KR102659151B1 - 스타일러스 및 측정 방법 - Google Patents

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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

축부(7)와, 축부의 선단에 배치된 단결정 다이아몬드의 돌출부(2)와, 돌출부의 선단에 배치된 단결정 다이아몬드의 구형상부(1)를 구비하고, 구형상부의 최선단부에 ｛100｝면(4)이 배치되고, 돌출부는, 구형상부보다 축부측의 환상 영역(30) 내에, ｛111｝면(5) 및 ｛110｝면(6)이 분포하고, 또한, 환상의 영역 내에 있어서, ｛110｝면(5) 및 ｛111｝면(6)이 돌출되어 있다.

Description

스타일러스 및 측정 방법{STYLUS AND MEASUREMENT METHOD}
본 개시는, 스타일러스 및 스타일러스를 사용하여 피측정물의 3차원 형상을 측정하는 측정 방법에 관한 것이다.
종래의 스타일러스의 선단에는, 단결정 다이아몬드를 소재로 한 구형상부가 형성되어 있다. 그 구형상부를 이용하여 피측정물의 3차원 형상이 측정된다(예를 들면, 일본국 특허제4794753호).
그러나, 상술한 종래예에서는, 스타일러스의 신뢰성을 장기간에 걸쳐 확보하는 것이 곤란했다.
본 개시는, 장기에 걸쳐 높은 신뢰성을 유지하는 것이 가능한 스타일러스 및 측정 방법의 제공을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 개시의 하나의 형태에 따른 스타일러스는, 축부와, 축부의 선단에 배치된 단결정 다이아몬드의 돌출부와, 돌출부의 선단에 배치된 단결정 다이아몬드의 구형상부를 구비한다. 구형상부의 최선단부에 단결정 다이아몬드의 ｛100｝면이 배치되고, 돌출부는, 구형상부보다 축부측의 환상 영역 내에, 단결정 다이아몬드의 ｛111｝면 및 단결정 다이아몬드의 ｛110｝면이 분포하고, 또한, 환상 영역 내에 있어서, ｛110｝면 및 ｛111｝면이 돌출되어 있다.
이상과 같이, 본 개시의 하나의 형태에 따른 스타일러스 및 측정 방법에 의하면, 스타일러스를 이용하여 피측정물의 3차원 형상 측정을 실시할 때에 있어서의, 단결정 다이아몬드의 마모를 억제하고, 장수명으로 측정할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 있어서 제조되는 스타일러스의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 실시 형태에 있어서 이용한 단결정 다이아몬드의 결정면을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 실시 형태에 있어서 이용한 가공 장치와 스타일러스의 배치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는, 실시 형태에 있어서의 제1 가공 공정의 주물 정반과 스타일러스의 위치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 5는, 실시 형태에 있어서의 제2 가공 공정의 주물 정반과 스타일러스의 위치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 6은, 실시 형태에 있어서 제조되는 스타일러스의 구형상부 및 돌출부의 형상 측정 결과를 나타내는 도면이다.
(본 개시의 기초가 된 지견)
스타일러스의 선단부에 단결정 다이아몬드를 사용하면, 결정면에 의한 경도차가 존재하게 되기 때문에, 결정면의 배치에 대해 연구가 필요하다. 그러나, 종래예에 있어서는, 경도차의 문제에 대한 인식이 없고, 결정면의 배치에 관한 고려도 되어 있지 않았다.
그 때문에, 스타일러스의 선단부를 피측정물에 접촉시켜 측정을 실시하면, 선단부 중, ｛111｝면 또는 ｛110｝면보다 경도가 낮은 ｛100｝면만이 먼저 마모해 버리고, 선단부의 정밀도가 편중되어 악화될 가능성이 있었다.
