CN103370865B - 蜿蜒型振动器以及光学反射元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜿蜒型振动器，其具备：振动梁；压电致动器，其设置在振动梁上。振动梁具有：多个折返部；和多个连结部，该多个连结部与多个折返部交替配置并与多个折返部连结。振动梁具有实质上由连续的多个折返形状形成的蜿蜒形状。压电致动器具有：下部电极，其设置在振动梁上；压电膜，其设置在下部电极上；和上部电极，其设置在压电膜上。在多个折返部各自的内周中点的附近，或者在多个折返形状各自的内周的曲率变化的曲率变化点的附近的至少一方，设置不存在压电膜的不存在区域。该蜿蜒型振动器能够得到大移位。

Description

蜿蜒型振动器以及光学反射元件
技术领域
本发明涉及使用于各种压电致动器、光学反射元件的蜿蜒型振动器。
背景技术
现有技术中已知对连接在固定部、并被支撑的梁进行多次折返而成的、所谓的蜿蜒形状的压电致动器(piezoelectricactuator)。图9是现有的压电致动器5的立体图。图9中，压电致动器5为蜿蜒形状，形成在梁(beam)的上部，该梁，由多个折返部3和连结了该多个折返部3的多个连结部4构成。压电致动器5具有：绝缘膜，下部电极，压电膜和上部电极。下部电极设置在绝缘膜的上部。压电膜设置在下部电极的上部。上部电极设置在压电膜的上部。通过对多个上部电极施加电压，使之彼此成为逆相位，从而驱动多个压电体层。
图10是对现有的压电致动器5的动作进行说明的立体图。如图10所示，驱动多个压电体层，使连结部4分别沿箭头方向移位，并使多个连结部4弯曲。压电致动器5通过将多个连结部4的移位量分别合计，从而实现蜿蜒形状的一端的大移位。利用了这样的移位的装置有，例如对激光进行扫描的光学反射元件等。
对这样的现有的压电致动器进行公开的有例如专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-040240号公报
发明内容
本发明提供一种蜿蜒型振动器，其具备：振动梁；压电致动器，其被设置在该振动梁上。振动梁具有多个折返部和多个连结部，实质上是由连续的多个折返形状形成的蜿蜒形状。也就是说，多个折返部与多个连结部交替配置，从而形成蜿蜒形状。压电致动器具有：下部电极，其设置在振动梁上；压电膜，其设置在下部电极上；和上部电极，其设置在压电膜上。在多个折返部各自的内周中点及其附近，或者在多个折返形状各自的内周的曲率变化的曲率变化点及其附近的至少一方，设置不存在压电膜的不存在区域。
此蜿蜒型振动器能够得到大移位。
附图说明
图1A是实施方式1中的蜿蜒型振动器的立体图。
图1B是实施方式1中的振动梁的部分俯视图。
图1C是实施方式1的变形例的振动梁的部分俯视图。
图1D是为实施方式1的其他变形例的振动梁的部分俯视图。
图2是图1A所示的蜿蜒型振动器沿线22的剖面图。
图3是对实施方式1中的将蜿蜒型振动器的折返部的内周中点及其附近的上部电极除去之后的结构进行说明的扩大立体图。
图4是对实施方式1中的将蜿蜒型振动器的折返形状的内周曲率变化点及其附近的上部电极除去之后的结构进行说明的扩大立体图。
图5是使用了实施方式1中的蜿蜒型振动器的光学反射元件的立体图。
图6是对实施方式2中的将蜿蜒型振动器的折返部的内周中点及其附近的压电膜除去之后的结构进行说明的扩大立体图。
图7是对实施方式2中的将蜿蜒型振动器的折返形状的内周曲率变化点及其附近的压电膜除去之后的结构进行说明的扩大立体图。
图8是实施方式3中的对相对于蜿蜒型振动器的相邻连结部，每间隔一个连结部设置一个压电膜的结构进行说明的扩大立体图。
图9是现有技术的压电致动器的立体图。
图10是对现有技术的压电致动器的动作进行说明的立体图。
具体实施方式
(实施方式1)
使用附图，对实施方式1中的蜿蜒型振动器10进行说明。
