DE102021206984A1

DE102021206984A1 - Mems-lautsprecher

Info

Publication number: DE102021206984A1
Application number: DE102021206984.3A
Authority: DE
Inventors: Gokhan HATIPOGLU; Onur I. Illkorur; Pablo Seoane Vieites; Christopher Wilk; Peter C. Hrudey
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2022-01-13
Also published as: US20220014853A1; US11595758B2; CN113923571A; US11917387B2; US20230179920A1

Abstract

Gesichtspunkte der gegenständlichen Technologie beziehen sich auf elektronische Vorrichtungen mit Lautsprechern, wie Lautsprechern mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Lautsprechern). Ein MEMS-Lautsprecher kann eine elektrostatisch angesteuerte, geriffelte MEMS-Struktur einschließen, um Luft ohne einen Magnet, eine Spule oder eine herkömmliche Lautsprechermembran zu bewegen und somit einen kompakten Lautsprecher mit niedriger Leistung mit einer großen akustisch aktiven Fläche in einem kleinen Volumen bereitzustellen. Benachbarte Falten in der geriffelten MEMS-Struktur können Paare von MEMS-Elektroden bilden, die zusammengeschoben und/oder auseinandergezogen werden können, um die MEMS-Struktur in einer Atembewegung zu verformen, die Druckunterschiede an gegenüberliegenden Seiten der geriffelten MEMS-Struktur erzeugt, um Ton zu erzeugen. Zusätzliche Betriebsmodi werden beschrieben.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 63/050,054 mit dem Titel „MEMS Speaker“, eingereicht am 9. Juli 2020, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich allgemein auf elektronische Vorrichtungen und genauer, aber nicht ausschließlich, Lautsprecher mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Lautsprecher).
STAND DER TECHNIK
Elektronische Vorrichtungen, wie Computer, Medienwiedergabevorrichtungen, Mobiltelefone, am Körper tragbare Vorrichtungen und Kopfhörer, sind oft mit Lautsprechern zum Erzeugen einer Tonausgabe von der Vorrichtung versehen. Insbesondere dadurch, dass Vorrichtungen in immer kleineren Formfaktoren implementiert werden und der Benutzerbedarf an qualitativ hochwertigem Audio zunimmt, kann es jedoch herausfordernd sein, Lautsprecher bereitzustellen, die qualitativ hochwertigen Ton erzeugen, insbesondere in kompakten Vorrichtungen, wie tragbaren elektronischen Vorrichtungen.
Figurenliste
Bestimmte Merkmale der gegenständlichen Technologie sind in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt. Zu Erläuterungszwecken sind jedoch mehrere Ausführungsformen der gegenständlichen Technologie in den folgenden Figuren dargelegt.

1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Beispielvorrichtung, die einen MEMS-Lautsprecher gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie aufweist.
2 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts einer elektronischen Beispielvorrichtung, die einen MEMS-Lautsprecher gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie aufweist.
3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer anderen elektronischen Beispielvorrichtung, die einen MEMS-Lautsprecher gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie aufweist.
4 veranschaulicht eine schematische Querschnittsseitenansicht eines Beispiel-MEMS-Lautsprechers gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
5 veranschaulicht eine perspektivische Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
6 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Implementierung eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der mit einem ersten und einem zweiten Substrat mit Öffnungen implementiert ist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
7 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines Beispiel-MEMS-Lautsprechers, der mehrere MEMS-Schichten aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
8 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht einer Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
9 veranschaulicht Querschnittsseitenansichten einer Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers in verschiedenen Betriebszuständen gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
10 veranschaulicht eine Seitenansicht einer Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers, der für eine Bewegung außerhalb der Ebene angeordnet ist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
11 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts einer anderen Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
12 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts einer anderen Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers, der gedünnte Falten aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
13 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts einer anderen Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers, der geriffelte Falten aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
14 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts einer anderen Beispiel-MEMS-Struktur eines MEMS-Lautsprechers, der Zeltfalten aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
15 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der eine MEMS-Struktur mit einer festen, aber nachgiebigen Kante aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
16 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der eine MEMS-Struktur mit einer frei beweglichen Kante aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
17 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der eine MEMS-Struktur mit einer Gleitkante aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
18 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der feste Elektroden aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
19 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der eine MEMS-Struktur mit variablem Elektrodenabstand aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
20 veranschaulicht eine Draufsicht eines Abschnitts eines MEMS-Lautsprechers, der einen variablen Elektrodenabstand aufweist, gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Technologie.
21 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses zum Betreiben eines MEMS-Lautsprechers gemäß einer oder mehreren Implementierungen.
22 veranschaulicht ein elektronisches System, mit dem eine oder mehrere Implementierungen der gegenständlichen Technologie implementiert werden können.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachstehend dargelegte detaillierte Beschreibung ist als Beschreibung verschiedener Konfigurationen der gegenständlichen Technologie gedacht und soll nicht die einzig möglichen Konfigurationen darstellen, mit denen die gegenständliche Technologie ausgeführt werden kann. Die beiliegenden Zeichnungen sind hierin eingeschlossen und stellen einen Teil der detaillierten Beschreibung dar. Die detaillierte Beschreibung schließt spezifische Details zum Zwecke des Bereitstellens eines umfassenden Verständnisses der gegenständlichen Technologie ein. Für den Fachmann ist jedoch klar und ersichtlich, dass die gegenständliche Technologie nicht auf die hierin dargelegten spezifischen Details beschränkt ist und auch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. In manchen Fällen werden bekannte Strukturen und Komponenten in Form eines Blockdiagramms gezeigt, um ein Verschleiern der Konzepte der gegenständlichen Technologie zu vermeiden.
Tragbare elektronische Vorrichtungen, wie Mobiltelefone, tragbare Musikwiedergabevorrichtungen, Smartwatches, Tablet-Computer, Laptop-Computer, andere am Körper tragbare Vorrichtungen, Kopfhörer, Ohrhörer und dergleichen, schließen oft einen Lautsprecher zum Erzeugen von Ton ein.
Gemäß verschiedenen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird ein kompakter Lautsprecher mit niedriger Leistung bereitgestellt, der eine elektrostatisch angesteuerte, geriffelte MEMS-Struktur einschließt, um Luft ohne einen Magnet, eine Spule oder eine herkömmliche Lautsprechermembran zu bewegen. Der Lautsprecher, der hierin unterschiedlich als MEMS-Lautsprecher oder Mikrolautsprecher bezeichnet wird, ist mit Riffelungen in der MEMS-Struktur implementiert, die eine große akustisch aktive Fläche in einem kleinen Volumen bereitstellen. Benachbarte Riffelungen in der geriffelten MEMS-Struktur können Paare von MEMS-Elektroden bilden, die zusammengeschoben und/oder auseinandergezogen werden können (z. B. in einer Atembewegung, die Druckunterschiede über und unter der geriffelten MEMS-Struktur erzeugt), um Ton zu erzeugen. Der Lautsprecher kann mehrere geriffelte MEMS-Strukturen, die paarweise betrieben werden, einschließen. Eine oder mehrere geriffelte MEMS-Strukturen können zwischen einem Vordervolumen und einem Rückvolumen des Lautsprechers befestigt sein. In einer oder mehreren Implementierungen können eine oder mehrere geriffelte MEMS-Strukturen zwischen oberen und unteren Substraten mit Öffnungen befestigt sein, um einen Luftstrom zu und von der geriffelten MEMS-Struktur zu ermöglichen. In einer oder mehreren Implementierungen können mehrere Schichten geriffelter MEMS-Strukturen gestapelt sein.
In einer oder mehreren Implementierungen kann ein breiter und/oder variierter Abstand zwischen den MEMS-Elektroden bereitgestellt sein, um die geriffelte MEMS-Struktur auf niedrige und/oder variierte Frequenzen abzustimmen. In diesen Implementierungen können sich Säulen auf dem oberen und/oder unteren Substrat in Richtung der geriffelten MEMS-Struktur erstrecken, um feste (z. B. zusätzliche) Elektroden zum Steuern der Bewegung der MEMS-Elektroden bereitzustellen.
Eine veranschaulichende elektronische Vorrichtung, einschließlich eines Lautsprechers, ist in 1 gezeigt. In dem Beispiel von 1 wurde eine Vorrichtung 100 (z. B. eine elektronische Vorrichtung) unter Verwendung eines Gehäuses implementiert, das ausreichend klein ist, um tragbar zu sein und durch einen Benutzer getragen zu werden (z. B. kann die Vorrichtung 100 von 1 eine handgehaltene elektronische Vorrichtung, wie ein Tablet-Computer oder ein Mobiltelefon oder ein Smartphone, sein). Wie in 1 gezeigt, schließt die Vorrichtung 100 eine Anzeige, wie eine an der Vorderseite des Gehäuses 106 montierte Anzeige 110, ein. Die Vorrichtung 100 schließt eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen, wie einen Touchscreen, der in die Anzeige 110 integriert ist, eine Taste oder einen Schalter, wie die Taste 104, und/oder andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten, die an oder hinter der Anzeige 110 oder an oder hinter anderen Abschnitten des Gehäuses 106 angeordnet sind, ein. Die Anzeige 110 und/oder das Gehäuse 106 schließen eine oder mehrere Öffnungen ein, um die Taste 104, einen Lautsprecher, eine Lichtquelle oder eine Kamera aufzunehmen.
In dem Beispiel von 1 schließt das Gehäuse 106 zwei Öffnungen 108 an einer unteren Seitenwand des Gehäuses ein. Eine oder mehrere der Öffnungen 108 bilden einen Anschluss für eine Audiokomponente. Zum Beispiel kann eine der Öffnungen 108 einen Lautsprecheranschluss für einen Lautsprecher bilden, der innerhalb des Gehäuses 106 angeordnet ist, und eine andere der Öffnungen 108 kann einen Mikrofonanschluss für ein Mikrofon bilden, das innerhalb des Gehäuses 106 angeordnet ist. Die Öffnungen 108 können offene Anschlüsse sein oder können vollständig oder teilweise mit einer durchlässigen Membran oder einer Maschenstruktur bedeckt sein, die Luft und Ton durch die Öffnungen passieren lässt. Wenngleich zwei Öffnungen 108 in 1 gezeigt sind, ist dies lediglich veranschaulichend. Eine Öffnung 108, zwei Öffnungen 108 oder mehr als zwei Öffnungen 108 können an der unteren Seitenwand (wie gezeigt) an einer anderen Seitenwand (z. B. einer oberen, linken oder rechten Seitenwand), an einer hinteren Oberfläche des Gehäuses 106 und/oder einer vorderen Oberfläche des Gehäuses 106 oder der Anzeige 110 bereitgestellt sein. In manchen Implementierungen können eine oder mehrere Gruppen von Öffnungen 108 in dem Gehäuse 106 an einem einzelnen Anschluss einer Audiokomponente innerhalb des Gehäuses 106 ausgerichtet sein. Das Gehäuse 106, das manchmal als „Umhüllung“ bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder aus einer Kombination zweier oder mehrerer dieser Materialien geformt sein.
Die Konfiguration der Vorrichtung 100 von 1 ist lediglich veranschaulichend. In anderen Implementierungen kann die Vorrichtung 100 ein Computer, wie ein Computer, der in eine Anzeige integriert ist, wie ein Computermonitor, ein Laptop-Computer, ein kleinere tragbare Vorrichtung, wie eine Smartwatch, eine Schmuckanhängervorrichtung oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, eine Medienwiedergabevorrichtung, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein Computermonitor, ein Fernseher, ein Kopfhörer, ein Ohrhörer oder eine andere elektronische Ausrüstung, sein. In manchen Implementierungen kann die Vorrichtung 100 in Form eines Computers, der in einen Computermonitor integriert ist, bereitgestellt sein. Die Anzeige 110 kann an einer vorderen Oberfläche des Gehäuses 106 montiert sein, und ein Ständer kann bereitgestellt sein, um das Gehäuse zu stützen (z. B. auf einer Arbeitsfläche).
