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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024165692
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】ＳｏＴモジュール
(51)【国際特許分類】
H04R 17/00 20060101AFI20241121BHJP
【ＦＩ】
H04R17/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023082089
(22)【出願日】2023-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】523062084
【氏名又は名称】株式会社ミチヒロ
(74)【代理人】
【識別番号】100125391
【弁理士】
【氏名又は名称】白川 洋一
(72)【発明者】
【氏名】親川 潤
(72)【発明者】
【氏名】金 京守
(72)【発明者】
【氏名】屋宜 道広
【テーマコード（参考）】
5D004
【Ｆターム（参考）】
5D004AA02
5D004CD00
5D004DD01
5D004EE00
(57)【要約】
【課題】複数の圧電素子の振動を振動板の特定の領域で増幅させて出力することで特定の周波数帯の音圧を向上できるＳｏＴモジュールを提供する。
【解決手段】ＳｏＴモジュール１００は、交流電圧の印加により振動を発生させる平板状の複数の圧電素子１１１～１１４と、圧電素子１１１～１１４の振動が伝わる第１の振動板１３０と、を備え、第１の振動板１３０の特定の領域において、複数の圧電素子１１１～１１４の振動を増幅させる。
【選択図】図１
【解決手段】ＳｏＴモジュール１００は、交流電圧の印加により振動を発生させる平板状の複数の圧電素子１１１～１１４と、圧電素子１１１～１１４の振動が伝わる第１の振動板１３０と、を備え、第１の振動板１３０の特定の領域において、複数の圧電素子１１１～１１４の振動を増幅させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流電圧の印加により振動を発生させる平板状の複数の圧電素子と、
前記圧電素子の振動が伝わる第１の振動板と、を備え、
前記第１の振動板の特定の領域において、複数の前記圧電素子の振動を増幅させることを特徴とするＳｏＴモジュール。
前記圧電素子の振動が伝わる第１の振動板と、を備え、
前記第１の振動板の特定の領域において、複数の前記圧電素子の振動を増幅させることを特徴とするＳｏＴモジュール。
【請求項2】
複数の前記圧電素子のうち、一つの圧電素子から前記第１の振動板への振動伝達経路と、他の圧電素子から前記第１の振動板への振動伝達経路とは、異なることを特徴とする請求項１記載のＳｏＴモジュール。
【請求項3】
複数の前記圧電素子は、前記第１の振動板に対し、重畳して配置されていることを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
【請求項4】
複数の前記圧電素子は矩形に形成されており、
複数の前記圧電素子の中心軸が一致していることを特徴とする請求項３記載のＳｏＴモジュール。
複数の前記圧電素子の中心軸が一致していることを特徴とする請求項３記載のＳｏＴモジュール。
【請求項5】
複数の前記圧電素子は、各々の矩形の辺に沿った方向が異なる配置で設けられていることを特徴とする請求項４記載のＳｏＴモジュール。
【請求項6】
複数の前記圧電素子は、互いに重複していない領域のある配置で設けられていることを特徴とする請求項４記載のＳｏＴモジュール。
【請求項7】
前記一つの圧電素子を駆動する位相と前記他の圧電素子を駆動する位相とが異なることを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
【請求項8】
前記一つの圧電素子は、前記他の圧電素子に貼り付けられている部分を有し、前記貼り付けられている部分は、いずれも圧電素子が連結して構成されている圧電複合体の重心にならないことを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
【請求項9】
前記一つの圧電素子は、弾性体により前記第１の振動板に連結され、
前記他の圧電素子は、前記第１の振動板に貼り付けられていることを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
前記他の圧電素子は、前記第１の振動板に貼り付けられていることを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
【請求項10】
前記他の圧電素子が直接連結される第２の振動板をさらに備え、
前記第２の振動板は、前記一つの圧電素子と弾性体により連結されていることを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
前記第２の振動板は、前記一つの圧電素子と弾性体により連結されていることを特徴とする請求項２記載のＳｏＴモジュール。
【請求項11】
前記一つの圧電素子は、前記第１の振動板に貼り付けられ、
前記他の圧電素子は、前記第２の振動板に貼り付けられていることを特徴とする請求項１０記載のＳｏＴモジュール。
前記他の圧電素子は、前記第２の振動板に貼り付けられていることを特徴とする請求項１０記載のＳｏＴモジュール。
【請求項12】
前記第２の振動板は、前記第１の振動板と弾性体で連結されていることを特徴とする請求項１０記載のＳｏＴモジュール。
【請求項13】
前記第２の振動板に対して前記第１の振動板の反対側に設けられたカバー板をさらに備えることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載のＳｏＴモジュール。
【請求項14】
テレビ、タブレット、スマートフォンまたは自動車用ナビゲーションのいずれか一つのディスプレイに用いられることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＳｏＴモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、矩形平板に形成された圧電素子を備えるＳｏＴモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
音響分野では、一般的にコイルによるダイナミックスピーカが用いられる。ダイナミックスピーカは、低音域であっても十分な音圧を発生させることができるが、その重量や容積が大きくなり、消費電力も大きいため、用途が限定される。一方、圧電素子を用いた圧電スピーカの応用が進められている（例えば特許文献１参照）。圧電スピーカは、嵩張らず、重量も小さく、消費電力も小さいため、ダイナミックスピーカの適用が難しい用途にも使える。
【0003】
特許文献１記載の音響発生器は、長手方向を互いに直交させて２つの屈曲型の圧電素子を重畳させている。そして、弾性支持部が圧電素子の長手方向の端部または中央部に設けられ、弾性支持部が振動を振動板に伝達している。特許文献１には、音響発生器を表示パネル自体をスピーカとして機能させる応用も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－１０６０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように、様々なアプローチで圧電素子のスピーカへの応用が検討されている。しかしながら、圧電素子そのものは硬い材料で構成されるため、それ自体では中低音域で十分な音圧が得られ難く、全体的に音圧も小さくなる場合が多い。この弱点を克服できれば、圧電モジュールの応用分野が広がる。このような圧電モジュールは、従来の圧電モジュールとは全く異なる可能性を有しており、ＳｏＴ（Ｓｏｕｎｄｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）モジュールと呼ぶべきものである（以下、特定音域の音圧を向上できる圧電モジュールをＳｏＴモジュールと呼ぶ）。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数の圧電素子の振動を振動板の特定の領域で増幅させて出力することで特定の周波数帯の音圧を向上できるＳｏＴモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じている。すなわち、本発明のＳｏＴモジュールは、交流電圧の印加により振動を発生させる平板状の複数の圧電素子と、前記圧電素子の振動が伝わる第１の振動板と、を備え、前記第１の振動板の特定の領域において、複数の前記圧電素子の振動を増幅させることを特徴としている。
【0008】
（２）また、上記（１）記載のＳｏＴモジュールにおいて、複数の前記圧電素子のうち、一つの圧電素子から前記第１の振動板への振動伝達経路と、他の圧電素子から前記第１の振動板への振動伝達経路とは、異なることを特徴としている。
【0009】
（３）また、上記（１）または（２）記載のＳｏＴモジュールにおいて、複数の前記圧電素子は、前記第１の振動板に対し、重畳して配置されていることを特徴としている。
【0010】
（４）また、上記（３）記載のＳｏＴモジュールにおいて、複数の前記圧電素子は矩形に形成されており、複数の前記圧電素子の中心軸が一致していることを特徴としている。
【0011】
（５）また、上記（４）記載のＳｏＴモジュールにおいて、複数の前記圧電素子は、各々の矩形の辺に沿った方向が異なる配置で設けられていることを特徴としている。
【0012】
（６）また、上記（４）記載のＳｏＴモジュールにおいて、複数の前記圧電素子は、互いに重複していない領域のある配置で設けられていることを特徴としている。
【0013】
（７）また、上記（１）から（６）のいずれかに記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記一つの圧電素子を駆動する位相と前記他の圧電素子を駆動する位相とが異なることを特徴としている。
【0014】
（８）また、上記（１）から（７）のいずれかに記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記一つの圧電素子は、前記他の圧電素子に貼り付けられている部分を有し、前記貼り付けられている部分は、いずれも圧電素子が連結して構成されている圧電複合体の重心にならないことを特徴としている。
【0015】
（９）また、上記（１）から（８）のいずれかに記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記一つの圧電素子は、弾性体により前記第１の振動板に連結され、前記他の圧電素子は、前記第１の振動板に貼り付けられていることを特徴としている。
【0016】
（１０）また、上記（１）から（９）のいずれかに記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記他の圧電素子が直接連結される第２の振動板をさらに備え、前記第２の振動板は、前記一つの圧電素子と弾性体により連結されていることを特徴としている。
【0017】
（１１）また、上記（１０）記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記一つの圧電素子は、前記第１の振動板に貼り付けられ、前記他の圧電素子は、前記第２の振動板に貼り付けられていることを特徴としている。
【0018】
（１２）また、上記（１０）または（１１）記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記第２の振動板は、前記第１の振動板と弾性体で連結されていることを特徴としている。
【0019】
（１３）また、上記（１０）から（１２）のいずれかに記載のＳｏＴモジュールにおいて、前記第２の振動板に対して前記第１の振動板の反対側に設けられたカバー板をさらに備えることを特徴としている。
【0020】
（１４）また、上記（１）から（１３）のいずれかに記載のＳｏＴモジュールにおいて、テレビ、タブレット、スマートフォンまたは自動車用ナビゲーションのいずれか一つのディスプレイに用いられることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを示す平面図、断面図および振動板の振動領域を示す概略図である。
【図2】圧電素子の構成および動作の一例を示す断面図である。
【図3】（ａ）、（ｂ）それぞれ圧電素子と振動板との間に弾性体が設けられたＳｏＴモジュールを示す平面図および断面図である。
【図4】（ａ）、（ｂ）それぞれ圧電素子が弾性体で連結されたＳｏＴモジュールを示す平面図および断面図である。
【図5】（ａ）、（ｂ）それぞれ円環板状の弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図および断面図である。
【図6】（ａ）、（ｂ）それぞれ各圧電素子に錘が貼り付けられたＳｏＴモジュールを示す平面図および断面図である。
【図7】（ａ）～（ｃ）それぞれ全体貼り付けおよび四角支持の圧電モジュールを示す斜視図、分解斜視図およびそれらの音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図8】（ａ）～（ｃ）それぞれ上側および下側の中央連結型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図9】（ａ）、（ｂ）それぞれ中央連結型かつ中央単支持のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図10】（ａ）、（ｂ）それぞれ中央連結型かつ中央複支持のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図11】（ａ）、（ｂ）それぞれ中央連結型かつ独立した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュールを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図12】（ａ）、（ｂ）それぞれ中央連結型かつ中央連結した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュールを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図13】（ａ）～（ｃ）それぞれ中央連結型かつ周辺連結した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュールを示す分解斜視図ならびにその同位相駆動および逆位相駆動の場合の音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図14】（ａ）、（ｂ）それぞれ全面支持および複数部分支持された重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。
