CN112313967B - 扬声器单元 - Google Patents

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Abstract

扬声器单元，用于产生低音频率声音。扬声器单元包括：两个或更多个振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且其中一个或多个振膜包括在振膜的第一子集中，并且一个或多个振膜包括在振膜的第二子集中；多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动阵列中的振膜的相应的一个；框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于所述框架，使得所述第一辐射表面面向第一方向，所述第二辐射表面面向相反的第二方向，其中所述框架被配置允许由所述第一辐射表面产生的声音沿第一方向从所述扬声器单元的第一侧传播出去，并允许由第二辐射表面产生的声音沿第二方向从所述扬声器单元的第二侧传播出去；驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的电信号相对于提供给被配置为移动所述振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号是异相的。

Description

扬声器单元
本申请要求于2018年4月4日提交的GB1805523.6的优先权，其内容和元素出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及一种扬声器单元、包括扬声器单元的座椅组件以及具有多个座椅组件的车辆。
背景技术
在可听频谱中的频率中，较低的频率是在较远距离内最能很好承载的频率，并且是很难在房间内保持的频率。例如，来自邻近大声音乐的干扰大部分具有低频谱。“低频”频率也可以称为“低音”频率，这些术语在本申请中可以互换使用。
现今，许多汽车都配备了主音频系统，该系统通常包括一个具有内部或外部音频放大器的中央使用者界面操作台，以及一个或多个放置在车门中的扬声器。这种类型的音频系统用于确保所有乘客具有相同内容的足够响度(例如广播或CD播放)。
一些汽车包括个人娱乐系统(音乐、游戏以及电视)，这些系统通常配备有耳机，以确保单个乘客接收个人的声音，而不会干扰参与不同视听内容的其他乘客，或受到参与不同视听内容的其他乘客的干扰。
一些汽车的扬声器位置非常靠近单个乘客，因此该单个乘客的耳朵可获得足够高的声压级(“SPL”)的声音，而其他位置的乘客却具有较低的声压级。
本发明人已经观察到，个人声音茧(cocoon)的概念是理解将扬声器放置在靠近使用者的方法的有用方式，其中个人声音茧是使用者能够体验其SPL被认为对于他们的享受来说可接受地高的声音的区域，而在个人声音茧之外的声音被认为其SPL低于在个人声音茧内的SPL。
本发明人还观察到，创建个人声音茧以使使用者能够享受而几乎没有声音泄漏到他/她的周围环境中是一个巨大的挑战，如果克服这一挑战，将会给使用者在整体上体验我们所有类型的设置/环境(例如(但不限于)汽车、家庭、游戏以及航空设置)的个人多媒体内容的方式带来巨大的改变。
本发明人还观察到，创建有效的个人声音茧可能涉及声音降低或抵消声音茧外的声音。
当今大多数汽车中使用的主要音频系统(门上装有一个或多个扬声器)无法为每个乘客提供有效的个人声音。
尽管耳机的使用可确保良好的音质和非常有效的个人声音茧(很小的声音泄漏)，但耳机的使用仍存在安全性、人体工学以及舒适性问题。类似的考虑也适用于其他环境中的独立应用程序，例如家庭、工作室、公共场所等需要个人娱乐而不打扰邻居的环境。
使用位置靠近单个乘客/使用者的高指向性扬声器，为中高频提供了有效的解决方案。但是，在大多数情况下，使扬声器指向低音频率是不切实际的，因为要为低音频率提供高指向性的扬声器，辐射表面的尺寸必须与波长同阶，并且对于低音频率内容的波长通常非常长(例如，对于f＝100Hz，λ＝3.4m)。在许多情况下，例如在汽车中，具有如此规模的辐射表面以产生低音频率内容的扬声器是不切实际的。但是，低音频率内容是音频频谱中非常重要的部分，在大多数音乐中，此频谱占总声功率的一半或更多。
如众所周知的等响曲线(equal-loudness contours)[1]所示，例如，作为标准化的ISO 226：2003，我们的耳朵对150Hz以下的低音频率不敏感。因此，为了平衡频谱响度，通常需要增强低音频率的声音。而且，道路噪声或环境噪声将在频谱的这一部分具有更大的掩蔽效果。然而，本发明人已经发现，为给低音频率的个人使用者创建个人声音茧的目的而使用的传统的单极扬声器(通常是锥形单极扬声器)通常不会产生令人满意的结果，因为，为了创建个人声音茧，在低音频率需要相对较高SPL，以克服我们耳朵在频谱这一区域中有限的灵敏度，但是传统的单极扬声器在低音频率上将具有球形辐射图(所有方向均为相同声压)，在自由场条件下，距扬声器的每两倍距离，其声压仅下降6dB。此外，汽车环境的行为不作为自由场，这使得单极扬声器在低音频率茧中的使用更加麻烦：一个小空间会表现出压力腔室效应，从而提高由单极扬声器提供的低音频率能量(对于典型的汽车的低于70Hz的12dB/倍频程的腔室中，整体压力增加)。
本发明人了解一些专利文件，这些专利文件描述了使用各种扬声器布置以在车辆中产生个人声音为目的：
EP0988771A1
EP1460879A1
US8130987B2
US7688992B2
US9327628B2
US9440566B2
US9428090B2
本发明人还了解到用于在其他情况下产生个人声音的其他扬声器布置：
WO2014143927A2
US7692363B2
偶极扬声器及其方向特性在使用偶极扬声器的文献和上述引用的一些专利文件中均已有很好的描述，主要是为了利用偶极扬声器的方向特性在中高频区域产生空间效果，或者使用偶极扬声器进行远距离低频再现，例如正常的立体声设置，例如请参见[2]以获得有用的背景信息。
在本申请人提交的在审的PCT申请PCT/EP2018/084636中以及在GB专利申请号为GB1721127.7和GB1805525.1(PCT/EP2018/084636要求其作为优先权)，提出了一种用于产生低音频率的声音的偶极扬声器，所述偶极扬声器包括：具有第一辐射表面和第二辐射表面的振膜，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且其中第一和第二辐射表面均具有至少100cm2的表面积；被配置为使振膜以低音频率移动使得所述第一和第二辐射表面产生低音频率的声音的驱动单元，其中第一辐射表面产生的声音与第二辐射表面产生的声音反相；框架，其中振膜通过一个或多个悬挂元件悬挂于框架，其中框架被配置为允许由第一辐射表面产生的声音从偶极扬声器的第一侧传播出去并允许由第二辐射表面产生的声音从偶极扬声器的第二侧传播出去；其中，优选地，所述扬声器用于与使用者的耳朵一起使用，所述使用者的耳朵位于在所述第一辐射表面的前方并且距所述第一辐射表面40cm或更小的收听位置。
在PCT/EP2018/084636、GB1721127.7和GB1805525.1中描述的发明是基于这样的见解：对于适当尺寸的振膜，从接近(例如距之40cm或更小)这样的扬声器的第一辐射表面的收听位置，使用者可以体验到高度局部化的低音(通常达到100Hz)，在某种意义上讲，使用者体验到的声压级(SPL)将随着与扬声器距离的增加而迅速降低。
本发明人已经观察到，根据PCT/EP2018/084636、GB1721127.7以及GB1805525.1的教导制造的扬声器仅提供了达到一定频率上限的有效个人声音茧，所述频率上限(其取决于所期望的个人声音茧的性能，例如100Hz或160Hz)。
本发明人已经观察到可能期望增加该频率上限，和/或将个人声音茧的性能提高到相同的频率上限。
鉴于以上考虑而设计了本申请。
发明内容
在第一方面(在本文中可以称为本发明的“偶极型”的方面)，本发明可以提供一种用于产生低音频率的声音的扬声器单元，包括：
两个或更多个振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中第一辐射表面和第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且其中一个或多个振膜包括在振膜的第一子集中，并且一个或多个振膜包括在振膜的第二子集中；
多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动阵列中的相应的一个振膜；
框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于所述框架，使得所述第一辐射表面面向第一方向，所述第二辐射表面面向相反的第二方向，其中所述框架被配置允许由所述第一辐射表面产生的声音沿第一方向从所述扬声器单元的第一侧传播出去，并允许由第二辐射表面产生的声音沿第二方向从所述扬声器单元的第二侧传播出去；
驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号异相。
已经发现，根据本发明的第一方面的扬声器单元比如PCT/EP2018/084636、GB1721127.7和GB1805525.1(如上讨论的)中所述的扬声器产生更有效的个人声音茧，由于异相声音是由扬声器单元同一侧的扬声器的不同子集产生的(以及在扬声器单元的相对侧上产生的)。
同样，具有多个以其第一辐射表面面向第一方向定向的振膜可能是有用的，例如，以向使用者的不同耳朵提供立体声，或替换地补偿使用者头部的运动(如下文更详细说明)。
更详细地，使用者的耳朵在振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面的前方并且接近(例如，距离该辐射表面50cm或更小)优选地可以听到由所述第一辐射表面产生的声音，但是远离所述第一辐射表面的使用者将优选听到具有SPL级别大大降低的声音，这被认为是由于来自(i)振膜的第二子集中的所述/每个振膜的第一辐射表面产生的异相声音以及(ii)振膜的第一子集中的所述/每个振膜的第二辐射表面产生的异相声音的干扰。
鉴于上述情况，根据本发明的第一方面的扬声器单元可以被配置为与位于收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述收听位置位于振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50厘米或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。
在本申请中，术语“使用者”和“收听者”(以及“乘客”，如果所述扬声器单元位于汽车中)可以互换使用。
在此应注意的是，尽管相对于振膜的第一子集中振膜的第一辐射表面定义了所述收听位置，但这并不排除在另一收听位置可获得类似的“邻近”效应的可能性。确实，期望的是，相对于同一振膜的第二辐射表面(或者实际上相对于阵列中另一个振膜的第一/第二辐射表面)能够获得类似的效应。
优选地，根据本发明的第一方面的扬声器单元可以被配置为与位于第一收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述第一收听位置位于振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置位于振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)的收听位置。为了避免任何疑问，如从下面的讨论中可以看出的是，所述第二收听位置可以位于振膜的第一子集中的相同振膜的第一辐射表面的前方、或者可以位于振膜的第一子集中的不同振膜的第一辐射表面的前方，如第一收听位置。
根据本发明的第一方面，还可以将扬声器单元配置为与位于第一收听位置的使用者的第一只耳朵一起使用，所述第一收听位置位于所述扬声器的第一子集中的振膜的所述第一辐射表面的前方，而当使用者的第二只耳朵位于第二收听位置时，所述第二收听位置是位于扬声器的所述第二子集中的振膜的所述第一辐射表面的前方的收听位置。尽管这不是优选的，因为在两个收听位置接收到的声音会彼此异相，但是已发现这可以在低频下提供可接受的结果，如下所述。
不希望受到理论的束缚，发明人认为上述效果是由于振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音干扰了(i)由振膜的第二子集中的所述/每个振膜的第一辐射表面产生的异相声音以及(ii)振膜的第一子集中的所述/每个振膜的第二辐射表面产生的异相声音，发明人认为这有助于改善随着所述/每个收听位置距离的SPL的降低(与等效的偶极扬声器相比)。下面参考附图更详细地描述所述效果。
考虑到本文所包含的技术讨论，本领域技术人员将理解的是，框架应在扬声器的第一侧和第二侧均充分地打开，即，主要是避免妨碍由第一辐射表面和第二辐射表面产生的声音，使得由第一和第二辐射表面产生的声音能够彼此干扰而不会被框架过度抑制或引导。
换句话说，所述框架应该在扬声器的第一侧和第二侧都充分地打开，使得每个振膜可以可选地与配置为移动振膜的驱动单元组合起来，视为在扬声器内提供各自的偶极扬声器。
因此，对于本发明的第一方面，每个振膜，可选地与配置为移动振膜的驱动单元组合可以被称为(相应的)偶极扬声器。
技术人员将理解，框架在扬声器的第一侧和第二侧处打开的程度将取决于许多因素，例如所需的个人声音茧的水平、所需的个人声音茧的尺寸以及其他设计上的考虑(例如，在汽车头枕中实现扬声器可能需要某些框架或其他结构以位于第一和/或第二辐射表面的前方)。
因此，很难以精确的方式容易地确定框架在扬声器的第一侧和第二侧上应打开的程度，以达到期望的个人声音茧水平。
在本发明的第一方面的第一组示例中(为简洁起见，在本文中可称为“两个偶极子配置”)，扬声器单元可包括两个振膜，其中振膜的第一子集包括两个振膜中的一个并且振膜的第二子集包括两个振膜中的另一个(注意的是，在本发明的一些示例中，振膜的第一和第二子集可分别仅仅包括一个振膜)。
在两个偶极子配置中，扬声器单元可以被配置为与位于第一收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述第一收听位置位于振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置位于振膜的所述第二子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，例如使得使用者的第一只耳朵能够听到振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音，而使用者的第二只耳朵收听振膜的第二子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音。在这种情况下，驱动电路可以被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述电信号包括不超过100Hz(或甚至80Hz)的频率。这是因为本申请人已经观察到，当使用者的第一只耳朵和第二只耳朵在产生彼此异相声音的各个辐射表面的前方时，在超过100Hz的频率下(更优选地80Hz)，使用者的体验可能会不快，因为使用者能够在这种频率下检测到相位差。
以这种方式，使用者的第一只耳朵能够听到振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音，而使用者的第二只耳朵收听振膜的第二子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音。
