 erreicht, und dadurch wiederum die Translation des Scanbereichs 7 um den Winkel d. Eine solche Translation könnte aber auch mit anderen Typen von Aktuatoren erreicht werden, z.B. mit magnetischen Aktuatoren.A translation by the angle d can eg when using two Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 per actuator 4 be achieved by the same DC voltage to both Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 be created. This will be the base 141 postponed; in particular, both edge areas 146-1 . 146-2 in the same direction according to the bending of the bending piezoactuators 310 . 320 emotional. This will cause the translation of the mirror 3 reached, and in turn the translation of the scan area 7 around the angle d. However, such a translation could also be achieved with other types of actuators, eg with magnetic actuators.

8 zeigt schematisch den Scanbereich 7 des resonanten Scansystems 1 der 6, welcher durch Rotation um einen Winkel α gegenüber der Ausgangsposition ausgerichtet wurde. 8th schematically shows the scan area 7 of the resonant scan system 1 the 6 which is rotated by an angle α aligned with the starting position.

Eine Rotation kann z.B. bei Verwendung von zwei Biegepiezoaktuatoren 310, 320 pro Aktuator 4 dadurch erreicht werden, dass eine unterschiedliche Gleichspannung an die beiden Biegepiezoaktuatoren 310, 320 angelegt wird. Dadurch wird die Basis 141 verkippt; insbesondere werden die beiden Randbereiche 146-1, 146-2 in unterschiedliche Richtungen oder jedenfalls unterschiedlich stark gemäß der Verbiegung der Biegepiezoaktuatoren 310, 320 bewegt. Durch wird eine Rotation des Spiegels 3 erreicht, und dadurch wiederum eine Rotation des Scanbereichs 7. Eine solche Rotation könnte aber auch mit anderen Typen von Aktuatoren erreicht werden, z.B. mit magnetischen Aktuatoren.A rotation can eg when using two Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 per actuator 4 be achieved in that a different DC voltage to the two Biegepiezoaktuatoren 310 . 320 is created. This will be the base 141 tilted; In particular, the two edge areas 146-1 . 146-2 in different directions or at least different degrees according to the bending of the bending piezoactuators 310 . 320 emotional. Through is a rotation of the mirror 3 reached, and in turn a rotation of the scan area 7 , However, such a rotation could also be achieved with other types of actuators, eg with magnetic actuators.

In der 8 ist der Scanbereich mittels der einen oder mehreren Gleichspannungen durch eine Rotation des Scanbereichs um einen vorbestimmten Winkel α ausgerichtet. Die Rotation entspricht einer Drehung des Scanbereichs gegenüber der Umgebung des Scanbereichs, wobei zumindest ein Punkt des Scanbereichs auf der Drehachse der Rotation liegt. Dadurch können Änderungen in der Umgebung des Scansystems, wie beispielsweise eine Änderung der Steigung einer Straße, oder ein geändertes Zentrum von Interesse, wie sie etwa beim Durchfahren einer Kurve mit einem Auto auftreten können, berücksichtigt werden.In the 8th is the scan area by means of the one or more DC voltages by a rotation of the scan area by a predetermined angle α aligned. The rotation corresponds to a rotation of the scan area relative to the surroundings of the scan area, wherein at least one point of the scan area lies on the rotation axis of the rotation. As a result, changes in the environment of the scanning system, such as a change in the slope of a road, or a changed center of interest, such as may occur when passing through a curve with a car, can be taken into account.

