JP2000055607A - Touch signal probe - Google Patents

Touch signal probe

Info

Publication number
JP2000055607A
JP2000055607A JP10226943A JP22694398A JP2000055607A JP 2000055607 A JP2000055607 A JP 2000055607A JP 10226943 A JP10226943 A JP 10226943A JP 22694398 A JP22694398 A JP 22694398A JP 2000055607 A JP2000055607 A JP 2000055607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stylus
vibration
balancer
contact portion
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10226943A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Matsuki
薫 松木
Kazuhiko Hidaka
和彦 日高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP10226943A priority Critical patent/JP2000055607A/en
Publication of JP2000055607A publication Critical patent/JP2000055607A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid a proximity sense phenomenon to accurately conduct measurement, and to confirm accurately in noncontact the position of a measured object without using other sensing means. SOLUTION: This touch signal probe 10 is provided with a stylus 3 having a contact part 3B supported to a stylus holder 2, a vibrating means 4A for making the stylus 3 resonate, a detecting means 4B for detecting change in the vibration, and a Q-value controlling means 7 for controlling the Q-value in the resonance of the stylus 3. The controlling means 7 conducts switching between a high Q-value mode for keeping high the Q-value of the resonance in the stylus 3 to detect a state affected to the vibration of the stylus 3 by reflection, from a measured object, of a vibration wave emitted from the contact part 3B in accompaniment to the vibration of the stylus 3, and a low Q-value mode for reducing the Q-value of the resonance to the extent that the influence on the vibration of the stylus 3 by the reflection of the vibration wave emitted from the contact part 3B from the measured object, is negligible.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元測定機等に
よって被測定物の形状測定に好適なタッチ信号プローブ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch signal probe suitable for measuring the shape of an object to be measured by using a coordinate measuring machine or the like.

【0002】[0002]

【背景技術】被測定物の形状、寸法等の測定を行う測定
機としてハイトゲージ(一次元測定機)、三次元測定
機、輪郭測定機等が知られている。その場合の座標検出
や位置検出を行うために、測定機には、被測定物との接
触を検出するタッチ信号プローブが用いられる。このタ
ッチ信号プローブの従来例として、スタイラスホルダ
と、このスタイラスホルダに支持されるとともに先端に
被測定物と接触する接触部を有するスタイラスと、この
スタイラスをその固有振動数と等しい振動数で加振する
加振手段と、接触部が被測定物と接触するに際して発生
するスタイラスの振動の変化から当該接触を検出する検
出手段とを含むタッチ信号プローブがある(特開平6-22
1806号公報)。
2. Description of the Related Art A height gauge (one-dimensional measuring machine), a three-dimensional measuring machine, a contour measuring machine and the like are known as measuring machines for measuring the shape and dimensions of an object to be measured. In order to perform coordinate detection and position detection in that case, a touch signal probe that detects contact with an object to be measured is used for the measuring device. As a conventional example of this touch signal probe, a stylus holder, a stylus supported by the stylus holder and having a contact portion at its tip that comes into contact with an object to be measured, and vibrating the stylus at a frequency equal to its natural frequency There is a touch signal probe that includes a vibrating means for performing the operation and a detecting means for detecting the contact from a change in the vibration of the stylus generated when the contact portion comes into contact with the object to be measured (Japanese Patent Laid-Open No. 6-22).
No. 1806).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開平6-221806号公報
で示される従来例は、加振手段で振動された接触部が被
測定物に接触することにより、その振動の変化を検出手
段で検出する構成であるが、接触部が振動することによ
り接触部で振動波(超音波)が発生し、この振動波が被
測定物に当たって反射波となり、この反射波が接触部に
戻ることがある。この反射波はスタイラスの振動状態に
影響を及ぼすことになり、被測定物に接触部が接触して
いない状態であっても、検出手段の出力信号が接触部と
被測定物との間の距離に応じて変化する近接覚現象が生
じる。この近接覚現象による信号の出力変化と、接触部
と被測定物の距離との関係は、超音波の波長λの1/4周
期で変動するので、基本的に接触部と被測定物との間の
距離が短いほど近接覚現象が大きく現れる(ただし、距
離が短ければどの点でも出力信号が大きく変化するもの
ではなく、1/4周期内でも出力信号が変化する)。その
ため、従来のタッチ信号プローブでは、近接覚現象によ
る振動の変動と接触による振動状態の変動との識別が困
難となり、測定精度を向上させるには限界があった。
In the conventional example disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-221806, a change in the vibration is detected by a detecting means when a contact portion vibrated by a vibrating means contacts an object to be measured. In this configuration, the contact portion vibrates to generate a vibration wave (ultrasonic wave) at the contact portion, and the vibration wave hits the object to be measured and becomes a reflected wave, and the reflected wave may return to the contact portion. . This reflected wave affects the vibration state of the stylus, and even when the contact portion is not in contact with the DUT, the output signal of the detecting means can detect the distance between the contact portion and the DUT. Proximity phenomena that change in accordance with the phenomena occur. Since the relationship between the signal output change due to the proximity sensation phenomenon and the distance between the contact part and the object to be measured fluctuates in a quarter of the wavelength λ of the ultrasonic wave, basically, the relationship between the contact part and the object to be measured is The shorter the distance, the greater the proximity sensation phenomenon appears (however, if the distance is short, the output signal does not change significantly at any point, but changes even within a quarter cycle). Therefore, in the conventional touch signal probe, it is difficult to discriminate between the fluctuation of the vibration due to the proximity sensation phenomenon and the fluctuation of the vibration state due to the contact, and there is a limit in improving the measurement accuracy.

【0004】また、接触式プローブを用いて微細穴の内
径測定を行う場合には、測定に先立ち、カメラや顕微鏡
等の被測定物の検知手段で微細穴の位置検知を行ってい
る。そのため、微細穴の測定のためには、形状測定等の
測定作業を行うタッチ信号プローブと、微細穴等の被測
定物の位置を検知する測定機との複数種類の測定機器が
必要となる。
When measuring the inner diameter of a fine hole using a contact probe, prior to the measurement, the position of the fine hole is detected by a device to be measured such as a camera or a microscope. Therefore, in order to measure a fine hole, a plurality of types of measuring devices including a touch signal probe for performing a measuring operation such as a shape measurement and a measuring device for detecting a position of an object to be measured such as a fine hole are required.

【0005】本発明の目的は、スタイラスの振動に伴っ
て接触部から発せられた振動波が被測定物に反射してス
タイラスの振動に影響を及ぼすという近接覚現象を回避
して正確な測定を行えるとともに、他の検知手段を用い
ることなく被測定物の位置を正確に認識することができ
るタッチ信号プローブを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an accurate measurement by avoiding the phenomenon of proximity sensation, in which a vibration wave emitted from a contact portion accompanying a stylus vibration is reflected on an object to be measured and affects the stylus vibration. It is an object of the present invention to provide a touch signal probe that can be performed and that can accurately recognize the position of an object to be measured without using other detecting means.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、ス
タイラスの共振のQ値(振動の鋭さ)を制御して前記目
的を達成しようとするものである。具体的には、本発明
のタッチ信号プローブは、支持部に固定されるスタイラ
スホルダと、このスタイラスホルダに支持されるととも
に先端に被測定物と接触する接触部を有するスタイラス
と、このスタイラスを共振させる加振手段と、前記接触
部が被測定物と接触するに際して生じる振動の変化を検
出する検出手段と、前記スタイラスの共振のQ値を制御
するQ値制御手段とを備え、このQ値制御手段は、前記
接触部の被測定物への非接触時において前記スタイラス
の共振のQ値を高く維持して前記スタイラスの振動に伴
って前記接触部から発せられた振動波が被測定物から反
射して前記スタイラスの振動に影響を及ぼした状態を前
記検出手段で検出する高Q値モードと、前記スタイラス
の振動に伴って前記接触部から発せられた振動波が被測
定物から反射して前記スタイラスの振動に及ぼす影響を
無視できる程度まで前記スタイラスの共振のQ値を低下
させる低Q値モードとを切り換えることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to control the stylus resonance Q value (sharpness of vibration) to achieve the above object. Specifically, the touch signal probe according to the present invention includes a stylus holder fixed to a support, a stylus supported by the stylus holder and having a contact portion at the tip end that comes into contact with an object to be measured, and a stylus having resonance. Vibrating means for causing the stylus to change the vibration generated when the contact portion comes into contact with the object to be measured; and Q value controlling means for controlling a Q value of resonance of the stylus. The means maintains the Q value of the stylus resonance high when the contact portion is not in contact with the device under test, and the vibration wave emitted from the contact portion along with the vibration of the stylus is reflected from the device under test. And a high Q value mode in which the detecting means detects a state affecting the vibration of the stylus, and a vibration wave generated from the contact portion due to the vibration of the stylus. Reflected from Jobutsu, characterized in that switching between low-Q mode to lower the Q value of resonance of the stylus to a negligible effect on the vibration of the stylus.

