JPH07243846A

JPH07243846A - 変位測定プローブ

Info

Publication number: JPH07243846A
Application number: JP6101590A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Shinada; 伸宏品田; Yasuo Suzuki; 康夫鈴木; Osamu Arai; 治荒井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-01-11
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で簡単な構造を有し、接触子の振動が変
位検出部に伝わらず、倣い測定が高精度に行える変位測
定プローブを提供する。【構成】保持部材１４は、接触子を保持する一端と接
触子の変位を検出する検知手段３７の係合位置との間に
設けられた振動手段４２は、振動手段４２と測定子１と
の機械的固有振動数で測定子１を振動させる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変位測定プローブに関
するものである。さらに詳しくは三次元座標測定機に装
備され、被測定物に接触させて形状を測定する変位プロ
ーブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、変位測定プローブは三次元座標測
定機に装備され、被測定物の形状の倣い測定に使用され
ている。この測定法では、測定子を被測定物の表面に接
触させながら測定子の変位が或る一定値となるように、
プローブを取付けた三次元座標測定機を制御して、被測
定物の形状を倣いながら測定する。この際、測定子と被
測定物の表面との間の摩擦が大きいと、測定子が被測定
物の表面を滑らかに倣い移動することができず、測定子
が停止したり、飛び跳ねたりして測定誤差を大きくする
原因となっていた。

【０００３】この問題を解決するための技術の１例が、
日経メカニカル１９９２．５．１８号の９７〜９８ペ
ージに記載されている。これは図６に示すように、測定
子１０１を先端に有する測定子軸１０２は薄板弾性体１
０３、１０４によって支持され、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向
（Ｙ方向は不図示）に変位可能となっており、その変位
は差動トランスの変位検出部１０５、１０６により検出
される。測定子軸１０２の上端に設けられたモータ１０
７により偏心円板１０８を回転させ、その遠心力を利用
して測定子軸１０２に振動を与える。この振動が測定子
１０１に伝わり、測定子１０１と被測定物表面との間の
摩擦を軽減させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した従来の
技術においては、モータ及び偏心円板を取り付けるため
に構造が複雑になり、装置全体が大型化し、且つ質量の
大きい測定子軸全体を振動させるために変位検出部にも
振動が伝わり、この振動が誤差の重要な原因となると言
う問題があった。又振動周波数と測定子部分の機械的固
有振動数との関係を適正にし、測定子を円滑な倣い移動
させるための配慮がなされていなかった。

【０００５】本発明は上記の課題に鑑み、小型で簡単な
構造を有し、接触子の振動が検出手段に伝わらず、倣い
測定が高精度に行え、併せて、振動周波数が適正になる
ように構成された変位測定プローブを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、被測定物の表面に接触しながら倣い移動する接触
子と、一端において前記接触子を保持する保持部材と、
前記保持部材の他端に取り付けられ、前記接触子の変位
を受けて変形する変形手段と、前記変形手段に係合して
前記接触子の変位を検知する検知手段と、を具備する変
位測定プローブにおいて、前記保持部材は、前記接触子
を円滑に倣い移動させるために振動させる振動手段を具
備することを特徴とするものである。

【０００７】この構成にあっては、以下の構成が好まし
い。即ち、更に前記振動手段は、前記保持部材の全部を
形成していることが好ましい。また、前記振動手段は前
記保持部材の一部を形成していることが好ましい。更
に、前記振動手段は、前記保持部材と前記接触子とに隣
接する位置に形成されていることが好ましい。また、更
に前記振動手段は圧電素子からなることが好ましい。更
に、前記変形手段は、水平の一方向に変形可能な第１の
変形手段と、前記第１の変形手段に係合し、水平の他の
方向に変形可能な第２の変形手段と、前記第２の変形手
段に係合し、且つ前記保持部材の他端が取り付けられ、
垂直方向に変形する第３の変形手段とからなり、前記検
知手段は、前記第１の変形手段に係合して前記一方向の
変位を検知する第１の検知手段と、前記第２の変形手段
に係合して前記他の方向の変位を検知する第２の検知手
段と、前記第３の変形手段に係合して前記垂直方向の変
位を検知する第３の検知手段とからなることが望まし
い。

