Hoparlör teknolojisi — kulak içi kulaklıklar için enerji tasarruflu mikro hoparlörler

Başlangıçta sadece hareket halindeyken telefon görüşmesi yapmamızı sağlayan cep telefonu, şimdi banka şubesini, alışveriş merkezini, müzik sistemini, navigasyon sistemini, televizyonu ve çok daha fazlasını bir araya getiriyor. Ve teknolojik gelişme devam ediyor: Gelecekte doğrudan internet arayüzüne sahip akıllı kulak içi kulaklıklar akıllı telefonların yerini alabilir. Bunun için temel gereksinimler minimum enerji tüketimi ve düşük inşaat hacmi, yüksek ses basıncında düşük güç tüketimi ve düşük üretim maliyetleridir. Mikroelektromekanik sistemler veya kısaca MEMS bu amaç için idealdir. Ancak şimdiye kadar, bu tür kulak içi kulaklıkların kalbi eksikti: uygun hoparlör teknolojisi. Halihazırda piyasada bulunan teknolojiler, minyatürleştirme derecesi nedeniyle, bu tür zorlu uygulamalar için henüz uygun değildir.

Mikro hoparlör — ilk kez işlevsel ve ekonomik

Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems (IPMS) araştırmacıları şimdi akıllı bir kulak içi kulaklığa doğru önemli bir adım attılar ve onun eksik kalbini geliştirdiler: mikroelektronik teknolojileri kullanılarak üretilebilen ve pazarın ihtiyaç duyduğu 120 desibel yüksekliğe yüksek ses olmadan ulaşabilen mini hoparlörler. güç tüketimi. Fraunhofer IPMS'den Dr. Bert Kaiser ve Dr. Sergiu Langa ve Bosch Sensortec GmbH'den Holger Conrad, geliştirmelerinden dolayı Joseph von Fraunhofer Ödülü'nü alıyorlar.

Tasarım ve sürücü teknolojisine yeni yaklaşımlar

Mini hoparlörlerin geliştirilmesi, iki yeni bilimsel yaklaşım sayesinde başarılı oldu: Bir yandan, her zamanki gibi dikey olarak bükülebilir bir diyaframa dayanmayan, ancak ses kaydırma elemanlarının dikey olarak yerleştirildiği tamamen yeni bir hoparlör tasarımı bir silikon çipte. Öte yandan, bu elemanlar için yeni bir tahrik teknolojisi olan nano e-drive aktüatörleri, ses üretimini ilk etapta mümkün kılıyor. Her iki yenilik de birbirinden pek ayrılamaz. Bert Kaiser, "Elektrostatik bir kaldıraç olan aktüatörle temel bir sorunu çözdük: Onunla çok büyük sapmalar ve dolayısıyla yüksek hacimler uygulayabilirsiniz" diyor. Bir voltaj uygularsanız, kol hareket eder - elektrostatik bir kas gibi. Bu şekilde araştırmacılar, küçük boşluk mesafeleriyle büyük hareketler elde edebildiler. Tezinde, Bert Kaiser, özellikle verimli ve büyük sapmalarla hareket etmek için bu kolun tam olarak nasıl görünmesi gerektiğini araştırdı. Araştırmacılar çipin kenarına çok sayıda kaldıraç yerleştirdiler. Kaldıraçlar, ancak daha önce olduğu gibi yüzeyde değil, çipin hacminde sanal bir hoparlör zarı oluşturur. Kaldıraçlar bir voltaja tepki olarak hareket ettiğinde, bir çıkış açıklığı yoluyla çipteki havanın hacmini zorlar ve böylece ses üretirler. Bu fikir, Fraunhofer IPMS'nin enstitü müdürü Prof. Harald Schenk ile de yapılan çok sayıda tartışmadan doğdu. eskisi gibi yüzeyde değil, çipin hacminde. Kaldıraçlar bir voltaja tepki olarak hareket ettiğinde, bir çıkış açıklığı yoluyla çipteki havanın hacmini zorlar ve böylece ses üretirler. Bu fikir, Fraunhofer IPMS'nin enstitü müdürü Prof. Harald Schenk ile de yapılan çok sayıda tartışmadan doğdu. eskisi gibi yüzeyde değil, çipin hacminde. Kaldıraçlar bir voltaja tepki olarak hareket ettiğinde, bir çıkış açıklığı yoluyla çipteki havanın hacmini zorlar ve böylece ses üretirler. Bu fikir, Fraunhofer IPMS'nin enstitü müdürü Prof. Harald Schenk ile de yapılan çok sayıda tartışmadan doğdu.

Arioso Systems GmbH, hoparlörleri pazarlamak için 2019 yılında Fraunhofer IPMS'nin bir yan ürünü ve Brandenburg Teknoloji Üniversitesi Cottbus-Senftenberg'deki araştırma çalışması olarak kuruldu. Dr. Hermann Schenk, Fraunhofer IPMS'de geçirdiği süre boyunca ve daha sonra şirketin genel müdürü olarak hem teknoloji hem de modelleme açısından bu başarıya önemli katkılarda bulundu. Arioso Systems GmbH, küresel kitle pazarı için MEMS hoparlör teknolojisine dayalı son teknoloji ürünler geliştirmek amacıyla 2022 yazında Bosch Sensortec GmbH tarafından satın alındı.

Yazar: 

Anne-Julie Maurer