【0007】この構成の本発明では、微細穴等の被測定
物の位置を特定するため、Q値制御手段で高Q値モード
を設定する。この状態では、加振手段でスタイラスを共
振させるとともに検出手段で振動の変化を検出するが、
スタイラスの共振のQ値は高く維持されているため、ス
タイラスの振動の変化を鋭敏に検知することができる。
つまり、スタイラスが被測定物に近接すると、スタイラ
スの振動に伴って接触部から被測定物に向けて発せられ
た振動波(超音波)が被測定物から反射してスタイラス
の振動に影響を及ぼすことになり、このスタイラスの振
動の変化を検出手段で検出して接触部が被測定物に近接
したことが検知される。
In the present invention having this configuration, the high Q value mode is set by the Q value control means in order to specify the position of the measured object such as a fine hole. In this state, the stylus is resonated by the vibration means and the change in vibration is detected by the detection means.
Since the Q value of the resonance of the stylus is kept high, a change in the vibration of the stylus can be detected sharply.
That is, when the stylus approaches the measured object, a vibration wave (ultrasonic wave) emitted from the contact portion toward the measured object due to the vibration of the stylus is reflected from the measured object and affects the vibration of the stylus. That is, the change in the vibration of the stylus is detected by the detecting means, and it is detected that the contact portion has approached the object to be measured.

【0008】その後、被測定物の形状等を測定するに
は、Q値制御手段で低Q値モードを設定する。測定のた
めに、加振手段でスタイラスを共振させるとともに検出
手段で振動の変化を検出するが、Q値制御手段でスタイ
ラスの振動が抑制されるので、スタイラスの振動変化の
検知が鈍くなる。つまり、スタイラスの振動に伴って接
触部から被測定物に向けて発せられた振動波は弱く、被
測定物から接触部に反射しても、その反射波はスタイラ
スの振動に影響を及ぼすことがないので、近接覚現象に
ともなう測定上の問題点を回避することができる。
Thereafter, in order to measure the shape and the like of the object to be measured, the low Q value mode is set by the Q value control means. For the measurement, the stylus is resonated by the vibrating means and the change in vibration is detected by the detecting means. However, the vibration of the stylus is suppressed by the Q-value control means, so that the detection of the change in vibration of the stylus becomes slow. In other words, the vibration wave emitted from the contact part toward the DUT due to the stylus vibration is weak, and even if it is reflected from the DUT to the contact part, the reflected wave may affect the stylus vibration. Since it does not exist, it is possible to avoid a measurement problem due to the proximity sensation phenomenon.

【0009】従って、本発明では、被測定物の位置検知
と被測定物の測定との双方を一つのタッチ信号プローブ
で実現することができる、その上、被測定物の測定に際
しては、スタイラスの振動に伴って接触部から発せられ
た振動波が被測定物に反射してスタイラスの振動に影響
を及ぼすという近接覚現象を回避できるため、測定精度
を向上させることができる。
Therefore, according to the present invention, both the position detection of the object to be measured and the measurement of the object to be measured can be realized by one touch signal probe. Since the proximity sensation phenomenon in which the vibration wave emitted from the contact portion due to the vibration reflects on the object to be measured and affects the vibration of the stylus can be avoided, the measurement accuracy can be improved.

【0010】ここで、本発明では、Q値制御手段は、前
記スタイラスホルダに当接離反可能とされた緩衝体と、
前記支持部又は前記支持部近傍に設けられ前記緩衝体を
前記スタイラスホルダに当接離反駆動する駆動手段とを
備えて構成されるものでもよい。この構成では、Q値制
御手段で低Q値モードにするには、駆動手段によって緩
衝体をスタイラスホルダに当接させる。すると、スタイ
ラスの振動が緩衝体によって拘束される。これに対し
て、高Q値モードにするには、駆動手段によって緩衝体
をスタイラスホルダから離反させる。すると、スタイラ
スの振動は緩衝体によって拘束されることがない。従っ
て、緩衝体をスタイラスホルダへ当接離反させることで
緩衝体がスタイラスに直接接触することがないため、ス
タイラスの変形、破損等の不都合を回避することができ
る。
Here, in the present invention, the Q value control means includes a buffer which can contact and separate from the stylus holder;
Driving means provided in the support portion or in the vicinity of the support portion for driving the buffer into and out of contact with the stylus holder may be provided. In this configuration, the buffer is brought into contact with the stylus holder by the driving means in order to set the Q value control means to the low Q value mode. Then, the vibration of the stylus is restrained by the buffer. On the other hand, in order to set the high Q value mode, the buffer is separated from the stylus holder by the driving means. Then, the vibration of the stylus is not restrained by the buffer. Therefore, the buffer does not come into direct contact with the stylus by bringing the buffer into and out of contact with the stylus holder, so that inconveniences such as deformation and breakage of the stylus can be avoided.

【0011】さらに、前記スタイラスは、前記接触部が
一端に設けられた略柱状のスタイラス本体と、このスタ
イラス本体の他端に設けられ前記接触部と振動的に釣り
合うバランサとを備え、このバランサは磁性を有する構
成としてもよく、その上、前記Q値制御手段は、前記支
持体又は前記支持体近傍に設けられ前記バランサに磁界
を付与する磁界付与機構(例えば、電磁コイル)を備え
た構成としてもよい。この構成では、Q値制御手段で低
Q値モードにするには、磁界付与機構を作動して磁性を
有するバランサに磁界を付与する。すると、バランサに
働く磁力によってスタイラスの振動が拘束される。これ
に対して、高Q値モードにするには、磁界付与機構によ
るバランサへの磁界の付与を解除する。すると、バラン
サに磁力が働かなくなるため、スタイラスの振動が拘束
されることがない。従って、非接触状態でスタイラスの
振動の制御を行うため、スタイラスの変形、破損等の不
都合を回避することができる。その上、磁界付与機構で
発生させる磁力の大きさを調整することで、スタイラス
の振動を簡単に制御することができる。
Further, the stylus includes a substantially column-shaped stylus main body having the contact portion provided at one end thereof, and a balancer provided at the other end of the stylus main body and vibratingly balancing the contact portion. It may be configured to have magnetism, and further, the Q-value control means is provided with a magnetic field applying mechanism (for example, an electromagnetic coil) provided near the support or the support and applying a magnetic field to the balancer. Is also good. In this configuration, to set the low Q value mode by the Q value control means, the magnetic field applying mechanism is operated to apply a magnetic field to the balancer having magnetism. Then, the vibration of the stylus is restrained by the magnetic force acting on the balancer. On the other hand, in order to switch to the high Q value mode, the application of the magnetic field to the balancer by the magnetic field applying mechanism is cancelled. Then, no magnetic force acts on the balancer, so that the vibration of the stylus is not restricted. Therefore, since the stylus is controlled in a non-contact state, it is possible to avoid inconveniences such as deformation and breakage of the stylus. In addition, the vibration of the stylus can be easily controlled by adjusting the magnitude of the magnetic force generated by the magnetic field applying mechanism.

