(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接触物に接触することにより変形する接触体における前記接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から前記接触体に向けて照射した光のうち前記被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外に配置され、前記接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像手段と、
前記接触体撮像画像情報によって表される前記変形部分からの反射光の領域変化を用いて前記接触体の前記被接触物への押圧状態を検出する接触状態検出手段とを備えたことを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載した接触状態検出装置において、
前記接触状態検出手段は、前記接触体撮像画像情報によって表わされる前記反射光の面積変化を用いて前記接触体の前記被接触物への押圧状態を検出することを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した接触状態検出装置において、
前記接触状態検出手段は、前記接触体撮像画像情報によって表わされる前記変形部分の一部を用いて前記接触体の前記被接触物への押圧状態を検出することを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置において、
前記接触状態検出手段は、
前記接触体撮像画像情報を光量に応じて二値化するとともに、同二値化した接触体撮像画像情報に応じて前記接触体の前記被接触物への押圧状態を検出することを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置において、
前記撮像手段は、前記接触体における前記変形部分を含む領域に向けて照射した前記光の同変形部分の変形前の状態の部分への入射角に等しい鏡面反射の反射角上に配置されることを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置において、
前記接触体を、前記被接触物における前記接触体との被接触部分を含む表面に交わる姿勢で保持しながら前記被接触物に向かって変位させる接触体変位手段を備えることを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載した接触状態検出装置において、
前記接触体変位手段は、前記被接触物における前記接触体との被接触部分を含む表面に沿って前記接触体を前記被接触物に対して相対変位させることを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置において、さらに、
前記被接触物に光を照射する被接触物照射手段を備え、
前記撮像手段は、前記被接触物を撮像して被接触物撮像画像情報を出力することを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置において、さらに、
前記撮像手段が撮像した撮像画像を表示する撮像画像表示手段を備えることを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置において、さらに、
それぞれ導体で構成された前記被接触物と前記接触体との電気的な接触を検出する電気的接触検出手段を備えることを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項１１】
被接触物に接触することにより変形する接触体を保持した状態で前記被接触物に接触させる方向に前記接触体を前記被接触物に対して相対変位させる接触体変位手段と、
前記接触体における前記被接触物への接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から前記接触体に向けて照射した光のうち前記被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外に配置され、前記接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像手段と、
前記撮像手段が出力した前記接触体撮像画像情報に基づいて撮像画像を表示する撮像画像表示手段とを備えたことを特徴とする接触状態検出装置。
【請求項１２】
被接触物に接触することにより変形する接触体における前記接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射ステップと、
前記光照射手段から前記接触体に向けて照射した光のうち前記被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外の位置から前記接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像ステップと、
前記接触体撮像画像情報によって表される前記変形部分からの反射光の領域変化を用いて前記接触体の前記被接触物への押圧状態を検出する接触状態検出ステップとを備えたことを特徴とする接触状態検出方法。
【請求項１３】
被接触物に接触することにより変形する接触体を保持した状態で前記被接触物に接触させる方向に前記接触体を前記被接触物に対して相対変位させる接触体変位手段と、
前記接触体における前記被接触物への接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から前記接触体に向けて照射した光のうち前記被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外に配置され、前記接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像手段とを備え、前記接触体の前記被接触物への接触状態を検出する接触状態検出装置に用いられる接触状態検出プログラムであって、
前記光照射手段によって、前記接触体における前記変形部分を含む領域に光を照射させた状態で、前記接触状態検出装置が備えるコンピュータに、
前記接触体変位手段によって、前記保持した接触体を前記被接触物に接触させる方向に同被接触物に対して相対変位させ、
前記撮像手段によって、前記接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力させ、
前記接触体撮像画像情報によって表される前記変形部分からの反射光の領域変化を用いて前記接触体の前記被接触物への押圧状態を検出させることを特徴とする接触状態検出プログラム。
【請求項１４】
前記請求項１ないし前記請求項１０のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置と、
前記接触状態検出装置における接触体に接続され、同接触体を前記接触状態検出装置における接触状態の検出対象である被接触物に接触させることにより同被接触物の電気伝導度を測定する電気伝導度測定手段とを備えた電気伝導度測定システムであって、
前記電気伝導度測定手段は、
前記接触状態検出装置による前記接触体の前記被接触物への押圧状態の検出結果に応じて前記被接触物の電気伝導度測定を実行することを特徴とする電気伝導度測定システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載した電気伝導度測定システムにおいて、さらに、
前記接触体に接続され、前記接触体と前記被接触物との間で絶縁破壊を生じさせるための電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とする電気伝導度測定システム。
【請求項１６】
前記請求項１２に記載した接触状態検出方法における各ステップと、
前記接触状態検出方法における接触体に接続され、同接触体を前記接触状態検出方法における接触状態の検出対象である被接触物に接触させることにより同被接触物の電気伝導度を測定する電気伝導度測定ステップとを含む電気伝導度測定方法であって、
前記電気伝導度測定ステップは、
前記接触状態検出装置による前記接触体の前記被接触物への押圧状態の検出結果に応じて前記被接触物の電気伝導度測定を実行することを特徴とする電気伝導度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被接触物に接触することにより変形する接触体が同被接触物に接触したことを検出する接触状態検出装置、接触状態検出方法、接触状態検出プログラム、接触状態検出装置を備える電気伝導度測定システムおよび接触状態検出方法を含む電気伝導度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子デバイスなどの薄膜表面の体積抵抗率（電気伝導度）を測定するためにマイクロ４端子電気伝導測定が行なわれている。マイクロ４端子電気伝導測定は、数μｍ〜数十μｍの極めて微小な４つのプローブを被測定部分にそれぞれ接触させて電流を流すことにより同部分の体積抵抗率を測定するものである。この場合、４つのプローブと被測定部分との接触を検出するためにトンネル電流検出法や光テコ法が用いられている。【０００３】
トンネル電流検出法は、プローブと被測定部分との間にバイアス電圧を印加した状態でプローブを１ｎｍ程度まで被測定部分に近づけた際に生じるトンネル電流を検出することによりプローブと被測定部分との接触を検出するものである。一方、光テコ法は、例えば、下記特許文献１に示すように、カンチレバー（プローブに相当）における接触部の背面にレーザ光を照射するとともに同カンチレバーの背面からの反射光を２分割（または４分割）フォトディテクタで受光して同受光位置の変化を用いてプローブと被測定部分との接触を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２５８０６８号公報
【０００５】
