DE102014112784A1 - Lautsprecheranordnung - Google Patents

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Andrea Rusconi Clerici
Ferruccio Bottoni
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USound GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung (1) für mehrere MEMS-Lautsprecher (5) zum Erzeugen von Schallwellen im hörbaren Wellenlängenspektrum mit einem Gehäuse (2), das einen Schallleithohlraum (3) und zumindest eine Schallaustrittsöffnung (4) aufweist, zumindest zwei MEMS-Lautsprechern (5), die zueinander gegenüberliegend und voneinander durch den Schallleithohlraum (3) beabstandet im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet sind und jeweils im Bereich ihrer voneinander abgewandten Seite eine Kavität (6) aufweisen. Erfindungsgemäß umfasst die Lautsprecheranordnung (1) eine Abschirmwand (7) zum akustischen Entkoppeln der beiden MEMS-Lautsprecher (5) voneinander, die im Inneren des Gehäuses (2) derart zwischen den beiden MEMS-Lautsprechern (5) angeordnet ist, dass der Schallleithohlraum (3) in einen jeweils einem der beiden MEMS-Lautsprecher (5) zugeordneten ersten und zweiten Hohlraumbereich (8, 9) unterteilt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lautsprecheranordnung für mehrere MEMS-Lautsprecher zum Erzeugen von Schallwellen im hörbaren Wellenlängenspektrum. Die Lautsprecheranordnung umfasst ein Gehäuse, das einen Schallleithohlraum und zumindest eine Schallaustrittsöffnung aufweist, und zumindest zwei MEMS-Lautsprecher, die zueinander gegenüberliegend und voneinander beabstandet im Inneren des Gehäuses angeordnet sind und jeweils im Bereich ihrer voneinander abgewandten Seite eine Kavität aufweisen.
  • Die Bezeichnung MEMS steht für mikroelektromechanische Systeme. Aus der US 2012/0039499 A1 ist eine Mikrofonanordnung mit einem ersten und einem zweiten Wandler bekannt, wobei sich diese gegenüberliegen und ein gemeinsames Volumen haben. Bei einer derartigen Bauweise können sich die Schallwellen der Wandler gegenseitig beeinflussen, was negative Auswirkungen auf die Qualität des Systems haben kann, so dass diese herstellungstechnisch gute MEMS-Anordnung für Lautsprecheranwendungen ungeeignet ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine einfach herzustellende Lautsprecheranordnung mit guter Klangqualität zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Lautsprecheranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Vorgeschlagen wird eine Lautsprecheranordnung für MEMS-Lautsprecher zum Erzeugen von Schallwellen im hörbaren Wellenspektrum. Die Lautsprecheranordnung weist ein Gehäuse und zumindest zwei MEMS-Lautsprecher auf. Das Gehäuse weist einen Schallleithohlraum und zumindest eine Schallaustrittsöffnung auf. Die zwei MEMS-Lautsprecher sind zueinander gegenüberliegend und voneinander durch den Schallleithohlraum beabstandet im Inneren des Gehäuses angeordnet. Im Bereich ihrer voneinander abgewandten Seite weisen die MEMS-Lautsprecher jeweils eine Kavität auf. Unter der Begrifflichkeit „Kavität“ ist ein Hohlraum zu verstehen, mittels dem der Schalldruck der MEMS-Lautsprecher verstärkt werden kann. Die Lautsprecheranordnung umfasst eine Abschirmwand zum akustischen Entkoppeln der beiden MEMS-Lautsprecher voneinander. Die Abschirmwand ist im Inneren des Gehäuses derart zwischen den beiden MEMS-Lautsprechern angeordnet, dass der Schallleithohlraum in einen jeweils einem der beiden MEMS-Lautsprecher zugeordneten ersten und zweiten Hohlraumbereich unterteilt ist. Die von den MEMS-Lautsprechern ausgehenden Schallwellen treffen auf die Abschirmwand und werden von dieser reflektiert. Die in einen der beiden Hohlraumbereiche eingebrachten Schallwellen können somit nicht bis zum jeweils anderen MEMS-Lautsprecher, insbesondere in den jeweils anderen Hohlraumbereich, vordringen. Die beiden einander zugewandten MEMS-Lautsprecher sind somit voneinander akustisch entkoppelt. Die Schallwellen der beiden MEMS-Lautsprecher können somit die akustische Qualität des jeweils gegenüberliegenden MEMS-Lautsprechers nicht negativ beeinflussen. Über den jeweils zugeordneten ersten oder zweiten Hohlraumbereich werden die Schallwellen in Richtung der Schallaustrittsöffnung geleitet und können durch diese aus dem Gehäuse austreten.
