MEMS basierte Kopfhörer

Drahtlose Kopfhörer mit MEMS Lautsprechern für das Internet of Voice

Ausschnitt geöffneter Chip eines MEMS Mikrolautsprecher Bauelementes mit parallel angeordneten Aktor-Paaren
© Fraunhofer IPMS

Ausschnitt geöffneter Chip eines MEMS Mikrolautsprecher Bauelementes mit parallel angeordneten Aktor-Paaren

MEMS Chip mit drei Mikrolautsprecher Bauelementen auf Trägerplatine zur Ansteuerung
© Fraunhofer IPMS

MEMS Chip mit drei Mikrolautsprecher Bauelementen auf Trägerplatine zur Ansteuerung

Sprachbasierte Internetdienstleistungen werden von vielen Nutzern immer öfter als zentraler Bestandteil künftiger Datenverarbeitung akzeptiert. Beispielsweise im Auto, im Smartphone und im Wohnzimmer. Gleichermaßen richten renommierte Hardware- und Content-Anbieter ihr Geschäft auf solche Produkte, die auch in internetfähigen mobilen Endgeräten direkt im Ohr getragen zum Einsatz kommen. Heute sind zahlreiche sprachbasierte Dienste verfügbar. Beispiele sind Simultanübersetzer, Bezahldienste und Marketinglösungen[1]. Die Vision eines dauerhaft im Ohr getragenen Internet-of-Voice nimmt somit Gestalt an. Die dafür prädestinierten Hearables beanspruchen immer mehr das Erbe der Smartphones anzutreten und emanzipieren sich vom weniger smarten Bluetooth Headsets.

Hearables enthalten zukünftig nicht nur Audiotechnologien, sondern darüber hinaus auch leistungsfähige Prozessoren zur Datenverarbeitung und sind über Funkschnittstellen direkt mit dem Internet verbunden. Ähnlich zu den GPU für Smartphone-Displays werden somit (neben den Funkschnittstellen) die Prozessoren den Energiebedarf der zukünftigen Hearables und somit deren Laufzeit dominieren. Da der Platz und somit die Kapazität des Akkus im Ohr sehr begrenzt ist, müssen dadurch alle anderen Komponenten mit sehr geringem Energiebudget auskommen um eine ausreichende Laufzeit zu ermöglichen.

Für eine zentrale Kernkomponente der Hearables - dem Im-Ohr-Lautsprecher – hat das Fraunhofer IPMS ein neues, leistungseffizientes Schallwandlerprinzip entwickelt und im Fachblatt Nature Microsystems and Nanoengineering vorgestellt. Durch die Veröffentlichung der wissenschaftlichen Erkenntnisse sind sich Fachleute über die Neuheit und Bedeutung einig. Damit wird der innovative Ansatz einem breiten Fachpublikum zugänglich.

Seit dem Einreichen der Arbeit beim Journal zu Beginn des Jahres sind die Arbeiten intensiv fortgesetzt worden. Die nachfolgende verbesserte Generation MEMS Lautsprecher befindet sich bereits im Labor. Neben weiter verbesserter Linearität und höherem Schalldruck konnte auch die Ansteuerspannung und somit die Leistungsaufnahme weiter abgesenkt werden.

Zusätzlich zur weiteren Steigerung der Kennwerte rückt nun auch die Integration insbesondere mit der Ansteuerungselektronik zunehmend in den Fokus der Arbeiten am IPMS.

Freuen Sie sich auf weitere Nachrichten für die Innovationen von morgen und kontaktieren sie uns gern!

MEMS Technologie für Kopfhörer

Datenschutz und Datenverarbeitung

Wir setzen zum Einbinden von Videos den Anbieter YouTube ein. Wie die meisten Websites verwendet YouTube Cookies, um Informationen über die Besucher ihrer Internetseite zu sammeln. Wenn Sie das Video starten, könnte dies Datenverarbeitungsvorgänge auslösen. Darauf haben wir keinen Einfluss. Weitere Informationen über Datenschutz bei YouTube finden Sie in deren Datenschutzerklärung unter: http://www.youtube.com/t/privacy_at_youtube

MEMS based headphones

Kaiser et al. in Nature Microsystems & Nanoengineering (2019)

Veröffentlichung

Concept and proof for an all-silicon MEMS microspeaker utilizing air chambers

Patent

Mems transducer for interacting with a volume flow of a fluid.

Pressemitteilung

Fraunhofer und BTU Cottbus Senftenberg präsentieren erstmals MEMS Lautsprecher ohne Membran im Fachblatt Nature Microsystems and Nanoengineering