In manchen Implementierungen kann die Vorrichtung 100 in Form einer am Körper tragbaren Vorrichtung, wie einer Smartwatch, bereitgestellt sein. In einer oder mehreren Implementierungen kann das Gehäuse 106 eine oder mehrere Schnittstellen zum mechanischen Koppeln des Gehäuses 106 mit einem Riemen oder einer anderen Struktur zum Befestigen des Gehäuses 106 an einem Träger einschließen. Es versteht sich, dass, wenngleich die Vorrichtung 100 in dem Beispiel von 1 eine Öffnung einschließt, die Vorrichtung 100 eine, zwei, drei, vier oder mehr als vier Öffnungen einschließen kann. Die Vorrichtung 100 kann eine, zwei, drei oder mehr als drei Audiokomponenten einschließen, die jeweils angrenzend an eine oder mehrere der Öffnungen 108 montiert sind.
Ein Lautsprecher, der innerhalb des Gehäuses 106 angeordnet ist, überträgt Ton durch mindestens eine zugehörige Öffnung 108. Innerhalb des Gehäuses 106 kann auch ein Mikrofon bereitgestellt sein, das Ton durch mindestens eine zugehörige Öffnung in dem Gehäuse empfängt. In einer oder mehreren Implementierungen kann der Lautsprecher als Lautsprecher mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Lautsprecher) implementiert sein.
2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Vorrichtung 100, in dem eine Audiokomponente montiert ist. In dem Beispiel von 2 schließt die Vorrichtung 100 einen Lautsprecher 200 ein. Der Lautsprecher 200 schließt ein Lautsprechergehäuse 202 ein, das angrenzend an mindestens eine Öffnung 108 in dem Gehäuse 106 montiert ist. Das Lautsprechergehäuse 202 kann aus einem oder mehreren Materialien, wie Kunststoff oder Metall, gebildet sein. Wie gezeigt, kann der Lautsprecher 200 eine MEMS-Komponente 204 einschließen, die innerhalb des Lautsprechergehäuses 202 angeordnet ist. Wie in 2 gezeigt, kann die MEMS-Komponente 204 zwischen einem Rückvolumen 217 und einem Vordervolumen 219 befestigt sein (z. B., wie durch das Lautsprechergehäuse 202 und/oder einen oder mehrere Abschnitte des Vorrichtungsgehäuses 106 definiert). Wie in 2 veranschaulicht, kann das Lautsprechergehäuse 202 eine Öffnung einschließen, die an der Öffnung 108 in dem Gehäuse 106 ausgerichtet ist, sodass Ton, der durch die MEMS-Komponente 204 (z. B. als Reaktion auf Steuersignale, die von der Vorrichtungsschaltlogik 206 kommend empfangen werden) erzeugt wird, durch die Öffnung 108 an die externe Umgebung übertragen werden kann. Die Öffnung 108 kann ein offener Anschluss sein oder kann eine Abdeckung 210, wie eine Membran oder eine Maschenstruktur, einschließen, die den Eintritt von Flüssigkeit in das Lautsprechergehäuse 202 verhindert, aber die für Ton und Luft durchlässig ist.
Die MEMS-Komponente 204 kann über einen Verbinder 208 mit einer Vorrichtungsschaltlogik, wie der Vorrichtungsschaltlogik 206, (z. B. einem oder mehreren Prozessoren der Vorrichtung) gekoppelt sein. Der Verbinder 208 kann eine flexible integrierte Schaltung oder einen anderen flexiblen oder starren leitfähigen Verbinder einschließen. In einer oder mehreren Implementierungen kann der Verbinder 208 elektrisch mit einem oder mehreren Kontakten an dem Lautsprechergehäuse 202 gekoppelt sein, die (z. B. über Drahtverbindungen oder andere leitfähige Verbindungen) mit der MEMS-Komponente 204 elektrisch gekoppelt sind. Es versteht sich jedoch, dass in einer oder mehreren Implementierungen die MEMS-Komponente 204 ohne ein separates Lautsprechergehäuse 202 (z. B. und direkt mit dem Verbinder 208 und/oder der Vorrichtungsschaltlogik 206 gekoppelt) bereitgestellt sein kann. In Implementierungen, in denen die MEMS-Komponente 204 ohne ein separates Lautsprechergehäuse bereitgestellt ist, kann eine Außenschicht der MEMS-Komponente 204 an einer Innenoberfläche des Gehäuses 106 (z. B. durch Klebstoff 212 oder einen anderen Kopplungsmechanismus) angebracht, an einer gedruckten Schaltung innerhalb der Vorrichtung 100 montiert oder anderweitig innerhalb des Gehäuses 106 montiert sein, um Ton aus dem Gehäuse 106 durch die Öffnung 108 zu projizieren.
3 veranschaulicht eine andere Beispielelektronik, die einen MEMS-Lautsprecher einschließen kann. In dem Beispiel von 3 ist eine Vorrichtung 300 als Ohrhörer mit einem MEMS-Lautsprecher implementiert, der durch eine MEMS-Komponente 204 gebildet wird. Wie gezeigt, kann die Vorrichtung 300 ein Gehäuse 302 mit einer Form einschließen, die konfiguriert ist, um die Öffnung eines Gehörgangs eines Benutzers, der den Ohrhörer trägt, zu füllen. Die Vorrichtung 300 kann eine oder mehrere Öffnungen, wie eine Öffnung 304 in dem Gehäuse 302, einschließen. Das Gehäuse 302 kann eine Größe und eine Form aufweisen, die einem Abschnitt eines Außenohrs entspricht, sodass die Öffnung 304 an dem Gehörgang des Benutzers ausgerichtet sein kann, wenn der Ohrhörer durch den Benutzer am Körper getragen wird, um zu ermöglichen, dass Ton, der durch die MEMS-Komponente 204 erzeugt wird, in den Gehörgang des Benutzers eintritt. Die Vorrichtung 300 kann ein drahtgebundener oder drahtloser Ohrhörer sein, der mit einer Begleitvorrichtung, wie der Vorrichtung 100 von 1, kommuniziert, um Anweisungen und/oder Signale zu empfangen, um den MEMS-Lautsprecher, der der MEMS-Komponente 204 entspricht, zu betreiben, um Ton zu erzeugen. Das Gehäuse 302 der Vorrichtung 300 und/oder ein Lautsprechergehäuse innerhalb des Gehäuses 302 können ein Rückvolumen und ein Vordervolumen für die MEMS-Komponente 204 bilden (z. B. definieren).
Die elektronischen Vorrichtungen von 1 und 3 sind lediglich veranschaulichend, und es versteht sich, dass ein MEMS-Lautsprecher, wie hierin beschrieben, in jeder geeigneten elektronischen Vorrichtung implementiert sein kann, für die es erwünscht ist, qualitativ hochwertigen Ton aus dem Inneren eines kleinen Volumens zu erzeugen.
4 zeigt ein Beispiel eines Abschnitts eines Lautsprechers für eine elektronische Vorrichtung in einer Implementierung, in der ein MEMS-Aktuator (oder -Umformer) als ein MEMS-Lautsprecher implementiert ist. In dem Beispiel von 4 schließt der Lautsprecher 200 eine MEMS-Struktur 410 ein, die eine MEMS-Schicht 408 zwischen dem Rückvolumen 217 und dem Vordervolumen 219 bildet. 4 veranschaulicht eine Anordnung, bei der die MEMS-Struktur 410 in einer Ebene angeordnet ist, die durch x- und y-Richtungen definiert ist, wobei das Vorder- und das Rückvolumen auf gegenüberliegenden Seiten der MEMS-Struktur 410 in einer z-Richtung angeordnet sind. Diese Anordnung ist jedoch lediglich veranschaulichend, und andere Anordnungen werden hierin in Betracht gezogen und beschrieben. Wie hierin detaillierter beschrieben, kann der Lautsprecher 200 betrieben werden, indem eine Spannung an eine MEMS-Struktur 410, wie ein geriffelte mikroelektromechanische Systeme (MEMS), das zwischen dem Vordervolumen 219 und dem Rückvolumen 217 angeordnet ist, angelegt wird, wobei das Anlegen der Spannung bewirkt, dass sich die geriffelte MEMS-Struktur durch die angelegte Spannung verformt, um Ton mit dem Lautsprecher zu erzeugen. Der erzeugte Ton kann durch eine Öffnung 411 in einem Lautsprechergehäuse und/oder durch eine oder mehrere Öffnungen in einem Vorrichtungsgehäuse passieren, um Ton für eine elektronische Vorrichtung, wie für eine der elektronischen Vorrichtungen 100 und 300 von 1 und 3, bereitzustellen.
5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer MEMS-Struktur 410 gemäß einer oder mehreren Implementierungen. In dem Beispiel von 5 ist die MEMS-Struktur 410 aus einer einzelnen zusammenhängenden Struktur 501 gebildet, die sich in einer ersten Dimension (z. B. der A-Dimension in 5) von einer ersten Kante 502 zu einer zweiten Kante 504 erstreckt und mehrere abwechselnde Falten 500 einschließt, die zwischen der ersten Kante 502 und der zweiten Kante 504 angeordnet sind. Die einzelne zusammenhängende Struktur 501 kann unter Verwendung von MEMS-Herstellungsverfahren (z. B. Abscheidung, Ätzen, Lithographie, Strukturierung, Zerteilen usw., was ermöglicht, dass die MEMS-Komponenten 204 massenherstellbar sind) gebildet werden, um eine geriffelte MEMS-Struktur zu bilden, die durch die abwechselnden Falten 500, wie gezeigt, definiert ist. Wie gezeigt, weist die MEMS-Struktur 410 tiefe geriffelte Strukturen auf, die eng benachbart mit guter Toleranz platziert sind. Die MEMS-Struktur 410 im Mikromaßstab ermöglicht eine dichte Packung der Riffelungen (was Vorteile in Bezug auf einen großen Oberflächenbereich des Aktuators pro Gesamt-Die-Fläche bereitstellen kann). Wie gezeigt, kann die einzelne zusammenhängende Struktur 501 Laschen 514 einschließen, die entlang der Kanten 502 und 504 verlaufen. Die Laschen 514 können auf verschiedene Weise an einer Stützstruktur oder Gehäusestruktur für die MEMS-Komponente 204 montiert oder darin angeordnet sein, wie hierin nachstehend detaillierter erörtert (z. B. in Verbindung mit 15 bis 17).
Wie in 5 gezeigt, kann die geriffelte MEMS-Struktur MEMS-Elektroden 510 einschließen, die jeweils einen Teil der einzelnen zusammenhängenden Struktur 501 bilden, wobei sich der Teil in einer zweiten Dimension (z. B. der C-Dimension von 5) senkrecht zu der ersten Dimension zwischen einem entsprechenden Paar der abwechselnden Falten 500 erstreckt. Die abwechselnden Falten 500 können obere Falten, die sich von einer ersten Seite der MEMS-Elektroden 510 und zwischen zwei benachbarten MEMS-Elektroden 510 erstrecken, und untere Falten, die sich von einem gegenüberliegenden zweiten Ende der MEMS-Elektroden 510 und zwischen zwei benachbarten MEMS-Elektroden 510 erstrecken, einschließen. Die einzelne zusammenhängende Struktur 501 erstreckt sich auch in einer dritten Dimension (z. B. der B-Dimension von 5) senkrecht zu der ersten Dimension und zu der zweiten Dimension von einem ersten Ende 506 zu einem zweiten Ende 508. Die Riffelungen in der geriffelten MEMS-Struktur von 5 (wobei z. B. jede Riffelung eine obere Falte 500, eine untere Falte 500 und eine dazwischenliegende MEMS-Elektrode 510 einschließt) stellen ein effizientes Verhältnis von Die-Fläche zu SD bereit (z. B. eine große akustisch aktive Fläche in einem kleinen Volumen).
In verschiedenen Implementierungen der MEMS-Komponente 204 können die A-, B- und C-Dimensionen der MEMS-Struktur von 5 an den x-, y- und z-Richtungen von 4 ausgerichtet sein, können die B-, A- und C-Dimensionen von 5 an den x-, y- und z-Richtungen von 4 ausgerichtet sein oder können die C-, A- und B-Dimensionen von 5 an der x-, y- und z-Richtung von 4 ausgerichtet sein (als Beispiele).
