JPS62276405A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

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JPS62276405A
JPS62276405A JP62049892A JP4989287A JPS62276405A JP S62276405 A JPS62276405 A JP S62276405A JP 62049892 A JP62049892 A JP 62049892A JP 4989287 A JP4989287 A JP 4989287A JP S62276405 A JPS62276405 A JP S62276405A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 装置に関するものである。
既知の測定装置は、ワークピースを受けるための回転可
能部材と、前記部材を回転させるための第１の駆動手段
と、その回転の間回転可能部材上でワークピースの表面
を感知するためのセンサと、前記ワークピース受け部材
に関する移動のために夕を与えるために前記センサから
得られた信号を受取るように配置されたディシルコンピ
ュータ手段とを含む。
既知の装置の利用では、ワークピースが回転可能支持上
で位置決めされ、もし必要であるならばセンタリングお
よびレベリング動作が行なわれ、かつセンサがその表面
を横切るようにワークピースの回転により形態測定がな
される。センサはワークピース表面を横切るとき、それ
はワークピースの形態の関数として変化する信号を出力
する。
形態測定の間、センサは、それが形態の最も微小の変化
を検出するのを可能にする高い分解能、たとえば２０ナ
ノメータより優れた分解能、および形態の比較的大きい
特徴が調節されるのを可能にする広範囲の動作という相
反する条件を受ける。
このように、理想的センサはスタイラスおよび変換器を
含み、そのため変換器は、少なくとも数ミリメータの距
離にわたりかつ好ましくは非常に実質的にそれよりも大
きい距離にわたりしかもその動作の範囲を通じて上記の
高い分解能でスタイラスの移動に線形的に関連する信号
を出力する。現在までこれらの必要条件を十分に満たす
変換器を製造することは不可能であった。その結果、形
態の測定は形態の大きな特徴を調節するためにオペレー
タが繰返しセンサを再位置決めする必要がある比較的遅
くかつ厄介な手順であった。
先行技術の装置に関するさらなる問題は、センタリング
およびレベリング動作が変換器の動作の制限された範囲
により必然的に困難なことである。
特に、センタリングおよびレベリングが完了され得るま
で、任意のセンタリング誤差が変換器の範囲内にあるよ
うにワークピースがワークピース受け部材上に位置決め
されることを確実にすることが必要である。この位置決
めは、目付量でなされなければならない。これらのセン
タリング誤差が変換器の動作の範囲内にはなくかつセン
タリング動作が開始される場合、センタリング動作およ
び表面センサの再位置決めまたはワークピースの再位置
決めのいずれかを阻止することが必要である。
このように、この動作はまた時間を浪費しかつ厄介であ
る。
この発明の目的の１つは、上記の問題を解決することで
ある。
１つの局面では、この発明は上記の問題を解決する、な
ぜならコンピュータ手段がセンサから得られた信号に応
答してワークピースとセンサとの間の相対的移動を制御
し、そのため前記センサが前記ワークピース表面に追従
し、かつ前記信号および前記センサの前記移動の両方に
依存して前記測定データを与えるように動作可能である
からである。
こうして、このように２０ナノメータより優れた、好ま
しくは１２ナノメータの分解能のような、極めて高い分
解能、しかし０．４ｍｍ未満のような狭い動作の範囲を
有するセンサは形態の最も微小の変化の感知を可能にす
るように採用され得て、形態の大きい特徴はディジタル
コンピュータの制御の下で駆動手段の駆動により調節さ
れ得て、かつ測定データの誘導は変換器出力およびセン
サの移動の両方に依存する。センサの位置はそれゆえ（
こ、実際この分解能がセンサ自体により与えられるもの
と同じ高さである必要はないが、高い分解能でも決定可
能であるべきである。このように、たとえば上記のよう
にセンサは好ましくは２０ナノメータより優れた分解能
を有するべきであるが、第２の駆動手段により移動され
るときセンサの位置が決定され得る分解能はたとえば５
００ナノメータより優れて、好ましくはたとえば２００
ナノメータにすぎないが、これは少なくとも、先行技術
の装置と比較した大きさのオーダの改良でさえある。
センサの移動により調節され得る特徴の大きさは、セン
サの移動範囲に依存する。実際、センサは半径方向に少
なくとも１００ｍｍおよび軸方向に少なくとも１００ｍ
ｍ移動可能であり得る。好ましい特定の例では、センサ
は２００ｍｍの距離を介して半径方向に、かつ５００ｍ
ｍの距離を介して軸方向に移動可能である。
この発明は、添付の図面を参照して例としてさらに述べ
られる。
第１図を参照すると、測定装置はワークピース（図示せ