【0012】また、前記スタイラスは、前記接触部が一
端に設けられた略柱状のスタイラス本体と、このスタイ
ラス本体の他端に設けられ前記接触部と振動的に釣り合
うバランサとを備え、前記Q値制御手段は、前記バラン
サと近接離隔可能とされたブロック体と、前記支持部又
は前記支持部近傍に設けられ前記ブロック体を前記バラ
ンサに近接離隔駆動する駆動手段とを備えた構成として
もよい。この構成では、Q値制御手段で低Q値モードに
するには、駆動手段によってブロック体をバランサに近
接させる。すると、スタイラスのバランサで発生する振
動波(超音波)がブロック体で反射してバランサに戻
る。バランサとブロック体との間には近接覚現象が生じ
ることになり、スタイラスの振動のQ値が低下する。こ
れに対して、高Q値モードにするには、駆動手段によっ
てブロック体をバランサから離隔させる。すると、スタ
イラスのバランサで発生する振動波はブロック体に届か
ず、仮に、届いてもバランサに戻ることがないため、バ
ランサとブロック体との間には近接覚現象が生じること
がない。従って、ブロック体をバランサへ近接離隔させ
ることでブロック体とバランサとの間で生じる近接覚現
象を利用し、スタイラスの振動のQ値を確実に制御する
ことができる。その上、非接触状態でスタイラスの振動
の制御を行うため、スタイラスの変形、破損等の不都合
を回避することができる。
The stylus includes a substantially column-shaped stylus body provided with the contact portion at one end, and a balancer provided at the other end of the stylus body and vibratingly balanced with the contact portion. The control means may be configured to include a block body capable of approaching and separating from the balancer, and a driving means provided near the support portion or the support portion and configured to drive the block body toward and away from the balancer. In this configuration, in order to set the low Q value mode by the Q value control means, the block body is brought close to the balancer by the driving means. Then, the vibration wave (ultrasonic wave) generated by the balancer of the stylus is reflected by the block body and returns to the balancer. The proximity sensation phenomenon occurs between the balancer and the block body, and the Q value of the vibration of the stylus decreases. On the other hand, to switch to the high Q value mode, the block body is separated from the balancer by the driving means. Then, the vibration wave generated by the balancer of the stylus does not reach the block body, and even if it does reach the balancer, the vibration wave does not return to the balancer, so that the proximity sensation phenomenon does not occur between the balancer and the block body. Therefore, the Q value of the vibration of the stylus can be reliably controlled by utilizing the proximity sensation phenomenon generated between the block body and the balancer by moving the block body close to and away from the balancer. In addition, since vibration of the stylus is controlled in a non-contact state, inconveniences such as deformation and breakage of the stylus can be avoided.

【0013】さらに、前記スタイラスは、前記接触部が
一端に設けられた略柱状のスタイラス本体と、このスタ
イラス本体の他端に設けられ前記接触部と振動的に釣り
合うバランサとを備え、前記Q値制御手段は、前記バラ
ンサを挿入可能とするとともに内部に粘性の高い液体が
収納されたチューブと、前記支持部又は前記支持部近傍
に進退自在に設けられ前記チューブを前記バランサに対
して挿入離隔するスライダとを備えた構成としてもよ
い。この構成では、Q値制御手段で低Q値モードにする
には、スライダによってチューブをバランサに挿入す
る、すると、チューブの内部に挿入されたバランサの振
動がチューブ内部の高い粘性の液体によって拘束され
る。これに対して、高Q値モードにするには、スライダ
でチューブをバランサから離反させる。すると、スタイ
ラスの振動はチューブ内部の液体によって拘束されるこ
とがない。従って、チューブ内部に収納された液体の粘
性を変更するこで、スタイラスの振動を簡単に制御する
ことができる。
Further, the stylus includes a substantially columnar stylus main body provided with the contact portion at one end, and a balancer provided at the other end of the stylus main body and vibratingly balanced with the contact portion. The control means allows the balancer to be inserted and a tube containing a highly viscous liquid therein, and is provided at the support portion or near the support portion so as to be able to advance and retreat, and inserts and separates the tube with respect to the balancer. A configuration including a slider may be employed. In this configuration, in order to set the low Q value mode by the Q value control means, the tube is inserted into the balancer by the slider. Then, the vibration of the balancer inserted inside the tube is restrained by the highly viscous liquid inside the tube. You. On the other hand, in the high Q value mode, the tube is separated from the balancer by the slider. Then, the vibration of the stylus is not restrained by the liquid inside the tube. Therefore, by changing the viscosity of the liquid stored inside the tube, the vibration of the stylus can be easily controlled.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここ
で、各実施形態中、同一構成要素は同一符号を付して説
明を省略若しくは簡略にする。図1には本発明の第1実
施形態が示されている。図1は第1実施形態にかかるタ
ッチ信号プローブの斜視図である。図1において、タッ
チ信号プローブ10は、図示しない三次元測定機の測定
機本体に取り付けられた支持部1と、この支持部1に固
定された略角柱状のスタイラスホルダ2と、このスタイ
ラスホルダ2に中心部が支持されたスタイラス3と、ス
タイラスホルダ2に接着剤等で固定された圧電素子4
と、この圧電素子4にそれぞれ接続された駆動回路5及
び検出回路6と、支持部1に設けられたQ値制御手段7
とを備えた構成である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of the touch signal probe according to the first embodiment. In FIG. 1, a touch signal probe 10 includes a support 1 attached to a measuring machine main body of a coordinate measuring machine (not shown), a substantially prismatic stylus holder 2 fixed to the support 1, and a stylus holder 2 And a piezoelectric element 4 fixed to the stylus holder 2 with an adhesive or the like.
A driving circuit 5 and a detecting circuit 6 respectively connected to the piezoelectric element 4;
This is a configuration including:

【0015】支持部1は、正面コ字型とされた略板状の
部材から形成されており、その一端部はスタイラスホル
ダ2の側面に固定されている。スタイラス3は、略柱状
のスタイラス本体3Aと、このスタイラス本体3Aの一
端に設けられ被測定物と接触する略球状の接触部3B
と、スタイラス本体3Aの他端に設けられたバランサ3
Cとから構成される。スタイラス本体3Aは、その中心
点がスタイラスホルダ2に支持されている。バランサ3
Cは、スタイラス本体3Aのスタイラスホルダ2の取付
位置を中心として軸方向に振動させた際に、接触部3B
と振動的に釣り合うもので、接触部3Bと同じ重量を有
する。図では、バランサ3Cは接触部3Bと同じ略球状
とされているが、接触部3Bと振動的に釣り合うもので
あるならば、立方体形状等の他の形状であってもよい。
The support portion 1 is formed of a substantially U-shaped front plate-like member, and one end thereof is fixed to a side surface of the stylus holder 2. The stylus 3 has a substantially columnar stylus main body 3A and a substantially spherical contact portion 3B provided at one end of the stylus main body 3A and in contact with an object to be measured.
And a balancer 3 provided at the other end of the stylus body 3A.
C. The stylus body 3 </ b> A has its center point supported by the stylus holder 2. Balancer 3
C is the contact portion 3B when vibrating in the axial direction about the mounting position of the stylus holder 2 of the stylus body 3A.
And has the same weight as the contact portion 3B. In the figure, the balancer 3C is substantially spherical, as in the contact portion 3B. However, other shapes such as a cubic shape may be used as long as the balancer 3C is vibrationally balanced with the contact portion 3B.

【0016】圧電素子4は、このスタイラス3を共振さ
せる加振手段としての加振用電極4Aと、接触部3Bが
被測定物と接触するに際して生じるスタイラス3の振動
の変化を検出する検出手段としての検出用電極4Bとか
ら構成される。加振用電極4Aは駆動回路5と接続さ
れ、この駆動回路5は、スタイラス3の中心を振動の節
としてその軸方向に振動させるために加振用電極4Aに
電流を供給する。検出用電極4Bは検出回路6と接続さ
れ、この検出回路6は、検出用電極4Bで検出されるス
タイラス3の振動の変化を検出して接触部3Bが被測定
物に近接したことを検知したり、あるいは、接触部3B
が被測定物に直接接触することで検出トリガ信号を発す
る構成である。
The piezoelectric element 4 serves as a vibrating electrode 4A as vibrating means for resonating the stylus 3 and a detecting means for detecting a change in vibration of the stylus 3 generated when the contact portion 3B comes into contact with the object to be measured. And the detection electrode 4B. The excitation electrode 4A is connected to a drive circuit 5, and the drive circuit 5 supplies a current to the excitation electrode 4A to vibrate the stylus 3 in the axial direction with the center of the stylus 3 as a node of vibration. The detection electrode 4B is connected to a detection circuit 6, which detects a change in the vibration of the stylus 3 detected by the detection electrode 4B and detects that the contact portion 3B has approached the object to be measured. Or contact part 3B
Is configured to generate a detection trigger signal by directly contacting the object to be measured.

