(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を軸方向に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回運動によって該軸方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備える測定プローブであって、
前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材と、
前記旋回運動機構を支持する旋回ハウジング部材と、
前記軸ハウジング部材に支持され前記移動部材の変位を検出する変位検出器と、
を備え、
前記軸運動機構は前記旋回ハウジング部材を支持し、且つ前記旋回部材は前記スタイラスを支持する構成とされていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項２】
被測定物に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を軸方向に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回中心に対する旋回運動によって該軸方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備える測定プローブであって、
前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材と、
前記旋回運動機構を支持する旋回ハウジング部材と、
前記軸ハウジング部材に支持され前記移動部材の変位を検出する変位検出器と、
を備え、
前記旋回運動機構は前記軸ハウジング部材を支持し、且つ前記移動部材は前記スタイラスを支持する構成とされていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記変位検出器は、前記移動部材の相対的な位置の検出を可能とする相対位置検出信号を出力することを特徴とする測定プローブ。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記変位検出器は、前記移動部材の絶対的な位置の検出を可能とする絶対位置検出信号を出力することを特徴とする測定プローブ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記軸ハウジング部材には、干渉光源部と、該干渉光源部からの光を反射する参照ミラーと、前記移動部材に配置されるとともに該干渉光源部からの光を反射するターゲットミラーと、を備え、該参照ミラー及び該ターゲットミラーからの反射光それぞれを干渉させて複数の干渉縞を生成可能な干渉光学系が設けられ、
前記変位検出器は、該干渉光学系で生成される前記複数の干渉縞の位相変化を検出可能とされていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記旋回部材は前記旋回運動機構の旋回中心に対して反スタイラス側にバランス部材を備え、該旋回中心と該バランス部材との距離は調整可能とされていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記スタイラスの質量に応じたバランスウェイトと、
前記軸ハウジング部材に支持され、該スタイラスと該バランスウェイトとの間のバランスをとるカウンタバランス機構と、
を備えることを特徴とする測定プローブ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記移動部材と前記旋回部材の両方を支持するハウジング部材を位置決め可能な係合部で脱着可能に連結し支持する前段ハウジング部材を備え、
前記旋回部材の反スタイラス側端部に基準部材が設けられ、前記スタイラスの旋回動作に対応する該基準部材の変位を検出する姿勢検出器が前記前段ハウジング部材に収納されていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記旋回部材の反スタイラス側端部に基準部材が設けられ、前記スタイラスの旋回動作に対応する該基準部材の変位を検出する姿勢検出器が、前記移動部材と前記旋回部材の両方を支持するハウジング部材に収納されていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項１０】
請求項９において、
前記軸運動機構は、前記移動部材を変位可能とする複数の第１ダイヤフラム構造体を備え、
前記旋回運動機構が該軸運動機構に支持される際に、
前記姿勢検出器は、該旋回運動機構と該複数の第１ダイヤフラム構造体との間に配置されていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかにおいて、
前記基準部材は、光を反射する反射鏡とされ、
該反射鏡へ光軸に沿って光を入射させる光源部が設けられ、
前記姿勢検出器は、該反射鏡から反射される反射光の該光軸からの変位を検出することを特徴とする測定プローブ。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記光軸は、前記旋回運動機構の旋回中心を通るよう設けられていることを特徴とする測定プローブ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
前記軸運動機構は、前記移動部材を変位可能とする複数の第１ダイヤフラム構造体を備え、
該複数の第１ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材を備えることを特徴とする測定プローブ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３において、
前記旋回運動機構は、前記旋回部材を変位可能とする第２ダイヤフラム構造体を備え、
該第２ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材を備えることを特徴とする測定プローブ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかにおいて、
前記軸ハウジング部材と一体とされ前記移動部材に対峙して配置される第１壁部材と、該移動部材と、の間の少なくとも一部の隙間に第１粘性材料が充填されることを特徴とする測定プローブ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかにおいて、
前記旋回運動機構は前記旋回部材を変位可能とする第２ダイヤフラム構造体を備え、
前記旋回ハウジング部材と一体とされて配置される第２壁部材と、該第２ダイヤフラム構造体もしくは前記旋回部材と、の間の少なくとも一部の隙間に第２粘性材料が充填されることを特徴とする測定プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定プローブに係り、特に、低コストを保ちながら高い測定精度を確保可能な測定プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の表面に接触して、被測定物の表面の形状を測定する測定装置は、例えば、三次元測定機などが知られている。三次元測定機では、被測定物に接触してその表面形状を検出するための測定プローブが使用されている（特許文献１）。特許文献１で示す測定プローブは、被測定物（の表面）に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を測定プローブの中心軸の方向（Ｚ方向、軸方向Ｏとも称する）に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回運動によって該Ｚ方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備えている。特許文献１においては、軸運動機構と旋回運動機構とは、直列に接続されており、スタイラスの接触部の移動可能な方向を互いに異なるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４１７１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被測定物Ｗの形状は、旋回部材及び移動部材の変位より求めることができる。特許文献１では、移動部材は旋回運動機構に支持されており、移動部材の変位はＺ方向への変位として検出される構成となっている。このため、例えば、移動部材が旋回部材によりＺ方向から傾斜した状態で変位した場合には、基本的には移動部材がＸＹＺ方向の３方向に変位することとなる。このため、特許文献１では、この３方向のうちの１方向（Ｚ方向）への変位成分のみを抽出して検出する検出器（変位検出器）を採用することが必要となる。つまり、高い測定精度の測定プローブを実現しようとすると、検出処理の複雑化と（検出器が限られることから）検出器の高コスト化を招くおそれがあった。
【０００５】
本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、低コストを保ちながら高い測定精度を確保可能とする測定プローブを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の請求項１に係る発明は、被測定物に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を軸方向に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回運動によって該軸方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備える測定プローブであって、前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材と、前記旋回運動機構を支持する旋回ハウジング部材と、前記軸ハウジング部材に支持され前記移動部材の変位を検出する変位検出器と、を備え、前記軸運動機構が前記旋回ハウジング部材を支持し、且つ前記旋回部材が前記スタイラスを支持する構成とされたことにより、前記課題を解決したものである。
また、本願の請求項２に係る発明は、被測定物に接触する接触部を有するスタイラスと、該接触部を軸方向に移動可能とする移動部材を備える軸運動機構と、旋回中心に対する旋回運動によって該軸方向と直角をなす面に沿って前記接触部を移動可能とする旋回部材を備える旋回運動機構と、を備える測定プローブであって、前記軸運動機構を支持する軸ハウジング部材と、前記旋回運動機構を支持する旋回ハウジング部材と、前記軸ハウジング部材に支持され前記移動部材の変位を検出する変位検出器と、を備え、前記旋回運動機構が前記軸ハウジング部材を支持し、且つ前記移動部材が前記スタイラスを支持する構成としたものである。
【０００７】
本願の請求項３に係る発明は、前記変位検出器で、前記移動部材の相対的な位置の検出を可能とする相対位置検出信号を出力するようにしたものである。
【０００８】
本願の請求項４に係る発明は、前記変位検出器で、前記移動部材の絶対的な位置の検出を可能とする絶対位置検出信号を出力するようにしたものである。
【０００９】
本願の請求項５に係る発明は、前記軸ハウジング部材には、干渉光源部と、該干渉光源部からの光を反射する参照ミラーと、前記移動部材に配置されるとともに該干渉光源部からの光を反射するターゲットミラーと、を備え、該参照ミラー及び該ターゲットミラーからの反射光それぞれを干渉させて複数の干渉縞を生成可能な干渉光学系を設け、前記変位検出器で、該干渉光学系で生成される前記複数の干渉縞の位相変化を検出可能としたものである。
【００１２】
本願の請求項６に係る発明は、前記旋回部材が前記旋回運動機構の旋回中心に対して反スタイラス側にバランス部材を備え、該旋回中心と該バランス部材との距離を調整可能としたものである。
【００１３】
本願の請求項７に係る発明は、前記スタイラスの質量に応じたバランスウェイトと、前記軸ハウジング部材に支持され、該スタイラスと該バランスウェイトとの間のバランスをとるカウンタバランス機構と、を備えるようにしたものである。
【００１４】