그래서, 본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 선단부의 결정면을 결정면의 경도에 따라 최적의 배치로 함으로써, 편중된 마모가 발생할 개연성을 저하시키고, 높은 신뢰성을 장기간 유지하는 것이 가능한 스타일러스 및 측정 방법을 실현하기에 이르렀다.
(실시 형태)
이하, 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 1은, 실시 형태에 있어서 제조되는 스타일러스(3)의 형상을 설명하기 위한 도면이다. 스타일러스(3)는, 축부(7)와, 축부(7)의 선단부에 배치되고 또한 단결정 다이아몬드를 소재로 하는 구형상부(1)와, 축부(7)와 구형상부(1) 사이의 환상 영역(30)에 배치되고 또한 단결정 다이아몬드를 소재로 하는 돌출부(2)를 구비한다. 스타일러스(3)는, 피측정물의 피측정면에 대해서, 구형상부(1), 또는, 구형상부(1)와 돌출부(2)가 접촉하여 피측정물의 3차원 측정을 행하는 것이다.
구형상부(1)는, 최선단부가 단결정 다이아몬드의 ｛100｝면(4)(이하, 간단히, ｛100｝면(4)으로 한다)으로 구성되는 구형상의 면이다.
돌출부(2)는, 구형상부(1)보다 축부(7) 측에 배치되고 또한 구형상부(1)의 축부측 끝가장자리 주위에 인접하여 배치된 환상 영역(30)에 배치되어 있다. 환상 영역(30)에는, 돌출부(2)로서 단결정 다이아몬드의 ｛111｝면(5)(이하, 간단히, ｛111｝면(5)으로 한다) 및 단결정 다이아몬드의 ｛110｝면(6)(이하, 간단히, ｛110｝면(6)으로 한다)이 분포한다. 일례로서 환상 영역(30)에 있어서, ｛111｝면(5)과 ｛110｝면(6)이 돌출부(2)로서 교대로 배치된다. 이들 ｛111｝면(5) 및 ｛110｝면(6)은, 구형상부(1)의 표면으로부터 돌출되어, 돌출부(2)를 구성하고 있다.
여기서, ｛100｝, ｛111｝및 ｛110｝은, 단결정 다이아몬드의 결정면을 나타내는 미러 지수이다.
또한, 일례로서 구형상부(1)와 돌출부(2)는 1개의 단결정 다이아몬드 소재로 구성되어 있다. 또, 단결정 다이아몬드 소재는, 일례로서, 스타일러스(3)의 초경합금으로 이루어지는 축부(7)의 선단부에 납땜되어 있다. 축부(7)의 선단부는, 일례로서, 각도가 30도인 페이퍼 형상이며, 테이퍼 형상의 선단부의 후측(도 1에 있어서 좌측)에는, 도시하지 않은 직경 Φ1.0㎜의 원주 형상의 축형상부가 접속되어 있다.
도 2는, 실시 형태에 있어서 이용한 단결정 다이아몬드(100)의 결정면을 설명하기 위한 도면이다. 상세히는, 스타일러스(3)로서 제조하기 전의, 구형상부(1)와 돌출부(2)를 구성하는 1개의 단결정 다이아몬드(100)에 있어서의 결정면을 나타내는 도면이다. 도 2의 단결정 다이아몬드(100)에 있어서, 구형상부(1)의 최선단부에 상당하는 위치인 상부에 단결정 다이아몬드의 ｛100｝면(104)(이하, 간단히, ｛100｝면(104)으로 한다)을 배치하는 경우, 환상 영역(30)의 돌출부(2)에 상당하는 위치에는, 단결정 다이아몬드의 ｛111｝면(105)(이하, 간단히, ｛111｝면(105)으로 한다)은, ｛100｝면(104)에 대해서 상하 방향의 회전각 45도 또한 좌우 방향의 회전각 45도의 위치에 배치된다. 또, 돌출부(2)로서의 단결정 다이아몬드의 ｛110｝면(106)(이하, 간단히, ｛110｝면(106)으로 한다)은, ｛100｝면(104)에 대해서 상하 방향의 회전각 45도로 또한 인접하는 ｛111｝면(105)들을 연결하는 방향으로 배치된다.