【図15】（ａ）、（ｂ）いずれも複数部分重畳の重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。
【図16】（ａ）、（ｂ）いずれも振動板が素子間に配置された重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。
【図17】（ａ）、（ｂ）それぞれ素子の基準軸をずらした重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。
【図18】素子配置をずらした重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。
【図19】（ａ）、（ｂ）いずれも複数部分重畳かつ素子の基準軸をずらした重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。
【図20】（ａ）、（ｂ）いずれも大型の振動板が素子間に配置された複数部分重畳の重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。
【図21】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図22】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図23】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図24】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図25】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図26】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図27】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図28】（ａ）～（ｃ）それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。
【図29】（ａ）～（ｃ）それぞれ単一の圧電素子を有する圧電モジュールを示す平面図、断面図およびその振動のモードパターンを示す図である。
【図30】（ａ）～（ｃ）それぞれ単一の弾性体で連結された圧電素子を有する圧電モジュールを示す平面図、断面図およびその振動のモードパターンを示す図である。
【図31】（ａ）～（ｃ）それぞれ格子状に配列された圧電素子および弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図およびその振動のモードパターンを示す図である。
【図32】（ａ）～（ｃ）それぞれ円環状に配列された圧電素子および弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図およびその振動のモードパターンを示す図である。
【図33】（ａ）～（ｃ）それぞれ点対称に配列された圧電素子および弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図およびその振動のモードパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明では、特定の帯域の音圧を向上させるため、複数の圧電素子が各圧電素子の振動帯域を維持できるように素子間を柔らかい材料での接着または弾性体で緩やかに連結させながら１つのモジュールを構成している。
【0023】
［第１実施形態（風車型）］
本実施形態では、風車の羽根のように圧電素子の一端を中央に集めた配置で、圧電素子を直接に振動板に貼り付ける。圧電素子の長手方向の中心軸（いわゆる素子の基準軸）は互いに一致しない。圧電素子を直接に振動板に貼り付けるため、変位幅を大きくすることができ、大きい変位力により低音域の音圧を増幅できる。なお、各要素の基準軸は、矩形板の場合は長手方向の中心軸であり、正方形板の場合は各辺に平行な中心軸を指す。
本実施形態では、風車の羽根のように圧電素子の一端を中央に集めた配置で、圧電素子を直接に振動板に貼り付ける。圧電素子の長手方向の中心軸（いわゆる素子の基準軸）は互いに一致しない。圧電素子を直接に振動板に貼り付けるため、変位幅を大きくすることができ、大きい変位力により低音域の音圧を増幅できる。なお、各要素の基準軸は、矩形板の場合は長手方向の中心軸であり、正方形板の場合は各辺に平行な中心軸を指す。
【0024】
振動子が振動面を振動させるか空気を振動させるかに関係なく、振動を作る立場で考えると、振動を丸の形で作るのが効率の高い出力方式である。本実施形態の圧電素子は、各領域別の変位力が等分布になるよう回転対称に貼り付けられることが好ましい。このような形態は、表面変位形態を考慮して圧電素子の貼り付けを行うのではなく、同一駆動で領域ごとの変位を異ならせることができるため、特定の音圧の増強を実現できる。
【0025】
＜単純な風車型＞
（ＳｏＴモジュールの構成）
図１（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュール１００を示す平面図、断面図および振動板１３０（第１の振動板）の振動領域を示す概略図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す断面１ｂを示している（他の図でも断面の符号と断面図の番号との関係は同様）。ＳｏＴモジュール１００は、圧電素子１１１～１１４および振動板１３０で構成されている。圧電素子１１１～１１４は、それぞれが屈曲型で矩形平板に形成され、交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる。
（ＳｏＴモジュールの構成）
図１（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュール１００を示す平面図、断面図および振動板１３０（第１の振動板）の振動領域を示す概略図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す断面１ｂを示している（他の図でも断面の符号と断面図の番号との関係は同様）。ＳｏＴモジュール１００は、圧電素子１１１～１１４および振動板１３０で構成されている。圧電素子１１１～１１４は、それぞれが屈曲型で矩形平板に形成され、交流電圧の印加により屈曲振動を発生させる。
【0026】
それぞれの圧電素子１１１～１１４は、互いに連結されておらず、その長手方向端部が隣の圧電素子１１１～１１４の側面にほとんど接する位置で対向して配置されている（風車型の配置）。圧電素子１１１～１１４は、それぞれ一方の面が振動板１３０に貼り付けられている。貼り付けは、例えばエポキシ系、アクリル系、またはウレタン系の接着剤を用いた接着により可能であり、接着剤は軟質および硬質のいずれのものであっても用いることができる（以下、いずれの貼り付けも同様）。
【0027】
図１（ｃ）は、図１（ａ）と同じ視点で見たときの振動板１３０の各振動領域を示している。領域Ｒ１は、圧電素子１１１～１１４からの振動が伝わり受動的に振動しているだけの領域である。領域Ｒ２は、各圧電素子１１１～１１４の能動的な振動が伝わっている領域である。領域Ｒ３は、複数の圧電素子１１１～１１４の振動が合わさり増幅されている領域である。
【0028】
各圧電素子１１１～１１４を同位相または逆位相で振動させることでそれぞれの貼り付け部分からＳｏＴモジュール１００の中央部へ振動が伝達され、その中央部の振動を増幅できる。このように、異なる振動伝達経路で伝達された複数の圧電素子１１１～１１４の振動を振動板の特定の領域で増幅できる。その結果、異なる振動伝達経路で伝達された振動同士の干渉を利用し、振動板の特定の領域が発生させる周波数帯の音圧を向上できる。なお、振動伝達経路は、何を介して連結するかという連結構造を指す。
【0029】
例えば図１（ｃ）の領域Ｒ３が２０～１００Ｈｚの低音域で振動する場合、その音域の音圧を大きくできる。このような構成を用いれば中低音域で十分な音圧を得やすく、ＳｏＴモジュール１００を多様な用途に適用できる。なお、圧電素子１１１～１１４による風車型の配置においては、配置の対称中心に近い位置を中央と呼び、対称中心から離れている位置を周辺と呼ぶ。
【0030】
（圧電素子）
圧電素子は、逆圧電効果を利用し交流電圧の印加により振動する素子である。図２は、圧電素子１１１の構成および動作の一例を示す断面図である。図２に示す圧電素子１１１は、本発明に用いられる圧電素子の構成の一例であり、圧電素子１１１以外の圧電素子でも同様の構成を採りうる。圧電素子１１１は、圧電体１２１、１２２、電極１２３、１２４、シム板１２５を備えている。シム板１２５は、金属製であり、電極の機能も有している。
圧電素子は、逆圧電効果を利用し交流電圧の印加により振動する素子である。図２は、圧電素子１１１の構成および動作の一例を示す断面図である。図２に示す圧電素子１１１は、本発明に用いられる圧電素子の構成の一例であり、圧電素子１１１以外の圧電素子でも同様の構成を採りうる。圧電素子１１１は、圧電体１２１、１２２、電極１２３、１２４、シム板１２５を備えている。シム板１２５は、金属製であり、電極の機能も有している。
【0031】
圧電体１２１、１２２は、圧電セラミックス材料により形成されていることが好ましい。圧電材料には、例えば、チタン酸ジルコニウム酸塩（Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、いわゆるＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が用いられる。いずれも強誘電体であり、効率の面ではＰＺＴが好ましいが、鉛フリーの観点ではチタン酸バリウムが好ましい。圧電体１２１、１２２は、圧電ポリマーで形成されていてもよい。圧電ポリマーには、ポリフッ化ビニリデンおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリシアン化ビニリデン、ポリ尿素および奇数ナイロンが挙げられる。圧電体１２１、１２２として、圧電効果を持つ材料で薄型シートを製作できる。
【0032】
圧電体１２１は、電極１２３からシム板１２５の方向に分極処理されており、圧電体１２２は、シム板１２５から電極１２４の方向に分極処理されている。電極１２３、１２４に一方の電極が接続され、シム板１２５に他方の電極が接続されている。この構成で、電源Ｐ１により交流電圧を圧電体１２１、１２２に印加すると、逆圧電効果により表面に平行な方向に沿って一方が縮むと他方が伸び、図２に示す矢印Ｓ１、Ｓ２の動きを繰り返すことで屈曲振動する。
【0033】
上記の圧電素子１１１は、各圧電体１２１、１２２の分極方向が同じパラレル型のバイモルフ構造を有しているが、分極方向が異なるシリーズ型のバイモルフ構造であってもよい。また、中央のシム板に絶縁体を用いてもよい。圧電素子１１１は、バイモルフ構造を有することが好ましいが、ユニモルフ構造を有していてもよい。また、圧電素子１１１には、単板の圧電体に代えて圧電積層体を用いてもよい。その場合には外部電極を用いてもよいしバイア構造で電極を形成してもよい。また、圧電素子１１１は、圧電体層と電極とが積層されることで形成され、積層方向に伸縮する伸縮型の圧電素子でもよい。圧電素子１１１は、積層型が好ましいが単板であってもよい。このような圧電素子は、他の実施形態でも用いることができる。
【0034】
（振動板）
振動板１３０は、平板状に形成され、伝えられた圧電素子の振動を音として出力する。振動板１３０の材料は、用途によりまちまちである。振動板１３０には、例えば、スチレンボードを用いることができる。また、ＴＶ用スピーカの振動板１３０としてＯＬＥＤパネルを用いることができる。樹脂製の板が用いられやすいが、木や纎維組職を用いて非弾性力を高めたものが用いられることもある。
振動板１３０は、平板状に形成され、伝えられた圧電素子の振動を音として出力する。振動板１３０の材料は、用途によりまちまちである。振動板１３０には、例えば、スチレンボードを用いることができる。また、ＴＶ用スピーカの振動板１３０としてＯＬＥＤパネルを用いることができる。樹脂製の板が用いられやすいが、木や纎維組職を用いて非弾性力を高めたものが用いられることもある。
【0035】
振動板１３０は、圧電素子１１１～１１４から伝達された変位力により厚み方向に振動し、空気を振動させ、音波を発生する。圧電素子１１１～１１４に与えられる信号の周波数と電流の強さによって、振動板１３０から発生する音の高低、音圧の大小が異なって現れる。大きい音圧を作り出すためには、振動板まで繋がる、振動効率の向上が有効である。このような振動板は、他の実施形態でも用いることができる。
【0036】
＜弾性体を有する風車型＞
ＳｏＴモジュールに弾性体を設けた構造を採用してもよい。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ圧電素子１１１～１１４と振動板１３０との間に弾性体１５１、１５２が設けられたＳｏＴモジュール１００ａを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ａは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および弾性体１５１、１５２で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ａがその長手方向の両側において弾性体１５１、１５２で振動板１３０に連結されている点以外は、ＳｏＴモジュール１００と同様に構成されている。
ＳｏＴモジュールに弾性体を設けた構造を採用してもよい。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ圧電素子１１１～１１４と振動板１３０との間に弾性体１５１、１５２が設けられたＳｏＴモジュール１００ａを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ａは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および弾性体１５１、１５２で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ａがその長手方向の両側において弾性体１５１、１５２で振動板１３０に連結されている点以外は、ＳｏＴモジュール１００と同様に構成されている。
