Kleine Lautsprecher - große Wirkung

Miniaturisierte Lautsprecher werden heute in sehr vielen Branchen und Produkten, wie z. B. in mobilen Geräten (Smartphones), In-Ear-Kopfhörern, Hearables und Hörgeräten eingesetzt.

Frau mit Kopfhörern
© Nikita - Adobe Stock

Jedoch ist die Herstellung qualitativ hochwertiger Lautsprecher bisher sehr aufwändig und vergleichsweise teuer. Die Produktion erfolgt typischerweise feinwerktechnisch in Serienfertigung mit zum Teil hohem manuellen Anteil. Auch ist der Aufwand die miniaturisierten Lautsprecher in elektronische Geräte einzubauen sehr hoch.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme hat an seinen Standorten Dresden und Cottbus nun im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme  „Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung – VIP+" eine innovative Technologie entwickelt, die zahlreiche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Membran-basierten Lautsprecherlösungen hat. Anstelle klassischer Membranen werden neuartige, siliziumbasierte elektrostatische Biegeaktoren verwendet. Diese Biegeaktoren sind mikroskopische Balken die sich durch ein Audiosignal verformen und so Schall abstrahlen. Die Siliziumtechnologie ermöglicht eine wesentlich kostengünstigere Herstellung der Mikrolautsprecher als bisher, aufgrund starker Parallelisierung von Bearbeitungsprozessen. Des Weiteren ermöglicht der neue Ansatz eine starke Miniaturisierung und die Integration mit elektronischen Schaltkreisen kann mit deutlich geringerer Komplexität erfolgen. Dr. Bert Kaiser, Projektleiter des VIP+ Vorhabens „MEMSound“, erläutert dazu: „Mit den elektrostatischen Biegeaktoren wird das neue Lautsprecherprinzip erst möglich. Die großen Gestaltungsfreiheiten ermöglichen hohe Lautstärken bei gleichzeitig herausragendem Klang bis hinunter zu tiefen Frequenzen. Die fast einzig aus Silizium bestehenden Bauelemente können in Hörgeräten, Hearables und In-Ear-Kopfhörern zum Einsatz kommen und so einen besonders breiten Querschnitt der Gesellschaft erreichen.“

Das Projekt wurde am 31.07.2018 erfolgreich abgeschlossen. Derzeit bereiten die Wissenschaftler des Fraunhofer IPMS eine Ausgründung zur Verwertung der neuartigen Mikrolautsprecher mit Start Anfang 2020 vor.

Weitere Informationen

Website des Fraunhofer IPMS