In einer oder mehreren Implementierungen kann eine MEMS-Komponente 204 eine oder mehrere MEMS-Strukturen 410 einschließen, und die zwischen Substraten montiert sind. 6 und 7 veranschaulichen Beispiele, in denen die MEMS-Strukturen 410 zwischen Substraten einer MEMS-Komponente angeordnet sind. Es versteht sich jedoch, dass die Beispiele von 6 und 7 veranschaulichend sind und dass Implementierungen einer MEMS-Komponente eines MEMS-Lautsprechers, die keine Substrate einschließen, die auf gegenüberliegenden Seiten der MEMS-Komponente angeordnet sind, ebenfalls offenbart sind. Zum Beispiel kann die MEMS-Komponente 410 von 5 und/oder in einem der Beispiele von 7 bis 17 oder 21 mit oder ohne Substrate, wie die Substrate, die in Verbindung mit 6 und 7 beschrieben sind, bereitgestellt sein.
In dem Beispiel von 6 ist ein Beispiel einer MEMS-Komponente 204 gezeigt, die ein erstes Substrat 400 mit einem ersten Satz von Öffnungen 402, ein zweites Substrat 404 mit einem zweiten Satz von Öffnungen 406, die zu dem ersten Satz von Öffnungen versetzt sind, und eine Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur) 410, die zwischen dem ersten Substrat 400 und dem zweiten Substrat 404 angeordnet ist, einschließt. In diesem Beispiel, in dem die Substrate 400 und 404 bereitgestellt sind, können das Rückvolumen 217 und das Vordervolumen 219 von 2 und 4 außerhalb der Öffnungen 402 bzw. 406 angeordnet sein. Wie in dem Beispiel von 6 gezeigt, kann der erste Satz von Öffnungen 402 mehrere Reihen von Öffnungen einschließen, wobei jede Reihe entlang der y-Richtung von 4 beabstandet ist. Wenngleich in der perspektivischen Ansicht von 6 nicht sichtbar, kann der zweite Satz von Öffnungen 406 auch Reihen von Öffnungen einschließen, die in der y-Richtung von 4 beabstandet sind.
Wie gezeigt, kann die MEMS-Komponente 204 mehrere MEMS-Strukturen 410 einschließen, die eine MEMS-Schicht 408 zwischen dem ersten Substrat 400 und dem zweiten Substrat 404 bilden. In dem Beispiel von 6 schließt die MEMS-Schicht 408 eine MEMS-Struktur 410 mit einer länglichen Dimension ein, die sich in einer Richtung parallel zu den Reihen der Öffnungen 402 und den Reihen der Öffnungen 406 erstreckt (z. B. entlang der y-Richtung von 6). In dem Beispiel von 6 ist eine MEMS-Struktur 410 an einer Stelle in der x-Richtung von 6 (z. B. in einer Richtung senkrecht zu den Richtungen, entlang derer die Reihen der Öffnungen 402 und 406 beabstandet sind) zwischen jeder Reihe der Öffnungen 402 und einer benachbarten Reihe der Öffnungen 406 in dem zweiten Substrat 404 angeordnet. Wie in 6 gezeigt, kann die MEMS-Komponente 204 mehrere geriffelte MEMS-Strukturen 410 einschließen, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet sind, wobei die mehreren geriffelten MEMS-Strukturen sowohl zu der ersten Vielzahl von Öffnungen 402 als auch zu der zweiten Vielzahl von Öffnungen 406 versetzt sind.
Jede MEMS-Struktur 410 kann eine geriffelte MEMS-Struktur sein, wie vorstehend in Verbindung mit z. B. 5 beschrieben. Wie in dem Beispiel von 6 gezeigt, kann ein Raum 699 zwischen benachbarten der MEMS-Strukturen 410 angeordnet sein. In diesem Beispiel kann die Ansteuerung der MEMS-Strukturen 410 koordiniert sein, um Druckunterschiede in den Räumen 699 zwischen den Aktuatoren zu erzeugen. Die in den Räumen 699 zwischen den Aktuatoren erzeugten Druckunterschiede bewirken, dass Luft in Richtung der Öffnungen 402 und 406 gedrückt oder durch diese gezogen wird, um Druckunterschiede in dem Vorder- und Rückvolumen des Lautsprechers zu erzeugen. In einer oder mehreren Implementierungen können kleine Räume zwischen den MEMS-Strukturen 410 und dem ersten und zweiten Substrat 400 und 404 bereitgestellt sein, um als akustische Dichtungen zu wirken, um zu vermeiden, dass die Druckunterschiede in den Räumen 699 in den benachbarten Raum 699 entweichen. Riffelungen in den MEMS-Strukturen 410 können entlang der x-Richtung oder der y-Richtung von 4 in verschiedenen Implementierungen angeordnet sein.
In dem Beispiel von 6 sind die geriffelten MEMS-Strukturen (z. B. die MEMS-Strukturen 410) in einer Richtung parallel zu der zweiten Dimension (z. B. zu der C-Dimension) der MEMS-Strukturen beabstandet. In dem Beispiel von 6, in dem die MEMS-Strukturen 410 zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 400 und 404 angeordnet sind, sind die C-, A- und B-Dimensionen von 5 an der x-, y- und z-Richtung ausgerichtet.
In dem Beispiel von 6 sind die geriffelten MEMS-Strukturen (z. B. die MEMS-Strukturen 410) in einer Richtung parallel zu der x-Richtung von 4 (z. B. einer Richtung parallel zu den Ebenen des ersten und zweiten Substrats 400 und 404 und senkrecht zu der Richtung, in der die Reihen der Öffnungen in den Substraten ausgerichtet sind) beabstandet. In diesem Beispiel können die MEMS-Elektroden 510 jeder MEMS-Struktur 410 durch eine Anlegung einer elektrischen Eingabe (z. B. einer elektrostatischen Eingabe, die ohne Verwendung von Magnet- und Spulenbaugruppen angelegt wird, die in herkömmlichen Lautsprechern üblich sind) an die Elektroden angesteuert werden, um verschiedene Bewegungen der MEMS-Struktur 410 zu erzeugen, um Druckunterschiede (z. B. in den Räumen 699) zu erzeugen, die Luft in die und/oder aus den Öffnungen 402 und 406 ziehen und/oder drücken.
In dem Beispiel von 6 wird eine beispielhafte Implementierung der MEMS-Komponente 204 beschrieben, bei der eine MEMS-Schicht 408, einschließlich mehrerer MEMS-Strukturen 410, zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 404 bereitgestellt ist. Es versteht sich jedoch außerdem, dass in einer oder mehreren Implementierungen mehrere Schichten geriffelter MEMS-Strukturen gestapelt sein können.
7 veranschaulicht ein Beispiel, in dem die MEMS-Komponente 204 ein drittes Substrat 700 einschließt, das zwischen dem ersten Substrat 400 und dem zweiten Substrat 404 angeordnet ist. In dem Beispiel von 7 ist eine MEMS-Struktur 410 (z. B. eine geriffelte MEMS-Struktur, wie vorstehend in Verbindung mit 5 beschrieben) zwischen dem ersten Substrat 400 und dem dritten Substrat 700 angeordnet (z. B. in einer ersten MEMS-Schicht 408-1) und ist eine zusätzliche geriffelte MEMS-Struktur (z. B. eine zusätzliche MEMS-Struktur 410) zwischen dem dritten Substrat 700 und dem zweiten Substrat 404 angeordnet (z. B. in einer zweiten MEMS-Schicht 408-2). Jede der in 7 gezeigten MEMS-Strukturen 410 kann in der vorstehend in Verbindung mit 5 und 6 beschriebenen Ausrichtung angeordnet sein und kann in jeder/jedem der verschiedenen hierin beschriebenen Bewegungen oder Betriebsmodi betrieben werden. In dem Beispiel von 7 sind die MEMS-Struktur(en) 410 der ersten MEMS-Schicht 408-1 an den MEMS-Strukturen 410 der zweiten MEMS-Schicht 408-2 ausgerichtet, um ein Rückvolumen 702 (z. B. entsprechend dem Rückvolumen 217 von 2 und/oder 4) an einer ersten Seite der MEMS-Strukturen 410 und ein Vordervolumen 704 (z. B. entsprechend dem Vordervolumen 219 von 2 und/oder 4) an einer gegenüberliegenden zweiten Seite der MEMS-Strukturen 410 zu erzeugen.
In dem Beispiel von 7 sind Öffnungen nicht in den Substraten eingeschlossen, weil die MEMS-Aktuatoren in dieser Implementierung das Vorder- und das Rückvolumen trennen können. Es versteht sich jedoch, dass jedes von dem ersten Substrat 400, dem zweiten Substrat 404 und dem dritten Substrat 700 mit Öffnungen versehen sein können, die von einer ersten Seite des Substrats zu einer zweiten Seite des Substrats passieren, um zu ermöglichen, dass Luft durch die Öffnungen strömt (z. B. als Reaktion auf die elektrostatische Ansteuerung der MEMS-Strukturen 410). Zum Beispiel kann das dritte Substrat 700 Reihen von Öffnungen, die an den Öffnungen 402 in dem ersten Substrat 400 ausgerichtet und zu den Öffnungen 406 in dem zweiten Substrat 404 versetzt sind, Reihen von Öffnungen, die an den Öffnungen 406 in dem zweiten Substrat 404 ausgerichtet und zu den Öffnungen 402 in dem ersten Substrat 400 versetzt sind, von Reihen von Öffnungen, die an den Öffnungen 402 in dem ersten Substrat 400 ausgerichtet und zu den Öffnungen 406 in dem zweiten Substrat 404 ausgerichtet sind, in verschiedenen Implementierungen einschließen.
Die verschiedenen Bewegungen der MEMS-Strukturen 410 (z. B. in Implementierungen, in denen die MEMS-Struktur(en) mit oder ohne die Substrate der Beispiele von 6 und 7 bereitgestellt sind) können Atembewegungen einschließen, bei denen die verschiedenen MEMS-Elektroden 510 entlang der A-Dimension aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden (z. B. phasenverschoben) und Bewegungen außerhalb der Ebene, in denen die Bewegungen der verschiedenen MEMS-Elektroden 510 koordiniert sind, um eine Massenbewegung außerhalb der Ebene von Abschnitten der MEMS-Struktur 410 (z. B. in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der C-Dimension) zu bewirken. Die Bewegungen der verschiedenen MEMS-Elektroden 510 können koordiniert sein, um eine Atem- oder Massenbewegung von Abschnitten der MEMS-Struktur 410 parallel zu dem ersten und zweiten Substrat 400 und 404 zu bewirken (z. B. in Implementierungen, in denen das erste und zweite Substrat in der MEMS-Komponente bereitgestellt sind). Es können auch Mischmodusbewegungen der MEMS-Strukturen 410 bereitgestellt sein (z. B. erreicht durch eine Überlagerung von Atembewegungen und Bewegungen außerhalb der Ebene). Verschiedene Betriebsmodi für die MEMS-Komponente 204 können bereitgestellt sein, um eine gewünschte Bewegung der MEMS-Strukturen 410 unter Verwendung unterschiedlicher Randbedingungen für die MEMS-Strukturen und/oder unter Verwendung unterschiedlicher Elektrodenpaarzuweisungen zu erzeugen, wie hierin nachstehend detaillierter beschrieben. Auf diese Weise können die MEMS-Strukturen 410 in einer Anordnungen montiert sein, die einen kompakten Lautsprecher mit niedriger Leistung bereitstellen, der eine elektrostatisch angesteuerte, geriffelte MEMS-Struktur einschließt, um Luft ohne einen Magnet, eine Spule oder eine herkömmliche Lautsprechermembran zu bewegen.