【0037】
ＳｏＴモジュール１００ａでは、各圧電素子１１１～１１４の長手方向の一方（ＳｏＴモジュール１００の中央側）に弾性体１５１が貼り付けられている。そして、各圧電素子１１１～１１４は、長手方向の他方（ＳｏＴモジュール１００の周辺側）に弾性体１５２が貼り付けられている。弾性体１５１、１５２は、振動板１３０にも貼り付けられており、圧電素子１１１～１１４と振動板１３０とを連結している。これにより、例えば、低音域の音圧をさらに増幅することが可能である。
【0038】
（弾性体）
弾性体１５１、１５２は、ウレタン等の柔らかい材料で構成され、一方で振動体を支持するとともに、その振動を他方に伝達する。図３に示す例では、弾性体１５１、１５２は、一方の面が圧電素子１１１～１１４の主面に貼り付けられ、他方の面が振動板１３０の主面に貼り付けられている。貼り付けは、例えばエポキシ系、アクリル系、またはウレタン系の接着剤を用いた接着により可能である。弾性体１５１、１５２により圧電素子１１１～１１４の変位が振動板１３０に伝達され、ＳｏＴモジュール１００ｂ中央部の振動が増幅される。増幅された振動は、振動板１３０により音として出力される。
弾性体１５１、１５２は、ウレタン等の柔らかい材料で構成され、一方で振動体を支持するとともに、その振動を他方に伝達する。図３に示す例では、弾性体１５１、１５２は、一方の面が圧電素子１１１～１１４の主面に貼り付けられ、他方の面が振動板１３０の主面に貼り付けられている。貼り付けは、例えばエポキシ系、アクリル系、またはウレタン系の接着剤を用いた接着により可能である。弾性体１５１、１５２により圧電素子１１１～１１４の変位が振動板１３０に伝達され、ＳｏＴモジュール１００ｂ中央部の振動が増幅される。増幅された振動は、振動板１３０により音として出力される。
【0039】
弾性体１５１、１５２は、ウレタン等の樹脂で形成されていることが好ましい。弾性体１５１、１５２には、例えば、弾性率が７０ＭＰａ以上６９０ＭＰａ以下である材料を用いることができる。これにより、低音域の振動を増幅しやすくなる。
【0040】
弾性体１５１、１５２は、円板状に形成されていることが好ましい。矩形状に形成されてもよい。弾性体１５１、１５２は、大きさや材質で増幅する周波数を制御することが好ましい。このような弾性体は、他の実施形態でも用いることができる。
【0041】
＜弾性体で連結された風車型＞
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ圧電素子１１１～１１４が弾性体１５３で連結されたＳｏＴモジュール１００ｂを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ｂは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および弾性体１５３で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ｂは、その中央部で圧電素子１１１～１１４が弾性体１５３で連結されている点以外は、ＳｏＴモジュール１００ａと同様に構成されている。
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ圧電素子１１１～１１４が弾性体１５３で連結されたＳｏＴモジュール１００ｂを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ｂは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および弾性体１５３で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ｂは、その中央部で圧電素子１１１～１１４が弾性体１５３で連結されている点以外は、ＳｏＴモジュール１００ａと同様に構成されている。
【0042】
ＳｏＴモジュール１００ｂでは、圧電素子１１１～１１４により振動が増幅される中央の領域（領域Ｒ３）で弾性体１５３を介して連結されている。各圧電素子１１１～１１４の周辺側に設けられた弾性体１５２の構成は、ＳｏＴモジュール１００ａと同様である。弾性体１５３の材質等に応じて所定の周波数の振動がさらに増幅される。例えば柔らかい材質の弾性体１５３を用いることで、低音域の音圧を強調できる。
【0043】
＜円環板状の弾性体を有する風車型＞
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ円環板状の弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ｃは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および弾性体１５３、１５５で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ｃは、圧電素子１１１～１１４の周辺側の弾性体１５２に代えて円環板状の弾性体１５５が貼り付けられている点以外は、ＳｏＴモジュール１００ｂと同様に構成されている。
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ円環板状の弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ｃは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および弾性体１５３、１５５で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ｃは、圧電素子１１１～１１４の周辺側の弾性体１５２に代えて円環板状の弾性体１５５が貼り付けられている点以外は、ＳｏＴモジュール１００ｂと同様に構成されている。
【0044】
上記の構成により、ＳｏＴモジュール１００ｃは、その中央側において圧電素子１１１～１１４が円板状の弾性体１５３で連結し、周辺側において円環板状の弾性体１５５で連結している。これにより、ＳｏＴモジュール１００ｃは、中心対称な形態を有し、振動板１３０の中心から周辺に向かって交互に振動の腹と節を作ることができる。その結果、さらに低音の振動を増幅することができる。
【0045】
＜各圧電素子に錘が貼り付けられた風車型＞
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ各圧電素子に錘が貼り付けられたＳｏＴモジュール１００ｄを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ｄは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および錘１４１～１４４で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ｄは、各圧電素子１１１～１１４の端部に、独立して各錘１４１～１４４が貼り付けられている点以外は、ＳｏＴモジュール１００と同様に構成されている。
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ各圧電素子に錘が貼り付けられたＳｏＴモジュール１００ｄを示す平面図および断面図である。ＳｏＴモジュール１００ｄは、圧電素子１１１～１１４、振動板１３０および錘１４１～１４４で構成されている。ＳｏＴモジュール１００ｄは、各圧電素子１１１～１１４の端部に、独立して各錘１４１～１４４が貼り付けられている点以外は、ＳｏＴモジュール１００と同様に構成されている。
【0046】
圧電素子１１１～１１４が風車型に配置されていることから、各錘１４１～１４４が各圧電素子１１１～１１４に貼り付けられている領域は、ＳｏＴモジュール１００ｄの周辺の領域（領域Ｒ２）に相当する。その結果、錘１４１～１４４によりこの領域に特有の振動を増幅することができる。
【0047】
なお、錘は、各圧電素子１１１～１１４を連結して形成されていてもよい。その場合、様々な形状を採りうるが、振動の制御の面で、板状が好ましく、さらに対称性を考慮すると円板または円環板が好ましい。形状が円板であれば、増幅したい周波数に応じて径を調整しやすく、素子の取り扱いも容易である。
【0048】
［第２実施形態（中央連結型）］
上記のような風車型のＳｏＴモジュールには、低音域の音圧を大きく増幅できるものの中高音域の音圧が減少するトレードオフの関係がある。本実施形態である中央連結型のＳｏＴモジュールは、変位を増幅させる構造を有しながら、上記のトレードオフを最小化し、ピークディップの音圧のレベル差を改善できる。
上記のような風車型のＳｏＴモジュールには、低音域の音圧を大きく増幅できるものの中高音域の音圧が減少するトレードオフの関係がある。本実施形態である中央連結型のＳｏＴモジュールは、変位を増幅させる構造を有しながら、上記のトレードオフを最小化し、ピークディップの音圧のレベル差を改善できる。
【0049】
＜前提となる単純な形態＞
図７（ａ）～（ｃ）は、それぞれ全体貼り付けおよび四角支持の圧電モジュール２００、２００ａを示す斜視図、分解斜視図およびそれらの音圧の周波数特性を示すグラフである。
図７（ａ）～（ｃ）は、それぞれ全体貼り付けおよび四角支持の圧電モジュール２００、２００ａを示す斜視図、分解斜視図およびそれらの音圧の周波数特性を示すグラフである。
【0050】
図７（ａ）に示すように、圧電モジュール２００は、圧電素子２１０および振動板１３０で構成されている。圧電素子２１０は、正方形平板状に形成され、一方の主面の全面が振動板１３０に貼り付けられている。圧電モジュール２００に交流電圧を印加すると、生じた振動は、振動板１３０に直接伝達され、音として出力される。この場合、振動板１３０には、圧電素子２１０の能動的な振動が伝わる領域およびその振動が受動的に伝わる領域が生じる。
【0051】
図７（ｂ）に示すように、圧電モジュール２００ａは、圧電素子２１１、振動板１３０および弾性体２５１～２５４で構成されている。圧電素子２１１は、正方形平板状に形成され、その４つの角に貼り付けられた弾性体２５１～２５４で振動板１３０と連結されている。複数の弾性体２５１～２５４は、正方形平板状に形成され、圧電素子２１１の下面を振動板１３０の表面と平行に支持している。後述の複数の弾性体はいずれも基本的に圧電素子の下面を振動板の表面と平行に支持する。複数の弾性体２５１～２５４は、正方形平板状に形成されているが、形状は必ずしも正方形に限定されず、多角形や円であってもよい。他の実施形態における複数の弾性体の形状についても同様である。
【0052】
圧電モジュール２００ａに交流電圧を印加すると、生じた振動は、弾性体２５１～２５４を介して振動板１３０に伝達され、音として出力される。この場合には、４つの弾性体２５１～２５４を介した４つの異なる振動伝達経路が存在し、それぞれを伝わる振動を中央で増幅することが可能である。
【0053】
図７（ｃ）に示すグラフ上の曲線Ｐ２００は、圧電モジュール２００による音圧の周波数特性を示している。また、曲線Ｐ２００ａは、圧電モジュール２００ａによる音圧の周波数特性を示している。これらの曲線の符号と圧電モジュールの符号との対応関係は後述の図でも同様である。両者を比較すると、中音域で圧電モジュール２００ａの音圧は、圧電モジュール２００の音圧より大きく、高音域で圧電モジュール２００ａの音圧は、圧電モジュール２００の音圧より小さい。
【0054】
＜単純な中央連結型＞
図８（ａ）～（ｃ）は、それぞれ上側および下側の中央連結型のＳｏＴモジュール３００ａ、３００ｂを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。分解斜視図は、各部の形状や結合構造を分かり易く示すために本来なら結合しているものを分解して表す表現であり、この表現における破線に沿った位置で実際には各部が結合されている。図８（ａ）に示すＳｏＴモジュール３００ａは、圧電素子３１１～３１４、３１５、振動板１３０および弾性体３５１～３５４を備えている。なお、圧電素子同士が貼り付けられている部分は、いずれも圧電素子が連結して構成されている圧電複合体の重心にならない。そのような構成の結果、貼り付けられている部分以外には、自由度が高い自由振動性が維持できることになり、振動が増幅され振動板に伝わる力が大きくなる。このような作用は、以下の実施形態の同様な構成にも同様に生じる。
図８（ａ）～（ｃ）は、それぞれ上側および下側の中央連結型のＳｏＴモジュール３００ａ、３００ｂを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。分解斜視図は、各部の形状や結合構造を分かり易く示すために本来なら結合しているものを分解して表す表現であり、この表現における破線に沿った位置で実際には各部が結合されている。図８（ａ）に示すＳｏＴモジュール３００ａは、圧電素子３１１～３１４、３１５、振動板１３０および弾性体３５１～３５４を備えている。なお、圧電素子同士が貼り付けられている部分は、いずれも圧電素子が連結して構成されている圧電複合体の重心にならない。そのような構成の結果、貼り付けられている部分以外には、自由度が高い自由振動性が維持できることになり、振動が増幅され振動板に伝わる力が大きくなる。このような作用は、以下の実施形態の同様な構成にも同様に生じる。
【0055】
４つの圧電素子３１１～３１４は、それぞれ矩形平板に形成されており、互いの一端がＳｏＴモジュール３００ａの中央で距離を置いて対向するように配置されている。４つの圧電素子３１１～３１４の他端の下面には、弾性体３５１～３５４が貼り付けられている。一方で、弾性体３５１～３５４は振動板１３０に貼り付けられ、圧電素子３１１～３１４を支持している。
【0056】
ＳｏＴモジュール３００ａの中央において、４つの圧電素子３１１～３１４の端部の下側に単一の正方形平板状の圧電素子３１５がその各辺に沿った位置で貼り付けられている。この場合、下とは圧電素子３１５から見た振動板１３０側を指す。このように、ＳｏＴモジュール３００ａの中央の領域で、圧電素子３１１～３１４と圧電素子３１５が連結しており、圧電複合体３１０ａを形成している。周辺の４つの圧電素子３１１～３１４と中央の圧電素子３１５には、同位相または逆位相で交流電圧を印加することができる。
【0057】
生じた圧電複合体３１０ａの振動は、弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達され、音として出力される。周辺の４つの圧電素子３１１～３１４で生じた振動は、弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達され、中央の圧電素子３１５で生じた振動は、周辺の４つの圧電素子３１１～３１４および弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達される。このように、中央連結型のＳｏＴモジュールは、異なる振動伝達経路で振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。