ず）を支持するためのターンテーブル４が設けられたベ
ンチ２を含む。キャリッジ６は柱８上の垂直移動のため
に支持され、かつ水平に移動可能なアーム１０を保持す
る。ワークピースの表面を係合させるスタイラス１２は
線形変換器１４に含まれ、それはたとえば誘導性または
容量性であってもよく、アーム１６の一方の端部で保持
され、その他方端部は、水平位置から４５°の軸２０の
まわりを矢印１８で示された方向に枢軸的に移動するた
めにアーム１０の自由端に装着される。
第２図で最良にわかるように、第２図にそれぞれ実線お
よび一点鎖線で示される端部位置間でアーム１６は軸２
０のまわりを１８０°旋回可能である。実線位置では、
スタイラス１２は垂直であり、かつ破線位置ではスタイ
ラス１２は水平である。この配置によりスタイラスの先
端１２ａは、アーム１６が第２図で示される２つの位置
のいずれかにあるときターンテーブル４の半径方向の平
面において実質的に同じ位置に置かれる。アーム１０に
装着された電気モータ３は、その２つの端部位置間でア
ーム１６を駆動するためにウオームおよび車輪伝動を介
してアーム１６に結合される。
スタイラス１２および変換器１４は、スタイラス１２が
一方向にのみ変換器１４に関して偏向され得るように配
置される。しかしながら、変換器１４は好ましくは３０
°単位で２７０°にわたり軸７のまわりを回転するため
にアーム１６に装着される。このようにたとえば、もし
変換器１４が９０°にわたり軸７のまわりを回転される
ならば、これはスタイラス１２が偏向可能である平面を
９０°だけ変化させる。モータ９は、変換器１４の回転
をもたらすためにアームに装着される。アーム１６は第
２図で示される実線位置にあり、スタイラス１２がたと
えばターンテーブル４上に置かれたワークピースの内部
表面を感知するために垂直であるとき、変換器１４は一
般にスタイラス１２がターンテーブル４に関して半径方
向の平面において偏向可能である位置に維持される。し
かしながら、アーム１６は第２図で示される破線位置に
あり、スタイラス１２が水平であるとき、変換器１４は
スタイラス１２が水平平面において偏向可能である位置
またはスタイラス１２が垂直平面において偏向可能であ
る位置のいずれかまで回転され得る。前者の位置では、
ワークピースの側面の表面は都合良く感知され得て、か
つ後者の位置では上部に面する表面が都合良く感知され
得る。
他の方向に面する表面は、スタイラス１２が感知される
べき表面に対して一般に垂直である平面において偏向可
能である位置まで変換器１４を軸７のまわりで回転させ
ることにより感知され得る。
第３図でわかるように、モータ３５は矢印１１で示され
る水平方向にアーム１０を駆動するためにキャリッジ６
内に設けられ、駆動はラックとピニオン配置１３または
ボールねじのような他の適当な手段を介してモータ３５
からアーム１１に伝動される。矢印１１の方向のアーム
１０の移動により、スタイラス１２の先端１２ａがター
ンテーブル４の軸に関して半径方向に内部にまたは外部
に移動され、先端１２ａがこの移動を通じて半径方向の
平面に残るように変換器１４は水平方向に移動される。
キャリッジ６に装着された光源１５からの光は、アーム
１１により保持された線形光学格子１９に向けられ、か
つそこから、アーム１１の位置および速度が得られる出
力信号、好ましくは直角信号を与えるフォト変換器２１
に反射される。第３図でもわかるように、さらなるフォ
ト変換器２３は信号を与え、そこからモータ３３により
駆動されるターンテーブル４の位置および回転速度がタ
ーンテーブル４とともに移動可能な光源２５および光学
格子２７の援助で得られる。
第４図でわかるように、キャリッジ６により保持された
モータ３７は矢印４１の方向に垂直にキャリッジ６を！
を動するためにラックとピニオン配置３９（またはスプ
ロケット車輪およびチェーンのような他の適当な手段）
とともに協働する。一定の力ばね（図示せず）が、この
移動と平衡させるために与えられる。柱８に装着された
さらなる光学格子４３は、キャリッジ６により保持され
た光源２７からまたキャリッジ６により保持されたフォ
ト変換器３１まで光を反射し、そのため変換器３１は信
号、好ましくは直角信号を与え、そこからキャリッジ６
の移動の位置および速度が得られる。
第１図および第５図でわかるように、キーボード２４が
設けられたホストコンピュータ２２、ディスクドライブ
２６およびプリンタ２８はベンチ２上に置かれ、かつ測
定装置を制御し、得られた測定値を処理しかつ所要の測
定データを出力するために用いられる。ホストコンピュ
ータはたとえば、ＩＢＭコンパティプルＰＣであっても
よい。
第５図で示されるように、装置は多くのマイクロプロセ
ッサ３０，３２．３４．３６．３８および４０を含む。
マイクロプロセッサ３０はマスクコントローラとして用
いられ、かつ装置により行なわれるべきである動作に関
してホスト２２から命令を受取る。このような命令はマ
スクコントローラ３０によりストアされ、それはマスク
コントローラに相関のメモリにストアされたプログラム
に従って、ホスト２２により与えられる命令を実行する