이와 같이, 복수의 ｛111｝면(105)과 복수의 ｛110｝면(106)에서 돌출부(2)를 설치함으로써, 스타일러스(3)를 피측정물의 피측정면에 접촉시켜 측정을 실시할 때에, 가장 부드러운 ｛100｝면(104)에 조금이라도 마모가 발생했다고 해도, 마모 발생 후는, ｛100｝면(104)보다 더 딱딱한 ｛111｝면(105) 및 ｛110｝면(106) 중 적어도 한쪽이, ｛100｝면(104)보다 먼저 접촉하게 된다. 그 때문에 ｛100｝면(104)의 그 이상의 큰 마모를 억제하고, 장기에 걸쳐 정확한 형상을 측정할 수 있다.
여기서, 스타일러스(3)의 제조 방법을 설명한다.
도 3은, 실시 형태에 있어서 이용한 가공 장치와 스타일러스(3)의 배치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 스타일러스(3)를 제조하기 위한 가공 장치(10)는, X방향 구동 스테이지(14) 및 Z방향 구동 스테이지(15)를 구비하고 있다. X방향 구동 스테이지(14) 상에는, 회전 스테이지(16)를 구비하고, 회전 스테이지(16) 상에, 스타일러스(3)를 임의의 각도로 회전 위치 결정 가능한 위치 결정 스핀들(11)이 배치되어 있다. 또, Z방향 구동 스테이지(15) 상에 주철제의 주물 정반(12)을 회전시키기 위한 주축 스핀들(13)이, 위치 결정 스핀들(11)과 대향하여 배치되어 있다. 가공 장치(10)의 Z방향 구동 스테이지(15) 및 회전 스테이지(16)는, 각각 개별적으로 구동시키는 것이 가능하다.
스타일러스(3)의 제조 방법은, 제1 가공 공정과, 제2 가공 공정을 구비하고 있다. 도 4는, 실시 형태에 있어서의 제1 가공 공정의 주물 정반(12)과 스타일러스(3)의 위치를 설명하기 위한 상면도이다. 상세히는, 실시 형태에 있어서의 스타일러스(3)의 제조 방법의 제1 가공 공정의 주물 정반(12)과 스타일러스(3)의 위치 관계를 나타내는 상면도이다. 도 4에 있어서, 제1 공정에 있어서의 구형상부 가공시의 스타일러스 가공 궤적(20)은, 주물 정반(12)에 대한 스타일러스(3)의 이동 위치를 나타내고 있다. 도 5는, 실시 형태에 있어서의 제2 가공 공정의 주물 정반(12)과 스타일러스(3)의 위치를 설명하기 위한 상면도이다. 상세히는, 실시 형태에 있어서의 스타일러스(3)의 제조 방법의 제2 가공 공정의 주물 정반(12)과 스타일러스(3)의 위치 관계를 나타내는 상면도이다. 제2 공정에 있어서의 구형상부 가공시의 스타일러스 가공 궤적(21)은, 도 5에 있어서, 주물 정반(12)에 대한 스타일러스(3)의 이동 위치를 나타내고 있다.
