{"id":322103,"date":"2021-12-03T12:03:58","date_gmt":"2021-12-03T11:03:58","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=322103"},"modified":"2021-12-03T12:03:58","modified_gmt":"2021-12-03T11:03:58","slug":"mems-mikrolautsprecher-fuer-die-zukunft-des-mobilen-internets","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/mems-mikrolautsprecher-fuer-die-zukunft-des-mobilen-internets\/","title":{"rendered":"MEMS-Mikrolautsprecher f\u00fcr die Zukunft des mobilen Internets"},"content":{"rendered":"\n

Sie sind bis zu zehnmal kleiner als herk\u00f6mmliche Mikrolautsprecher und bestehen zu 100 Prozent aus Silizium \u2013 die Microspeaker f\u00fcr drahtlose In-Ear-Kopfh\u00f6rer der Arioso Systems GmbH, einer Ausgr\u00fcndung des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Photonische Mikrosysteme IPMS. Die energieeffizienten MEMS-Speaker, die derzeit als Prototyp vorliegen, k\u00f6nnten k\u00fcnftig dazu beitragen, den Funktionsumfang von miniaturisierten Kopfh\u00f6rern zu erweitern, etwa um Instant-\u00dcbersetzung und Gesundheits\u00fcberwachung. M\u00f6glich macht es ein neuartiges Schallwandlerprinzip, das auf die Membran, das zentrale Element eines herk\u00f6mmlichen Lautsprechers, verzichtet, so die Fraunhofer-Gesellschaft in einer Pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Drahtlose In-Ear-Kopfh\u00f6rer liegen im Trend und sind der perfekte Begleiter f\u00fcr unterwegs. Sie sind aber noch vergleichsweise gro\u00df, und viele Komponenten in diesen Ger\u00e4ten entladen den Akku schnell, was Internet-Konnektivit\u00e4t, Bezahlfunktionen und andere smarte Funktionalit\u00e4t einschr\u00e4nkt. Neue intelligente Funktionen ben\u00f6tigen viel Rechenleistung und somit Platz und Strom. Bisherige Lautsprecher sind zu gro\u00df, die sperrigsten Komponenten neuerer kabelloser Ohrh\u00f6rer sind der Akku und der Mikrolautsprecher. Die gerade einmal 10-20 mm2<\/sup> kleinen Mikrolautsprecher der Arioso Systems GmbH hingegen eignen sich sehr gut f\u00fcr zuk\u00fcnftige Anwendungen in Hearables wie Simultan-\u00dcbersetzung, Bezahlfunktionen und weitere sprachbasierte Internetdienstleistungen. Das Dresdner Spin-off wurde 2019 aus dem Fraunhofer IPMS ausgegr\u00fcndet und z\u00e4hlt inzwischen zw\u00f6lf Mitarbeiter.<\/p>\n\n\n\n

Schall wird im Innern des Silizium-Chips erzeugt<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Anders als herk\u00f6mmliche Lautsprecher und auch die wenigen anderen existierenden MEMS-Lautsprecher besitzen die winzigen MEMS-Speaker (Micro Electro Mechanical Systems) von Arioso Systems keine Membran oder Magnete mehr, vielmehr sind sie zu hundert Prozent aus Silizium geformt. Sie lassen sich mit \u00fcblichen CMOS-Verfahren (Complementary Metal Oxid Semiconductor) kosteng\u00fcnstig in Gro\u00dfserie produzieren, sind also leicht f\u00fcr den Massenmarkt skalierbar \u2013 ein Vorteil gegen\u00fcber Konkurrenztechnologien, die bisher Piezo-Materialien verwenden, was die Produktion komplizierter und teurer macht.<\/p>\n\n\n\n