ためにとられるべきである作用に関してスレーブドライ
バプロセッサ３０ａを介して残余のマイクロプロセッサ
を命令しかつ制御する。残余のマイクロプロセッサの各
々はまた、それに相関のメモリを有し、マスクコントロ
ーラ３０から受取られた命令の性能に必要なルーチンを
ストアする。こうして、マイクロプロセッサ３２．３４
．３６および３８はスレーブとして示される。
スレーブ３２は、ターンテーブル４の回転の速度を制御
する。スレーブ３４はアーム１ｏの半径方向の移動を制
御する。スレーブ３６は、キャリッジ６の垂直方向の移
動を制御する。スレーブ３２．３４および３６はすべて
、好ましくは以下の同時係属中の特許出願の教示に従っ
てそれぞれのモータ３３．３５および３７の速度を制御
する。
国　　　　　　出願番号 英国　　　　　８５３０５７７ 中国　　　　　８６１０７４３３ デンマーク　　５５３１／８６ ヨーロツパ　　８６３０９６８１．４ 東ドイツ　　　　Ｐ／２９７　３８５／４インド　　　
　８９２／ＭＡＳ／ｉｌｌ　６日本　　　　　未定 米国　　　　　９４０５０６ ソ連　　　　　　４０２８６０２．２４スレーブ３８は
通信回路網４５からの命令を受取り、かつセンタリング
およびレベリングモータ３８ａを制御し、そこでターン
テーブル４はＵｌ定を行なう前にワークピースのセンタ
リングおよびレベリングのために水平方向にかつ／また
は枢軸方向に変位される。センタリングおよびレベリン
グのための配置は、好ましくは、発明者がアンソニーΦ
ブルース・バーナビー（Ａｎｔｈｏｎｙ　　Ｂｒｕｃｅ
Ｂａｒｎａｂｙ　）およびマイケル・ワルター・ミルズ
（Ｍｉｃｈａｅｌ　Ｗａｉｔｅｒ　Ｍｉｌｌｓ）である
英国特許出願番号第８６０５３２５号および第８６２４
３９６号の、これと同時に出願されかつ優先権を主張す
る特許出願の開示に従う。
マイクロプロセッサ４０はゲージ回路４１からデータを
受取り、それは変換器１４により、かつターンテーブル
４の回転移動、アーム１０の半径方向（水平）移動およ
びキャリッジ６の垂直移動をそれぞれ検出する光電変換
器２３．２１および３１からの信号をそれぞれ受取る３
個の補間器４２．４４および４６の各々から信号出力を
受取りかつそれをディジタル化する。補間器は分解能に
対するターンテーブル４、アーム１０およびキャリッジ
６の正確な位置を表わすデータを光学格子２７．１９お
よび４３のピッチの小さい破面に与えるように作用する
。好ましい実施例では、補間器は半径方向（水平方向）
において約２００ナノメータの、かづ軸方向（垂直方向
）において約５００ナノメータの、変換器１４の位置の
分解能を与え、かつワークピースの回転位置が約３アー
クセカンドに分解され得る。この発明は任意の特定の分
解能に制限されないが、半径方向および垂直方向の分解
能が１ミクロンより優れ、かつ回転分解能が１００アー
クセカンドより優れ、好ましくは１０アークセカンドよ
り優れているべきであることか好ましい。上記のように
、変換器１４は、好ましくは、２０ナノメータより優れ
た、好ましくは１２ナノメータまで、スタイラス１２の
先端１２ａの位置を分解する出力信号を与える。このよ
うに、スタイラス１２の偏向と、半径方向（Ｒ）および
垂直方向（Ｚ）における変換器１４の配置と、ターンテ
ーブル４の正確な回転位置（０）に関する高い分解能デ
ータは、測定動作の間マイクロプロセッサ４０に連続し
て与えられる。このデータはマイクロプロセッサ４０に
より記録されかつストアされ、かつホスト２２に相関の
メモリにストアされたプログラムに従ってこのデータの
所要の計算を行なうためにホスト２２に与えられる。
したがって、要約すると第５図で示されたアーキテクチ
ャによりコンピュータは３つのレベルに配置される。ホ
スト２２は第１のレベルを表わし、かつオペレータから
の命令の入力、マスクコントローラへの適当な命令の伝
送、およびデータロガ−４０からのデータの受取りを可
能にする。ホスト２２は、所要の情報を与えるためにそ
のデータについてｔＵｔを行なう。第２のレベルはマス
クコントローラ３０により表わされ、それはホスト２２
からの命令を受けてマスクコントローラ３０に相関のメ
モリ内にストアされたプログラムに従って、ホストによ
り命令された動作を行なうように必要に応じてスレーブ
ドライバ３０ａを介して種々のスレーブに適当な命令を
送信する。スレーブ３２．３４．３６および３８、なら
びにデータロガ−４０は第３のレベルを表わし、かつそ
れぞれそれらに相関のメモリ内にストアされたプログラ
ムに従ってホスト２２の命令についてマスクコントロー
ラにより命令された動作を行なうのに必要な詳細な機能
を行なう。好ましくはマスクコントローラは、ホスト２
２から受取られた連続する命令が相関のメモリの異なる
部分に同時にストアされるように配置され、そのためこ
れらの命令はマスクコントローラ３０により順に作用さ
れ得る。
変換器１４は線形変換器であることが既に述べられた。
このように、それが出力する信号はスタイラス１２の偏
向の度合を表わす。しかしながら、上記のように所要の
高度の分解能、たとえば２０ナノメータより優れた分解
能を与える変換器には、その動作範囲、すなわち所要の