  • Von Vorteil ist es, wenn sich die Abschirmwand in einer Seitenansicht der Lautsprecheranordnung von einer ersten Seiteninnenfläche des Schallleithohlraums ausgehend zumindest bis über die beiden MEMS-Lautsprecher hinweg und/oder zu diesen parallel in den Schallleithohlraum hineinerstreckt. Die erste Seiteninnenfläche liegt dabei insbesondere der Schallaustrittsöffnung gegenüber. Um eine akustische Entkopplung der beiden MEMS-Lautsprecher voneinander zu bewirken, müssen die Schallwellen voneinander abgeschirmt werden. Die Abschirmwand muss sich daher zumindest über die volle Länge und Breite der MEMS-Lautsprecher erstrecken, um zumindest ein direktes Auftreffen des fremden Schalls vermeiden zu können.
  • Die Abschirmwand ist in ihrem Randbereich vorteilhafterweise unmittelbar und/oder akustisch abdichtend an der Innenfläche des Schallleithohlraums angeordnet. Dabei ist im Wesentlichen der gesamte Umfang der Abschirmwand unmittelbar daran angeordnet. Um die Schallwellen der beiden MEMS-Lautsprecher voneinander abzuschirmen, insbesondere akustisch zu entkoppeln, muss die Abschirmwand derart ausgebildet sein, dass die Schallwellen diese nicht unerwünscht umlaufen können.
  • Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn das Gehäuse einen Schallleitkanal umfasst, mittels dem die über den jeweiligen MEMS-Lautsprecher einbringbaren Schallwellen der beiden durch die Abschirmwand voneinander getrennten Hohlraumbereiche zusammenführbar sind. Der Schall kann somit verstärkt und/oder gezielt in eine Richtung gelenkt werden.
  • Vorteilhafterweise ist der Schallleitkanal im Bereich einer ersten Öffnung des ersten Hohlraumbereiches und einer zweiten Öffnung des zweiten Hohlraumbereiches angeordnet. Die Schallwellen können somit von den beiden MEMS-Lautsprechern ausgehend über ihre jeweiligen Hohlraumbereiche durch die dazugehörigen Öffnungen in den Schallleitkanal geführt werden.
  • Von Vorteil ist es zudem, wenn der Schallleitkanal an seinem einen Ende mit dem Schallleithohlraum und/oder an seinem anderen Ende mit der Schallaustrittsöffnung verbunden ist. Dabei ist der Schallkanal insbesondere mit beiden Hohlraumbereichen des Schallleithohlraums verbunden. Der Schallleitkanal erstreckt sich vorzugsweise von einer der ersten Seiteninnenfläche gegenüberliegenden zweiten Seiteninnenfläche des Schallleithohlraums ausgehend bis zur Schallaustrittsöffnung. Er verläuft dabei insbesondere gradlinig. Der von den MEMS-Lautsprechern erzeugte Schall kann somit gezielt in eine Richtung bzw. zu einer Seite der Lautsprecheranordnung gelenkt werden.