しかしながら、トンネル電流検出法においては、被測定部分に生じた自然酸化膜などによって絶縁領域が形成されて精度良く電流を検出できない場合があり、プローブが被測定部分に強く押し付けられてプローブおよび被測定部分を損傷することがある。また、光テコ法においては、レーザ光をカンチレバー上に位置決めするとともに同カンチレバーからの反射光をフォトディテクタ上に位置決めするための光学部品やアライメント調整が必要であり、装置構成が複雑化するとともに検出精度維持のためのメンテナンス作業が極めて煩雑であるという問題があった。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、プローブなどの接触体や被接触物を損傷することなく簡単な構成で精度良く接触体の被接触物への接触状態を検出することができる接触状態検出装置、接触状態検出方法および接触状態検出用コンピュータプログラムを提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の特徴は、被接触物に接触することにより変形する接触体における前記接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射手段と、光照射手段から前記接触体に向けて照射した光のうち前記被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外に配置され、接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像手段と、接触体撮像画像情報によって表される前記変形部分からの反射光の領域変化を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出する接触状態検出手段とを備えたことにある。この場合、押圧状態の検出とは、接触体が被接触物に接して押圧する程度（度合い）を検出するのであって、必ずしも押圧力の大きさ（量）自体を検出することを意味しない。
【０００８】
このように構成した請求項１に記載した本発明の特徴によれば、接触状態検出装置は、被接触物に向って変位して接触することにより変形する接触体における変形部分を含む領域に光を照射するとともに、同変形部分を撮像した接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の領域変化を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出している。すなわち、接触状態検出装置は、接触体が被接触物に接触して変形したことによる変形部分からの反射光の領域変化を接触体撮像画像情報の変化によって検出することにより接触体の被接触物への押圧状態を検出している。この場合、光照射手段が光を照射する接触体における変形部分とは、接触体が被接触物に接触することにより、接触する前と比べて形や向きが変わった部分であり、例えば、接触体における前記被接触物への接触部分から前記接触による変形部分までの範囲が相当する。また、この場合、反射光の領域変化とは、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の２次元平面内での変化、例えば、面積、位置および形状などの変化である。また、接触体からの反射光の検出も接触体における前記変形部分を含む領域を、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの各種撮像素子で撮像することにより行なわれる。すなわち、照射する光の照射位置および反射光の受光位置を厳密に調整する必要がない。これにより、接触体への光の照射位置の位置決めおよび接触体からの反射光の受光素子に対する位置決めに必要な光学部品の部品点数やアライメント調整作業工数を低減することができ、装置構成を単純化できるとともに検出精度維持のためのメンテナンス作業の作業負担が軽減される。また、接触体における前記変形部分を撮像する撮像手段が被接触物の表面からの反射光の光路外に配置されているため、接触状態検出手段は前記変形部分の領域変化を被接触物の表面からの反射光の影響を受けることなく精度良く検出することができる。また、接触状態検出装置は、接触体の機械的変形に基づいて接触体の押圧状態の検出を行なっているため、接触体が接触する被接触物の被接触部分に酸化膜などの絶縁領域が形成された場合であっても精度良く接触体の押圧状態の検出を行なうことができる。これにより、接触体が被接触物に強く押し付けられることによる接触体および被接触物の損傷を防止することができる。これらの結果、接触体や被接触物を損傷することなく簡単な構成で精度良く接触体の被接触物への押圧状態を検出することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、接触状態検出手段は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の面積変化を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出することにある。この場合、接触状態検出装置は、面積変化に代えてまたは加えて、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の光量の変化を用いて接触体の押圧状態を検出することもできる。
【００１０】
このように構成した請求項２に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の面積変化を用いて接触体の押圧状態を検出している。これにより、接触状態検出装置は、反射光の面積変化から簡単に接触体の接触状態を検出することができる。
【００１１】
また、請求項１に係る接触状態検出装置に代えて、請求項１１に示すように、被接触物に接触することにより変形する接触体を保持した状態で被接触物に接触させる方向に接触体を被接触物に対して相対変位させる接触体変位手段と、接触体における被接触物への接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射手段と、光照射手段から前記接触体に向けて照射した光のうち被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外に配置され、接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像手段と、撮像手段が出力した接触体撮像画像情報に基づいて撮像画像を表示する撮像画像表示手段とを備えるとよい。
【００１２】
このように構成した請求項１１に記載した本発明の特徴によれば、接触状態検出装置は、被接触物に向って変位して接触することにより変形する接触体における変形部分を含む領域に光を照射するとともに、同変形部分を撮像した接触体撮像画像を撮像画像表示手段によって表示している。これにより、接触状態検出装置を用いて接触体の被接触物への接触を検出する作業者は、撮像画像表示手段を視認することにより接触体の被接触物への押圧状態を視覚で確認することができ、検出結果に基づいて接触体の被接触物への変位を直ちに停止させることなどができる。この場合、接触体における前記変形部分を撮像する撮像手段が被接触物の表面からの反射光の光路外に配置されているため、作業者は撮像画像表示手段に表示される前記変形部分の領域変化を被接触物の表面からの反射光の影響を受けることなく精度良く検出することができる。すなわち、請求項１１に係る接触状態検出装置によっても、上記接触状態検出装置と同様の作用効果を期待することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、接触状態検出手段は、接触体撮像画像情報によって表わされる前記変形部分の一部を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出することにある。
【００１４】
このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、接触体撮像画像情報によって表わされる接触体の変形部分の一部を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出している。これにより、撮像画像情報中のノイズの影響を除去して高精度に押圧状態の検出を行なうことができる（ＳＮ比の向上）とともに、押圧状態の検出に用いる領域の設定によって押圧状態の検出の位置や範囲、押圧状態の検出の感度および接触体の被接触物ＷＫへの押圧力を任意に設定することができる。
【００１５】
また、請求項４に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、接触状態検出手段は、接触体撮像画像情報を光量に応じて二値化するとともに、同二値化した接触体撮像画像情報に応じて接触体の被接触物への押圧状態を検出することにある。
【００１６】
このように構成した請求項４に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、接触体を撮像した接触体撮像画像情報を所定の光量（輝度または明度ともいう）に応じて二値化した接触体撮像画像情報を用いて接触体の押圧状態の検出を行なっている。これによれば、接触体の撮像画像を表す接触体撮像情報を用いて少ない計算処理負担で迅速に接触体の被接触物への押圧状態を検出することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、撮像手段は、接触体における前記変形部分を含む領域に向けて照射される光の接触体における入射角に等しい鏡面反射の反射角上に配置されることにある。
【００１８】
このように構成した請求項５に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置における撮像手段は、接触体の変形部分に照射される光の反射角上に配置されるため、接触体からの反射光を精度良く撮像することができる。これにより、接触状態検出装置による接触体の押圧状態の検出精度を向上させることができる。また、指向性の高い光（例えば、ＬＥＤ）を用いることにより反射光を撮像手段により効率的に導くことができ、接触状態検出装置による接触体の押圧状態の検出精度をより向上させることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、接触体を、被接触物における接触体との被接触部分を含む表面に交わる姿勢で保持しながら被接触物に向かって変位させる接触体変位手段を備えることにある。
【００２０】