【0058】
図８（ｂ）に示すＳｏＴモジュール３００ｂは、圧電素子３１１～３１４、３１６、振動板１３０および弾性体３５１～３５４を備えている。ＳｏＴモジュール３００ｂは、４つの圧電素子３１１～３１４の端部の上側に単一の正方形平板状の圧電素子３１６がその各辺に沿った位置で貼り付けられている点を除いてＳｏＴモジュール３００ａと同様に構成されている。
【0059】
この場合、圧電素子３１６が圧電素子３１１～３１４の上側に設けられているため、圧電素子３１６と振動板１３０との間に生じる空間を活用しやすい。圧電素子３１１～３１４および圧電素子３１５は、圧電複合体３１０ｂを形成している。周辺の４つの圧電素子３１１～３１４と中央の圧電素子３１６には、同位相または逆位相で交流電圧を印加することができる。生じた圧電複合体３１０ｂの振動は、弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達され、音として出力される。
【0060】
図８（ｃ）に示すグラフ上の曲線Ｐ３００ｂは、ＳｏＴモジュール３００ｂの音圧の周波数特性を示している。中音域で、ＳｏＴモジュール３００ｂの音圧は、圧電モジュール２００、２００ａの音圧より大きい。低音域でＳｏＴモジュール３００ｂの音圧は圧電モジュール２００、２００ａの音圧と同等である。
【0061】
＜中央連結型かつ中央単支持＞
図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ中央単支持のＳｏＴモジュール３００ｃを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｃは、圧電素子３１１～３１４、３１６、振動板１３０および弾性体３５１～３５４、３５５を備えている。ＳｏＴモジュール３００ｃは、中央の正方形平板状の圧電素子３１６が弾性体３５５で支持されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｂと同様に構成されている。
図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ中央単支持のＳｏＴモジュール３００ｃを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｃは、圧電素子３１１～３１４、３１６、振動板１３０および弾性体３５１～３５４、３５５を備えている。ＳｏＴモジュール３００ｃは、中央の正方形平板状の圧電素子３１６が弾性体３５５で支持されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｂと同様に構成されている。
【0062】
ＳｏＴモジュール３００ｃでは、圧電素子３１６の下面の中央には、弾性体３５５がその上端面で貼り付けられている。弾性体３５５は、圧電素子３１６の下面に垂直な方向を長手方向とした矩形柱状に形成され、その下端面が振動板１３０に貼り付けられ、圧電素子３１６を支持している。弾性体３５５は、圧電素子３１１～３１４上に連結された圧電素子３１６の下面を振動板１３０の表面と平行に維持する厚さを有している。このように、ＳｏＴモジュール３００ｃの中央の領域では、圧電素子３１１～３１４と圧電素子３１６が連結し、圧電複合体３１０ｂを形成している。圧電素子３１６は、圧電素子３１１～３１４を介する経路で振動を伝達する。一方で圧電素子３１６は弾性体３５５を介して振動板１３０と連結し、その経路でも振動を振動板１３０に伝達する。
【0063】
４つの圧電素子３１１～３１４と圧電素子３１６に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで生じた圧電複合体３１０ｂの振動は、弾性体３５１～３５４、３５５を介して振動板１３０に伝達される。このように異なる種類の振動伝達経路で振動が伝達される。
【0064】
図９（ｂ）に示すグラフ上の曲線Ｐ３００ｃは、ＳｏＴモジュール３００ｃの音圧の周波数特性を示している。低音域で、ＳｏＴモジュール３００ｃの音圧は、ＳｏＴモジュール３００ｂの音圧には及ばないものの、圧電モジュール２００、２００ａの音圧より大きい。
【0065】
＜中央連結型かつ中央複支持＞
図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ中央複支持のＳｏＴモジュール３００ｄを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｄは、圧電素子３１１～３１４、３１６、振動板１３０および弾性体３５１～３５４、３５６～３５９を備えている。ＳｏＴモジュール３００ｃは、中央の正方形平板状の圧電素子３１１が複数の弾性体３５６～３５９で支持されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｃと同様に構成されている。
図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ中央複支持のＳｏＴモジュール３００ｄを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｄは、圧電素子３１１～３１４、３１６、振動板１３０および弾性体３５１～３５４、３５６～３５９を備えている。ＳｏＴモジュール３００ｃは、中央の正方形平板状の圧電素子３１１が複数の弾性体３５６～３５９で支持されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｃと同様に構成されている。
【0066】
ＳｏＴモジュール３００ｄでは、圧電素子３１６の下面に複数の弾性体３５６～３５９がその上面で貼り付けられている。複数の弾性体３５６～３５９は、それぞれが圧電素子３１６の各辺に平行な方向を長手方向とする矩形柱状に形成されている。そして、複数の弾性体３５６～３５９は、その下面が振動板１３０に貼り付けられ、複数の位置で中央の圧電素子３１６を支持している。
【0067】
ＳｏＴモジュール３００ｄの中央の領域では、圧電素子３１１～３１４と圧電素子３１６が連結し、圧電複合体３１０ｂを形成している。圧電素子３１６は、圧電素子３１１～３１４を介する経路で振動を伝達する。一方で圧電素子３１６は弾性体３５６～３５９を介して振動板１３０と連結し、その経路でも振動を振動板１３０に伝達している。４つの圧電素子３１１～３１４と圧電素子３１６に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで生じた圧電複合体３１０ｂの振動は、弾性体３５１～３５４、３５５を介して振動板１３０に伝達される。このように異なる種類の振動伝達経路で振動が伝達される。
【0068】
図１０（ｂ）に示すグラフ上の曲線Ｐ３００ｄは、ＳｏＴモジュール３００ｄの音圧の周波数特性を示している。低音域で、ＳｏＴモジュール３００ｄの音圧は、ＳｏＴモジュール３００ｂの音圧には及ばないものの、圧電モジュール２００の音圧より大きい。
【0069】
＜中央連結型かつ独立した貼り付け素子有り＞
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ独立した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュール３００ｅを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｅは、圧電素子３１１～３１４、３１６、３１８、振動板１３０および弾性体３５１～３５４を備えている。
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ独立した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュール３００ｅを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｅは、圧電素子３１１～３１４、３１６、３１８、振動板１３０および弾性体３５１～３５４を備えている。
【0070】
ＳｏＴモジュール３００ｅは、その中央部で正方形平板状の圧電素子３１８が振動板１３０に貼り付けられている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｂと同様に構成されている。圧電素子３１８が独立して振動板１３０に貼り付けられている中央の領域では、周辺の領域の振動とは違う周波数帯で振動板１３０を振動させることができる。
【0071】
ＳｏＴモジュール３００ｅでは、４つの圧電素子３１１～３１４、圧電素子３１６、３１８のいずれかの組み合わせに対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、中央または周辺の振動を増幅できる。圧電複合体３１０ｂの振動が弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達されるとともに、圧電素子３１８の振動が直接に振動板１３０の中央に伝達される。これらの異なる振動伝達経路で伝達された振動により、ＳｏＴモジュール３００ｅは、中央部の振動を増幅できる。
【0072】
図１１（ｂ）に示すグラフ上の曲線Ｐ３００ｅは、ＳｏＴモジュール３００ｅの音圧の周波数特性を示している。低音域で、ＳｏＴモジュール３００ｅの音圧は、圧電モジュール２００、２００ａの音圧より大きくＳｏＴモジュール３００ｂの音圧と同等である。また、高音域でＳｏＴモジュール３００ｅの音圧は、ＳｏＴモジュール３００ｂの音圧より大きい。
【0073】
＜中央連結型かつ中央連結した貼り付け素子有り＞
図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ中央連結した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュール３００ｆを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｆは、圧電素子３１１～３１４、３１６、３１８、振動板１３０、弾性体３５１～３５４、３５５ｆを備えている。ＳｏＴモジュール３００ｆは、その中央部で振動板１３０に貼り付けられた圧電素子３１８が弾性体３５５ｆを介して圧電素子３１６に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｅと同様に構成されている。
図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ中央連結型かつ中央連結した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュール３００ｆを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｆは、圧電素子３１１～３１４、３１６、３１８、振動板１３０、弾性体３５１～３５４、３５５ｆを備えている。ＳｏＴモジュール３００ｆは、その中央部で振動板１３０に貼り付けられた圧電素子３１８が弾性体３５５ｆを介して圧電素子３１６に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｅと同様に構成されている。
【0074】
ＳｏＴモジュール３００ｆでは、４つの圧電素子３１１～３１４および圧電素子３１６、３１８のいずれかの組み合わせに対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、中央または周辺の振動を増幅できる。圧電複合体３１０ｂの振動が弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達されるとともに、弾性体３５５ｆおよび圧電素子３１８を介して振動板１３０の中央に伝達される。また、圧電素子３１８の振動が直接に振動板１３０の中央に伝達される。これらの異なる振動伝達経路で伝達された振動により、ＳｏＴモジュール３００ｆは、中央部の振動を増幅できる。
【0075】
図１２（ｂ）に示すグラフの曲線Ｐ３００ｆは、ＳｏＴモジュール３００ｆの音圧の周波数特性を示している。低音域で、ＳｏＴモジュール３００ｆの音圧は、ＳｏＴモジュール３００ｂの音圧には及ばないものの、圧電モジュール２００、２００ａの音圧より大きい。
【0076】
＜中央連結型かつ周辺連結した貼り付け素子有り＞
図１３（ａ）～（ｃ）は、それぞれ中央連結型かつ周辺連結した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュール３００ｇを示す分解斜視図ならびにその同位相駆動および逆位相駆動の場合の音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｇは、圧電素子３１１～３１４、３１６、３１８、振動板１３０、弾性体３５１～３５４、３５６ｇ～３５９ｇを備えている。ＳｏＴモジュール３００ｇは、その中央部で振動板１３０に貼り付けられた圧電素子３１８が弾性体３５６ｇ～３５９ｇを介して圧電素子３１６に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｅと同様に構成されている。
図１３（ａ）～（ｃ）は、それぞれ中央連結型かつ周辺連結した貼り付け素子有りのＳｏＴモジュール３００ｇを示す分解斜視図ならびにその同位相駆動および逆位相駆動の場合の音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール３００ｇは、圧電素子３１１～３１４、３１６、３１８、振動板１３０、弾性体３５１～３５４、３５６ｇ～３５９ｇを備えている。ＳｏＴモジュール３００ｇは、その中央部で振動板１３０に貼り付けられた圧電素子３１８が弾性体３５６ｇ～３５９ｇを介して圧電素子３１６に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール３００ｅと同様に構成されている。
【0077】
弾性体３５６ｇ～３５９ｇは、矩形柱状に形成され、その下端面で正方形平板状の圧電素子３１８の４つの角の位置にそれぞれ貼り付けられている。他方では弾性体３５６ｇ～３５９ｇは、その上端面で圧電素子３１６の下面に貼り付けられている。弾性体３５６ｇ～３５９ｇを介して、圧電複合体３１０ｂの振動が圧電素子３１８に伝達される。これにより、ＳｏＴモジュール３００ｇの特定の領域の振動を増幅できる。
【0078】