Jede der oberen Falten 500 oder jede der unteren Falten 500 in der geriffelten MEMS-Struktur kann ein Paar der MEMS-Elektroden 510 elastisch miteinander koppeln, die zusammengeschoben und/oder auseinandergezogen werden können (z. B. in einer Atembewegung, die Druckunterschiede über und unter der geriffelten MEMS-Struktur erzeugt), um Ton zu erzeugen. Ein MEMS-Lautsprecher kann mehrere geriffelte MEMS-Strukturen, wie die MEMS-Strukturen 410, (die z. B. auch paarweise betrieben werden können) einschließen. Eine oder mehrere geriffelte MEMS-Strukturen können zwischen einem Vorder- und einem Rückvolumen (z. B. und/oder zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 400 und 404 mit den Öffnungen 402 und 406) montiert sein, um Druckunterschiede in dem Vorder- und dem Rückvolumen zu erzeugen, die Ton erzeugen.
8 veranschaulicht eine Querschnittsseitenansicht einer MEMS-Struktur 410, vorgenommen entlang einer Linie parallel zu der A-Dimension von 5. In dem Beispiel von 5 sind die MEMS-Elektroden 510 zu sehen, die sich (z. B. in der C-Dimension) zwischen benachbarten Falten 500 (z. B. zwischen einer entsprechenden oberen Falte und einer entsprechenden unteren Falte) erstrecken. Die MEMS-Struktur 410 kann aus einem Halbleitermaterial (z. B. einschließlich Silicium, Siliciumnitrid, Polymer, Metall, Keramik, Polysilicium, Einkristallsilicium, Siliciumnitrid, einschließlich weicherer Materialien, wie Parylen, Polyimid, und/oder eines Verbundstoffs aus diesen und/oder anderen Materialien) gebildet sein. Die MEMS-Elektroden 510 können aus dem gleichen Material wie die MEMS-Struktur 410 selbst gebildet sein und/oder können zusätzliche oder andere Materialien (z. B. Metalle, die durch Galvanisier-, Aufdampf- und/oder Sputterprozesse auf die MEMS-Struktur aufgebracht werden) einschließen. Wie in 5 gezeigt, kann jede Falte 500 ein isolierendes Element 800 einschließen, das benachbarte MEMS-Elektroden 510 elektrisch voneinander isoliert. Das isolierende Element kann zum Beispiel aus Siliciumdioxid oder anderen isolierenden Materialien gebildet sein und kann in der Mitte jeder Falte, wie in 8 veranschaulicht, oder an einer anderen Stelle zwischen den MEMS-Elektroden 510 gebildet sein. In dem Beispiel von 8 ist die MEMS-Struktur 410 ohne eine angelegte elektrostatische Eingabe gezeigt, wobei gezeigt wird, wie die MEMS-Elektroden 510 in einem Ruhezustand (in dem z. B. keine Spannung an die MEMS-Elektroden 510 angelegt wird) gleichmäßig beabstandet sein können (z. B. durch die elastischen Kräfte der Falten 500).
9 veranschaulicht Querschnittsansichten der MEMS-Struktur 410 von 8, wobei verschiedene Betriebsspannungen angelegt sind. Wie in 9 gezeigt, kann eine Gleichspannung (z. B. Vdc) an die MEMS-Struktur 410 angelegt sein, um Paare 900 benachbarter MEMS-Elektroden 510 in einen vorbestimmten Abstand voneinander zu bewegen. Wie gezeigt, können sich die Falten 500 zwischen den Elektroden biegen, verbiegen oder anderweitig verformen (z. B. nach innen oder nach außen), um den MEMS-Elektroden 510 zu ermöglichen, sich als Reaktion auf die Gleichspannung in den gewünschten Abstand zu bewegen.
Eine Wechselspannung (z. B. abwechselnd zwischen +Vac und -Vac) kann zu der Gleichspannung, Vdc, hinzugefügt werden, um zu bewirken, dass sich die Paare benachbarter MEMS-Elektroden voneinander weg und aufeinander zu bewegen. Wie in 9 angegeben, wenn die Paare 900 von MEMS-Elektroden 510 (z. B. durch eine reduzierte Spannung Vdc-Vac) von dem Gleichspannungsabstand weg bewegt werden, kann ein Überdruck (z. B. P+) über der MEMS-Struktur (z. B. in dem Vordervolumen 219 und/oder in einem Raum 699) erzeugt werden und kann ein Unterdruck (z. B. P-) unter der MEMS-Struktur (z. B. in dem Rückvolumen 217 und/oder in einem benachbarten Raum 699) erzeugt werden. Wenn die Paare 900 von MEMS-Elektroden 510 aus dem Gleichspannungsabstand (z. B. durch eine erhöhte Spannung Vdc+Vac) zusammen bewegt werden, kann ein Überdruck (z. B. P+) unter der MEMS-Struktur erzeugt werden (z. B. in dem Rückvolumen 217 und/oder in einem benachbarten Raum 699) und kann ein Unterdruck (z. B. P-) über der MEMS-Struktur erzeugt werden (z. B. in dem Vordervolumen 219 und/oder in einem Raum 699). Die Druckänderungen über und unter der MEMS-Struktur, wie gezeigt, können Luft in und aus einem Lautsprechergehäuse und/oder in und aus den Räumen 699 zwischen MEMS-Strukturen drücken (z. B., wenn der Druck P+ ist) und ziehen (z. B., wenn der Druck P- ist) (z. B. in Implementierungen, die zwei Substrate mit Öffnungen darin einschließen). Die Druckunterschiede und die Luftbewegung bewirken die Erzeugung von Ton. Die Spannung Vac kann regelmäßig und/oder unregelmäßig variiert werden, um mit der MEMS-Komponente 204 gewünschte Tonfrequenzen zu erzeugen.
Das Beispiel von 9 veranschaulicht eine Ansteuerung, die aus Elektrodenpaaren/Einheitsaktuatoren besteht, die sich phasenverschoben bewegen, um einen Druckgradienten zu erzeugen, in einem ersten Betriebsmodus, der einem Atemmodus für die MEMS-Struktur 410 entspricht. Es versteht sich außerdem, dass andere Betriebsmodi (z. B. ein Modus außerhalb der Ebene und/oder ein Mischmodus) für die MEMS-Struktur 410 möglich sind, abhängig von Randbedingungen an den Enden und/oder Kanten der MEMS-Struktur 410.
Zum Beispiel veranschaulicht 10 einen Betriebsmodus außerhalb der Ebene für eine MEMS-Struktur 410, in dem sich Massenabschnitte (z. B. Gruppen von Riffelungen oder alle Riffelungen) der MEMS-Struktur 410 zwischen einem Zustand innerhalb der Ebene 1000 und einem Zustand außerhalb der Ebene 1002 bewegen (z. B. einschließlich einer Bewegung entlang der C-Dimension, die durch die MEMS-Elektroden 510 in dem Zustand innerhalb der Ebene 1000 definiert ist). Ein Mischmodusbetrieb der MEMS-Struktur 410 kann unter Verwendung einer linearen Überlagerung von sowohl Atemmodusoperationen (z. B., wie vorstehend in Verbindung mit 9 beschrieben) als auch Operationen außerhalb der Ebene (z. B., wie in 10 veranschaulicht) durchgeführt werden. Verschiedene Randbedingungen für die Enden und/oder Kanten der MEMS-Struktur 410 werden hierin nachstehend zum Beispiel in Verbindung mit 15 bis 17 detaillierter beschrieben.
Vor der nachstehenden Erörterung von Randbedingungen versteht es sich, dass die in 8 und 9 gezeigte Anordnung von Falten 500 lediglich veranschaulichend ist und andere Anordnungen in einer oder mehreren Implementierungen verwendet werden können. Zum Beispiel veranschaulichen 11 und 12 einen Abschnitt einer MEMS-Struktur 410 in Implementierungen, in denen die Falten 500 unterschiedliche Dicken aufweisen. In dem Beispiel von 11 sind die Falten 500 wie in 8 und 9 angeordnet. In dem Beispiel von 12 sind die Falten 500 als gedünnte Falten 1200 implementiert, was veranschaulicht, dass die Dicke der Falten 500 abgestimmt werden kann, um die Elastizität der Riffelungen gegenüber Verformungen, die durch angelegte Spannungen verursacht werden, zu steuern. Die gedünnten Falten 1200 können eine Dicke aufweisen, die ausreichend klein ist, um zu ermöglichen, dass sich die gedünnten Falten 1200 verbiegen, wenn sie durch eine angelegte Spannung verformt werden.
13 veranschaulicht einen Abschnitt einer MEMS-Struktur 410 in einer Implementierung, in der die Falten 500 als geriffelte Falten 1300 implementiert sind. Die geriffelten Falten 1300 können es den Falten 500 ermöglichen, federartige Bewegungen an den Enden der Falten bereitzustellen, wobei die federartigen (geriffelten) Abschnitte der Falte durch starre Abschnitte 1302 der Falten mit den MEMS-Elektroden 510 gekoppelt sind. 14 veranschaulicht einen Abschnitt einer MEMS-Struktur 410 in einer Implementierung, in der die Falten 500 als Zeltfalten implementiert sind. Wie in 14 gezeigt, können Zeltfalten durch lineare starre Abschnitte 1400 der MEMS-Struktur 410 gebildet werden, wobei sich die linearen starren Abschnitte 1400 an einem nachgiebigen Scheitelpunkt 1402 treffen. Die in 12 bis 14 veranschaulichten Implementierungen können dazu beitragen, die Nachgiebigkeit der Falten und die verfügbare Verschiebung der MEMS-Elektroden 510 zu erhöhen.
Wie vorstehend in Verbindung mit zum Beispiel 8 bis 10 beschrieben, können in verschiedenen Implementierungen verschiedene Randbedingungen für die MEMS-Strukturen 410 bereitgestellt sein, um die MEMS-Struktur 410 für verschiedene Betriebsmodi und/oder Bewegung anzuordnen. 15, 16 und 17 veranschaulichen verschiedene Beispiele von Randbedingungen für die MEMS-Strukturen 410, die jeweils in einer oder mehreren Implementierungen verwendet werden können.
In dem Beispiel von 15 sind die Kanten (z. B. die erste Kante 502 und die zweite Kante 504 von 5) der MEMS-Struktur 410 fest. In dem Beispiel von 15 sind die Laschen 514 der MEMS-Struktur 410 an einem entsprechenden elastischen Verbinder (z. B. einem elastischen Verbinder 1502) befestigt, der sich biegen kann, um den Enden der MEMS-Struktur eine begrenzte Bewegung bereitzustellen. In diesem Beispiel erstreckt sich der elastische Verbinder 1502 zwischen Abschnitten einer starren Verbinderstruktur 1500 der MEMS-Komponente 204. Die Befestigung der Lasche(n) 514 an dem/den elastischen Verbinder(n) 1502 kann der Struktur eine akustische Dichtung und Nachgiebigkeit bereitstellen. In einer oder mehreren Implementierungen kann die starre Verbinderstruktur 1500 eine Kantenstruktur sein, die entlang einer Kante der MEMS-Komponente 204 und der MEMS-Struktur 410 verläuft, um die MEMS-Struktur zu stützen. In Implementierungen, in denen die MEMS-Komponente 204 mit einem ersten Substrat 400 und einem zweiten Substrat 404 versehen ist (wie z. B. in dem Beispiel von 6), kann die starre Verbinderstruktur 1500 einen zusammenhängenden Abschnitt einer monolithischen Struktur bilden, die ein erstes Substrat 400 und ein zweites Substrat 404 bildet, oder kann eine separate Struktur sein, die an dem ersten Substrat 400 und dem zweiten Substrat 404 angebracht ist.