图1A是实施方式1中的蜿蜒型振动器10的立体图。在实施方式1中，将蜿蜒形状行进的方向作为Y轴方向，将与Y轴方向正交的方向作为X轴方向。蜿蜒型振动器10的一端与固定部11连接、并被支撑。蜿蜒型振动器10具有：振动梁12和压电致动器17，该振动梁12是实质上由连续的多个折返形状形成的蜿蜒形状。压电致动器17以蜿蜒形状被设置在振动梁12上。振动梁12由多个折返部13和多个连结部14一体构成。多个连结部14与多个折返部13交替配置并连接多个折返部13。也就是说，折返部13，和与折返部13相邻的多个连结部14，形成折返形状。连结部14是夹在振动梁12的图1A所示的虚线12L中间的、振动梁12的直线状部位。多个连结部14被配置为以分别夹着多个折返部13的方式平行设置，并且相互邻接。
图1B是实施方式1中的振动梁12的俯视图。在图1B中，构成蜿蜒形状的多个折返形状，分别具有内周12A和外周12B。多个曲率变化点12C，分别为折返形状的内周12A的曲率发生变化的点，折返部13和连结部14分别由曲率变化点12C连接。
多个折返部13各自的内周具有固定的曲率。由于连结部14是直线状，因此示出了折返部13与连结部14之间的边界的虚线12L，与曲率变化点12C一致。此外，多个折返部13各自的内周具有中点13M。
另外，在实施方式1中，折返部13的内周具有固定的曲率，但不限于该结构。也就是说，折返部13的内周也可以不具有固定的曲率，也可以例如通过与图1A所示的Y轴平行的直线，将并列的连结部14的端部连接。此外，在实施方式1中，虽然连结部14为直线状，但不限定于该结构，也可以是弯曲的形状。
图1C是作为实施方式1的变形例的振动梁112的部分俯视图。在图1C中，作为变形例的振动梁112具有：多个折返部113和连结部114。折返部113，和与折返部113相邻的连结部114形成折返形状。折返形状的内周分别具有曲率变化点112C。作为折返部113与连结部114之间的边界的虚线112L，与曲率变化点112C一致。另外，折返部113也可以是具有除了图1C的曲率变化点112C以外的多个曲率变化点的形状，在这种情况下，虚线112L可以与任何曲率变化点一致。
图1D是作为实施方式1的其他变形例的振动梁112的部分俯视图。如图1D所示，折返形状的角的内周或者外周可以不是R(round，圆弧)形状，连结部114与折返部113可以形成直角。在图1D中，作为其他变形例的振动梁112具有：多个折返部113，和与多个折返部113相邻的多个连结部114。折返部113，和与折返部113相邻的连结部114，形成折返形状，分别与直角连接。也就是说，折返形状具有从0到无限大变化的曲率变化点112C。
即使是上述那样的结构，也能够实施本发明。下面以图1B所示的振动梁12的形状为代表进行说明。
下面，关于驱动蜿蜒型振动器10的压电致动器17的结构进行详细说明。
图2是图1A所示的蜿蜒型振动器10沿线2-2的剖面图。振动梁12具有：硅基板15，和在硅基板15上形成的绝缘膜18。绝缘膜18由例如二氧化硅膜等氧化膜形成。压电致动器17设置在绝缘膜18上，蜿蜒型振动器10将各自共通的硅基板15作为最下层。也就是说，绝缘膜18形成在硅基板15上，压电致动器17设置在该绝缘膜18上。
压电致动器17具有：下部电极19，其设置在绝缘膜18上；压电膜20，其层叠在下部电极19上；上部电极21，其共同层叠在压电膜20上。下部电极19和上部电极21分别由铂或者金等导体形成。压电膜20，由锆钛酸铅(Pb(Zrx，Ti1-x)O3中，x＝0.525)等压电材料形成。这些下部电极19、上部电极21和压电膜20能够通过蒸镀，溶胶凝胶，CVD(ChemicalVapordeposition，化学气相沉积)，溅射法等方法进行薄膜化。