本願の請求項８に係る発明は、前記移動部材と前記旋回部材の両方を支持するハウジング部材を位置決め可能な係合部で脱着可能に連結し支持する前段ハウジング部材を備え、前記旋回部材の反スタイラス側端部に基準部材を設け、前記スタイラスの旋回動作に対応する該基準部材の変位を検出する姿勢検出器を前記前段ハウジング部材に収納したものである。
【００１５】
本願の請求項９に係る発明は、前記旋回部材の反スタイラス側端部に基準部材を設け、前記スタイラスの旋回動作に対応する該基準部材の変位を検出する姿勢検出器を、前記移動部材と前記旋回部材の両方を支持するハウジング部材に収納したものである。
【００１６】
本願の請求項１０に係る発明は、前記軸運動機構が、前記移動部材を変位可能とする複数の第１ダイヤフラム構造体を備え、前記旋回運動機構が該軸運動機構に支持される際に、前記姿勢検出器を、該旋回運動機構と該複数の第１ダイヤフラム構造体との間に配置したものである。
【００１７】
本願の請求項１１に係る発明は、前記基準部材を、光を反射する反射鏡とし、該反射鏡へ光軸に沿って光を入射させる光源部を設け、前記姿勢検出器で、該反射鏡から反射される反射光の該光軸からの変位を検出するようにしたものである。
【００１８】
本願の請求項１２に係る発明は、前記光軸を、前記旋回運動機構の旋回中心を通るように設けたものである。
【００１９】
本願の請求項１３に係る発明は、前記軸運動機構が、前記移動部材を変位可能とする複数の第１ダイヤフラム構造体を備え、該複数の第１ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材を備えるようにしたものである。
【００２０】
本願の請求項１４に係る発明は、前記旋回運動機構が、前記旋回部材を変位可能とする第２ダイヤフラム構造体を備え、該第２ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材を備えるようにしたものである。
【００２１】
本願の請求項１５に係る発明は、前記軸ハウジング部材と一体とされ前記移動部材に対峙して配置される第１壁部材と、該移動部材と、の間の少なくとも一部の隙間に第１粘性材料を充填したものである。
【００２２】
本願の請求項１６に係る発明は、前記旋回運動機構が前記旋回部材を変位可能とする第２ダイヤフラム構造体を備え、前記旋回ハウジング部材と一体とされて配置される第２壁部材と、該第２ダイヤフラム構造体もしくは前記旋回部材と、の間の少なくとも一部の隙間に第２粘性材料を充填したものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、低コストを保ちながら高い測定精度が確保可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る測定プローブを用いた測定システムの一例を示す模式図
【図２】本発明の第１実施形態に係る測定プローブの断面を示す模式図
【図３】測定プローブ及びその周辺部の構成を示すブロック図
【図４】測定プローブで用いられるダイヤフラム構造体の一例を示す模式図（軸運動機構で用いられる第１ダイヤフラム構造体の図（Ａ）、旋回運動機構で用いられる第２ダイヤフラム構造体の図（Ｂ）、旋回運動機構で用いられる第２ダイヤフラム構造体の機能図（Ｃ））
【図５】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第２実施形態の図（Ａ）、第３実施形態の図（Ｂ））
【図６】本発明の第４実施形態に係る測定プローブの断面を示す模式図
【図７】本発明の第４実施形態に係る干渉光学系を示す模式図（構成要素の配置図（Ａ）、変位検出器に干渉光が投射される様子を示す図（Ｂ）、変位検出器で検出される干渉光の位相と周波数を示す図（Ｃ））
【図８】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第５実施形態の図（Ａ）、第６実施形態の図（Ｂ））
【図９】図８（Ｂ）の測定プローブの一部を示す斜視図（旋回モジュールにスタイラスが連結された図（Ａ）、カウンタバランス機構の図（Ｂ）、スタイラスの図（Ｃ））
【図１０】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第７実施形態の図（Ａ）、第８実施形態の図（Ｂ））
【図１１】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第９実施形態の図（Ａ）、第１０実施形態の図（Ｂ））
【図１２】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第１１実施形態の図（Ａ）、第１２実施形態の図（Ｂ））
【図１３】本発明の第１２実施形態に係るスタイラス及びカウンタバランス機構を示す模式図（斜視図（Ａ）、上面図（Ｂ）、断面図（Ｃ））
【図１４】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第１３実施形態の図（Ａ）、第１４実施形態の図（Ｂ））
【図１５】本発明の第１５実施形態に係る測定プローブの断面を示す模式図
【図１６】本発明の第１６実施形態に係る測定プローブの断面を示す模式図（中心軸Ｏからずれた図（Ａ）、中心軸Ｏを通る図（Ｂ））
【図１７】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第１７実施形態の図（Ａ）、第１８実施形態の図（Ｂ））
【図１８】本発明の第１９実施形態に係る測定プローブの断面を示す模式図
【図１９】本発明に係る測定プローブの断面を示す模式図（第２０実施形態の図（Ａ）、第２１実施形態の図（Ｂ））
【図２０】本発明の第２２実施形態に係る測定プローブの断面を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２６】
本発明に係る第１実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
【００２７】
最初に、測定システム１００の全体構成を説明する。
【００２８】
測定システム１００は、図１に示す如く、測定プローブ３００を移動させる三次元測定機２００と、手動操作するジョイスティック１１１を有する操作部１１０と、三次元測定機２００の動作を制御するモーションコントローラ５００と、を備える。また、測定システム１００は、モーションコントローラ５００を介して三次元測定機２００を動作させるとともに三次元測定機２００によって取得した測定データを処理して被測定物Ｗの寸法や形状などを求めるホストコンピュータ６００と、測定条件等を入力する入力手段１２０と、測定結果を出力する出力手段１３０と、を備える。
【００２９】
次に、各構成要素について説明する。
【００３０】
前記三次元測定機２００は、図１に示す如く、測定プローブ３００と、定盤２１０と、定盤２１０に立設されて測定プローブ３００を三次元的に移動させる駆動機構２２０と、駆動機構２２０の駆動量を検出する駆動センサ２３０と、を備えている。
【００３１】
測定プローブ３００は、図２に示す如く、スタイラス３０６と、軸運動機構３１０と、旋回運動機構３３４と、を備える。スタイラス３０６の接触部３４８は、軸運動機構３１０と旋回運動機構３３４とにより、被測定物Ｗの表面Ｓに接触した際にその形状に倣って３方向に自在に変位する構成とされている。
【００３２】
更に、図２を用いて、測定プローブ３００の構成概略について説明する。なお、以下の説明のために、図２の紙面上下方向にＺ方向をとり、紙面左右方向にＸ方向をとり、紙面垂直方向にＹ方向をとる。このため、測定プローブ３００の中心軸Ｏの方向（軸方向Ｏ）は、Ｚ方向と同一となる。
【００３３】
測定プローブ３００は、図２に示す如く、被測定物Ｗに接触する接触部３４８を有するスタイラス３０６と、接触部３４８を軸方向Ｏに移動可能とする移動部材３１２を備える軸運動機構３１０と、旋回運動によって軸方向Ｏと直角をなす面に沿って接触部３４８を移動可能とする旋回部材ＲＰを備える旋回運動機構３３４と、を備える。ここで、軸運動機構３１０は本体ハウジング（軸ハウジング部材）３０８に支持され、且つ、旋回運動機構３３４はモジュールハウジング（旋回ハウジング部材）３３０に支持されている。そして、軸運動機構３１０はモジュールハウジング３３０を支持し、且つ旋回部材ＲＰはスタイラス３０６を直接的に支持する構成とされている。そして、測定プローブ３００は、本体ハウジング３０８に支持され移動部材３１２の変位を検出する変位検出器３２８を備える。
【００３４】
また、測定プローブ３００は、図２に示す如く、プローブ本体３０２でスタイラス３０６を支持している。つまり、測定プローブ３００は、プローブ本体３０２と旋回モジュール３０４の２つのモジュールを備え、プローブ本体３０２が旋回モジュール３０４を内蔵する形態となっている。そして、姿勢検出器３２２（後述）は、移動部材３１２と旋回部材ＲＰの両方を支持する本体ハウジング（ハウジング部材）３０８を備えるプローブ本体３０２に内蔵されている（言い換えれば、姿勢検出器３２２は、本体ハウジング３０８に収納されている）。なお、「内蔵」は、それぞれのハウジング部材（「内蔵」の対象部材がプローブ本体３０２に「内蔵」されるのであれば本体ハウジング３０８、「内蔵」の対象部材が旋回モジュール３０４に「内蔵」されるのであればモジュールハウジング３３０）の径方向内側で支持され、且つその「内蔵」の対象部材がそれぞれのハウジング部材の外側に配置される他のモジュールもしくは他のハウジング部材の内側だけに入り込む部分を有さないことを意味するものとする。
【００３５】
以下、測定プローブ３００について詳細に説明する。
【００３６】
前記プローブ本体３０２は、図２に示す如く、本体ハウジング３０８と、軸運動機構３１０と、旋回モジュール３０４と、姿勢検出器３２２と、変位検出器３２８と、信号処理回路３２９（図３）と、を備える。
【００３７】
本体ハウジング３０８は、図２に示す如く、内側側面に段部３０８Ａを備えた蓋付円筒形状とされている。そして、本体ハウジング３０８は、Ｚ方向において、段部３０８Ａの上側の径方向内側に軸運動機構３１０を支持している。また、本体ハウジング３０８は、Ｚ方向において、段部３０８Ａの下側に設けられた薄肉の延在部３０８Ｂの径方向内側に旋回モジュール３０４を収納している。
【００３８】
軸運動機構３１０は、図２に示す如く、移動部材３１２と、移動部材３１２を本体ハウジング３０８に対して変位可能とする一対の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５と、を備える。
【００３９】
移動部材３１２は、図２に示す如く、軸心を中空部３１２Ｂとした略円筒形状とされている。そして、移動部材３１２は、Ｚ方向において、第１ダイヤフラム構造体３１４に支持される位置の下方に凹部３１２Ｃを備えている。その凹部３１２Ｃに接触しない状態で本体ハウジング３０８の内側側面から支持部材３１９が延在している。そして、姿勢検出器３２２及びビームスプリッタ３２０が支持部材３１９に支持されている。移動部材３１２の下端部には、旋回運動機構３３４を備える旋回モジュール３０４が支持されている。つまり、姿勢検出器３２２は、旋回運動機構３３４と一対の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５との間に配置されている。
【００４０】
第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５は、図４（Ａ）に示す如く、弾性変形可能な略円盤形状の部材である。材質としてはリン青銅など（他の材料でもよい）である。第１ダイヤフラム構造体３１５は第１ダイヤフラム構造体３１４と同一とされている（これに限らず、互いに異なる形状とされていてもよい）。このため、第１ダイヤフラム構造体３１４についてのみ、図４（Ａ）を用いて説明する。
【００４１】