ＳｏＴモジュール３００ｇでは、４つの圧電素子３１１～３１４および圧電素子３１６、３１８のいずれかの組み合わせに対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、中央または周辺の振動を増幅できる。圧電複合体３１０ｂの振動が弾性体３５１～３５４を介して振動板１３０に伝達されるとともに、弾性体３５６ｇ～３５９ｇおよび圧電素子３１８を介して振動板１３０の中央に伝達される。また、圧電素子３１８の振動が直接に振動板１３０の中央に伝達される。これらの異なる振動伝達経路で伝達された振動により、ＳｏＴモジュール３００ｆは、中央部の振動を増幅できる。
【0079】
図１３（ｂ）に示すグラフの曲線Ｐ３００ｇ－１は、ＳｏＴモジュール３００ｇの同位相駆動の場合の音圧の周波数特性を示している。低音域で、同位相駆動時のＳｏＴモジュール３００ｇの音圧は、ＳｏＴモジュール３００ｂ、３００ｅの音圧に及ばないものの、圧電モジュール２００、２００ａの音圧より大きい。
【0080】
図１３（ｃ）に示すグラフの曲線Ｐ３００ｇ－２は、ＳｏＴモジュール３００ｇの逆位相駆動の場合の音圧の周波数特性を示している。低音域では、逆位相駆動時のＳｏＴモジュール３００ｇの音圧は、同位相駆動時のＳｏＴモジュール３００ｇの音圧と同等である。高音域では、逆位相駆動時のＳｏＴモジュール３００ｇの音圧が、同位相駆動時のＳｏＴモジュール３００ｇの音圧より大きい。
【0081】
なお、上記の測定において、同位相駆動とは、圧電複合体３１０ｂと圧電素子３１８に印加する電圧の位相が同じであることを指し、逆位相駆動とは、圧電複合体３１０ｂと圧電素子３１８に印加する電圧の位相が逆であることを指す。
【0082】
［第３実施形態（重畳型）］
第１実施形態のように薄型の圧電素子を低音域の音圧を増幅する構造に用いると、変位量によっては素子に負荷がかかりすぎクラックが発生するおそれがある。本実施形態では、重畳構造によりモジュールの強度を向上させつつ、部分的な連結や回転対称の構造を採用することで音圧を改善できる。なお、重畳は、部分的に重複するか否かにかかわらず要素同士を主面の中心軸方向に重ねるという意味を指す。なお、主面の中心軸とは、主面の中心にある主面に垂直な軸を指す。
第１実施形態のように薄型の圧電素子を低音域の音圧を増幅する構造に用いると、変位量によっては素子に負荷がかかりすぎクラックが発生するおそれがある。本実施形態では、重畳構造によりモジュールの強度を向上させつつ、部分的な連結や回転対称の構造を採用することで音圧を改善できる。なお、重畳は、部分的に重複するか否かにかかわらず要素同士を主面の中心軸方向に重ねるという意味を指す。なお、主面の中心軸とは、主面の中心にある主面に垂直な軸を指す。
【0083】
＜全面支持および複数部分支持された重畳型＞
図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ全面支持および複数部分支持された重畳型のＳｏＴモジュール４００、４００ａを示す分解斜視図である。図１４（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００は、圧電素子４１０、４１１、振動板１３０および弾性体４５０で構成されている。圧電素子４１０、４１１は、いずれも正方形平板状に形成されており、振動板１３０上に重畳されている。このような配置はアレイ化とも呼ばれ、これによりモジュールの強度が向上する。
図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ全面支持および複数部分支持された重畳型のＳｏＴモジュール４００、４００ａを示す分解斜視図である。図１４（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００は、圧電素子４１０、４１１、振動板１３０および弾性体４５０で構成されている。圧電素子４１０、４１１は、いずれも正方形平板状に形成されており、振動板１３０上に重畳されている。このような配置はアレイ化とも呼ばれ、これによりモジュールの強度が向上する。
【0084】
圧電素子４１０は、直接に振動板１３０に貼り付けられている。圧電素子４１０上には、正方形平板状の弾性体４５０が貼り付けられており、さらに弾性体４５０上に圧電素子４１１が貼り付けられている。圧電素子４１０、弾性体４５０および圧電素子４１１はいずれも同じ形状であり、全面で貼り付けられている。弾性体４５０は、圧電素子４１１を全面にわたり支持しており、圧電素子間の連結によりそれらの振動を振動板１３０に伝達している。このような構造により、振動板１３０に貼られている圧電素子４１０の中である部分の力が強くなり、他の部分の力が弱くなる。その場合、振動受ける面としての振動板１３０を伝わる力が領域ごとに異なる。
【0085】
圧電素子４１０、４１１に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体４５０を介して圧電素子４１１の振動が圧電素子４１０に伝達され、圧電素子４１０の振動が、直接に振動板１３０に伝達される。このように完全に重複された複数の圧電素子の振動を異なる振動伝達経路で伝達し、振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。なお、重複とは、主面の中心軸方向への投影が重なることを指す。
【0086】
図１４（ｂ）に示すＳｏＴモジュール４００ａは、圧電素子４１０、４１１、振動板１３０および弾性体４５１で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ａは、圧電素子間が単一ではなく複数の弾性体４５１で連結されている点を除いてＳｏＴモジュール４００と同様に構成されている。複数の弾性体４５１は、それぞれが正方形平板状に形成され、圧電素子４１０上に対称的に配置されている。複数の弾性体４５１は、下面で圧電素子４１０に貼り付けられており、上面で圧電素子４１１に貼り付けられている。このような連結により、複数の弾性体４５１は、圧電素子４１１を複数部分で支持している。
【0087】
図１４（ｂ）に示す複数の弾性体４５１の例は、正方形平板を９分割した形状を有している。複数の弾性体４５１は、分割数によらず正方形平板を対称的に分割した形状を有することが好ましい。複数の弾性体４５１は、正方形の頂点とその頂点を結ぶ線分の中間点に配置されており、複数の弾性体４５１の主面は、その集合が作る配置の主面として圧電素子４１０、４１１の主面と平行であり、互いの中心軸は一致している。複数の弾性体４５１の基準軸は、その集合の配置で特定される正方形の辺に平行な方向の中心軸である。複数の弾性体の主面、主面の中心軸および基準軸は、他の実施形態でも同様に特定できる。
【0088】
圧電素子４１０、４１１に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、複数の弾性体４５１を介して圧電素子４１１の振動が圧電素子４１０に伝達される。また、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に直接に伝達される。これにより、振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。
【0089】
＜複数部分重畳の重畳型＞
図１５（ａ）、（ｂ）は、いずれも複数部分重畳の重畳型のＳｏＴモジュール４００ｂ、４００ｃを示す分解斜視図である。図１５（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｂは、圧電素子４１０、４１２、振動板１３０および弾性体４５１で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｂは、複数の圧電素子４１２が複数の弾性体４５１で圧電素子４１０に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。
図１５（ａ）、（ｂ）は、いずれも複数部分重畳の重畳型のＳｏＴモジュール４００ｂ、４００ｃを示す分解斜視図である。図１５（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｂは、圧電素子４１０、４１２、振動板１３０および弾性体４５１で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｂは、複数の圧電素子４１２が複数の弾性体４５１で圧電素子４１０に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。
【0090】
図１５（ａ）に示す例では、９枚の圧電素子４１２が、それぞれが正方形平板状に形成され、９枚の弾性体４５１と同様に対称的に配置されており、圧電素子４１０に連結されている。圧電素子４１２および弾性体４５１は、正方形平板状に形成されることが好ましいが、円板状のような他の形状であってもよい。
【0091】
圧電素子４１０、４１２に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、対応する弾性体４５１を介して複数の圧電素子４１２の各振動を圧電素子４１０に伝達できる。一方で、圧電素子４１０の振動を振動板１３０に伝達できる。これにより、振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。複数の圧電素子４１２および圧電素子４１０の振動を、複数の異なる振動伝達経路で伝達し、振動板１３０の特定の領域で増幅することが可能である。
【0092】
図１５（ｂ）に示すＳｏＴモジュール４００ｃは、圧電素子４１０、４１３、振動板１３０および弾性体４５２で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｃは、５枚の圧電素子４１３が５枚の弾性体４５２で圧電素子４１０に連結されている点を除いてＳｏＴモジュール４００ｂと同様に構成されている。５枚の圧電素子４１３は、それぞれが正方形平板状に形成され、５枚の弾性体４５２と同様に対称的に配置されている。そして、５枚の圧電素子４１３は、それぞれが弾性体４５２を介して圧電素子４１０に連結されている。
【0093】
圧電素子４１０、４１３のいずれかの組み合わせに対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、対応する弾性体４５２を介して複数の圧電素子４１３の各振動を圧電素子４１０に伝達できる。一方で、圧電素子４１０の振動を振動板１３０に伝達できる。これにより、振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。圧電素子および弾性体の枚数に応じて、複数の圧電素子４１３からの振動を、複数の異なる振動伝達経路で伝達し、振動板１３０の特定の領域で増幅することが可能である。
【0094】
＜振動板が素子間に配置された重畳型＞
図１６（ａ）、（ｂ）は、いずれも振動板が素子間に配置された重畳型のＳｏＴモジュール４００ｄ、４００ｅを示す分解斜視図である。図１６（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｄは、圧電素子４１０、４１４、振動板１３０、４３０および弾性体４５１で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｄは、圧電素子４１４と弾性体４５１との間に中間の振動板４３０（第２の振動板）が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。
図１６（ａ）、（ｂ）は、いずれも振動板が素子間に配置された重畳型のＳｏＴモジュール４００ｄ、４００ｅを示す分解斜視図である。図１６（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｄは、圧電素子４１０、４１４、振動板１３０、４３０および弾性体４５１で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｄは、圧電素子４１４と弾性体４５１との間に中間の振動板４３０（第２の振動板）が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。
【0095】
第２の振動板には、ステンレス製の強度強化板を用いることができる。第２の振動板は、基本的に強度の強化の目的で設けられており、その上に貼り付ける圧電素子が元々硬い場合には、第２の振動板を設ける必要性は薄い。１枚の圧電素子４１４が中間の振動板４３０上に貼り付けられている。振動板４３０に貼り付けられる圧電素子４１４は、薄型のフィルム形の素子であってもよい。一方で中間の振動板４３０の下面には、複数の弾性体４５１が貼り付けられている。
【0096】
圧電素子４１０、４１４に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子４１４の振動が振動板４３０に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体４５１を介して振動板１３０に伝達される。一方で、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に伝達される。これにより、振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合、複数の弾性体４５１を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0097】
図１６（ｂ）に示すＳｏＴモジュール４００ｅは、圧電素子４１０、４１５、振動板１３０、４３０および弾性体４５１で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｅは、中間の振動板４３０上に複数の圧電素子４１５が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｅでは、５枚の正方形平板状の圧電素子４１５が対称に配置され、中間の振動板４３０上に貼り付けられている。
【0098】
圧電素子４１０、４１５に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子４１５の振動が振動板４３０に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体４５１を介して振動板１３０に伝達される。一方で、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に伝達される。これにより、振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合も、複数の弾性体４５１を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0099】
＜素子の基準軸をずらした重畳型＞