【0017】Q値制御手段7は、スタイラス3の振動の
Q値(振動の鋭さ)を変えるもので、スタイラスホルダ
2に当接離反可能とされた緩衝体8と、支持部1の他端
部に設けられ緩衝体8をスタイラスホルダ2に当接離反
駆動する駆動手段9とを備え、駆動手段9で緩衝体8を
スタイラスホルダ2から離反させて高Q値モードを設定
し、駆動手段9で緩衝体8をスタイラスホルダ2に当接
させて低Q値モードを設定する。
The Q value control means 7 changes the Q value (sharpness of the vibration) of the stylus 3, and includes a buffer 8 which can be brought into contact with and separated from the stylus holder 2, and the other end of the support 1. And a driving means 9 for driving the buffer body 8 into and out of contact with the stylus holder 2. The driving means 9 separates the buffer body 8 from the stylus holder 2 to set a high Q value mode. The low Q value mode is set by bringing the buffer 8 into contact with the stylus holder 2.

【0018】高Q値モードが設定されると、接触部3B
の被測定物への非接触時においてスタイラス3の共振の
Q値が高く維持されることになり、スタイラス3の振動
に伴って接触部3Bから発せられた振動波(超音波)が
被測定物から反射してスタイラス3の振動に影響を及ぼ
した状態が検出用電極4Bで検出される。これに対し
て、低Q値モードが設定されると、スタイラス3の振動
に伴って接触部3Bから発せられた振動波が被測定物か
ら反射してスタイラス3の振動に影響を及ぼす影響を無
視できる程度までスタイラス3の共振のQ値が低下す
る。
When the high Q value mode is set, the contact portion 3B
The Q value of the resonance of the stylus 3 is kept high when the stylus 3 is not in contact with the object to be measured, and the vibration wave (ultrasonic wave) emitted from the contact portion 3B due to the vibration of the stylus 3 is measured. The state in which the vibration reflected from the stylus 3 has affected the vibration of the stylus 3 is detected by the detection electrode 4B. On the other hand, when the low Q value mode is set, the influence of the vibration wave emitted from the contact portion 3B accompanying the vibration of the stylus 3 from the object to be measured and affecting the vibration of the stylus 3 is ignored. The Q value of the resonance of the stylus 3 is reduced to the extent possible.

【0019】第1実施形態では、図1に示される通り、
緩衝体8は、平面逆F字型に形成された略板状部材とさ
れ、その一端はスタイラスホルダ2の側面に当接可能と
された当接部8Aとされ、その他端は支持部1の他端部
との間で駆動手段9を挟持する構成である。緩衝体8の
他端側には可撓性を有する突起部8Bが設けられ、この
突起部8Bは支持部1の他端側に固定されている。緩衝
体8は、一端と突起部8Bとの寸法に比べて突起部8B
と他端との寸法が短い。駆動手段9は、圧電素子、その
他のアクチュエータから伸縮自在に構成されており、伸
長することで、矢印Pで示される方向に緩衝体8の他端
部を支持部1の他端部から離隔させる。すると、緩衝体
8は、突起部8Bを貫通する一点鎖線Cを中心として回
動し、その当接部8Aが矢印Q方向に移動してスタイラ
スホルダ2の側面に当接する(図1想像線参照)。
In the first embodiment, as shown in FIG.
The buffer body 8 is a substantially plate-shaped member formed in a flat inverted F-shape, one end of which is a contact portion 8A which can contact the side surface of the stylus holder 2, and the other end of the support portion 1. In this configuration, the driving means 9 is sandwiched between the other end. A flexible protrusion 8B is provided on the other end side of the buffer body 8, and the protrusion 8B is fixed to the other end side of the support portion 1. The cushion 8 has a protrusion 8B compared to the dimension of one end and the protrusion 8B.
And the other end are short. The driving unit 9 is configured to be expandable and contractable from a piezoelectric element and other actuators, and extends to separate the other end of the buffer 8 from the other end of the support 1 in the direction indicated by the arrow P. . Then, the buffer body 8 rotates about the dashed-dotted line C penetrating the protrusion 8B, and the contact portion 8A moves in the direction of arrow Q to contact the side surface of the stylus holder 2 (see the imaginary line in FIG. 1). ).

【0020】この構成の第1実施形態では、微細穴等の
被測定物の位置を特定するため、Q値制御手段7で高Q
値モードを設定する。そのため、駆動手段9によって緩
衝体8の当接部8Aをスタイラスホルダ2から離反させ
ておく。この状態で駆動回路5を作動して加振用電極4
Aに電流を供給する。すると、スタイラス3がその軸方
向に沿って加振され、その共振状態を検出用電極4Bで
検出される。ここで、スタイラス3の共振のQ値は高く
維持されているため、スタイラス3が被測定物に近接し
た際に、スタイラス3の振動に伴って接触部3Bから被
測定物に向けて発せられた振動波(超音波)が被測定物
から反射してスタイラス3の振動に影響を及ぼすことに
なり、この振動の変化が検出用電極4Bで検出され、検
出回路6を通じて検知される。
In the first embodiment having this configuration, in order to specify the position of an object to be measured such as a fine hole,
Set value mode. Therefore, the contact portion 8A of the buffer 8 is separated from the stylus holder 2 by the driving means 9. In this state, the drive circuit 5 is operated to drive the excitation electrode 4.
Supply current to A. Then, the stylus 3 is vibrated along its axial direction, and its resonance state is detected by the detection electrode 4B. Here, since the Q value of the resonance of the stylus 3 is kept high, when the stylus 3 approaches the measured object, the stylus 3 is emitted from the contact portion 3B toward the measured object with the vibration of the stylus 3. Vibration waves (ultrasonic waves) are reflected from the object to be measured and affect the vibration of the stylus 3, and a change in the vibration is detected by the detection electrode 4 </ b> B and detected through the detection circuit 6.

【0021】その後、被測定物の形状等を測定するた
め、Q値制御手段7で低Q値モードを設定する。そのた
め、駆動手段9によって緩衝体8の当接部8Aをスタイ
ラスホルダ2に当接させておく。測定のために、加振用
電極4Aでスタイラス3を共振させるとともに検出用電
極4Bで振動の変化を検出するが、Q値制御手段7でス
タイラス3の振動が抑制される。そのため、スタイラス
3の振動に伴って接触部3Bから被測定物に向けて発せ
られた振動波は弱く、被測定物から接触部3Bに反射し
ても、その反射波はスタイラス3の振動に影響を及ぼす
ことがない。接触部3Bが被測定物に接触すると、検出
用電極4Bで検出される信号が変化して検出トリガ信号
が発せられ、接触を検知する。
Thereafter, the low Q value mode is set by the Q value control means 7 in order to measure the shape and the like of the object to be measured. Therefore, the contact portion 8A of the buffer 8 is brought into contact with the stylus holder 2 by the driving means 9. For the measurement, the stylus 3 is resonated by the excitation electrode 4A and the change of the vibration is detected by the detection electrode 4B, but the vibration of the stylus 3 is suppressed by the Q value control means 7. Therefore, the vibration wave emitted from the contact part 3B toward the object under measurement due to the vibration of the stylus 3 is weak, and even if the vibration wave is reflected from the object to the contact part 3B, the reflected wave affects the vibration of the stylus 3 Has no effect. When the contact portion 3B comes into contact with the object to be measured, a signal detected by the detection electrode 4B changes and a detection trigger signal is issued, and the contact is detected.