如果向下部电极19和上部电极21施加规定的电位差，则会对压电膜20施加规定的电场，通过逆压电效果，压电膜20相对于振动梁12的上表面平行地产生伸缩动作。该伸缩动作使压电致动器17产生上下振动，并且振动梁12也随之上下振动。由此，多个连结部14分别进行移位，且这些移位量重叠。其结果是，相对于与固定部11连接、并被支撑的振动梁12的一端，未与固定部11连接、未被支撑的振动梁12的另一端大副地进行移位。
另外，在连结部14的宽度有富裕的情况下，只要交替设置上部电极21即可，该上部电极21向多个连结部14施加正相位和负相位电压。此外，在连结部14的宽度窄的情况下，通过使压电膜20的极化方向交替翻转，使用共同的上部电极21，使多个连结部14分别向反方向进行移位，从而该移位重叠，能够进行大移位。实施方式1的压电致动器17可以是上述的任何结构。
现有技术的蜿蜒型振动器中，为了使压电致动器5的移位增大，需要对压电体施加大电压，从而使蜿蜒形状的连结部的弯曲移位重叠。此时，由于向振动梁12施加大的应力，导致存在位于压电膜上部整面的电极产生应力转移(stressmigration)并短路的问题。
特别地，由于连结部的上下振动等，导致向折返部的内周中点附近施加扭转应力，由于连结部的弯曲变形等，导致向曲率变化点附近施加弯曲应力。因此，由于向在折返部的内周的中点附近或者曲率变化点附近设置的压电膜或者电极施加大的应力，导致存在产生应力转移并短路的问题。
在实施方式1的蜿蜒型振动器10中，在多个折返部13各自的内周中点13M及其附近，或者在折返形状各自的内周12A的曲率变化的曲率变化点12C及其附近的至少一方，设置不存在上部电极21的不存在区域。
下面，关于设置了不存在上部电极21的不存在区域的蜿蜒型振动器10的结构进行说明。另外，在实施方式1中，不存在上部电极21的不存在区域为上部电极除去区域。
图3是对实施方式1中的将蜿蜒型振动器10的折返部13的内周中点13M及其附近的上部电极21除去之后的结构进行说明的扩大立体图。使用图3，关于多个折返部13内周各自的中点13M及其附近中的上部电极21的除去进行详细说明。
在图3中，蜿蜒型振动器10在多个折返部13内周各自的中点13M及其附近，设置将上部电极21除去之后的上部电极除去区域50。如图3所示，在实施方式1中，将折返部13的内周曲率中心作为由X轴、Y轴形成的平面的原点。半径r为折返部13的内周半径，半径R为折返部13的外周半径。点(r，0)为折返部13内周上的中点13M。上部电极除去区域50的至少一部分最好包含在图3所示的YX平面中由下式1表示的区域内：
0＜X≤r+(R-r)/2
-r≤Y≤r(式1)
如果将压电致动器17驱动并使蜿蜒型振动器10振动，则在折返部13的中点13M及其附近产生扭转应力。在上部电极除去区域50内形成了上部电极21的情况下，该扭转应力也会很大程度上地施加到上部电极除去区域50内的上部电极21。因此，通过在折返部13的中点13M及其附近设置不形成上部电极21的上部电极除去区域50，能够防止大的扭转应力施加到上部电极21。因此，折返部13的中点13M及其附近的上部电极21不存在短路的情况。
另外，在本实施方式1中，虽然折返部13的内周具有曲率，但折返部13的内周即使是直线也可以得到同样的效果。
此外，折返部13的外周也可以是与图3所示的Y轴平行的直线形状。在这种情况下，也将从原点到折返部13外周的距离作为R，上部电极除去区域50的至少一部分最好包含在式1所表示的区域中。
图4是对实施方式1中的将蜿蜒型振动器10的多个折返形状的各个内周12A的曲率变化点12C及其附近的上部电极21除去之后的结构进行说明的扩大立体图。使用图4，关于多个折返形状的内周12A的各个曲率变化点12C及其附近的上部电极21的除去进行详细说明。
在图4中，蜿蜒型振动器10在多个折返形状的内周12A的各个曲率变化点12C及其附近，设置除去了上部电极21之后的上部电极除去区域60。与图3一样，将折返部13的曲率中心作为原点，折返部13的内周半径为r，折返部13的外周半径为R。进一步地，设从原点起的旋转角为θ，连结部14的长度为L。上部电极除去区域60内的至少一个点(X，Y)最好包含在下述式2或式3所表示的区域中：