このように構成した請求項６に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、接触体を、被接触物における接触体との被接触部分を含む表面に交わる姿勢で保持しながら被接触物に向かって変位させる接触体変位手段を備えている。すなわち、接触体における光の照射部分と接触体が接触する被接触物上の被接触部分を含む面とが平行でない。このため、光照射手段から照射された光の一部が被接触物上に照射された場合であっても、接触体からの反射光と被接触物からの反射光とが共に撮像手段に入射することが防止される。これにより、接触体からの反射光のみを精度良く撮像することができ、接触状態検出装置による接触体の押圧状態の検出精度を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、接触体変位手段は、被接触物における接触体との被接触部分を含む表面に沿って接触体を被接触物に対して相対変位させることにある。
【００２２】
このように構成した請求項７に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、接触体変位手段により接触体を被接触物の表面に沿って変位させることができる。これにより、接触状態検出装置は、被接触物上の任意の位置で接触体の押圧状態の検出を行なうことができ、接触状態検出装置の用途や適用範囲を拡げることができる。
【００２３】
また、請求項８に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、さらに、被接触物に光を照射する被接触物照射手段を備え、撮像手段は、被接触物を撮像して被接触物撮像画像情報を出力することにある。
【００２４】
このように構成した請求項８に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、被接触物に光を照射する被接触物照射手段を備えるとともに、撮像手段は被接触物を撮像した被接触物撮像画像情報を出力する。これにより、接触状態検出装置は、被接触物撮像画像情報を用いて被接触物上における接触体の位置を特定することができ、接触状態検出装置の用途や適用範囲を拡げることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、さらに、撮像手段が撮像した撮像画像を表示する撮像画像表示手段を備えることにある。
【００２６】
このように構成した請求項９に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、撮像手段が撮像した撮像画像を表示する撮像画像表示手段を備えている。これにより、接触状態検出装置を用いて接触体の接触検出を行なう作業者は、被接触物に対する接触体の押圧状態や、被接触物に対する接触物の位置関係を視覚によって確認することができ接触状態検出装置の使い勝手が向上する。
【００２７】
また、請求項１０に記載した本発明の他の特徴は、前記各接触状態検出装置において、さらに、それぞれ導体で構成された被接触物と接触体との電気的な接触を検出する電気的接触検出手段を備えることにある。この場合、電気的接触検出手段は、例えば、被接触物と接触体との間に電圧を印加して被接触物と接触体との間に流れる電流値を検出するほか、例えば、接触体に電圧を印加可能な２つの接触子を形成しておいてこれら２つの接触子間に被接触物を介して流れる電流値を検出することで被接触物と接触体との電気的な接触を検出することができる。
【００２８】
このように構成した請求項１０に係る本発明の他の特徴によれば、接触状態検出装置は、それぞれ導体で構成された被接触物と接触体との電気的な接触を検出する電気的接触検出手段を備えている。これにより、接触状態検出装置は、被接触物に対する接触体の接触検出を物理的な接触および電気的な接触をそれぞれ検出することによって行なうことができる。これにより、接触体が被接触物に物理的または電気的に接触したとき、または接触体が被接触物に物理的および電気的に接触したときに接触体が被接触物に接触したものとして接触体の接触検出を行なうことができ、接触状態検出装置の用途や適用範囲を拡げることができる。
【００２９】
また、本発明は接触状態検出装置の発明として実施できるばかりでなく、接触状態検出方法および接触状態検出装置に用いられる接触状態検出用コンピュータプログラム、接触状態検出装置を備える電気伝導度測定システムおよび接触状態検出方法を含む電気伝導度測定方法の発明としても実施できるものである。
【００３０】
具体的には、請求項１２に示すように、例えば、被接触物に接触することにより変形する接触体における前記接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射ステップと、光照射手段から接触体に向けて照射した光のうち被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外の位置から接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像ステップと、接触体撮像画像情報によって表される前記変形部分からの反射光の領域変化を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出する接触状態検出ステップとを備えるとよい。
【００３１】
また、請求項１３に示すように、より具体的には、例えば、被接触物に接触することにより変形する接触体を保持した状態で被接触物に接触させる方向に接触体を被接触物に対して相対変位させる接触体変位手段と、接触体における被接触物への接触による変形部分を含む領域に向けて光を照射する光照射手段と、光照射手段から接触体に向けて照射した光のうち被接触物の表面によって鏡面反射する反射光の光路外に配置され、接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力する撮像手段とを備え、接触体の被接触物への接触状態を検出する接触状態検出装置に用いられる接触状態検出プログラムであって、光照射手段によって、接触体における前記変形部分を含む領域に光を照射させた状態で、接触状態検出装置が備えるコンピュータに、接触体変位手段によって、前記保持した接触体を被接触物に接触させる方向に同被接触物に対して相対変位させ、撮像手段によって、接触体における前記変形部分を撮像して接触体撮像画像情報を出力させ、接触体撮像画像情報によって表される前記変形部分からの反射光の領域変化を用いて接触体の被接触物への押圧状態を検出させるとよい。
【００３２】
また、請求項１４に示すように、より具体的には、例えば、請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載した接触状態検出装置と、接触状態検出装置における接触体に接続され、同接触体を接触状態検出装置における接触状態の検出対象である被接触物に接触させることにより同被接触物の電気伝導度を測定する電気伝導度測定手段とを備えた電気伝導度測定システムであって、電気伝導度測定手段は、接触状態検出装置による接触体の被接触物への押圧状態の検出結果に応じて被接触物の電気伝導度測定を実行するとよい。これによれば、前記接触状態検出装置と同様の作用効果を得ながら被接触物の電気伝導度の測定を行うことができる。
【００３３】
また、この場合、請求項１５に示すように、例えば、前記電気伝導度測定システムにおいて、さらに、接触体に接続され、接触体と被接触物との間で絶縁破壊を生じさせるための電圧を印加する電圧印加手段を備えるとよい。これによれば、被接触物の表面に絶縁被膜が形成されて接触体が物理的に被接触物に接触しても電気的に接触していない場合において、電圧印加手段により絶縁被膜を破壊して接触体と被接触物との電気的な接触状態を確保することができる。
【００３４】
また、請求項１６に示すように、より具体的には、例えば、請求項１２に記載した接触状態検出方法における各ステップと、接触状態検出方法における接触体に接続され、同接触体を接触状態検出方法における接触状態の検出対象である被接触物に接触させることにより同被接触物の電気伝導度を測定する電気伝導度測定ステップとを含む電気伝導度測定方法であって、電気伝導度測定ステップは、接触状態検出装置による接触体の被接触物への押圧状態の検出結果に応じて被接触物の電気伝導度測定を実行するとよい。これによれば、前記接触状態検出方法と同様の作用効果を得ながら被接触物の電気伝導度の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る接触状態検出装置を含む電気伝導度測定システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【図２】図１に示す接触状態検出装置に保持される接触体を模式的に示す底面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ)は、図１に示す接触状態検出装置においてワーク光源から照射した光の光路を示しており、（Ａ）は接触体に照射した光の光路を示す模式図であり、（Ｂ）は被接触物に照射した光の光路を示す模式図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す接触状態検出装置においてプローブ光源から光を照射した際の状態を説明するための図であり、（Ａ）は接触体に照射した光の光路を示す模式図であり、（Ｂ）は被接触物に照射した光の光路を示す模式図であり、（Ｃ）はプローブ光源から光を照射した際における表示装置の表示画像を示す説明図である。
【図５】図１に示す接触状態検出装置を構成するコンピュータ装置が実行するアプローチプログラムのフローチャートである。
【図６】図１に示す接触状態検出装置を構成する表示装置上での接触検出領域の設定を説明するための説明図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、図１に示す接触状態検出装置における接触体の接触検出の過程を説明するための図であり、（Ａ）は接触体が被接触物の表面に接触し始めた状態を示す模式図であり、（Ｂ）は接触体が被接触物の表面に接触し始めた際の表示装置の表示画像を示す説明図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、図１に示す接触状態検出装置における接触体の接触検出の過程を説明するための図であり、（Ａ）は接触体の被接触物の表面への接触が進んだ状態を示す模式図であり、（Ｂ）は接触体の被接触物の表面への接触が進んだ際の表示装置の表示画像を示す説明図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の変形例に係る接触状態検出装置においてプローブ光源から光を照射した際の状態を説明するための図であり、（Ａ）は接触体に照射した光の光路を示す模式図であり、（Ｂ）は接触体が被接触物に接触した際の光の光路を示す模式図である。