分解能を有する線形出力信号が与えられるスタイラス１
２の先端１２ａの移動範囲がかなり限定されるという問
題がある。特に、適当な分解能を有する変換器はわずか
０．４ｍｍの範囲しかをさない可能性がある。
この発明の重要な好ましい局面に従ってこの問題を克服
するために、マスクコントローラ３０はゲージ回路４１
からの信号が予め定められたしきい値を越えるという情
報を受けてモータ３５を駆動するようにスレーブ３４に
命令を送信し、それによってゲージ回路１４による信号
出力が０の値（たとえばＯであってもよい）として規定
された予め定められた値に戻されるまでアーム１１が変
位される。スタイラス１２が第２図で示された位置のい
ずれかでアーム１６とともに半径方向の平面で偏向可能
である位置に変換器１４があるとき、このような命令が
送られる。もしアーム１６が第２図で示された破線位置
にありスタイラス１２が水平であるならば、かつもしス
タイラスが垂直平面において偏向可能である（すなわち
ターンテーブル４の軸に対して平行である）位置まで変
換器１４が回転されるならば、マスクコントローラ３０
はゲージ回路１４からの出力が予め定められたしきい値
を越えるときモータ３７を駆動するようにスレーブ３６
に命令を送る。さらに、適当な環境では、ターンテーブ
ルを回転させるためのモータ３３の駆動が変換器１４か
らの信号の制御の下でもたらされ、そのためそこからの
信号が予め定められたしきい値を越えるとき、水平方向
および／または垂直方向に移動するように変換器１４が
ワークピースの表面に追従するのを可能にするように必
要に応じてワークピースが移動されるようにモータ３３
が駆動されるようにマスクコントローラ３０が配置され
る。こうしてこれらのすべての場合、スタイラス１２は
ターンテーブル４上のワークピースの回転の間ワークピ
ースの表面に追従するようにされる。その結果、形態の
大きな特徴を調節するにもかかわらず高い分解能測定値
が得られる、なぜならこのような大きな特徴にスタイラ
スか遭遇するとき、スタイラスの先端がワークピース表
面に追従し、スタイラスがその動作範囲を越えて偏向さ
れることがないように適当にアーム１０またはキャリッ
ジ６が移動されるからである。ホストコンピニータ２２
は、たとえば形態または形態の誤差に関して変換器１４
から得られる信号およびフォト変換器２３．２１．３１
および相関の補間器４２．４４および４６から得られる
信号の両方から必要とされる測定情報を得る。
代わりにまたはさらに、たとえば一定の表面帯域幅を与
えるように好ましい態様でデータを集めることが可能で
あり、それによって異なる半径での同一の表面特徴を測
定する結果がまた同一でありかつ選択された表面速度の
みに依存するように、スタイラスがワークピース表面を
横切る速度はターンテーブル４および／またはアーム１
０および／またはキャリッジ６を駆動するモータの速度
を変化させることにより変化され得る。特に、固定距離
離れたワークピースの表面上の点でデータがとられるの
が好ましく、かつしたがって上記の配置でたとえば曲率
の差を補償するためにに記の１つまたはそれ以上の速度
を変化させることによりデータ収集率を変化させること
なく、たとえば表面の異なる部分の異なる曲率にががわ
らずこれが達成されてもよい。これを達成するために、
マスクコントローラ３０は補間器４２．４４および４６
ならびにゲージ回路４１からの位置上のデータを読み出
し、適当なモータの速度はこの受取られたデータに従っ
て、かつマスクコントローラ３０に相関のメモリにスト
アされたプログラムを用いて変化される。
上記の例として、第６図はカム５ｏを例示し、そのプロ
ファイルは距離ｄｓだけ離れて間隔をおかれた位置での
測定値をとることにより測定されるべきである。距離ｄ
ｓが回転の中心５４がら半径ｒＯ−にありかつ色度ａに
対するカムの部分５２では、ターンテーブル４の回転速
度は一定の率でのデータの収集を可能にするために、カ
ムの部分５３を測定するとき利用されるものとは異なら
なければならず、そこではｄｓは半径ｒ２でありがつ角
度すに対する。このように、マスクコントローラは測定
される表面上のスタイラスの一定した増分位置で一定速
度でデータが収集されるようにこれらのパラメータを考
慮してターンテーブル４の回転速度を変化させるために
プログラムをそれに関連づける。これを達成するために
、ターンテーブルの回転速度は以下の方程式に従って制
御され得る、すなわち となり、ここではＶはワークピース表面にわたる変換器
の横方向の所要の一定速度であり、Ｓは線形出力変換器
１４からの信号であり、かつＲは変換器１４の半径方向
の位置を示す変換器２１からの補間器４４により得られ
る信号である。
第７図を参照すると、平坦さを測定するための好ましい
動作が例示される。第７図では、ターンテーブル４上に
置かれたワークピース（図示せず）の表面６０はうず巻
状の形経路６２においてスタイラス１２により横切られ
る。これは、ターンテーブル４を回転させながら、測定
が表面６０の中心近くで開始されるかまたはその周囲近
くで開始されるかによってアーム１０が半径方向に内部
にまたは外部に移動されることにより達成される。