본 실시 형태에 있어서 스타일러스(3)의 일례에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 제조하는 스타일러스(3)의 형상은, 도 1에 나타내는, 축부(7)의 선단부에 단결정 다이아몬드를 소재로 하는 구형상부(1)와 돌출부(2)를 구비한 형상이며, ｛100｝면(4)이 구형상부(1)의 최선단부의 단면이 되도록 배치되어 있다. 또한, 구형상부(1)에 인접한 환상 영역(30)의 돌출부(2)로서, ｛111｝면(5) 및 ｛110｝면(6)을, 구형상부(1)와 돌출부(2)를 1개의 구형상으로서 본 경우의 오차 성분에 상당하는 정도의 양으로 하여, 돌출량이 0.05㎛ 이하가 되도록 돌출시키고 있다. 구형상부(1)의 반경은 0.02㎜이며, 중심축으로부터의 개방각은 60도로 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서의 주물 정반(12)에는, 주철을 소재로 하고, 이미 초경 및 다이아몬드 소결체의 날끝 R2.0㎜의 절삭 바이트에 의해, 평면 가공이 실시된 것을 사용했다. 또, 본 실시 형태에서 제조되는 스타일러스(3)의 선단에는, 단결정 다이아몬드 팁이, 예를 들면, 납땜으로, 직경 1.0㎜의 초경합금제의 축부(7)에 부착되고, 또한, 단결정 다이아몬드와 축부(7)를, 개방 각도를 30도로 하여 테이퍼 가공을 실시한 것을 사용했다.
다음에, 도 1 내지 도 5를 이용하여, 스타일러스(3)의 제조 방법의 일례에 대해 상세히 설명한다.
도 3에 있어서, 주물 정반(12)을 가공 장치(10)의 주축 스핀들(13)에 부착된 상태로 2,000rpm으로 회전시킨다. 스타일러스(3)는, 위치 결정 스핀들(11)에 부착된 상태로 되어 있다. 미리, 스타일러스(3)의 선단은, 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)의 회전 중심에 맞추어 배치되어 있고, 회전 스테이지(16)의 회전 각도에 관계없이 회전 스테이지(16)의 중심 위치에 위치 결정된다.
그 후, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 가공 공정으로서, 가공 장치(10)의 X방향 구동 스테이지(14)를 구동하고, 주물 정반(12)의 외주 위치에 스타일러스(3)의 선단을 이동한다. 그 후, 가공 장치(10)의 Z방향 구동 스테이지(15)를 구동하고, 스타일러스(3)의 선단이 주물 정반(12)의 평면과 접하는 좌표까지 이동한다.
그 후, 위치 결정 스핀들(11)을 60rpm의 회전 속도로 시계 방향으로 회전시키면서, 가공 장치(10)의 X방향 구동 스테이지(14)를 주물 정반(12)의 중심 방향으로 이동시킨다. 이때, 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)는, 매초 0.6도의 속도로 스타일러스(3)가 가공 장치(10)의 주축 스핀들(13)의 중심축에 대해 기울도록 구동한다. 스타일러스(3)의 구형상부(1)에 인접한 돌출부(2)에 있어서 ｛111｝면(5)의 각도에 도달할 때까지, 가공 장치(10)의 회전 스테이지의 각도를 주축 스핀들(13)의 중심축에 대해 서서히 기울이면서 연마를 실시한다.
그 후, 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛111｝면(5)의 각도에 도달했을 때, 위치 결정 스핀들(11)의 회전 속도를 6rpm까지 저하시키고, 아울러 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)의 회전 속도를 매초 0.2도로 저하시키고, 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛111｝면(5)의 가공 시간을, ｛100｝면(4)과 비교하여 30배만큼 길게 취한다. 그때, 위치 결정 스핀들(11)이 회전하여 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛110｝면(6)의 회전 각도에 도달해 있는 기간은, 위치 결정 스핀들(11)의 회전 속도를 12rpm으로 변경한다.
그 후, 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)를 계속해 기울이고, 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛111｝면(5)의 각도를 통과한 단계에서, 회전 스테이지(16)의 회전 속도를 매초 0.6도로 변경하고, 위치 결정 스핀들(11)의 회전 속도를 60rpm으로 변경한다.
그 후, 회전 스테이지(16)의 경사 각도가 62도에 이를 때까지, 가공 장치(10)의 X방향 구동 스테이지(14)를 주물 정반(12)의 중심 방향으로 이동시키면서, 연마를 실시한다.