【図１０】本発明の他の変形例に係る接触状態検出装置を含む電気伝導度測定システムの構成を模式的に示したブロック図である。
【図１１】本発明の他の変形例に係る接触状態検出装置を含む触針式粗さ計においてプローブ光源から光を照射した際の使用状態を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の他の変形例に係る接触状態検出装置を含むマイクロマニピュレータにおいてプローブ光源から光を照射した際の使用状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る接触状態検出装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る接触状態検出装置を含む電気伝導度測定システム１００の構成を模式的に示したブロック図である。なお、本明細書において参照する図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この電気伝導度測定システム１００は、測定対象である被接触物ＷＫの表面の体積抵抗率（電気伝導度）を４探針測定法を用いて測定する検査装置である。ここで４探針測定法とは、一列に並んだ４つの針状の探針を試料に接触させて試料本来の体積抵抗率（電気伝導度）を測定するものである。より具体的には、４つの探針のうち外側２つの探針間で一定電流を流すとともに、同２つの探針間の内側において内側２つの探針で電圧を測定することにより所謂配線抵抗や接触抵抗を除外した試料本来の体積抵抗率（電気伝導度）を測定する。
【００３７】
（接触状態検出装置の構成）
電気伝導度測定システム１００は、電気伝導度測定システム１００による体積抵抗率の測定対象である被接触物ＷＫを保持するとともに、同被接触物ＷＫに接触させる接触体１１０を保持するアプローチステージ装置１２０を備えている。この場合、被接触物ＷＫは、表面の電気伝導度の測定が可能な試料（例えば、各種材料からなるインゴット、ウエハ、イオン注入層や拡散層などの各種層、金属薄膜やシリコン薄膜などの各種薄膜）であれば特に限定されるものではない。本実施形態においては、板状の半導体上に金属薄膜が形成された試料を被接触物ＷＫとしている。
【００３８】
また、接触体１１０は、被接触物ＷＫに接触体１１０を接触させる目的に応じて適宜形成されるものであるが、被接触物ＷＫへの接触および押圧状態（以下、単に「押圧状態」という）の検出のために被接触物ＷＫに接触することにより変形する素材で構成されている。本実施形態においては、接触体１１０は被接触物ＷＫの体積抵抗率を４探針測定法で測定するための測定子で構成されている。より具体的には、接触体１１０は、図２に示すように、電子回路配線１１１が形成された基板１１２の図示左側先端部に４つの薄板針状のプローブ１１３がそれぞれ張り出して形成されて構成されている。これら４つのプローブ１１３は、基板１１２からの突出量が約５０μｍ、幅が約６μｍ、厚さが約１μｍの酸化シリコンカンチレバーにチタンコーティングが施されて形成されている。そして、各プローブ１１３は、約１０μｍのピッチで幅方向に並んで基板１１２の先端部にて電子回路配線１１１に接続されている。なお、図２は、接触体１１０を底面から見た状態を示しており、各プローブ１１３は誇張して示している。
【００３９】
アプローチステージ装置１２０は、主として、ワークステージ部１２１、駆動ベース部１２２および接触体アプローチ部１２３を備えて構成されている。ワークステージ部１２１は、被接触物ＷＫを載置した状態で着脱自在に保持する板状の載置台である。このワークステージ部１２１は、上面が水平となる姿勢で駆動ベース部１２２によって支持されている。駆動ベース部１２２は、ワークステージ部１２１を支持した状態で図示Ｘ軸方向および同Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に変位させる駆動装置である。
【００４０】
具体的には、駆動ベース部１２２は、後述するコンピュータ装置１４０によって作動が制御される図示しないＸ軸方向アクチュエータおよびＹ軸方向アクチュエータを備えており、これら各軸方向ごとのアクチュエータの作動制御によってワークステージ部１２１を図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ変位させる。これらのＸ軸方向アクチュエータおよびＹ軸方向アクチュエータは、それぞれ粗駆動用の電動モータと微駆動用のＰＺＴ（チタン酸ジルコ酸鉛）などからなる圧電素子とによって構成されており、ワークステージ１１１を各軸方向ごとに粗送り（ｍｍ／ｓ）および精密送り（ｎｍ／ｓ）することができる。
【００４１】
接触体アプローチ部１２３は、被接触物ＷＫに接触させる接触体１１０の一端部を保持した状態で図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向（図示上下方向）に変位させる駆動装置であり、主として、接触体保持部１２３ａおよび支柱１２３ｂによって構成されている。接触体保持部１２３ａは、図示水平方向に延びて形成されており、接触体１１０をワークステージ部１２１の上面に対して交わる姿勢、すなわち、ワークステージ部１２１上に載置される被接触物ＷＫの上面に対して斜めの姿勢で着脱自在に保持する部材である。また、支柱１２３ｂは、接触体保持部１２３ａの一端部（図示右側端部）を支持した状態で図示Ｚ軸方向（図示上下方向）に変位させる駆動装置である。
【００４２】
具体的には、支柱１２３ｂは、前記コンピュータ装置１４０によって作動が制御される図示しないＺ軸方向アクチュエータを備えており、このＺ軸方向アクチュエータの作動制御によって接触体保持部１２３ａを図示Ｚ軸方向に変位させる。このＺ軸方向アクチュエータは、前記Ｘ軸方向アクチュエータおよびＹ軸方向アクチュエータと同様に、粗駆動用の電動モータと微駆動用のＰＺＴ（チタン酸ジルコ酸鉛）などからなる圧電素子とによって構成されており、接触体保持部１２３ａを図示Ｚ軸方向に粗送り（ｍｍ／ｓ）および精密送り（ｎｍ／ｓ）することができる。
【００４３】
接触体アプローチ部１２３の支柱１２３ｂには、４探針測定回路１２４が設けられている。４探針測定回路１２４は、接触体１１０の接触検出および被接触物ＷＫの電気伝導度を測定するための電気回路で構成されている。具体的には、４つのプローブ１１３における外側２つのプローブ１１３に電流を流すための直流電源および同外側２つのプローブ１１３に流れている電流値を測定するための電流計と、内側２つのプローブ１１３間の電位差を測定するための電圧計とを備えている。この４探針測定回路１２４は、コンピュータ装置１４０によって作動が制御されるとともに、各測定値をコンピュータ装置１４０に出力する。
【００４４】
アプローチステージ装置１２０のワークステージ部１２１の上方には、プローブ光源１３１およびビームスプリッタ１３２がそれぞれ設けられている。プローブ光源１３１は、ワークステージ部１２１上の被接触物ＷＫの表面に向って変位するプローブ１１３に向かって光を照射して接触体１１０を照らすための照明器具であり、コンピュータ装置１４０によって作動が制御される。本実施形態においては、プローブ光源１３１は、ＬＥＤによって構成されている。このプローブ光源１３１は、プローブ光源１３１の向きや姿勢を変化させて光の照射位置を任意の位置に変更できる図示しないプローブ光源支持機構によってワークステージ部１２１の斜め上方に支持されている。
【００４５】
ビームスプリッタ１３２は、入射した光の一部を透過させるとともに、同入射した光の他の一部を入射方向と直交する方向に反射させる光学部品である。このビームスプリッタ１３２における図示Ｚ軸方向の光軸上には、ワーク光源１３３が設けられている。ワーク光源１３３は、ワークステージ部１２１上に載置される被接触物ＷＫの表面を照らすための照明器具であり、コンピュータ装置１４０によって作動が制御される。本実施形態においては、ワーク光源１３３は白熱電球によって構成されている。
【００４６】
一方、ビームスプリッタ１３２における図示Ｘ軸方向の光軸上には、集光レンズ１３４および撮像素子１３５がそれぞれ設けられている。集光レンズ１３４は、ビームスプリッタ１３２を介して導かれる光を撮像素子１３５上に集光させるための光学素子である。また、撮像素子１３５は、集光レンズ１３４の集光位置に配置され、受光面に結像した像に応じた電気信号をコンピュータ装置１４０に出力する光学素子である。本実施形態においては、撮像素子１３２をＣＣＤイメージセンサで構成した。これらのビームスプリッタ１３２、ワーク光源１３３、集光レンズ１３４および撮像素子１３５は、ワークステージ部１２１上における任意の位置に一体的に変位させることができる図示しない撮像光学系支持機構によってワークステージ部１２１の上方に支持されている。
【００４７】
コンピュータ装置１４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、キーボードおよびマウスからなる入力装置１４１からの指示に従って、図示しない制御プログラムを実行することによりアプローチステージ装置１２０、４探針測定回路１２４、プローブ光源１３１、ワーク光源１３３および撮像素子１３５の作動をそれぞれ制御する。また、コンピュータ装置１４０は、液晶ディスプレイからなる表示装置１４２を備えており、コンピュータ装置１４０の作動状態、前記制御プログラムの実行状態および撮像素子１３５による撮像画像などを適宜表示させる。すなわち、本実施形態においてコンピュータ装置１４０は、個人向けパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）を想定している。
【００４８】
また、コンピュータ装置１４０は、図５に示すアプローチプログラムを実行することにより、接触体アプローチ部１２３の接触体保持部１２３ａに保持した接触体１１０を被接触物ＷＫに向って変位させて接触させる。この場合、コンピュータ装置１４０は、撮像素子１３５から出力される撮像画像をそのまま表示装置１４２に表示させることができるとともに、同撮像画像を表す撮像画像情報をピクセルごとに受光光量に対応する輝度（明度ともいう）に応じて二値化、具体的には、各ピクセルごとの撮像画像情報の輝度が所定値以上の部分を白色とするとともに同所定値未満の部分を黒色としたモノクロ画像に変換して表示する。このアプローチプログラムを含む前記制御プログラムは、作業者により予め前記ハードディスクに記憶されている。なお、コンピュータ装置１４０は、アプローチステージ装置１２０、４探針測定回路１２４、プローブ光源１３１、ワーク光源１３３および撮像素子１３５の作動を制御することができれば、どのような形式のコンピュータ装置であってもよい。