16 und 17 veranschaulichen Implementierungen der MEMS-Komponente 204, bei denen die MEMS-Struktur 410 mit frei beweglichen Kanten 502 und 504 versehen ist. In diesen Implementierungen kann die verfügbare Verschiebung der MEMS-Struktur 410 als Reaktion auf angelegte Spannungen relativ zu einer Implementierung mit fester Kante erhöht werden. In dem Beispiel von 16 ist ein Abschnitt 1600 der Lasche 514 in einer Aussparung 1602 in der starren Verbinderstruktur 1500 angeordnet. In diesem Beispiel können eine oder mehrere Säulen, wie Säulen 1604 bereitgestellt sein, die sich zwischen einer Falte 500 der MEMS-Struktur 410 und einer Stützstruktur 1605 erstrecken. Die Stützstruktur 1605 kann an einem Abschnitt eines Lautsprechergehäuses montiert sein, kann durch einen integralen Abschnitt eines Lautsprechergehäuses gebildet sein oder kann aus einem Abschnitt eines ersten Substrats 400 und/oder eines zweiten Substrats 404 gebildet sein (z. B. in Implementierungen, in denen ein erstes und ein zweites Substrat bereitgestellt sind). In dem Beispiel von 16 erstreckt sich eine einzelne Säule 1604 zu der Stützstruktur 1605 als ein zentraler Träger an einer Symmetrieachse der MEMS-Struktur. In anderen Implementierungen können eine oder mehrere zusätzliche Säulen 1604 als Ankerträger an ausgewählten Stellen bereitgestellt sein. Die Aussparung 1602 kann sich entlang der gesamten Länge der MEMS-Struktur 410 erstrecken (z. B., sodass sich die Abschnitte 1600 entlang der gesamten Lasche 514 erstrecken), oder die Abschnitte 1600 der Laschen 514 können Verlängerungen sein, die sich in separate Aussparungen 1602 erstrecken, die entlang der Kante der MEMS-Struktur 410 angeordnet sind. In dem Beispiel von 16 ist die MEMS-Komponente 204 mit mindestens einem Ankerträger (z. B. der Säule 1604) versehen, der sich von einer der Vielzahl von abwechselnden Falten 500 zu der Stützstruktur 1605 erstreckt. Es versteht sich jedoch, dass zwei oder mehr als zwei Ankerträger (z. B. die Säulen 1604) bereitgestellt sein können, die sich von der MEMS-Struktur 410 zu der einen, den zwei oder den mehr als zwei Stützstrukturen erstrecken. Zum Beispiel können in einer oder mehreren Implementierungen zwei oder mehrere Anbringungsbereiche für Laufschienen und zur Stabilisierung bereitgestellt sein. In dem Beispiel von 16 kann die Aussparung 1602 als Luftrolle für den Abschnitt 1600 der Lasche 514 wirken und kann außerdem eine akustische Dichtung (z. B. aufgrund eines hohen akustischen Widerstands in der schmalen Aussparung) bereitstellen.
17 veranschaulicht eine andere Implementierung einer frei beweglichen Kante für die MEMS-Struktur 410, in der ein Abschnitt 1700 der Lasche 514 auf einer reibungsarmen Folie 1704 innerhalb einer Aussparung 1702 in der starren Verbinderstruktur 1500 aufliegt. In diesem Beispiel ist die Schnittstelle 1706 zwischen der reibungsarmen Folie 1704 und dem Abschnitt 1700 der Lasche 514 eine reibungsarme Schnittstelle, die es der Lasche ermöglicht, innerhalb der Aussparung 1702 zu gleiten. In diesem Beispiel ist die MEMS-Struktur 410 ohne Säulen bereitgestellt, die als Ankerträger wirken. In einer oder mehreren Implementierungen können jedoch auch eine oder mehrere Säulen 1604 in der Gleitkantenimplementierung von 17 bereitgestellt sein.
In den Beispielen von 15 bis 17 werden feste und frei bewegliche Kanten einer MEMS-Struktur 410 beschrieben. Es versteht sich außerdem, dass die Enden 506 und 508 (siehe 5) auch feste und/oder frei bewegliche Enden sein können. Die festen Enden 506 und/oder 508 können durch Fixieren diskreter Punkte an den Enden der MEMS-Struktur 410 an einer Verbinderstruktur, wie einem Abschnitt der Verbinderstruktur 1500, der sich entlang der Kanten der MEMS-Struktur 410 zu einem Substrat erstreckt, das angrenzend an die MEMS-Struktur montiert ist, und/oder durch Fixieren des gesamten Endes der MEMS-Struktur 410 an der Verbinderstruktur oder dem Substrat bereitgestellt sein. Feste Kanten können für die MEMS-Struktur 410 bereitgestellt sein, indem die Laschen 514 an den Kanten der MEMS-Struktur an einer Trägerstruktur für die MEMS-Komponente 204 fixiert werden (z. B., wie in dem Beispiel von 15 gezeigt). In verschiedenen Implementierungen kann die MEMS-Struktur 410 in einer Frei-frei-Konfiguration, in der die Kanten und Enden der MEMS-Struktur frei bewegliche Kanten und Enden sind, einer Frei-fixiert-Konfiguration, in der die Kanten der MEMS-Struktur frei bewegliche Kanten und die Enden der MEMS-Struktur fixierte Enden sind, einer Fixiert-frei-Konfiguration, in der die Kanten der MEMS-Struktur fixierte Kanten sind und die Enden der MEMS-Struktur frei bewegliche Enden sind, oder einer Fixiert-fixiert-Konfiguration, in der die Kanten und die Enden der MEMS-Struktur mindestens teilweise fixiert sind, montiert sein. Zum Beispiel ist die MEMS-Struktur 410 in einer oder mehreren Implementierungen der MEMS-Struktur 410 aus einer einzelnen zusammenhängenden Struktur gebildet, die sich in einer dritten Dimension (z. B. der in 5 gezeigten B-Dimension) senkrecht zu der ersten Dimension (z. B. zu der A-Dimension) und der zweiten Dimension (z. B. zu der C-Dimension) von einem ersten Ende 506 zu einem zweiten Ende 508 erstreckt, und wobei mindestens eines von dem ersten Ende oder dem zweiten Ende fixiert ist. Als weiteres Beispiel ist die MEMS-Struktur 410 in einer oder mehreren Implementierungen aus einer einzelnen zusammenhängenden Struktur gebildet, die sich in einer dritten Dimension (z. B. der in 5 gezeigten B-Dimension) senkrecht zu der ersten Dimension (z. B. zu der A-Dimension) und der zweiten Dimension (z. B. zu der C-Dimension) von einem ersten Ende 506 zu einem zweiten Ende 508 erstreckt, und wobei das erste Ende 506 und das zweite Ende 508 frei bewegliche Enden sind.
Wie vorstehend in Verbindung mit zum Beispiel 8 und 9 beschrieben, können die abwechselnden Falten 500 und die MEMS-Elektroden 510 entlang der ersten Dimension der MEMS-Struktur (z. B. der A-Dimension) dicht gepackt sein, wenn keine Spannung an die geriffelte MEMS-Struktur angelegt wird, mit einem Abstand, der es ermöglicht, dass die benachbarten MEMS-Elektroden 510 in Paaren 900 betrieben werden. In einer oder mehreren Implementierungen kann jedoch eine MEMS-Struktur 410 bereitgestellt sein, in der manche oder alle der MEMS-Elektroden weit beabstandet sind (z. B., um den Niederfrequenzbereich des MEMS-Lautsprechers zu erhöhen).
18 veranschaulicht eine Implementierung, in der die MEMS-Elektroden 510 der MEMS-Struktur 410 weit beabstandete Elektroden einschließen, die als Teil eines Satzes von Elektroden betrieben werden, der eine feste Elektrode einschließt, die sich von einem von einem ersten Substrat, wie dem ersten Substrat 400, oder einem zweiten Substrat, wie dem zweiten Substrat 404, erstreckt. Wie in 18 gezeigt, kann die MEMS-Komponente 204 eine oder mehrere Säulen einschließen, die sich von mindestens einem von dem ersten Substrat oder dem zweiten Substrat in einer Richtung parallel zu der zweiten Dimension (z. B. zu der C-Dimension) der MEMS-Struktur 410 erstrecken. In dem Beispiel von 18 schließt die MEMS-Komponente 204 Säulen 1800, die sich von dem ersten Substrat 400 in der Richtung des zweiten Substrats 404 erstrecken, und Säulen 1802, die sich von dem zweiten Substrat 404 in der Richtung des ersten Substrats 400 erstrecken (z. B. in einer Richtung parallel zu der zweiten Dimension der MEMS-Struktur 410), ein. In diesem Beispiel kann jede der weit beabstandeten MEMS-Elektroden 510 in Zusammenwirkung mit einem Paar Säulen 1800 und 1802 betrieben werden, um die MEMS-Elektroden 510 anzusteuern. Wie gezeigt, erstreckt sich jede der Säulen 1800 und 1802 von einem entsprechenden Substrat an einer entsprechenden Seite der MEMS-Struktur 410 in der Richtung des anderen Substrats, ohne die MEMS-Struktur zu passieren oder das andere Substrat zu erreichen.
Wie vorstehend in Verbindung mit zum Beispiel 8 und 9 beschrieben, können die abwechselnden Falten 500 und die MEMS-Elektroden 510 (z. B. die Riffelungen) der MEMS-Struktur 410 gleichmäßig entlang der ersten Dimension der MEMS-Struktur (z. B. der A-Dimension) beabstandet sein, wenn keine Spannung an die geriffelte MEMS-Struktur angelegt wird. Jedoch können die Falten 500 und die MEMS-Elektroden 510 in einer oder mehreren anderen Implementierungen ungleichmäßig entlang der ersten Dimension beabstandet sein, wenn keine Spannung an die geriffelte MEMS-Struktur angelegt wird.
19 veranschaulicht eine MEMS-Komponente 204 in einer Implementierung, in der eine MEMS-Struktur 410 die MEMS-Elektroden 510 einschließt, die ungleichmäßig entlang der ersten Dimension beabstandet sind, wenn keine Spannung an die geriffelte MEMS-Struktur angelegt wird. Wie in 19 gezeigt, kann eine MEMS-Struktur 410 einen oder mehrere Hochfrequenzabschnitte 1900, in denen die MEMS-Elektroden 510 zum Betrieb in Paaren von MEMS-Elektroden eng beabstandet sind, (z. B., wie vorstehend in Verbindung mit 9 beschrieben) und einen oder mehrere Niederfrequenzabschnitte 1902, in denen die MEMS-Elektroden 510 zum Betrieb in Zusammenwirkung mit festen Elektroden, die aus den Säulen 1800 und/oder 1802 gebildet sind, weit beabstandet sind, (z. B., wie vorstehend in Verbindung mit 18 beschrieben) aufweisen. Wie gezeigt, kann jede MEMS-Elektrode 510 in den Niederfrequenzabschnitten 1902 zwischen einer Säule 1800, die sich von einem ersten Substrat, wie dem ersten Substrat 400, erstreckt, und einer zweiten Säule, die sich von einem zweiten Substrat, wie dem zweiten Substrat 404 erstreckt, angeordnet sein. Wie in 18 und 19 veranschaulicht, kann jede der Säulen 1800 und 1802 eine feste Elektrode bilden, die angrenzend an mindestens eine entsprechende der Vielzahl von MEMS-Elektroden 510 positioniert ist. Zum Beispiel kann jede MEMS-Elektrode 510 durch ein Paar fester Elektroden, die aus einer Säule 1800 und einer Säule 1802 gebildet sind, angesteuert werden.
20 veranschaulicht eine Draufsicht einer MEMS-Komponente 204, die mit variiertem Abstand der MEMS-Elektroden 510 implementiert ist. In dem Beispiel von 20 sind Hochfrequenzbereiche 2002 (z. B. mit geschlossenen beabstandeten Elektroden, wie in den Hochfrequenzabschnitten 1900 von 19) durch manche Öffnungen 402 sichtbar und sind Niederfrequenzbereiche 2000 (z. B. mit weit beabstandeten Elektroden, wie in den Niederfrequenzabschnitten 1902 von 19) durch andere Öffnungen 402 sichtbar. In einer oder mehreren Implementierungen können die Hochfrequenzbereiche 2002 und die Niederfrequenzbereiche 2000 unter Verwendung der MEMS-Struktur 410 und der Säulen 1800 und 1802 von 19 und/oder unter Verwendung mehrerer separater MEMS-Strukturen 410, jeweils mit geraden Elektrodenabständen, (z. B. eine oder mehrere MEMS-Struktur 410, wie in 8 gezeigt, und eine oder mehrere MEMS-Strukturen, wie in 18 gezeigt) implementiert sein.