図１７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ素子の基準軸をずらした重畳型のＳｏＴモジュール４００ｆを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール４００ｆは、圧電素子４１０、４１６、振動板１３０、４３１および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｆは、圧電素子４１６、中間の振動板４３１および複数の弾性体４５３、４５４の基準軸が圧電素子４１０の基準軸からずれている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。
図１７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ素子の基準軸をずらした重畳型のＳｏＴモジュール４００ｆを示す分解斜視図およびその音圧の周波数特性を示すグラフである。ＳｏＴモジュール４００ｆは、圧電素子４１０、４１６、振動板１３０、４３１および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｆは、圧電素子４１６、中間の振動板４３１および複数の弾性体４５３、４５４の基準軸が圧電素子４１０の基準軸からずれている点を除いてＳｏＴモジュール４００ａと同様に構成されている。
【0100】
ＳｏＴモジュール４００ｆでは、圧電素子４１６、振動板４３１（第２の振動板）、複数の弾性体４５３、４５４および圧電素子４１０は、主面の中心軸を一致させて重畳して貼り付けられている。このような配置により、振動を増幅しやすくなる。
【0101】
ただし、正方形平板状に形成された圧電素子４１６および振動板４３１の基準軸と正方形平板状に形成された圧電素子４１０の基準軸とは４５°ずれている。すなわち、圧電素子４１０、４１６は、互いに重複していない領域のある配置で設けられている。振動板４３１と圧電素子４１０は、重複領域が弾性体４５３で連結されている。振動板４３１は、圧電素子４１０と重複していない領域で振動板１３０と弾性体４５４を介して連結されている。弾性体４５４の厚さは、弾性体４５３の厚さより大きく、圧電素子４１０の下面は、振動板の表面と平行に維持されている。このような形状の調整は、他の実施形態の弾性体も同様になされている。
【0102】
複数の弾性体４５３、４５４のそれぞれは、いずれも正方形平板状に形成されているが、形状は必ずしも正方形に限定されず、多角形や円であってもよい。このように重畳する圧電素子４１０および圧電素子４１６の互いの基準軸が異なることによる振動伝達経路が異なることで、音圧特性が改善し、ピークディップも改善する。
【0103】
圧電素子４１０、４１２に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体４５３、４５４を介して圧電素子４１６および振動板４３１の振動を振動板１３０に伝達できる。また、圧電素子４１０の振動は直接に振動板１３０に伝達できる。配置をずらして圧電素子を重畳させた形態であるため、振動板４３１の振動は、弾性体４５３を経由する振動伝達経路と弾性体４５４を経由する振動伝達経路により振動板１３０に伝達される。このように重複する領域と重複しない領域とで異なる振動伝達経路を形成し、振動が増幅する特定の領域を作ることができる。
【0104】
図１７（ｂ）に示すグラフ上の曲線Ｐ４００ｆは、ＳｏＴモジュール４００ｆの音圧の周波数特性を示している。ＳｏＴモジュール４００ｆの音圧は、低音域でＳｏＴモジュール３００ｂ、３００ｅの音圧を上回っており、高音域でも圧電モジュール２００の音圧と同程度である。
【0105】
図１８は、素子配置をずらした重畳型のＳｏＴモジュールを示す分解斜視図である。ＳｏＴモジュール４００ｇは、圧電素子４１７、４１８、振動板１３０、４３２および弾性体４５５、４５６で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｇは、圧電素子４１８、中間の振動板４３２（第２の振動板）および複数の弾性体４５５、４５６の基準軸が圧電素子４１７の基準軸からずれている点では、ＳｏＴモジュール４００ｆと共通している。その他、重畳方向の配置の順番なども共通している。
【0106】
ＳｏＴモジュール４００ｇでは、圧電素子４１８、振動板４３３、複数の弾性体４５５、４５６および圧電素子４１７は、主面の中心軸を一致させて重畳して貼り付けられている。ただし、矩形平板状に形成された圧電素子４１７の基準軸に対し、いずれも矩形平板状に形成または配置された圧電素子４１８、振動板４３３および複数の弾性体４５５、４５６の基準軸が９０°ずれている点が異なっている。
【0107】
振動板４３２と圧電素子４１７は、重複領域が弾性体４５５で連結されている。振動板４３２は、圧電素子４１７と重複していない領域では弾性体４５４を介して振動板１３０と連結されている。複数の弾性体４５５、４５６のそれぞれは、いずれも正方形平板状に形成されているが、それらの形状は、多角形または円であってもよい。
【0108】
圧電素子４１７、４１８に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体４５５、４５６を介して圧電素子４１８および振動板４３２の振動が振動板１３０に伝達されるとともに、圧電素子４１７の振動が振動板１３０に伝達される。基準軸をずらして圧電素子を重畳させた形態であるため、振動板１３０上に振動板４３２により振動する領域、圧電素子４１７により振動する領域、振動板４３２および圧電素子４１７により振動が増幅する領域を作ることができる。
【0109】
＜複数部分重畳かつ素子の基準軸をずらした重畳型＞
図１９（ａ）、（ｂ）は、いずれも複数部分重畳かつ素子の基準軸をずらした重畳型のＳｏＴモジュール４００ｈを示す分解斜視図である。図１９（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｈは、圧電素子４１０、４１９、振動板１３０、４３０および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｈは、中間の振動板４３０上に複数の圧電素子４１９が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール４００ｆと同様に構成されている。９枚の正方形平板状の圧電素子４１９が正方形の頂点およびその頂点を結ぶ線分の中間点に対称的に配置され、中間の振動板４３０上に貼り付けられている。また、複数の弾性体４５３、４５４は、複数の圧電素子４１９に対応する位置に設けられている。
図１９（ａ）、（ｂ）は、いずれも複数部分重畳かつ素子の基準軸をずらした重畳型のＳｏＴモジュール４００ｈを示す分解斜視図である。図１９（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｈは、圧電素子４１０、４１９、振動板１３０、４３０および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｈは、中間の振動板４３０上に複数の圧電素子４１９が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール４００ｆと同様に構成されている。９枚の正方形平板状の圧電素子４１９が正方形の頂点およびその頂点を結ぶ線分の中間点に対称的に配置され、中間の振動板４３０上に貼り付けられている。また、複数の弾性体４５３、４５４は、複数の圧電素子４１９に対応する位置に設けられている。
【0110】
複数の圧電素子４１９、振動板４３０および弾性体４５３、４５４の基準軸は、圧電素子４１０の基準軸から４５°ずれている。弾性体４５３は、振動板４３０と圧電素子４１０とをその重複領域で連結し、弾性体４５４は、振動板４３０と振動板１３０とを振動板４３０と圧電素子４１０とが重複しない領域で連結している。
【0111】
圧電素子４１０、４１９に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子４１９の振動が振動板４３０に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体４５３、４５４を介して振動板１３０に伝達される。また、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に直接に伝達される。これらの振動で振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合、複数の弾性体４５３、４５４を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0112】
図１９（ｂ）に示すＳｏＴモジュール４００ｉは、圧電素子４１０、４１５、振動板１３０、４３０および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｉは、中間の振動板４３０上に５枚の圧電素子４１５が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール４００ｈと同様に構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｉでは、５枚の正方形平板状の圧電素子４１５が正方形の頂点およびその中心に対称的に配置され、中間の振動板４３０上に貼り付けられている。また、複数の弾性体４５３、４５４は、複数の圧電素子４１５に対応する位置に設けられている。
【0113】
複数の圧電素子４１５、振動板４３０および弾性体４５３、４５４の基準軸は、圧電素子４１０の基準軸から４５°ずれている。弾性体４５３は、振動板４３０と圧電素子４１０とをその重複領域で連結し、弾性体４５４は、振動板４３０と振動板１３０とを振動板４３０と圧電素子４１０とが重複しない領域で連結している。
【0114】
圧電素子４１０、４１５に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子４１５の振動が振動板４３０に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体４５３、４５４を介して振動板１３０に伝達される。また、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に直接に伝達される。これらの振動で振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合も、複数の弾性体４５３、４５４を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0115】
＜大型の振動板が素子間に配置された複数部分重畳の重畳型＞
図２０（ａ）、（ｂ）は、いずれも大型の振動板が素子間に配置された複数部分重畳の重畳型のＳｏＴモジュール４００ｊ、４００ｋを示す分解斜視図である。図２０（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｊは、圧電素子４１０、４１５、振動板１３０、４３５および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｊは、中間の振動板４３５（第２の振動板）が大型であり、５枚の圧電素子４１５および弾性体４５３、４５４の配置が圧電素子４１０の配置と対応している点を除いてＳｏＴモジュール４００ｈと同様に構成されている。
図２０（ａ）、（ｂ）は、いずれも大型の振動板が素子間に配置された複数部分重畳の重畳型のＳｏＴモジュール４００ｊ、４００ｋを示す分解斜視図である。図２０（ａ）に示すＳｏＴモジュール４００ｊは、圧電素子４１０、４１５、振動板１３０、４３５および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｊは、中間の振動板４３５（第２の振動板）が大型であり、５枚の圧電素子４１５および弾性体４５３、４５４の配置が圧電素子４１０の配置と対応している点を除いてＳｏＴモジュール４００ｈと同様に構成されている。
【0116】
具体的には、圧電素子４１５および弾性体４５３、４５４は、それぞれの正方形の頂点および中心の位置に対称的に配置されており、これらの基準軸と、正方形平板状に形成された圧電素子４１０の基準軸とが一致している。また、複数の圧電素子４１５は、その振動板１３０への投影が圧電素子４１０の範囲より広い範囲に及ぶように配置されており、弾性体４５３、４５４の配置もこの範囲にわたり配置されている。そのような配置の結果、弾性体４５３は、振動板４３５と圧電素子４１０とをそれらの重複領域で連結しており、弾性体４５４は、振動板４３５と振動板１３０とを振動板４３５と圧電素子４１０とが重複しない領域で連結している。
【0117】
圧電素子４１０、４１５に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子４１５の振動が振動板４３５に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体４５３、４５４を介して振動板１３０に伝達される。また、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に直接に伝達される。これらの振動で振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合、複数の弾性体４５３、４５４を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0118】
図２０（ｂ）に示すＳｏＴモジュール４００ｋは、圧電素子４１０、４１５、振動板１３０、４３５および弾性体４５３、４５４で構成されている。ＳｏＴモジュール４００ｋでは、５枚の圧電素子４１５および弾性体４５３、４５４の基準軸が圧電素子４１０の基準軸からずれている点を除いてＳｏＴモジュール４００ｉと同様に構成されている。
【0119】
具体的には、圧電素子４１５および弾性体４５３、４５４は、正方形の頂点および中心の位置に対称的に配置されており、これらの基準軸と、圧電素子４１０の基準軸とが４５°ずれている。すなわち、圧電素子４１０、４１５は、互いに重複していない領域のある配置で設けられている。弾性体４５３は、振動板４３５と圧電素子４１０とをそれらの重複領域で連結しており、弾性体４５４は、振動板４３５と振動板１３０とを振動板４３５と圧電素子４１０との重複しない領域で連結している。
【0120】