-L/2≤X≤{r+(R-r)/2}×sinθ
(0≤θ≤π/4)
r≤Y≤r+(R-r)/2(式2)
-L/2≤X≤{r+(R-r)/2}×sinθ
(3π/4≤θ≤π)
-r-(R-r)/2≤Y≤-r(式3)
如果对压电致动器17进行驱动并使蜿蜒型振动器10振动，则在折返部13和连结部14的连接部的周边，也就是说，在内周12A的曲率变化点12C及其附近，由于连结部14的弯曲变形而发生弯曲应力。在上部电极除去区域60内形成了上部电极21的情况下，该弯曲应力很大程度上地施加到上部电极除去区域60内的上部电极21。因此，通过在曲率变化点12C及其附近设置不形成上部电极21的上部电极除去区域60，能够防止大的弯曲应力施加到上部电极21。因此，内周12A的曲率变化点12C及其附近的上部电极21不存在短路的情况。
另外，在本实施方式1中，虽然折返部13的内周具有曲率，但折返部13的内周即使是直线也可以得到同样的效果。
此外，折返部13的外周也可以是与图4所示的Y轴平行的直线形状。在这种情况下，也将从原点到折返部13的外周的距离作为R，上部电极除去区域60的至少一部分最好包含在式2或者式3所表示的区域中。
在实施方式1中，分别对在多个折返部13内周各自的中点13M及其附近设置了除去上部电极21的区域的情况，和在多个折返形状的内周12A各自的曲率变化点12C及其附近设置了除去上部电极21的区域的情况进行了说明，但也可以设置两个区域。
此外，在设置上部电极除去区域50或者上部电极除去区域60的情况下，不是必须设置在所有的中点13M或者曲率变化点12C，也可以只设置在多个中点13M或者曲率变化点12C中的一部分。
此外，在折返部13设置了上部电极除去区域50，60的情况下，在折返部13，上部电极21最好设置在更靠近外周12B的附近。
在实施方式1中，由于通过设置上部电极除去区域50或者上部电极除去区域60，从而除去上部电极21的一部分，因此与现有的不除去上部电极21的情况的结构相比，电极面积变小。也就是说，由于施加到压电膜20的电场的总和变小，因此压电致动器17的驱动效率降低。但是，在将上部电极21设置在压电膜20的上部整个面的情况下，大的应力施加到上部电极21，发生应力转移并且上部电极21短路，导致不能进行驱动。因此，在受到特别大的应力的折返部13的中点13M及其附近，或者在折返形状的曲率变化点12C及其附近，除去上部电极21是非常有效的。
图5是使用了实施方式1中的蜿蜒型振动器10的光学反射元件100。图5中，光学反射元件100具有：固定框22；一对第1振动部25a、25b；能够转动的可动框26；一对第2振动部27a、27b；和能够转动的镜部28。固定框22的内侧分别连接一对第1振动部25a、25b的一端。可动框26与一对第1振动部25a、25b各自的另一端可转动地连接、并被支撑。一对第2振动部27a、27b的一端分别与可动框26的内侧连接。配置一对第1振动部25a、25b与一对第2振动部27a、27b使其各自的转动轴互相大致正交。镜部28与一对第2振动部27a、27b各自的另一端可转动地连接、并被支撑。在这样的光学反射元件100中，能够将蜿蜒型振动器10利用在一对第1振动部25a、25b或者一对第2振动部27a、27b中。
在图5中，轴S1是通过镜部28的大约中心、且沿着一对第1振动部25a、25b的轴；轴S2是通过镜部28的大约中心、且沿着一对第2振动部27a、27b的轴。可动框26围绕S2轴转动，镜部28围绕S1轴转动。光学反射元件100通过使可动框26和镜部28转动，能够沿着轴S1、轴S2的方向对向镜部28照射、并被反射的光束(光点)进行扫描，并在屏幕上对图像进行投影。