【０００８】請求項７に記載された発明は、被測定物の
表面に接触しながら倣い移動する接触子と、一端におい
て前記接触子を保持する保持部材と、前記保持部材の他
端に取り付けられ、前記接触子の変位を受けて変形する
変形手段と、前記変形手段に係合して前記接触子の変位
を検知する検知手段とを具備する変位測定プローブにお
いて、前記接触子を振動させて円滑に倣い移動させる
ために、前記保持部材の全部又は一部を形成している振
動手段と、前記振動手段の振動周波数を前記振動手段と
前記接触子との機械的固有振動数に一致するように制御
する振動周波数制御手段とを具備することを特徴とする
ものである。

【０００９】この構成にあっては、以下の構成が好まし
い。即ち、前記振動手段と前記接触子との機械的固有振
動数と、前記振動手段の振動周波数との共振状態を検出
する検出手段を具備し、前記振動周波数制御手段は、前
記検出手段により検出された前記共振状態に基づいて、
前記振動周波数を制御することが好ましい。また、前記
振動手段は圧電素子からなり、前記検出手段は前記圧電
素子の電極間の電気特性を監視して前記共振状態を検出
するが好ましい。

【００１０】

【作用】請求項１に記載された発明では、接触子は保持
部材に保持された状態で、保持部材が有する振動手段に
より振動して、被測定物の表面に接触しながら倣い移動
する。接触子の変位は変形手段を介して検知手段により
検知され、測定される。

【００１１】請求項７に記載された発明では、振動周波
数制御手段が振動手段の振動周波数を振動手段と接触子
との機械的固有振動数に一致するように制御され、又検
出手段により検出された共振状態は振動周波数制御手段
にフィードバックされる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。図
１は本実施例の側面図を示している。三次元測定機のＺ
軸スピンドル（不図示）にはプローブホールダ１１が取
り付けられている。変位測定プローブのプローブ本体１
４の上部にシャンク１２が設けられており、シャンク１
２をＺ軸スピンドル（不図示）に取り付けられたプロー
ブホールダ１１に挿入し、プローブ本体１４を保持して
いる。その先端にはカバー１３がプローブ本体１４を覆
って保護している。カバー１３上部には脚１５が固定さ
れ、脚１５を介して固定部材１６が固設されている。

【００１３】固定部材１６から板バネ１７が２枚対向し
て設けられ、それぞれには板バネ中継部材１８が対向し
て垂直下方に垂下している。板バネ中継部材１８の下部
にはそれぞれ対向して設けられている板バネ１９を介し
てＸ軸変位部材２０が設けられている。Ｘ軸変位部材２
０は板バネ１７及び板バネ１９の弾性力に付勢されて、
水平のＸ方向に復元的に変位可能となっている。

【００１４】固定部材１６とＸ軸変位部材２０との間に
は、Ｘ方向の変位を検出する変位検知手段が設けられて
いる。すなわち、固定部材１６には下方に向かってエン
コーダヘッド２１が固設され、Ｘ軸変位部材２０には上
方に向かってエンコーダスケール２２が固設されてい
る。詳述すれば、エンコーダヘッド２１は、発光部と受
光部とを有しており、発光部と受光部との間に、エンコ
ーダスケール２２が配置されている。従って、Ｘ軸変位
部材２０のＸ軸変位はエンコーダスケール２２の変位と
して板バネ１７、板バネ中継部材１８、板バネ１９を介
してエンコーダヘッド２１で読み取られるようになって
いる。

【００１５】Ｘ軸変位部材２０から板バネ２３が２枚対
向して（一方は不図示）、板バネ１７と直角に交わる角
度位置に垂下して設けられ、それぞれには板バネ中継部
材２４が対向して垂下している。板バネ中継部材２４の
下部にはそれぞれ対向して設けられている板バネ２６を
介してＹ軸変位部材２７が設けられている。Ｙ軸変位部
材２７は板バネ２３及び板バネ２６の弾性力に付勢され
て、水平のＹ方向に復元的に変位可能となっている。

【００１６】Ｘ軸変位部材２０とＹ軸変位部２７との間
には、Ｙ方向の変位を検出する変位検知手段が設けられ
ている。すなわち、Ｘ軸変位部材２０には下方に向かっ
てエンコーダヘッド２８が固設され、Ｙ軸変位部材２７
には上方に向かってエンコーダスケール２９が固設され
ている。詳述すれば、エンコーダヘッド２８は、発光部
と受光部とを有しており、発光部と受光部との間に、エ
ンコーダスケール２９が配置されている。従って、Ｙ軸
変位部材２７のＹ軸変位はエンコーダスケール２９の変
位として板バネ２３、板バネ中継部材２４、板バネ２５
を介してエンコーダヘッド２８で読み取られるようにな
っている。