  • Zudem ist es vorteilhaft, wenn sich die Abschirmwand von der ersten Seiteninnenfläche ausgehend bis in den Bereich des Schallleitkanals erstreckt. Vorzugsweise endet die Abschirmwand an diesem Bereich oder erstreckt sich teilweise in diesen hinein. Durch eine derartige Ausbildung der Abschirmwand können die Schallwellen in den beiden Hohlraumbereichen vollständig bis zum Schallleitkanal voneinander entkoppelt werden, so dass sich die beiden MEMS-Lautsprecher nicht negativ beeinflussen können.
  • Vorteilhafterweise ist/sind die Abschirmwand und/oder der Schallleitkanal mittig im Gehäuse und/oder zueinander koaxial angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist die Dicke der Abschirmwand kleiner als die Breite des Schallleitkanals. Dabei sind die Abschirmwand und der Schallleitkanal insbesondere auf einer Symmetrieachse des Gehäuses angeordnet. Die beiden Hohlraumbereiche zur Ausbreitung des Schalls weisen somit die gleiche Größe auf und können unter denselben Bedingungen durch den Schallleitkanal nach außen geführt werden. Die Dicke der Abschirmwand sollte dabei geringer als die Breite des Schallleitkanals sein, da die Schallwellen ansonsten nicht in den Schallleitkanal eintreten können. Der Weg würde dabei von der Abschirmwand und der zweiten Seiteninnenfläche verschlossen sein.
  • Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn die Abschirmwand zusammen mit dem Gehäuse einteilig hergestellt ist. Als Material wird hier Silizium empfohlen. Alternativ ist auch denkbar, dass die Abschirmwand und das Gehäuse separate Bauteile darstellen, wobei vorzugsweise die Abschirmwand, insbesondere mit ihrem Randbereich, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist.
  • Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Abschirmwand und das Gehäuse aus zueinander unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, wobei vorzugsweise das Material der Abschirmwand im Vergleich zum Material des Gehäuses eine höhere Steifigkeit aufweist. Durch eine hohe Steifigkeit kann sichergestellt werden, dass die Abschirmwand nicht selbst zum Schwingen angeregt wird und in Folge dessen der jeweils andere MEMS-Lautsprecher unerwünscht beeinflusst wird.
  • Das Gehäuse ist vorteilhafterweise aus Silizium und/oder die Abschirmwand aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einer Keramik und/oder einem Verbundwerkstoff hergestellt. Das Gehäuse wird insbesondere schichtweise hergestellt. Die Leiterplatten der MEMS-Lautsprecheranordnung sind vorzugsweise sandwichartig aus mehreren übereinander angeordneten und/oder miteinander verbundenen Schichten aufgebaut. Hierdurch kann mittels eines Herstellungsverfahrens die gesamte Lautsprecheranordnung samt Gehäuse und darin einlegerartig integrierter Abschirmwand sowie MEMS-Lautsprechern gefertigt werden. Die Lautsprecheranordnung kann somit kostengünstig und sehr bauraumsparend ausgebildet werden.
  • Zusätzlich ist es ferner von Vorteil, wenn das Gehäuse zwei miteinander verbundene Gehäusehälften umfasst, die vorzugsweise jeweils einen der beiden MEMS-Lautsprecher aufnehmen. Die Gehäusehälften weisen dabei vorteilhafterweise einen der beiden Hohlraumbereiche auf, wobei in deren Verbindungsbereich die Abschirmwand angeordnet und/oder befestigt ist. Die Befestigung erfolgt dabei insbesondere form-, stoff- und/oder kraftschlüssig. Die Gehäusehälften können somit jeweils mittels des schichtweisen Herstellungsverfahrens gefertigt werden und anschließend über die Abschirmwand, welche ein Einleger sein kann, miteinander verbunden werden. Somit wird ein kostengünstiges Herstellungsverfahren ermöglicht.