21 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Beispielprozesses zum Betreiben eines MEMS-Lautsprechers gemäß einer oder mehreren Implementierungen. Zu Erklärungszwecken wird der Prozess 2100 hierin hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Vorrichtung 100 von 1 oder die Vorrichtung 300 von 3 beschrieben. Der Prozess 2100 ist jedoch nicht auf die Vorrichtung 100 von 1 oder die Vorrichtung 300 von 3 beschränkt, und ein oder mehrere Blöcke (oder Operationen) des Prozesses 2100 können durch eine oder mehrere andere Komponenten und andere geeignete Vorrichtungen (z. B. jede elektronische Vorrichtung, einschließlich eines MEMS-Lautsprechers, wie hierin beschrieben) durchgeführt werden. Ferner werden zu Erklärungszwecken die Blöcke des Prozesses 2100 hierin als seriell bzw. linear erfolgend beschrieben. Es können jedoch mehrere Blöcke des Prozesses 2100 parallel erfolgen. Zusätzlich müssen die Blöcke des Prozesses 2100 nicht in der gezeigten Reihenfolge durchgeführt werden, und/oder ein oder mehrere Blöcke des Prozesses 2100 müssen nicht durchgeführt werden und/oder können durch andere Operationen ersetzt werden.
Bei Block 2102 kann eine Spannung an eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur) (z. B. eine MEMS-Struktur 410, wie hierin beschrieben) angelegt werden, die zwischen einem Vordervolumen, wie dem Vordervolumen 219, und einem Rückvolumen, wie dem Rückvolumen 217, angeordnet ist. In manchen Beispielen kann die MEMS-Struktur zwischen einem ersten Substrat (z. B. dem ersten Substrat 400) mit ersten Öffnungen (z. B. einer ersten Vielzahl von Öffnungen 402) und einem zweiten Substrat (z. B. dem Substrat 404) mit zweiten Öffnungen (z. B. einer zweiten Vielzahl von Öffnungen 406), die zu den ersten Öffnungen versetzt sind, angeordnet sein. In anderen Beispielen kann die MEMS-Struktur in Bezug auf das Vorder- und/oder Rückvolumen offen freiliegen.
Bei Block 2104 kann die geriffelte MEMS-Struktur durch die angelegte Spannung verformt werden, um Ton mit dem Lautsprecher zu erzeugen. In einer oder mehreren Implementierungen wird die geriffelte MEMS-Struktur durch eine einzelne zusammenhängende Struktur gebildet, die sich in einer ersten Dimension (z. B. der A-Dimension von 5) von einer ersten Kante (z. B. der ersten Kante 502) zu einer zweiten Kante (z. B. der zweiten Kante 504) erstreckt und eine oder mehrere abwechselnde Falten 500 einschließt, die zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante angeordnet sind. Die geriffelte MEMS-Struktur kann eine oder mehrere MEMS-Elektroden 510 einschließen, die jeweils einen Teil der einzelnen zusammenhängenden Struktur bilden, wobei sich der Teil in einer zweiten Dimension (z. B. der C-Dimension von 5) senkrecht zu der ersten Dimension zwischen einem entsprechenden Paar der abwechselnden Falten 500 erstreckt. Das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur kann bewirken, dass Druckunterschiede in dem Vorder- und Rückvolumen erzeugt werden, um den Ton zu erzeugen. In manchen Beispielen kann der Druckunterschied in den Räumen 699 zwischen MEMS-Strukturen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Substrat angeordnet sind, gebildet werden, wobei die Druckunterschiede bewirken, dass sich Luft durch erste Öffnungen in dem ersten Substrat und zweite Öffnungen in dem zweiten Substrat bewegt, um den Ton zu erzeugen.
Das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur kann einen ersten Druck in dem Vordervolumen und einen zweiten Druck in dem Rückvolumen erzeugen, wobei sich der erste Druck von dem zweiten Druck unterscheidet, um den Ton zu erzeugen (z. B., und/oder um zu bewirken, dass sich die Luft bewegt). In manchen Beispielen kann das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur einen ersten Druck in einem ersten Satz der Räume 699 zwischen den geriffelten MEMS-Strukturen und einen zweiten Druck in einem Satz benachbarter Räume 699 zwischen den geriffelten MEMS-Strukturen erzeugen, wobei sich der erste Druck von dem zweiten Druck unterscheidet, um zu bewirken, dass sich die Luft bewegt. Das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur kann ein Bewirken einschließen, dass sich Paare der MEMS-Elektroden 510 entlang der ersten Dimension aufeinander zu oder voneinander weg bewegen (z. B., wie vorstehend in Verbindung mit 9 beschrieben). Das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur kann auch oder alternativ ein Verformen der einzelnen zusammenhängenden Struktur in einer Richtung einschließen, die parallel zu der zweiten Dimension ist (z. B. in einem Betriebsmodus außerhalb der Ebene, wie vorstehend in Verbindung mit 10 beschrieben). In einer oder mehreren Implementierungen erstreckt sich die Richtung, die parallel zu der zweiten Dimension ist, entlang einer Oberfläche des zweiten Substrats (z. B., wie vorstehend in Verbindung mit 6 beschrieben).
22 veranschaulicht ein elektronisches System 2200, mit dem eine oder mehrere Implementierungen der gegenständlichen Technologie implementiert sein können. Das elektronische System 2200 kann eine oder mehrere der in 1 gezeigten Vorrichtungen 100 oder 300 sein und/oder kann ein Teil davon sein. Das elektronische System 2200 kann verschiedene Typen von computerlesbaren Medien und Schnittstellen für verschiedene andere Typen von computerlesbaren Medien einschließen. Das elektronische System 2200 schließt einen Bus 2208, eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten 2212, einen Systemspeicher 2204 (und/oder einen Puffer), einen ROM 2210, eine Permanentspeicherungsvorrichtung 2202, eine Eingabevorrichtungsschnittstelle 2214, eine Ausgabevorrichtungsschnittstelle 2206 und eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 2216 oder Untergruppen und Variationen davon ein.
Der Bus 2208 stellt kollektiv alle System-, Peripherie- und Chipsatzbusse dar, die die zahlreichen internen Vorrichtungen des elektronischen Systems 2200 kommunikativ verbinden. In einer oder mehreren Implementierungen verbindet der Bus 2208 die eine oder die mehreren Verarbeitungseinheiten 2212 kommunikativ mit dem ROM 2210, dem Systemspeicher 2204 und der Permanentspeicherungsvorrichtung 2202. Von diesen verschiedenen Speichereinheiten ruft die eine oder die mehreren Verarbeitungseinheiten 2212 Anweisungen zum Ausführen und Daten zum Verarbeiten ab, um die Prozesse der gegenständlichen Offenbarung auszuführen. Die eine oder die mehreren Verarbeitungseinheiten 2212 können in verschiedenen Implementierungen ein einzelner Prozessor oder ein Mehrkernprozessor sein.
Der ROM 2210 speichert statische Daten und Anweisungen, die von der einen oder den mehreren Verarbeitungseinheiten 2212 und anderen Modulen des elektronischen Systems 2200 benötigt werden. Die Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 kann andererseits eine Lese-und-Schreib-Speichervorrichtung sein. Die Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 kann eine nichtflüchtige Speichereinheit sein, die Anweisungen und Daten selbst dann speichert, wenn das elektronische System 2200 ausgeschaltet ist. In einer oder mehreren Implementierungen kann eine Massenspeicherungsvorrichtung (wie eine Magnet- oder optische Platte und ihr entsprechendes Plattenlaufwerk) als die Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 verwendet werden.
In einer oder mehreren Implementierungen kann eine Wechselspeicherungsvorrichtung (wie eine Diskette, ein Flash-Laufwerk und ihr entsprechendes Plattenlaufwerk) als die Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 verwendet werden. Wie die Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 kann der Systemspeicher 2204 eine Lese-und-Schreib-Speichervorrichtung sein. Jedoch kann im Gegensatz zu der Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 der Systemspeicher 2204 ein flüchtiger Lese-und-Schreibspeicher, wie ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff, sein. Der Systemspeicher 2204 kann beliebige der Anweisungen und Daten speichern, die eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten 2212 zur Laufzeit benötigen können. In einer oder mehreren Implementierungen werden die Prozesse der gegenständlichen Offenbarung in dem Systemspeicher 2204, der Permanentspeicherungsvorrichtung 2202 und/oder dem ROM 2210 gespeichert. Von diesen verschiedenen Speichereinheiten ruft die eine oder die mehreren Verarbeitungseinheiten 2212 Anweisungen zum Ausführen und Daten zum Verarbeiten ab, um die Prozesse einer oder mehrerer Implementierungen auszuführen.
Der Bus 2208 ist außerdem mit der Eingabe- und Ausgabevorrichtungsschnittstelle 2214 und 2206 verbunden. Die Eingabevorrichtungsschnittstelle 2214 ermöglicht einem Benutzer, Informationen zu kommunizieren und Befehle für das elektronische System 2200 auszuwählen. Eingabevorrichtungen, die mit der Eingabevorrichtungsschnittstelle 2214 verwendet werden können, können zum Beispiel alphanumerische Tastaturen und Zeigevorrichtungen (auch als „Cursorsteuerungsvorrichtungen“ bezeichnet) einschließen. Die Ausgabevorrichtungsschnittstelle 2206 kann zum Beispiel die Anzeige von Bildern ermöglichen, die durch das elektronische System 2200 erzeugt werden. Ausgabevorrichtungen, die mit der Ausgabevorrichtungsschnittstelle 2206 verwendet werden können, können zum Beispiel Drucker und Anzeigevorrichtungen, wie eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige (LED-Anzeige), eine organische Leuchtdiodenanzeige (OLED-Anzeige), eine flexible Anzeige, einen Flachbildschirm, eine Festkörperanzeige, einen Projektor oder jede andere Vorrichtung zum Ausgeben von Informationen, einschließen. Eine oder mehrere Implementierungen können Vorrichtungen einschließen, die sowohl als Eingabe- als auch als Ausgabevorrichtungen funktionieren, wie ein Touchscreen. In diesen Implementierungen kann eine dem Benutzer bereitgestellte Rückmeldung jede Form von sensorischer Rückmeldung sein, wie eine visuelle Rückmeldung, eine akustische Rückmeldung oder eine taktile Rückmeldung, und Eingaben von dem Benutzer können in jeder Form empfangen werden, einschließlich akustischer, sprachlicher oder taktiler Eingaben.
Schließlich koppelt der Bus 2208, wie in 22 gezeigt, auch das elektronische System 2200 mit einem oder mehreren Netzwerken und/oder mit einem oder mehreren Netzwerkknoten durch die eine oder die mehreren Netzwerkschnittstelle(n) 2216. Auf diese Weise kann das elektronische System 2200 Teil eines Netzwerks von Computern (wie eines LAN, eines Weitverkehrsnetzes („WAN“) oder eines Intranets oder eines Netzwerks von Netzwerken, wie des Internets, sein. Beliebige oder alle Komponenten des elektronischen Systems 2200 können in Verbindung mit der gegenständlichen Offenbarung verwendet werden.
Gemäß manchen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird ein Lautsprecher bereitgestellt, der ein Vordervolumen; ein Rückvolumen; und eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen dem Vordervolumen und dem Rückvolumen angeordnet ist, einschließt.
Gemäß anderen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Anlegen einer Spannung an eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen einem Vordervolumen und einem Rückvolumen angeordnet ist; und ein Verformen, durch die angelegte Spannung, der geriffelten MEMS-Struktur, um Ton mit dem Lautsprecher zu erzeugen, einschließt.
Gemäß anderen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die einen Lautsprecher einschließt, wobei der Lautsprecher ein Vordervolumen; ein Rückvolumen; und eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen dem Vordervolumen und dem Rückvolumen angeordnet ist, einschließt.
Gemäß anderen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird ein Lautsprecher bereitgestellt, der ein erstes Substrat mit einer ersten Vielzahl von Öffnungen; ein zweites Substrat mit einer zweiten Vielzahl von Öffnungen, die zu der ersten Vielzahl von Öffnungen versetzt sind; und eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist, einschließt.