圧電素子４１０、４１５に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子４１５の振動が振動板４３５に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体４５３、４５４を介して振動板１３０に伝達される。また、圧電素子４１０の振動が振動板１３０に直接に伝達される。これらの振動で振動板１３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合、複数の弾性体４５３、４５４を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0121】
［第４実施形態（ディスプレイへの応用）］
ＳｏＴモジュールは、内部にキャビティ構造を有する薄型ディスプレイに応用できる。薄型ディスプレイでは、表示パネルと背面板との間を中間板により区切られ、第１キャビティおよび第２キャビティが形成されている。ＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイには、中間板を振動板として用いるものと表示パネルおよび中間板を振動板として用いるものがある。それらの場合、背面板はＳｏＴモジュールを保護するためのカバー板として用いることができる。ＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイは、テレビ、タブレット、スマートフォンまたは自動車用ナビゲーションに応用できる。
ＳｏＴモジュールは、内部にキャビティ構造を有する薄型ディスプレイに応用できる。薄型ディスプレイでは、表示パネルと背面板との間を中間板により区切られ、第１キャビティおよび第２キャビティが形成されている。ＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイには、中間板を振動板として用いるものと表示パネルおよび中間板を振動板として用いるものがある。それらの場合、背面板はＳｏＴモジュールを保護するためのカバー板として用いることができる。ＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイは、テレビ、タブレット、スマートフォンまたは自動車用ナビゲーションに応用できる。
【0122】
＜ＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（中間板利用）＞
図２１（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ８００（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ８００は、表示パネル８１０、ＳｏＴモジュール５００および背面板８２０を備えている。
図２１（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ８００（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ８００は、表示パネル８１０、ＳｏＴモジュール５００および背面板８２０を備えている。
【0123】
ＳｏＴモジュール５００は、圧電素子５１０、５１１、中間板８３０および弾性体５５０で構成されている。圧電素子５１０、５１１は、いずれも正方形平板状に形成されており、中間板８３０上に重畳されている。ＳｏＴモジュール５００は、ＳｏＴモジュール４００と同様に構成されており、中間板８３０を振動板（第１の振動板）として用いている。
【0124】
圧電素子５１０は、直接に中間板８３０に貼り付けられている。圧電素子５１０上には、正方形平板状の弾性体５５０が貼り付けられており、弾性体５５０上に圧電素子５１１が貼り付けられている。圧電素子５１０、弾性体５５０および圧電素子５１１はいずれも同じ形状であり、全面で貼り付けられている。弾性体５５０は、圧電素子５１１を全面にわたり支持しており、圧電素子間の連結によりそれらの振動を中間板８３０に伝達している。
【0125】
圧電素子５１０、５１１に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体５５０を介して圧電素子５１１の振動が圧電素子５１０に伝達される。また、圧電素子５１０の振動が中間板８３０に直接に伝達される。これらの振動で中間板８３０の特定の領域の振動を増幅できる。なお、第２キャビティの厚さｄ１０が薄くなるほど薄型ディスプレイの厚さｄ２０が薄くなるが、圧電素子５１０、５１１の重畳により限界がある。
【0126】
図２２（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ８００ａ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ８００ａは、表示パネル８１０、ＳｏＴモジュール５００ａおよび背面板８２０を備えている。
【0127】
ＳｏＴモジュール５００ａは、圧電素子５１０、５１１、中間板８３０および弾性体５５１で構成されている。ＳｏＴモジュール５００ａは、圧電素子間が複数の弾性体５５１で連結されている点を除いてＳｏＴモジュール５００と同様に構成されている。複数の弾性体５５１は、それぞれが正方形平板状に形成され、圧電素子５１０上に正方形の頂点の位置で対称的に配置されており、圧電素子５１１に連結されている。
【0128】
圧電素子５１０、５１１に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、複数の弾性体５５１を介して圧電素子５１１の振動が圧電素子５１０に伝達される。また、圧電素子５１０の振動が中間板８３０に直接に伝達される。これらの振動で中間板８３０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合には、複数の弾性体５５１を介した複数の異なる振動伝達経路が存在し、それぞれを伝わる振動を特定の領域で増幅することが可能である。なお、第２の振動板が用いられているＳｏＴモジュール４００ｄ等をＳｏＴモジュール５００ａに適用することも可能である。
【0129】
図２３（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ８００ｂ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ８００ｂは、表示パネル８１０、ＳｏＴモジュール５００ｂおよび背面板８２０を備えている。
【0130】
ＳｏＴモジュール５００ｂは、圧電素子５１０、５１６、中間板８３０および弾性体５５３、５５４で構成されている。ＳｏＴモジュール５００ｂは、ＳｏＴモジュール５００ａとは異なり、圧電素子５１６および複数の弾性体５５３、５５４の基準軸が圧電素子５１０の基準軸からずれている。
【0131】
ＳｏＴモジュール５００ｂでは、圧電素子５１６、複数の弾性体５５３、５５４および圧電素子５１０は、主面の中心軸を一致させて重畳して貼り付けられている。ただし、正方形平板状に形成された圧電素子５１６およびそれに応じて配置された複数の弾性体５５３、５５４の基準軸と正方形平板状に形成された圧電素子５１０の基準軸とは４５°ずれている。すなわち、圧電素子５１０、５１６は、互いに重複していない領域のある配置で設けられている。
【0132】
圧電素子５１６は、重複領域で弾性体５５３を介して圧電素子５１０に連結され、重複していない領域で弾性体５５４を介して中間板８３０に連結されている。複数の弾性体５５３、５５４のそれぞれは正方形平板状に形成されている。
【0133】
圧電素子５１０、５１６に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体５５３、５５４を介して圧電素子５１６の振動を中間板８３０に伝達するとともに、圧電素子５１０の振動を中間板８３０に伝達することができる。基準軸をずらして圧電素子を重畳させた形態であるため、中間板８３０上に圧電素子５１６により振動する領域、圧電素子５１０により振動する領域、圧電素子５１０、５１６により振動が増幅する領域を作ることができる。なお、第２の振動板が用いられているＳｏＴモジュール４００ｄ等をＳｏＴモジュール５００ｂに適用することも可能である。
【0134】
図２４（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ８００ｃ（中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ８００ｃは、表示パネル８１０、ＳｏＴモジュール５００ｃおよび背面板８２０を備えている。
【0135】
ＳｏＴモジュール５００ｃは、圧電素子５１０、５１７、中間板８３０、振動板５３１（第２の振動板）および弾性体５５１で構成されている。ＳｏＴモジュール５００ｃは、圧電素子５１７と弾性体５５１との間に振動板５３１が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール５００と同様に構成されている。１枚の圧電素子５１７が振動板５３１上に貼り付けられており、一方で振動板５３１は、弾性体５５１にも貼り付けられている。
【0136】
圧電素子５１０、５１７に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子５１７の振動が振動板５３１に伝達され、さらにその振動が弾性体５５１を介して中間板８３０に伝達される。また、圧電素子５１０の振動が中間板８３０に直接に伝達される。これらの振動で中間板８３０の特定の領域の振動を増幅できる。
【0137】
＜ＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ（表示パネルおよび中間板利用）＞
図２５（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ９００（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ９００は、ＳｏＴモジュール６００および背面板９２０を備えている。
図２５（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ９００（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ９００は、ＳｏＴモジュール６００および背面板９２０を備えている。
【0138】
ＳｏＴモジュール６００は、圧電素子６１０、６１５、表示パネル９１０、中間板９３０および弾性体６５２で構成されている。ＳｏＴモジュール６００は、圧電素子６１０、６１５は、いずれも正方形平板状に形成されており、圧電素子６１０は、表示パネル９１０上に貼り付けられ、圧電素子６１５は、中間板９３０上に重畳されている。
【0139】
ＳｏＴモジュール６００は、２つの振動板を用いた重畳型のＳｏＴモジュールと同様に構成されており、表示パネル９１０よび中間板９３０を振動板（それぞれ第１および第２の振動板）として用いている。この応用例では、重畳する圧電素子６１０、６１５の一方が第１キャビティにも配置されるため、第２キャビティの厚さｄ１０を薄くでき、薄型ディスプレイ全体ｄ２０の厚さを薄くできる。弾性体６５２は、正方形平板状に形成され、中間板９３０と圧電素子６１０は、重複領域が弾性体６５２で連結されている。
【0140】
圧電素子６１０、６１５に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体６５２を介して中間板９３０の振動を圧電素子６１０に伝達するとともに、圧電素子６１０の振動を表示パネル９１０に伝達することができる。これらの振動で表示パネル９１０の特定の領域の振動を増幅させることができる。
【0141】
図２６（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ９００ａ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ９００ａは、ＳｏＴモジュール６００ａおよび背面板９２０を備えている。
【0142】
ＳｏＴモジュール６００ａは、圧電素子６１０、６１５、表示パネル９１０、中間板９３０および弾性体６５３で構成されている。ＳｏＴモジュール６００ａは、単一ではなく複数の弾性体６５３が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール６００と同様に構成されている。複数の弾性体６５３は、それぞれが正方形平板状に形成され、圧電素子６１０上において正方形の頂点の位置に対称的に配置されており、中間板９３０に連結されている。この場合、圧電素子６１０の基準軸に対して、圧電素子６１５および複数の弾性体６５３の基準軸は一致している。
【0143】
圧電素子６１０、６１５に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、複数の弾性体６５３を介して中間板９３０の振動が圧電素子６１０に伝達される。また、圧電素子６１０の振動が表示パネル９１０に直接に伝達される。これらの振動で表示パネル９１０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合には、複数の弾性体６５３を介した複数の異なる振動伝達経路が存在し、それぞれを伝わる振動を特定の領域で増幅することが可能である。
【0144】
図２７（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ９００ｂ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ９００ｂは、ＳｏＴモジュール６００ｂおよび背面板９２０を備えている。
【0145】
ＳｏＴモジュール６００ｂは、圧電素子６１０、６１６、表示パネル９１０、中間板９３０および弾性体６５４、６５５で構成されている。ＳｏＴモジュール６００ｂは、圧電素子６１６および複数の弾性体６５４、６５５の基準軸が圧電素子６１０の基準軸からずれており、８枚の弾性体６５４、６５５が配置されている点を除いてＳｏＴモジュール６００ａと同様に構成されている。
【0146】
ＳｏＴモジュール６００ｂでは、圧電素子６１６、複数の弾性体６５４、６５５および圧電素子６１０は、主面の中心軸を一致させて重畳して貼り付けられている。ただし、正方形平板状に形成された圧電素子６１６および複数の弾性体６５４、６５５の基準軸の基準軸と正方形平板状に形成された圧電素子６１０の基準軸とは４５°ずれている。すなわち、圧電素子６１０、６１６は、互いに重複していない領域のある配置で設けられている。
【0147】
中間板９３０は圧電素子６１０とその重複領域において弾性体６５４で連結されている。中間板９３０は、圧電素子４１０と重複していない領域で弾性体６５５を介して表示パネル９１０に連結されている。複数の弾性体６５４、６５５のそれぞれは、いずれも正方形平板状に形成されている。
【0148】