【００４９】
（接触状態検出装置の作動）
次に、上記のように構成した接触状態検出装置を含む電気伝導度測定システム１００の作動について説明する。なお、この作動説明においては、本発明に直接関わる部分である被接触物ＷＫに対して接触体１１０のプローブ１１３を接触させる過程について作動説明を行い、被接触物ＷＫの電気伝導度測定に関する作動については一般的な４探針法による電気伝導度測定技術であるため、その説明は適宜省略する。
【００５０】
まず、作業者は、電気伝導度測定の対象となる被接触物ＷＫをアプローチステージ装置１２０におけるワークステージ部１２１上にセットするとともに、接触体１１０を接触体アプローチ部１２３の接触体保持部１２３ａに保持させる。この場合、作業者は、被接触物ＷＫを、被接触物ＷＫにおける電気伝導度を測定する側の表面を接触体保持部１２３ａ側に向けてワークステージ部１２１上にセットする。また、作業者は、ワークステージ部１２１上にセットされた被接触物ＷＫに接触体１１０のプローブ１１３を被接触物ＷＫの上面に対して交わる図示斜めの姿勢で対向させた状態で接触体保持部１２３ａに保持させる。
【００５１】
次に、作業者は、被接触物ＷＫ上における電気伝導度の測定位置の上方に接触体保持部１２３ａに保持された接触体１１０のプローブ１１３の先端部を位置決めする。具体的には、作業者は、コンピュータ装置１４０の入力装置１４１を操作することによりワーク光源１３３を点灯させるとともに撮像素子１３５の作動を開始させて表示装置１４２に撮像画像を表示させる。この場合、作業者は、撮像素子１３５が撮像した画像をそのまま表示装置１４２に表示するようにコンピュータ装置１４０に指示する。これにより、表示装置１４２の表示画面には、撮像素子１３５の視野内に存在する接触体１１０および被接触物ＷＫの画像が表示される。次いで、作業者は、表示装置１４２の表示画面の略中央部に接触体保持部１２３ａに保持された接触体１１０のプローブ１１３の画像を位置させる。具体的には、作業者は、撮像光学系支持機構（図示せず）を手動操作することによりビームスプリッタ１３２、ワーク光源１３３、集光レンズ１３４および撮像素子１３５の位置を一体的に調節する。
【００５２】
この位置決め作業においては、ワーク光源１３３から出射した光は、ビームスプリッタ１３２を介して接触体１１０および被接触物ＷＫをそれぞれ照射する。これらのうち、接触体１１０に照射された光ＷＬは、図３（Ａ）に示すように、接触体１１０における光ＷＬの照射面がワーク光源１３３の中心軸に対して傾斜しているため、照射された光ＷＬの大部分がビームスプリッタ１３２とは異なる方向に反射する。一方、被接触物ＷＫに照射された光ＷＬは、図３（Ｂ）に示すように、被接触物ＷＫにおける光ＷＬの照射面がワーク光源１３３の中心軸に対して直交しているため、照射された光ＷＬの大部分がビームスプリッタ１３２に向かって反射して撮像素子１３５に導かれる。これにより、表示装置１４２の表示画面には、被接触物ＷＫの表面が明るく表示されるとともに、接触体１１０が暗い影状に表示される。すなわち、ワーク光源１３３によって照らされた被接触物ＷＫを撮像素子１３５で撮像した撮像画像を表す撮像画像情報が、本発明に係る被接触物撮像画像情報に相当する。なお、図３（Ｂ）において、プローブ１１３は説明の便宜上破線で示している。
【００５３】
そして、作業者は、接触体保持部１２３ａに保持された接触体１１０を直接目視するとともに表示装置１４２の表示画面を目視しながら、同表示画面の略中央部に接触体１１０のプローブ１１３の画像が位置するように撮像光学系支持機構（図示せず）を操作してビームスプリッタ１３２、ワーク光源１３３、集光レンズ１３４および撮像素子１３５の位置を一体的に位置決めする。次いで、作業者は、被接触物ＷＫに対する接触体１１０の位置決めを行なう。具体的には、作業者は、接触体保持部１２３ａに保持された接触体１１０を直接目視するとともに表示装置１４２の表示画面を目視しながら入力装置１４１を操作することによりワークステージ部１２１を図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向に変位させて接触体１１０のプローブ１１３の先端部の位置を位置決めする。これにより、被接触物ＷＫ上における電気伝導度の測定位置の上方に接触体保持部１２３ａに保持された接触体１１０のプローブ１１３の先端部が位置決めされる。
【００５４】
次に、作業者は、プローブ光源１３１の位置決めを行う。このプローブ光源１３１の位置決めは、図４（Ａ）に示すように、プローブ光源１３１からの出射光ＰＬの大部分が接触体１１０のプローブ１１３に照射されるとともに、同プローブ１１３からの反射光がビームスプリッタ１３２に導かれる位置にプローブ光源１３１を位置決めするものである。作業者は、コンピュータ装置１４０の入力装置１４１を操作することによりワーク光源１３３を消灯するとともにプローブ光源１３１を点灯させる。また、作業者は、コンピュータ装置１４０の入力装置１４１を操作して表示装置１４２による撮像画像表示を白黒のニ値画像表示に切り替える。
【００５５】
これにより、プローブ光源１３１から出射され被接触物ＷＫおよび／または接触体１１０に反射された反射光が撮像素子１３５に導かれる。したがって、撮像素子１３５は、導かれた反射光に対応する撮像画像情報をコンピュータ装置１４０に出力する。コンピュータ装置１４０は、入力した撮像画像情報を各ピクセルごとの輝度に応じて二値化する。これにより、表示装置１４２の表示画面には、撮像素子１３５に導かれた光のうち所定の光量以上の光が白色で表示される。したがって、作業者は、表示装置１４２の表示画面を目視しながら、表示画面にプローブ１１３の形状が白色の画像で表示されるようにプローブ支持機構（図示せず）を操作してプローブ光源１３１の位置を調節する。これにより、結果として、図４（Ａ）に示すように、プローブ光源１３１から出射されて接触体１１０に照射される光ＰＬの入射角と等しい反射角上にビームスプリッタ１３２が位置するようにプローブ光源１３１の位置が調節される。
【００５６】
一方、プローブ光源１３１から出射され接触体１１０以外の物体、具体的には、主に被接触物ＷＫの表面に照射された光ＰＬは、図４（Ｂ）に示すように、被接触物ＷＫの表面が接触体１１０のプローブ１１３に対して非平行であるため、照射された光ＰＬの大部分がビームスプリッタ１３２とは異なる方向に反射される。すなわち、撮像素子１３５は、プローブ光源１３１から照射された光ＰＬのうちの被接触物ＷＫの表面からの反射光が直接入らない位置、換言すれば、同反射光の光路外に配置される。このため、表示装置１４２の表示画面には、図４（Ｃ）に示すように、接触体１１０のプローブ１１３の部分が白色で表示されるとともに、プローブ１１３以外の部分、具体的には、被接触物ＷＫの表面部分が黒色で表示される。なお、図４（Ｂ）において、プローブ１１３は説明の都合上破線で示している。また、図４（Ｃ）においては、基板１１２、プローブ１１３、被接触物ＷＫに対応する表示画像部分にそれぞれ基板１１２、プローブ１１３、被接触物ＷＫの符号を付す。
【００５７】
次に、作業者は、接触体１１０の被接触物ＷＫへの接触作業を行う。具体的には、作業者は、コンピュータ装置１４０の入力装置１４１を操作することにより、コンピュータ装置１４０に接触体１１０の被接触物ＷＫへの接触処理を実行させる。この指示に応答してコンピュータ装置１４０は、図５に示す接触体１１０を被接触物ＷＫに接触させるためのアプローチプログラムをステップＳ１００にて開始して、ステップＳ１０２にて接触検出領域ＳＥの設定を作業者に促す。
【００５８】
この接触検出領域ＳＥの設定とは、被接触物ＷＫに対する接触体１１０の押圧状態の検出感度および接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧力を規定するために、撮像素子１３５から出力される撮像画像情報の中から接触体１１０の接触検出に用いる撮像画像情報を選択するものである。すなわち、接触検出領域ＳＥの設定は、被接触物ＷＫへの接触による接触体１１０の変形部分のうちどの部分を用いて、接触体１１０の押圧状態の検出を行なうかを設定するものである。具体的には、作業者は、図６に示すように、表示装置１４２の表示画面に表示される枠状の接触検出領域ＳＥの位置および大きさを接触体１１０の白色画像上において図示しないマウス（ポインティングデバイス）などを用いて調整し設定する。本実施形態においては、４つのプローブ１１３の各先端部を含んだ状態で、表示装置１４２の表示画面に表示された白色のプローブ１１３のうち先端部から約半分の白色部分を領域内に含めた選択率約５０％の領域を接触検出領域ＳＥとして設定する。
【００５９】
次に、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１０４にて、接触体１１０のプローブ１１３に接触検出用の電圧を印加する。具体的には、コンピュータ装置１４０は、４探針測定回路１２４の作動を制御することにより、接触体１１０の４つのプローブ１１３のうち外側２つのプローブ１１３に所定の電圧を印加する。また、４探針測定回路１２４は、内蔵する電流計の作動を開始させて電流計測値をコンピュータ装置１４０に出力する。
【００６０】
次に、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１０６にて、撮像素子１３５の作動を制御して撮像素子１３５による撮像処理を開始させる。これにより、撮像素子１３５は、プローブ光源１３１によって照らされた接触体１１０の表面を撮像した撮像画像を表す接触体撮像画像情報を出力する。この場合、プローブ光源１３１から出射された光は接触体１１０のプローブ１１３の他に被接触物ＷＫにも照射されるため、接触体撮像画像情報には、接触体１１０のプローブ１１３の他に被接触物ＷＫの表面の撮像画像も含まれる。但し、撮像素子１３５には、主として接触体１１０のプローブ１１３に照射された光の反射光が導かれるため、接触体撮像画像情報は接触体１１０を表わす部分が被接触物ＷＫの表面を表わす部分より高輝度で表わされる。
【００６１】