【００１７】Ｙ軸変位部材２７には、Ｙ軸変位部の一端
から下方に延在する板部３０が形成され、板部３０と対
向する板部３１を有するＺ軸変位部材３２が設けられて
いる。板部３０から板バネ３３が２枚対向して、水平
（紙面左右方向）に設けられ、それぞれには板バネ中継
部材３４が対向して水平に設けられている。板バネ中継
部材３４の板バネ３３と係合する側と反対側にそれぞれ
対向して設けられている板バネ３５を介してＺ軸変位部
材３２の板部３１と係合している。

【００１８】Ｙ軸変位部材２７とＺ軸変位部材３２との
間には、Ｚ方向の変位を検出する変位検知手段が設けら
れている。Ｙ軸変位部材２７には水平方向に向かってエ
ンコーダヘッド３６が固設され、Ｚ軸変位部材３２には
水平方向に向かってエンコーダスケール３７が固設され
ている。詳述すれば、エンコーダヘッド３６は、発光部
と受光部とを有しており、発光部と受光部との間に、エ
ンコーダスケール３７が配置されている。従って、Ｚ軸
変位部材３２のＺ軸変位はエンコーダスケール３７の変
位として板バネ３２、板バネ中継部材３３、板バネ３４
を介してエンコーダヘッド３６で読み取られるようにな
っている。

【００１９】Ｚ軸変位部材３２には突出部４０が設けら
れ、突出部４０は、固定部材１６からワイヤ４１でコイ
ルバネ５０を介し吊下げられている。ワイヤ４１は固定
部材１６に設けられたプーリ４３、４４及び歯車５１、
５２を介し、モータ４７に駆動され、Ｚ軸変位部材３２
を所定位置に保持するようになっている。Ｚ軸変位部材
３２は板バネ３３、板バネ３５及びコイルバネ５０の弾
性力に付勢されて、Ｚ方向に復元的に変位可能となって
いる。

【００２０】Ｚ軸変位部材３２には下方に向かって保持
部材としての測定子軸２の一端が植設され、測定子軸２
の他端には振動子４２を介して測定子１が取り付けられ
ている。

【００２１】測定子１は図２に示すようにほぼ球形をな
している。表面の一点で被測定物に接触し倣い移動する
部材であり、測定子軸２の先端に支持されている。振動
子４２は測定子軸２と測定子１との間に設けられてい
る。振動子４２は比較的低電圧で変位量が大きい積層型
圧電セラミックからなる圧電セラミック部４２ａと、そ
れを測定子軸２の軸方向に両側から挟む電極４２ｂ及び
電極４２ｃとから形成されている。測定子軸２から電極
４２ｂ、圧電セラミック部４２ａ、電極４２ｃ、測定子
１まで互いに接着固定されている。

【００２２】この振動子４２は円柱形状をしており、そ
して一端が測定子軸２の先端に取り付けられ、他端には
測定子１が取り付けられるのが望ましい。このようにす
れば円滑な倣い（摺動）移動させることができる。

【００２３】振動子４２には信号線４８を介して駆動回
路４５が接続されており、駆動回路４５には交流電源４
６が接続されている。この信号線４８は、測定子軸２の
内部を通しても良いし、測定子軸２の周囲をはわせても
良い。はわせた後はカバーを取り付けて外観を良くする
ことが望ましい。

【００２４】すなわち、駆動回路４５は交流電源４から
の交流電圧を電極４２ｂ、４２ｃに印加し振動子４２を
振動させる。なお本実施例では圧電セラミック部４２ａ
は、測定子軸２の軸方向に積層された積層型圧電セラミ
ックを有しているため、電極４２ｂ、４２ｃに交流電圧
が印加されると測定子軸２の軸方向に振動（収縮膨張）
する。

【００２５】次に、共振状態を検出し、フィードバック
する回路について図３により説明する。測定子１は被測
定物７０に接触し変位する。測定子軸２に設けられた圧
電セラミック部４２ａに交流電圧を印加する電極４２
ｂ、４２ｃから駆動回路４５に接続する信号線４８は分
岐して位相差検出手段６１に接続し、振動子４２の電極
間の電圧と電流の位相差は位相差検出手段６１に伝達さ
れる。位相差検出手段６１にはＣＰＵ６２が接続し、検
出された電圧と電流の位相差の変化はＣＰＵ６２に伝達
される。ＣＰＵ６２は交流電源４６に接続し、交流電源
４６の周波数を変化させる。

