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Konkurrenz für klassische Kopfhörer-Lautsprecher durch Fraunhofer-Neuentwicklung

Die Fraunhofer-Institute für Digitale Medientechnologie IDMT und für Siliziumtechnologie ISIT präsentieren ersten mobilen In-Ear-Kopfhörer mit Chip-Lautsprechern.

In-Ear-Lautsprecher mit MEMS-Lautsprecher-Technologie. Foto: Fraunhofer IDMT

Zur 45. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Akustik (DAGA), vom 18. bis 21. März in Rostock, präsentierte das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT Ilmenau gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT Itzehoe die erste batteriebetriebene Version eines In-Ear-Kopfhörers mit MEMS-Lautsprechertechnologie. Dank dieses Entwicklungserfolgs sind die Kopfhörer nun mobil einsetzbar.

Vor einem Jahr wurde auf der DAGA in München der erste Prototyp eines leistungsstarken und vollständig integrierten In-Ear-Kopfhörers mit MEMS-Lautsprechertechnologie vorgestellt. Neben der Entwicklung einer batteriebetriebenen Variante wurde außerdem der Klang auch bei hohen Lautstärken optimiert. Zur DAGA in Rostock konnten die Fachbesucher die mobilen Kopfhörer erleben und sich über die aktuellen Entwicklungen hinsichtlich Bauweise und Ansteuerung von MEMS-Lautsprechern informieren. MEMS steht für mikroelektromechanische Systeme und verbindet klassische Halbleitertechnik mit Miniaturmechanik im Mikrometer-Bereich.

Bei einer aktuellen Baugröße von vier mal vier Millimetern decken die Miniaturlautsprecher als Ein-Wege-System den kompletten Frequenzbereich von 20 Hertz bis 20 Kilohertz ab und erzielen bei der In-Ohr-Anwendung einen Schalldruckpegel von beachtlichen 110 Dezibel. „Die Intelligenz liegt in der Ansteuerung der winzig kleinen elektroakustischen Systeme“, erklärt Dr. Daniel Beer, Gruppenleiter Electroacoustics am IDMT: „Wir haben intensiv an der Optimierung der Klangeigenschaften gearbeitet. Und die erzielten Erfolge geben uns Recht: MEMS-Lautsprecher sind eine ernste Konkurrenz zu klassischen Lautsprechersystemen im Kopfhörerbereich“. Die Vorteile der kleinen chipbasierten Lautsprecher: sie können einfach und kosteneffizient wie Computer-Chips aus Silizium hergestellt und auf kleinstem Raum integriert werden. Das macht sie auch attraktiv für den Einsatz in Hörgeräten, Hearables und Smartphones.

Der nächste Entwicklungsschritt der Fraunhofer-Forscher ist die Verbindung der Ansteuerungselektronik und des MEMS-Lautsprecherchips in einer kompakten Baugruppe.