Gemäß anderen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Anlegen einer Spannung an eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen einem ersten Substrat mit einer ersten Vielzahl von Öffnungen und einem zweiten Substrat mit einer zweiten Vielzahl von Öffnungen, die zu der ersten Vielzahl von Öffnungen versetzt sind, angeordnet ist; und ein Verformen, durch die angelegte Spannung, der geriffelten MEMS-Struktur, um Ton mit dem Lautsprecher zu erzeugen, einschließt.
Gemäß anderen Gesichtspunkten der gegenständlichen Offenbarung wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die einen Lautsprecher einschließt, wobei der Lautsprecher ein erstes Substrat mit einer ersten Vielzahl von Öffnungen; ein zweites Substrat mit einer zweiten Vielzahl von Öffnungen, die zu der ersten Vielzahl von Öffnungen versetzt sind; und eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist, einschließt.
Implementierungen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung können teilweise oder vollständig umgesetzt werden, indem ein greifbares computerlesbares Speicherungsmedium (oder mehrere greifbare computerlesbare Speicherungsmedien eines oder mehrerer Typen) verwendet wird, das eine oder mehrere Anweisungen codiert. Das greifbare computerlesbare Speicherungsmedium kann außerdem nichtflüchtiger Art sein.
Das computerlesbare Speicherungsmedium kann jedes Speichermedium sein, das durch eine Universal- oder Spezialrechenvorrichtung, einschließlich jeder Verarbeitungselektronik und/oder Verarbeitungsschaltlogik, die Anweisungen ausführen kann, gelesen oder geschrieben werden kann oder in sonstiger Weise für diese zugänglich ist. Zum Beispiel kann das computerlesbare Medium ohne Einschränkung jeden flüchtigen Halbleiterspeicher, wie RAM, DRAM, SRAM, T-RAM, Z-RAM und TTRAM, einschließen. Das computerlesbare Medium kann auch jeden nichtflüchtigen Halbleiterspeicher, wie ROM, PROM, EPROM, EEPROM, NVRAM, Flash, nvSRAM, FeRAM, FeTRAM, MRAM, PRAM, CBRAM, SONOS, RRAM, NRAM, Racetrack-Speicher, FJG und Millipede-Speicher, einschließen.
Das computerlesbare Speicherungsmedium kann alle Nicht-Halbleiter-Speicher einschließen, wie optische Festplattenspeicherung, magnetische Festplattenspeicherung, Magnetbänder, sonstige magnetische Speicherungsvorrichtungen, oder jedes andere Medium, das fähig ist, eine oder mehrere Anweisungen zu speichern. In einer oder mehreren Implementierungen kann das greifbare computerlesbare Speicherungsmedium direkt mit einer Rechenvorrichtung gekoppelt werden, während in anderen Implementierungen das greifbare computerlesbare Speicherungsmedium indirekt mit einer Rechenvorrichtung gekoppelt werden kann, z. B. über eine oder mehrere drahtgebundene Verbindungen, eine oder mehrere drahtlose Verbindungen, oder eine Kombination davon.
Anweisungen können direkt ausführbar sein oder können dazu verwendet werden, ausführbare Anweisungen zu entwickeln. Zum Beispiel können Anweisungen als ausführbarer oder nicht ausführbarer Maschinencode oder als Anweisungen in einer Programmiersprache höherer Ebene, die kompiliert werden können, um ausführbaren oder nicht ausführbaren Maschinencode zu erzeugen, umgesetzt werden. Ferner können Anweisungen auch als Daten umgesetzt werden oder solche einschließen. Computerausführbare Anweisungen können außerdem in jedem Format organisiert sein, einschließlich Routinen, Subroutinen, Programmen, Datenstrukturen, Objekten, Modulen, Anwendungen, Applets, Funktionen usw. Wie der Fachmann erkennt, können Details, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, der Anzahl, der Struktur, der Abfolge und der Organisation von Anweisungen erheblich variieren, ohne die zugrunde liegende Logik, Funktion, Verarbeitung und Ausgabe zu variieren.
Während sich die vorstehende Erörterung hauptsächlich auf Mikroprozessoren oder Mehrkernprozessoren bezieht, die Software ausführen, werden eine oder mehrere Implementierungen durch eine oder mehrere integrierte Schaltungen, wie ASICs oder FPGAs, durchgeführt. In einer oder mehreren Implementierungen führen diese integrierten Schaltungen Anweisungen aus, die in der Schaltung selbst gespeichert sind.
Verschiedene vorstehend beschriebene Funktionen können in digitaler elektronischer Schaltlogik, in Computersoftware, Firmware oder Hardware implementiert werden. Die Techniken können unter Verwendung eines oder mehrerer Computerprogrammprodukte implementiert werden. Programmierbare Prozessoren und Computer können in mobilen Vorrichtungen integriert oder als solche gebündelt werden. Die Prozesse und Logikflüsse können durch einen oder mehrere programmierbare Prozessoren und durch eine oder mehrere programmierbare Logikschaltlogiken durchgeführt werden. Allgemeine und spezielle Rechenvorrichtungen und Speicherungsvorrichtungen können über Kommunikationsnetze miteinander verbunden sein.
Manche Implementierungen schließen elektronische Komponenten wie Mikroprozessoren, Speicherung und Speicher, die Computerprogrammanweisungen auf einem maschinenlesbaren oder computerlesbaren Medium (alternativ als computerlesbare Speicherungsmedien, maschinenlesbare Medien oder maschinenlesbare Speicherungsmedien bezeichnet) speichern, ein. Manche Beispiele für solche computerlesbaren Medien schließen ein: RAM, ROM, nur lesbare Compact Discs (CD-ROM), beschreibbare Compact Discs (CD-R), wiederbeschreibbare Compact Discs (CD-RW), nur lesbare Digital Versatile Discs (z.B. DVD-ROM, Dual-Layer-DVD-ROM), eine Vielzahl von beschreibbaren/wiederbeschreibbaren DVDs (z. B. DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW usw.), Flash-Speicher (z. B. SD-Karten, Mini-SD-Karten, Micro-SD-Karten usw.), Magnet- und/oder Solid-State-Festplatten, Ultra Density Optical Discs, beliebige sonstige optische oder magnetische Medien und Disketten. Die computerlesbaren Medien können ein Computerprogramm speichern, das von mindestens einer Verarbeitungseinheit ausführbar ist und Anweisungssätze zum Durchführen verschiedener Operationen einschließt. Beispiele für Computerprogramme oder Computercode schließen Maschinencode, wie er von einem Compiler erzeugt wird, und Dateien, die einen Code höherer Ebene enthalten, die von einem Computer, einer elektronischen Komponente oder einem Mikroprozessor unter Verwendung eines Interpreters ausgeführt werden, ein.
Während sich die vorstehende Erörterung hauptsächlich auf Mikroprozessoren oder Mehrkernprozessoren bezieht, die Software ausführen, werden manche Implementierungen durch eine oder mehrere integrierte Schaltungen, wie anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), durchgeführt. In manchen Implementierungen führen derartige integrierte Schaltungen Anweisungen aus, die in der Schaltung selbst gespeichert sind.
Wie in dieser Patentschrift und allen Ansprüchen dieser Anmeldung verwendet, beziehen sich die Begriffe „Computer“, „Prozessor“ und „Speicher“ alle auf elektronische oder andere technologische Vorrichtungen. Diese Begriffe schließen Menschen oder Gruppen von Menschen aus. Zum Zwecke der Beschreibung bedeuten die Begriffe „Anzeige“ oder „anzeigen“ das Anzeigen auf einer elektronischen Vorrichtung. Die Begriffe „computerlesbares Medium“ und „computerlesbare Medien“, wie sie in dieser Patentschrift und in allen Ansprüchen dieser Anmeldung verwendet werden, beschränken sich vollständig auf greifbare, physische Objekte, die Informationen in einer Form speichern, die von einem Computer lesbar ist. Diese Begriffe schließen drahtlose Signale, drahtgebundene Downloadsignale und andere kurzlebige Signale aus.
Viele der vorstehend beschriebenen Merkmale und Anwendungen sind als Softwareprozesse implementiert, die als ein Satz von Anweisungen spezifiziert sind, die auf einem computerlesbaren Speicherungsmedium aufgezeichnet sind (auch als computerlesbares Medium bezeichnet). Wenn diese Anweisungen von einer oder mehreren Verarbeitungseinheit(en) (z. B. einem oder mehreren Prozessoren, Prozessorkernen oder anderen Verarbeitungseinheiten) ausgeführt werden, veranlassen sie die Verarbeitungseinheit(en), die in den Anweisungen angegebenen Aktionen durchzuführen. Beispiele für computerlesbare Medien schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, CD-ROMs, Flash-Laufwerke, RAM-Chips, Festplatten, EPROMs usw. ein. Die computerlesbaren Medien schließen keine Trägerwellen und elektronischen Signale, die drahtlos oder über drahtgebundene Verbindungen übertragen werden, ein.
In dieser Patentschrift soll der Begriff „Software“ Firmware einschließen, die sich in einem Nur-Lese-Speicher befindet, oder Anwendungen, die in einer Magnetspeicherung gespeichert sind, die zum Verarbeiten durch einen Prozessor in den Speicher eingelesen werden kann. In manchen Implementierungen können auch mehrere Softwaregesichtspunkte der gegenständlichen Offenbarung als Unterabschnitte eines größeren Programms implementiert werden, wobei unterschiedliche Softwaregesichtspunkte der gegenständlichen Offenbarung erhalten bleiben. In manchen Implementierungen können mehrere Softwaregesichtspunkte auch als separate Programme implementiert werden. Schließlich liegt jede Kombination von separaten Programmen, die zusammen einen hierin beschriebenen Softwaregesichtspunkt implementieren, innerhalb des Schutzumfangs der gegenständlichen Offenbarung. In manchen Implementierungen definieren die Softwareprogramme, wenn sie installiert sind, um auf einem oder mehreren elektronischen Systemen zu laufen, eine oder mehrere spezifische Maschinenimplementierungen, die die Operationen der Softwareprogramme ausführen und durchführen.
Ein Computerprogramm (auch bekannt als ein Programm, eine Software, eine Softwareanwendung, ein Skript oder ein Code) kann in einer beliebigen Form von Programmiersprache, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, deklarativer oder prozeduraler Sprachen, geschrieben sein, und es kann in beliebiger Form eingesetzt werden, einschließlich als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Subroutine, Objekt oder eine andere Einheit, die zur Verwendung in einer Rechenumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm kann, muss aber nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Abschnitt einer Datei gespeichert werden, der andere Programme oder Daten (z. B. ein oder mehrere Skripte, die in einem Markup-Language-Dokument gespeichert sind), in einer einzelnen Datei, die dem fraglichen Programm zugeordnet ist, oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Abschnitte von Code speichern) enthält. Ein Computerprogramm kann eingesetzt werden, um auf einem Computer oder auf mehreren Computern ausgeführt zu werden, die sich an einem Standort befinden oder über mehrere Standorte verteilt und über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.
Es versteht sich, dass jede spezifische Reihenfolge oder Hierarchie von Blöcken in den offenbarten Prozessen eine Veranschaulichung von Beispielansätzen ist. Basierend auf Gestaltungspräferenzen versteht es sich, dass die spezifische Reihenfolge oder Hierarchie von Blöcken in den Prozessen neu angeordnet werden kann oder dass alle veranschaulichten Blöcke durchgeführt werden. Manche der Blöcke können gleichzeitig durchgeführt werden. Zum Beispiel können unter bestimmten Umständen Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus sollte die Trennung der verschiedenen Systemkomponenten in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht so verstanden werden, als dass eine solche Trennung in allen Ausführungsformen notwendig wäre, und es sollte verstanden werden, dass die beschriebenen Programmkomponenten und Systeme allgemein zusammen in einem einzelnen Softwareprodukt integriert oder in mehrere Softwareprodukte gepackt sein können.