  • Zur Ausbildung einer möglichst großen Kavität ist es vorteilhaft, wenn die Kavität zumindest eines MEMS-Lautsprechers durch einen Trägersubstrathohlraum des MEMS-Lautsprechers selbst und/oder durch einen Kavitätshohlraum des Gehäuses ausgebildet ist. Hierdurch kann das Volumen der Kavität, die zumindest durch den einen MEMS-Lautsprecher ausgebildet ist, zusätzlich durch das Volumen des Kavitätshohlraums des Gehäuses vergrößert werden. Je nach Bedarf ist es jedoch auch denkbar, die MEMS-Lautsprecher um 180° gedreht einzubauen, so dass der Trägersubstrathohlraum zum Hohlraumbereich hin zu orientiert ist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Lautsprecheranordnung zwei Lautsprechereinheiten, die jeweils vorzugsweise gemäß der vorangegangenen Beschreibung ausgebildet sind, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Die Lautsprechereinheiten sind vorzugsweise hintereinander angeordnet, so dass die von der hinteren Lautsprechereinheit erzeugten Schallwellen durch die vordere hindurchgeführt werden müssen.
  • Die Abschirmwand der ersten Lautsprechereinheit umfasst hierfür vorzugsweise zumindest einen sich in ihrer Längsrichtung ersteckenden Durchgangskanal, über den Schallwellen der zweiten Lautsprechereinheit, insbesondere aus einem ihrer beiden Hohlraumbereiche, durch- und/oder zur Schallaustrittsöffnung hinführbar sind. Es wird ermöglicht, mehrere MEMS-Lautsprecherpaare bauraumsparend innerhalb eines Gehäuses, insbesondere hintereinander, anzuordnen.
  • Die zwei Hohlraumbereiche der zweiten Lautsprechereinheit sind vorteilhafterweise mittels einer zweiten Abschirmwand voneinander getrennt und jeweils mittels eines separaten Durchgangskanals der ersten Abschirmwand mit dem einen gemeinsamen Schallleitkanal verbunden. Somit können die Schallwellen der MEMS-Lautsprecher der zweiten Lautsprechereinheit voneinander entkoppelt und ohne die Schallwellen der ersten Lautsprechereinheit zu beeinflussen in Richtung des Schallleitkanals geführt werden.
  • Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn die Abschirmwände der beiden Lautsprechereinheiten zueinander und/oder zum Schallleitkanal koaxial angeordnet sind, da hierdurch die Fertigungskosten reduziert werden können.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Ansicht der Lautsprecheranordnung,
  • 2 eine seitliche Schnittansicht der Lautsprecheranordnung mit zwei MEMS-Lautsprechern und einer Abschirmwand,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Lautsprecheranordnung in einer seitlichen Schnittansicht mit zwei Lautsprechereinheiten und
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Lautsprecheranordnung in einer seitlichen Schnittansicht mit zwei Lautsprechereinheiten und zwei voneinander getrennten Durchgangskanälen.
  • 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lautsprecheranordnung 1 in einer schematischen Ansicht (1) sowie in einer Draufsicht (2). Die Lautsprecheranordnung 1 umfasst ein Gehäuse 2, zwei MEMS-Lautsprecher 5a, 5b und eine Abschirmwand 7. Das Gehäuse 2 umfasst dabei zwei Gehäusehälften 17a, 17b, die vorzugsweise jeweils einen der beiden MEMS-Lautsprecher 5a, 5b aufnehmen. Des Weiteren weist die Lautsprecheranordnung 1 einen Schallleithohlraum 3 und eine Schallaustrittsöffnung 4 auf, die am Ende eines Schallleitkanals 12 angeordnet ist.
  • Die zwei MEMS-Lautsprecher 5a, 5b sind zueinander gegenüberliegend und voneinander durch den Schallleithohlraum 3 beabstandet im Inneren des Gehäuses 2, insbesondere jeweils in einer Gehäusehälfte 17a, 17b angeordnet. Der Schallleithohlraum 3 ist in einen, jeweils einem der beiden MEMS-Lautsprecher 5a, 5b zugeordneten, ersten und zweiten Hohlraumbereich 8, 9 unterteilt. Er ist ferner mittig auf einer Symmetrieachse 16 des Gehäuses 2 angeordnet.