Die eine oder mehreren AC-Spannungen AC können unter Verwenden der einen oder mehreren Gleichspannungen DC bestimmt werden, oder können in einem anderen Ausführungsbeispiel unter Verwenden des Ausrichtungswerts d oder α bestimmt werden, beispielsweise können eine positive und/oder negative Amplitude der einen oder mehreren AC-Spannungen AC bestimmt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die eine oder mehreren Gleichspannungen DC unter Verwendung eines Steuerwerts gewählt werden, der beim Booten der Steuerung 5 aus einem nichtflüchtigen Speicher des Scansystems 1 geladen wird.The one or more AC voltages AC may be determined using the one or more DC voltages DC, or in another embodiment using the alignment value d or α For example, a positive and / or negative amplitude of the one or more AC voltages AC may be determined. In another embodiment, the one or more DC voltages DC may be selected using a control value that is at boot time of the controller 5 from a nonvolatile memory of the scanning system 1 is loaded.

9 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben eines resonanten Scansystems 1, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 9 shows a flowchart with steps for performing a method for Operating a resonant scanning system 1 , According to embodiments of the invention.

Das Verfahren beginnt in Schritt S10, und ist geeignet zum Betreiben eines Scansystems 1 für resonantes Scannen, welches ausgebildet ist, durch Umlenken von Licht 2 an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel 3 einen Scanbereich 7 in einer Umgebung des Scansystems 1 abzutasten, wobei jeder Spiegel 3 des mindestens einen Spiegels 3 ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators 4 in eine resonante Schwingung versetzt zu werden. In Schritt S20 wird bzw. werden eine oder mehrere AC-Spannungen an den mindestens einen Aktuator 4 abgegeben. In Schritt S30 wird bzw. werden eine oder mehrere Gleichspannungen an den mindestens einen Aktuator 4 abgegeben, welche den Scanbereich 7 gegenüber der Umgebung ausrichten. Das Verfahren endet in Schritt S60.The procedure begins in step S10 , and is suitable for operating a scanning system 1 for resonant scanning, which is formed by deflecting light 2 on at least one resonantly oscillating mirror 3 a scan area 7 in an environment of the scanning system 1 to scan, each mirror 3 of the at least one mirror 3 is designed to by means of an associated actuator 4 to be put into a resonant oscillation. In step S20 becomes or become one or more AC voltages to the at least one actuator 4 issued. In step S30 becomes or become one or more DC voltages to the at least one actuator 4 delivered, which the scan area 7 align with the environment. The procedure ends in step S60 ,

10 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten zur Durchführung eines Verfahrens zum Kalibrieren eines resonanten Scansystems 1, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 10 shows a flowchart with steps for performing a method for calibrating a resonant scanning system 1 , According to embodiments of the invention.

Das Verfahren beginnt in Schritt S10, und ist geeignet zum Kalibrieren eines Scansystems 1 für resonantes Scannen, welches ausgebildet ist, durch Umlenken von Licht 2 an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel 3 einen Scanbereich 7 in einer Umgebung des Scansystems 1 abzutasten, wobei jeder Spiegel 3 des mindestens einen Spiegels 3 ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators 4 in eine resonante Schwingung versetzt zu werden. In Schritt S40 wird eine Ausrichtung des Scanbereichs 7 relativ zur Umgebung des Scansystems 1 bestimmt, beispielsweise eine Position und/oder eine Orientierung. In Schritt S50 wird bzw. werden eine oder mehrere Gleichspannungen DC unter Verwenden der bestimmten Ausrichtung des Scanbereichs 7 bestimmt, wobei ein Anlegen der einen oder mehreren Gleichspannungen DC an den mindestens einen Aktuator 4 den Scanbereich 7 gegenüber der Umgebung des Scansystems 1 verschiebt. Das Verfahren endet in Schritt S60.The procedure begins in step S10 , and is suitable for calibrating a scanning system 1 for resonant scanning, which is formed by deflecting light 2 on at least one resonantly oscillating mirror 3 a scan area 7 in an environment of the scanning system 1 to scan, each mirror 3 of the at least one mirror 3 is designed to by means of an associated actuator 4 to be put into a resonant oscillation. In step S40 becomes an alignment of the scan area 7 relative to the environment of the scanning system 1 determines, for example, a position and / or an orientation. In step S50 become one or more DC DC voltages using the particular orientation of the scan area 7 determined, wherein applying the one or more DC voltages DC to the at least one actuator 4 the scan area 7 towards the environment of the scanning system 1 shifts. The procedure ends in step S60 ,