그 후, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 가공 공정으로서 회전 스테이지(16)의 경사 각도가 62도에 이른 시점에서, 회전 스테이지(16)의 경사 방향을 역전하고, 가공 장치(10)의 X방향 구동 스테이지(14)를 주물 정반(12)의 외주 방향을 향해 구동시킨다. 이때, 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)는, 매초 0.6도의 속도로 스타일러스(3)의 축이 가공 장치(10)의 주축 스핀들(13)에 대해서 기울도록 구동한다. 스타일러스(3)의 돌출부(2)에 있어서 ｛111｝면(5)의 각도에 도달할 때까지, 가공 장치(10)의 회전 스테이지의 각도를 서서히 기울이면서 연마를 실시한다.
그 후, 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛111｝면(5)의 각도에 도달했을 때, 위치 결정 스핀들(11)의 회전 속도를 6rpm까지 저하시키고, 아울러 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)의 회전 속도를 매초 0.2도로 저하시키고, 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛111｝면(5)의 가공 시간을 ｛100｝면(4)과 비교하여 30배 길게 취한다. 그때, 위치 결정 스핀들(11)이 회전하여 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛110｝면(6)의 회전 각도에 도달하고 있는 기간은, 위치 결정 스핀들(11)의 회전 속도를 12rpm으로 변경한다.
그 후, 가공 장치(10)의 회전 스테이지(16)를 계속해서 0도를 향해 기울이고, 스타일러스(3)의 돌출부(2)의 ｛111｝면(5)의 각도를 통과한 단계에서, 회전 스테이지(16)의 회전 속도를 매초 0.6도로 변경하고, 위치 결정 스핀들(11)의 회전 속도를 60rpm으로 변경한다.
그 후, 회전 스테이지(16)의 경사 각도가 0도에 이를 때까지, 가공 장치(10)의 X방향 구동 스테이지(14)를 주물 정반(12)의 외주 방향으로 이동시키면서, 연마를 실시한다. 회전 스테이지(16)의 경사가 0도에 이른 시점에서, 가공 장치(10)의 Z방향 구동 스테이지(15)를 0.0002mm, 주물 정반(12)을 향해 전진시키고, 제1 가공 공정과 제2 가공 공정을 스타일러스(3)의 최선단에 구형상부(1)와 돌출부(2)가 형성될 때까지 반복한다.
이상과 같이 가공을 실시함으로써, 스타일러스(3)의 구형상부(1) 및 돌출부(2)의 소재인 단결정 다이아몬드의 결정면에 의한 경도차로부터 발생하는 연마 레이트의 차이를 흡수하고, 또한 스타일러스(3)의 구형상부(1)와 돌출부(2)를 1개의 구형상으로서 본 경우의 오차 범위 내인 0.05㎛ 이하의 돌출량의 돌출부(2)를 설치할 수 있다.
여기서, 돌출부(2)의 바람직한 치수 조건에 대해 설명한다. 스타일러스(3)를 사용하는 측정기에 있어서의 허용 측정 오차 정밀도는 0.1㎛ 이하이다. 돌출부(2)의 돌출량을 0.05㎛보다 크게 설정한 경우는, 구형상부(1)의 단결정 다이아몬드의 경도가 낮은 부분(예를 들면,｛100｝면(4))이 피측정물의 피측정면과의 접촉으로 0.05㎛ 마모한 경우에 있어서, 허용 오차를 일탈한다. 이 때문에, 돌출부(2)의 돌출량은, 0.05㎛를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또, 돌출부(2)의 돌출량이 0.02㎛를 밑돌면, 구형상부(1)의 단결정 다이아몬드의 경도가 낮은 부분(예를 들면｛100｝면(4))이 피측정물의 피측정면과의 접촉으로 마모했을 때에, 돌출부(2)가 피측정면에 접촉하지 않는다. 그리고, 경도가 낮은 부분의 마모가 빨리 진행되게 되고, 스타일러스(3)의 측정 정밀도를 유지할 수 있는 기간이 짧아질 우려가 있다. 따라서, 돌출부(2)의 돌출량은, 0.02㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 구형상부(1)의 최선단부를 통과하는 구를 정의했을 때에, 구의 표면으로부터의 돌출량이 0.02㎛ 이상 또한 0.05㎛ 이내의 범위에서, 환상 영역(30) 내에 있어서의 ｛110｝면(6) 및 ｛111｝면(5)이 돌출부(2)로서 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 단결정 다이아몬드의 마모에 의한 측정 정밀도의 악화를 0.05㎛ 이하로 억제할 수 있다. 그로 인해, 장기에 걸쳐 스타일러스의 마모에 의한 측정 정밀도의 악화를 막고, 장수명화할 수 있다.