在第二组示例中(为简洁起见，在本文中可以称为“多偶极子配置”)，扬声器单元可以包括三个或更多扬声器，其中振膜的第一子集包括至少两个振膜以及振膜的第二子集包括至少一个振膜。
在多偶极子配置中，所述扬声器可以被配置为与位于第一收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述第一收听位置位于振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，而使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置位于振膜的所述第二子集的振膜的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。
优选地，第一和第二收听位置可以位于振膜的第一子集中的不同振膜的第一辐射表面的前方，例如其中第一收听位置在振膜的第一子集中的第一振膜的第一辐射表面的前方和，其中第二收听位置在振膜的第一子集中的第二(不同的)振膜的第一辐射表面的前方。
使用者的第一只耳朵和第二只耳朵之间的典型距离是14-18cm。
因此，振膜的第一子集中的第一和第二振膜间隔优选地不超过18cm，优选地不超过15cm。为了避免任何疑问，振膜的第一子集中的第一和第二振膜可以比这更近，例如如图13所示的扬声器单元的情况。
优选地，第一和第二振膜被布置成使得在使用中，使用者的第一只耳朵位于振膜的第一子集中的第一振膜的第一辐射表面的几何中心的前方(或接近位于其前方)，同时使用者的第二只耳朵位于振膜的第一子集中的第二振膜的第一辐射表面的几何中心的前方(或接近位于其前方)
为此，振膜的第一子集中的第一振膜的第一辐射表面的几何中心与振膜的第一子集中的第二振膜的第一辐射表面的几何中心之间的距离可以在10cm至20cm的范围内，更优地在选13-18cm的范围内。
为了本申请的目的，辐射表面的几何中心可以是空间中的点，所述点是辐射表面上所有点的算术平均值(注意，辐射表面不必是平坦的)。
在多偶极配置中，振膜阵列优选地在振膜的第二子集中包括至少一个振膜，为此振膜的第二子集中的振膜的至少一部分位于振膜的第一子集中的第一振膜和第二振膜的至少一部分之间。这有助于确保第一子集和第二子集中的振膜紧密堆叠在一起。
为了避免任何疑问，第一和第二收听位置不必在振膜的第一子集中的不同振膜的第一辐射表面的前方，因为在一些示例中，第一和第二收听位置可以在振膜的第一子集中的同一振膜的前方。
根据本发明的第一方面的扬声器单元可以具有多种工作模式，其中：
在第一工作模式下，所述驱动电路被配置为向被配置为移动振膜的第一子集的(一个或多个)驱动单元提供电信号，所述电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的(一个或多个)驱动单元的电信号异相；和
在第二工作模式中，所述驱动电路被配置为向被配置为移动振膜的第一子集的(一个或多个)驱动单元提供电信号，该电信号相对于提供给振膜的第二子集的电信号同相。
这样，扬声器单元可以具有工作模式(第二工作模式)，在所述工作模式中，扬声器单元可以用作单个偶极扬声器。这可能是有用的，例如在不需要创建个人声音茧或创建个人声音茧不太重要的情况下(例如汽车中的所有乘客都收听同一音频)允许扬声器单元产生更高的声压级。
可以有意地使用第二工作模式来引起振动，例如为了向坐在安装有扬声器单元的汽车座椅上的使用者提供反馈，因为所有振膜彼此同相移动通常将增加由振膜在框架上的移动引起的力。
在根据本发明的第一方面的扬声器单元中，所述驱动电路被配置为对提供给所述驱动单元的一个或多个电信号施加预定延迟。对提供给驱动单元的一个或多个电信号施加预定的延迟，可能有助于虚拟地“移动”这些一个或多个驱动单元的位置。为了避免任何疑问，如果将预定延迟施加到提供给驱动单元的多个电信号中的一个以上，则分别施加到每个电信号的预定延迟可以是不同的。
也可以有意地使用延迟来引起振动，例如为了向坐在安装有扬声器单元的汽车座椅上的使用者提供反馈。
在第二方面(在本文中可以称为本申请的“单极型”方面)，本申请可以提供一种用于产生低音频率的声音的扬声器单元，包括：
两个或更多振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中所述第一辐射表面和所述第二辐射表面位于振膜的相对面上；并且其中一个或多个振膜被包括在振膜的第一子集中，并且的一个或多个振膜被包括在振膜的第二子集中。
多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动阵列中的相应的一个振膜；
框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于框架，其中所述框架被配置为允许由第一辐射表面产生的声音从所述扬声器单元传播出去；
至少一个外壳，所述外壳被配置为接收由第二辐射表面产生的声音；
驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号相对于提供给被配置为移动所述振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号异相。
已经发现，与PCT/EP2018/084636、GB1721127.7以及GB1805525.1(如上所述)中所述的扬声器相比，根据本发明第二方面的扬声器单元在产生个人声音茧方面提供了更大的灵活性，因为根据本申请的第二方面，扬声器的两个子集用于产生异相声音，因此可以被布置成例如具有期望的分离度，以及例如分别控制提供给每个扬声器的电信号以修改相位、延迟或幅度。而对于PCT/EP2018/084636、GB1721127.7以及GB1805525.1中所述的扬声器，振膜两侧的分离，和振膜两侧产生的声音的相对相位受到振膜和框架的几何形状的限制。
对于根据本申请第二方面的扬声器单元，使用者的耳朵在振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面的前方并且接近(例如，距之50cm或更小)优选地可以听到由所述第一辐射表面产生的声音，但是远离所述第一辐射表面的使用者将优选听到SPL级别大大降低的声音，这被认为是由于振膜的第二子集点的所述/每个振膜的第一辐射表面产生的异相声音的干扰。
鉴于上述情况，根据本发明的第二方面的扬声器单元可以被配置为与位于收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述收听位置距离振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。方便地，该收听位置可以在第一辐射表面的前方，尽管不必如此，因为(如下所述)根据本发明第二方面的每个振膜都可以表现出在低音频率下的单极扬声器性能，即具有球形极性响应(这样就不会出现方向问题)。
在此应注意的是，尽管相对于振膜的第一子集中振膜的第一辐射表面定义了所述收听位置，但这并不排除在另一收听位置可获得类似的“邻近”效应的可能性。确实，期望的是，相对于阵列中另一个振膜的第一辐射表面能够获得类似的效应。
优选地，根据本发明的第二方面的扬声器单元被配置为与位于第一收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述第一收听位置距离振膜的所述第一子集的振膜的第一辐射表面50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置距离振膜的所述第二子集的振膜的第一辐射表面50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。方便地，第一和第二收听位置可以在同一振膜的第一辐射表面的前方，尽管不必如此，因为(如下所述)根据本发明第二方面的每个振膜都有望表现出在低音频率下的单极扬声器性能，即具有球形极性响应。
不希望受到理论的束缚，发明人认为上述效果是由于振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音干扰了由振膜的第二子集中的所述/每个振膜的第一辐射表面产生的异相声音，发明人认为这有助于随着离收听位置的距离而减小SPL。下面参考附图更详细地描述所述效果。
鉴于本文所包含的技术讨论，本领域技术人员将理解，至少一个外壳应被充分地密封，以便显著抑制由第二辐射表面产生的声音从扬声器单元传播出去。这可以通过例如密封外壳、使外壳足够大以及/或通过在外壳中包含适当的吸声材料来实现。
换句话说，至少一个外壳应充分地包含由第二辐射表面产生的声音，从而每个振膜可以可选地与配置为移动振膜的驱动单元组合起来，被视为在扬声器单元内提供各自的单极扬声器。
因此，对于本发明的第二方面，每个振膜可选地与配置为移动振膜的驱动单元组合，可以被称为(相应的)单极扬声器。
优选地，扬声器单元包括单个外壳，所述单个外壳被配置为接收由振膜的第二辐射表面产生的声音。这有助于压力均衡。
优选地，扬声器单元包括偶数个振膜，使得扬声器单元可以被视为包括一对或多对振膜。优选地，每对振膜包括在振膜的第一子集中的一个振膜和在振膜的第二子集中的一个振膜。优选地，每对扬声器中的所述两个振膜背对背地定向，即，其中一对中的一个扬声器的第二辐射表面面向该对中另一个扬声器的第二辐射表面(优选地，其中两个辐射表面辐射成由至少一个外壳包围的共同空间)，因为这有助于抵消力。
在第一组示例中(为简洁起见，在本文中可称为“两个单极配置”)，所述阵列仅包含两个振膜，其中振膜的第一子集包括两个振膜中的一个，并且振膜的第二子集包含两个振膜中的另一个。
在这两个单极配置中，由扬声器单元实现的个人声音茧可能与偶极扬声器实现的个人声音茧相似。然而，根据第一组示例的扬声器单元比相应的偶极扬声器具有更多的通用性，因为两个扬声器可以布置成例如具有期望的分离度，以及例如提供给每个扬声器的电信号被分别操作以修改相位、延迟或幅度。
在第二组示例中(为简洁起见，在本文中可以称为“多单极配置”)，所述阵列包括三个或更多个振膜，优选地至少四个振膜，可选地偶数个振膜(可选地每个子集中具有相同数量的振膜)。
在这种多个单极配置中，已经发现特别方便的是，阵列包括偶数个(最好是四个)振膜，振膜的第一子集包括偶数个振膜中的一半(最好是两个)，而振膜的第二子集包括偶数个振膜中的另一半(最好是另外两个)振膜。
由于每个振膜实际上都在提供相应的单极扬声器，因此在低音频率下的每个单极扬声器的极性响应可以近似为球形，这意味着可以改变每个振膜的定向，而不会显著影响由扬声器单元所获得的个人声音茧。这意味着可以根据设计选择来选择每个振膜的定向。
在这种多个单极配置中，每个第二辐射表面可以面向被单个外壳包围的中心空间，所述中心空间被配置为接收由第二辐射表面中的每个辐射表面产生的声音。在一些示例中，每个第一辐射表面的主辐射轴可以位于同一平面中并且从中心空间向外指向。优选地，振膜被定向(例如，在汽车座椅的头枕中)，使得在使用中，该平面是垂直的(但是该平面的水平和其他定向也是可能的)。
在一些示例中，当存在四个或更多个振膜时，多个振膜中的第一振膜可以定向成使其第一辐射表面的主辐射轴指向第一(例如，向前)方向，多个振膜中的第二振膜可以定向成使其第一辐射表面的主辐射轴指向第二(例如，向后)方向，所述第二方向通常与所述第一方向相反，多个振膜中的第三振膜定向成使其第一辐射表面的主辐射轴指向第三(例如，向上)方向，所述第三方向相对于所述第一方向横向(例如垂直)，以及多个振膜中的第四振膜可以定向成使其第一辐射表面的主辐射轴指向第四(例如，向下)方向，所述第四方向通常与所述第三方向相反。
可能存在不止一个以第一辐射表面定向成面向第一方向的振膜，所述振膜的，这是有用的，例如，以向使用者的不同耳朵提供立体声，或替换地补偿使用者头部的运动(如下文更详细说明)。
根据本发明第二方面的扬声器单元可以具有多种工作模式，其中：
在第一工作模式下，所述驱动电路被配置为向被配置为移动振膜的第一子集的(一个或多个)驱动单元提供电信号，所述电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的(一个或多个)驱动单元的电信号异相；和
在第二工作模式中，所述驱动电路被配置为向被配置为移动振膜的第一子集的(一个或多个)驱动单元提供电信号，该电信号相对于提供给振膜的第二子集的电信号同相。
以此方式，扬声器单元可以具有工作模式(第二工作模式)，在该工作模式中，扬声器单元可以用作扬声器的正常的同相阵列。这可能是有用的，例如在不需要创建个人声音茧或创建个人声音茧不太重要的情况下(例如汽车中的所有乘客都收听同一音频)允许扬声器单元产生更高的声压级。
可以有意地使用第二工作模式来引起振动，例如为了向坐在安装有扬声器单元的汽车座椅上的使用者提供反馈，因为所有振膜彼此同相移动通常将增加由振膜在框架上的移动引起的力。
在根据本发明的第二方面的扬声器单元中，所述驱动电路被配置为对提供给所述驱动单元的一个或多个电信号施加预定延迟。对提供给驱动单元的一个或多个电信号施加预定的延迟，可能有助于虚拟地“移动”这些一个或多个驱动单元的位置。为了避免任何疑问，如果将预定延迟施加到提供给驱动单元的多个电信号中的一个以上，则分别施加到每个电信号的预定延迟可以是不同的。
也可以有意地使用延迟来引起振动，例如为了向坐在安装有扬声器单元的汽车座椅上的使用者提供反馈。
在第三方面(在本文中可以称为本申请的“通风口型”方面)，本申请可以提供一种用于产生低音频率声音的扬声器单元，包括：
两个或更多振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中所述第一辐射表面和所述第二辐射表面位于振膜的相对面上；
多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动阵列中的相应的一个振膜；
框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于框架，其中所述框架被配置为允许由第一辐射表面产生的声音从所述扬声器单元传播出去；
至少一个外壳，所述外壳被配置为接收由第二辐射表面产生的声音，其中，所述外壳包括多个通风口，其中，每个通风口被配置为允许由第二辐射表面产生的声音从扬声器单元传播出去；
驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，使得第二辐射表面产生的声音相对于第一辐射表面产生的声音异相。
根据本发明第三方面的扬声器单元提供了另一种产生个人声音茧的途径，所述途径比根据本发明第二方面的扬声器需要更少的扬声器，因为在这种情况下，异相声音可以由振膜的第二辐射表面产生(并通过多个通风口排出)，而不是通过单独的扬声器(产生)。
另外，根据本发明的第三方面的扬声器单元保留了根据本发明的第二方面的扬声器的一些优点，因为仍然可能实现延迟，例如通过改变两个或多个振膜之间的(一个或多个)距离。
对于根据本发明第三方面的扬声器单元，接近(例如，距之50cm或更小)其中一个振膜的第一辐射表面的使用者的耳朵优选地可以听到由所述第一辐射表面产生的声音，但是远离所述第一辐射表面的使用者将优选地听到SPL级别大大降低的声音，这被认为是由于每个振膜的第二辐射表面产生的异相声音的干扰(所述声音被允许通过多个通风口从扬声器传播出去)。
鉴于上述情况，根据本发明的第三方面的扬声器单元可以被配置为与位于收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述收听位置距离其中一个振膜的第一辐射表面50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。方便地，所述收听位置可以在所述第一辐射表面的前方。
在此应注意的是，尽管相对于其中一个振膜的第一辐射表面定义了所述收听位置，但这并不排除在另一收听位置可获得类似的“邻近”效应的可能性。确实，期望的是，相对于阵列中另一个振膜的第一辐射表面能够获得类似的效应，或者确实在其中一个通风口的前方。