動作の１つの好ましいモードでは、ターンテーブルの回
転速度は、表面にわたるスタイラスの横方向の線形速度
が一定のままであるように回転の中心からのスタイラス
の距離の線形関数として変化される。スタイラス１２か
らのデータは、固定された時間または距離間隔で記録さ
れる。たとえば回転速度が一定のままである、動作の他
のモードが可能である。
第８図を参照すると、表面６４の円筒度はスタイラス１
２が渦巻状の（螺旋形の）経路６６を横切ることにより
測定される。これは、センタリングおよびレベリングの
後キャリッジ６を垂直方向に移動させながらターンテー
ブル４を回転させることにより達成される。このＭす定
では、移動速度は一定のままでありかつ固定時間間隔で
再度データが記録され、この固定間隔は表面にわたるス
タイラスの移動の経路に沿って固定した増分距離で再度
データを記録する。表面６４のまわりを数回回転するこ
とにより７ｉｌｌｊ定がなされる、すなわち渦巻または
螺旋は多数の回転を有する。スタイラスが円筒の軸を決
定する目的のために円筒形表面６４にわたり渦巻または
螺旋形経路を横切るようにされ得ることが注目され得る
。
第９図の例では、表面７０の円錐度はいくつかの回転を
有する渦巻状の経路７２をスタイラス１２が横切ること
により測定される。これは、センタリングおよびレベリ
ングの後キャリッジ６を垂直方向にかつアーム１０を半
径方向に（水平に）移動させながらターンテーブル４を
回転させることにより達成される。もしスタイラスが表
面７０の比較的広い部分から比較的狭い部分に移動する
ならば半径方向の移動は内向きであり、かつ逆もまた同
様である。アーム１０の半径方向の移動は変換器１４に
よる信号出力の大きさに依存して制御され、そのためス
タイラス１２は測定が進行するとき円錐表面７０と連続
して接触したままである。さらに、ターンテーブル４の
角速度は変換器４４により示されたアーム１ｏの半径方
向の位置の線形関数として制御され得て、そのためスタ
イラスが表面７０を横切る線形速度は一定のままである
。データは、一定の時間間隔で記録される。
成る好ましいρ１定方法が述べられたが、機械は表面の
粗さ、丸さ、直線度、平坦さ、面角度、先細り、同軸性
、平行度、規則的な形および不規則的な形の大きさのよ
うな実に様々な測定を行なうためにプログラムされ得る
ことが理解されるべきである。
好ましい実施例では、変換器の位置および／または１つ
またはそれ以上のモータの速度がシーケンスでまたは同
時に変化され、そのため変換器がＡＪｊ定されるプロフ
ァイルに追従しかっ／または測定値が一定の表面間隔で
とられ得る場合、測定は先行技術の装置よりも迅速にか
つ効率的に行なわれ得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施例による測定装置の透視図で
ある。 第２図は、第１図の装置の部分をより詳細に示す透視図
である。 第３図は、第２図の矢印■の方向の立面図である。 第４図は、第２図の矢印■の方向の立面図である。 第５図は、第１図の装置に組込まれたコンピュータシス
テムを例示するブロック図である。 第６図は、この発明の好ましい局面に従って行なわれ得
る好ましい機能を例示するためのカムの図面である。 第７図、第８図および第９図は、この発明のさらなる好
ましい局面に従ってそれぞれ平坦さ、円筒度および円錐
度を測定する方法を例示する図面である。 図において、４はターンテーブル、１０はアーム、１２
はスタイラス、１４は変換器、２２はホストコンピュー
タ、３０．４０はマイクロプロセッサ、３３，３５．３
７はモータである。 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｌ５．６　　　　　　　　Ｆｌ（５７ＦＩ６．８ 手続補正書く方式） ％式％ １、事件の表示 ２、発明の名称 測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　イギリス、エル・イー・４７・ジェイ・キュー
、レスターニュー・スター・ロード、２ 名称　　ランク・ティラー・ホブソン・リミテッド代表
者　ニス・シー・ボトムレイ ４、代理人 住　所　大阪ｉ】東区平野町２丁目８番地の１平野町へ
千代ビル６、補正の対象 願書の４．特許出願人の代表者の欄、図面全図、委任状
および訳文 ７、補正の内容 別紙のとおり。なお、図面は内容に変更なし。 以上

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ワークピースを受けるための回転可能部材（４）
    と、前記部材を回転させるための第１の駆動手段（３３
    ）と、その回転の間回転可能部材（４）上でワークピー
    スの表面を感知するためでのセンサ（１２、１４）と、
    前記ワークピース受け部材（４）に関する移動のために
    前記センサ（１２、１４）を支持する手段（１０）と、
    前記センサ（１２、１４）の前記移動をもたらすための
    第２の駆動手段（３５、３７）と、前記センサ（１２、
    １４）から得られた信号を受取るように配置され測定デ
    ータを与えるためのディジタルコンピュータ手段（２２