【0022】従って、第1実施形態によれば、支持部
1に固定されるスタイラスホルダ2と、このスタイラス
ホルダ2に支持されるとともに先端に接触部3Bを有す
るスタイラス3と、このスタイラス3を共振させる加振
手段4Aと、接触部3Bが被測定物と接触するに際して
生じる振動の変化を検出する検出手段4Bと、スタイラ
ス3の共振のQ値を制御するQ値制御手段7とを備え、
Q値制御手段7は、接触部3Bの被測定物への非接触時
においてスタイラス3の共振のQ値を高く維持してスタ
イラス3の振動に伴って接触部3Bから発せられた振動
波が被測定物から反射してスタイラス3の振動に影響を
及ぼした状態を検出用電極4Bで検出する高Q値モード
と、スタイラス3の振動に伴って接触部3Bから発せら
れた振動波が被測定物から反射してスタイラス3の振動
に及ぼす影響を無視できる程度までスタイラス3の共振
のQ値を低下させる低Q値モードとを切り換える構成と
したから、被測定物の位置検知と被測定物の測定との双
方を一つのタッチ信号プローブ10で実現することがで
きる。換言すれば、他の検知手段を用いることなくタッ
チ信号プローブ10で被測定物を正確に認識することが
できる。その上、被測定物の測定に際しては、スタイラ
ス3の振動に伴って接触部から発せられた振動波が被測
定物に反射してスタイラスの振動に影響を及ぼすという
近接覚現象を回避できるため、測定精度を向上させるこ
とができる。
Therefore, according to the first embodiment, the stylus holder 2 fixed to the support portion 1, the stylus 3 supported by the stylus holder 2 and having the contact portion 3B at the tip, and the stylus 3 A vibrating means 4A for making the contact portion 3B come into contact with the object to be measured, a detecting means 4B for detecting a change in vibration, and a Q value control means 7 for controlling a Q value of resonance of the stylus 3.
The Q value control means 7 keeps the Q value of the resonance of the stylus 3 high when the contact portion 3B is not in contact with the object to be measured, and receives the vibration wave emitted from the contact portion 3B as the stylus 3 vibrates. A high Q value mode in which the detection electrode 4 </ b> B detects a state in which the stylus 3 is reflected by the measurement object and affects the vibration of the stylus 3, and a vibration wave emitted from the contact portion 3 </ b> B due to the vibration of the stylus 3 is measured. The mode is switched between a low Q value mode in which the Q value of the resonance of the stylus 3 is reduced to such an extent that the influence on the vibration of the stylus 3 reflected from the light is negligible, so that the position detection of the measurement object and the measurement of the measurement object are performed. Both can be realized by one touch signal probe 10. In other words, the device under test can be accurately recognized by the touch signal probe 10 without using other detection means. In addition, when measuring the object to be measured, it is possible to avoid the proximity sensation phenomenon in which the vibration wave emitted from the contact portion due to the vibration of the stylus 3 reflects on the object to be measured and affects the vibration of the stylus. Measurement accuracy can be improved.

【0023】さらに、第1実施形態では、Q値制御手
段7は、スタイラスホルダ2に当接離反可能とされた緩
衝体8と、支持部1に設けられ緩衝体8をスタイラスホ
ルダ2に当接離反駆動する駆動手段9とを備えて構成し
たから、緩衝体8をスタイラスホルダ2へ当接離反させ
ることで緩衝体8がスタイラス3に直接接触することが
ないため、スタイラス3の変形、破損等の不都合を回避
することができる。
Further, in the first embodiment, the Q-value control means 7 comprises a buffer 8 which can be brought into contact with and separated from the stylus holder 2, and a buffer 8 provided on the support portion 1 which makes contact with the stylus holder 2. Since the drive unit 9 is provided with the driving means 9 for driving the stylus 3 apart from the stylus 3, the stylus 3 is not directly in contact with the stylus 3. Can be avoided.

【0024】また、緩衝体8は、その一端がスタイラ
スホルダ2の側面に当接可能とされた当接部8Aとさ
れ、その他端は支持部1の他端部との間で駆動手段9を
挟持し、さらに、可撓性を有し支持部1に固定された突
起部8Bを他端側に設けた構成としたから、駆動手段9
の進退動作によって突起部8Bを貫通する一点鎖線Cを
中心に緩衝体8が回動操作されて一端に設けられた当接
部8Aが確実にスタイラスホルダ2の側面に当接するこ
とができる。
The buffer 8 has a contact portion 8A at one end which can contact the side surface of the stylus holder 2, and a driving means 9 between the other end and the other end of the support portion 1. Since the protrusion 8B is provided on the other end side, and the flexible projection 8B fixed to the support 1 is provided on the other end side.
The buffer body 8 is rotated around the dashed line C penetrating the projection 8B by the forward and backward movement of the stylus holder 2 so that the contact portion 8A provided at one end can reliably contact the side surface of the stylus holder 2.

【0025】さらに、緩衝体8は、一端と突起部8B
との寸法に比べて突起部8Bと他端との寸法が短く形成
されているため、駆動手段9による緩衝体8の他端と支
持部1との間の移動量が短くても、緩衝体8の一端の当
接部8Aの移動量が大きくなるので、大きな力で緩衝体
8をスタイラスホルダ2に当接させてスタイラス3の振
動を確実に抑制することができる。
Further, the buffer 8 has one end and the projection 8B.
Since the size of the protrusion 8B and the other end is formed to be shorter than the size of the buffer 8, even if the amount of movement between the other end of the buffer 8 and the support 1 by the driving means 9 is short, the buffer Since the amount of movement of the contact portion 8A at one end of the stylus 8 becomes large, the vibration of the stylus 3 can be reliably suppressed by bringing the buffer 8 into contact with the stylus holder 2 with a large force.

【0026】なお、第1実施形態では、図2に示される
通り、突起部8Bを設けることなく、緩衝体8の他端を
駆動手段9を介して支持部1に取り付ける構成でもよ
い。この構成では、矢印Pに示されるように、駆動手段
9が伸長すると、同じ方向Pに緩衝体8の当接部8Aが
移動する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the other end of the buffer 8 may be attached to the support 1 via the driving means 9 without providing the projection 8B. In this configuration, as shown by the arrow P, when the driving means 9 extends, the contact portion 8A of the buffer 8 moves in the same direction P.

【0027】次に、本発明の第2実施形態を図3に基づ
いて説明する。第2実施形態はスタイラス及びQ値制御
手段の構成が第1実施形態と相違するもので、他の構成
は第1実施形態と同じである。図3において、第2実施
形態のタッチ信号プローブ20は、前記支持部1と、こ
の支持部1に固定された前記スタイラスホルダ2と、こ
のスタイラスホルダ2に中心部が支持されたスタイラス
13と、スタイラスホルダ2に固定された前記圧電素子
4と、この圧電素子4にそれぞれ接続された前記駆動回
路5及び前記検出回路6と、支持部1に設けられたQ値
制御手段としての電磁コイル17とを備えた構成であ
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the stylus and the Q value control means, and the other configurations are the same as in the first embodiment. In FIG. 3, the touch signal probe 20 according to the second embodiment includes the support unit 1, the stylus holder 2 fixed to the support unit 1, the stylus 13 whose center is supported by the stylus holder 2, The piezoelectric element 4 fixed to the stylus holder 2, the drive circuit 5 and the detection circuit 6 connected to the piezoelectric element 4, and the electromagnetic coil 17 provided as Q-value control means provided on the support 1. It is a configuration provided with.

【0028】スタイラス13は、第1実施形態のスタイ
ラス3に比べてバランサ13Cが磁性を有する材料から
形成されている点が相違するのみで、スタイラス本体3
A及び接触部3Bの構成並びにバランサ13Cと接触部
3Bとの釣り合いの関係は第1実施形態と同じである。
Q値制御手段を構成する電磁コイル17は、支持部1の
他端部に設けられバランサ13Cに磁界を付与するもの
である。電磁コイル17は、その軸芯がスタイラス13
の軸芯と一致するように支持部1に取り付けられてお
り、その内部空間にバランサ13Cを含むスタイラス1
3の他端側が位置する構成とされる。
The stylus 13 is different from the stylus 3 of the first embodiment only in that the balancer 13C is made of a magnetic material.
A and the configuration of the contact portion 3B and the balance relationship between the balancer 13C and the contact portion 3B are the same as in the first embodiment.
The electromagnetic coil 17 constituting the Q value control means is provided at the other end of the support unit 1 and applies a magnetic field to the balancer 13C. The electromagnetic coil 17 has a shaft center of the stylus 13.
The stylus 1 is attached to the support portion 1 so as to coincide with the axis of the stylus 1 and includes a balancer 13C in its internal space.
3 is located at the other end.