优选地，根据本发明的第三方面的扬声器单元被配置为与位于第一收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述第一收听位置距离其中一个振膜的第一辐射表面50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置距离其中一个振膜(可选地同一振膜)的第一辐射表面的50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。方便地，第一和第二收听位置可以在同一振膜的第一辐射表面的前方。
不希望受到理论的束缚，发明人认为上述效果是由于其中一个振膜的第一辐射表面产生的声音干扰了每个振膜的第二辐射表面所产生的异相声音(所述声音被允许通过多个通风口从扬声器传播出去)，发明人认为这有助于随着离收听位置的距离而减小SPL。
优选地，扬声器单元包括至少一对振膜，其中，所述/每对中包括的两个振膜背对背定向，即，其中一对中的一个扬声器的第二辐射表面面向一对中另一个扬声器的第二辐射表面。
所述/每对中的振膜可被定向成，其中所述/每对中包括的一个振膜具有面向第一(例如，向前)方向的第一辐射表面，并且其中所述/每对中包括的另一个振膜具有面向与第一方向相反的第二(例如，向后)方向的第一辐射表面。
在一些示例中，扬声器单元可以包括多于一对的振膜，其中每对中包括的一个振膜具有面向第一方向(即，相同方向)的第一辐射表面。这可能是有用的，例如为使用者的不同耳朵提供立体声，或替代地补偿使用者头部的移动(如下文更详细说明)。
多个通风口可以包括第一通风口和第二通风口，所述第一通风口被配置为允许声音沿相对于所述第一方向横向(例如，垂直)的第三方向(例如，向上)从所述扬声器单元传播出去，所述第二通风口被配置为允许声音沿与第三方向相反的第四方向(例如，向下)从所述扬声器单元传播出去。
所述外壳包括一个或多个隔板，所述隔板被配置为将由每个振膜的第二辐射表面产生的声音从通风口中的相应一个引出。
多个通风口中的每个通风口优选地被配置为允许声音沿与多个通风口中的所述/每个其他通风口不同的方向从扬声器传播出去。
为了避免任何疑问，每个通风口可以包括一个以上的孔，例如通风口可以采用格栅或多个孔的形式。具有单个孔的通风口也是可能的。
在根据本申请的第三方面的扬声器单元中，所述驱动电路可以被配置为对提供给驱动单元的一个或多个电信号施加预定的延迟。对提供给驱动单元的一个或多个电信号施加预定的延迟，可能有助于虚拟地“移动”这些一个或多个驱动单元的位置。为了避免任何疑问，如果将预定延迟施加到提供给驱动单元的多个电信号中的一个以上，则分别施加到每个电信号的预定延迟可以是不同的。
也可以有意地使用延迟来引起振动，例如为了向坐在安装有扬声器单元的汽车座椅上的使用者提供反馈。
在本发明的第一、第二以及第三方面中，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号。所述相应的电信号可以源于音频源提供的音频信号。音频源可以是任何能够提供音频信号的源。在此，音频信号可以理解为包含表示声音的信息的信号。由音频源产生的音频信号典型地可以是电信号(可以是数字信号或模拟信号)，但是例如也可以采用另一种形式，诸如光信号。为了避免任何疑问，由音频源提供的音频信号可以包括单个通道或多个通道。例如，由音频源提供的音频信号可以是包括两个通道的立体声音频信号，每个通道是立体声音频信号的相应组成部分(尽管认为相应的立体声通道需要相似才能获得足够的抵消)。扬声器单元中的不同驱动单元可以被提供相应的电信号，所述相应的电信号源于由音频源提供的音频信号的不同通道，例如，以提供立体声效果。
在本发明的第一和/或第二方面中，驱动电路可以采取各种形式，以使提供给被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号异相，如本领域技术人员将理解的。
例如，在本发明的第一和/或第二方面中，所述驱动电路可以简单地包括导线，所述导线被配置为使提供给被配置为移动振膜的第二子集中的振膜的所述/每个驱动单元的电信号的极性相比于提供给被配置为移动振膜的第一子集中的振膜的所述/每个驱动单元的电信号反转。
优选地，在本发明的第一、第二和/或第三方面中，所述驱动电路包括信号处理单元(优选地，数字信号处理器或“DSP”)，所述信号处理单元被配置为向每个驱动单元提供源于音频源提供的音频信号的相应的电信号。这种信号处理单元提供的优点在于，所述信号处理单元不仅可以用于向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的电信号，相对于提供给被配置为移动所述振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相(如根据第一和第二方面扬声器所要求的，而不是根据本发明的第三方面的扬声器所要求的)，但是也可以用于操纵分别提供给每个驱动单元的电信号，例如修改分别提供给每个驱动单元的电信号的相位、延迟或幅度，例如从而优化提供给使用者的声音(例如对于改变扬声器单元的工作模式、改变路径长度和/或消除噪声，例如以本文所述的方式，可能是有用的)。
在本发明的第一和/或第二方面中，提供给被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号，相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号应当异相，以使得由扬声器的第一子集的(一个或多个)第一辐射表面产生的声音在远场中与由扬声器的第二子集的(一个或多个)第二辐射表面产生的声音抵消。通常，这意味着提供给振膜的第一子集的电信号应相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相180°或接近180°(例如，在90°和270°之间、或在160°和200°之间)。在本申请的第三方面中，不需要异相电信号。
在本发明的第一和/或第二方面，技术人员将理解的是，因为提供给每个驱动单元的信号可以被单独地操纵(例如，以改变相位、延迟或幅度)，并且由于扬声器单元中的不同驱动单元可以被提供有分别源于音频源提供的音频信号的不同声道的相应电信号(例如，以便提供立体声效果)，提供给被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号不必彼此相同，提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号不必彼此相同，以及提供给被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号不必与提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的(一个或多个)电信号完全相反(即相同的波形、具有相同的振幅、同时相对于相位正好相差180°)。然而，提供给被配置为移动振膜的第一子集中的振膜的每个驱动单元的(一个或多个)电信号应相对于被提供给被配置为移动振膜的第二子集中的振膜的每个驱动单元的(一个或多个)电信号充分地异相(即，足够接近以完全相反)，以便提供期望程度的茧状效应，因为本申请人不希望受到理论的束缚，所以认为与这些信号完全异相的偏差通常会使茧状效应恶化。然而，本申请人认为，通常通过180°的相位差可以获得最佳的茧状效应。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，扬声器单元可以被配置为产生低音频率的声音，其中，低音频率优选地包括60-80Hz范围内的频率、更优选地50-100Hz范围内的频率、更优选地在40-100Hz范围内的频率、并且可以包括40-160Hz范围内的频率。在这些频率下，本申请人发现扬声器能够产生特别有用的个人声音茧。
因此，在本发明的第一、第二以及/或第三方面，驱动电路可以被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述电信号包括60-80Hz范围内的频率、更优选地50-100Hz范围内的频率、更优选地在40-100Hz范围内的频率、并且可以包括40-160Hz范围内的频率。
将在低于40Hz的频率下移动振膜可能对某些应用有用，但对于其他则无用(例如在汽车中，其中低于40Hz的背景噪声倾向于太大了)。
在160Hz以上，本发明人已经发现“茧状”效应显著恶化，尽管有足够数量的振膜，可以发现的是，在高达200Hz或甚至400Hz时也可获得有用的茧状效应。
因此，在一些应用中，在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，驱动电路可以被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述电信号包括不超过400Hz、200Hz或160Hz的频率。这可能有助于确保扬声器达到所需的“茧音”水平。
在其他应用中(例如，在不需要茧音的情况下)，在本发明的第一、第二以及/或第三方面，驱动电路可以被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述相应的电信号包括超过400Hz的频率，并且可以提供完整的频率范围，例如高达20kHz或更高。
鉴于以上考虑，在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，扬声器单元优选地(配置为)超低音扬声器。所述超低音扬声器可以理解为专用于(而不是适用于)产生低音频率声音的扬声器单元。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面，每个振膜可具有非圆形的形状，例如矩形或正方形。这可以帮助在其他设计约束内(例如，将扬声器单元结合到汽车头枕中)使第一和第二辐射表面的表面积最大化。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面，每个振膜可采取各种形式。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，振膜的一个或多个(可选地每个)可以是单件(整体)材料。所述材料可以是轻质的，例如密度为0.1g/cm3或更低。所述材料可以是挤塑聚苯乙烯、挤塑聚丙烯或类似物。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，振膜的一个或多个(可选地每个)可以被外皮覆盖，例如以保护振膜。例如外皮可以是诸如纸、碳纤维、塑料箔。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，振膜的一个或多个(可选地每个)可以包括锥形。对于包括锥形的每个振膜，所述振膜的第一辐射表面可以由锥形的凹面提供，并且振膜的第二辐射表面可以由锥形的凸面提供。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，振膜的一个或多个(可选地每个)可以包括附接(例如胶合)在一起的几片材料。例如，一个或多个振膜可以包括第一锥形和第二锥形，其中第一锥形和第二锥形背对背粘合。对于包括第一锥形和第二锥形的所述/每个振膜，其中第一和第二锥形背对背粘合，振膜的第一辐射表面可以由第一锥形的凹面提供，并且振膜的第二辐射表面可以由第二锥形的凹面提供。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，振膜阵列中的所述/每个锥形例如可以是用纸做的。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，每个振膜的第一和第二辐射表面可以是圆形、矩形、具有圆角的矩形，或者确实具有更自由的形状。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，振膜通过其悬挂于所述框架的一个或多个悬架元件可以采取多种形式。
用于扬声器的悬架元件是众所周知的，在本公开中列举一个或多个悬挂元件的每种情况下，可以使用多种不同类型的悬架元件。例如，本文所指的悬架元件可以是辊式悬架、金属弹簧、橡皮筋等。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，对于阵列中的一个或多个振膜，通过其将振膜悬挂于所述框架的一个或多个悬架元件可以包括附接在振膜的第一辐射表面和框架之间的一个或多个悬架元件(例如，一个或多个辊式悬架)，和附接在振膜的第二辐射表面和框架之间的一个或多个悬架元件(例如，一个或多个辊式悬架)。如果振膜具有很大的厚度(例如1cm厚或更大)可能是有用的，例如，如果振膜是由挤塑聚苯乙烯或类似材料制成的情况。优选地，附接在振膜的第一辐射表面与框架之间的一个或多个悬架元件(例如，一个或多个辊式悬架)对应于(例如，匹配，诸如位置、数量以及长度的匹配)附接在振膜的第二辐射表面和框架之间一个或多个悬架元件(例如，一个或多个辊式悬架)。如果振膜是非圆形的，则悬架元件的这种匹配特别有用，因为它可以帮助消除附接到振膜的一个辐射表面的悬架元件的性能上的任何不对称性。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，通过其将振膜悬挂于框架的一个或多个悬架元件可以调整为具有低于扬声器被配置为工作的频谱的共振频率，例如在感兴趣的频谱中最大化扬声器的效率。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，每个驱动单元可以是电磁驱动单元，所述电磁驱动单元包括被配置为产生磁场的磁体单元和附接到(所述驱动单元被配置为移动的)振膜的音圈。在使用中，可以对音圈通电(有电流流过)以产生磁场，所述磁场与磁体单元产生的磁场相互作用，并导致音圈(因此，振膜)相对于磁铁单元运动。磁体单元可以包括永磁体。磁体单元可以被配置为提供气隙，并且可以被配置为在气隙中提供磁场。音圈可以配置为在振膜静止时位于气隙中。这样的驱动单元是众所周知的。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，每个驱动单元的磁体单元可以位于(所述驱动单元被配置为移动的)振膜的第二辐射表面的前方。扬声器单元可以包括位于磁体单元和每个振膜的第二辐射表面之间的相应的安全元件。安全元件可以被配置为防止磁体单元穿过振膜，例如在碰撞事件或涉及扬声器突然减速的其他事件中(例如，扬声器一直沿第一辐射表面的主辐射轴方向移动的情况)。安全元件优选是刚性的。安全元件可以是被配置为将音圈附接到振膜的音圈耦合器。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，如果将扬声器安装在车辆座椅的头枕中，则如上所述的安全元件可能特别有用，因为它可以在车碰撞事件中帮助为坐在该座椅中的人提供保护。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，每个驱动单元的音圈可以附接到(所述驱动单元被配置为移动的)振膜，例如，附接到所述振膜的第二辐射表面。每个音圈可以直接或通过音圈耦合器附接到(所述驱动单元被配置为移动的)振膜(例如，振膜的第二辐射表面)。如上所述，音圈耦合器也可以是安全元件。