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die eine oder mehreren Gleichspannungen DC, aber auch die Wechselspannung AC, unter Verwendung eines Fahrzustands eines Fahrzeugs, in welchem das Scansystem 1 montiert ist, bestimmt werden. Dabei kann der Fahrzustand aus folgender Gruppe ausgewählt sein: eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs; eine Steigung einer Straße in der Umgebung des Fahrzeugs; ein dynamischen Mittelpunkts des Interesses in der Umgebung; ein Straßentyp; Innerortsverkehr oder Außerortsverkehr.In another embodiment, the one or more DC voltages DC, but also the AC voltage AC, using a driving state of a vehicle, in which the scanning system 1 is mounted, determined. In this case, the driving state can be selected from the following group: a speed of the vehicle; a slope of a road in the vicinity of the vehicle; a dynamic center of interest in the environment; a street type; In-town or out-of-town traffic.

Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.Of course, the features of the previously described aspects and embodiments of the invention may be combined. In particular, the features may be used not only in the described combinations but also in other combinations or per se, without departing from the scope of the invention.

Zusammenfassend wird ein Scansystem für resonantes Scannen bereitgestellt, welches ausgebildet ist, durch Umlenken von Licht an mindestens einem resonant schwingenden Spiegel einen Scanbereich in einer Umgebung des Scansystems abzutasten. Das resonante Scansystem umfasst mindestens einen Aktuator und mindestens einen Spiegel, wobei jeder Spiegel des mindestens einen Spiegels ausgebildet ist, um mittels eines zugehörigen Aktuators des mindestens einen Aktuators in eine resonante Schwingung versetzt zu werden. Eine Steuerung, welche ausgebildet ist, um eine oder mehrere AC-Spannungen an den mindestens einen Aktuator abzugeben, und um zusätzlich eine oder mehrere Gleichspannungen an den mindestens einen Aktuator abzugeben, richtet den Scanbereich gegenüber der Umgebung des Scansystems aus.In summary, a scanning system for resonant scanning is provided, which is designed to scan a scanning area in an environment of the scanning system by deflecting light on at least one resonantly oscillating mirror. The resonant scanning system comprises at least one actuator and at least one mirror, each mirror of the at least one mirror being designed to be set into resonant oscillation by means of an associated actuator of the at least one actuator. A controller configured to deliver one or more AC voltages to the at least one actuator, and additionally to deliver one or more DC voltages to the at least one actuator aligns the scan area with the environment of the scan system.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Position und/oder die Orientierung eines Scanbereichs bezüglich des Scansystems oder der Umgebung des resonanten Scansystems ausgerichtet werden, wie es im Betrieb oder bei einer Kalibrierung des Scansystems in der Fertigung oder nach einer Montage notwendig ist. Insbesondere können dadurch Änderungen in der Umgebung des Scansystems, wie beispielsweise eine Änderung der Steigung einer Straße, oder ein geändertes Zentrum von Interesse, wie sie etwa beim Durchfahren einer Kurve mit einem Auto auftreten können, im Betrieb des resonanten Scansystems berücksichtigt werden. Zudem können bei der Ausrichtung des Scanbereichs zeitveränderliche Materialeigenschaften des resonanten Scansystems vorteilhaft berücksichtigt werden, wodurch sich eine verlängerte Lebensdauer des Scansystems ergibt.By means of the method according to the invention, the position and / or the orientation of a scan area can be aligned with respect to the scanning system or the surroundings of the resonant scanning system, as is necessary during operation or during calibration of the scanning system in production or after assembly. In particular, changes in the environment of the scanning system, such as a change in the slope of a road, or a changed center of interest, such as may occur when driving through a curve with an automobile, can be taken into account in the operation of the resonant scanning system. In addition, in the alignment of the scanning range time-varying material properties of the resonant scanning system can be advantageously taken into account, resulting in a prolonged life of the scanning system.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102017002235 [0039]
DE 102017002866 [0039]
DE 102017002870 [0039]