【0029】この構成の電磁コイル17で低Q値モード
にするには、電磁コイル17に通電して磁性を有するバ
ランサ13Cに磁界を付与する。すると、バランサ13
Cに働く磁力によってスタイラス13の振動が拘束され
る。これに対して、高Q値モードにするには、電磁コイ
ル17によるバランサ13Cへの磁界の付与を解除す
る。すると、バランサ13Cに磁力が働かなくなるた
め、スタイラス13の振動が拘束されることがない。
In order to set the low Q value mode with the electromagnetic coil 17 having this configuration, the magnetic coil 17 is energized to apply a magnetic field to the balancer 13C having magnetism. Then, the balancer 13
The vibration of the stylus 13 is restricted by the magnetic force acting on C. On the other hand, in order to switch to the high Q value mode, the application of the magnetic field to the balancer 13C by the electromagnetic coil 17 is released. Then, the magnetic force does not act on the balancer 13C, so that the vibration of the stylus 13 is not restricted.

【0030】従って、第2実施形態では、第1実施形態
のの作用効果を奏することができる他に、次の作用効
果を奏することができる。つまり、第2実施形態では、
スタイラス13のバランサ13Cは磁性を有する構成
とし、その上、Q値制御手段は、支持部1に設けられバ
ランサ13Cに磁界を付与する電磁コイル17としたか
ら、この電磁コイル17によって、非接触状態でスタイ
ラス13の振動の制御を行うため、スタイラス13の変
形、破損等の不都合を回避することができる上、電磁コ
イル17で発生させる磁力の大きさを調整することで、
スタイラス13の振動を簡単に制御することができる。
Therefore, in the second embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the following functions and effects can be obtained. That is, in the second embodiment,
The balancer 13C of the stylus 13 is configured to have magnetism, and the Q value control means is an electromagnetic coil 17 provided on the support unit 1 and applying a magnetic field to the balancer 13C. In order to control the vibration of the stylus 13, inconveniences such as deformation and breakage of the stylus 13 can be avoided, and by adjusting the magnitude of the magnetic force generated by the electromagnetic coil 17,
The vibration of the stylus 13 can be easily controlled.

【0031】次に、本発明の第3実施形態を図4に基づ
いて説明する。第3実施形態はQ値制御手段の構成が第
1実施形態と相違するもので、他の構成は第1実施形態
と同じである。図4において、第3実施形態のタッチ信
号プローブ30は、前記支持部1と、この支持部1に固
定された前記スタイラスホルダ2と、このスタイラスホ
ルダ2に中心部が支持された前記スタイラス3と、スタ
イラスホルダ2に固定された前記圧電素子4と、この圧
電素子4にそれぞれ接続された前記駆動回路5及び前記
検出回路6と、支持部1に設けられたQ値制御手段27
とを備えた構成である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the Q value control means, and the other configurations are the same as the first embodiment. In FIG. 4, the touch signal probe 30 according to the third embodiment includes the support part 1, the stylus holder 2 fixed to the support part 1, and the stylus 3 whose center is supported by the stylus holder 2. , The piezoelectric element 4 fixed to the stylus holder 2, the drive circuit 5 and the detection circuit 6 respectively connected to the piezoelectric element 4, and a Q value control means 27 provided on the support 1.
This is a configuration including:

【0032】Q値制御手段27は、バランサ3Cを挿入
可能とするとともに内部に粘性の高い液体が収納された
チューブ28と、支持部1に進退自在に設けられチュー
ブ28をバランサ3Cに対して挿入離隔するスライダ2
9とを備えた構成である。チューブ28は、その軸芯が
スタイラス3の軸芯と一致しており、その内部に収納さ
れる粘性の高い液体は表面張力等により漏れ落ちないよ
うにされている。スライダ29は、支持部1に摺動自在
に設けられ、チューブ28をその軸芯に沿って進退させ
る。
The Q value control means 27 allows the balancer 3C to be inserted thereinto, and a tube 28 in which a highly viscous liquid is stored, and a tube 28 provided in the support portion 1 so as to be able to advance and retreat, and inserts the tube 28 into the balancer 3C. Separated slider 2
9 is provided. The axis of the tube 28 coincides with the axis of the stylus 3, so that the highly viscous liquid stored inside the tube 28 does not leak due to surface tension or the like. The slider 29 is slidably provided on the support unit 1 and moves the tube 28 back and forth along its axis.

【0033】この構成のQ値制御手段27で低Q値モー
ドにするには、矢印Rに示される通り、スライダ29に
よってチューブ28をバランサ3Cに近接させる。する
と、バランサ3Cはチューブ28の内部に挿入されるこ
とになり(想像線参照)、バランサ3Cの振動がチュー
ブ28内部の高い粘性の液体によって拘束される。これ
に対して、高Q値モードにするには、スライダ29でチ
ューブ28をバランサ3Cから離反させる。すると、ス
タイラス3の振動はチューブ28内部の液体によって拘
束されることがない。
In order to set the low Q value mode by the Q value control means 27 having this configuration, the slider 28 moves the tube 28 close to the balancer 3C as shown by the arrow R. Then, the balancer 3C is inserted into the tube 28 (see the imaginary line), and the vibration of the balancer 3C is restrained by the highly viscous liquid inside the tube 28. On the other hand, in order to set the high Q value mode, the slider 28 moves the tube 28 away from the balancer 3C. Then, the vibration of the stylus 3 is not restrained by the liquid inside the tube 28.

【0034】従って、第3実施形態では、第1実施形態
のの作用効果を奏することができる他に、次の作用効
果を奏することができる。つまり、第3実施形態では、
Q値制御手段27は、バランサ3Cを挿入可能とする
とともに内部に粘性の高い液体が収納されたチューブ2
8と、支持部1に進退自在に設けられチューブ28をバ
ランサ3Cに対して挿入離隔するスライダ29とを備え
たから、チューブ28内部に収納された液体の粘性を変
更するこで、スタイラス3の振動を簡単に制御すること
ができる。
Therefore, in the third embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the following functions and effects can be obtained. That is, in the third embodiment,
The Q-value control means 27 allows the balancer 3C to be inserted and a tube 2 containing a highly viscous liquid therein.
8 and the slider 29 which is provided on the support portion 1 so as to be able to advance and retreat, and which inserts and separates the tube 28 from the balancer 3C. Therefore, the vibration of the stylus 3 is changed by changing the viscosity of the liquid stored in the tube 28. Can be easily controlled.

【0035】次に、本発明の第4実施形態を図5に基づ
いて説明する。第4実施形態はQ値制御手段の構成が第
1実施形態と相違するもので、他の構成は第1実施形態
と同じである。図5において、第4実施形態のタッチ信
号プローブ40は、前記支持部1と、この支持部1に固
定された前記スタイラスホルダ2と、このスタイラスホ
ルダ2に中心部が支持された前記スタイラス3と、スタ
イラスホルダ2に固定された前記圧電素子4と、この圧
電素子4にそれぞれ接続された前記駆動回路5及び前記
検出回路6と、支持部1に設けられたQ値制御手段37
とを備えた構成である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the Q value control means, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. In FIG. 5, the touch signal probe 40 according to the fourth embodiment includes the support 1, the stylus holder 2 fixed to the support 1, and the stylus 3 whose center is supported by the stylus holder 2. , The piezoelectric element 4 fixed to the stylus holder 2, the drive circuit 5 and the detection circuit 6 respectively connected to the piezoelectric element 4, and a Q value control means 37 provided on the support 1.
This is a configuration including:

【0036】Q値制御手段37は、バランサ3Cと近接
離隔可能とされたブロック体38と、支持部1の他端に
設けられブロック体38をバランサ3Cに近接離隔駆動
する駆動手段39とを備えた構成である。ブロック体3
8は、バランサ3Cと対向する面が比較的大きい短寸角
柱状に形成されている。駆動手段39は、圧電素子、そ
の他のアクチュエータから伸縮自在に構成されており、
伸長することで、矢印Pで示される方向にブロック体3
8をバランサ3Cに近接させて低Q値モードが設定さ
れ、縮小することでブロック体38がバランサ3Cから
離隔して高Q値モードが設定される。低Q値モードが設
定されると、スタイラス3のバランサ3Cで発生する振
動波(超音波)がブロック体38で反射してバランサ3
Cに戻り、バランサ3Cとブロック体38との間には近
接覚現象が生じる。これに対して、高Q値モードが設定
されると、スタイラス3のバランサ3Cで発生する振動
波はブロック体38に届かず、仮に、届いてもバランサ
3Cに戻ることがないため、バランサ3Cとブロック体
38との間には近接覚現象が生じることがない。なお、
第4実施形態では、駆動手段39を伸縮自在に構成され
たものに限定されるものではなく、例えば、図6に示さ
れる通り、駆動手段390は、モータ及びモータの回転
で進退駆動する連結手段からなる駆動系から構成される
ものでもよい。
The Q value control means 37 includes a block body 38 which can be approached and separated from the balancer 3C, and a driving means 39 provided at the other end of the support portion 1 for driving the block body 38 to be approached and separated from the balancer 3C. Configuration. Block 3
Numeral 8 is formed in a short prismatic shape having a relatively large surface facing the balancer 3C. The driving means 39 is configured to be expandable and contractable from a piezoelectric element and other actuators,
By extending, the block 3 is moved in the direction indicated by the arrow P.
8 is set close to the balancer 3C to set the low Q value mode, and by reducing the size, the block body 38 is separated from the balancer 3C to set the high Q value mode. When the low Q value mode is set, the vibration wave (ultrasonic wave) generated by the balancer 3C of the stylus 3 is reflected by the block body 38 and
Returning to C, a proximity sensation phenomenon occurs between the balancer 3C and the block body 38. On the other hand, when the high Q value mode is set, the vibration wave generated in the balancer 3C of the stylus 3 does not reach the block body 38, and even if it does, the vibration wave does not return to the balancer 3C. The proximity sensation phenomenon does not occur with the block body 38. In addition,
In the fourth embodiment, the driving unit 39 is not limited to a telescopically configured unit. For example, as shown in FIG. 6, the driving unit 390 includes a motor and a coupling unit that is driven forward and backward by rotation of the motor. May be constituted by a drive system composed of

【0037】従って、第4実施形態では、第1実施形態
のの作用効果を奏することができる他に、次の作用効
果を奏することができる。つまり、第4実施形態では、
Q値制御手段37は、バランサ3Cと近接離隔可能と
されたブロック体38と、支持部1の他端に設けられブ
ロック体38をバランサ3Cに近接離隔駆動する駆動手
段39とを備えて構成されたから、ブロック体38をバ
ランサ3Cへ近接離隔させることでブロック体38とバ
ランサ3Cとの間で生じる近接覚現象を利用し、スタイ
ラス3の振動のQ値を確実に制御することができる。そ
の上、非接触状態でスタイラス3の振動の制御を行うた
め、スタイラス3の変形、破損等の不都合を回避するこ
とができる。
Therefore, in the fourth embodiment, in addition to the functions and effects of the first embodiment, the following functions and effects can be obtained. That is, in the fourth embodiment,
The Q-value control means 37 is configured to include a block body 38 capable of approaching and separating from the balancer 3C, and a driving means 39 provided at the other end of the support unit 1 to drive the block body 38 to approach and separate from the balancer 3C. Therefore, the Q value of the vibration of the stylus 3 can be reliably controlled by using the proximity sensation phenomenon generated between the block body 38 and the balancer 3C by moving the block body 38 close to and away from the balancer 3C. In addition, since the vibration of the stylus 3 is controlled in a non-contact state, inconveniences such as deformation and breakage of the stylus 3 can be avoided.

【0038】なお、本発明は前述の前記各実施形態に限
定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲
であれば次に示す変形例を含むものである。例えば、前
記各実施形態では、Q値制御手段7,17,27,37
は支持部1に直接取り付けられていたが、本発明では、
支持部1の近傍に取り付けられるものであってもよい。
例えば、第3実施形態の場合では、図7に示される通
り、測定機本体Mに支持部1を取り付け、Q値制御手段
270を支持部1の近傍の測定機本体Mに取り付ける。
このQ値制御手段270は、測定機本体Mに取り付けら
れた取付部271と、前記チューブ28と、このチュー
ブ28に取り付けられた取付部272と、これらの取付
部271,272との間に設けられチューブ28を矢印
P方向に進退させる圧電素子、その他のアクチュエータ
からなる駆動手段273とから構成される。
The present invention is not limited to the above embodiments, but includes the following modifications as long as the object of the present invention can be achieved. For example, in the above embodiments, the Q value control means 7, 17, 27, 37
Was directly attached to the support portion 1, but in the present invention,
It may be attached near the support portion 1.
For example, in the case of the third embodiment, as shown in FIG. 7, the support 1 is attached to the measuring device main body M, and the Q value control means 270 is attached to the measuring device main body M near the supporting portion 1.
The Q value control means 270 is provided between the mounting portion 271 mounted on the measuring instrument body M, the tube 28, the mounting portion 272 mounted on the tube 28, and the mounting portions 271 and 272. And a driving means 273 composed of a piezoelectric element for moving the tube 28 back and forth in the direction of arrow P and other actuators.

【0039】また、本発明では、前記各実施形態のQ値
制御手段を適宜組み合わせてスタイラス3の振動のQ値
を制御するものでもよい。さらに、前記各実施形態で
は、三次元測定機に適用した例について説明したが、本
発明では、これに限らず、ハイトゲージ(一次元測定
機)、二次元測定機、輪郭測定機等に適用することも可
能である。また、加振手段及び検出手段として圧電素子
4の加振用電極4A及び検出用電極4Bとしたが、本発
明では、これに限らず、他のアクチュエータでもよい。
In the present invention, the Q value of the vibration of the stylus 3 may be controlled by appropriately combining the Q value control means of the above embodiments. Further, in each of the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a three-dimensional measuring machine is described. However, the present invention is not limited to this, and is applied to a height gauge (one-dimensional measuring machine), a two-dimensional measuring machine, a contour measuring machine, and the like. It is also possible. In addition, although the vibrating means and the detecting means are the vibrating electrode 4A and the detecting electrode 4B of the piezoelectric element 4, the present invention is not limited to this, and other actuators may be used.

【0040】さらに、第2実施形態では、スタイラス1
3のバランサ13Cを磁性を有する材質とし、かつ、電
磁コイル17に通電をしたが、本発明では、スタイラス
13のバランサ13Cを磁石から構成してもよく、この
場合、電磁コイル17は通電しない状態とする。この変
形例では、スタイラス13の振動に伴って電磁コイル1
7に電流が流れることになり、エネルギー損失を起こさ
せて振動のQ値を抑制するものでもよい。
Further, in the second embodiment, the stylus 1
The balancer 13C of No. 3 is made of a material having magnetism, and the electromagnetic coil 17 is energized. However, in the present invention, the balancer 13C of the stylus 13 may be formed of a magnet, and in this case, the electromagnetic coil 17 is not energized. And In this modification, the electromagnetic coil 1 is driven by the vibration of the stylus 13.
7, a current may flow, causing energy loss to suppress the Q value of vibration.

【0041】[0041]

【発明の効果】従って、本発明では、スタイラスの振動
に伴って接触部から発せられた振動波が被測定物に反射
してスタイラスの振動に影響を及ぼすという近接覚現象
を回避して正確な測定を行えるとともに、他の検知手段
を用いることなく被測定物の位置を正確に認識すること
ができるという効果を奏することができる。
According to the present invention, therefore, the proximity sensation phenomenon in which the vibration wave emitted from the contact portion due to the vibration of the stylus is reflected on the object to be measured and affects the vibration of the stylus is avoided. The measurement can be performed, and the position of the measured object can be accurately recognized without using another detection unit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態にかかるタッチ信号プロ
ーブの斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a touch signal probe according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施形態のタッチ信号プローブの変形例を
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a modification of the touch signal probe of the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施形態にかかるタッチ信号プロ
ーブの斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a touch signal probe according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施形態にかかるタッチ信号プロ
ーブの一部破断した正面図である。
FIG. 4 is a partially cutaway front view of a touch signal probe according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施形態にかかるタッチ信号プロ
ーブの斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a touch signal probe according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】第4実施形態のタッチ信号プローブの変形例を
示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a modification of the touch signal probe of the fourth embodiment.