在本申请的上下文中，术语框架旨在涵盖可以悬挂一个或多个振膜的任何基本刚性的结构。框架可以包括例如金属和/或塑料。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，框架可以分别包括一个或多个刚性支撑元件(例如，臂)，所述刚性支撑元件被配置为将每个驱动单元的磁体单元保持在振膜(驱动单元配置为移动)的第一和/或第二辐射表面的前面，优选地在振膜的第二辐射表面的前方。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，每个振膜悬挂于其上的框架可包括一个或多个安装腿，所述安装腿延伸到每个振膜中的一个或多个(相应)腔中，其中每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于所述一个或多个安装腿。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，每个振膜可以在其中一个辐射表面(优选地第二辐射表面)中包括一个或多个腔，其中当使用扬声器时，每个腔被配置为具有穿过其延伸的相应的刚性支撑元件。这可以允许扬声器单元在振膜的厚度方向上具有较低的轮廓。
替代地，在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中，每个驱动单元的磁体单元可以经由一个或多个悬架元件悬挂于振膜(驱动单元被配置为移动)。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中(为了简洁起见，在本文中可以将其称为“双框架配置”)，每个振膜悬挂于其上的框架是副框架，其中振膜通过一个或多个主悬架元件悬挂于一个或多个主框架(可选地，一个主框架)，其中所述/每个主框架通过一个或多个副悬架元件悬挂于副框架。注意的是，在这种情况下，振膜可以看作是通过(一个或多个)主框架和主悬架元件悬挂于副框架。
在双框架配置中，一个或多个悬挂于副框架的主框架的使用对于减少从扬声器传递到环境中的振动可能是有用的。然而，通过适当地配置根据本发明的第一和/或第二方面的扬声器单元中的两个或更多个振膜以提供力抵消，也可以避免振动从扬声器传递到环境中。
在双框架配置中，所述/每个主框架可包括刚性主体，所述刚性主体围绕相应的振膜轴线延伸的，相应的驱动单元被配置成沿着所述振膜轴线移动相应振膜。主框架优选地相对于振膜轴线从振膜径向向外定位。
在双框架配置中，所述/每个主框架可以包括一个或多个刚性支撑元件(例如，臂)，所述刚性支撑元件被配置为将各个驱动单元的磁体单元保持在各个振膜的第一和/或第二辐射表面的前方(优选地在振膜的第二辐射表面的前方)。
在双框架配置中，每个振膜可以在其一个辐射表面(优选地第二辐射表面)中包括一个或多个腔，其中当使用扬声器时，每个腔被配置为具有穿过其延伸的相应的刚性支撑元件。这可以允许扬声器单元在振膜的厚度方向上具有较低的轮廓。
在双框架配置中，副框架可以是刚性支撑结构(例如汽车座椅框架)的一部分，或者可以配置为固定地附接到所述刚性支撑结构(例如汽车座椅框架)。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面的一些示例中(为简洁起见，在本文中可以将其称为“单框架配置”)，每个悬挂于其上的框架是刚性支撑结构(例如汽车座椅框架)的一部分，或被配置为固定地附接到所述刚性支撑结构(例如汽车座椅框架)。
在单框架配置中，每个驱动单元的磁体单元可以通过一个或多个磁体单元悬架元件悬于挂相应的振膜。
在单框架配置中，每个磁体单元通过其悬挂的一个或多个磁体单元悬架元件可包括例如一个或多个(优选地两个或多个)例如星形轮，其中如本领域已知的，星形轮可理解为具有周向延伸的波纹的织物环(这可能有助于沿纵轴的运动同时垂直于该轴线的运动)。本领域技术人员可以考虑其他悬架元件形式，例如，诸如金属弹簧的弹簧。
在本发明的第一、第二以及/或第三方面中，扬声器单元可以被配置为用于例如在低音频率下执行噪声消除。例如，在本发明的第一和/或第二方面中，驱动电路可以被配置为给振膜的第一子集提供电信号，所述电信号被配置为移动振膜的第一子集中的振膜(例如，在低音频率下)，使得该振膜的第一辐射表面产生被配置为在收听位置消除环境声音的声音，其中一个或多个麦克风被配置为检测环境声音。例如，在本发明的第三方面中，驱动电路可以被配置为向至少一个振膜提供电信号，所述电信号被配置为移动至少一个振膜(例如，在低音频率下)，使得所述至少一个振膜的第一辐射表面产生被配置为在收听位置消除环境声音的声音，其中一个或多个麦克风被配置为检测环境声音。所述收听位置可以如上所述。优选地，被移动以消除收听位置处的环境声音的振膜与相对于收听位置所限定的振膜相同。这可能在嘈杂的环境中使用，例如在汽车或飞机上，例如其中扬声器是包括汽车座椅的座椅组件的一部分。噪声消除技术是众所周知的。
根据本发明的第一、第二以及/或第三方面的扬声器单元可以在可能需要提供个人声音茧的任何应用中发现实用性。
在第四方面，根据本发明的第一、第二以及/或第三方面，本申请可以提供一种包括座椅和扬声器单元的座椅组件。
优选地，座椅被配置成将坐在座椅上的使用者定位，使得使用者的耳朵位于如上所述的收听位置。
优选地，座椅被配置成将坐在座椅上的使用者定位，使得使用者的第一只耳朵位于如上所述的收听位置，同时使用者的第二只耳朵位于如上所述的第二收听位置。
扬声器单元可以安装在座椅的头枕(“座椅头枕”)内。因为典型的头枕被配置为与坐在座椅上的使用者的耳朵相距很小的距离(例如30cm或更小)，因此这是配置座椅以将坐在座椅上的使用者定位成使得使用者的耳朵位于如上所述的收听位置的特别方便的方式。
座椅头枕通常具有被配置为面向坐在座椅中的使用者的头部的前表面，和被配置为背离坐在座椅中的使用者的头部的背面。
根据本申请的第一方面的扬声器单元优选地安装在座椅的头枕内，例如，其中扬声器单元的第一辐射表面面向头枕的前表面和/或其中每个第一辐射表面的主辐射轴延伸穿过头枕的前表面。
根据本发明的第二方面的扬声器单元优选地安装在座椅的头枕内，例如，其中振膜(优选地包括相对于/每个收听位置被定义的振膜)的第一子集中的至少一个振膜的第一辐射表面面向头枕的前表面，和/或其中振膜的第一子集中的至少一个振膜的所述/每个第一辐射表面的主辐射轴延伸穿过头枕的前表面。
根据本发明的第三方面的扬声器单元优选地安装在座椅的头枕内，例如，其中扬声器单元中的至少一个振膜的第一辐射表面面向头枕的前表面，和/或其中扬声器单元中的至少一个振膜的所述/每个第一辐射表面的主辐射轴延伸穿过所述头枕的前表面。
在本发明的第四方面的一些示例中(为了简洁起见，在本文中可以称为“相同面向的多振膜配置”)，根据本发明的第一、第二以及/或第三方面的扬声器单元可以包括安装(优选地在座椅的头枕内)的至少两个振膜，使得其第一辐射表面面向相同方向(例如，向前方向)。为了简洁起见，将至少两个振膜被安装成使得它们的第一辐射表面面向相同的方向，这可以简称为“相同面向的振膜”(或者，如果他们面向向前方向，“面向向前的振膜”)。为了避免任何疑问，相同面向的振膜的主辐射轴不必彼此平行以便被认为是面向相同方向，并且可以被布置，例如，第一辐射表面的主辐射轴布置成汇聚(如图17(h)所示)或发散(如图17(g)所示)。
所述扬声器可以被配置为与位于第一收听位置的使用者的耳朵一起使用，所述第一收听位置位于相同面向的振膜的第一个的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置位于朝向相同的振膜第二个的第一辐射表面的前方并且与之距离50cm或更小(更优选地40cm或更小、更优选地30cm或更小、更优选地25cm或更小、更优选地20cm或更小、更优选地15cm或更小)。在本发明的第一和/或第二方面中，相同面向的振膜的第一和第二振膜优选地都属于振膜的第一子集，以避免使用者的一只耳朵相比使用者的另一只耳朵接收异相声音。
在相同面向的多振膜配置中，提供给使用者的第一只耳朵的声音相比于提供给使用者的第二只耳朵的声音可能不同。这对于向使用者的不同耳朵提供立体声，或补偿使用者头部的运动(如下所述)可能很有用。
优选地，所述座椅组件包括头部追踪单元，所述头部追踪单元被配置为追踪坐在所述座椅中的使用者的头部运动。基于视频监控/处理的头部追踪和面部识别技术是一项已知技术，其正在出于各种目的(例如安全性(检测并防止驾驶员入睡)和手势控制)进入汽车，请参见例如文献[3]-[7]。基于一个或多个超声传感器的头部追踪也是可能的。
优选地，驱动电路被配置为基于由头部追踪单元所追踪的头部运动来修改提供给驱动单元的电信号例如以补偿坐在座椅上的使用者头部的运动，所述驱动单元被配置为移动相同面向的振膜的第一和第二振膜(例如，使用本文所述的信号处理单元)。例如，如果基于由头部追踪单元所追踪的头部运动确定使用者的耳朵已经进一步远离所述振膜的第一辐射表面移动，驱动电路被配置为增加由第一和第二振膜之一产生的声音的振幅。类似地，如果基于由头部追踪单元所追踪的头部运动确定使用者的耳朵已经进一步靠近所述振膜的第一辐射表面移动，则驱动电路可以被配置为减小由第一和第二振膜之一产生的声音的振幅。对于本领域技术人员而言，采用现有的头部追踪技术是直接的，例如为此在文献[3]-[7]中讨论的。
在此，辐射表面的主辐射轴可以理解为辐射表面沿其产生最大振幅(声压级)的直接声音的轴。通常，主辐射轴将从辐射表面上的中心位置向外延伸。第一和第二辐射表面的主辐射轴通常沿相反的方向延伸，因为他们位于振膜的相对面。
座椅可以具有刚性的座椅框架。扬声器单元的框架可以是刚性座椅框架的一部分或固定地附接到刚性座椅框架。例如，在如上所述的双框架配置中，扬声器的副框架可以是刚性座椅框架的一部分或固定地附接到刚性座椅框架。例如，在如上所述的单框架配置中，扬声器单元的框架可以是刚性座椅框架的一部分或固定地附接到刚性座椅框架。
所述座椅可以是车辆座椅，用于诸如汽车(“汽车座椅”)或飞机(“飞机座椅”)的车辆中。
座椅可以是在车辆外部使用的座椅。例如，所述座椅可以是用于计算机游戏玩家的座椅、用于演播室监视或家庭娱乐的座椅。
在第五方面，本申请可以提供一种具有根据本申请的第四方面的多个座椅组件的车辆(例如，汽车或飞机)。
本发明包括所描述的方面和优选特征的组合，除非明显不允许或明确避免这种组合。
附图说明
现在将参考附图讨论说明本申请原理的实施例和实验，其中：
图1(a)和图1(b)示出了“偶极”扬声器单元的远场极性响应，所述“偶极”扬声器单元包括用作偶极扬声器的单个振膜。
图2(a)和图2(b)示出了包括两个振膜的阵列的“四极”扬声器单元的极性响应，其中该阵列中的两个振膜中的每个提供各自的偶极扬声器，并且其中驱动电路被配置为向一个振膜提供电信号，该电信号相对于提供给另一个振膜的电信号是异相的。
图3(a)和图3(b)示出了包括四个振膜阵列的“八极”扬声器单元的极性响应，其中该阵列中的四个振膜中的每个振膜都提供各自的偶极扬声器，并且其中驱动电路被配置为向两个振膜提供电信号，该电信号相对于提供给另外两个振膜的电信号是异相的。
图4(a)-(e)示出了在模拟中使用的各种扬声器布置，以证明邻近效应。
图5(a)-(d)分别示出了使用了图4(a)-(e)的扬声器单元用以证明邻近效应的模拟结果，其中相对于2π单极扬声器单元的SPL，分别以50Hz(图5(a))、100Hz(图5(b))、200Hz(图5(c))、400Hz(图5d)的频率产生声音。
图6(a)-(d)分别示出了与图5(a)-(d)相同的模拟结果，但是以绝对形式示出了SPL，并且以线性(而不是对数)刻度示出了与扬声器单元(r)的距离。
图7(a)和图7(b)示出了将收听位置设置在辐射表面的中心的前方而不是设置在多极扬声器单元的阵列的中心的前方是有利的。
图8是根据本发明的第一方面的用于产生低音频率的声音的扬声器单元101的示意图。
图9(a)和图9(b)各自示出了可以包括在图8的扬声器单元101中的驱动电路150、150'的示例。
图10示出了分别针对图1(a)、图2(a)以及图3(a)所描述的偶极、四极以及八极扬声器单元的在y-z、x-y和x-z平面中的极性响应。
图11(a)-(c)示出了与(a)偶极扬声器单元、(b)四极扬声器单元以及(c)八极扬声器一起使用的一些优选的收听位置。
图12(a)-(b)示出了与(a)四极扬声器和(c)八极扬声器一起使用的一些其他可能的收听位置。
图13(a)-(d)示出了如何配置包括以正方形阵列布置的四个偶极扬声器的八极扬声器单元，以用于汽车头枕中。
图14(a)-(f)示出了结合了在汽车头枕中实现的各种数量的振膜的多极扬声器单元的各种实施方式，其中每个振膜提供各自的偶极扬声器。
图15示出了八极扬声器单元可以配置成改变其性能的各种方式，其中八极扬声器单元包括以正方形阵列布置的四个振膜变其性能。
图16示出了多极扬声器单元(在此示例中为四极扬声器单元)如何具有多种工作模式
图17(a)-(h)示出了结合了在汽车头枕中实现的各种数量的振膜的多极扬声器单元的各种进一步的实施方式，其中每个振膜提供各自的偶极扬声器。
图18(a)和18(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第一示例扬声器单元101a。
图19(a)和19(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第二示例扬声器单元101b。
图20(a)和20(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第三示例扬声器单元101c。
图21(a)和21(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第四示例扬声器单元101d。
图22(a)-(c)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第五示例扬声器单元101e。
图23(a)和23(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第五示例扬声器单元101f。
图24是根据本发明的第二方面的用于产生低音频率的声音的扬声器单元201的示意图。
图25示出了包括单个振膜的单极扬声器单元(其中外壳被配置为接收由该振膜的第二辐射表面产生的声音)、包括两个振膜的偶极扬声器单元(其中外壳被配置为接收由这些振膜的第二辐射表面产生的声音)以及包括四个振膜的四极扬声器单元(其中外壳被配置为接收由这些振膜的第二辐射表面产生的声音)在y-z、x-y和x-z平面中的极化响应。
图26(a)-(b)示出了与由以2x2阵列布置的四个单极扬声器形成的四极扬声器单元一起使用的一些优选的收听位置，其中提供给被配置为移动振膜的第一子集的驱动单元的电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相。
图27(a)-(c)从各个角度示出了如图26(b)所示布置的振膜。
图28(a)-(b)示出了与由以2x2阵列布置的四个单极扬声器形成的四极扬声器单元一起使用的一些不太优选的收听位置，其中提供给被配置为移动振膜的第一子集的驱动单元的电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相。
图29(a)-(c)从各个角度示出了如图28(b)所示布置的振膜。
图30(a)-(d)示出了在汽车头枕中实现图24的扬声器单元201的第一示例扬声器单元201a。
图31示出了对来自提供给驱动单元之一的选定的电信号的信号施加延迟Δt的效应。
图32示出了在汽车头枕中实现图24的扬声器单元201的第二示例扬声器单元201b。
图33是根据本发明的第三方面的用于产生低音频率的声音的扬声器单元301的示意图。
图34(a)和图34(b)各自示出了可以包括在图33的扬声器单元301中的驱动电路350、350'的示例。
图35(a)-(d)示出了与头枕一起使用的优选的收听位置，头枕结合了由两个背对背布置的单极扬声器形成的扬声器单元。
图36(a)-(d)示出了在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301的第一示例扬声器单元301a。