另外，不限定于在形成上部电极21之后除去上部电极21来设置上部电极除去区域50、60，也可以在形成上部电极21的时候，将上部电极除去区域50、60作为不形成上部电极21的上部电极不形成区域而形成。
(实施方式2)
使用附图，对实施方式2中的蜿蜒型振动器30进行说明。另外，关于与实施方式1相同的结构则附上相同的符号进行说明。
图6是对实施方式2中的将蜿蜒型振动器30的折返部23的内周的中点23M及其附近的压电膜20除去之后的结构进行说明的扩大立体图。
实施方式2中的蜿蜒型振动器30不具有图1所示的实施方式1的蜿蜒型振动器10的多个折返部13、多个连结部14和压电致动器17，取而代之的是具有多个折返部23、多个连结部24和压电致动器37。也就是说，实施方式1中的蜿蜒型振动器10在多个折返部13或者多个连结部14，具有不存在上部电极的区域，但实施方式2中的蜿蜒型振动器30在多个折返部23或者多个连结部24，具有不存在压电膜的区域。对于与实施方式1相同的基本结构和压电致动器37的驱动原理，省略其说明。
在蜿蜒型振动器30中，在多个折返部23各种的内周的中点23M及其附近，或者在折返形状的各个内周12A的曲率发生变化的曲率变化点12C及其附近的至少一方，设置不存在压电膜20的不存在区域。另外，在实施方式2中，将不存在压电膜20的不存在区域作为压电膜除去区域。
使用图6，关于多个折返部23内周各自的中点23M及其附近中的压电膜20的除去，进行详细说明。
振动梁，由具有曲率的多个折返部23，和连接多个折返部23的多个连结部24构成。
另外，虽然本实施方式中的折返部23具有曲率，但也可以例如用与图6所示的Y轴平行的直线，将并列的连结部24的端部连接。
在图6中，将折返部23曲率中心作为由X轴与Y轴形成的平面的原点，折返部23的内周半径为r，折返部23的外周半径为R。将点(r，0)作为折返部23的内周中点23M。除去压电膜20的压电膜除去区域70的至少一个点(X，Y)最好包含在由下述式4表示的区域中
0＜X≤R
-r≤Y≤r(式4)
如果将压电致动器37驱动并使蜿蜒型振动器30振动，则在折返部23的中点23M及其附近发生扭转应力。在压电膜除去区域70内形成了压电膜20的情况下，该扭转应力也强烈地作用到压电膜除去区域70内的压电膜20。因此通过在折返部23的中点23M及其附近设置不形成压电膜20的压电膜除去区域70，能够防止大的扭转应力作用到压电膜20。
通过除去了压电膜20，从而存在位于压电膜除去区域70内的上部电极21与下部电极19相接触并短路的可能性。因此，通过在压电膜除去区域70内设置绝缘体29并在绝缘体29的上表面形成上部电极21，能够避免上部电极21与下部电极19短路的情况。
绝缘体29由树脂、氧化膜等绝缘材料构成。绝缘体29能够通过蒸镀，溶胶凝胶，CVD，溅射法等方法进行薄膜化。
由于树脂比压电膜20的刚性小，则如果将树脂作为绝缘体29的材料，则能够缓和由于作为振动板的硅基板15的扭转变形所产生的应力。由此，能够减小绝缘体29上部的上部电极21受到的应力，其结果是，能够有效地抑制上部电极21的应力转移。
此外，对于设置了绝缘体29的区域，虽然可以设置在压电膜除去区域70的整体，但为了减小扭转应力对绝缘体29的影响，最好尽可能地设在折返部23的外周侧。特别地，在使用氧化膜等为绝缘体29的材料的情况下，由于氧化膜自体的膜应力高，因此最好尽可能地设在折返部23的外周侧。
另外，在实施方式2中，虽然折返部23的内周具有曲率，但即使折返部23的内周是直线，也能够获得同样的效果。
另外，折返部23的外周也可以是与Y轴平行的直线形状。在这种情况下，也将从原点到折返部23的外周的距离作为R，除去压电膜20的压电膜除去区域70的至少一部分最好包含在式4所表示的范围中。
图7是对实施方式2中的将蜿蜒型振动器30的折返形状的内周12A的曲率变化点12C及其附近的压电膜20除去之后的结构进行说明的扩大立体图。使用图7，关于多个折返形状的内周12A各自的曲率变化点12C及其附近的压电膜20的除去进行详细说明。