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Die Speaker nutzen ein neues, leistungseffizientes Schallwandlerprinzip. Dieses basiert auf der NED-Technologie (Nanoscopic Electrostativ Drive), die von Holger Conrad, damals noch Wissenschaftler am Fraunhofer IPMS und Gr\u00fcndungsmitglied der Arioso Systems GmbH, entwickelt wurde. Der neue MEMS-Schallwandler besitzt keine Membran wie herk\u00f6mmliche Lautsprecher. Sie wird durch eine Vielzahl von 20 \u03bcm d\u00fcnnen Biegebalken im Volumen des Siliziumchips ersetzt. Durch \u00d6ffnungen an der Ober- und Unterseite des Chips entweicht Luft aus den Kammern und str\u00f6mt in die Kammern nach, in denen sich elektrostatische Aktoren bewegen. Durch Anlegen einer Audiosignalspannung werden diese NED-Aktoren zum Schwingen angeregt, die Schwingungen werden als Schall h\u00f6rbar. <\/p>\n\n\n\n

“Die Biegebalken in Lamellenform bewegen sich aufeinander zu und dr\u00fccken die Luft nach oben und unten hinaus, wodurch im Ohr Druckschwankungen entstehen, die h\u00f6rbar sind. Das Trommelfell wird im Prinzip wie mit einer Luftpumpe direkt bewegt”, erl\u00e4utert Arioso-CFO Dr. Jan Blochwitz-Nimoth.<\/p>\n\n\n\n

Da die Komponenten direkt im Siliziumchip integriert werden k\u00f6nnen, nehmen sie nur wenig Fl\u00e4che ein und sind wesentlich energieeffizienter als herk\u00f6mmliche Lautsprecher. Die Batterie wird weniger belastet, die Akkulaufzeit l\u00e4sst sich um mehrere Stunden verl\u00e4ngern. <\/p>\n\n\n\n

“Der Schall wird im Inneren des Siliziumchips erzeugt. Der Verzicht auf \u00e4u\u00dfere bewegliche Teile wie eine Membran schafft Platz \u2013 und in der Produktion entfallen zus\u00e4tzliche Montageschritte”, betont Arioso-CEO Dr. Hermann Schenk ein Alleinstellungsmerkmal des MEMS-Lautsprechers. “Die d\u00fcnnen Lamellen im Inneren des Chips werden durch Anlegen einer elektrischen Spannung bewegt. So entsteht bei einer Gr\u00f6\u00dfe von nur 10 mm\u00b2 ein Schalldruckpegel von etwa 120 dB bei bester Soundqualit\u00e4t.”<\/p>\n\n\n\n

Alexa im Ohr<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Durch den hohen Miniaturisierungsgrad und die Energieeffizienz der MEMS-Lautsprecher kann der so gewonnene Raum in den drahtlosen Kopfh\u00f6rern in Zukunft f\u00fcr weitere Internetanwendungen wie Bezahldienste oder Instant-\u00dcbersetzungen genutzt werden. Auch die \u00dcberwachung von K\u00f6rperfunktionen ist m\u00f6glich \u2013 und das sprachgesteuert, ohne dass der Anwender aufs Smartphone schauen muss. Mit ihrer Entwicklung adressiert die Arioso Systems GmbH daher insbesondere gro\u00dfe OEMs und Internetdienstleister. Auch f\u00fcr den Einsatz in H\u00f6rger\u00e4ten eignet sich das neuartige Schallwandlerprinzip.<\/p>\n\n\n\n

Die Seed-Fr\u00fchfinanzierungrunde ist abgeschlossen. 2,6 Mio. Euro hat das Spin-off bisher von Investoren erhalten. Innerhalb der n\u00e4chsten zwei bis drei Jahre sollen die MEMS-Mikrolautsprecher, die als Prototyp vorliegen, vom Labor- in den Technikumsma\u00dfstab hochskaliert werden. Arioso Systems startet gerade Gespr\u00e4che mit Investoren f\u00fcr die n\u00e4chste Finanzierungsrunde, die ca. 10 Mio. Euro Risikokapital einwerben soll. \u00bbWir besitzen die exklusiven Vermarktungsrechte an der NED-Technologie des Fraunhofer IPMS. In den kommenden Jahren streben wir die Marktf\u00fchrerschaft in der MEMS-Lautsprechertechnologie f\u00fcr die mobile Audiowelt an\u00ab, beschreibt Dr. Hermann Schenk das ehrgeizige Unternehmensziel.<\/p>\n\n\n\n

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