第１ダイヤフラム構造体３１４には、図４（Ａ）に示す如く、周方向で位相が１２０度ずれた３つの切り抜き部３１４Ｄが設けられている。切り抜き部３１４Ｄにより、第１ダイヤフラム構造体３１４の径方向外側から内側に向かって、外周部３１４Ａとリム部３１４Ｂと中心部３１４Ｃとが設けられている。外周部３１４Ａは、第１ダイヤフラム構造体３１４の最外周にあり、本体ハウジング３０８に固定される部分である。リム部３１４Ｂは隣接する２つの切り抜き部３１４Ｄにより周方向に帯状とされ、外周部３１４Ａの内側に配置されている。そして、リム部３１４Ｂの両端部は、それぞれ外周部３１４Ａと中心部３１４Ｃとに連結されている。中心部３１４Ｃは、移動部材３１２を支持する部分であり、リム部３１４Ｂのさらに内側に配置されている。本体ハウジング３０８に対する移動部材３１２の変位により、第１ダイヤフラム構造体３１４は、中心部３１４Ｃが上下動し、リム部３１４Ｂが弾性変形する構造となっている。なお、第１ダイヤフラム構造体の構造は、本実施形態で示す形状に限定されるものではない（第２ダイヤフラム構造体も同様である）。
【００４２】
旋回モジュール３０４は、図２に示す如く、フランジ部３３２と、モジュールハウジング３３０と、旋回運動機構３３４と、を備えている。
【００４３】
フランジ部３３２は、図２に示す如く、移動部材３１２に連結されており、中心に開口部３３２Ａを備えるフランジ形状とされている。
【００４４】
モジュールハウジング３３０は、図２に示す如く、下端に開口部３３０Ａを備える略円筒形状の部材である。そして、モジュールハウジング３３０は、旋回運動機構３３４を径方向内側で支持する。
【００４５】
旋回運動機構３３４は、図２に示す如く、フランジ部材３４２を除いてモジュールハウジング３３０の内側に収納されている。フランジ部材３４２は、スタイラス３０６の内側に入り込むことなく、スタイラス３０６に連結されている。そして、旋回運動機構３３４は、図２に示す如く、旋回部材ＲＰと、旋回部材ＲＰをモジュールハウジング３３０に対して変位可能とする第２ダイヤフラム構造体３４０と、を備える。
【００４６】
旋回部材ＲＰは、図２に示す如く、第２ダイヤフラム構造体３４０に支持される部材であって、バランス部材３３８と、上部部材３３６と、フランジ部材３４２と、を備える。
【００４７】
バランス部材３３８は、図２に示す如く、第２ダイヤフラム構造体３４０の上部に配置され、スタイラス３０６に対応する重量とされている（つまり、旋回部材ＲＰは、旋回運動機構３３４の旋回中心ＲＣに対して反スタイラス側にバランス部材３３８を備えている構成である）。このバランス部材３３８を適切に設定する（あるいは、後述するように、旋回中心ＲＣとバランス部材３３８との距離を調整する）ことで、スタイラス３０６を含めて旋回部材ＲＰで支持される部材の重心位置を旋回中心ＲＣに一致させることができる。このため、例えば、測定プローブ３００を横向きにしても、スタイラス３０６の中心軸が軸方向Ｏから大きく傾くことを防止することができる。即ち、測定プローブ３００の姿勢が変更されても、スタイラス３０６が姿勢検出器３２２（後述）の測定範囲の中央に留まることができ、姿勢検出器３２２としてより簡易化、小型化、高分解能化したものを採用することが可能となる。バランス部材３３８の上端部（旋回部材ＲＰの反スタイラス側端部）には、基準部材３１６が設けられている。なお、バランス部材３３８の側面３３８Ｂとモジュールハウジング３３０の内側側面３３０Ｂとの距離は、バランス部材３３８の傾斜（変位）を規制して、第２ダイヤフラム構造体３４０が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、旋回モジュール３０４は、第２ダイヤフラム構造体３４０の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材となるモジュールハウジング３３０及びバランス部材３３８を備えているといえる。
【００４８】
上部部材３３６は、図２に示す如く、第２ダイヤフラム構造体３４０に係合しバランス部材３３８を支持する構成となっている。なお、上部部材３３６の凸部３３６Ａには、雄ねじが設けられている。そして、凸部３３６Ａに対応するバランス部材３３８の凹部３３８Ａには、雌ねじが設けられている。このため、バランス部材３３８の上部部材３３６への螺合状態を変化させることで、旋回中心ＲＣとバランス部材３３８との距離が調整可能とされている。つまり、バランス部材３３８の旋回中心ＲＣからの距離を変化させることで、重量または長さがそれぞれ異なるスタイラス３０６であっても、旋回部材ＲＰ（第２ダイヤフラム構造体３４０に支持される部材）の重心位置を旋回中心ＲＣに一致させることが可能となる。
【００４９】
第２ダイヤフラム構造体３４０も、図４（Ｂ）に示す如く、弾性変形可能な略円盤形状の部材である。材質としてはリン青銅など（他の材料でもよい）である。第２ダイヤフラム構造体３４０には、周方向で位相が１８０度異なる２つの円弧形状の切り抜き部３４０Ｅが設けられ、２つのヒンジ部３４０Ｃが形成されている。切り抜き部３４０Ｅの径方向内側には、更に周方向で位相が１８０度異なる２つの円弧形状の切り抜き部３４０Ｆが設けられ、２つのヒンジ部３４０Ｄが形成されている。切り抜き部３４０Ｅ、３４０Ｆにより、第２ダイヤフラム構造体３４０の径方向外側から内側に向かって、外周部３４０Ａとリム部３４０Ｇと中心部３４０Ｂとが設けられている。
【００５０】
外周部３４０Ａは、図４（Ｂ）に示す如く、第２ダイヤフラム構造体３４０の最外周にあり、モジュールハウジング３３０に固定される部分である。リム部３４０Ｇは、径方向の両側に設けられた切り抜き部３４０Ｅ、３４０Ｆにより周方向に帯状とされている。そして、リム部３４０Ｇは、外周部３４０Ａの内側に配置され、ヒンジ部３４０Ｃで外周部３４０Ａと、ヒンジ部３４０Ｄで中心部３４０Ｂと連結されている。中心部３４０Ｂは、上部部材３３６を支持する部分であり、リム部３４０Ｇのさらに内側に配置されている。切り抜き部３４０Ｅと切り抜き部３４０Ｆとは位相が９０度異なる。このため、第２ダイヤフラム構造体３４０の中心（旋回中心ＲＣ）を軸として、中心部３４０Ｂは互いに直交する２方向に傾斜可能（旋回可能）な構造となっている。
【００５１】
なお、図４（Ｃ）は、第２ダイヤフラム構造体３４０の機能を示す模式図であり、符号ｋは、中心部３４０Ｂが変位（旋回）した際の単位変位量（角度）当たりの復元力を示している。
【００５２】
フランジ部材３４２は、図２に示す如く、第２ダイヤフラム構造体３４０を上部部材３３６と挟み込む形態で、上部部材３３６に支持されている。フランジ部材３４２の下端外周には、周方向で１２０度毎に一対のローラ３４２Ａが３つ設けられている。そして、中心軸Ｏ上に永久磁石３４２Ｂが設けられている。なお、一対のローラ３４２Ａの軸方向は、フランジ部材３４２の中心に向かう略径方向と同一とされている。
【００５３】
なお、段部３０８Ａの下端部３０８ＡＢとフランジ部３３２の上端部３３２Ｂとの距離は、一対の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５の弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、プローブ本体３０２は、一対の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となる本体ハウジング３０８、移動部材３１２、支持部材３１９、及びモジュールハウジング３３０を備えているといえる。なお、延在部３０８Ｂにより、旋回モジュール３０４への直接的なＸＹ方向からの外力も同時に防止することができる。もちろん、スタイラス３０６に過大な負荷が加わった場合には、この第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５を保護するために、第１制限部材が作用する前に、スタイラス３０６が脱落する構成となっている。
【００５４】
一方、移動部材３１２の上端部３１２Ａには、図２に示す如く、スケールブラケット３２４が配置されている。スケールブラケット３２４上には、基準部材３２６が配置されている。そして、基準部材３２６に対向して、基準部材３２６からの反射光を検出する変位検出器３２８が配置されている。なお、変位検出器３２８は、基準部材３２６に光を照射する光源を内蔵している。基準部材３２６の変位検出器３２８側の表面には、光源からの光の反射率が異なるインクリメンタルパターンが一定間隔でＺ方向に設けられている。即ち、基準部材３２６は、反射型のスケールとされている。この基準部材３２６、変位検出器３２８により、２相正弦波信号を出力する光電式インクリメンタル型リニアエンコーダが構成されている。つまり、変位検出器３２８は、本体ハウジング３０８に支持され移動部材３１２の変位を検出する構成となっている。そして、変位検出器３２８は、移動部材３１２の変位に対応してインクリメンタルパターンの所定の周期で繰り返される周期信号を出力する（つまり、変位検出器３２８は、移動部材３１２の相対的な位置の検出を可能とする相対位置検出信号を出力する構成である）。この周期信号は、信号処理回路３２９で波形整形される。そして、信号処理回路３２９からは、基準部材３２６のＺ方向の変位を求めるためのＺ２相ｓｉｎ波が出力される。
【００５５】
また、本体ハウジング３０８の内側側面には、図２に示す如く、別の光源（光源部）３１８がビームスプリッタ３２０に対峙して設けられている。ビームスプリッタ３２０は、光源３１８から出射された光をＺ方向に向ける。Ｚ方向に向けられた光（光軸ＯＡを通過する光）は、旋回部材ＲＰの反スタイラス側端部に設けられた（光を反射する反射鏡とされた）基準部材３１６で反射される（即ち、プローブ本体３０２には、基準部材３１６へ光軸ＯＡに沿って光を入射させる光源３１８が設けられている）。反射光は、ビームスプリッタ３２０を通過し、姿勢検出器３２２で基準部材３１６から反射された光を検出する。よって、基準部材３１６の変位（傾斜）により姿勢検出器３２２で検出される反射光の位置が変化することから、姿勢検出器３２２は基準部材３１６から反射される反射光の光軸ＯＡからの変位を検出することができる。つまり、姿勢検出器３２２は、スタイラス３０６の旋回動作に対応する基準部材３１６の変位（傾斜）を検出することができる。光軸ＯＡは、旋回運動機構３３４の旋回中心ＲＣを通るように設けられている（つまり、中心軸Ｏと光軸ＯＡとは一致する）。
【００５６】
なお、基準部材３１６は、図２に示す如く、表面が凹面形状となっており、姿勢検出器３２２で検出される反射光の光軸ＯＡからの変位量を少なくして姿勢検出器３２２のサイズの小型化を図っている。姿勢検出器３２２の出力も信号処理回路３２９に入力される。そして、姿勢検出器３２２の出力は信号処理回路３２９で波形整形される。そして、信号処理回路３２９からは、基準部材３１６の姿勢変化で生じる光軸ＯＡからの反射光のＸＹ方向への変位に基づく変位電圧（ＸＹ変位電圧）が出力される。
【００５７】
前記スタイラス３０６は、図２に示す如く、フランジ部３４４と、ロッド部３４６と、接触部３４８と、を備える。
【００５８】
フランジ部３４４は、図２に示す如く、フランジ部材３４２に対応する部材である。即ち、一対のローラ３４２Ａの両方に接するように、球３４４Ａがフランジ部３４４の周方向で１２０度毎に３つ配置されている。そして、フランジ部３４４には、永久磁石３４２Ｂに対向して、永久磁石３４２Ｂと引き合う磁性部材（永久磁石でよい）３４４Ｂが配置されている。
【００５９】
ここで、３つの球３４４Ａは、図２に示す如く、対応する一対のローラ３４２Ａの表面それぞれに接触する。このため、永久磁石３４２Ｂと磁性部材３４４Ｂとが所定の力で引き合った状態では、フランジ部材３４２にフランジ部３４４が６点着座（接触）された状態となる。つまり、高い位置決め精度を実現しながら、フランジ部材３４２とフランジ部３４４とを連結することができる。即ち、フランジ部３４４とフランジ部材３４２とは、脱着可能な連結機構であるキネマティックジョイント（キネマティックカップリングとも称する。以降同じ）を構成している状態である。このキネマティックジョイントにより、スタイラス３０６とフランジ部材３４２とが脱着を繰り返しても、高い位置決め再現性を実現することが可能である。なお、キネマティックジョイントは、ローラと球との組み合わせだけでなく、Ｖ溝と球との組み合わせであってもよい。また、ローラと球との組み合わせでその順序が逆であってもよい。つまり、６点着座できる構造であれば、ローラと球との組み合わせに限定されない。なお、スタイラス３０６に横方向（軸方向Ｏと直交する方向）から大きな力が加わったときには、フランジ部材３４２からスタイラス３０６が脱落（すべてのローラ３４２Ａに球３４４Ａが接触しない状態となった場合だけでなく、一部でのみローラ３４２Ａに球３４４Ａが接触しない状態となった場合も含む。以降同じ）をして、プローブ本体３０２の破損を防止することが可能である（このため、永久磁石３４２Ｂと磁性部材３４４Ｂとの引き合う所定の力は、上述した大きな力に対応した力とされる。以降同じ）。