在图7中，蜿蜒型振动器30在多个折返形状的内周12A各自的曲率变化点12C及其附近设置除去压电膜20的压电膜除去区域80。与图6一样，将折返部23的曲率中心作为原点，折返部23的内周半径为r，折返部23的外周半径为R。进一步地，设从原点起的旋转角为θ，连结部24的长度为L。压电膜除去区域80内的至少一个点(X，Y)最好包含在由下述式5或6表示的区域中：
-L＜X≤R×Sinθ
(0≤θ≤π/4)
r≤Y≤r+(Rr)/2(式5)
-L＜X≤R×Sinθ
(3π/4≤θ≤π)
-r-(R-r)/2≤Y≤-r(式6)
如果将压电致动器37驱动并使蜿蜒型振动器30振动，则在折返部23和连结部24的连接部的周边，也就是说，在内周12A的曲率变化点12C及其附近，由于连结部24的弯曲变形而发生弯曲应力。在压电膜除去区域80内形成了压电膜20的情况下，该弯曲应力会强烈地作用到压电膜除去区域80内的压电膜20。因此，通过在曲率变化点12C及其附近设置不形成压电膜20的压电膜除去区域80，能够防止大的弯曲应力施加到压电膜20。
由于除去了压电膜20，从而存在位于压电膜除去区域80内的上部电极21与下部电极19接触并短路的可能性。因此，通过在除去了压电膜20的压电膜除去区域80内设置绝缘体29，能够避免上部电极21与下部电极19的短路的情况。关于绝缘体29的材料与合适的实施方式，如上所述。
另外，在本实施方式2中，虽然折返部23的内周具有曲率，但即使折返部23的内周是直线，也能够获得同样的效果。
此外，折返部23的外周也可以是与图7所示的Y轴平行的直线形状。在这种情况下，也将从原点到折返部23的外周的距离作为R，压电膜除去区域80的至少一部分最好包含在式5或者式6所表示的范围中。
在实施方式2中，分别对在多个折返部23内周各自的中点23M及其附近设置了除去压电膜20的区域的情况，和在多个折返形状各自的曲率变化点12C及其附近设置了除去压电膜20的区域的情况进行了说明，但也可以设置两个区域。
此外，在设置上部电极除去区域70或者上部电极除去区域80的情况下，不是必须设置在所有的中点23M或者曲率变化点12C，也可以只设置在多个中点23M或者曲率变化点12C中的一部分。
在实施方式2中，由于通过设置压电膜除去区域70或者压电膜除去区域80，从而除去压电膜20的一部分，因此与现有技术的不除去压电膜20的情况的结构相比，向振动梁12传播的力变小。因此，压电致动器37的驱动效率降低。但是，在将上部电极21设置在压电膜20的上部整面的情况下，将从压电膜20对上部电极21作用大的应力，发生应力转移从而上部电极21短路，不能进行驱动。因此，将大的应力所作用的区域的压电膜20除去，在绝缘体29的上部设置上部电极21是非常有效的。
此外，蜿蜒型振动器30能够与实施方式1一样，利用于图5所示的光学反射元件。
另外，不限定于在形成压电膜20之后除去压电膜20来设置压电膜除去区域70、80，也可以在形成压电膜20的时候，将压电膜除去区域70、80作为不形成压电膜20的压电膜不形成区域而形成。
(实施方式3)
使用附图，对实施方式3中的蜿蜒型振动器40进行说明。另外，关于与实施方式1，以及实施方式2相同的结构则附上相同的符号进行说明。
图8是对实施方式3中的相对于蜿蜒型振动器40的相邻连结部34，每间隔一个该相邻连结部34设置一个压电膜20的结构进行说明的扩大立体图。
实施方式3中的蜿蜒型振动器40不具有图1所示的实施方式1的蜿蜒型振动器10的多个折返部13、多个连结部14和压电致动器17，取而代之的是具有多个折返部33、多个连结部34和压电致动器47。也就是说，实施方式1中的蜿蜒型振动器10在多个折返部13或者多个连结部14，具有不存在上部电极的区域，但实施方式3中的蜿蜒型振动器40相对于多个连结部34每间隔一个连接部34便具有一个不存在压电膜的区域。关于与实施方式1相同的基本结构和压电致动器47的驱动原理，省略其说明。在蜿蜒型振动器40中，相对于多个连结部34，每间隔一个连结部34便设置一个压电膜20膜。也就是说，相对于多个连结部34，每间隔一个连结部34便除去一个压电膜20膜。
