7. Juni 2018, 14:44 Uhr | Lesezeit: 3 Minuten
High-End-Lautsprecher können raumfüllend groß sein und selbst Kopfhörer brauchen ein gewisses Volumen, um guten Klang zu erzeugen. Jetzt hat das Fraunhofer Institut einen Lautsprecher vorgestellt, der so winzig ist wie ein Mikrochip und trotzdem vollen Klang bieten soll. Kann das sein?
Wenn man an Lautsprecher oder Kopfhörer denkt, hat man oft schwingende Membranen vor Augen. Dabei galt immer: je größer, desto besser. Vor allem im Bassbereich braucht man eine große Membranfläche, um viel Luft zu bewegen und so die tiefsten Töne zu übertragen. Was die Fraunhofer-Institute für Digitale Medientechnologie (IDMT) und Siliziumtechnologie (ISIT) vor Kurzem vorgestellt haben, ist im Audiobereich geradezu revolutionär: Ein Lautsprecher, der so winzig ist wie ein Mikrochip. Obwohl er nur vier mal vier Millimeter groß ist, soll er nahezu den gesamten von Menschen hörbaren Bereich von 20 Hertz bis 20 Kilohertz übertragen.
Wie ist solch ein winziger Lautsprecher möglich?
Das Geheimnis heißt MEMS. Es ist die Abkürzung für „mikroelektromechanische Systeme“, wobei klassische Halbleitertechnik (wie bei Computerchips) mit Miniaturmechanik (wie bei Tintenstrahldruckern) miteinander kombiniert werden. Oder wie es das Fraunhofer IDMT genauer erklärt: „Piezoelektrische Dünnschichten werden als aktive Elemente verwendet, die sich beim Anlegen von elektrischer Spannung verformen. Diese mechanische Auslenkung verdrängt die umgebende Luft und erzeugt so Schallwellen.“
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Wo kommt der Miniatur-Lautsprecher zum Einsatz?
Die Haupteinsatzgebiet für den Winzling liegen in mobilen Bereichen, also bei Kopfhörern, Headsets, Hörgeräten und anderen Wearables. „Trotz der geringen Größe überzeugen die MEMS-Lautsprecher durch eine hohe Wiedergabetreue und einen geringen Energieverbrauch, was vor allem bei batteriebetriebenen Geräten von hoher Relevanz ist“, erklärt Fabian Stoppel als verantwortlicher am Fraunhofer ISIT.
Was sind die Vorteile gegenüber üblicher Technologie?
Zusammengefasst bietet der Mikrochip-Lautsprecher geringeren Platzbedarf sowie eine kostengünstige Fertigung aus Siliziumbasis. Auch der Wirkungsgrad ist enorm und erlaubt laut dem Institut einen In-Ohr-Schalldruckpegel von 110 Dezibel, was der Lautstärke in einer Diskothek entspricht. Das ist zwar eindrucksvoll, aber nicht gerade gesund.
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Das Ende der Fahnenstange ist noch lange nicht erreicht: Derzeit arbeitet man an einer weiteren Miniaturisierung, Klangoptimierung (um auch HD-Audio-Kriterien zu erreichen) sowie einer Steigerung der Energieeffizienz des Mini-Lautsprechers. Wir dürfen also gespannt sein, in welchen Geräten er in Zukunft tatsächlich zum Einsatz kommt und vor allem wie der Klang sein wird.
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