【００６０】
ロッド部３４６は、図２に示す如く、その基端がフランジ部３４４に取り付けられている。ロッド部３４６の先端には、球形の接触部３４８が設けられている。なお、スタイラス３０６にＸＹ方向への変位がない状態においてスタイラス３０６の中心軸の方向がＺ方向（軸方向Ｏ）となる。
【００６１】
次に、プローブ信号処理部５３０について、図３を用いて説明する。
【００６２】
プローブ信号処理部５３０は、図３に示す如く、Ａ／Ｄ回路５３２と、ＦＰＧＡ５３４と、カウンタ回路５３６と、を備える。Ａ／Ｄ回路５３２は、入力するアナログ信号であるＺ２相ｓｉｎ波及びＸＹ変位電圧をＡＤ変換して、それぞれをデジタル信号とする。即ち、このときのＡＤ変換のビット数が多いほど、スタイラス３０６の変位に対する高ダイナミックレンジ化と高感度化とを実現することができる。ＦＰＧＡ５３４では、デジタル信号のＸＹ変位電圧を変位信号に変換し位置演算部５５０へ出力し、且つデジタル信号のＺ２相ｓｉｎ波をＺ２相方形波に変換しカウンタ回路５３６へ出力する。そして、カウンタ回路５３６では、Ｚ２相方形波を計測してＺ方向の変位を求め位置演算部５５０へ出力する。
【００６３】
本実施形態では、スタイラス３０６のＸＹＺ方向への変位を実現するために、基本的にＺ方向への移動を軸運動機構３１０で行い、ＸＹ方向への移動を旋回運動機構３３４で行うようにしている。このため、Ｚ方向、ＸＹ方向それぞれにスタイラス３０６の変位を分離できるので、Ｚ方向、ＸＹ方向の変位の検出を独立して行うことが容易であり、位置演算の簡素化を実現することが可能である。同時に、Ｚ方向、ＸＹ方向それぞれにおける検出感度も独立して設定することができる。しかも、軸運動機構３１０がモジュールハウジング３３０を支持し、且つ旋回部材ＲＰがスタイラス３０６を直接的に支持する構成とされている。このため、スタイラス３０６により近い旋回運動機構３３４による検出感度を向上させることが可能である。
【００６４】
また、本実施形態は、本体ハウジング３０８に支持され移動部材３１２の変位を検出する変位検出器３２８を備えている。即ち、本体ハウジング３０８に支持された変位検出器３２８は、同じく本体ハウジング３０８に支持された（ＸＹ方向への移動を原則的に行わずにＺ方向に移動する）移動部材３１２の変位を検出する。このため、変位検出器３２８は、高価な検出器でなくても、移動部材３１２の本体ハウジング３０８に対する１方向の変位を純粋に検出することができる。即ち、変位検出器３２８は、移動部材３１２の変位を高い分解能で検出することが可能であり、移動部材３１２の変位の補正を行うことが容易である。同時に、リニアエンコーダなどの使用も容易で、移動部材３１２（即ち、スタイラス３０６）のロングストローク化も可能である。
【００６５】
また、本実施形態では、変位検出器３２８が移動部材３１２の相対的な位置の検出を可能とする相対位置検出信号（所定の周期で繰り返される周期信号）を出力する。このため、変位検出器３２８で光電式インクリメンタル型リニアエンコーダを構成することで、極めて長い検出範囲（ダイナミックレンジ）を確保しつつ、移動部材３１２の移動位置で検出感度が異なるといった現象を回避することが可能である。同時に、この相対位置検出信号を高いビット数のＡＤ変換を行うことで、より高い分解能でＺ方向の変位を検出することが可能である。なお、これに限らず、変位検出器はインクリメンタルパターンを検出するのではなく、アブソリュートパターンを検出するようにされていてもよい。つまり、変位検出器は移動部材の絶対的な位置の検出を可能とする絶対位置検出信号を出力する構成であってもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、軸運動機構３１０が、一対の同一の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５に支持されている。このため、軸運動機構３１０のＺ方向以外への変位を低減でき、Ｚ方向への高い移動精度を確保できる。同時に、エアベアリングなどを移動部材のガイドに併用する場合に比べて、速い応答性を実現することができる。なお、これに限らず、一対の同一の第１ダイヤフラム構造体が用いられず、第１ダイヤフラム構造体が１つ、あるいは３つ以上でも良い。あるいは、第１ダイヤフラム構造体が互いに異なる形状とされていてもよい。
【００６７】
また、本実施形態では、旋回中心ＲＣとバランス部材３３８との距離は調整可能とされている。このため、同じバランス部材３３８を採用しても、バランス部材３３８の位置を調整することで複数のスタイラス３０６に対して、それぞれのスタイラス３０６を連結した旋回部材ＲＰの重心位置を旋回中心ＲＣに一致させることが可能である。即ち、バランス部材３３８の種類を少なくできるので、バランス部材３３８の製造・管理に係るコストを低減することができる。なお、これに限らず、バランス部材の位置が調整不可能な形態であってもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、旋回部材ＲＰの反スタイラス側端部に基準部材３１６が設けられ、姿勢検出器３２２が本体ハウジング３０８に収納されている。即ち、旋回モジュール３０４に姿勢検出器３２２を設けていないので、旋回モジュール３０４自体を小型化し、且つ低コスト化することができる。そして、基準部材３１６は旋回モジュール３０４に内蔵されている。即ち、基準部材が旋回モジュールから突出して延在するような構成に比べて、基準部材３１６から接触部３４８の位置までの距離を短くできる。即ち、基準部材３１６の変位から演算される接触部３４８の変位の演算誤差を少なくでき、接触部３４８の位置を高精度に求めることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、姿勢検出器３２２が旋回運動機構３３４と一対の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５との間に配置されている。このため、旋回部材ＲＰの変位が大きくても、基準部材３１６と姿勢検出器３２２との距離を短くできるので、姿勢検出器３２２を小さくできる。即ち、プローブ本体３０２をより小型化することが可能となる。また、本実施形態では、基準部材３１６である反射鏡へ光軸ＯＡに沿って光を入射させる光源３１８が設けられ、姿勢検出器３２２は、反射鏡から反射される反射光の光軸ＯＡからの変位を検出する。即ち、姿勢検出器３２２による検出は、非接触式なので、基準部材３１６が設けられた旋回部材ＲＰの旋回運動を阻害することなく、旋回部材ＲＰの変位を高い感度で検出することができる。同時に、旋回部材ＲＰの変位を検出する構成が光てこであり単純なので、測定プローブ３００の低コスト化が可能である。なお、これに限らず、姿勢検出器は、接触式であってもよいし、非接触式でも磁気等を利用する方式でもよい。
【００７０】
また、本実施形態では、光軸ＯＡが旋回中心ＲＣを通るよう設けられている。このため、旋回部材ＲＰの旋回動作によって生じる反射光の変化には、Ｚ方向への変位成分が含まれないので、旋回部材ＲＰの変位をより高感度に検出することが可能である。なお、これに限らず、光軸ＯＡが旋回中心ＲＣを通らない構成であってもよい。
【００７１】
また、本実施形態では、プローブ本体３０２が一対の第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する本体ハウジング３０８、移動部材３１２、支持部材３１９、及びモジュールハウジング３３０を備える。同時に、旋回モジュール３０４は、第２ダイヤフラム構造体３４０の変形量を弾性変形の範囲内に制限するモジュールハウジング３３０、バランス部材３３８、及びフランジ部材３４２を備える。このため、例えば、スタイラス３０６に過大な衝撃がキネマティックジョイントの機能しない方向に加わった場合であっても、第１ダイヤフラム構造体３１４、３１５及び第２ダイヤフラム構造体３４０の塑性変形や破損・破壊を防止することができる。なお、これに限らず、測定プローブは、第１、第２ダイヤフラム構造体の変形量を弾性変形の範囲内に制限する部材を備えなくてもよい。
【００７２】
即ち、本実施形態では、低コストを保ちながら高い測定精度を確保可能である。
【００７３】
本発明について上記実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでもない。
【００７４】
例えば、上記実施形態では、プローブ本体３０２に旋回モジュール３０４が内蔵された形態であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５（Ａ）に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態では、第１実施形態とは主にプローブ本体と旋回モジュールとの連結状態が異なるだけなので、プローブ本体と旋回モジュールとの連結に係る構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【００７５】
第２実施形態では、図５（Ａ）に示す如く、プローブ本体３５２に旋回モジュール３５４が内蔵されない形態である。旋回モジュール３５４は、プローブ本体３５２と、ローラ３６２Ｅと球３８２Ｂ（係合部）で構成されるキネマティックジョイントで脱着可能に連結されている。なお、以降では、このプローブ本体３５２から分離可能な旋回モジュール３５４をプローブモジュールとも称する。
【００７６】
なお、スタイラス３５６は、複数（接触部３９８の材質や位置や質量等が異なる）用意される。そして、スタイラス３５６に対応して、１つのプローブ本体３５２に対して、複数の旋回モジュール３５４（必ずしもスタイラス３５６の数と同一ではない）を用意することができる。
【００７７】
軸運動機構３６０の下端部には、図５（Ａ）に示す如く、フランジ部３６２Ｄが設けられている。軸運動機構３６０は、フランジ部３６２Ｄを除いて本体ハウジング３５８の内側に収納されている。フランジ部３６２Ｄは、旋回モジュール３５４の内側に入り込むことなく、旋回モジュール３５４に連結されている。
【００７８】
フランジ部３６２Ｄの下端外周には、図５（Ａ）に示す如く、周方向で１２０度毎に一対のローラ３６２Ｅが３つ設けられている。そして、ローラ３６２Ｅとは周方向で位相が６０度ずれた状態で永久磁石３６２Ｆが３つ設けられている。なお、一対のローラ３６２Ｅの軸方向は、フランジ部３６２Ｄの中心に向かう略径方向と同一とされている。
【００７９】
旋回モジュール３５４は、図５（Ａ）に示す如く、モジュールカバー３８２と、モジュールハウジング３８０と、旋回運動機構３８４と、を備えている。なお、本実施形態では、モジュールカバー３８２とモジュールハウジング３８０とで旋回ハウジング部材が構成されている。
【００８０】
モジュールカバー３８２は、図５（Ａ）に示す如く、中心に開口部３８２Ａを備えるフランジ形状とされている。モジュールカバー３８２は、フランジ部３６２Ｄに対応する部材である。永久磁石３６２Ｆと磁性部材３８２Ｃとが所定の力で引き合った状態で、フランジ部３６２Ｄにモジュールカバー３８２が脱着可能なキネマティックジョイントで連結されている。このキネマティックジョイントにより、旋回モジュール３５４とフランジ部３６２Ｄとが脱着を繰り返しても、高い位置決め再現性を実現することが可能である。なお、旋回モジュール３５４に横方向（Ｚ方向と直交する方向）から大きな力が加わったときには、フランジ部３６２Ｄから旋回モジュール３５４が脱落して、プローブ本体３５２の破損を防止することが可能である。
【００８１】
このように、本実施形態では、軸運動機構３６０はプローブ本体３５２に内蔵され、且つ旋回運動機構３８４は旋回モジュール３５４のみに内蔵されている。このため、例えば、スタイラス３５６を変更した際に、旋回運動機構３８４だけは性能的に変更したほうがよいといった場合があるとする。このとき、プローブ本体３５２を変えることなく旋回モジュール３５４を交換するだけで、例えば、接触部３９８から被測定物Ｗにかかる力を所望の測定力とすることができ、結果的に測定プローブ３５０で相応の検出感度及び復元力（スタイラス３５６の変位を元に戻す力）を実現することが可能である。逆に、同一の旋回モジュール３５４に対してプローブ本体３５２を交換するといったことも容易に実現することができる。また、旋回運動機構３８４のみが破損・性能低下した際には、旋回モジュール３５４の交換だけで測定プローブ３５０の機能を維持することができる。