使用图8，关于相对于相邻的连结部34，每间隔一个连结部34便设置一个压电膜20的结构进行详细说明。
图8中的振动梁12由具有曲率的多个折返部33和连接多个折返部33的多个连结部34构成。多个连结部34夹在振动梁12的图8所示的虚线12L中间，是振动梁12的直线状部位。
另外，虽然实施方式3中的折返部33具有曲率，但也可以像图1C那样，例如通过与图1A所示的Y轴平行的直线，将并列的连结部34的端部连接。
压电膜20的结构为，相对于夹在折返部33两边被平行设置的相邻连结部34，被配置为每间隔一个相邻连结部34配置一个压电膜20。在这样的结构中，在使多个连结部34各自的移位量重叠的情况下，只要相对于多个连结部34每间隔一个连结部34施加同相位的电压即可。在这种情况下，压电膜20的极化方向最好全在同一个方向。
在实施方式3中，配置了压电膜20的连结部34的结构为，在该连结部34的上部整个面设置压电膜20的结构。关于折返部33的结构，最好是实施方式1或者实施方式2中的至少任一结构。
如果压电致动器47被驱动，则在折返部33的中点33M及其附近发生扭转应力。在折返部33和连结部34的连接部，也就是在蜿蜒形状的内周12A、外周12B的曲率变化点12C及其附近发生弯曲应力。由于该扭转应力、弯曲应力强烈地作用到在压电膜20上部设置的上部电极21，因此关于折返部33的结构，最好是实施方式1或者实施方式2中的至少任一结构。
与折返部33相同，由于压电致动器47的弯曲应力，导致向在连结部34上形成的上部电极21施加应力，从而发生应力转移。因此，上部电极21短路，不能进行驱动。
在实施方式3中，相对于平行设置的相邻的多个连结部34，每间隔一个连结部34设置一个压电膜20。也就是说，相对于平行设置的相邻的多个连结部34，设置每间隔一个连结部34便除去一个压电膜20的压电膜除去区域90。在除去了压电膜20的压电膜除去区域90，上部电极21与下部电极19接触，存在发生短路的可能性。因此，通过在压电膜除去区域90设置绝缘体29，能够避免上部电极21和下部电极19的短路。
关于绝缘体29的材料和特性与实施方式2相同。关于设置了绝缘体29的区域，可以设置在压电膜除去区域90的整体，但为了减小扭转应力的影响，最好尽可能地设置在折返部33的外周侧。特别地，在使用氧化膜等材料的情况下，由于氧化膜本身的膜应力高，因此最好尽可能地设置在折返部33的外周侧。
另外，折返部33的外周也可以是与Y轴平行的直线形状。
此外，蜿蜒型振动器40通过设置为与实施方式1同样的图5所示的结构，从而能够利用于光学反射元件100。在这种情况下，最好在与镜部28以及可动框26相邻的连结部34上部设置压电膜20。因为在与镜部28以及可动框26相邻的连结部34不设置压电膜20的情况下，压电致动器47的驱动效率会显著下降。
另外，在实施方式3中，通过在连结部34上设置压电膜除去区域90，从而抑制了连结部34上的上部电极21的应力转移，但不限定于该结构。
例如，即使在连结部34上设置除去上部电极21的区域，也可以和设置压电膜除去区域90的情况一样，能够抑制上部电极21的应力转移。另外，例如也可以在连结部34上既设置压电膜除去区域90又设置除去上部电极21的区域。
产业上的可利用性
蜿蜒型振动器能够提供一种不使上部电极短路且能够进行大移位的光学反射元件，可以利用于小型投影机或者头戴式可视设备(head-mounteddisplay)。
符号说明