图37(a)-(c)示出了在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301的第二示例扬声器单元301b。
图38(a)-(b)示出了在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301的第三示例扬声器单元301c。
图39(a)-(b)示出了用于获得实验数据1的实验装置。
图40(a)-(b)示出了使用图33的实验装置获得的实验数据1。
具体实施方式
现在将参考附图讨论本申请的方面和实施例。对于本领域技术人员而言，其他方面和实施例将是显而易见的。本文中提及的所有文件均通过引用并入本文。
在申请中，结合有用作偶极扬声器的一个或多个振膜的扬声器单元被称为“多极”扬声器单元，其中，结合有一个用作偶极扬声器的振膜的扬声器单元被称为“偶极”扬声器单元、结合有两个用作偶极扬声器的振膜的扬声器单元被称为“四极”扬声器单元、以及结合有四个用作偶极扬声器的振膜的扬声器单元被称为“八极”扬声器单元。
图1(a)和1(b)示出了“偶极”扬声器单元的远场极性响应，该“偶极”扬声器单元包括用作偶极扬声器的单个振膜。
在图1(a)中，同相声音由加号(+)表示，而异相声音由负号(-)表示。注意，由振膜的相对表面产生的声音必须彼此异相。
在远场的低音频率下的图1(a)的偶极扬声器单元产生的压力pdi、k以及D之间的关系理论上可以由以下关系式表示：
pdi∝k·D·cos(α)(1)
其中k＝2π/λ，D是“路径长度”。
对于由两个异相单极点源(其仅在理论上可以实现)形成的理想偶极扬声器，路径长度可以理解为两个异相单极点源之间的距离。
对于真实偶极扬声器，路径长度可以理解为两个异相单极点源之间的距离，该距离导致两点单极点源近似于真实偶极扬声器的行为，即如图1所示的距离D。
图2(a)和2(b)示出了包括两个振膜的阵列的“四极”扬声器单元的极性响应，其中该阵列中的两个振膜中的每个提供各自的偶极扬声器，并且其中驱动电路被配置为向一个振膜提供相对于提供给另一个振膜的电信号异相的电信号。
在图2(a)中，同相声音由加号(+)表示，而异相声音由负号(-)表示。
在远场的低音频率下的图2(a)的四极扬声器单元产生的压力Pqu、k、D以及d之间的关系理论上可以由以下关系式表示：
pqu∝k2·D·d·cos(α)·sin(α)(2)
其中，d是沿y轴测量的四极扬声器单元同一侧的辐射表面的几何中心之间的距离。
图3(a)和图3(b)示出了包括四个振膜阵列的“八极”扬声器单元的极性响应，其中该阵列中的四个振膜中的每个振膜都提供各自的偶极扬声器，并且其中驱动电路被配置为向两个振膜提供电信号，该电信号相对于提供给另外两个振膜的电信号是异相的。
在图3(a)中，同相声音由加号(+)表示，异相声音由负号(-)表示。
在远场的低音频率下的图3(a)的四极扬声器单元产生的压力Poc、k、D、d以及d'之间的关系理论上可以由以下关系式表示：
poc∝k3·D·d·d′·cos(α)·sin(α)·cos(β)(3)
其中，d’是沿X轴测量的八极扬声器单元同一侧的辐射表面的几何中心之间的距离。
从上面的关系式(1)、(2)以及(3)可以看出：
·增加D、d或d'将增加多极扬声器单元的远场压力响应，即，将恶化低音频率下的茧状(cocooning)效应。
·由于术语k、k2、k3，随着阵列中包含的偶极扬声器数量的增加，即随着多极的阶数增加(例如偶极的6dB/倍频程、四极的12dB/倍频程以及八极的18dB/倍频程)，远场压力响应在低音频率下随频率下降更快。
通常，本文中提及的“茧状”效应是指与等效的单极扬声器相比，在远距离处的SPL降低。
图4(a)-(e)示出了在模拟中使用的各种扬声器布置，以证明邻近效应。
图4(a)-(e)中所示的扬声器布置包括：
(a)2π单极扬声器单元(安装在无限大的挡板中的偶极扬声器，使得振膜的仅一个辐射表面辐射到2π空间中)
(b)4π单极扬声器单元(安装在无限长管中的振膜，使得振膜的仅一个辐射表面辐射到4π空间中)
(c)偶极扬声器单元(如上参考图1(a)所述)
(d)四极扬声器单元(如上参考图2(a)所述)
(e)八极扬声器单元(如上参考图3(a)所述)
图5(a)-(d)分别示出了使用了图4(a)-(e)的扬声器单元用以证明邻近效应的模拟结果，其中相对于2π单极扬声器单元的SPL，分别以50Hz(图5(a))、100Hz(图5(b))、200Hz(图5(c))、400Hz(图5)的频率产生声音。
对于如图5(a)-(d)所示的模拟结果，基于具有辐射表面积S＝78.5cm2(相当于直径为100mm的圆盘)、D＝5.5cm、d＝11.0cm，d'＝11.0cm的振膜来模拟声压级(SPL)。
出于这些模拟结果的目的，对沿z轴(α＝0°)的2π单极和4π单极扬声器单元的SPL进行了模拟。由于沿z轴的声压级(SPL)的测量将导致四极和八极扬声器单元为零，因此这些单元的SPL沿四极扬声器单元的α＝45°和八极扬声器单元的β＝45°进行模拟。
图5(a)-(d)示出在短距离处，所有多极扬声器单元都可以达到与等效单极扬声器单元相当的SPL水平。该效应在本申请中被称为“邻近效应”。
图5(a)-(d)还显示，增加阵列中包含的偶极扬声器的数量(即，增加使用的多极的阶数)会在低音频率下产生更好的茧状效应，并且使用的偶极扬声器的数量越多，可以实现合理的茧状效应的频率越高。但是，即使使用八极扬声器单元，茧状效应的强度仍不足以允许以超过～500Hz的频率创建个人声音茧。
图6(a)-(d)分别示出了与图5(a)-(d)相同的模拟结果，但是以绝对形式示出了SPL，并且以线性(而不是对数)刻度示出了与扬声器单元(r)的距离。
图7(a)和7(b)示出了将收听位置设置在辐射表面的中心的前方而不是设置在多极扬声器单元的阵列的中心的前方是有利的。
在图7(a)中，到四极扬声器单元中心的距离r在图7(a)中用实线示出，并且图7(b)示出了在100Hz下以与图5(b)相同的参数测量的相应的SPL。从图5(b)中的实线可以看出，与扬声器四极扬声器单元的中心相距一小段距离处SPL下降，因为沿z轴存在零位(SPL＝0)。
通过修改测量r的路径向着四极扬声器单元的振膜的辐射表面的中心延伸，而不是向着扬声器单元本身的中心延伸，如图7(a)中从实线分支的虚线所示，随着r向零减小，SPL可以继续向着等效的2π单极子的SPL增大。这表明，将收听位置设置在辐射表面的中心的前方而不是多极扬声器单元的阵列的中心的前方是有利的。
可以从目前的讨论中得出一些临时结论：
·随着振膜数量的增加，SPL的下降随着距离的增加得到改善，而在较小的距离上却保持了可比较的SPL。例如，在200Hz时，与偶极子相比，在1m处四极子的声音额外降低了14dB，而在10cm处，声音水平相等。
·增加振膜的数量可以允许低频范围的上限，在该范围上可以保持有用的声音茧增加。
·以对数刻度绘制的观察距离r的曲线图清楚地示出了邻近效应开始的距离。这些曲线图示出了长达10m的距离，并参考了远场中每两倍距离每倍频程SPL下降6dB的2pi单极子等效值。
实现本发明的第一方面的示例
图8是根据本发明的第一方面的用于以低音频率产生声音的扬声器单元101的示意图。
扬声器单元101包括n个振膜110的阵列(与单个振膜有关的特征用后缀“-1”、“-2”、“-3”…“-n”标记)。每个振膜具有第一辐射表面112和第二辐射表面114，其中第一辐射表面112和第二辐射表面114位于振膜的相对面上。
扬声器单元101还包括框架130，其中阵列中的每个振膜110通过一个或多个悬架元件132悬挂于框架130，使得第一辐射表面112面向第一(“向前”)方向F，第二辐射表面114面向相反的(“向后”)第二方向B，其中框架130被配置为允许由第一辐射表面112产生的声音沿第一方向F从扬声器单元101的第一侧104传播出去，并允许由第二辐射表面114产生的声音沿第二方向B从扬声器单元的第二侧106传播出去。
扬声器单元101还包括多个驱动单元140，其中每个驱动单元140被配置为基于相应的电信号移动阵列中的振膜110中的相应一个。
振膜110中的一个或多个被包括在振膜110的第一子集中，并且振膜110中的一个或多个被包括在振膜110的第二子集中。
扬声器单元101还包括驱动电路(图8中未示出)，该驱动电路被配置为向每个驱动单元140提供从相同音频源导出的相应的电信号，使得提供给被配置为移动振膜110的第一子集的一个或多个驱动单元140的电信号相对于提供给被配置为移动振膜110的第二子集的一个或多个驱动单元140的电信号异相。
图9(a)和9(b)分别示出了驱动电路150、150'的示例，所述驱动电路可包括在图8的扬声器单元101中并且被配置为向图8的扬声器单元101的每个驱动单元140提供源于相同音频源的相应电信号，使得提供给一个或多个被配置为移动振膜110的第一子集的驱动单元140的电信号相对于提供给一个或多个被配置为移动振膜110的第二子集的驱动单元140的电信号异相。
为简洁起见，由振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音可以被称为“同相”和/或在本文所示的附图中用“+”标记。类似地，也为了简洁起见，由振膜的第二子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音可以被称为“异相”和/或在本文所示的附图中用“-”标记。但是，为避免任何疑问，术语“同相”和“异相”以及符号“+”和“-”仅以惯例的方式使用，以指示不同辐射表面产生的异相声音。
图9(a)的示例性驱动电路150包括数字信号处理器(“DSP”)152，DSP152被配置为经由相应的放大器154向每个驱动单元140提供相应的电信号，其中，相应的电信号源于音频源在节点156提供的音频信号(在这种情况下为数字音频信号)。这样的单元直接提供对提供给每个驱动单元140的电信号的操纵，从而为每个驱动单元140提供源于相同音频源的相应电信号，使得提供给被配置为移动振膜110的第一子集(标记为“+”)的一个或多个驱动单元140的电信号相对于提供给被配置为移动振膜110的第二子集(标记为“-”)的一个或多个驱动单元140的电信号异相。如下面更详细地描述的，DSP152可以另外地被用于操纵分别提供给每个驱动单元140的电信号，例如，用于改变分别提供给每个驱动单元140的电信号的相位、延迟或振幅，以便优化提供给使用者的声音(例如，以下述方式)。
图9(b)的示例性驱动电路150'包括放大器154'和导线155'，其被配置为与提供给被配置为在振膜的第一子集(标记为“+”)中移动振膜110的上述/每个驱动单元140的电信号相比，使提供给被配置为在振膜的第二子集(标记为“-”)中移动振膜110的上述/每个驱动单元140的电信号的极性反转，例如其中，与将+和-导线连接到被配置为移动振膜110的第一子集的上述/每个驱动单元140的方式相比，以另一种方式将输送通过放大器154'由音频源156'提供的音频信号的+和-导线连接到被配置为移动振膜的第二子集的上述/每个驱动单元140。
图9(a)和图9(b)的驱动电路150、150'优选地被配置为向每个驱动单元140提供相应的电信号，该电信号包括范围为60-80Hz的频率，优选地范围为40-100Hz的频率，并且可以包括范围为40-160Hz的频率，且频率不超过400Hz，更优选地(不超过)200Hz。如果频率不超过200Hz，则扬声器单元101可以被理解为超低音扬声器。
以下附图和相应的讨论陈述了一些指导原理，用于说明如何在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101。在某些情况下，出于比较目的描绘了仅包含一个振膜的偶极扬声器单元。
图10示出了分别针对图1(a)、图2(a)以及图3(a)所描述的偶极、四极以及八极扬声器单元在y-z、x-y和x-z平面中的极性响应。
知道这些极性响应可以帮助确定多极扬声器单元的优选实施方式。
图11(a)-(c)示出了与(a)偶极扬声器单元、(b)四极扬声器单元以及(c)八极扬声器一起使用的一些优选的收听位置。
图12(a)-(b)示出了与(a)四极扬声器和(c)八极扬声器一起使用的一些其他可能的收听位置。
在图11(c)和图12(b)的八极扬声器单元中，存在三个以线性阵列布置的振膜，其中中心振膜的辐射表面的面积是其他两个振膜面积的两倍。尽管只有三个振膜(因此从技术上讲是六极扬声器)，但它被称为线性八极扬声器单元，因为它直接等效于相等大小的四个振膜的线性阵列，其中两个中心振膜彼此以相同的极性驱动，两个外部振膜以相反的极性驱动。
在每个图11(a)-(c)，使用者的耳朵位于第一和第二收听位置，该第一和第二收听位置在扬声器单元的相同振膜的辐射表面的前方。这是优选的，因为这有助于通过将两只耳朵都安放在一个瓣中来最大化那些收听位置的SPL。
图12(a)的布置不是优选的，因为使用者的耳朵位于彼此异相驱动的扬声器单元的辐射表面的前方的第一和第二收听位置。在本发明人进行的实验中，发现在高达150Hz的频率上使用该配置可能会使使用者(感到)疲劳/不适，尽管SPL级别是可以接受的。通过将频率降低到100Hz，更优选地为80Hz，该布置可以提供可接受的性能(即，不会使听众过度疲劳)，尽管其性能不如两只耳朵的“同相”再现。
图12(b)的布置不是优选的，因为使用者的耳朵位于靠近SPL零位的第一和第二收听位置。
图13(a)-(d)示出了如何配置包括以正方形阵列布置的四个偶极扬声器的八极扬声器单元，以用于汽车头枕中。
如图13(a)所示，将振膜阵列在汽车头枕内垂直堆叠成两对，可能会导致使用者的耳朵位于彼此异相(或为零位)驱动的扬声器单元的辐射表面前方的第一和第二收听位置。
如图13(b)所示，通过将振膜的方向翻转45°，可以获得如图图13(c)和13(d)所示的汽车头枕，其中使用者的耳朵位于第一和第二收听位置，其中两个收听位置都位于相应辐射表面的几何中心的前方，其中那些辐射表面彼此同相驱动。这有助于避免如图12(a)所描述的收听者的疲劳。
图14(a)-(f)示出了结合了在汽车头枕中实现的各种数量的振膜的多极扬声器单元的各种实施方式，其中每个振膜提供各自的偶极扬声器。
在图14(a)中，扬声器单元是安装在头枕内的偶极扬声器单元，使得使用者的耳朵位于同一辐射表面前方的第一和第二收听位置。
在图14(b)中，扬声器单元被安装在头枕内，使得使用者的耳朵位于彼此异相驱动的扬声器单元的辐射表面前方的第一和第二收听位置。由于上述原因，这不是优选的。
在图14(c)-(d)中，扬声器单元被安装在头枕内，使得使用者的耳朵位于扬声器单元的同一振膜的辐射表面前方的第一和第二收听位置,由于上述原因,这是优选的。
在图14(e)-(f)中，扬声器单元被安装在头枕内，使得使用者的耳朵位于第一和第二收听位置，其中两个收听位置都位于各自辐射表面的几何中心的前方，其中这些辐射表面彼此同相驱动。在图14(f)中，振膜的形状也被配置为使辐射表面的表面积最大化。
图15示出了八极扬声器单元可以配置成改变其性能的各种方式，其中八极扬声器单元包括以正方形阵列布置的四个振膜。
如以上参考图3(a)和3(b)所解释的，由图3(a)的四极扬声器单元在低音频率和远场产生的压力poc、k、D、d以及d之间的关系理论上可以由以下关系式表示：
poc∝k3·D·d·d′·cos(α)·sin(α)·cos(β)(3)
如图15所示，可以通过添加挡板(其改变D)或改变振膜的间距(其改变d和/或d')来改变D、d以及d'中的每一个，其可以依次用于改变扬声器单元的性能(例如，由扬声器单元提供的茧音级别)。
图16示出了多极扬声器单元(在此示例中为四极扬声器单元)如何具有多种工作模式，其中：
在第一工作模式下(如图的右侧所示)，驱动电路被配置为向被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元提供电信号，该电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相；和