【００８２】
また、複数の旋回モジュール３５４のそれぞれの球３８２Ｂの位置を共通にしておくことで、複数の旋回モジュール３５４を容易にプローブ本体３５２へ脱着でき、且つ、高い位置再現性を実現することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、プローブ本体３５２の１つに対して旋回モジュール３５４を複数用意し、旋回部材ＲＰの変位した際の単位変位量当たりの復元力を旋回モジュール３５４毎に異なるようにすることができる。このため、スタイラス３５６や被測定物Ｗに個別に対応する復元力を設定することができ、ＸＹ方向への変位の高感度検出が可能であるとともに検出範囲の拡大などが容易に実現可能である。同時に、被測定物Ｗへの接触部３９８によるダメージなども低減することが可能である。なお、これに限らず、旋回部材ＲＰの変位した際の単位変位量当たりの復元力をプローブモジュール毎に変えなくてもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、旋回中心ＲＣとバランス部材３８８との距離は調整可能とされている。そして、プローブ本体３５２の１つに対して旋回モジュール３５４を複数用意すると、同一部材の旋回部材ＲＰで異なるバランスを有する旋回モジュール３５４を複数構成できるので、旋回モジュール３５４の低コスト化が可能である。なお、これに限らず、バランス部材の位置が調整不可能な形態であってもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、プローブ本体３５２の１つに対して旋回モジュール３５４を複数用意し、バランス部材３８８の質量が旋回モジュール３５４毎に異なるようにすることができる。このため、各スタイラス３５６に対して、対応するバランス部材３８８を備える旋回モジュール３５４を用いることで、それぞれのスタイラス３５６を連結した状態の旋回部材ＲＰの重心位置を旋回中心ＲＣに一致させることが可能である。なお、バランス部材３８８の位置の調整が更に可能である場合には、１つのプローブ本体３５２において、更に多くのスタイラス３５６により正確に対応可能な旋回モジュール３５４を提供することが可能である。
【００８６】
なお、第２実施形態では、姿勢検出器３７２が旋回運動機構３８４と一対の第１ダイヤフラム構造体３６４、３６５との間に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図５（Ｂ）に示す第３実施形態の如くであってもよい。第３実施形態では、第２実施形態とは主に姿勢検出器の位置が異なるだけなので、姿勢検出器の位置に係る構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【００８７】
第３実施形態では、移動部材４１２が、図５（Ｂ）に示す如く、軸心を中空部４１２Ｂとした略円筒形状とされている。より具体的には、移動部材４１２は、Ｚ方向の上方から下方に向かって、肉厚部４１２Ｃ、肉薄部４１２Ｄ、及びフランジ部４１２Ｅが一体とされ構成されている。肉厚部４１２Ｃには、一対の第１ダイヤフラム構造体４１４、４１５が連結されている。肉薄部４１２Ｄは、肉厚部４１２Ｃの下方に形成されている。なお、本体ハウジング４０８の開口部４０８Ａの開口径は、肉厚部４１２Ｃの外径よりも小さくされている。そして、フランジ部４１２Ｅの外径は、開口部４０８Ａの開口径よりも大きくされている。ここで、肉厚部４１２Ｃの下端部４１２ＣＡと開口部４０８Ａの上端部４０８ＡＡとの距離及びフランジ部４１２Ｅの上端部４１２ＥＡと開口部４０８Ａの下端部４０８ＡＢとの距離は、移動部材４１２のＺ方向への変位を規制して、一対の第１ダイヤフラム構造体４１４、４１５が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、プローブ本体４０２は、一対の第１ダイヤフラム構造体４１４、４１５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となる本体ハウジング４０８及び移動部材４１２を備えているといえる。
【００８８】
姿勢検出器４２２は、図５（Ｂ）に示す如く、移動部材４１２の上方であって、本体ハウジング４０８の内側上面に配置されている。そして、光源（光源部）４１８が本体ハウジング４０８の内側側面に設けられている。光源４１８から出射された光をＺ方向に向けるビームスプリッタ４２０が、支持部材４１９に支持されている（なお、支持部材４１９も、本体ハウジング４０８の内側に固定されている）。Ｚ方向に向けられた光は、移動部材４１２の中空部４１２Ｂを通過し、基準部材４１６で反射する構成となっている。Ｚ方向に向けられた光の光軸ＯＡは、旋回運動機構４３４の旋回中心ＲＣを通るように設けられている。このため、本実施形態では、姿勢検出器４２２の配置が容易となり、プローブ本体４０２の製造を容易にしている。
【００８９】
なお、上記実施形態では、変位検出器を用いて光電式インクリメンタル型リニアエンコーダを構成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示す第４実施形態の如くであってもよい。第４実施形態では、第２実施形態とは主に変位検出器周辺の構成が異なるだけなので、主に変位検出器周辺の構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【００９０】
第４実施形態では、図６、図７（Ａ）に示す如く、プローブ本体４５２には、光源（干渉光源部）４７８と、光源４７８からの光を反射する参照ミラー４７５と、移動部材４６２に配置されるとともに光源４７８からの光を反射する基準部材（ターゲットミラー）４７４と、を備え、参照ミラー４７５及び基準部材４７４からの反射光それぞれを干渉させて複数の干渉縞ＩＬを生成可能な干渉光学系ＩＦが設けられている。光源４７８と参照ミラー４７５とは、本体ハウジング４５８の内側に固定されている。光源４７８と移動部材４６２の上端部４６２Ａに配置された基準部材４７４とはＺ方向に並んでおり、その間にビームスプリッタ４７７が配置されている。ビームスプリッタ４７７も本体ハウジング４５８の内側に固定され、全体でマイケルソン型の干渉光学系ＩＦが構成されている。
【００９１】
図６、図７（Ａ）に示す如く、ビームスプリッタ４７７は、光源４７８からの光を参照ミラー４７５の方向に分岐させる。また、ビームスプリッタ４７７は、基準部材４７４で反射される反射光を、参照ミラー４７５と対向しビームスプリッタ４７７に対向する変位検出器４７６に導く。同時に、変位検出器４７６には、参照ミラー４７５で反射されビームスプリッタ４７７を通過した光が入射する構成とされている。このため、変位検出器４７６は、図７（Ｂ）に示す如く、干渉光学系ＩＦで生成される複数の干渉縞ＩＬの位相変化ＰＳを検出可能としている。
【００９２】
なお、図７（Ｃ）には、変位検出器４７６で検出される複数の干渉縞ＩＬの光量Ｉを示している。ここで、位相変化ＰＳは、基準部材４７４のＺ方向への移動量を反映している。このため、この位相変化ＰＳを求めることで、移動部材４６２のＺ方向への変位量を求めることができる。このときに、複数の干渉縞ＩＬは干渉光で構成され且つ周期的なので、位相変化ＰＳを高精度に求めることができる（本実施形態でも、変位検出器４７６は、移動部材４６２の相対的な位置の検出を可能とする相対位置検出信号を出力する構成ということができる）。
【００９３】
つまり、本実施形態では、上記実施形態よりもさらに移動部材４６２のＺ方向への変位を精度良く求めることが可能である。同時に、この複数の干渉縞ＩＬの光量Ｉの周期１／Ｆは、基準部材４７４の傾きを反映している。このため、この周期１／Ｆの変化を求めることで、移動部材４６２のわずかなＸＹ方向への傾きを求めることができる。つまり、本実施形態では、変位検出器４７６の出力から移動部材４６２のＺ方向への変位に伴う移動部材４６２のわずかなＸＹ方向への傾きを求めることもできるので、接触部４９８のＸＹ方向への変位をより高精度に求めることが可能である。なお、本実施形態の干渉光学系ＩＦだけが移動部材４６２のＸＹ方向への傾きを求められるわけではなく、原理的には他の実施形態で示される変位検出器であってもＸＹ方向への傾きを求めることができる。また、本実施形態では、１波長のみを使用することを想定しているが、２波長以上を使用する場合には、変位検出器が移動部材の絶対的な位置の検出を可能とする絶対位置検出信号を出力することが可能となる。
【００９４】
なお、上記実施形態では、スタイラスが変更された際に、スタイラスの質量に従って移動部材の軸方向Ｏへの変位を許容する構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８（Ａ）に示す第５実施形態の如くであってもよい。第５実施形態では、第２実施形態とは主にプローブ本体と旋回モジュールとの連結状態が異なるだけなので、主にプローブ本体と旋回モジュールの周辺の構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【００９５】
第５実施形態では、図８（Ａ）に示す如く、旋回モジュール７０４が、スタイラス７０６の質量に応じたバランスウェイト７３１Ｃと、カウンタバランス機構７３１と、備える。カウンタバランス機構７３１は、本体ハウジング（軸ハウジング部材）７０８に支持され、モジュールハウジング（旋回ハウジング部材）７３０を介してスタイラス７０６とバランスウェイト７３１Ｃとの間のＺ方向におけるバランスをとる構成とされている。カウンタバランス機構７３１は、モジュールハウジング７３０と共に脱着可能とされている。
【００９６】
具体的に説明すると、図８（Ａ）に示す如く、本体ハウジング７０８は旋回モジュール７０４の外周下端までを覆うように、Ｚ方向下方に延在された円筒形状の延在部７０８Ａを備えている。そして、延在部７０８Ａの内側において周方向に均等間隔で３か所以上に、永久磁石７０８Ｂが設けられている。
【００９７】
一方、カウンタバランス機構７３１は、図８（Ａ）に示す如く、永久磁石７０８Ｂの位置と数に対応して、モジュールハウジング７３０の３か所以上に設けられている。カウンタバランス機構７３１は、支持部材７３１Ａと支持軸７３１Ｂと連結軸７３１Ｄを備える。支持部材７３１Ａの上面には永久磁石７０８Ｂに吸着可能な磁性部材（磁石でもよい）７３１ＡＡが設けられている。支持軸７３１Ｂは、支持部材７３１Ａに固定され、支持軸７３１Ｂから重心位置がずれた状態でバランスウェイト７３１Ｃが連結されている。バランスウェイト７３１Ｃには、Ｚ方向と直交する方向に連結軸７３１Ｄが設けられており、その先端がモジュールハウジング７３０に連結されている。
【００９８】
これにより、本実施形態では、プローブ本体７０２の１つに対して旋回モジュール７０４を複数用意し、バランスウェイト７３１Ｃの質量を旋回モジュール７０４毎に異なるようにすることができる。つまり、スタイラス７０６を交換した際に、そのスタイラス７０６の質量に対応したバランスウェイト７３１Ｃが設けられた旋回モジュール７０４を用いることで、スタイラス７０６の質量の増減分を本体ハウジング７０８で直接受け止めることができる。即ち、スタイラス７０６違いによって、移動部材７１２の初期位置のＺ方向の変動を防止することが可能である。つまり、本実施形態では、上記実施形態に比べて移動部材７１２の可動範囲を狭くでき、プローブ本体７０２の一層の小型化が可能となる。同時に、検出範囲（ダイナミックレンジ）を狭くできることから、移動部材７１２の変位量をより高い分解能で検出することが可能である。
【００９９】
なお、図８（Ｂ）は、第５実施形態のバリエーションである第６実施形態を示している。ここでは、本体ハウジングが円筒形状の延在部を一体的に備えるのではなく、カウンタバランス機構７８１の支持部材７８１Ａが、円環形状とされて旋回モジュール７５４の一部としてプローブ本体７５２から分離可能な構成となっている。