Claims

Scanning system (1) for resonant scanning, which is designed to scan a scanning region (7) in an environment of the scanning system (1) by deflecting light (2) on at least one resonantly oscillating mirror (3) in an environment of the scanning system (1), comprising: at least one actuator (4), - At least one mirror (3), wherein each mirror (3) of the at least one mirror (3) is formed to be offset by means of an associated actuator (4) of the at least one actuator (4) in a resonant oscillation; and - A controller (5) which is adapted to deliver one or more AC voltages (AC) to the at least one actuator (4), and in addition to deliver one or more direct voltages (DC) to the at least one actuator (4) which align the scanning area (7) with the surroundings of the scanning system (1).

A scanning system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the controller (5) is adapted to offset the scan area (7) by the one or more DC voltages by translating the scan area (7) by a predetermined angle (d) the environment of the scanning system (1).

Scanning system (1) according to one of the preceding claims, wherein the controller (5) is designed to align the scan area (7) by means of the one or more direct voltages (DC) by a rotation of the scan area (7) by a predetermined angle (a) ,

A scanning system (1) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the controller (5) is arranged to select the one or more DC voltages using a control value obtained when booting the controller (5) from a nonvolatile memory of the scanning system (5). 1) is loaded.

A scanning system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the controller (5) is arranged to determine the one or more AC voltages (AC) using the one or more DC voltages, for example a positive and / or negative Amplitude of one or more AC voltages (AC).

A scanning system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the controller (5) is arranged to determine the one or more DC voltages using a driving state of a vehicle in which the scanning system (1) is mounted.

Scan system (1) after Claim 6 wherein the driving condition is selected from the group consisting of: a speed of the vehicle; a slope of a road in the vicinity of the vehicle; a dynamic center of interest in the environment; a street type; In-town or out-of-town traffic.

A method of operating a scanning system (1) for resonant scanning, which is designed to scan a scanning area (7) in an environment of the scanning system (1) by deflecting light (2) on at least one resonantly oscillating mirror (3), wherein each mirror (3) of the at least one mirror (3) is designed to be resonantly oscillated by means of an associated actuator (4), comprising the following steps: - Delivering one or more AC voltages (AC) to the at least one actuator (4), and - Dispensing of one or more DC voltages (DC) to the at least one actuator (4), which align the scan area (7) relative to the environment.

Method for calibrating a scanning system (1) for resonant scanning, which is designed to scan a scanning area (7) in an environment of the scanning system (1) by deflecting light (2) on at least one resonantly oscillating mirror (3), each mirror (3) of the at least one mirror (3) is designed to be resonantly oscillated by means of an associated actuator (4), comprising the following steps: Determining an orientation of the scanning area (7) relative to the surroundings of the scanning system (1), for example a position and / or an orientation; and - determining one or more DC voltages using the particular orientation of the scan area (7); wherein application of the one or more direct voltages (DC) to the at least one actuator (4) aligns the scan area (7) with the environment of the scanning system (1).

Method according to Claim 9 wherein the orientation of the scanning area (7) relative to a housing of the scanning system (1) is determined.

Method according to Claim 9 or 10 wherein the orientation of the scan area (7) is determined in a backend manufacturing process of the scanning system (1).

Method according to one of Claims 9 to 11 , further comprising: Storing a control value indicative of the one or more DC voltages in a nonvolatile memory of the scanning system (1).

Method according to one of Claims 8 to 12 , wherein the scanning system (1) further according to the characteristics of one of Claims 1 to 7 is trained.

A vehicle comprising at least one resonant scanning system (1) according to any one of Claims 1 to 7 ,