    、３０、４０）とを含む測定装置であって、前記センサ
    が前記ワークピース表面に追従するように前記センサ（
    １２、１４）から得られた前記信号に応答して前記ワー
    クピースと前記センサ（１２、１４）との間で相対的移
    動を制御し、かつ前記信号および前記センサの前記移動
    の両方に依存して前記測定データを与えるように前記デ
    ィジタルコンピュータ手段（２２、３０、４０）が動作
    可能であることを特徴とする測定装置。
  2. （２）前記支持手段（１０）が前記回転可能部材（４）
    に関して実質的に半径方向に移動するために前記センサ
    （１２、１４）を支持することを特徴とする、特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。
  3. （３）前記支持手段（１０）が前記回転可能部材（４）
    に関して実質的に軸方向に移動するために前記センサ（
    １２、１４）を支持することを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項に記載の装置。
  4. （４）前記支持手段（１０）が前記回転可能部材（４）
    に関して実質的に半径方向に、かつ実質的に軸方向に移
    動するために前記センサ（１２、１４）を支持すること
    を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の装置。
  5. （５）前記センサ（１２、１４）が前記回転可能部材（
    ４）に関して半径方向の平面においてワークピースの形
    態を感知するために動作可能であり、かつ前記コンピュ
    ータ手段が前記センサ（１２、１４）から得られた前記
    信号に応答して、前記センサ（１２、１４）が前記ワー
    クピース表面に追従するように前記実質的半径方向に前
    記センサを移動するために前記第２の駆動手段（３５）
    を制御するように動作可能であることを特徴とする、特
    許請求の範囲第２項または第４項に記載の装置。
  6. （６）前記センサ（１２、１４）が前記回転可能部材（
    ４）の軸に対して実質的に平行な平面においてワークピ
    ースの形態を感知するために動作可能であり、かつ前記
    コンピュータ手段（２２、３０、４０）が前記センサ（
    １２、１４）から得られた前記信号に応答して、前記セ
    ンサ（１２、１４）が前記ワークピース表面に追従する
    ように前記実質的軸方向に前記センサを移動させるため
    に前記第２の駆動手段（２７）を制御するように動作可
    能であることを特徴とする、特許請求の範囲第３項また
    は第４項に記載の装置。
  7. （７）前記センサ（１２、１４）が第１の状態で半径方
    向の平面においてワークピースの形態を感知するように
    、または第２の状態で軸方向の平面においてワークピー
    スの形態を感知するように選択的に動作可能であり、か
    つ前記コンピュータ手段（２２、３０、４０）が半径方
    向または軸方向のいずれかでセンサ（１２、１４）の移
    動を制御するように対応して動作可能であることを特徴
    とする、特許請求の範囲第４項に記載の装置。
  8. （８）前記ディジタルコンピュータ手段が前記センサ（
    １２、１４）が前記ワークピース表面に追従するように
    前記センサ（１２、１４）から得られた前記信号に応答
    して前記第１の駆動手段（３３）を制御するように動作
    可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項な
    いし第７項のいずれかに記載の装置。
  9. （９）前記センサ（１２、１４）がワークピース表面と
    係合可能なチップを有するスタイラス（１２）と、１個
    の平面における前記スタイラス（１２）の変更に応答し
    て前記信号を発生する変換器（１４）とを含み、前記変
    換器（１４）およびスタイラス（１２）が前記第１の状
    態から前記第２の状態に変化するためにともに回転可能
    であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし
    第８項のいずれかに記載の装置。
  10. （１０）前記センサ（１２、１４）がそれによって感知
    される表面変化に関して実質的に線形に出力信号を与え
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第９
    項のいずれかに記載の装置。
  11. （１１）その出力信号が予め定められたしきい値を越え
    るまで前記センサ（１２、１４）が静止したままである
    ように前記コンピュータ手段（２２、３０、４０）が前
    記第２の駆動手段（３５、３７）を制御することを特徴
    とする、特許請求の範囲第１０項に記載の装置。
  12. （１２）その出力が予め定められたしきい値を有すると