次に、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１０８にて、接触体撮像画像情報の二値化処理を開始する。具体的には、コンピュータ装置１４０は、撮像素子１３５から入力した接触体撮像画像情報をピクセルごとに受光光量（輝度）に応じて二値化、より具体的には、各ピクセルごとの撮像画像情報の輝度が所定値以上の部分を白色とするとともに同所定値未満の部分を黒色としたモノクロ画像に変換する。これにより、接触体撮像画像情報のうち、接触体１１０に相当する接触体撮像画像情報が白色で表わされるとともに、その他の部分（主として被接触物ＷＫの表面）を表わす接触体撮像画像情報が黒色で表わされる（図４（Ｃ）、図６参照）。
【００６２】
次に、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１１０にて、接触体１１０を被接触物ＷＫに向けて変位させる。具体的には、コンピュータ装置１４０は、Ｚ軸方向アクチュエータ（図示せず）の作動を開始させて接触体保持部１２３ａを支柱１２３ｂに沿って図示下方、すなわち、ワークステージ部１２１上の被接触物ＷＫに向って変位させる。
【００６３】
次に、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１１２にて、接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態を検出する。具体的には、コンピュータ装置１４０は、４探針計測回路１２４から出力される電流計測値を監視して同電流計測値が０Ａ（アンペア）より大きくなったとき、または撮像素子１３５から出力されて二値化された接触体撮像画像情報のうち接触検出領域ＳＥ内の撮像画像情報の略すべて（本実施形態においては、全体の略９０％）が黒色となったときに接触体１１０が被接触物ＷＫに接触して押圧状態となったと判定する。
【００６４】
この接触体１１０の押圧状態検出処理において、４探針計測回路１２４から出力される電流計測値が０Ａより大きくなった場合とは、２つの外側のプローブ１１３間が電気的に接触したことにより電流が流れたことを意味しており、これは、２つの外側のプローブ１１３が被接触物ＷＫの表面にそれぞれ接触したことを意味している。また、撮像素子１３５から出力された接触体撮像画像情報のうち接触検出領域ＳＥ内の撮像画像情報の略すべてが黒色となった場合とは、撮像素子１３５に接触体１１０のプローブ１１３からの反射光が入射しなくなったことを意味しており、これは、プローブ１１３が被接触物ＷＫの表面に接触して同表面を押圧することにより撓み変形して反射光の進行方向が変化したことを意味している。
【００６５】
この接触体撮像画像情報のうち接触検出領域ＳＥ内の撮像画像情報が黒色に変化する過程について、より詳しく説明する。接触体１１０のプローブ１１３が被接触物ＷＫの表面に接触してない場合には、前記図４（Ｃ）および図６に示すように、表示装置１４２の表示画面にはプローブ１１３の全体形状が白色画像として表示される。これは、接触体１１０のプローブ１１３によって反射された反射光の多くが撮像素子１３５に導かれるためである。
【００６６】
その後、プローブ１１３が被接触物ＷＫに向って変位することにより同プローブ１１３の先端部が被接触物ＷＫの表面に接触し始めると、図７（Ａ）に示すように、プローブ１１３における被接触物ＷＫの表面への接触部分が撓み変形する。これにより、プローブ１１３における変形部分からの反射光の進行方向が変化してビームスプリッタ１３３に導かれなくなるため、図７（Ｂ）に示すように、表示装置１４２に表示される前記変形部分（プローブ１１３の先端部分）に対応する撮像画像が黒色に変化する。
【００６７】
そして、プローブ１１３が更に被接触物ＷＫの表面に向って変位することにより、図８（Ａ）に示すように、プローブ１１３が被接触物ＷＫの表面を押圧してプローブ１１３における被接触物ＷＫの表面と平行に変形した接触部分が増加する。これにより、プローブ１１３から撮像素子１３５に導かれる反射光が更に少なくなり、図８（Ｂ）に示すように、表示装置１４２の表示される接触検出領域ＳＥ内のプローブ１１３の撮像画像の白色部分の殆どが黒色に変化する。すなわち、コンピュータ装置１４０は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の受光部分（領域）の面積変化を用いて接触体１１０の押圧状態を検出する。
【００６８】
したがって、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１１２の判定処理にて、４探針計測回路１２４から出力される電流計測値が０Ａより大きくなるまで、または撮像素子１３５から出力される接触体撮像画像情報のうち接触検出領域ＳＥの撮像画像情報の略すべてが黒色となるまでの間、「Ｎｏ」と判定し続けてステップＳ１１２の判定処理を繰り返し実行する。このステップＳ１１２による判定処理を繰り返し実行している間、コンピュータ装置１４０は、接触体１１０を被接触物ＷＫ側に送るピッチごとに４探針計測回路１２４から出力される電流計測値および接触体撮像画像情報の監視処理を実行する。
【００６９】
一方、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１１２の判定処理にて、４探針計測回路１２４から出力される電流計測値が０Ａより大きくなったとき、または撮像素子１３５から出力される接触体撮像画像情報のうち接触検出領域ＳＥの撮像画像情報の略すべてが黒色となったとき、接触体１１０が被接触物ＷＫに接触して押圧状態となったとして「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１１４に進む。なお、このステップＳ１１２による押圧状態判定処理を実行している間、作業者は、表示装置１４２の表示画面を監視することにより接触体１１０の異常な接触を検出することができる。例えば、４つのプローブ１１３のうち１つのプローブ１１３のみが黒色に変化した場合には、同１つのプローブ１１３が何らかのものに接触して変形していると考えられるため、作業者は、入力装置１４１を操作し直ちに接触体１１０の被接触物ＷＫへの接触作業を中断することができる。すなわち、本発明に係る接触状態検出装置は、接触体１１０の被接触物ＷＫの接触の有無のみならず、の状態も検出することができる。
【００７０】
次に、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１１４にて、接触体１１０の押圧状態の検出の中断処理を実行する。具体的には、コンピュータ１４０は、Ｚ軸方向アクチュエータ（図示せず）、４探針測定回路１２４および撮像素子１３５の作動をそれぞれ停止させる。これにより、接触体保持部１２３ａの変位、２つの外側のプローブ１１３への電圧印加および接触体１１３の撮像処理がそれぞれ中断される。また、コンピュータ装置１４０は、接触体撮像画像情報の二値化処理を中断するとともに、表示装置１４２に接触体１１０のプローブ１１３が被接触物ＷＫの表面に接触し押圧状態にある旨を表示する。この場合、コンピュータ装置１４０は、接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態の検出の原因、すなわち、接触体１１０の押圧状態を電流計測値の変化によって検出したのか、接触体撮像画像情報の変化によって検出したのかを表示装置１４２に表示させる。そして、コンピュータ装置１４０は、ステップＳ１１６にて、このアプローチプログラムの実行を終了する。
【００７１】
作業者は、表示装置１４２に表示された表示内容を確認した後、接触体１１０の押圧状態の検出の原因に応じた作業を行う。すなわち、接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態が電流計測値の変化によって検出された場合には、接触体１１０のプローブ１１３と被接触物ＷＫとが電気的に接触しているため、作業者はコンピュータ装置１４０の入力装置１４１を操作して引き続き被接触物ＷＫの電気伝導度の測定作業を行う。一方、接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態が接触体撮像画像情報の変化によって検出された場合には、接触体１１０のプローブ１１３と被接触物ＷＫとが物理的に接触していても電気的に接触していないと考えられるため、被接触物ＷＫの電気伝導度の測定作業を行うことができない。このため、作業者は、接触体１１０が被接触物ＷＫに電気的に接触しない原因を特定するとともに対応処置を施した後、再度アプローチプログラムを実行する。これにより、従来、プローブ１１３と被接触物ＷＫとの電気的な接続状態が検出されない状態でプローブ１１３が被接触物ＷＫに強く押し付けられることによる接触体１１０および被接触物ＷＫの破損を防止することができる。
【００７２】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、電気伝導度測定システム１００に適用された接触検出装置は、被接触物ＷＫに接触することにより変形する接触体１１０の変形部分に光ＰＬを照射するとともに、同被接触物ＷＫに向って変位する接触体１１０を撮像した接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の変化を用いて接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態を検出している。すなわち、接触状態検出装置は、接触体１１０が被接触物ＷＫに接触して変形したことによる変形部分からの反射光の変化を接触体撮像画像情報の変化によって検出することにより接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態を検出している。そして、この場合、接触体１１０からの反射光の検出は、接触体１１０における前記変形部分を含む領域をＣＣＤイメージセンサからなる撮像素子１３５で撮像することにより行なわれる。すなわち、照射する光ＰＬの照射位置および反射光の受光位置を厳密に調整する必要がない。これにより、接触体１１０への光ＰＬの照射位置の位置決めおよび接触体１１０からの反射光の受光素子に対する位置決めに必要な光学部品の部品点数やアライメント調整作業工数を低減することができ、装置構成を単純化できるとともに検出精度維持のためのメンテナンス作業の作業負担が軽減される。また、接触状態検出装置は、接触体１１０の機械的変形に基づいて接触体１１０の押圧状態の検出を行なっているため、接触体１１０が接触する被接触物ＷＫの被接触部分に酸化膜などの絶縁領域が形成された場合であっても精度良く接触体の押圧状態の検出を行なうことができる。これにより、接触体１１０が被接触物ＷＫに強く押し付けられることによる接触体１１０および被接触物ＷＫの損傷を防止することができる。これらの結果、接触体１１０や被接触物ＷＫを損傷することなく簡単な構成で精度良く接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態を検出することができる。