【００２６】共振状態における周波数と振幅の関係を図
４により説明する。周波数ｆを横軸に、振幅Ａを縦軸に
とり、電極４２ｂ、４２ｃの間に印加する交流電圧をＥ
とすると、周波数−振幅曲線は周波数ｆの増大と共に振
幅Ａが増大し、共振周波数付近で急激に振幅は大きくな
り、共振周波数ｆ０において極大値を取り、それより周
波数ｆが増大すると振幅Ａが減少するような鋭く尖った
曲線となる。測定子１が被測定物７０に接触し円滑に倣
い移動するに必要な振幅の大きさがＡ０の場合、印加電
圧Ｅ０で周波数を共振周波数ｆ０とすれば、必要な振幅
Ａ０が得られる。もし測定子を共振周波数でないｆ１で
振動させようとすると、印加電圧Ｅ１による周波数−振
幅曲線は、印加電圧Ｅ０の場合に比べてなだらかな曲線
となり、振幅Ａ０を得るためには、Ｅ１はＥ０より大き
くしなくてはならない。

【００２７】次に動作に付いて説明する。Ｘ軸方向変位
部材２０、Ｙ軸方向変位部材２７、Ｚ軸方向変位部材３
２の各エンコーダヘッドとエンコーダスケールは測定子
１と測定対象物の表面との接触量を見ているものであ
る。すなわち、本実施例における変位測定プローブを三
次元測定機などの座標測定機に取り付けて、測定対象物
の表面形状を測定する場合を例に、以下説明する。

【００２８】三次元測定機のプローブホールダ１１に変
位測定プローブのシャンク１２が取り付けられる。そし
て、測定子１を測定対象物の表面に接触させて、変位測
定プローブを移動させると、測定子１は形状に従って倣
い移動する。測定子１は測定子軸２とプローブ本体１４
を介しプローブホールダ１１に支持されているから、倣
い移動の際プローブホールダ１１の移動方向に応じて測
定子１が所定の方向に変位する。その変位量は、Ｘ方向
の変位量はエンコーダヘッド２１とエンコーダスケール
２２により、Ｙ方向の変位量はエンコーダヘッド２８と
エンコーダスケール２９により、Ｚ方向の変位量はエン
コーダヘッド３６とエンコーダスケール３７によりそれ
ぞれ測定される。

【００２９】各方向の変位量に基づいて三次元測定機を
駆動し、変位測定プローブを移動する。詳述すると、測
定子１が測定対象物の表面形状に応じて、Ｘ方向、Ｙ方
向、Ｚ方向に変位するが、その変位量が所定値、例えば
１ｍｍ程度になるように三次元測定機を駆動する。即
ち、変位測定プローブのエンコーダヘッドとエンコーダ
スケールとから所定値である変位量が検出されると、三
次元測定機のＺ軸スピンドルが変位測定プローブ内の変
位量を所定値に保つように移動する。従って三次元測定
機本体における測定子１の移動量と、変位測定プローブ
における変位量（上述した所定値）とを加算したものが
測定対象物の表面形状の測定値になる。

【００３０】測定子１が測定対象物の表面を倣い移動す
るとき、交流電源４６を入れ、駆動回路４５から交流電
圧を電極４２ｂ、４２ｃに印加すると、振動子４２のセ
ラミック部４２ａが両電極の方向に収縮膨張し、測定子
１は測定子軸２の軸方向に振動するから、測定対象物に
対して所定の押圧力で接触する状態と、非接触の状態と
が繰り返される。測定子１が何らかの原因で、例えば測
定子１と測定対象物との間の摩擦抵抗が大きい場合、測
定対象物の表面にひっかかり円滑に移動しないことが起
こった時は、非接触の状態で測定子が測定対象物から離
れ、もし離れなくても接触の押圧力が小さくなるから、
測定子１のひっかかりは解除され、移動は円滑に行われ
る。振動の振幅は被測定物の面性状に依存するが通常数
μｍ程度が適当である。