【０１００】
図８（Ｂ）に示す如く、本体ハウジング７５８の開口部７５８Ａの外周には、周方向で１２０度毎に一対のローラ７５８Ｂ（係合部）が３つ設けられている。そして、ローラ７５８Ｂの径方向内側に位置する移動部材７６２のフランジ部７６２Ｄに円環形状の永久磁石７６２Ｅが設けられている。そして、図８（Ｂ）、図９（Ａ）に示す如く、ローラ７５８Ｂに対応する球７８１Ｆを、支持部材７８１Ａのフランジ部７８１Ｅに設けている（なお、フランジ部７８１Ｅは、支持軸７８１Ｂを支持している）。また、図８（Ｂ）、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、永久磁石７６２Ｅに対応する磁性部材７８０Ａをモジュールハウジング７８０に設けている。
【０１０１】
つまり、本実施形態では、第５実施形態とは異なり、フランジ部７６２Ｄから一対のローラを排除し且つハウジングカバーを無くして、ローラ７５８Ｂに対応する球７８１Ｆをモジュールハウジング７８０の外側の支持部材７８１Ａに設けている。このため、本実施形態では、軸運動機構７６０及び旋回運動機構７８４を軽量化することが可能である。なお、図９（Ｃ）に示す如く、フランジ部材７９２の永久磁石７９２Ｂに対応する磁性部材（永久磁石でもよい）７９４Ｂはリング形状とされ、フランジ部７９４の球７９４Ａの配置された径方向位置より内側に配置されている。
【０１０２】
なお、第１実施形態では、軸運動機構３１０がモジュールハウジング（旋回ハウジング部材）３３０を支持し、且つ旋回部材ＲＰがスタイラス３０６を直接的に支持する構成とされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０（Ａ）に示す第７実施形態の如くであってもよい。第７実施形態では、上記実施形態とは主に軸運動機構と旋回運動機構の配置が逆となり、変位検出器の種類が異なるだけなので、主に軸運動機構と旋回運動機構の配置及び変位検出器に係る構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１０３】
第７実施形態では、図１０（Ａ）に示す如く、旋回運動機構８３４がモジュールハウジング（軸ハウジング部材）８３０を支持し、且つ移動部材８１２がスタイラス８０６を直接的に支持する構成とされている。ここでは、軸運動機構８１０を備えているモジュールを直動モジュール８０４と称する。つまり、測定プローブ８００は、プローブ本体８０２と直動モジュール８０４の２つのモジュールを備え、プローブ本体８０２が直動モジュール８０４を内蔵する形態となっている。
【０１０４】
旋回運動機構８３４は、図１０（Ａ）に示す如く、旋回部材８４２と、旋回部材８４２を本体ハウジング８０８に対して変位可能とする第２ダイヤフラム構造体８４０と、を備える。
【０１０５】
旋回部材８４２は、図１０（Ａ）に示す如く、軸心を中空部８４２Ｂとした略円環形状とされている。旋回部材８４２の下端に設けられたフランジ部８４２Ｅは、円筒形状のモジュールハウジング８３０と連結されており、直動モジュール８０４を構成している。
【０１０６】
軸運動機構８１０は、図１０（Ａ）に示す如く、モジュールハウジング８３０の径方向内側に支持されており、移動部材８１２のフランジ部８１２Ｅを除いてモジュールハウジング８３０の内側に収納されている。フランジ部８１２Ｅは、スタイラス８０６の内側に入り込むことなく、スタイラス８０６に連結されている。そして、軸運動機構８１０は、図１０（Ａ）に示す如く、移動部材８１２と、移動部材８１２をモジュールハウジング８３０に対して変位可能とする一対の第１ダイヤフラム構造体８１４、８１５と、を備える。
【０１０７】
なお、図１０（Ａ）に示す如く、移動部材８１２の上端部８１２Ａには、反射鏡とされた基準部材８１６が配置されており、旋回部材８４２の中空部８４２Ｂを通過した光が基準部材８１６で反射する構成となっている。また、移動部材８１２に対向して、移動部材８１２の変位を検出する変位検出器８２６がモジュールハウジング８３０の内側に配置されている（即ち、変位検出器８２６は直動モジュール８０４に内蔵されている）。ここでは、変位検出器８２６が、差動トランスを構成している。具体的には、移動部材８１２の外周に設けられた基準部材８２４が、円筒形状の金属部材である。そして、変位検出器８２６は、円筒形状であり、基準部材８２４の外周に近接して対峙している。変位検出器８２６は、高周波で発振する励磁コイル（例えば、１ｋＨｚ以上の正弦波電圧を使用）と、それを両側から挟むように配置される１組の差動結合された受信コイルと、から構成される。受信コイルでは、基準部材８２４のモジュールハウジング８３０に対する１方向の変位（絶対位置）を検出することができる。即ち、変位検出器８２６は、移動部材８１２の絶対的な位置の検出を可能とする絶対位置検出信号を出力する構成とされている。
【０１０８】
このように、本実施形態では、旋回運動機構８３４がモジュールハウジング８３０を支持し、且つ移動部材８１２がスタイラス８０６を直接的に支持する構成とされている。このため、スタイラス８０６により近い軸運動機構８１０による検出感度を向上させることが可能である。同時に、軸運動機構８１０を軽くできるので、軸運動機構８１０の応答性を高くすることができる。また、モジュールハウジング８３０に対する１方向の変位（絶対位置）の検出に差動トランスを用いるので、接触部８４８の軸方向Ｏの絶対位置の算出も容易に行うことが可能である。
【０１０９】
なお、図１０（Ｂ）は、第７実施形態のバリエーションである第８実施形態を示している。ここでは、差動トランスを構成する基準部材８７４が移動部材８６２の上端部８６２Ａに設けられ、且つ変位検出器８７６が旋回部材８９２の中空部８９２Ｂの内側側面に設けられている。そして、基準部材８６６は、旋回部材８９２の上端部８９２Ａに配置されている。そのほかの要素は、第７実施形態と同様なので、説明は省略する。
【０１１０】
なお、第７、第８実施形態では、プローブ本体に直動モジュールが内蔵された形態であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１（Ａ）に示す第９実施形態の如くであってもよい。第９実施形態では、第７実施形態とは主にプローブ本体と直動モジュールとの連結状態が異なるだけである。しかも、その連結状態は、第３実施形態と略同一である。このため、第３、第７実施形態とは異なる構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１１１】
第９実施形態では、図１１（Ａ）に示す如く、プローブ本体９０２に直動モジュール９０４が内蔵されない形態である。直動モジュール９０４は、プローブ本体９０２と互いに位置決め可能なローラ９４２Ｆと球９３２Ｂ（係合部）で脱着可能に連結されている。なお、以降では、このプローブ本体９０２から分離可能な直動モジュール９０４をプローブモジュールとも称する。なお、変位検出器９２８は、移動部材９１２を支持するモジュールハウジング９３０に支持され、移動部材９１２の側面に設けられた基準部材９２６とともに、第２実施形態で示した光電式インクリメンタル型リニアエンコーダ（光電式や磁気式や電磁誘導式などのアブソリュート型リニアエンコーダでもよい）を構成している。
【０１１２】
なお、スタイラス９０６は、複数（接触部９４８の材質や位置や質量等が異なる）用意される。そして、スタイラス９０６に対応して、１つのプローブ本体９０２に対して、複数の直動モジュール９０４（必ずしもスタイラス９０６の数と同一ではない）を用意することができる。
【０１１３】
プローブ本体９０２は、図１１（Ａ）に示す如く、本体ハウジング９０８と、姿勢検出器９２２と、旋回運動機構９３４と、を備える。旋回運動機構９３４は、本体ハウジング９０８の径方向内側に支持されている。旋回運動機構９３４は、旋回部材９４２のフランジ部９４２Ｅを除いて本体ハウジング９０８の内側に収納されている。旋回運動機構９３４は、旋回部材９４２と、旋回部材９４２を本体ハウジング９０８に対して変位可能とする第２ダイヤフラム構造体９４０とを備える。
【０１１４】
旋回部材９４２は、図１１（Ａ）に示す如く、軸心を中空部９４２Ｂとした略円筒形状とされている。より具体的には、旋回部材９４２は、Ｚ方向の上方から下方に向かって、肉厚部９４２Ｃ、肉薄部９４２Ｄ、及びフランジ部９４２Ｅが一体とされ構成されている。肉厚部９４２Ｃには、第２ダイヤフラム構造体９４０が連結されている。肉薄部９４２Ｄは、肉厚部９４２Ｃの下方に形成されている。なお、本体ハウジング９０８の開口部９０８Ａの開口径は、肉厚部９４２Ｃの外径よりも小さくされている。そして、フランジ部９４２Ｅの外径は、開口部９０８Ａの開口径よりも大きくされている。ここで、肉厚部９４２Ｃの下端部９４２ＣＡと開口部９０８Ａの上端部９０８ＡＡとの距離及びフランジ部９４２Ｅの上端部９４２ＥＡと開口部９０８Ａの下端部９０８ＡＢとの距離で、旋回部材９４２の変位を規制して、第２ダイヤフラム構造体９４０が弾性変形の範囲内となるように定めてもよい。また、肉薄部９４２Ｄの外側面と開口部９０８Ａの内端面との距離で、旋回部材９４２の変位を規制して、第２ダイヤフラム構造体９４０が弾性変形の範囲内となるように定めてもよい（この場合には、プローブ本体９０２は、第２ダイヤフラム構造体９４０の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材となる本体ハウジング９０８及び旋回部材９４２を備えているといえる）。なお、フランジ部９４２Ｅは、直動モジュール９０４の内側に入り込むことなく、直動モジュール９０４に連結されている。
【０１１５】
フランジ部９４２Ｅの下端外周には、図１１（Ａ）に示す如く、周方向で１２０度毎に一対のローラ９４２Ｆが３つ設けられている。そして、ローラ９４２Ｆとは周方向で位相が６０度ずれた状態で永久磁石９４２Ｇが３つ設けられている。なお、一対のローラ９４２Ｆの軸方向は、フランジ部９４２Ｅの中心に向かう略径方向と同一とされている。
【０１１６】
直動モジュール９０４は、図１１（Ａ）に示す如く、モジュールカバー９３２と、モジュールハウジング９３０と、軸運動機構９１０と、を備えている。なお、本実施形態では、モジュールカバー９３２とモジュールハウジング９３０とで軸ハウジング部材が構成されている。
【０１１７】
モジュールカバー９３２は、図１１（Ａ）に示す如く、中心に開口部９３２Ａを備えるフランジ形状とされている。モジュールカバー９３２は、フランジ部９４２Ｅに対応する部材である。即ち、一対のローラ９４２Ｆの両方に接するように、球９３２Ｂがモジュールカバー９３２の周方向で１２０度毎に３つ配置されている。そして、永久磁石９４２Ｇに対応して、永久磁石９４２Ｇと引き合う磁性部材（永久磁石でよい）９３２Ｃが、球９３２Ｂとは６０度位相がずれた状態で配置されている。
【０１１８】
即ち、モジュールカバー９３２とフランジ部９４２Ｅとは、脱着可能なキネマティックジョイントで連結されている。このように、本実施形態では、旋回運動機構９３４がプローブ本体９０２に内蔵され、且つ軸運動機構９１０が直動モジュール９０４のみに内蔵されている。このため、例えば、スタイラス９０６を変更した際に、軸運動機構９１０だけは性能的に変更したほうがよいといった場合があるとする。このとき、プローブ本体９０２を変えることなく直動モジュール９０４を交換するだけで、例えば、一対の第１ダイヤフラム構造体９１４、９１５の距離をより広げることで、軸運動機構９１０の移動部材９１２の直進性を向上させることが可能である（つまり、移動部材９１２のモジュールハウジング９３０に対する１方向からずれた変位の発生を低減することができる）。逆に、同一の直動モジュール９０４に対してプローブ本体９０２を交換するといったことも容易に実現することができる。また、軸運動機構９１０のみが破損・性能低下した際には、直動モジュール９０４の交換だけで測定プローブ９００の機能を維持することができる。
【０１１９】
また、本実施形態では、プローブ本体９０２と直動モジュール９０４とが互いに位置決め可能なローラ９４２Ｆと球９３２Ｂで脱着可能に連結されている。このため、直動モジュール９０４の脱着を繰り返しても、連結位置を高い精度で再現することが可能である。また、複数の直動モジュール９０４の球９３２Ｂの位置を共通にしておくことで、複数の直動モジュール９０４を容易にプローブ本体９０２へ脱着でき、且つ高い位置再現性を実現することができる。