  • Die beiden Hohlraumbereiche 8, 9 sind durch die Abschirmwand 7 voneinander getrennt. Im Bereich einer ersten Öffnung 13 des ersten Hohlraumbereichs 8 und einer zweiten Öffnung 14 des zweiten Hohlraumbereichs 9 ist der Schallleitkanal 12 angeordnet. Die beiden Hohlraumbereiche 8, 9 münden somit über ihre jeweilige Öffnung 13, 14 in den gemeinsamen Schallleitkanal 12. Der Schallleitkanal 12 ist an seinem einen Ende mit dem Schallleithohlraum 3, insbesondere mit beiden Hohlraumbereichen 8, 9, und an seinem anderen Ende mit der Schallaustrittsöffnung 4 verbunden. Die beiden Gehäusehälften 17a, 17b nehmen demnach jeweils einen der beiden MEMS-Lautsprecher 5a, 5b auf, welche jeweils einen der beiden Hohlraumbereiche 8, 9 aufweisen. Die Abschirmwand 7 ist mit den Gehäusehälften 17a, 17b insbesondere form-, stoff- und/oder kraftschlüssig verbunden. Alternativ kann das Gehäuse 2 aber auch einteilig ausgebildet sein, wobei die Abschirmwand 7 hierbei vorzugsweise mittels eines schichtweisen Aufbaus des Gehäuses 2 als Einleger in dem Gehäuse fixiert ist.
  • Den beiden MEMS-Lautsprechern 5a, 5b ist jeweils eine Kavität 6 zugeordnet, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Kavität 6 wird jeweils durch einen Trägersubstrathohlraum 18 und einen Kavitätshohlraum 19 des Gehäuses 2 ausgebildet. Der Trägersubstrathohlraum 18 ist auf der dem Schallleithohlraum 3 abgewandten Seite der MEMS-Lautsprecher 5 angeordnet. Der Kavitätshohlraum 19 des Gehäuses 2 grenzt im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel direkt an den Trägersubstrathohlraum 18 an.
  • Die Abschirmwand 7 erstreckt sich von der ersten Seiteninnenfläche 10 des Schallleithohlraums 3 ausgehend über die beiden MEMS-Lautsprecher 5 hinweg bis zu einer zweiten Seiteninnenfläche 15 des Schallleithohlraums 3. Die erste Seiteninnenfläche 10 ist auf der dem Schallleitkanal 12 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 angeordnet. Die zweite Seiteninnenfläche 15 liegt der ersten Seiteninnenfläche 11 gegenüber und ist insbesondere im Bereich der ersten und zweiten Öffnung 13, 14 des ersten und zweiten Hohlraumbereiches 8, 9 angeordnet. Wie in 1 dargestellt, erstreckt sich die Abschirmwand 7 über die ganze Höhe und Breite des Gehäuses 2, sodass die von den MEMS-Lautsprechern 5a, 5b ausgehenden Schallwellen keine Möglichkeit haben, um die Abschirmwand 7 herum in den Hohlraumbereich 8, 9 des jeweils anderen MEMS-Lautsprechers zu gelangen. Die Abschirmwand 7 ist hierfür ferner form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse 2 verbunden.
  • 3 und 4 zeigen eine zweite und dritte Ausführungsform der Lautsprecheranordnung 1. Hierin umfasst die Lautsprecheranordnung 1 zwei Lautsprechereinheiten 20, 21, eine erste und zweite Abschirmwand 23, 24, zumindest eine mit dem Schallleitkanal 12 und zumindest einen Durchgangskanal 22. Beide Lautsprechereinheiten 20, 21 sind im Wesentlichen wie die in 1 und 2 beschriebene Lautsprecheranordnung 1 aufgebaut. Folglich bilden jeweils zwei Gehäusehälften 17 eine Lautsprechereinheit 20, 21 aus. Die Gehäusehälften 17 sind form-, kraft- und/oder stoffschlüssig über die erste und/oder zweite Abschirmwand 23, 24 miteinander derart verbunden, dass sich die darin angeordneten MEMS-Lautsprecher 5 gegenüberliegen. Die beiden Lautsprechereinheiten 20, 21 sind ebenfalls form-, kraft- und/oder stoffschlüssig in Längsrichtung, insbesondere koaxial, miteinander verbunden.