【００７３】
（各種変形例）
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記変形例の説明においては、参照する各図における上記実施形態と同様の構成部分に同じ符号または対応する符号を付して、その説明は省略する。
【００７４】
例えば、上記実施形態においては、接触体１１０を撮像した接触体撮像画像情報に選択率約５０％の接触検出領域ＳＥを設定することにより、接触体１１０の押圧状態の検出を行なうように構成した。しかし、接触検出領域ＳＥの大きさや位置は、接触体１１０の押圧状態の検出の目的に応じて適宜設定することができる。例えば、接触検出領域ＳＥの大きさを大きく（選択率を増加）することにより、接触体１１０の押圧状態の検出に用いる白色部分が増加するため押圧状態の検出の感度を鈍くすることができる。これは、接触体１１０の押圧状態の検出時における接触体１１０が被接触物ＷＫを押し付ける力を大きくすることができることも意味している。したがって、接触体１１０を構成する素材のバネ定数を用いることにより接触体１１０が被接触物ＷＫを押し付ける押圧力も規定することができるとともに、接触体撮像画像情報に基づいて接触体１１０の押圧力を特定することもできる。そして、接触検出領域ＳＥの大きさを小さく（選択率を減少）することにより接触体１１０の押圧状態の検出に用いる白色部分が少なくなるとともにＳ／Ｎ比が向上するため押圧状態の検出の感度を鋭くすることができる。
【００７５】
一方、接触検出領域ＳＥの位置を接触体１１０（プローブ１１３）の先端部に位置させることにより接触体１１０の押圧状態の検出の感度を鋭くすることができる一方、接触検出領域ＳＥの位置を接触体１１０（プローブ１１３）の後端部側に位置させることにより接触体１１０の押圧状態の検出の感度を鈍くすることができる。さらに、接触検出領域ＳＥの大きさおよび位置を調節して接触体１１０の一部（例えば、１つのプローブ１１３のみ）を押圧状態の検出に用いることもできる。また、さらには、２つ以上の接触検出領域ＳＥを設けてそれぞれ位置や大きさを設定することもできる。例えば、４つのプローブ１１３ごとにそれぞれ接触検出領域ＳＥを設定することにより、４つのプローブ１１３ごとに押圧状態の検出を行なうことができる。すなわち、接触体撮像画像情報によって表わされる接触体１１０の変形部分上での接触検出領域ＳＥの大きさ、位置および数を適宜設定することにより、押圧状態の検出の範囲、接触検出の感度および接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧力を任意に設定することができる。
【００７６】
また、上記実施形態においては、撮像素子１３５が撮像して得た接触体撮像画像情報の一部（上記実施形態においては選択率約５０％）を用いて接触体１１０の押圧状態の検出を行なうように構成した。しかし、接触検出領域ＳＥを設けることなく撮像素子１３５が出力した接触体撮像画像情報のすべてを用いて接触体１１０の押圧状態の検出を行なうこともできることは当然である。
【００７７】
また、上記実施形態においては、撮像素子１３５から出力された接触体撮像画像情報のうち接触検出領域ＳＥ内の撮像画像情報の略すべて（上記実施形態においては、全体の略９０％）が黒色となったときに接触体１１０が被接触物ＷＫに対して押圧状態となったと判定した。すなわち、接触状態検出装置は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の面積変化を用いて接触体の押圧状態を検出した。しかし、接触体１１０の押圧状態検出の判定の基準となる接触体撮像画像情報における白色画像から黒色画像への変化率（量）は、接触体１１０の押圧状態検出精度に応じて適宜決定されるものであり、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、接触体１１０の押圧状態検出の判定の基準として小さい変化率（量）を用いれば接触体１１０の押圧状態検出精度が高くなり、大きい変化率（量）を用いれば押圧状態検出精度が低くなる。
【００７８】
また、接触体の押圧状態の検出は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の面積変化の他に位置や形状の変化を用いることもできる。すなわち、接触状態検出装置は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の面積、位置および形状などの反射光領域の変化、換言すれは反射光が占める部分の２次元平面内での変化を用いて接触体の押圧状態を検出することができる。また、接触状態検出装置は、接触体撮像画像情報によって表わされる反射光の光量の変化を用いて接触体の押圧状態を検出することもできる。
【００７９】
また、上記実施形態においては、プローブ光源１３１としてＬＥＤを用いるとともにワーク光源１３３として白熱電球を用いた。しかし、プローブ光源１３１およびワーク光源１３３の光源は、接触体１１０および被接触物ＷＫを撮像素子１３５によって撮像して撮像画像情報を取得可能な光ＰＬ，ＷＬを発する光源であれば上記実施形態に限定されるものではない。例えば、プローブ光源１３１およびワーク光源１３３の光源として、ＬＥＤ、白熱電球、蛍光灯、ハロゲンランプ、ＨＩＤランプまたはレーザ光などを用いることができる。なお、プローブ光源１３１は、少なくとも接触体１１０に光ＰＬを照射できれば良いため、指向性の高い光源（例えば、ＬＥＤやレーザ光）が好ましい。一方、ワーク光源１３３は、被接触物ＷＫにおける接触体１１０との接触領域を照らすことができれば良く、幅広い光源を用いることができる。
【００８０】
また、上記実施形態においては、ワーク光源１３３を用いて被接触物ＷＫに光ＷＬを照射するとともに同光ＷＬが照射された被接触物ＷＫを撮像素子１３５で撮像して被接触物撮像画像情報を取得した。しかし、被接触物ＷＫ自体の位置や被接触物ＷＫ上における接触体１１０の位置関係を確認する必要がない場合には、ワーク光源１３３および撮像素子１３５による被接触物撮像画像情報の取得処理は、必ずしも必要ではない。これらのワーク光源１３３および撮像素子１３５による被接触物撮像画像情報の取得処理を省略することにより接触状態検出装置の構成を簡単にすることができる。
【００８１】
また、上記実施形態においては、接触体１１０にプローブ光源１３１から出射される光ＰＬの入射角に等しい反射角上にビームスプリッタ１３２を配置した。すなわち、プローブ光源１３１から出射されて接触体１１０に入射する光ＰＬの入射角に等しい反射角上に実質的に撮像素子１３５を配置した。これにより、撮像素子１３５は、特に指向性が高い光源（例えば、ＬＥＤ）から出射されて接触体１１０によって反射された反射光を効率的に受光することができ、精度の良い接触体撮像画像情報を取得することができる。しかし、撮像素子１３５の配置位置は、接触体１１０を撮像して接触体撮像画像情報を取得できる位置であれば、必ずしも前記反射角上である必要はない。特に、プローブ光源１３１として指向性の低い光源を用いた場合には、接触体１１０からの反射光を受光可能な範囲に比較的自由に撮像素子１３５を配置することができる。
【００８２】
また、上記実施形態においては、撮像素子１３５としてＣＣＤイメージセンサを用いた。しかし、撮像素子１３５は、接触体１１０を撮像して接触体撮像画像情報を取得できるものであればＣＣＤイメージセンサ以外のイメージセンサ、例えばＣＭＯＳイメージセンサなどの各種イメージセンサを用いることもできる。本発明は、接触体１１０を比較的広範囲で撮像した接触体撮像画像情報を用いて接触体１１０の押圧状態の検出を行なうことにより、必要な光学素子およびアライメント（光軸調整）工数を低減できることが特徴の１つである。
【００８３】
また、上記実施形態においては、コンピュータ装置１４０は、撮像素子１３５から入力した接触体撮像画像情報を二値化した接触体撮像画像情報を用いて接触体１１０の押圧状態を検出した。しかし、接触体撮像画像情報は必ずしも二値化する必要はなく、撮像素子１３５から入力した接触体撮像画像情報をそのまま用いて接触体１１０の押圧状態を検出することもできる。例えば、撮像素子１３５から入力した接触体撮像画像情報の受光光量に対応する輝度（明度ともいう）の変化を用いて接触体１１０の押圧状態を検出することもできる。
【００８４】
また、上記実施形態においては、接触体１１０は、接触体アプローチ部１２３の接触体保持部１２３ａによって被接触物ＷＫにおける被接触部分を含む表面に対して交わる姿勢で保持されている。このため、プローブ光源１３１からの出射光が被接触物ＷＫの表面に照射された場合であっても、接触体１１０からの反射光と被接触物ＷＫからの反射光とが共に撮像素子１３５に導かれることが防止される。これにより、撮像素子１３５は接触体１１０からの反射光のみを精度良く撮像することができ、結果として接触体１１０の接触検出精度を向上させることができる。すなわち、撮像素子１３５は、プローブ光源１３１から照射された光ＰＬのうちの被接触物ＷＫの表面からの反射光が直接入らない位置、換言すれば、同反射光の光路外に配置されていればよい。
【００８５】
また、上記実施形態においては、接触体１１０を保持して被接触物ＷＫに接近させる接触体アプローチ部１２３は電気伝導度測定システム１００を構成する構成要素であり、接触状態検出装置に必須の構成要素ではない。しかし、接触体アプローチ部１２３を接触状態検出装置の構成要素とすることにより接触状態検出装置において前記作用効果を発揮させることができる。また、被接触物ＷＫを保持して接触体１１０に対して図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向に変位させるワークステージ部１２１および駆動ベース部１２２も前記接触体アプローチ部１２３と同様に、電気伝導度測定システム１００を構成する構成要素であり、接触状態検出装置に必須の構成要素ではない。
【００８６】