【００３１】振動子４２の設置位置は、最下部のＺ軸方
向の変位を検出するための部材であるエンコーダスケー
ル３７を固定するＺ軸変位部材３２に設けられた測定子
軸２である必要がある。もし振動子４２をＸ軸変位部材
２０、Ｙ軸変位部材２７に設置すると途中に介在する弾
性部材（本実施例における板バネ）のために振動子４２
の振動が測定子１に伝わらなくなるからである。従って
振動子４２はできるだけ測定子１に近接した位置がよ
い。また振動子４２がＸ軸変位部材２０、Ｙ軸変位部材
２７に設置されると、エンコーダスケール３７を振動さ
せて著しく精度は低下してしまう。尚、本実施例では、
測定子軸２とＺ軸変位部材３２との質量比が大きく異な
る為、測定子軸２の振動子４２の振動がエンコーダスケ
ール３７に伝わることはない。

【００３２】次に、測定子１が被測定物７０に接触し変
位する動作に伴う、共振状態のフィードバックについて
説明する。先ずＣＰＵ６２は、測定子１が振動子４２と
測定子１とから合成された合成部分（不図示）の共振周
波数（機械的固有振動数と同じ、以下共振周波数を使用
する場合がある）で振動するように、交流電源４６の周
波数をその共振周波数と一致させて設定すると、駆動回
路４５はその周波数で、振動子４２の電極４２ｂ、４２
ｃ間に交流電圧を印加する。振動子４２の圧電セラミッ
ク部４２ａはその周波数で伸縮し、振動が発生する。

【００３３】測定子１の質量は振動子４２の質量に比べ
ると小さいが、無視し得る程ではないから、振動子４２
と測定子１とから合成された合成部分（不図示）の共振
周波数で振動するようにする。共振周波数で振動するよ
うにすると、駆動回路４５のゲインを大きくしなくて
も、測定子１の振幅は最も大きくなる。言い換えれば、
円滑な倣い移動のために所要の振幅を得るための駆動回
路４５のゲインは、共振周波数で振動するとき最も小さ
く、消費電力も小さくて済むから振動子４２等に発生す
る熱量は小さく、測定子１等の熱膨張による測定誤差が
小さくなる。従って共振周波数による振動は測定精度低
下の恐れを減少する。

【００３４】次に測定子１を被測定物７０に接触させ、
変位させると、測定子１の振動数は被測定物７０の影響
を受け、共振周波数から離れるような力が作用する。振
動子４２では、交流電源４６からの電流の位相と、電極
４２ｂ、４２ｃ間に印加される電圧の位相との間の位相
差は、共振状態での極小値から増大して変化する。

【００３５】位相差検出手段６１はこの位相差を検出し
て、位相差の変化をＣＰＵ６２に伝達する。ＣＰＵ６２
は位相差を共振状態における一定の大きさに保持するよ
うに、交流電源４６の周波数を維持させる。このように
して共振状態が保持される。

【００３６】次に第２の実施例について図５により説明
する。第２の実施例は、Ｚ軸変位部材３２より上部の構
成及び共振周波数のフィードバック機構は上述した一実
施例と同一であり、振動子４２及び測定子１の部分が異
なるのみであので説明の詳述は省略する。本実施例では
図１の示す測定子軸２に相当するものは存在せず、振動
子４２が直接Ｚ軸変位部材３２に取り付けられている。
これは言い換えると振動子４２が測定子軸２を形成して
いるのと同等の状態である。振動子４２及び測定子１の
合成部分（不図示）の共振周波数で振動させると、質量
の大きいＺ軸変位部材３２より上部の構成部分と無関係
に、測定子１は倣い移動のために良好な状態で振動す
る。

【００３７】各実施例において、エンコーダスケールと
エンコーダヘッドとに代えて、他の変位センサを使用
し、又適当なダンパ、例えばマグネットと銅板とからな
る磁気ダンパを設けてもよい。

【００３８】又、各実施例において、共振周波数のフィ
ードバック機構は上述したものに限定されるものではな
い。

【００３９】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載された発明によ
れば、接触子は保持部材に保持された状態で、保持部材
が有する振動手段により振動しながら、被測定物の表面
に接触しながら倣い移動する。接触子の変位は小型で簡
単な構造を有する変形手段を介して検知手段により検知
され、測定される。このとき振動手段により与えられた
接触子の振動は変形手段に吸収されて検知手段に伝わら
ないから、接触子による変位測定が高精度に行える。