  • Die erste Lautsprechereinheit 20 weist auf der der zweiten Lautsprechereinheit 21 gegenüberliegenden Seite die Schallaustrittsöffnung 4 und den mit dieser verbundenen Schallleitkanal 12 auf. Wie auch im ersten Ausführungsbeispiel bilden die Hohlräume 8, 9 der MEMS-Lautsprecher 5 gemeinsam einen Schallleithohlraum 3 aus, in dessen Bereich die erste Abschirmwand 23 ausgebildet ist. Die erste Abschirmwand 23 erstreckt sich von der ersten Seiteninnenfläche 10 bis zur zweiten Seiteninnenfläche 15, insbesondere bis zur Schallaustrittsöffnung 4. Die Kavität 6 der MEMS-Lautsprecher 5 wird durch den Kavitätshohlraum 19 des Gehäuses 2 ausgebildet. Der Trägersubstrathohlraum 18 ist auf der dem Kavitätshohlraum 19 abgewandten Seite der MEMS-Lautsprecher 5 angeordnet, wobei auch die in 2 gezeigte Ausrichtung des MEMS-Lautsprechers 5 denkbar ist.
  • Die zweite Lautsprechereinheit 21 weist ebenso auf der der ersten Seiteninnenfläche 10 gegenüberliegenden Seite zwei Öffnungen 13, 15 auf und ist über diese, insbesondere mittels eines Durchgangskanals 22, mit dem Schallleitkanal 12 verbunden. Der Durchgangskanal 22 erstreckt sich von den beiden Öffnungen 13, 15 der zweiten Lautsprechereinheit 21 bis zum Schallleitkanal 12.
  • Im den in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Durchgangskanal 22 in der ersten Abschirmwand 23 ausgebildet. Im Gegensatz zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zwei voneinander getrennte Durchgangskanäle 22 auf. Die zweite Lautsprechereinheit 21 weist bei beiden Ausführungsbeispielen eine zweite Abschirmwand 24 auf, wie sie in 1 bereits beschrieben ist. Sie erstreckt sich gemäß den in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel von der ersten Seiteninnenfläche 10 der zweiten Lautsprechereinheit 21 ausgehend bis zum Schallleitkanal 12, der an der ersten Lautsprechereinheit 20 angeordnet ist. Hierdurch bildet die Abschirmwand 24 der zweiten Lautsprechereinheit 21 die beiden voneinander getrennten Durchgangskanäle 22 aus.
  • Im Gegensatz dazu werden bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Schallwellen der zweiten Lautsprechereinheit 21 in dem einzigen Durchgangskanal 22 zusammengeführt und bis zum Schallleitkanal 12 geleitet.
  • Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht somit bis auf die Ausbildung der Abschirmwände 7, 24 dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Abschirmwand 7 erstreckt sich jedoch von der ersten Seiteninnenfläche 10 der zweiten Lautsprechereinheit 21 durchgehend bis hin zum Schallleitkanal 12, welcher mit der Schallaustrittsöffnung 4 der ersten Lautsprechereinheit 20 verbunden ist und wird von der ersten und der zweiten Abschirmwand 23, 24 ausgebildet.