在第二工作模式下(如图左侧所示)，驱动电路被配置为向被配置为移动振膜的第一子集的一个或多个驱动单元提供电信号，该电信号相对于提供给振膜的第二子集的电信号同相。
在第二工作模式中，可以看出四极扬声器单元实际上是作为偶极扬声器单元来工作的。这可能是有用的，例如在不需要创建个人声音茧或创建个人声音茧不太重要的情况下(例如汽车中的所有乘客都收听同一音频)允许扬声器单元产生更高的声压级。
图17(a)-(h)示出了结合了在汽车头枕中实现的各种数量的振膜的多极扬声器单元的各种进一步的实施方式，其中每个振膜提供各自的偶极扬声器。
在图17(a)-(c)中，示出了一个示例，其中存在提供给八个偶极扬声器的八个振膜。图17(a)示出了该扬声器单元的一种工作模式，其中，被配置为移动振膜的第一子集('+')的驱动单元被提供有电信号，该电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集('-')的驱动单元的电信号异相。图17(b)示出了该扬声器单元的另一种工作模式，其中，所有驱动单元均被提供具有相同相位的电信号，使得该扬声器单元实际上作为偶极扬声器单元来工作的。然而进一步的工作模式，例如其中第一和第二子集被改变，也可以利用图17(a)-(c)的扬声器单元来实现。
在图17(d)-(h)中，存在提供给十六个偶极扬声器的十六个振膜，以潜在地提供更好的茧状效应。
图17(f)-(h)示出，虽然阵列中每个振膜的第一辐射表面都面向第一方向(在这种情况下为“向前”方向F)，以使由第一辐射表面产生的声音可以沿第一方向从扬声器单元的第一侧传播出去，并且阵列中每个振膜的第二辐射表面都面向相反的第二方向(在这种情况下为“向后”方向B)，以使第二辐射表面产生的声音沿第二方向从扬声器单元的第二侧传播出去，第一和第二辐射表面的主辐射轴不必彼此平行，并且可以被布置为例如第一辐射表面的主辐射轴被布置成汇聚(如图17(h)所示)或发散(如图17(g)所示)。
现在将描述在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的示例，相似的附图标记表示无需进一步描述的相应特征，除非另有说明。
图18(a)和18(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第一示例扬声器单元101a。
在该示例中，存在以2×2阵列布置的四个振膜110a。
在该示例中，振膜110a采取纸锥形(paper cone)的形式，其中，锥形的凹面提供第一辐射表面112a。
在该示例中，扬声器单元101a以单框架配置实现，其中扬声器单元的框架130a包括外部框架134a和多个子框架。
外部框架134a在扬声器单元101a的第一侧和第二侧均敞开，以便允许由第一辐射表面112a产生的声音沿第一方向F从扬声器单元101a的第一侧104传播出去，并允许由第二辐射表面114a产生的声音沿第二方向B从扬声器单元101a的第二侧106a传播出去，其中仅在振膜110a的第一辐射表面112a和第二辐射表面114a的前方设置外部框架134a的透声格栅135a。外部框架134a可以被透声的覆盖物(未示出)覆盖。
每个子框架包括一个或多个刚性支撑元件(例如，臂)136a，刚性支撑元件136a被配置为将每个驱动单元140a的磁体单元保持在相应的振膜110a的第二辐射表面114a的前方。每个驱动单元140a都可以是电磁驱动单元，该电磁驱动单元包括被配置为成产生磁场的磁体单元，和附接到(驱动单元被配置为移动的)振膜的音圈。这样的驱动单元是众所周知的，并且不需要进一步描述。
振膜110a通过悬架元件132a悬挂于框架130a，在该示例中，悬架元件132a包括辊式悬架，如在图18(a)中能最清楚地看到。
扬声器单元101a被配置为经由安装销182a固定安装至汽车座椅框架。
在该示例中，类似于图13，存在以正方形阵列布置并安装在头枕180a内的四个振膜110a，使得使用者的耳朵位于第一和第二收听位置，其中两个收听位置都位于相应的第一辐射表面112a的几何中心的前方，这些辐射表面彼此同相驱动(由“+”表示)。
需要注意的是，因为振膜彼此异相移动，至少在如上所述的扬声器单元101a的第一工作模式下，在框架130a上的力将由于振膜110a的运动而相互抵消。但是，如果扬声器单元101a也被配置为在所有振膜彼此同相移动的第二工作模式下工作，则在框架130a上的力将由于振膜110a的运动而彼此叠加，并且可能期望将框架130a悬挂于另一个框架，例如下参考图20所述。
图19(a)和19(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第二示例扬声器单元101b。
在该示例中，存在以2x2阵列布置的四个振膜110b，其中振膜110b的形状旨在最大化辐射表面112b、114b的表面积。
在该示例中，振膜110b采取单件轻质材料的形式，例如挤塑聚苯乙烯，其中，轻质材料的相对面提供第一辐射表面112b和第二辐射表面114b。
每个振膜110b通过悬架元件132a悬挂于框架130b，在该示例中，所述悬架元件132a包括辊式悬架，如在图19(b)中能最清楚地看到。辊式悬架包括附接在振膜110b的第一辐射表面112b与框架130b之间的“前”辊式悬架，以及附接在振膜110b的第二辐射表面114b与框架130b之间的“后”辊式悬架。对于每个振膜110b，“前”和“后”辊式悬架的位置、数量以及长度都匹配，从而帮助消除辊式悬架性能上的任何不对称性。
优选地，附接在振膜的第一辐射表面与框架之间的一个或多个悬架元件(例如，一个或多个辊式悬架)对应于(例如，匹配(例如在位置、数量以及长度的匹配))附接在振膜的第二辐射表面和框架之间一个或多个悬架元件(例如，一个或多个辊式悬架)。
类似于图18(a)和18(b)的示例，在该示例中，扬声器单元101b以单框架配置实现，其中一个或多个刚性支撑元件136b(例如，臂)被配置为将每个驱动单元140b的磁体单元保持在相应的振膜110b的第二辐射表面114b的前方。
在该示例中，每个振膜110b在第二辐射表面114b中包括腔体，其中每个腔体被配置为在使用扬声器单元101b时具有穿过其延伸的相应的刚性支撑元件136b。这可以允许扬声器单元101b在振膜的厚度方向上具有较低的轮廓(profile)。
图20(a)和20(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第三示例扬声器单元101c。
在该示例中，存在以2x2阵列布置的四个振膜110c，其中振膜110b的形状再次旨在最大化辐射表面112b、114b的表面积。
在该示例中，扬声器单元101c以双框架构造实现，并且包括主框架130c和副框架131c，其中，每个振膜110c通过主悬架元件132c悬挂于主框架130c，并且其中主框架130c通过一个或多个副悬架元件133c悬挂于副框架131c。
该双框架配置可用于减少从扬声器单元101c传递到环境中的振动。
在图20中示出了仅一个振膜110c在扬声器单元101c中的安装。
图21(a)和21(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第四示例扬声器单元101d。
在该示例中，存在以线性阵列布置的两个振膜110d。
该示例还实现了双框架构造，并且包括主框架130d和副框架131d，其中每个振膜110d通过主悬架元件132d悬挂于主框架130d，并且其中主框架130d通过一个或多个副悬架元件133d悬挂于副框架131d。
在该示例中，仅配置两个振膜110d，使得使用者的耳朵位于彼此异相驱动的扬声器单元的辐射表面112d前方的第一和第二收听位置。由于上述原因，这不是优选的。
图22(a)-(c)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第五示例扬声器单元101e。
在该示例中，存在以线性阵列布置的两个振膜110e。
在该示例中，扬声器单元101e以单框架配置实现，每个振膜110e通过悬架元件132e悬挂于框架130e。
在该示例中，驱动单元140e在图22(c)中更详细地示出，并且其包括磁体单元142e和音圈(未示出)。
在该示例中，音圈通过音圈耦合器144e(在下文中更详细地描述)附接(例如胶合)到振膜110e。
在该示例中，磁体单元142e经由两个磁体单元悬架元件143e-1、143e-2以及音圈耦合器144e悬挂于振膜110e。在该示例中，两个磁体单元悬架元件145e-1、145e-2采取星形轮的形式，其可以由浸渍的纺织品制成(在其他示例中可以使用金属弹簧)。如本领域中已知的，星形轮可以理解为具有周向延伸的波纹的纺织环(其有助于沿纵轴的运动，而基本上防止垂直于该轴的运动)。该星形轮可以由浸渍的纺织品制成。该磁体单元142e包括永磁体142e-1和磁场引导元件142e-2。磁体单元142e的永磁体142e-1和磁场引导元件142e-2被配置为限定气隙146e并且在气隙146e中提供具有集中的通量的磁场。音圈被配置为在振膜110e静止时位于气隙146e中。
在该示例中，该音圈耦合器144e采取具有表面208-1、208-2的壳体的形式，该表面208-1、208-2被配置为允许两个磁体单元悬架元件147e-1、147e-2被附接(例如胶合)到音圈耦合器144e。在该示例中，音圈耦合器144e的壳体还包括柱状的引导表面147e-3，音圈可以在其上安装(例如胶合)在适当的位置，尽管在图20中未示出音圈。
当电流流过音圈时，它将产生一个磁场，该磁场与磁体单元142e产生的磁场相互作用，这将导致振膜110e相对于磁体单元142e移动，并且该移动被磁体单元悬架元件145e-1、145e-2容纳(accommodate)。
因此，该示例示出了如何将磁体单元142e悬挂于振膜110e而不是如先前示例中那样安装到框架130e。
在该示例中，音圈耦合器144e是将音圈附接到振膜110e的第二辐射表面114e的元件。在该示例中，音圈耦合器被胶合至音圈和振膜110e这两者上，从而将振膜110e附接到音圈，并且因此可以包括许多孔以促进胶合。音圈耦合器144e可以提供安全元件(位于磁体单元和第二辐射表面之间)，该安全元件被配置为在碰撞的情况下防止磁体单元142e穿过振膜110e。因为音圈耦合器144e将音圈附接到振膜110e的第二辐射表面114e，所以在该示例中，振膜110e不需要在第一辐射表面上具有防尘罩(例如，与图16所示的示例不同)。
音圈耦合器144e可以由塑料制成，例如ABS、PC或PVC，并且可以填充有(例如20％)玻璃纤维以提高结构强度。音圈耦合器144e也可以被打孔，以促进胶合和/或允许目视检查所用胶的量和固化。音圈耦合器144e的尺寸可以根据碰撞冲击保护的需要而扩展。
图23(a)和23(b)示出了在汽车头枕中实现图8的扬声器单元101的第五示例扬声器单元101f。
在该示例中，存在以线性阵列布置的三个振膜110d。
该示例实现了双框架构造，并且包括主框架130f和副框架131f，其中每个振膜110f通过主悬架元件132f悬挂于主框架130f，主悬架元件在该示例中被设置为辊式悬架，并且其中主框架130f通过一个或多个副悬架元件133f悬挂于副框架131f，在该示例中，副悬架元件133f被设置为辊式悬架。
在该示例中，每个振膜110f由第一锥形110f-1和第二锥形110f-2提供，第一锥形110f-1和第二锥形110f-2背对背粘合并且分别提供第一和第二辐射表面112f、114f。
在该示例中，每个振膜110f和框架130f、131f是弯曲的。
在该示例中，每个驱动单元140f的磁体单元通过刚性支撑元件(例如，臂)136f被保持在相应的第二辐射表面114f的前方。对于每个振膜110f，位于磁体单元和第二辐射表面114f之间的刚性安全元件144f被配置为在发生碰撞的情况下防止驱动单元140f的磁体单元穿过振膜110e。安全元件144f可以被看作音圈耦合器，该音圈耦合器被配置为将音圈附接到振膜110f的第二辐射表面112f，并且胶粘音圈架(voice coil former)148f。在这种情况下，该附接通过将刚性安全元件144f胶粘至音圈架148f提供，音圈安装在该音圈架148f上(未示出)。
实现本发明的第二方面的示例
图24是根据本发明的第二方面的用于产生低音频率的声音的扬声器单元201的示意图。
扬声器单元201包括n个振膜210的阵列(与单个振膜有关的特征用后缀“-1”、“-2”、“-3”…“-n”标记)。每个振膜具有第一辐射表面212和第二辐射表面214，其中第一辐射表面212和第二辐射表面214位于振膜的相对面上。
扬声器单元201还包括框架230，其中阵列中的每个振膜210经由一个或多个悬架元件232悬挂于框架230，使得允许由第一辐射表面212产生的声音从扬声器单元201传播出去。
如图24所示，第一辐射表面112面向第一(“向前”)方向F并且第二辐射表面114面向相反的(“向后”)第二方向B，其中框架130被配置为允许由第一辐射表面212产生的声音沿第一方向F从扬声器单元201的第一侧204传播出去。然而，这仅是示意性的，并且由于可以从本申请中其他地方的说明中理解的原因，振膜的其他取向是可能的(并且确实是优选的)。
扬声器单元201还包括多个驱动单元240，其中每个驱动单元240被配置为基于相应的电信号来移动阵列中的振膜210中的相应的一个(振膜)。
扬声器单元201还包括至少一个外壳235，外壳235被配置为接收由第二辐射表面214产生的声音。如图24所示，存在单个密封外壳235，外壳被配置为接收由所有第二辐射表面214产生的声音，从而抑制由第二辐射表面114产生的声音沿第二方向B从扬声器单元201的第二侧106传播出去。然而，其他外壳布置也是可能的。例如，每个第二辐射表面214可以面向由单个外壳包围的中心空间，该单个外壳被配置为接收由每个第二辐射表面产生的声音。例如，每个第二辐射表面也可以设置有其自己的(相应的)外壳。
振膜210中的一个或多个被包括在振膜210的第一子集中，并且振膜210中的一个或多个被包括在振膜210的第二子集中。
扬声器单元201还包括驱动电路250，驱动电路250被配置为向每个驱动单元240提供源于相同音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动振膜210的第一子集的一个或多个驱动单元240的电信号相对于提供给被配置为移动振膜210的第二子集的一个或多个驱动单元240的电信号异相。
这样的驱动电路可以以例如与图9(a)或9(b)所示的驱动电路150、150'类似的方式实现。
以下附图和相应的讨论陈述了一些指导原理，用于说明如何在汽车头枕中实现图24的扬声器单元201。在以下示例中，至少一个外壳被配置为接收每个振膜产生的声音，使得单个振膜可以被看作单极扬声器、两个振膜可以被看作偶极扬声器、而四个振膜可以被看作四极扬声器。
在一些情况下，出于比较目的，示出了仅包含一个振膜的单极扬声器单元。
图25示出了包括单个振膜的单极扬声器单元(其中外壳被配置为接收由该振膜的第二辐射表面产生的声音)、包括两个振膜的偶极扬声器单元(其中外壳被配置为接收由这些振膜的第二辐射表面产生的声音)以及包括四个振膜的四极扬声器单元(其中外壳被配置为接收由这些振膜的第二辐射表面产生的声音)在y-z、x-y以及x-z平面中的极化响应。
知道这些极性响应可以帮助确定多极扬声器单元的优选实施方式。
从图25需要特别注意的一点是，单极扬声器在低音频率上具有球形极性响应，这意味着单极扬声器可以根据设计要求在任何方向上定向，而不会改变扬声器的性能。
图26(a)-(b)示出了与由以2x2阵列布置的四个单极扬声器形成的四极扬声器单元一起使用的一些优选的收听位置，其中提供给被配置为移动振膜的第一子集的驱动单元的电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相。