【図7】本発明の変形例にかかるタッチ信号プローブの
正面図である。
FIG. 7 is a front view of a touch signal probe according to a modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持部 2 スタイラスホルダ 3 スタイラス 3A スタイラス本体 3B 接触部 3C バランサ 4 圧電素子 4A 加振手段(加振用電極) 4B 検出手段(検出用電極) 7,17,27,37,270 Q値制御手段 8 緩衝体 9,39,390 駆動手段 10,20,30,40 タッチ信号プローブ 28 チューブ 29 スライダ 38 ブロック体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support part 2 Stylus holder 3 Stylus 3A Stylus main body 3B Contact part 3C Balancer 4 Piezoelectric element 4A Vibration means (vibration electrode) 4B Detection means (detection electrode) 7,17,27,37,270 Q value control means 8 Buffer Body 9,39,390 Driving means 10,20,30,40 Touch signal probe 28 Tube 29 Slider 38 Block body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA02 AA04 AA14 AA41 CA09 CA28 EB02 EB12 EC00 GA29 JA01 LA05 LA06 2F069 AA02 AA04 AA42 AA61 DD06 DD19 GG01 GG62 HH01 JJ06 JJ07 JJ08 LL02 MM04 MM32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2F063 AA02 AA04 AA14 AA41 CA09 CA28 EB02 EB12 EC00 GA29 JA01 LA05 LA06 LA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】支持部に固定されるスタイラスホルダと、
このスタイラスホルダに支持されるとともに先端に被測
定物と接触する接触部を有するスタイラスと、このスタ
イラスを共振させる加振手段と、前記接触部が被測定物
と接触するに際して生じる振動の変化を検出する検出手
段と、前記スタイラスの共振のQ値を制御するQ値制御
手段とを備え、このQ値制御手段は、前記接触部の被測
定物への非接触時において前記スタイラスの共振のQ値
を高く維持して前記スタイラスの振動に伴って前記接触
部から発せられた振動波が被測定物から反射して前記ス
タイラスの振動に影響を及ぼした状態を前記検出手段で
検出する高Q値モードと、前記スタイラスの振動に伴っ
て前記接触部から発せられた振動波が被測定物から反射
して前記スタイラスの振動に及ぼす影響を無視できる程
度まで前記スタイラスの共振のQ値を低下させる低Q値
モードとを切り換えることを特徴とするタッチ信号プロ
ーブ。
A stylus holder fixed to a supporting portion;
A stylus which is supported by the stylus holder and has a contact portion at its tip for contacting the object to be measured, vibrating means for resonating the stylus, and detecting a change in vibration generated when the contact portion comes into contact with the object to be measured And a Q-value control means for controlling a Q-value of resonance of the stylus, the Q-value control means comprising a Q-value of resonance of the stylus when the contact portion does not contact the object to be measured. High Q value mode in which the detecting means detects a state in which the vibration wave emitted from the contact portion is reflected from the object to be measured and influences the vibration of the stylus with the vibration of the stylus being kept high. The stylus vibrates from the contact portion with the vibration of the stylus, and reflects the stylus to such an extent that the influence on the vibration of the stylus is negligible. Touch signal probe, characterized in that switching between low-Q mode to lower the Q value of the resonance of the scan.
【請求項2】請求項1に記載のタッチ信号プローブにお
いて、前記Q値制御手段は、前記スタイラスホルダに当
接離反可能とされた緩衝体と、前記支持部又は前記支持
部近傍に設けられ前記緩衝体を前記スタイラスホルダに
当接離反駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする
タッチ信号プローブ。
2. The touch signal probe according to claim 1, wherein said Q value control means is provided at a buffer which can be brought into contact with and separated from said stylus holder, and said support is provided at or near said support. A touch signal probe comprising: driving means for driving the buffer to contact and separate from the stylus holder.
【請求項3】請求項1に記載のタッチ信号プローブにお
いて、前記スタイラスは、前記接触部が一端に設けられ
た略柱状のスタイラス本体と、このスタイラス本体の他
端に設けられ前記接触部と振動的に釣り合うとともに磁
性を有するバランサとを備え、前記Q値制御手段は、前
記支持体又は前記支持体近傍に設けられ前記バランサに
磁界を付与する磁界付与機構を備えたことを特徴とする
タッチ信号プローブ。
3. The touch signal probe according to claim 1, wherein the stylus has a substantially column-shaped stylus main body provided with the contact portion at one end, and vibrates with the contact portion provided at the other end of the stylus main body. And a balancer having magnetic balance and magnetic properties, wherein the Q value control means includes a magnetic field applying mechanism provided near the support or the support and applying a magnetic field to the balancer. probe.
【請求項4】請求項1に記載のタッチ信号プローブにお
いて、前記スタイラスは、前記接触部が一端に設けられ
た略柱状のスタイラス本体と、このスタイラス本体の他
端に設けられ前記接触部と振動的に釣り合うバランサと
を備え、前記Q値制御手段は、前記バランサと近接離隔
可能とされたブロック体と、前記支持部又は前記支持部
近傍に設けられ前記ブロック体を前記バランサに近接離
隔駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするタッチ
信号プローブ。
4. The stylus according to claim 1, wherein the stylus has a substantially columnar stylus main body provided with the contact portion at one end, and the stylus vibrates with the contact portion provided at the other end of the stylus main body. And a Q-value control means, wherein the Q-value control means is provided with a block body capable of approaching / separating from the balancer, and is provided at the support portion or near the support portion and drives the block body to approach / separate from the balancer. A touch signal probe comprising: driving means.
【請求項5】請求項1に記載のタッチ信号プローブにお
いて、前記スタイラスは、前記接触部が一端に設けられ
た略柱状のスタイラス本体と、このスタイラス本体の他
端に設けられ前記接触部と振動的に釣り合うバランサと
を備え、前記Q値制御手段は、前記バランサを挿入可能
とするとともに内部に粘性の高い液体が収納されたチュ
ーブと、前記支持部又は前記支持部近傍に進退自在に設
けられ前記チューブを前記バランサに対して挿入離隔す
るスライダとを備えたことを特徴とするタッチ信号プロ
ーブ。
5. The touch signal probe according to claim 1, wherein the stylus has a substantially columnar stylus body provided with the contact portion at one end, and vibrates with the contact portion provided at the other end of the stylus body. A balancer, and the Q value control means is provided with a tube in which the balancer can be inserted and in which a highly viscous liquid is housed, and the support portion or in the vicinity of the support portion, which can move forward and backward. A touch signal probe comprising: a slider that inserts and separates the tube from the balancer.
JP10226943A 1998-08-11 1998-08-11 Touch signal probe Withdrawn JP2000055607A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10226943A JP2000055607A (en) 1998-08-11 1998-08-11 Touch signal probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10226943A JP2000055607A (en) 1998-08-11 1998-08-11 Touch signal probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000055607A true JP2000055607A (en) 2000-02-25

Family

ID=16853054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10226943A Withdrawn JP2000055607A (en) 1998-08-11 1998-08-11 Touch signal probe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000055607A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6516669B2 (en) * 2000-05-15 2003-02-11 Mitutoyo Corporation Vibration-type contact detection sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6516669B2 (en) * 2000-05-15 2003-02-11 Mitutoyo Corporation Vibration-type contact detection sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6668627B2 (en) Sensor apparatus with magnetically deflected cantilever
JP3401444B2 (en) Fine shape measuring device
JPH11108940A (en) Scanning probe microscope
JP4436665B2 (en) Measuring probe and shape measuring method
JP3819250B2 (en) Excitation contact detection sensor
JP2625364B2 (en) Touch signal probe
JP3130289B2 (en) Touch signal probe
JP2510015B2 (en) An acoustic scanning microscope for inspecting objects in the near field of a resonant acoustic oscillator.
JP2000055607A (en) Touch signal probe
JP4856426B2 (en) Micro structure inspection apparatus and micro structure inspection method
KR101107511B1 (en) Apparatus for inspecting sample and control method using the same
JP4680196B2 (en) Method and apparatus for exciting non-contact torsional vibrations in a spring cantilever with one side fixed in an atomic force microscope
JP2003083741A (en) Surface shape-measuring machine
JP2000171381A (en) Cantilever
EP2120037B1 (en) Measuring probe for a scanning microscope and method of operation thereof
JPH08247743A (en) Contact detection element and method and instrument for measuring surface shape
JPH10176902A (en) Touch signal probe
JP2002090134A (en) Minute shape measuring device
JP2004061362A (en) Hand tool for measuring length
EP2120036B1 (en) Measuring probe having one or more support elements for a measuring instrument
JPH09113251A (en) Touch signal probe
JPH0387637A (en) Surface characteristic measuring instrument
WO1998057119A1 (en) Improved stylus profiler and array
JPH1138021A (en) Scanning probe microscope and approach mechanism thereof
JPH01295161A (en) Electromagnetic ultrasonic wave measuring instrument

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20051101