【０１２０】
また、本実施形態では、プローブ本体９０２の１つに対して直動モジュール９０４を複数用意し、軸運動機構９１０の変位した際の単位変位量当たりの復元力を直動モジュール９０４毎に異なるようにすることができる。このため、スタイラス９０６や被測定物Ｗに個別に対応する復元力を設定することができ、モジュールハウジング９３０に対する１方向への変位の高感度検出が可能であるとともに検出範囲の拡大などが容易に実現可能である。同時に、被測定物Ｗへのダメージなども低減することが可能である。
【０１２１】
なお、第９実施形態では、姿勢検出器９２２が、移動部材９１２と旋回部材９４２の両方を支持する本体ハウジング９０８に収納されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１（Ｂ）に示す第１０実施形態の如くであってもよい。第１０実施形態は、丁度、第９実施形態のプローブ本体９０２が軸方向Ｏでビームスプリッタ９２０と旋回部材９４２との間で分離可能とされた形態となっている。つまり、第９実施形態とは主に姿勢検出器の位置が異なるだけなので、主に姿勢検出器の位置に係る構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１２２】
第１０実施形態では、図１１（Ｂ）に示す如く、移動部材９６２と旋回部材９９２の両方を支持する本体ハウジング９５８を、位置決め可能なローラ９５１ＢＢと球９５７Ｂ（係合部）で脱着可能に連結し支持する前段モジュール９５１を備えている。そして、姿勢検出器９７２は、前段モジュール９５１に内蔵されている。
【０１２３】
具体的に、前段モジュール９５１は、図１１（Ｂ）に示す如く、前段ハウジング（前段ハウジング部材）９５１Ａと、光源９６８と、ビームスプリッタ９７０と、姿勢検出器９７２と、を備えている。前段ハウジング９５１Ａは、光源９６８とビームスプリッタ９７０と姿勢検出器９７２とを径方向内側で支持しており、下端に下カバー９５１Ｂを備えている。下カバー９５１Ｂは、中心に開口部９５１ＢＡを備えるフランジ形状とされている。下カバー９５１Ｂの下端外周には、図１１（Ｂ）に示す如く、周方向で１２０度毎に一対のローラ９５１ＢＢが３つ設けられている。そして、ローラ９５１ＢＢとは周方向で位相が６０度ずれた状態で永久磁石９５１ＢＣが３つ設けられている。つまり、前段ハウジング９５１Ａは、本体ハウジング９５８を位置決め可能なローラ９５１ＢＢと球９５７Ｂで脱着可能に連結し支持している。そして、前段ハウジング９５１Ａは、姿勢検出器９７２を収納している構成である。
【０１２４】
プローブ本体９５２は、図１１（Ｂ）に示す如く、上カバー９５７と、本体ハウジング９５８と、旋回運動機構９８４と、を備えている。上カバー９５７は、図１１（Ｂ）に示す如く、中心に開口部９５７Ａを備えるフランジ形状とされている。上カバー９５７は、下カバー９５１Ｂに対応する部材である（このため、開口部９５７Ａにより、基準部材９６６への入射光及び基準部材９６６からの反射光の光路が確保されている）。また、一対のローラ９５１ＢＢの両方に接するように、球９５７Ｂが上カバー９５７の周方向で１２０度毎に３つ配置されている。そして、永久磁石９５１ＢＣに対応して、磁性部材（永久磁石でよい）９５７Ｃが配置されている。つまり、即ち、下カバー９５１Ｂと上カバー９５７とは、脱着可能なキネマティックジョイントで連結されている。
【０１２５】
このように、本実施形態では、プローブ本体９５２には旋回運動機構９８４のみが内蔵され且つ前段モジュール９５１には光源９６８とビームスプリッタ９７０と姿勢検出器９７２とが内蔵された形態である。このため、旋回運動機構９８４のみの変更が容易であるとともに、前段モジュール９５１の変更も容易である。つまり、旋回運動機構９８４と姿勢検出器９７２とを別個に性能変更することや交換することが可能となり、そのコストを低減することができる。また、例えば、プローブ本体９５２を装着せずに、前段モジュール９５１に直接的に直動モジュール９５４を装着して、姿勢検出器９７２の出力を利用して直動モジュール９５４の直進性を検査すること等も可能となる。なお、本実施形態では、直動モジュール９５４がスタイラス９５６を支持していたが、第３実施形態の如く旋回モジュールがスタイラスを支持している際に前段モジュールが設けられている形態でもよい。
【０１２６】
なお、第７実施形態では、延在部８０８Ａの内側側面とモジュールハウジング８３０の外側側面との距離が、旋回部材８４２の変位を規制して、第２ダイヤフラム構造体８４０が弾性変形の範囲内となるように定められていた。即ち、プローブ本体８０２は、第２ダイヤフラム構造体８４０の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材となる本体ハウジング８０８及びモジュールハウジング８３０を備えているといえる。これに対して、例えば、図１２（Ａ）に示す第１１実施形態の如くであってもよい。第１１実施形態では、第７実施形態とは主に本体ハウジングの形状、及びモジュールハウジングの形状が異なるだけなので、主に本体ハウジングと旋回部材との関係、及び移動部材とモジュールハウジングとの関係以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。なお、図１２（Ａ）では、図示しない変位検出器が内壁部１０３０Ａを回避した状態で第７実施形態と同様にモジュールハウジング１０３０の径方向内側に配置（固定）されている。
【０１２７】
第１１実施形態では、図１２（Ａ）に示す如く、旋回部材１０４２のフランジ部１０４２Ｅの上端部に対峙するように、本体ハウジング１００８にリング部１００８Ｂが設けられている。即ち、リング部１００８Ｂは、本体ハウジング１００８と一体とされて配置される第２壁部材といえる。そして、リング部１００８Ｂ（の下端部）とフランジ部１０４２Ｅ（の上端部）との間の少なくとも一部の隙間にグリースオイルなどの第２粘性材料ＳＶが充填されている。ここでの「充填」は、ＸＹ方向の少なくとも一か所でリング部１００８Ｂと旋回部材１０４２との間に第２粘性材料ＳＶが隙間なく配置されることで満たされるとする（必ずしも軸対称で、充填される必要はない）。これにより、少なくとも第２粘性材料ＳＶがリング部１００８Ｂに対する旋回部材１０４２の変位をダンピングし、測定プローブ１０００の移動に伴って生じるＸＹ方向への振動などを低減でき、測定プローブ１０００の高感度化に伴うノイズの増大を防止することが可能となる。
【０１２８】
また、同時に、図１２（Ａ）に示す如く、移動部材１０１２の外側側面に対峙するように、モジュールハウジング１０３０に内壁部１０３０Ａが設けられている。即ち、内壁部１０３０Ａは、モジュールハウジング１０３０と一体とされて配置され移動部材１０１２に対峙して配置される第１壁部材といえる。そして、内壁部１０３０Ａ（の内側側面）と移動部材１０１２（の外側側面）との間の少なくとも一部の隙間にグリースオイルなどの第１粘性材料ＦＶが充填されている。ここでの「充填」は、Ｚ方向の少なくとも一か所で内壁部１０３０Ａと移動部材１０１２との間に第１粘性材料ＦＶが隙間なく配置されることで満たされるとする（必ずしも軸対称で、充填される必要はない）。これにより、少なくとも第１粘性材料ＦＶが内壁部１０３０Ａに対する移動部材１０１２の変位をダンピングし、測定プローブ１０００の移動に伴って生じるＺ方向への振動などを低減でき、測定プローブ１０００の高感度化に伴うノイズの増大を防止することが可能となる。つまり、第１粘性材料ＦＶと第２粘性材料ＳＶとにより、測定プローブ１０００の高速移動を行っても、ノイズの増大を抑えることが可能となる。
【０１２９】
加えて、本実施形態では、Ｚ方向とＸＹ方向のダンピング構造を別々に有するので、第１粘性材料ＦＶ、第２粘性材料ＳＶとを個別に変更できる。このため、Ｚ方向とＸＹ方向とでダンピング特性を個別に最適化できる。
【０１３０】
なお、第７実施形態とは異なり、例えば、図１２（Ｂ）に示す第１２実施形態の如くであってもよい。第１２実施形態では、第７実施形態とは主にバランス部材及び第５、第６実施形態で示したカウンタバランス機構が追加されただけなので、主にバランス部材及びカウンタバランス機構の構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１３１】
第１２実施形態では、図１２（Ｂ）に示す如く、旋回部材１０９２が旋回運動機構１０８４の旋回中心ＲＣに対して反スタイラス側に円環形状のバランス部材１０８８を備えている。バランス部材１０８８は、旋回部材１０９２の上端部に設けられた支持部１０８７に支持されている。バランス部材１０８８は支持部１０８７に係合した状態で移動可能であり、支持部１０８７により旋回中心ＲＣとバランス部材１０８８との距離は調整可能とされている。このため、バランス部材１０８８の旋回中心ＲＣからの距離を変化させることで、異なるスタイラス１０５６を連結した状態の旋回部材１０９２（第２ダイヤフラム構造体１０９０に支持される部材）の重心位置を旋回中心ＲＣに一致させることが可能となる。従って、本実施形態では、上記実施形態よりもさらなる測定プローブ１０５０の高感度化が可能である。なお、このような位置調整可能なバランス部材は、第１１実施形態などで示す軸運動機構が旋回運動機構を支持する構造に適用されてもよい。
【０１３２】
また、図１２（Ｂ）に示す如く、モジュールハウジング１０８０で支持する第１ダイヤフラム構造体１０６４の下方には、周方向で１２０度毎に支持部１０８０Ｃが設けられている。そして、支持部１０８０Ｃの先端には、永久磁石１０８０ＣＡが配置されている。
【０１３３】
移動部材１０６２のフランジ部１０６２Ｅに支持されるスタイラス１０５６は、図１２（Ｂ）に示す如く、スタイラス１０５６の質量に応じたバランスウェイト１０８１Ｃと、カウンタバランス機構１０８１と、備える。カウンタバランス機構１０８１は、第５、第６実施形態と同様に、（支持部１０８０Ｃを介して）モジュールハウジング（軸ハウジング部材）１０８０に支持され、スタイラス１０５６とバランスウェイト１０８１Ｃとの間のＺ方向におけるバランスをとる構成とされている。カウンタバランス機構１０８１は、スタイラス１０５６と共に脱着可能とされている。
【０１３４】
カウンタバランス機構１０８１は、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く、永久磁石１０８０ＣＡの位置と数に対応して、スタイラス１０５６の３か所以上に設けられている。カウンタバランス機構１０８１は、支持部材１０８１Ａと支持軸１０８１Ｂと連結軸１０８１Ｄを備える。支持部材１０８１Ａの上面には永久磁石１０８０ＣＡに吸着可能な磁性部材（磁石でもよい）１０８１ＡＡが設けられている。支持軸１０８１Ｂは、支持部材１０８１Ａに固定され、支持軸１０８１Ｂから重心位置がずれた状態でバランスウェイト１０８１Ｃが連結されている。バランスウェイト１０８１Ｃには、Ｚ方向と直交する方向に連結軸１０８１Ｄが設けられており、その先端がスタイラス１０５６のフランジ部１０９４に連結されている。
【０１３５】
これにより、プローブ本体１０５２の１つに対してスタイラス１０５６を交換した際には、そのスタイラス１０５６の質量に対応したバランスウェイト１０８１Ｃが必然的に用いられることとなる。このため、スタイラス１０５６の質量の増減分をモジュールハウジング１０８０で直接受け止めることができる。即ち、スタイラス１０５６の違いによって、移動部材１０６２のＺ方向の初期位置の変動を防止することが可能である。つまり、本実施形態では、第７実施形態に比べて移動部材１０６２の可動範囲を狭くでき、直動モジュール１０５４の一層の小型化が可能となる。同時に、検出範囲を狭くできることから、移動部材１０６２の変位量をより高い分解能で検出することが可能である。
【０１３６】
また、本実施形態では、更に、モジュールハウジング１０８０の外側側面に凸部１０８０Ｂが設けられている。即ち、延在部１０５８Ａの内側側面１０５８ＡＡとモジュールハウジング１０８０の凸部１０８０Ｂとの距離が、旋回部材１０９２の変位を規制して、第２ダイヤフラム構造体１０９０が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、プローブ本体１０５２は、第２ダイヤフラム構造体１０９０の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材となる本体ハウジング１０５８及びモジュールハウジング１０８０を備えているといえる。