如上所述，由振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音被标记为“+”，并且由振膜的第二子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音被标记为“-”。
由于单个单极扬声器的极性响应是球形的，所以需要注意的是，所述图26(a)的布置与图26(b)的布置是直接等效的，尽管图26(b)的布置是优选的，因为它可以更容易地结合到汽车头枕中。
在图26(a)和26(b)的布置中，当使用扬声器单元时，每个第一辐射表面的主辐射轴位于相同的垂直平面中。
图27(a)-(c)从各个角度示出了如图26(b)所示布置的振膜。
图28(a)-(b)示出了与由以2x2阵列布置的四个单极扬声器形成的四极扬声器单元一起使用的一些不太优选的收听位置，其中提供给被配置为移动振膜的第一子集的驱动单元的电信号相对于提供给被配置为移动振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的电信号异相。
如上所述，由振膜的第一子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音被标记为“+”，并且由振膜的第二子集中的振膜的第一辐射表面产生的声音被标记为“-”。
再次，由于单个单极扬声器的极性响应是球形的，所以需要注意的是，所述图28(a)的布置与图28(b)的布置是直接等效的，尽管图28(b)的布置是优选的，因为它可以更容易地结合到汽车头枕中。
然而，图28(b)所示的布置仍然比图26(b)所示的布置更不优选，因为与图26(b)的布置相比，使用者的耳朵在图28(b)的布置中更接近零位。
在图26(a)和26(b)的布置中，当使用扬声器单元时，每个第一辐射表面的主辐射轴位于相同的水平平面中。
图29(a)-(c)从各个角度示出了如图28(b)所示布置的振膜。
现在将描述实现图24的扬声器单元201的原理的示例，其中除非另有说明，用相似的附图标记表示无需进一步描述的相应特征。
图30(a)-(d)示出了在汽车头枕中实现图24的扬声器单元201的第一示例扬声器单元201a。
在这个例子中，存在以图26(b)所示的优选方式布置的四个振膜210a，即，当使用扬声器单元时，每个第一辐射表面212a的主辐射轴位于同一垂直平面中。每个第一辐射表面212a的主辐射轴还从中心空间239a指向向外。
框架230a的壁提供了密封的外壳，并且该密封的外壳包围中心空间239a，该密封的外壳被配置为接收由第二辐射表面214a产生的声音。
在该示例中，每个振膜210a是锥形振膜，其中每个锥形的凹面提供相应的第一辐射表面212a。每个振膜通过各自的悬架元件悬挂于框架230a，该悬架元件包括用于每个扬声器的辊式悬架232a-1和星形轮232a-2。
被配置为移动各自的振膜210a的每个驱动单元240a是常规的电磁驱动单元。
透声格栅249a固定地附接到框架234a，以为透声覆盖材料提供支撑。
头枕由透声材料覆盖(在图30(a)-(d)中已省略)，使得可以在头枕的前方(图30(b))和头枕的顶部(图30(d))看到振膜。
扬声器单元201a被配置为经由安装销282a固定安装至汽车座椅框架。
图31示出了如何通过对提供给驱动单元之一的来自选定的电信号(在图31中这些信号指通道CH1-CH4)的信号施加延迟Δt该电信号使选定的振膜210a实际上远离没有延迟(Δt＝0)的参考振膜210a移动距离Δd。
振膜实际移动的距离理论上可以由以下关系式表示：
Δd＝Δt·c (4)
其中c是声速。
然而，应当注意的是，施加这样的延迟Δt通常将使扬声器单元201a提供的茧音水平减弱，并且还可以减少力抵消，并因此导致振动通过框架230a传播到环境中。
图32示出了在汽车头枕中实现图24的扬声器单元201的第二示例扬声器单元201b。
在该示例中，框架234b通过悬架元件239b悬挂于透声格栅249b，悬架元件239b在这种情况下以弹性悬架形式设置。
因此，在该示例中，透声格栅249b提供了副框架，且框架234b提供了主框架，其中，振膜210b通过主悬架元件232b-1、232b-2悬挂于主框架234b，并且主框架23b通过副悬架元件239b悬挂于副框架。
该双框架构造可用于减少从扬声器单元201b传递到环境中的振动。这可能是有用的，例如如参考图31所提出的，如果在相等极性的通道之间增加延迟，则导致力抵消减少。
鉴于以上讨论，参考图24-31描述的单极型实施方式的一些优点可以理解为：
·在四个相等的振膜210a的情况下，整个组件是“无振动的”，因为来自振膜210a的质量的惯性力相互抵消。外壳内部也没有压力累积。而四极配置的偶极扬声器(例如参考图21-22所述)将不会完全抵消其作用力，而是将基于振膜彼此位置之间的距离产生动量。
·扬声器的背面是密封的，因此与参照图8-23描述的偶极型实施方式相比，更好的密封了电动机的噪声(例如，压缩空气通过磁体间隙吹出的噪声)。
·延迟灵活性：使用单个单极扬声器时，如图31所示，我们的偶极对和四极对的尺寸D、d均可以机械地调整(通过移动单极扬声器)和通过使用如参考图31所述的延迟。而如参考图8-23所述的使用偶极扬声器的四极扬声器单元时，尺寸D由振膜的尺寸定义，并且不能使用延迟来改变。只有在四极对(距离d)和八极对(距离d')上，我们才能有用地施加延迟。
·使用偶极扬声器的偶极路径长度D为10cm，将意味着振膜的直径为20cm，对于在纤细的头枕中的实际实施(尤其是如果需要两个这样的振膜)而言可能太大了，而对于结合单极扬声器的扬声器单元，可以很容易地实现第一偶极对的10厘米的距离，同时保持紧凑的头枕尺寸。要注意的是，我们之前已经看到，四极的压力与路径长度D和路径长度d成正比。
·振动可以很容易地有意地引入，例如用于信号特征。
实现本发明的第三方面的示例
图33是根据本发明的第三方面的用于产生低音频率的声音的扬声器单元301的示意图。
扬声器单元301包括n个振膜310的阵列(与单个振膜有关的特征用后缀“-1”、…“-n”标记)。每个振膜具有第一辐射表面312和第二辐射表面314，其中第一辐射表面312和第二辐射表面314位于振膜的相对面上。
扬声器单元301还包括框架330，其中阵列中的每个振膜310经由一个或多个悬架元件332悬挂于框架330，使得允许由第一辐射表面312产生的声音从扬声器单元301传播出去。
如图33所示，第一辐射表面312面向第一(“向前”)方向F，并且第二辐射表面314面向相反(“向后”)第二方向B，其中框架130被配置为允许由第一辐射表面212产生的声音沿第一方向F从扬声器单元301的第一侧304传播出去。然而，这仅是示意性的，并且由于可以从本申请中其他地方的说明中理解的原因，其他取向是可能的(并且确实是优选的)。
扬声器单元301还包括多个驱动单元340，其中每个驱动单元340被配置为基于相应的电信号来移动阵列中的振膜310中的相应的一个(振膜)。
扬声器单元301还包括至少一个外壳335，外壳335被配置为接收由第二辐射表面314产生的声音。如图33所示，存在单个外壳335被配置为接收所有第二辐射表面314产生的声音。该外壳包括多个通风口337，其中每个通风口被配置为允许由第二辐射表面产生的声音沿不同方向从扬声器单元传播出去。其他外壳/通风口布置也是可能的。
重要的是要注意，通风口337不能用作传统的“低音反射”通风口来基于创建在低频下调谐的亥姆霍兹共鸣器扩展扬声器单元301的低频性能，从而在该调谐频率上增加低音输出。在此，由于体积较小且通风口337开放较大，相比于我们在本申请中要解决的低频，这些开口的调谐频率将较高。基本上，既不倾向也不希望使用亥姆霍兹共振现象。相反，通风口337用于提供一种装置，通过该装置可以从外壳中排出空气，同时异相，从而在通风口337的出口处形成另一个极。
因此，每个通风口337优选地足够开放，使得由外壳提供的任何亥姆霍兹共振器具有高于200Hz、更优选地高于400Hz的调谐频率。实现此目的所需的每个通风口的大小将取决于各种因素，例如外壳的大小以及通向每个通风口的颈部长度。亥姆霍兹谐振器的原理是本领域技术人员众所周知的，因此在此不需要进一步描述。
扬声器单元301还包括驱动电路350，驱动电路350被配置为向每个驱动单元340提供源于相同音频源的相应的电信号，使得第二辐射表面314产生的声音相对于第一辐射表面312产生的声音异相。
图34(a)和34(b)分别示出了驱动电路350、350'的示例，驱动电路可被包括在图33的扬声器单元301，并且被配置为向图33的扬声器单元301的每个驱动单元340提供源于相同音频源的相应电信号，使得第二辐射表面314产生的声音相对于第一辐射表面312产生的声音异相。
图34(a)的示例性驱动电路350包括数字信号处理器(DSP)352，DSP352被配置为经由相应的放大器354向每个驱动单元340提供相应的电信号，其中，相应的电信号源于音频源在节点356提供的音频信号(在这种情况下为数字音频信号)。无需DSP352操纵电信号，以使驱动电路350向每个驱动单元340提供源于相同音频源的相应电信号，使得第二辐射表面314产生的声音相对于第一辐射表面312产生的声音异相。然而，DSP352仍然是优选的，因为提供给驱动单元340的电信号的修改，例如，修改分别提供给每个驱动单元140的电信号的相位、延迟或振幅，以便优化提供给使用者的声音(例如，以本文所述的方式)。
图34(b)的示例性驱动电路350′包括放大器354′和导线355′，该驱动电路350′被配置为维持提供给上述/每个驱动单元340的电信号的极性，例如其中输送经由放大器354'由音频源356′提供的音频信号的+和-导线以相同的方式连接到/每个驱动单元340(与图34(b)中使用导线以反转提供给被配置为移动一定的振膜子集的驱动单元的电信号的极性的情况不同)。
以下附图和相应的讨论陈述了一些指导原理，用于说明如何在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301。
图35(a)-(c)示出了与头枕一起使用的优选的收听位置，头枕结合了由两个背对背布置的单极扬声器形成的扬声器单元，在这种情况下，其中一个单极扬声器的振膜具有面向向前方向F的第一辐射表面，另一个单极扬声器的振膜具有面向向后方向B的第一辐射表面。第一通风口337-1被配置为允许声音从扬声器单元沿向上方向U传播出去，第二通风口337-2被配置为允许声音从扬声器单元沿向下方向D传播出去。
从图35(c)可以看出，在该示例中，每个通风口337采取多个孔的形式。
在图35(a)-(c)所示的示例中，两个扬声器中的每个扬声器的第二辐射表面的体积位移指向通风口337-1、337-2。以此方式，在通风口337-1、337-2处产生反相声音，而无需另一对单极扬声器。
图35(d)示出了头枕的一种变型，其中扬声器单元的外壳包括隔板，该隔板被配置为将由每个振膜的第二辐射表面产生的声音从通风口337-1、337-中的相应一个引出。
要注意的是，图35(a)-(d)中所示的示例实现的力抵消与结合以上讨论的本申请第二方面的示例描述的扬声器所实现的力抵消相似，但是具有较少的扬声器。
可以在两个扬声器之间实现延迟，以增加极子之间的虚拟距离，例如，如以上参考图31所述。
现在将描述实现图33的扬声器单元301的原理的示例，除非另有说明，用相似的附图标记表示无需进一步描述的相应特征。
图36(a)-(d)示出了在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301的第一示例扬声器单元301a。
在该示例中，存在以图35所示的方式布置的两个振膜310a，即，背对背布置，其中一个振膜310a具有面向向前方向F的第一辐射表面312a，而另一个振膜310a具有面向向后方向B的第一辐射表面312a。
由框架330a的壁提供并包围中心空间339a的外壳被配置为接收由第二辐射表面314a产生的声音。包括在外壳中的第一通风口337a-1被配置为允许声音沿向上方向U从扬声器单元传播出去，并且包括在外壳中的第二通风口337a-2被配置为允许声音沿向下方向D从扬声器单元传播出去。
在该示例中，每个振膜310a是锥形振膜，其中每个锥形的凹面提供相应的第一辐射表面312a。每个振膜通过各自的悬架元件悬于挂框架330a，该悬架元件包括用于每个扬声器的辊式悬架332a-1和星形轮332a-2。
被配置为移动各自的振膜310a的每个驱动单元340a是常规的电磁驱动单元。
透声格栅349a固定地附接到框架334a，以为透声覆盖材料提供支撑。
头枕由透声材料覆盖(在图30(a)-(d)中已省略)，使得可以在头枕的前方(图30(b))看到振膜并使得可以在头枕的顶部(图30(d))看到通风口。
扬声器单元301a被配置为经由安装销382a固定安装至汽车座椅框架。
要注意的是，外壳的顶部和底部基本上是敞开的，因此，外壳(其与两个扬声器的前侧反相)内部的压力会通过顶部和底部通风口产生异相源。
图37(a)-(c)示出了在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301的第二示例扬声器单元301b。
在此示例中，扬声器的辐射表面已最大化，并且外壳所包围的体积最小化。
在此，振膜由挤塑聚丙烯制成，其可以用作被配置为在碰撞事件中防止磁体单元穿过振膜的安全元件该安全元件。
图38(a)-(b)示出了在汽车头枕中实现图33的扬声器单元301的第三示例扬声器单元301c。
在该示例中，扬声器单元301c包括两对振膜，每对振膜中的一个具有面向向前方向F的第一辐射表面，而每对振膜中的另一个振膜具有面向向后方向B的第一辐射表面。第一通风口被配置为允许声音沿向上方向U从扬声器单元传播出去，第二通风口被配置为允许声音沿向下方向D从扬声器单元传播出去。
这可能是有用的，例如为使用者的不同耳朵提供立体声，或替代的补偿使用者头部的运动(如下所述)。
优选地，包括汽车头枕的座椅组件还包括头部追踪单元(未示出)，该头部追踪单元被配置为追踪坐在座椅上的使用者的头部运动。
为了描述的目的，其第一辐射表面面向向前方向F的两个振膜被称为“面向向前的振膜”。
优选地，驱动电路350中的DSP352被配置为修改提供给驱动单元的电信号，驱动单元被配置为基于由头部追踪单元追踪的头部运动来移动面向向前的振膜，从而补偿坐在座位上的使用者的头部运动。
头部移动的补偿可涉及根据合适的算法来调整幅度(u)、延迟(t)以及相位(φ)中的任何一个或多个。
在一个简单的例子中，如果基于由头部追踪单元所追踪的头部运动确定使用者的耳朵已经进一步远离所述振膜的第一辐射表面移动(例如，如图38(b)所示的距离Δd)，则驱动电路350中的DSP352可以被配置为增加由面向向前的振膜之一产生的声音的振幅。类似地，如果基于由头部追踪单元所追踪的头部运动确定使用者的耳朵已经进一步靠近所述振膜的第一辐射表面移动(例如，以如图38(b)所示的距离Δd)，则驱动电路350中的DSP352可以被配置为减小由面向向前的振膜之一产生的声音的振幅。声音的振幅增加/减小的量可以取决于相关耳朵已经移动的距离(例如，以如图38(b)所示的距离Δd)。
适当地以其特定形式或用于执行所公开的功能的手段、或用于获得所公开的结果的方法或过程来表达在前述说明书、或所附权利要求书或附图中公开的特征，可以单独地，或以这些特征的任何组合来使用以用于以各种形式实现本发明。
尽管已经结合上述示例性实施例描述了本申请，但是当给出本申请时，许多等效的修改和变型对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，以上阐述的本申请的示例性实施例被认为是说明性的而不是限制性的。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。