도 6은, 실시 형태에 있어서 제조되는 스타일러스(3)의 구형상부(1) 및 돌출부(2)의 형상 측정 결과를 나타내는 도면이다. 상세히는, 본 가공 방법에 의해 제작된 스타일러스(3)의 구형상부(1) 및 돌출부(2)에 대해서, 구형상으로부터의 차분을 측정한 결과이다. 스타일러스(3)의 중심축이 도 6의 X축 및 Y축의 원점에 대응하고 있고, 구형상부(1)의 각 각도 위치에서의 진구(眞球)형상으로부터의 차분을 나타내고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 스타일러스(3)의 ｛111｝면(5) 및 ｛110｝면(6)이 다른 장소보다 높게 되어 있는 돌출부(2)를 구형상부(1)에 인접하여 갖는다. 이와 같이, 돌출부(2)로서 ｛111｝면(5) 및 ｛110｝면(6)을 최선단부의 외주에 따른 환상 영역(30)에 교대로 균등하게 배치함으로써, 특히 경사를 가진 피측정물을 측정할 때에, 돌출부(2)가 피측정물에 우선적으로 접촉한다. 또한, 돌출부(2)의 경도는, 다른 부위(예를 들면 ｛100｝면(4))에 대해서 최대로 2배의 경도를 갖기 때문에, 마모가 발생하기 어렵다. 그 결과, 스타일러스(3)의 마모가 억제되고, 장수명인 스타일러스(3)를 실현할 수 있다.
또한, 도 6에서는, 구형상부(1)의 최선단부인 ｛100｝면(4)을 통과하는 구를 정의하고, 거기로부터의 차분을 표시하고 있다. 즉, 이 구의 구결이 구형상부(1)의 최선단부인 ｛100｝면(4)을 형성한다. ｛100｝면(4)을 형성하는 구의 반경은, 5㎛ 이상 또한 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 만약, ｛100｝면(4)을 형성하는 구의 반경을 5㎛ 미만으로 하면, 돌출부(2)의 돌출량이 진구형상의 차분의 허용 측정 차분 범위를 넘어 버리기 때문에 바람직하지 않다. 또, 구의 반경이 20㎛를 넘는 경우에 있어서는, 구결부의 표면적이 돌출부(2)의 표면적보다 커지기 때문에, 마모 경감의 효과가 약해진다. 이 때문에, 반경이 5㎛ 이상 또한 20㎛ 이하인 구의 구결로 구성되도록, 구형상부(1)의 최선단부를 설계하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 구형상부(1)의 선단으로부터 가공을 실시했지만, 구형상부(1)의 최대 각도측의 단부로부터 가공을 실시해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 스타일러스(3)의 소재에 초경합금을 이용했지만, 다른 소재를 이용해도 된다.