Die vorherige Beschreibung wird bereitgestellt, um es dem Fachmann zu ermöglichen, die verschiedenen hierin beschriebenen Gesichtspunkte umzusetzen. Verschiedene Modifikationen dieser Gesichtspunkte sind für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Gesichtspunkte angewendet werden. Daher sind die Ansprüche nicht so zu verstehen, dass sie auf die hierin gezeigten Gesichtspunkte begrenzt werden, sondern dass sie den vollständigen Schutzumfang entsprechend der Sprachansprüche verdienen, wobei die Bezugnahme auf ein Element im Singular nicht so zu verstehen ist, dass es sich um „eines und nur eines“ handelt, sofern dies nicht ausdrücklich so vermerkt ist, sondern eher als „eines oder mehrere“. Soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, bezieht sich der Begriff „manche“ auf eine/n/s oder mehrere. Pronomen in maskuliner Form (z. B. „sein“) schließen die feminine Form (z. B. „ihr“) und das Neutrum ein und umgekehrt. Überschriften und Zwischenüberschriften, sofern verwendet, dienen nur zur Übersichtlichkeit und schränken die gegenständliche Offenbarung nicht ein.
Die Prädikatswörter „konfiguriert zum“, „betreibbar zum“ und „programmiert zum“ setzen keine bestimmte konkrete oder abstrakte Modifikation eines Motivs voraus, sondern sollen stattdessen als untereinander austauschbar verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Prozessor, der zum Überwachen und Steuern einer Operation oder einer Komponente konfiguriert ist, auch auf den zum Überwachen und Steuern der Operation programmierten Prozessor verweisen, oder auf den Prozessor, der einsatzbereit ist, um die Operation zu überwachen und zu steuern. Ebenso kann ein Prozessor, der zum Ausführen von Code konfiguriert ist, als ein Prozessor betrachtet werden, der zum Ausführen von Code programmiert ist oder einsatzbereit zum Ausführen von Code ist Ein Ausdruck wie ein „Gesichtspunkt“ impliziert nicht, dass ein derartiger Gesichtspunkt für die gegenständliche Technologie wesentlich ist oder dass ein derartiger Gesichtspunkt für alle Konfigurationen der gegenständlichen Technologie gilt. Eine Offenbarung in Bezug auf einen Gesichtspunkt kann für alle Konfigurationen oder eine oder mehrere Konfigurationen gelten. Ein Ausdruck, wie ein Gesichtspunkt, kann sich auf einen oder mehrere Gesichtspunkte beziehen und umgekehrt. Ein Ausdruck wie eine „Konfiguration“ impliziert nicht, dass eine solche Konfiguration für die gegenständliche Technologie wesentlich ist oder dass eine solche Konfiguration für alle Konfigurationen der gegenständlichen Technologie gilt. Eine Offenbarung in Bezug auf eine Konfiguration kann für alle Konfigurationen oder eine oder mehrere Konfigurationen gelten. Ein Ausdruck, wie eine Konfiguration, kann sich auf eine oder mehrere Konfigurationen beziehen und umgekehrt.
Das Wort „Beispiel“ wird hierin verwendet, um „als Beispiel oder Veranschaulichung dienend“ zu bedeuten. Jeder hier als „Beispiel“ beschriebene Gesichtspunkt oder jede solche Gestaltung ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Gesichtspunkten oder Gestaltungen auszulegen.
Unter einem Gesichtspunkt kann sich ein Begriff gekoppelt oder dergleichen darauf beziehen, direkt gekoppelt zu sein. Unter einem anderen Gesichtspunkt kann sich ein Begriff gekoppelt oder dergleichen darauf beziehen, indirekt gekoppelt zu sein.
Begriffe, wie oben, unten, vorne, hinten, seitlich, horizontal, vertikal und dergleichen, beziehen sich auf einen beliebigen Bezugsrahmen und nicht auf den gewöhnlichen Gravitationsbezugsrahmen. Somit kann sich ein solcher Begriff in einem Gravitationsbezugsrahmen nach oben, nach unten, diagonal oder horizontal erstrecken.
Alle strukturellen und funktionalen Äquivalente zu den Elementen der verschiedenen in dieser Offenbarung beschriebenen Gesichtspunkte, die bekannt sind oder dem Fachmann zu einem späteren Zeitpunkt bekannt werden, sind hierin ausdrücklich durch Bezugnahme aufgenommen und sollen von den Ansprüchen umfasst sein. Darüber hinaus ist nichts hierin Offenbartes für die Öffentlichkeit vorgesehen, unabhängig davon, ob eine solche Offenbarung ausdrücklich in den Ansprüchen angegeben ist. Kein Anspruchselement soll gemäß den Bestimmungen von 35 U.S.C. § 112(f) ausgelegt werden, sofern nicht das Element ausdrücklich unter Verwendung des Ausdrucks „Mittel zum“ angegeben wird oder, im Falle eines Verfahrensanspruchs, das Element unter Verwendung des Ausdrucks „Schritt zum“ angegeben wird. Darüber hinaus gilt: in dem Maße, in dem der Begriff „einschließen“, „aufweisen“ oder dergleichen in der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet wird, ist dieser Begriff so gemeint, dass er als einschließend zu verstehen ist, ähnlich dem Begriff „umfassen“, wie „umfasst“ interpretiert wird, wenn es als Übergangswort in einem Anspruch benutzt wird.
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 63/050054 [0001]

Claims

Lautsprecher, umfassend: ein Vordervolumen; ein Rückvolumen; und eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen dem Vordervolumen und dem Rückvolumen angeordnet ist.
Lautsprecher nach Anspruch 1, wobei die geriffelte MEMS-Struktur eine einzelne zusammenhängende Struktur umfasst, die sich in einer ersten Dimension von einer ersten Kante zu einer zweiten Kante erstreckt und eine Vielzahl von abwechselnden Falten einschließt, die zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante angeordnet sind.
Lautsprecher nach Anspruch 2, wobei die geriffelte MEMS-Struktur eine Vielzahl von MEMS-Elektroden umfasst, die jeweils einen Teil der einzelnen zusammenhängenden Struktur bilden, wobei sich der Teil in einer zweiten Dimension senkrecht zu der ersten Dimension zwischen einem entsprechenden Paar der Vielzahl von abwechselnden Falten erstreckt.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei die erste Kante und die zweite Kante fest sind.
Lautsprecher nach Anspruch 4, wobei die erste Kante und die zweite Kante jeweils an einem entsprechenden elastischen Verbinder fixiert sind.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei die erste Kante und die zweite Kante frei bewegliche Kanten sind.
Lautsprecher nach Anspruch 6, ferner umfassend mindestens einen Ankerträger, der sich von einer der Vielzahl von abwechselnden Falten zu einer Stützstruktur erstreckt.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei sich die einzelne zusammenhängende Struktur in einer dritten Dimension senkrecht zu der ersten Dimension und zu der zweiten Dimension von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und wobei mindestens eines von dem ersten Ende oder dem zweiten Ende fixiert ist.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei sich die einzelne zusammenhängende Struktur in einer dritten Dimension senkrecht zu der ersten Dimension und zu der zweiten Dimension von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt und wobei das erste Ende und das zweite Ende frei bewegliche Enden sind.
Lautsprecher nach Anspruch 3, ferner umfassend: ein erstes Substrat, das an einer ersten Seite der geriffelten MEMS-Struktur angeordnet ist und eine erste Vielzahl von Öffnungen aufweist; und ein zweites Substrat, das an einer zweiten Seite der geriffelten MEMS-Struktur angeordnet ist und eine zweite Vielzahl von Öffnungen aufweist, die zu der ersten Vielzahl von Öffnungen versetzt sind, wobei die geriffelte MEMS-Struktur zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist.
Lautsprecher nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Vielzahl von zusätzlichen geriffelten MEMS-Strukturen, die zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet sind.
Lautsprecher nach Anspruch 11, wobei die geriffelte MEMS-Struktur und die Vielzahl von zusätzlichen geriffelten MEMS-Strukturen sowohl zu der ersten Vielzahl von Öffnungen als auch zu der zweiten Vielzahl von Öffnungen versetzt sind.
Lautsprecher nach Anspruch 12, wobei die geriffelte MEMS-Struktur und die Vielzahl von zusätzlichen geriffelten MEMS-Strukturen in einer Richtung parallel zu der zweiten Dimension beabstandet sind.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von abwechselnden Falten und die Vielzahl von MEMS-Elektroden gleichmäßig entlang der ersten Dimension beabstandet sind, wenn keine Spannung an die geriffelte MEMS-Struktur angelegt ist.
Lautsprecher nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl von abwechselnden Falten und die Vielzahl von MEMS-Elektroden ungleichmäßig entlang der ersten Dimension beabstandet sind, wenn keine Spannung an die geriffelte MEMS-Struktur angelegt ist.
Lautsprecher nach Anspruch 15, ferner umfassend eine Vielzahl von Säulen, die sich in einer Richtung parallel zu der zweiten Dimension von mindestens einem von einem ersten Substrat, das an einer ersten Seite der geriffelten MEMS-Struktur angeordnet ist, oder einem zweiten Substrat, das an einer zweiten Seite der geriffelten MEMS-Struktur angeordnet ist, erstrecken.
Lautsprecher nach Anspruch 16, wobei jede der Säulen eine feste Elektrode umfasst, die angrenzend an mindestens eine entsprechende der Vielzahl von MEMS-Elektroden positioniert ist.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei jede der abwechselnden Falten eine gedünnte Falte umfasst.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei jede der abwechselnden Falten eine geriffelte Falte umfasst.
Lautsprecher nach Anspruch 3, wobei jede der abwechselnden Falten eine Zeltfalte umfasst.
Lautsprecher nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein erstes Substrat; ein zweites Substrat; und ein drittes Substrat, das zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist, wobei die geriffelte MEMS-Struktur zwischen dem ersten Substrat und dem dritten Substrat angeordnet ist; und eine zusätzliche geriffelte MEMS-Struktur, die zwischen dem dritten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechers, wobei das Verfahren umfasst: Anlegen einer Spannung an eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen einem Vordervolumen und einem Rückvolumen angeordnet ist; und Verformen, durch die angelegte Spannung, der geriffelten MEMS-Struktur, um Ton mit dem Lautsprecher zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die geriffelte MEMS-Struktur eine einzelne zusammenhängende Struktur umfasst, die sich in einer ersten Dimension von einer ersten Kante zu einer zweiten Kante erstreckt, und eine Vielzahl von abwechselnden Falten einschließt, die zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante angeordnet sind, wobei die geriffelte MEMS-Struktur eine Vielzahl von MEMS-Elektroden umfasst, die jeweils einen Teil der einzelnen zusammenhängenden Struktur bilden, wobei sich der Teil in einer zweiten Dimension senkrecht zu der ersten Dimension zwischen einem entsprechenden Paar der Vielzahl von abwechselnden Falten erstreckt und wobei das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur Druckunterschiede in dem Vordervolumen und in dem Rückvolumen erzeugt, um den Ton zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur zum Erzeugen der Druckunterschiede bewirkt, dass sich Luft durch Öffnungen in einem Substrat bewegt, das angrenzend an die geriffelte MEMS-Struktur angeordnet ist, um den Ton zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur umfasst, zu bewirken, dass sich Paare der MEMS-Elektroden entlang der ersten Dimension aufeinander zu oder voneinander weg bewegen.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur ferner ein Verformen der einzelnen zusammenhängenden Struktur in einer Richtung umfasst, die parallel zu der zweiten Dimension ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Verformen der geriffelten MEMS-Struktur ein Verformen der einzelnen zusammenhängenden Struktur in einer Richtung umfasst, die parallel zu der zweiten Dimension ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Lautsprecher ein erstes Substrat, das an einer ersten Seite der geriffelten MEMS-Struktur angeordnet ist, und ein zweites Substrat, das an einer zweiten Seite der geriffelten MEMS-Struktur angeordnet ist, umfasst, und wobei sich die Richtung, die parallel zu der zweiten Dimension ist, entlang einer Oberfläche des zweiten Substrats erstreckt.
Elektronische Vorrichtung, umfassend: einen Lautsprecher, umfassend: ein Vordervolumen; ein Rückvolumen; und eine geriffelte Struktur mikroelektromechanischer Systeme (MEMS-Struktur), die zwischen dem Vordervolumen und dem Rückvolumen angeordnet ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 29, wobei die elektronische Vorrichtung ein Smartphone, eine am Körper tragbare Vorrichtung oder einen Ohrhörer umfasst.