为了避免任何疑问，提供本文提供的任何理论解释是为了提高读者的理解。发明人不希望受到任何这些理论解释的束缚。
本文使用的任何章节标题仅用于组织目的，并且不应解释为限制所描述的主题。
在整个说明书中，包括所附的权利要求书，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“包括”、“包括”和“包含”之类的变体将被理解为暗示包括以下内容：陈述的整数或步长或一组整数或(多个)步长，但不排除任何其他整数或步长或一组整数或(多个)步长。
必须注意的是，如说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指出，单数形式的“一”，“一个”和“该”包括复数对象。在本文中范围可以表示为从“约”一个特定值和/或到“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先前的“大约”将值表示为近似值时，将理解的是，特定值形成另一实施例。相对于数值的术语“大约”是可选的，并且是指例如+/-10％。
实验数据
实验数据1
图39(a)-(b)示出了用于获得实验数据1的实验装置。
图40(a)-(b)示出了使用图39(a)-(b)的实验装置获得的实验数据1。
进行实验以测试根据本发明的第一方面的扬声器单元的性能。
这些实验是使用扬声器单元进行的，在所述扬声器单元中，两个振膜用作偶极扬声器，并由驱动单元移动，该驱动单元被提供的电信号相同(情况1＝偶极模式)或反相(情况2：四极模式)。
所使用的每个振膜的尺寸为20cm x 27cm，具有总表面积为540cm2，并被供入功率为1W的电信号。
情况1中在图39(a)中示出的振膜的布置中电信号同相，情况2中在图39(b)中示出的振膜的布置中电信号反相。
在情况1和情况2中，在沿着与z轴成45°角的路径上的频率范围内，在不同距离(6cm、12.5cm、25cm、50cm、100cm)上测量了SPL，这些测量的结果显示在图40(a)(为情况1)和图40(b)(为情况2)中。
从图34(a)和34(b)在50Hz的比较可以看出：
·对于如图40(a)所示的偶极工作模式(情况1)，在12.5cm处的SPL为101dB、在100cm处的SPL为74dB，这意味着这两个距离之间的SPL降低了25dB。
·对于如图40(b)所示的四极工作模式(情况2)，在12.5cm处的SPL为97dB、在100cm处的SPL为60dB，这意味着这两个距离之间的SPL降低了37dB，即与偶极子模式相比提高了12dB。
这表明，与具有相同辐射表面面积的偶极扬声器相比，配置为通过多个彼此异相移动的振膜的扬声器单元能够提供改善的茧状效应。
参考文献
上面引用了许多出版物，以便更全面地描述和公开本申请以及本申请所属的技术水平。下文提供了这些参考的完整引用。这些参考文献中的每一个都整体并入本文。
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Equal-loudness_contour
[2]http://www.linkwitzlab.com
[3]https://www.techopedia.com/definition/31557/head-tracking
[4]http://www.autoguide.com/auto-news/2017/08/two-companies-are-working-on-bringing-in-car-sensing-tech-to-new-cars.html
[5]https://sharpbrains.com/blog/2014/09/02/general-motors-to-adopt-eye-head-tracking-technology-to-reduce-distracted-driving/
[6]http://www.patentlyapple.com/patently-apple/2016/08/apple-wins-patent-for-advanced-3d-eyehead-tracking-system-supporting-apples-3d-camera.html
[7]“嵌入式系统中的人脸识别和头部追踪”“Face Recognition andHeadTracking in Embedded Systems”，Lenka Ivantysynova和Tobias Scheffer，Optik&Photonik，2015年1月，第42-45页。

Claims (27)

1.一种座椅组件，其特征在于，包括：
座椅；和
扬声器单元，其中所述扬声器单元配置为超低音扬声器，用于产生200Hz以下低音频率的声音，并且所述扬声器单元包括：
两个或更多个振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中所述第一辐射表面和所述第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且其中一个或多个所述振膜包括在所述振膜的第一子集中，并且一个或多个所述振膜包括在所述振膜的第二子集中；
多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动所述阵列中的振膜的相应的一个；
框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于所述框架，使得所述第一辐射表面面向第一方向，并且所述第二辐射表面面向相反的第二方向，其中所述框架被配置允许由所述第一辐射表面产生的声音沿第一方向从所述扬声器单元的第一侧传播出去，并允许由第二辐射表面产生的声音沿第二方向从所述扬声器单元的第二侧传播出去；
驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的一个或多个电信号相对于提供给被配置为移动所述振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的一个或多个电信号是异相的；
其中，所述扬声器单元安装在所述座椅的头枕内。
2.根据权利要求1所述的座椅组件，其特征在于，所述座椅被配置成将坐在所述座椅上的使用者定位，使得使用者的第一只耳朵位于第一收听位置，所述第一收听位置位于所述振膜的第一子集中的振膜的所述第一辐射表面的前方并且与之距离40cm或更小，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置是位于所述振膜的第一子集中的所述振膜的所述第一辐射表面的前方并且与之距离40cm或更小的收听位置。
3.根据权利要求1所述的座椅组件，其特征在于，所述扬声器单元包括三个或更多振膜，其中所述振膜的第一子集包括至少两个振膜并且所述振膜的第二子集包括至少一个振膜。
4.根据权利要求3所述的座椅组件，其特征在于，所述座椅被配置成将坐在所述座椅上的使用者定位，使得使用者的第一只耳朵位于第一收听位置，所述第一收听位置位于所述振膜的第一子集中的第一振膜的所述第一辐射表面的前方并且与之距离40cm或更小，同时使用者的第二只耳朵位于第二收听位置，所述第二收听位置位于所述振膜的第一子集中的第二振膜的所述第一辐射表面的前方并且与之距离40cm或更小。
5.根据权利要求1所述的座椅组件，其特征在于，所述扬声器单元具有多种工作模式，其中：
在第一工作模式下，所述驱动电路被配置为向被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元提供所述一个或多个电信号，所述一个或多个电信号相对于被提供给被配置为移动所述振膜的第二子集的所述一个或多个驱动单元的所述一个或多个电信号是异相的；和
在第二工作模式中，所述驱动电路被配置为向被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元提供电信号，所述电信号相对于被提供给振膜的第二子集的电信号是同相的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的座椅组件，其特征在于，所述超低音扬声器被配置为产生低音频率的声音，其中，所述低音频率包括范围在50-100Hz之间的频率。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的座椅组件，其特征在于，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述电信号包括不超过200Hz的频率。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的座椅组件，其特征在于，悬挂每个振膜的所述框架是副框架，其中所述振膜通过一个或多个主悬架元件悬挂于一个或多个主框架，其中所述主框架/每个主框架通过一个或多个副悬架元件悬挂于副框架。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的座椅组件，其特征在于，悬挂每个振膜的所述框架是刚性支撑结构的一部分或被配置为固定地附接到刚性支撑结构。
10.根据权利要求9所述的座椅组件，其特征在于，所述扬声器单元的至少两个振膜是安装在所述座椅的所述头枕内使得它们的第一辐射表面面向相同的方向的相同面向的两个振膜。
11.根据权利要求10所述的座椅组件，其特征在于，所述座椅组件包括头部追踪单元，所述头部追踪单元被配置为追踪坐在所述座椅中的使用者的头部运动，并且所述驱动电路被配置为基于所述头部追踪单元所追踪的头部运动修改提供给被配置为移动相同面向的振膜的第一振膜和第二振膜的驱动单元的电信号。
12.一种座椅组件，包括：
座椅；和
扬声器单元，其中所述扬声器单元配置为超低音扬声器，用于产生200Hz以下低音频率的声音，所述扬声器单元包括：
四个或更多个振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中所述第一辐射表面和所述第二辐射表面位于振膜的相对面上，并且其中两个或更多个所述振膜包括在所述振膜的第一子集中，并且两个或更多个所述振膜包括在所述振膜的第二子集中；
四个或更多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动阵列中的振膜的相应的一个；
框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于所述框架，其中所述框架被配置为允许由第一辐射表面产生的声音从所述扬声器单元传播出去；
至少一个外壳，所述外壳被配置为接收由所述第二辐射表面产生的声音；
驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，使得提供给被配置为移动所述振膜的第一子集的一个或多个驱动单元的一个或多个电信号相对于提供给被配置为移动所述振膜的第二子集的一个或多个驱动单元的一个或多个电信号是异相的；
其中，所述扬声器单元安装在所述座椅的头枕内。
13.根据权利要求12所述的座椅组件，其特征在于，所述阵列包括偶数个振膜，其中，每对振膜包括在所述振膜的第一子集中的一个振膜以及在所述振膜的第二子集中的一个振膜，其中每对振膜中的所述振膜背对背定向；以及
每个所述第二辐射表面面向由单个外壳包围的中心空间，所述单个外壳被配置为接收由每个所述第二辐射表面产生的声音。
14.根据权利要求12或13所述的座椅组件，其特征在于，所述超低音扬声器被配置为产生低音频率的声音，其中，所述低音频率包括范围在50-100Hz之间的频率。
15.根据权利要求12或13所述的座椅组件，其特征在于，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述电信号包括不超过200Hz的频率。
16.根据权利要求12或13所述的座椅组件，其特征在于，悬挂每个振膜的所述框架是副框架，其中所述振膜通过一个或多个主悬架元件悬挂于一个或多个主框架，其中所述主框架/每个主框架通过一个或多个副悬架元件悬挂于副框架。
17.根据权利要求12或13所述的座椅组件，其特征在于，悬挂每个振膜的所述框架是刚性支撑结构的一部分或被配置为固定地附接到刚性支撑结构。
18.根据权利要求17所述的座椅组件，其特征在于，所述扬声器单元的至少两个振膜是安装在所述座椅的所述头枕内使得它们的第一辐射表面面向相同的方向的相同面向的两个振膜。
19.根据权利要求18所述的座椅组件，其特征在于，所述座椅组件包括头部追踪单元，所述头部追踪单元被配置为追踪坐在所述座椅中的使用者的头部运动，并且所述驱动电路被配置为基于所述头部追踪单元所追踪的头部运动修改提供给被配置为移动相同面向的振膜的第一振膜和第二振膜的驱动单元的电信号。
20.一种座椅组件，其特征在于，包括：
座椅；和
扬声器单元，其中所述扬声器单元配置为超低音扬声器，用于产生200Hz以下低音频率的声音，并且所述扬声器单元包括：
两个或更多个振膜的阵列，所述阵列中的每个振膜具有第一辐射表面和第二辐射表面，其中所述第一辐射表面和所述第二辐射表面位于振膜的相对面上；
多个驱动单元，其中每个驱动单元被配置为基于相应的电信号移动所述阵列中的振膜的相应的一个；
框架，其中所述阵列中的每个振膜通过一个或多个悬架元件悬挂于所述框架，其中所述框架被配置为允许由所述第一辐射表面产生的声音从所述扬声器单元传播出去；
至少一个外壳，所述外壳被配置为接收由所述第二辐射表面产生的声音，其中，所述外壳包括多个通风口，其中，每个通风口被配置为允许由所述第二辐射表面产生的声音从扬声器单元传播出去；
驱动电路，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供源于相同音频源的相应的电信号，其中在使用中所述第二辐射表面产生的声音相对于所述第一辐射表面产生的声音是异相的；
其中，所述扬声器单元安装在所述座椅的头枕内。
21.根据权利要求20所述的座椅组件，其特征在于，
所述扬声器单元包括至少一对振膜，
其中，所述一对振膜/每对振膜中的所述振膜被定向成，其中包括在所述一对振膜/每对振膜中的一个振膜具有面向第一方向的第一辐射表面，和其中所述一对振膜/每对振膜中的另一个振膜具有面向与所述第一方向相反的第二方向的第一辐射表面；
其中，所述多个通风口包括第一通风口和第二通风口，所述第一通风口被配置为允许声音沿相对于所述第一方向横向的第三方向从所述扬声器单元传播出去，所述第二通风口被配置为允许声音沿与所述第三方向相反的第四方向从所述扬声器单元传播出去。
22.根据权利要求20或21所述的座椅组件，其特征在于，所述超低音扬声器被配置为产生低音频率的声音，其中，所述低音频率包括范围在50-100Hz之间的频率。
23.根据权利要求20或21所述的座椅组件，其特征在于，所述驱动电路被配置为向每个驱动单元提供相应的电信号，所述电信号包括不超过200Hz的频率。
24.根据权利要求20或21所述的座椅组件，其特征在于，悬挂每个振膜的所述框架是副框架，其中所述振膜通过一个或多个主悬架元件悬挂于一个或多个主框架，其中所述主框架/每个主框架通过一个或多个副悬架元件悬挂于副框架。
25.根据权利要求20或21所述的座椅组件，其特征在于，悬挂每个振膜的所述框架是刚性支撑结构的一部分或被配置为固定地附接到刚性支撑结构。
26.根据权利要求25所述的座椅组件，其特征在于，所述扬声器单元的至少两个振膜是安装在所述座椅的所述头枕内使得它们的第一辐射表面面向相同的方向的相同面向的两个振膜。
27.根据权利要求26所述的座椅组件，其特征在于，所述座椅组件包括头部追踪单元，所述头部追踪单元被配置为追踪坐在所述座椅中的使用者的头部运动，并且所述驱动电路被配置为基于所述头部追踪单元所追踪的头部运动修改提供给被配置为移动相同面向的振膜的第一振膜和第二振膜的驱动单元的电信号。
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