스타일러스(3)을 이용하여 피측정물의 3차원 형상을 측정하는 3차원 형상 측정 방법을 실현해도 된다. 예를 들면, 처음에는, 스타일러스(3)의 구형상부(1)의 ｛100｝면(4)을 피측정물의 3차원 형상을 측정하는 피측정면에 접촉시켜 3차원 형상 측정을 행한다. 이어서, ｛100｝면(4)에 마모가 발생하면, 이후는, 돌출부(2)의 ｛111｝면(5) 또는 ｛110｝면(6) 중 어느 하나가 피측정면에 접촉하여 측정을 계속하게 된다. 따라서, ｛100｝면(4)의 마모가 그 이상 진행되지 않고 측정을 계속할 수 있고, 이러한 측정 방법에 의해, 장기간의 고정밀도 측정을 실현 가능하게 된다.
상기 실시 형태에 의하면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 돌출부(2)로서 ｛111｝면(5) 및 ｛110｝면(6)을 구형상부(1)의 최선단부의 ｛100｝면(4)의 축부측의 끝가장자리 외주에 따른 환상 영역(30)에 교대로 균등하게 배치하도록 구성하고 있다. 돌출부(2)의 경도는, 다른 부위(예를 들면 ｛100｝면(4))에 대해서 최대로 2배의 경도를 갖는다. 따라서, 특히 경사를 가진 피측정물의 3차원 형상을 이 스타일러스(3)로 측정할 때에, 구형상부(1)의 최선단부의 ｛100｝면(4)의 마모시에, 돌출부(2)가 피측정물에 우선적으로 접촉시킬 수 있고, 마모가 발생하기 어렵다. 그 결과, 스타일러스(3)의 마모가 억제되고, 장수명인 스타일러스(3)를 실현 할 수 있고, 피측정물의 3차원 형상을 장기에 걸쳐 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 상기 여러가지 실시 형태 또는 변형예 중의 임의의 실시 형태 또는 변형예를 적절히 조합함으로써, 각각이 갖는 효과를 나타내도록 할 수 있다. 또, 실시 형태들의 조합 또는 실시예들의 조합 또는 실시 형태와 실시예의 조합이 가능함과 더불어, 다른 실시 형태 또는 실시예 중의 특징들의 조합도 가능하다.
본 개시에 따른 스타일러스 및 측정 방법은, 예를 들면, 스타일러스를 피측정물에 이용하여 3차원 형상 측정을 실시할 때에 있어서의, 단결정 다이아몬드의 마모를 억제하고, 장수명으로 정확하게 측정할 수 있는 스타일러스 및 측정 방법에 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 축부와,
    상기 축부의 선단에 배치된 1개의 단결정 다이아몬드의 돌출부와,
    상기 돌출부의 선단에 배치된 상기 단결정 다이아몬드의 구형상부를 구비하고,
    상기 구형상부의 최선단부에 상기 단결정 다이아몬드의 ｛100｝면이 배치되고,
    상기 돌출부는, 상기 구형상부보다 상기 축부측의 환상 영역 내에, 상기 단결정 다이아몬드의 ｛111｝면 및 상기 단결정 다이아몬드의 ｛110｝면이 분포하고, 또한, 상기 환상 영역 내에 있어서, 상기 ｛110｝면 및 상기 ｛111｝면이 돌출되어 있는, 스타일러스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구형상부와 상기 돌출부를 상기 구형상부의 상기 최선단부를 통과하는 구로서 정의했을 때에, 상기 환상 영역 내에 있어서의 상기 ｛111｝면 및 상기 ｛110｝면의 돌출량은, 상기 구의 표면으로부터 0.02㎛ 이상 또한 0.05㎛ 이내의 범위인, 스타일러스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구형상부는, 반경이 5㎛ 이상 또한 20㎛ 이하인 구의 구결(球缺)로 구성되는, 스타일러스.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 구형상부는, 반경이 5㎛ 이상 또한 20㎛ 이하인 구의 구결로 구성되는, 스타일러스.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 상기 스타일러스의 상기 구형상부의 상기 ｛100｝면을 이용하여 피측정물의 3차원 형상을 측정하는, 측정 방법.
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