10、30、40-蜿蜒型振动器；1、11-固定部；12、振动梁；3、13、23、33-折返部；4、14、24、34-连结部；15-硅基板；5、17、37、47-压电致动器；18-绝缘膜；19-下部电极；20-压电膜；21-上部电极；22-固定框；25a、25b-第1振动部；26-可动框；27a、27b-第2振动部；28-镜部；29-绝缘体；50、60-上部电极除去区域；70、80、90-压电膜除去区域；r-内周半径；R-外周半径。

Claims (12)

1.一种蜿蜒型振动器，具备：
蜿蜒形状的振动梁，其由连续的多个折返形状形成，且具有多个折返部；和多个连结部，该多个连结部与所述多个折返部交替配置并与所述多个折返部连结；以及
压电促动器，其具有设置在所述振动梁上的下部电极；设置在所述下部电极上的压电膜；和设置在所述压电膜上的上部电极，
所述压电促动器中，在所述多个折返部各自的内周中点及其附近，或者在所述多个折返形状各自的内周的曲率发生变化的曲率变化点及其附近的至少一方，在所述压电膜上设置不存在所述上部电极的不存在区域。
2.根据权利要求1所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
在所述多个折返部各自的外周的附近，设置形成了所述上部电极的形成区域。
3.根据权利要求1所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
所述多个折返部各自的内周具有曲率，
所述多个连结部具有直线形状，
所述多个折返部与所述多个连结部分别通过所述曲率变化点相连接。
4.根据权利要求1所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
所述多个连结部与所述多个折返部分别形成直角并相连接。
5.一种蜿蜒型振动器，具备：
蜿蜒形状的振动梁，其由连续的多个折返形状形成，且具有多个折返部；和多个连结部，该多个连结部与所述多个折返部交替配置并与所述多个折返部相联结；以及
压电促动器，其具有设置在所述振动梁上的下部电极；设置在所述下部电极上的压电膜；和设置在所述压电膜上的上部电极，
所述压电促动器中，在所述多个折返部各自的内周中点及其附近，或者在所述多个折返形状各自的内周的曲率发生变化的曲率变化点及其附近的至少一方，在所述上部电极和所述下部电极之间设置不存在所述压电膜的不存在区域。
6.根据权利要求5所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
在所述不存在区域，不存在所述上部电极。
7.根据权利要求5所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
在所述多个折返部各自的外周的附近，设置了形成了所述压电膜的形成区域。
8.根据权利要求5所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
所述多个折返部各自的内周具有曲率，
所述多个连结部具有直线形状，
所述多个折返部与所述多个连结部分别通过所述曲率变化点相连接。
9.根据权利要求5所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
所述多个连结部与所述多个折返部分别形成直角并相连接。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的蜿蜒型振动器，其特征在于，
每间隔所述多个连结部中的一个连结部来设置一个不存在所述压电膜的区域。
11.一种光学反射元件，具备：
权利要求10所述的蜿蜒型振动器；
固定部，其连接了所述蜿蜒型振动器的一端；和
镜部，其通过所述蜿蜒型振动器而转动。
12.一种光学反射元件，具备：
权利要求1至9中的任一项所述的蜿蜒型振动器；
固定部，其连接了所述蜿蜒型振动器的一端；和
镜部，其通过所述蜿蜒型振动器而转动。
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