しかし、ワークステージ部１２１および駆動ベース部１２２を接触状態検出装置の構成要素とすることにより、被接触物ＷＫ上の任意の位置で接触体１１０の押圧状態の検出を行なうことができ、接触状態検出装置の用途や適用範囲を拡げることができるものである。すなわち、アプローチステージ装置１２０が、本発明に係る接触体変位手段に相当する。この場合、アプローチステージ装置１２０は、接触体１１０と被接触物ＷＫとを相対変位させれば良く、必ずしもどちらか一方のみを変位させる構成である必要はない。すなわち、アプローチステージ装置１２０は、接触体１１０および被接触物ＷＫのどちらか一方をまたは両方を変位させてもよい。また、接触体１１０を保持する姿勢も被接触物ＷＫにおける被接触部分を含む表面に対して平行であっても接触体１１０の押圧状態の検出は可能である。この場合、主として接触体１１０に光が照射され被接触物ＷＫにはできるだけ光が照射されないように構成することが好ましい。
【００８７】
また、上記実施形態においては、撮像素子１３５が撮像した撮像画像を表示させるために表示装置１４２を用いた。すなわち、表示装置１４２は、本発明に係る撮像画像表示手段に相当する。これにより、作業者は、接触体１１０の接触状態や被接触物ＷＫにおける被接触部分周辺の状態を視認により確認しながら作業を行なうことができる。したがって、これらを視認する必要がない場合には、表示装置１４２は不要である。すなわち、接触体１１０の押圧状態の検出は、コンピュータ装置１４０による演算処理によって行われているため、接触体１１０の押圧状態を必ずしも表示させなくても接触体１１０の押圧状態の検出は可能である。
【００８８】
一方、接触体１１０の押圧状態の検出を作業者が行なう場合には、接触体１１０の押圧状態を作業者が確認できる何らかの表示手段が必要である。この場合、接触体１１０の押圧状態の検出自体は作業者が行なうため、押圧状態の検出のためのコンピュータ装置１４０による演算処理、すなわち、接触状態検出手段は不要である。具体的には、作業者は、表示装置１４２の表示される接触体１１０の白色画像の変化を目視しながら、白色画像の適当な変化状態において接触体１１０が被接触物ＷＫに押圧状態になったと判定して入力装置１４１を操作することにより接触体１１０の変位を停止させる。これによっても、接触体１１０の押圧状態を検出することができる。
【００８９】
また、上記実施形態においては、接触体１１０の押圧状態の検出に４探針計測回路１２４から出力される電流計測値と撮像素子１３５から出力された接触体撮像画像情報とを用いた。これにより、接触体１１０が被接触物ＷＫに物理的または電気的に接触したときに接触体が被接触物に接触したものとして接触体の押圧状態の検出を行なうことができる他に、接触体１１０が被接触物ＷＫに物理的および電気的に接触したときに接触体が被接触物に押圧状態になったものとして接触体の押圧状態の検出を行なうこともできる。この結果、接触状態検出装置の用途や適用範囲を拡げることができる。しかし、接触体１１０の押圧状態の検出は、撮像素子１３５から出力された接触体撮像画像情報のみで行なうことができることは当然である。
【００９０】
また、上記実施形態においては、接触体１１０が被接触物ＷＫに押圧状態となって変形することにより接触体１１０からの反射光が撮像素子１３５に導かれなくなることを利用して接触体１１０の押圧状態を検出するように構成した。しかし、本発明は、接触体１１０が被接触物ＷＫに押圧状態となって変形することによる反射光の進行方向の変化を利用して接触体１１０の接触を検出するように構成すれば、上記実施形態に限定されるものではない。
【００９１】
例えば、図９（Ａ）に示すように、プローブ光源１３１は、接触体１１０の表面に向って直交する向きで光ＰＬを照射するように構成することもできる。これによれば、図９（Ｂ）に示すように、プローブ１１３が被接触物ＷＫに接触して座屈変形することにより、プローブ１１３からの反射光の一部が撮像素子１３５に導かれなくなる。したがって、コンピュータ装置１４０は、接触体撮像画像情報における白色で表わされた接触体１１０の側面部分にプローブ１１３の座屈変形により生じる黒色部分を検出することにより接触体１１０の押圧状態を検出することができる。つまり、プローブ光源１３１は、接触体１１０に対して被接触物ＷＫへの接触による変形前の部分または変形後の部分、すなわち、接触体１１０における接触による変形部分を含む領域に光ＰＬを照射するように構成されていればよい。
【００９２】
また、図９（Ａ），（Ｂ）に示す接触状態検出装置において、ビームスプリッタ１３２、集光レンズ１３４および撮像素子１３５に代えてまたは加えて、プローブ１１３が被接触物ＷＫに接触して座屈変形した座屈部分から反射する反射光の進行方向上に撮像素子１３５と同様の撮像素子１３６（図において二点鎖線で示す）を設けることもできる。これによれば、プローブ１１３が被接触物ＷＫに接触して座屈変形することにより、プローブ１１３からの反射光の一部が撮像素子１３６に導かれる。したがって、コンピュータ装置１４０は、接触体撮像画像情報における黒色で表わされた接触体１１０の側面部分にプローブ１１３の座屈変形による生じる白色部分を検出することにより接触体１１０の押圧状態を検出することができる。
【００９３】
また、上記実施形態においては、接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態が接触体撮像画像情報の変化によって検出された場合には、被接触物ＷＫの電気伝導度の測定作業を行わないように構成した。これは、被接触物ＷＫの表面に絶縁膜が形成されて接触体１１０のプローブ１１３と被接触物ＷＫとが電気的に接触していないと考えられるためである。したがって、このような場合、電気伝導度測定システム１００は、図１０に示すように、接触体１１０と被接触物ＷＫとの間で絶縁破壊を生じさせるための電圧を印加する電圧印加装置１３７を接触体１１０に接続した状態で設けるようにするとよい。これによれば、電気伝導度測定システム１００または作業者は、接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態が接触体撮像画像情報の変化によって検出された場合には、電圧印加装置１３７を作動させることにより被接触物ＷＫの表面に形成された絶縁膜を破壊して接触体１１０のプローブ１１３と被接触物ＷＫとが電気的に接触した状態を確保することができる。したがって、電気伝導度測定システム１００または作業者は、被接触物ＷＫの表面に形成された絶縁膜を破壊した後、そのまま被接触物ＷＫの電気伝導度の測定作業を行うことができる。このように、電気伝導度測定システム１００は、接触状態検出装置による接触体１１０の被接触物ＷＫへの押圧状態の検出結果に応じて被接触物ＷＫの電気伝導度の測定をそのまま続行したり、同電気伝導度の測定を一旦中断したりするように構成することができる。
【００９４】
また、上記実施形態においては、接触状態検出装置を電気伝導度測定システム１００に適用した。しかし、接触状態検出装置は、被接触物に向って変位して接触する接触体が同被接触物に接触したことを検出する接触状態検出装置として広く適用できるものである。例えば、プローブ顕微鏡におけるプローブ制御、触針式粗さ計における接触制御、マイクロマニピュレータにおける接触制御、ＭＥＭＳ部品などの接触力測定や機械物性評価、マイクロスイッチの接触検出などに本発明を適用することができる。
【００９５】
例えば、図１１に示すように、接触状態検出装置を触針式粗さ計２００に適用することもできる。この場合、触針式粗さ計２００における図示しない制御装置（コンピュータ装置１４０に相当）は、プローブ１１３の先端部を被接触物ＷＫの表面に所定の押圧力で押圧した状態において、プローブ１１３と被測定物ＷＫとを図示Ｘ軸方向に相対変位させる。そして、触針式粗さ計２００における制御装置は、撮像素子１３５から出力された接触体撮像画像情報を用いて被接触物ＷＫの表面粗さを測定することができる。
【００９６】
また、例えば、図１２に示すように、接触状態検出装置をマイクロマニピュレータ３００に適用することもできる。この場合、プローブ１１３は、先端が尖った平面視略三角形状の板状体で構成されている。そして、マイクロマニピュレータ３００における図示しない制御装置（コンピュータ装置１４０に相当）は、作業者による図示しない入力装置（入力装置１４１に相当）の操作に応じて、プローブ１１３の先端部を被接触物ＷＫ（例えば、プレパラート上の細胞組織）の表面に所定の押圧力で押圧したり、同押圧した状態でプローブ１１３と被測定物ＷＫとを図示Ｘ軸方向および図示Ｙ軸方向に相対変位させたりすることにより被接触物ＷＫに加工を施したり位置を変位させたりすることができる。この場合、マイクロマニピュレータ３００における制御装置または作業者は、撮像素子１３５から出力された接触体撮像画像情報を用いて、または図示しない表示装置（表示装置１４２に相当）における表示内容によってプローブ１１３の被接触物ＷＫへの押圧状態を認識できるとともに同押圧状態を適宜調整することができる。
【００９７】
なお、この場合、プローブ１１３の被接触物ＷＫへの押圧状態には、プローブ１１３にあらゆる方向から作用する押圧力による押圧状態を広く含むものである。具体的には、プローブ１１３の被接触物ＷＫへの押圧状態には、プローブ１１３が被接触物ＷＫの表面を図示Ｚ軸方向に押圧する状態の他に、例えば、プローブ１１３が被接触物ＷＫの表面を図示Ｚ軸方向に押圧した状態で図示Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向（すなわち、Ｘ−Ｙ軸平面内）に変位させた際にプローブ１１３に生じるねじりの状態も含むものである。
【符号の説明】
【００９８】
１００…電気伝導度測定システム、
１１０…接触体、１１１…電気回路、１１２…基板、１１３…プローブ、
１２０…アプローチステージ装置、１２１…ワークステージ部、１２２…駆動ベース部、１２３…接触体アプローチ部、１２３ａ…接触体保持部、１２３ｂ…支柱、１２４…４探針測定回路、
１３１…プローブ光源、１３２…ビームスプリッタ、１３３…ワーク光源、１３４…集光レンズ、１３５，１３６…撮像素子、１３７…電圧印加装置、
１４０…コンピュータ装置、１４１…入力装置、１４２…表示装置、
２００…触針式粗さ計、
３００…マイクロマニピュレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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