圧電素子６１０、６１６に、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、弾性体６５４、６５５を介して中間板９３０の振動を表示パネル９１０に伝達するとともに、圧電素子６１０の振動を表示パネル９１０に伝達することができる。基準軸をずらして圧電素子を重畳させた形態であるため、表示パネル９１０上に中間板９３０により振動する領域、圧電素子６１０により振動する領域、表示パネル９１０および圧電素子６１０により振動が増幅する領域を作ることができる。
【0149】
図２８（ａ）～（ｃ）は、それぞれＳｏＴモジュールを内蔵した薄型ディスプレイ９００ｃ（表示パネルおよび中間板利用）を示す斜視図、分解斜視図および断面図である。薄型ディスプレイ９００ｃは、ＳｏＴモジュール６００ｃおよび背面板９２０を備えている。
【0150】
ＳｏＴモジュール６００ｃは、圧電素子６１０、６１７、表示パネル９１０、中間板９３０および弾性体６５６、６５７で構成されている。ＳｏＴモジュール６００ｃは、９枚の圧電素子６１７および９枚の弾性体６５６、６５７が設けられている点を除いてＳｏＴモジュール６００ｂと同様に構成されている。
【0151】
具体的には、圧電素子６１７および弾性体６５６、６５７は、正方形の頂点および頂点を結ぶ線分の中間点に対称的に配置され、それらの基準軸と、正方形平板状に形成された圧電素子６１０の基準軸とが４５°ずれている。すなわち、圧電素子６１０、６１７は、互いに重複していない領域のある配置で設けられている。弾性体６５６は、中間板９３０と圧電素子６１０とを連結しており、弾性体６５７は、中間板９３０と表示パネル９１０とを連結している。
【0152】
圧電素子６１０、６１７に対し、同位相または逆位相で交流電圧を印加することで、圧電素子６１７の振動が中間板９３０に伝達され、さらにその振動が複数の弾性体６５６、６５７を介して表示パネル９１０に伝達される。また、圧電素子６１０の振動が表示パネル９１０に直接に伝達される。これらの振動で表示パネル９１０の特定の領域の振動を増幅できる。この場合、複数の弾性体６５６、６５７を介した複数の異なる振動伝達経路が存在する。
【0153】
＜振動領域の測定＞
準備した複数種類の圧電モジュールおよびＳｏＴモジュールを駆動し、振動板の振動領域をレーザドップラ計で測定した。図２９（ａ）～（ｃ）は、それぞれ単一の圧電素子を有する圧電モジュール１１００を示す平面図、断面図およびその振動のモードパターンを示す図である。圧電モジュール１１００は、圧電素子１１１０および振動板１１３０を備えている。圧電素子１１１０は、円板状に形成され、正方形平板状の振動板１１３０の中心に貼り付けられている。
準備した複数種類の圧電モジュールおよびＳｏＴモジュールを駆動し、振動板の振動領域をレーザドップラ計で測定した。図２９（ａ）～（ｃ）は、それぞれ単一の圧電素子を有する圧電モジュール１１００を示す平面図、断面図およびその振動のモードパターンを示す図である。圧電モジュール１１００は、圧電素子１１１０および振動板１１３０を備えている。圧電素子１１１０は、円板状に形成され、正方形平板状の振動板１１３０の中心に貼り付けられている。
【0154】
図２９（ｃ）では、振動板１１３０上の振幅の分布が振動のモードパターンとして示されており、振幅の大きさが濃淡で表示されている（以下同様）。図２９（ｃ）に示すように、振動板１１３０の中心からの距離に応じて振幅の大きさの分布が異なる。振動板１１３０の中心部は、圧電素子１１１０の能動的な振動が伝わっている領域であり、周辺領域は、圧電素子１１１０からの振動が伝わり受動的に振動しているだけの領域である。
【0155】
図３０（ａ）～（ｃ）は、それぞれ単一の弾性体１２５０で連結された圧電素子１２１０を有する圧電モジュール１２００を示す平面図、断面図およびその振動のモードパターンを示す図である。圧電モジュール１２００は、圧電素子１２１０、弾性体１２５０および振動板１１３０を備えている。圧電素子１２１０は、正方形平板状に形成され、円板状の弾性体１２５０により正方形平板状の振動板１１３０の中心に連結されている。
【0156】
図３０（ｃ）に示すように、振動板１１３０の中心からの距離に応じて振幅の大きさの分布が異なる。圧電モジュール１２００による振動の分布は、圧電モジュール１１００と同じである。振動が伝達されるのは、それぞれ圧電素子１１１０および弾性体１２５０が振動板１１３０に接着されている同一形状の円内の領域であるため、それによる分布も同じになる。
【0157】
図３１（ａ）～（ｃ）は、それぞれ格子状に配列された圧電素子１３１１、１３１２および弾性体１４５０を有するＳｏＴモジュール１３００、１４００を示す平面図およびその振動のモードパターンを示す図である。図３１（ａ）に示すＳｏＴモジュール１３００は、圧電素子１３１１、１３１２および振動板１１３０を備えている。圧電素子１３１１、１３１２は、円板状に形成され、振動板１１３０上に正方形格子の各格子点に配列されている。圧電素子１３１１と圧電素子１３１２とは、平面上に互い違いに配置され、圧電素子１３１２は、圧電素子１３１１が駆動される位相と逆の位相で駆動される。圧電素子１３１１、１３１２は、振動板１１３０に貼り付けられており、それらの振動が振動板１１３０に伝達される。その結果、図３１（ｃ）に示すモードパターンで振動板１１３０が振動する。
【0158】
図３１（ｂ）に示すＳｏＴモジュール１４００は、圧電素子１４１１、１４１２、弾性体１４５０および振動板１１３０を備えている。圧電素子１４１１、１４１２は、正方形平板状に形成され、振動板１１３０上に正方形格子の各格子点に配列されている。圧電素子１４１１、１４１２は、各配置において円板状に形成された弾性体１４５０で振動板１１３０に連結されている。圧電素子１４１１と圧電素子１４１２とは平面上で互い違いに配置され、圧電素子１４１２は、圧電素子１４１１が駆動される位相と逆の位相で駆動される。圧電素子１４１１、１４１２は、弾性体１４５０で振動板１１３０に連結されており、それらの振動が振動板１１３０に伝達される。その結果、ＳｏＴモジュール１４００において、ＳｏＴモジュール１３００と同様に図３１（ｃ）に示すモードパターンで振動板１１３０が振動する。
【0159】
図３２（ａ）～（ｃ）は、それぞれ円環状に配列された圧電素子および弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図およびその振動のモードパターンを示す図である。図３２（ａ）に示すＳｏＴモジュール１５００は、圧電素子１５１１、１５１２および振動板１１３０を備えている。圧電素子１５１１、１５１２は、円板状に形成され、振動板１１３０の円周上に等間隔（図の例では４５°間隔）で配列されている。圧電素子１５１１と圧電素子１５１２とは、互い違いに配置され、圧電素子１５１２は、圧電素子１５１１が駆動される位相と逆の位相で駆動される。圧電素子１５１１、１５１２は、振動板１１３０に貼り付けられており、それらの振動が振動板１１３０に伝達される。その結果、図３２（ｃ）に示すモードパターンで振動板１１３０が振動する。
【0160】
図３２（ｂ）に示すＳｏＴモジュール１６００は、圧電素子１６１１、１６１２、弾性体１６５０および振動板１１３０を備えている。圧電素子１６１１、１６１２は、正方形平板状に形成され、振動板１１３０の円周上に等間隔（図の例では４５°間隔）で配列されている。圧電素子１６１１、１６１２は、各配置において円板状に形成された弾性体１６５０で振動板１１３０に連結されている。圧電素子１６１１と圧電素子１６１２とは互い違いに配置され、圧電素子１６１２は、圧電素子１６１１が駆動される位相と逆の位相で駆動される。圧電素子１６１１、１６１２は、弾性体１６５０で振動板１１３０に連結されており、それらの振動が振動板１１３０に伝達される。その結果、ＳｏＴモジュール１６００において、ＳｏＴモジュール１５００と同様に図３２（ｃ）に示すモードパターンで振動板１１３０が振動する。
【0161】
図３３（ａ）～（ｃ）は、それぞれ点対称に配列された圧電素子および弾性体を有するＳｏＴモジュールを示す平面図およびその振動のモードパターンを示す図である。図３３（ａ）に示すＳｏＴモジュール１７００は、圧電素子１７１１、１７１２および振動板１１３０を備えている。圧電素子１７１１、１７１２は、円板状に形成され、振動板１１３０上に点対称な図形上に配列されている。具体的には、振動板１１３０の中心を中心として大小２重に描かれた正方形上に一定の角度間隔で圧電素子１７１１と圧電素子１７１２とが互い違いに配置されている。圧電素子１７１２は、圧電素子１７１１が駆動される位相と逆の位相で駆動される。圧電素子１７１１、１７１２は、振動板１１３０に貼り付けられており、それらの振動が振動板１１３０に伝達される。その結果、図３３（ｃ）に示すモードパターンで振動板１１３０が振動する。
【0162】
図３３（ｂ）に示すＳｏＴモジュール１８００は、圧電素子１８１１～１８１４、弾性体１８５０および振動板１１３０を備えている。圧電素子１８１１、１８１２は、正方形平板状に形成され、圧電素子１８１３、１８１４は、長方形平板状に形成されている。円板状に形成された弾性体１８５０は、振動板１１３０の点対称な図形上に配列されている。具体的には、振動板１１３０の中心を中心として大小２重に描かれた正方形上に一定の角度間隔で弾性体１８５０が配置されている。
【0163】
圧電素子１８１１、１８１２は、外側の正方形上の辺の中央の位置に設けられた弾性体１８５０に連結され、互い違いに配置されている。また、圧電素子１８１３、１８１４は、内側の正方形と外側の正方形の角の位置に設けられた弾性体１８５０に連結され、振動板１１３０の中央から周辺に向かう方向を長手方向とするように配置されている。隣り合わせの圧電素子１８１３、１８１４は、長手方向が平行になるように並列に配置されている。
【0164】
圧電素子１８１１～１８１４は、弾性体１８５０で振動板１１３０に連結されている。圧電素子１８１３は圧電素子１８１１と同相で駆動され、圧電素子１８１２、１８１４は、圧電素子１８１１と逆相で駆動される。圧電素子１８１１～１８１４の振動は、弾性体１８５０を介して振動板１１３０に伝達される。その結果、ＳｏＴモジュール１８００において、ＳｏＴモジュール１７００と同様に図３３（ｃ）に示すモードパターンで振動板１１３０が振動する。
【0165】
＜変形例＞
なお、以上の実施形態においては、複数の圧電素子を異なる位相で駆動することが可能であるが、逆位相で駆動することが好ましい。ただし、同位相または逆位相以外で駆動することがあってもよい。これにより、振動の増幅を調整できる。また、複数の圧電素子または弾性体として９枚または５枚のものを用いているが、他の数であってもよい。これらについては対称な配置が可能な数量が好ましい。
なお、以上の実施形態においては、複数の圧電素子を異なる位相で駆動することが可能であるが、逆位相で駆動することが好ましい。ただし、同位相または逆位相以外で駆動することがあってもよい。これにより、振動の増幅を調整できる。また、複数の圧電素子または弾性体として９枚または５枚のものを用いているが、他の数であってもよい。これらについては対称な配置が可能な数量が好ましい。
【符号の説明】
【0166】
１００～１００ｄ ＳｏＴモジュール
１１１～１１４ 圧電素子
１２１、１２２ 圧電体
１２３、１２４ 電極
１２５ シム板
１３０、４３０、４３１、４３２、４３５ 振動板
１４１～１４４ 錘
１５１、１５２、１５３、１５５ 弾性体
２００、２００ａ 圧電モジュール
２１０、２１１ 圧電素子
２５１～２５４ 弾性体
３００ａ～３００ｇ ＳｏＴモジュール
３１０ａ、３１０ｂ 圧電複合体
３１１～３１４、３１５、３１６、３１８ 圧電素子
３５１～３５４、３５５、３５５ｆ、３５６～３５９、３５６ｇ～３５９ｇ 弾性体
４００、４００ａ～４００ｆ、４００ｈ～４００ｋ ＳｏＴモジュール
４１０～４１６、４１９ 圧電素子
４３０～４３１、４３５ 振動板
４５０～４５４ 弾性体
５００、５００ａ～５００ｃ ＳｏＴモジュール
５１０、５１１、５１６、５１７ 圧電素子
５３１ 振動板
５５０、５５１、５５３、５５４ 弾性体
６００、６００ａ、６００ｂ、６００ｃ ＳｏＴモジュール
６１０、６１５、６１６、６１７ 圧電素子
６５２～６５７ 弾性体
８００、８００ａ８００ｃ～ 薄型ディスプレイ
８１０ 表示パネル
８２０ 背面板
８３０ 中間板
９００、９００ａ～９００ｃ 薄型ディスプレイ
９１０ 表示パネル
９２０ 背面板
９３０ 中間板
１１００、１２００ 圧電モジュール
１１１０、１２１０ 圧電素子
１１３０ 振動板
１２５０ 弾性体
１３００、１４００ ＳｏＴモジュール
１３１１、１３１２ 圧電素子
１４１１、１４１２ 圧電素子
１４５０ 弾性体
１５００、１６００ ＳｏＴモジュール
１５１１、１５１２ 圧電素子
１６１１、１６１２ 圧電素子
１６５０ 弾性体
１７００、１８００ ＳｏＴモジュール
１７１１、１７１２ 圧電素子
１８１１～１８１４ 圧電素子
１８５０ 弾性体
１１１～１１４ 圧電素子
１２１、１２２ 圧電体
１２３、１２４ 電極
１２５ シム板
１３０、４３０、４３１、４３２、４３５ 振動板
１４１～１４４ 錘
１５１、１５２、１５３、１５５ 弾性体
２００、２００ａ 圧電モジュール
２１０、２１１ 圧電素子
２５１～２５４ 弾性体
３００ａ～３００ｇ ＳｏＴモジュール
３１０ａ、３１０ｂ 圧電複合体
３１１～３１４、３１５、３１６、３１８ 圧電素子
３５１～３５４、３５５、３５５ｆ、３５６～３５９、３５６ｇ～３５９ｇ 弾性体
４００、４００ａ～４００ｆ、４００ｈ～４００ｋ ＳｏＴモジュール
４１０～４１６、４１９ 圧電素子
４３０～４３１、４３５ 振動板
４５０～４５４ 弾性体
５００、５００ａ～５００ｃ ＳｏＴモジュール
５１０、５１１、５１６、５１７ 圧電素子
５３１ 振動板
５５０、５５１、５５３、５５４ 弾性体
６００、６００ａ、６００ｂ、６００ｃ ＳｏＴモジュール
６１０、６１５、６１６、６１７ 圧電素子
６５２～６５７ 弾性体
８００、８００ａ８００ｃ～ 薄型ディスプレイ
８１０ 表示パネル
８２０ 背面板
８３０ 中間板
９００、９００ａ～９００ｃ 薄型ディスプレイ
９１０ 表示パネル
９２０ 背面板
９３０ 中間板
１１００、１２００ 圧電モジュール
１１１０、１２１０ 圧電素子
１１３０ 振動板
１２５０ 弾性体
１３００、１４００ ＳｏＴモジュール
１３１１、１３１２ 圧電素子
１４１１、１４１２ 圧電素子
１４５０ 弾性体
１５００、１６００ ＳｏＴモジュール
１５１１、１５１２ 圧電素子
１６１１、１６１２ 圧電素子
１６５０ 弾性体
１７００、１８００ ＳｏＴモジュール
１７１１、１７１２ 圧電素子
１８１１～１８１４ 圧電素子
１８５０ 弾性体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