  • Die Abschirmwand 7 kann dabei im schichtweisen Herstellungsverfahren beispielsweise in Form eines Einlegers in die Lautsprecheranordnung 1 integriert werden. Von der Schallaustrittsöffnung 4 der zweiten Lautsprechereinheit 21, insbesondere der erste Seiteninnenfläche 10 der ersten Lautsprechereinheit 20, ab bis hin zum Schallleitkanal 12 erstrecken sich parallel zur Abschirmwand 7 beidseitig die beiden voneinander getrennten Durchgangskanäle 22. Die Schallwellen der zweiten Lautsprechereinheit 21 werden voneinander entkoppelt durch den ersten oder zweiten Hohlraumbereich 8, 9 der MEMS-Lautsprecher 5 bis hin zur jeweiligen Öffnung 12, 13 im Bereich der Schallaustrittsöffnung 4 der zweiten Lautsprechereinheit 21 geleitet. Von dort gelangen die Schallwellen jeweils in den angrenzenden Durchgangskanal 22 und werden bis zum Schallleitkanal 12 geführt. Die Schallwellen der ersten Lautsprechereinheit 20 werden ebenso von der Abschirmwand 7 bzw. dem Durchgangskanal 22 entkoppelt bis zum Schallleitkanal 12 geführt. Im Schallleitkanal 12, insbesondere im Bereich der an die Schallaustrittsöffnung 4 angrenzt, treffen die Schallwellen der vier MEMS-Lautsprecher 5 aufeinander und werden gebündelt aus dem Gehäuse 2 heraus geführt.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Lautsprecheranordnung
    2
    Gehäuse
    3
    Schallleithohlraum
    4
    Schallaustrittsöffnung
    5
    MEMS-Lautsprecher
    6
    Kavität
    7
    Abschirmwand
    8
    Erster Hohlraumbereich
    9
    Zweiter Hohlraumbereich
    10
    Erste Seiteninnenfläche
    11
    Innenfläche des Schallleithohlraums
    12
    Schallleitkanal
    13
    Erste Öffnung
    14
    Zweite Öffnung
    15
    Zweite Seiteninnenfläche
    16
    Symmetrieachse
    17
    Gehäusehälften
    18
    Trägersubstrathohlraum
    19
    Kavitätshohlraum
    20
    Erste Lautsprechereinheit
    21
    Zweite Lautsprechereinheit
    22
    Durchgangskanal
    23
    Erste Abschirmwand
    24
    Zweite Abschirmwand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2012/0039499 A1 [0002]

Claims (16)

  1. Lautsprecheranordnung (1) für mehrere MEMS-Lautsprecher (5) zum Erzeugen von Schallwellen im hörbaren Wellenlängenspektrum mit einem Gehäuse (2), das einen Schallleithohlraum (3) und zumindest eine Schallaustrittsöffnung (4) aufweist, zumindest zwei MEMS-Lautsprechern (5), die zueinander gegenüberliegend und voneinander durch den Schallleithohlraum (3) beabstandet im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet sind und jeweils im Bereich ihrer voneinander abgewandten Seite eine Kavität (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranordnung (1) eine Abschirmwand (7) zum akustischen Entkoppeln der beiden MEMS-Lautsprecher (5) voneinander umfasst, die im Inneren des Gehäuses (2) derart zwischen den beiden MEMS-Lautsprechern (5) angeordnet ist, dass der Schallleithohlraum (3) in einen jeweils einem der beiden MEMS-Lautsprecher (5) zugeordneten ersten und zweiten Hohlraumbereich (8, 9) unterteilt ist.
  2. Lautsprecheranordnung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abschirmwand (7) in einer Seitenansicht der Lautsprecheranordnung (1) von einer, insbesondere der Schallaustrittsöffnung (4) gegenüberliegenden, ersten Seiteninnenfläche (10) des Schallleithohlraums (3) ausgehend zumindest bis über die beiden MEMS-Lautsprechern (5) hinweg und/oder zu diesen parallel in den Schallleithohlraum (3) hineinerstreckt.
  3. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwand (7) in ihrem Randbereich, insbesondere im Wesentlichen über ihren gesamten Umfang hinweg, unmittelbar und/oder akustisch abdichtend an der Innenfläche (11) des Schallleithohlraums (3) angeordnet ist.
  4. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Schallleitkanal (12) umfasst, mittels dem die über den jeweiligen MEMS-Lautsprecher (5) einbringbaren Schallwellen der beiden durch die Abschirmwand (7) voneinander getrennten Hohlraumbereiche (8, 9) zusammenführbar sind.