【００４０】請求項７に記載された発明では、振動手段
の振動数は、振動手段と接触子との機械的固有振動数に
なるように振動周波数制御手段により制御されるように
構成されているから、接触子の倣い移動は常に消費電力
が小さく、発熱による測定精度の低下の恐れが少なく、
接触子による変位測定が高精度に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一実施例の側面図。

【図２】本発明にかかる一実施例の測定子とその近傍部
分の側面図。

【図３】本発明にかかる一実施例の振動周波数制御のブ
ロック図。

【図４】本発明にかかる共振周波数と振幅との関係を示
す図。

【図５】本発明にかかる第２の実施例の測定子とその近
傍部分の側面図。

【図６】従来例の側面図。

【符号の説明】

１・・・・測定子２・・・・測定子軸１１・・・・プローブホールダ１４・・・・プローブ本体１６・・・・固定部材１７、１９、２３、２６、３３、３５・・・・板バネ１８、２４、３４・・・・板バネ中継部材２０・・・・Ｘ軸変位部材２１、２８、３６・・・・エンコーダヘッド２２、２９、３７・・・・エンコーダスケール２７・・・・Ｙ軸変位部材３０、３１・・・・板部３２・・・・Ｚ軸変位部材４２・・・・振動子４２ａ・・・・セラミック部４２ｂ、４２ｃ・・・・電極４５・・・・駆動回路４６・・・・交流電源５０・・・・コイルバネ６１・・・・位相差検出手段６２・・・・ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定物の表面に接触しながら倣い移動す
る接触子と、一端において前記接触子を保持する保持部
材と、前記保持部材の他端に取り付けられ、前記接触子
の変位を受けて変形する変形手段と、前記変形手段に係
合して前記接触子の変位を検知する検知手段とを具備す
る変位測定プローブにおいて、前記保持部材は、前記接触子を円滑に倣い移動させるた
めに振動させる振動手段を具備することを特徴とする変
位測定プローブ。
【請求項２】前記振動手段は、前記保持部材の全部を形
成していることを特徴とする請求項１に記載の変位測定
プローブ。
【請求項３】前記振動手段は、前記保持部材の一部を形
成していることを特徴とする請求項１に記載の変位測定
プローブ。
【請求項４】前記振動手段は、前記保持部材と前記接触
子とに隣接する位置に形成されていることを特徴とする
請求項３に記載の変位測定プローブ。
【請求項５】前記振動手段は圧電素子からなることを特
徴とする請求項１、２、３又は４に記載の変位測定プロ
ーブ。
【請求項６】前記変形手段は、水平の一方向に変形可能
な第１の変形手段と、前記第１の変形手段に係合し、水
平の他の方向に変形可能な第２の変形手段と、前記第２
の変形手段に係合し、且つ前記保持部材の他端が取り付
けられ、垂直方向に変形する第３の変形手段とからな
り、前記検知手段は、前記第１の変形手段に係合して前
記一方向の変位を検知する第１の検知手段と、前記第２
の変形手段に係合して前記他の方向の変位を検知する第
２の検知手段と、前記第３の変形手段に係合して前記垂
直方向の変位を検知する第３の検知手段とからなること
を特徴とする請求項１に記載の変位測定プローブ。
【請求項７】被測定物の表面に接触しながら倣い移動す
る接触子と、一端において前記接触子を保持する保持部
材と、前記保持部材の他端に取り付けられ、前記接触子
の変位を受けて変形する変形手段と、前記変形手段に係
合して前記接触子の変位を検知する検知手段とを具備す
る変位測定プローブにおいて、前記接触子を振動させて円滑に倣い移動させるために、
前記保持部材の全部又は一部を形成している振動手段
と、前記振動手段の振動周波数を前記振動手段と前記接
触子との機械的固有振動数に一致するように制御する振
動周波数制御手段とを具備することを特徴とする変位測
定プローブ。
【請求項８】前記振動手段と前記接触子との機械的固有
振動数と、前記振動手段の振動周波数との共振状態を検
出する検出手段を具備し、前記振動周波数制御手段は、
前記検出手段により検出された前記共振状態に基づい
て、前記振動周波数を制御することを特徴とする請求項
７に記載の変位測定プローブ。
【請求項９】前記振動手段は圧電素子からなり、前記検
出手段は前記圧電素子の電極間の電気特性を監視して前
記共振状態を検出することを特徴とする請求項７又は８
に記載の変位測定プローブ。