    き、センサ（１２、１４）の位置を表わす信号をストア
    することにより前記測定データを与えるように前記コン
    ピュータ手段（２２、３０、４０）が動作可能であるこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第１０項または第１１
    項に記載の装置。
  13. （１３）前記センサ（１２、１４）が２０ナノメータよ
    りも優れた分解能を有することを特徴とする、特許請求
    の範囲第１項ないし第１２項のいずれかに記載の装置。
  14. （１４）前記センサ（１２、１４）が１２ナノメータま
    で分解し得ることを特徴とする、特許請求の範囲第１３
    項に記載の装置。
  15. （１５）前記センサ（１２、１４）が０．４ｍｍまでの
    形態変化を感知するように適合されることを特徴とする
    、特許請求の範囲第１４項に記載の装置。
  16. （１６）センサ（１２、１４）の位置が５００ナノメー
    タの範囲内まで少なくとも一方向に分解されることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第１５項のいず
    れかに記載の装置。
  17. （１７）少なくとも一方向のセンサ（１２、１４）の位
    置が２００ナノメータの範囲内まで分解されることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１６項に記載の装置。
  18. （１８）ワークピース受け部材（４）の回転位置が５ア
    ークセカンドの範囲内まで分解されることを特徴とする
    、特許請求の範囲第１項ないし第１７項のいずれかに記
    載の装置。
  19. （１９）センサ（１２、１４）が２０ナノメータ未満ま
    で分解するように適合され、センサの位置が１ミクロン
    の範囲内まで半径方向かつ軸方向に分解され、かつワー
    クピース受け部材（４）の回転位置が１００アークセカ
    ンドの範囲内まで分解されることを特徴とする、特許請
    求の範囲第１項ないし第１８項のいずれかに記載の装置
    。
  20. （２０）センサが２０ナノメータ未満まで分解するよう
    に適合され、センサの位置が２００ナノメータの範囲内
    まで半径方向に分解されかつ５００ナノメータの範囲内
    まで軸方向に分解され、かつワークピース受け部材の回
    転位置が５アークセカンドの範囲内まで分解されること
    を特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第１９項の
    いずれかに記載の装置。
  21. （２１）ワークピース表面にわたりセンサ （１２、１４）の横方向速度が実質的に一定のままであ
    るように前記駆動手段（３３、３５、３７）を制御する
    ように前記コンピュータ手段（２２、３０、４０）が動
    作可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
    ないし第２０項のいずれかに記載の装置。
  22. （２２）前記コンピュータ手段（４０）が前記横方向の
    実質的一定速度の間実質的に固定した時間間隔で位置上
    のデータを記録するように動作可能であることを特徴と
    する、特許請求の範囲第２１項に記載の装置。
  23. （２３）ワークピース受け部材（４）の回転位置および
    センサ（１２、１４）の位置をそれぞれ検出するための
    検出器手段（２３、２１、３１）を特徴とし、前記コン
    ピュータ手段がさらに前記検出器手段（２３、２１、３
    １）に応答する、特許請求の範囲第１項ないし第２２項
    のいずれかに記載の装置。
  24. （２４）前記検出器手段（２３、２１、３１）に応答し
    て、前記検出器手段により与えられたものよりも高い分
    解能を有する位置上のデータを前記検出器手段（２３、
    ２１、３１）から得るための補間器手段（４２、４４、
    ４６）を特徴とする、特許請求の範囲第２３項に記載の
    装置。
  25. （２５）コンピュータ手段が、各々がそれぞれの異なる
    前記駆動手段を制御するための複数個のスレーブコンピ
    ュータ（３２、３４、３６）と、前記スレーブコンピュ
    ータ（３２、３４、３６）に命令を与えるためのマスタ
    コンピュータ（３０）とを含むことを特徴とする、特許
    請求の範囲第１項ないし第２４項のいずれかに記載の装
    置。
  26. （２６）前記マスタコンピュータ（３０）が前記スレー
    ブコンピュータ（３２、３４、３６）と通信する付加的
    コンピュータ（３０ａ）を前記コンピュータ手段が含む
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第２５項に記載の装
    置。
  27. （２７）前記コンピュータ手段が、手動的に動作可能な
    データ入力手段（２４）を含みかつ前記手動的に動作可