  5. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallleitkanal (12) im Bereich einer ersten Öffnung (13) des ersten Hohlraumbereiches (8) und einer zweiten Öffnung (14) des zweiten Hohlraumbereiches (9) angeordnet ist.
  6. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallleitkanal (12) an seinem einen Ende mit dem Schallleithohlraum (3), insbesondere mit beiden Hohlraumbereichen (8, 9), und/oder an seinem anderen Ende mit der Schallaustrittsöffnung (4) verbunden ist, wobei sich der Schallleitkanal (12) vorzugsweise von einer der ersten Seiteninnenfläche (10) gegenüberliegenden zweiten Seiteninnenfläche (15) des Schallleithohlraums (3) ausgehend, insbesondere geradlinig, bis zur Schallaustrittsöffnung (4) erstreckt.
  7. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abschirmwand (7) von der ersten Seiteninnenfläche (10) ausgehend bis in den Bereich des Schallleitkanals (12) erstreckt, vorzugsweise an diesem endet oder sich teilweise in diesen hineinerstreckt.
  8. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwand (7) und/oder der Schallleitkanal (12) mittig im Gehäuse (2), insbesondere auf einer Symmetrieachse (16) des Gehäuses (2), und/oder zueinander koaxial angeordnet sind und/oder dass die Dicke der Abschirmwand (7) kleiner ist als die Höhe des Schallleitkanals (12).
  9. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwand (7) zusammen mit dem Gehäuse (2) einteilig, insbesondere aus Silizium, hergestellt ist oder dass die Abschirmwand (7) und das Gehäuse (2) separate Bauteile darstellen, wobei vorzugsweise die Abschirmwand (7), insbesondere in ihrem Randbereich, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig, mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
  10. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwand (7) und das Gehäuse (2) aus zueinander unterschiedlichen Materialen hergestellt sind, wobei vorzugsweise das Material der Abschirmwand (2) im Vergleich zum Material des Gehäuses (2) eine höhere Steifigkeit aufweist.
  11. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2), insbesondere schichtweise, aus Silizium und/oder die Abschirmwand (7) aus einem Metall, insbesondere Aluminium, einer Keramik und/oder einem Verbundwerkstoff hergestellt ist.
  12. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zwei miteinander verbundene Gehäusehälften (17) umfasst, die vorzugsweise jeweils einen der beiden MEMS-Lautsprecher (5) aufnehmen, die jeweils einen der beiden Hohlraumbereiche (8, 9) aufweisen und/oder in deren Verbindungsbereich die Abschirmwand (7), insbesondere form-, stoff- und/oder kraftschlüssig, befestigt ist.
  13. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (6) zumindest eines MEMS-Lautsprechers (5) durch einen Trägersubstrathohlraum (18) des MEMS-Lautsprechers (5) selbst und/oder durch einen Kavitätshohlraum (19) des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
  14. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranordnung (1) zwei Lautsprechereinheiten (20, 21) umfasst, die vorzugsweise jeweils nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche ausgebildet sind, und/oder dass die Abschirmwand (7) der ersten Lautsprechereinheit (21) zumindest einen sich in ihrer Längsrichtung erstreckenden Durchgangskanal (22) umfasst, über den Schallwellen der zweiten Lautsprechereinheit (21), insbesondere aus einem ihrer beiden Hohlraumbereiche (8, 9), durch- und/oder zur Schallaustrittsöffnung (4) hinführbar sind.
  15. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei voneinander mittels einer zweiten Abschirmwand (4) getrennten Hohlraumbereiche (8, 9) der zweiten Lautsprechereinheit (21) mittels jeweils eines separaten Durchgangskanals (22) mit dem einen Schallleitkanal (12) verbunden sind.
  16. Lautsprecheranordnung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmwände (7) der beiden Lautsprechereinheiten (20, 21) zueinander und/oder zum Schallleitkanal (12) koaxial angeordnet sind.
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