    能な入力手段（２４）によるデータ入力に応答して特定
    の測定動作を行なうための命令を前記マスタコンピュー
    タ（３０）に与えるために動作可能であるホストコンピ
    ュータ（２２）を含むことを特徴とする、特許請求の範
    囲第２５項または第２６項に記載の装置。
  28. （２８）前記コンピュータ手段が前記測定データを記録
    するために動作可能であるさらなるコンピュータ（４０
    ）を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第２５項、
    第２６項または第２７項に記載の装置。
  29. （２９）センサ（１２、１４）がワークピースにわたり
    螺旋形経路を横切ることにより、前記コンピュータ手段
    （２２、３０、４０）が円筒度測定を行なうために動作
    可能であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項な
    いし第２８項のいずれかに記載の装置。
  30. （３０）前記センサ（１２、１４）がワークピース表面
    にわたり螺旋形経路を横切ることにより、前記コンピュ
    ータ手段（２２、３０、４０）が円錐度測定を行なうた
    めに動作可能であることを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項ないし第２９項のいずれかに記載の装置。
  31. （３１）前記センサ（１２、１４）がワークピース表面
    にわたりうず巻状の経路を横切ることにより、前記コン
    ピュータ手段（２２、３０、４０）が平坦さ測定を行な
    うために動作可能であることを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項ないし第３０項のいずれかに記載の装置。
  32. （３２）ワークピース支持（４）と、前記支持（４）上
    のワークピースの表面を感知するためのセンサ（１２、
    １４）と、前記センサ（１２、１４）がワークピースの
    表面を横切るように前記支持（４）上のワークピースと
    前記センサ（１２、１４）との間に相対的移動をもたら
    すための複数個の駆動手段（３３、３５、３７）と、前
    記測定動作の間測定データを得るためのコンピュータ手
    段（２２、３０、３２、３４、３６）とを含む測定装置
    であって、前記コンピュータ手段が、所要の測定動作を
    行なうために命令の入力のためのデータ入力手段（２４
    ）を有しかつ前記センサ（１２、１４）の援助で得られ
    たデータ上で計算を行なうように配置されたホストコン
    ピュータ（２２）と、行なわれるべき測定動作を規定す
    る命令を前記ホストコンピュータ（２２）から受取るた
    めに配列されたマスタコンピュータ（３０）と、前記駆
    動手段（３３、３５、３７）のそれぞれの異なるものを
    制御するために配置された複数個のスレーブコンピュー
    タ（３２、３４、３６）とを含み、前記マスタコンピュ
    ータ（３０）が行なわれるべき測定動作に依存して前記
    動作を行なうための前記駆動手段を制御するように前記
    スレーブコンピュータ（３２、３４、３６）に命令を送
    るために配置されることを特徴とする測定装置。
  33. （３３）前記測定動作の間得られたデータを記録しかつ
    前記記録されたデータを前記ホストコンピュータ（２２
    ）に送信するための付加的コンピュータ（４０）を特徴
    とする、特許請求の範囲第３２項に記載の装置。
  34. （３４）前記マスタコンピュータ（３０）がまた、セン
    サ（１２、１４）からの、かつセンサ（１２、１４）の
    位置に関する情報を受取ることを特徴とする、特許請求
    の範囲第３２項または第３３項に記載の装置。
  35. （３５）ワークピースを受取るための回転可能部材（４
    ）と、前記部材を回転させるための第１の駆動手段（３
    ３）と、その回転の間回転可能部材（４）上でワークピ
    ースの表面を感知するためのセンサ（１２、１４）と、
    前記ワークピース受け部材（４）に関する移動のために
    前記センサ（１２、１４）を支持する手段（１０）と、
    前記センサ（１２、１４）の前記移動をもたらすための
    第２の駆動手段（３５、３７）と、前記センサ（１２、
    １４）から得られた信号を受取るように配列され測定デ
    ータを与えるためのディジタルコンピュータ手段（２２
    、３０、４０）とを含む測定装置であって、前記センサ
    （１２、１４）から得られた信号に応答して、前記セン
    サ（１２、１４）が実質的に一定の速度でワークピース
    の表面を横切るように、前記コンピュータ手段（２２、
    ３０、４０）が前記駆動手段（３３、３５、３７）を制
    御するように動作可能であることを特徴とする測定装置
    。
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