【０１３７】
同時に、本実施形態では、モジュールハウジング１０８０の内側側面に凹部１０８０Ａが設けられている。移動部材１０６２には棒状の抑制部材１０６３が固定されており、抑制部材１０６３は凹部１０８０Ａの内側に非接触で配置されている。即ち、凹部１０８０Ａの上端部１０８０ＡＡと抑制部材１０６３の上端部１０６３Ａとの距離、及び凹部１０８０Ａの下端部１０８０ＡＢと抑制部材１０６３の下端部１０６３Ｂとの距離が、移動部材１０６２の変位を規制して、一対の第１ダイヤフラム構造体１０６４、１０６５が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、直動モジュール１０５４は、一対の第１ダイヤフラム構造体１０６４、１０６５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となるモジュールハウジング１０８０及び抑制部材１０６３を備えているといえる。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、軸方向Ｏで、一対の第１ダイヤフラム構造体と第２ダイヤフラム構造体とが順番に配置されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１４（Ａ）に示す第１３実施形態の如くであってもよい。第１３実施形態では、上記実施形態とは主に一対の第１ダイヤフラム構造体と第２ダイヤフラム構造体との配置状態が異なるだけなので、主に一対の第１ダイヤフラム構造体と第２ダイヤフラム構造体との配置の構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１３９】
第１３実施形態では、図１４（Ａ）に示す如く、軸方向Ｏで、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５の間に第２ダイヤフラム構造体１１４０が配置されている。そして、プローブ本体１１０２内では旋回運動機構１１３４が旋回部材（軸ハウジング部材）１１３６を支持し、且つ移動部材１１１２がスタイラス１１０６を直接的に支持する構成とされている。
【０１４０】
旋回運動機構１１３４の旋回部材１１３６は、図１４（Ａ）に示す如く、第２ダイヤフラム構造体１１４０に支持される部材であり、支持部１１３６ＡＡを除いて、軸方向Ｏで第２ダイヤフラム構造体１１４０に対して対称な略鼓形状とされている。旋回部材１１３６は、２つのリング部１１３６Ａと、２つ接続部１１３６Ｂと、２つの円筒部１１３６Ｃと、２つの接合部１１３６Ｄと、が一体的に形成されている。リング部１１３６Ａはリング形状であり、リング部１１３６Ａにはそれぞれ、第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５の外周部が固定されている。接続部１１３６Ｂはそれぞれ、リング部１１３６Ａの径方向内側に延在しており、第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５に対向している。円筒部１１３６Ｃは軸心がそれぞれ、中空とされており、接続部１１３６Ｂに一体的に設けられている。２つの接合部１１３６Ｄは互いに第２ダイヤフラム構造体１１４０を挟み込んで連結する形状とされている。即ち、軸方向Ｏにおいて、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５は第２ダイヤフラム構造体１１４０に対して、対称な距離に配置されている構成である（完全な対称な距離を必要とするものではなく、設計上・製造上の誤差などを許容するものとする）。つまり、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５によって生じうる移動部材１１１２の旋回中心を旋回運動機構１１３４の旋回中心ＲＣに一致させることができる。支持部１１３６ＡＡは、リング部１１３６Ａの一部から軸方向Ｏ外側に延在しており、変位検出器１１２６を支持している。
【０１４１】
なお、図１４（Ａ）に示す如く、符号Ｌｈは、旋回部材１１３６によって第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５間の距離を示している。また、符号Ｌｗは、第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５を固定するリング部１１３６Ａの内周面直径を示している。本実施形態では、距離Ｌｈは、２倍の直径Ｌｗよりも大きくされている（Ｌｈ＞２＊Ｌｗ）。このため、第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５による移動部材１１１２の変位量においては、旋回部材１１３６の中心軸上の移動成分を旋回部材１１３６の中心軸に対する旋回成分よりも比率を大きくすることが可能となっている。即ち、本実施形態では、移動部材１１１２の１方向への変位精度を高くすること（高い直進精度の確保）ができる（これに限らず、距離Ｌｈは、２倍の直径Ｌｗ以下であってもよい）。なお、このような関係は、すべての実施形態で適用可能となっている。
【０１４２】
なお、図１４（Ａ）に示す如く、リング部１１３６Ａの外側側面と本体ハウジング（旋回ハウジング部材）１１０８の内側側面との距離は、旋回部材１１３６の傾斜（変位）を規制して、第２ダイヤフラム構造体１１４０が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、プローブ本体１１０２は、第２ダイヤフラム構造体１１４０の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材となる本体ハウジング１１０８及び旋回部材１１３６を備えているといえる。
【０１４３】
軸運動機構１１１０は、図１４（Ａ）に示す如く、旋回部材１１３６の径方向内側に支持されている。つまり、旋回部材１１３６と軸運動機構１１１０とで直動モジュール１１０４が構成されている。
【０１４４】
軸運動機構１１１０の移動部材１１１２は、図１４（Ａ）に示す如く、Ｚ方向の下方から上方に向かって、連結部１１１２Ａ、ロッド部１１１２Ｂ、部材配置部１１１２Ｃ、及びバランス部材１１３８が一体とされ構成されている。バランス部材１１３８は、特定のスタイラス１１０６の質量に対応した質量を備えている。つまり、バランス部材１１３８によって、特定のスタイラス１１０６が移動部材１１１２を介して旋回部材１１３６に支持された際に、旋回運動機構１１３４の旋回中心ＲＣに第２ダイヤフラム構造体１１４０で支持される部材の重心が一致する構成とされている。なお、本実施形態では、特定のスタイラス１１０６は本実施形態の測定プローブ１１００が最も装着すると想定したスタイラスとされている。
【０１４５】
バランス部材１１３８の上端部には、図１４（Ａ）に示す如く、基準部材１１１６が設けられている（基準部材１１１６と姿勢検出器１１２２との組み合わせは第７実施形態と同様なので説明は省略する）。部材配置部１１１２Ｃは、バランス部材１１３８の下方に形成されており、その側面に基準部材１１２４が配置されている。ロッド部１１１２Ｂは、部材配置部１１１２Ｃの下方に形成されており、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５の間にくる構成となっている。そして、ロッド部１１１２Ｂは、旋回部材１１３６に収納される形態となっている。連結部１１１２Ａは、ロッド部１１１２Ｂの下方に形成されている。連結部１１１２Ａの下端には、フランジ部材１１４２が取付けられている。
【０１４６】
図１４（Ａ）に示す如く、本体ハウジング１１０８の開口部１１０８Ａの開口径は、フランジ部材１１４２の外径よりも小さくされている。そして、フランジ部材１１４２の上端部１１４２Ｃと開口部１１０８Ａの下端部１１０８ＡＢとの距離は、フランジ部材１１４２のＺ方向の上側への変位を規制して、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５が弾性変形の範囲内となるようにされている。即ち、プローブ本体１１０２は、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となる本体ハウジング１１０８及びフランジ部材１１４２を備えているといえる。
【０１４７】
なお、支持部１１３６ＡＡに配置された変位検出器１１２６は、図１４（Ａ）に示す如く、部材配置部１１１２Ｃに配置された基準部材１１２４に対向しており、基準部材１１２４からの反射光を検出する。基準部材１１２４の変位検出器１１２６側の表面には、光源（不図示）からの光の反射率が異なるインクリメンタルパターンが一定間隔で軸方向Ｏに設けられている。この基準部材１１２４、変位検出器１１２６、光源により、２相正弦波信号を出力する光電式インクリメンタル型リニアエンコーダ（光電式アブソリュート型リニアエンコーダでもよい）が構成されている。
【０１４８】
本実施形態では、軸方向Ｏにおいて、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５の間に、第２ダイヤフラム構造体１１４０が配置されている。このため、軸方向Ｏにおいて、軸運動機構１１１０と旋回運動機構１１３４とが直列接続であるにも関わらず、軸運動機構１１１０と旋回運動機構１１３４の軸方向Ｏ長さを単純に加算した場合よりも、軸運動機構１１１０と旋回運動機構１１３４とにより構成される懸架機構の軸方向Ｏ長さを短くすることが可能である。なお、これに限らず、第１ダイヤフラム構造体は、１対を構成するのではなく、単に複数であってもよい。
【０１４９】
そして、本実施形態では、特定のスタイラス１１０６が旋回部材１１３６に支持された際に、旋回運動機構１１３４の旋回中心ＲＣに第２ダイヤフラム構造体１１４０で支持される部材の重心が一致する構成とされている。このため、例えば、測定プローブ１１００を横向きにしても、スタイラス１１０６の中心軸が軸方向Ｏから傾くことを防止することができる。即ち、測定プローブ１１００自体の傾斜などの姿勢変化が生じても、スタイラス１１０６（移動部材１１１２）の直進精度に影響を与えないので、測定精度に変化が生じることを防止することができる。
【０１５０】
更に、本実施形態では、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５が、第２ダイヤフラム構造体１１４０に対して、対称な距離に配置されている（つまり、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５間の中間位置に旋回中心ＲＣが一致する）。このため、懸架機構をバランス良く構成できるとともに、懸架機構の意図しない変形を防止でき、測定プローブ１１００の高精度化を図ることができる。同時に、例えば、スタイラス１１０６の中心軸が軸方向Ｏに対して傾いた状態であっても、スタイラス１１０６（移動部材１１１２）の直進精度に影響を与えないので、測定精度に変化が生じることを防止することができる。なお、これに限らず、一対の第１ダイヤフラム構造体が、第２ダイヤフラム構造体に対して、対称な距離に配置されていなくてもよい。また、第１ダイヤフラム構造体が２つではなく、４、６、・・・といった偶数とされ、第１ダイヤフラム構造体それぞれが、第２ダイヤフラム構造体に対して互いに対称な位置に配置されていてもよい。また、本実施形態では、旋回運動機構１１３４が（軸運動機構１１１０を支持する）旋回部材１１３６を支持することで、移動部材１１１２がスタイラス１１０６を直接的に支持する構成とされている。このため、軸運動機構が（旋回運動機構を支持する）移動部材を支持する場合に比べて、移動部材１１１２で支持する部材の質量を低減でき、一対の第１ダイヤフラム構造体１１１４、１１１５の復元力の最適化することが容易となる。結果的に、軸運動機構１１１０によるスタイラス１１０６の軸方向Ｏの変位を高感度に検出することができる。同時に、軸運動機構１１１０の応答性を向上させることができる。即ち、本実施形態では、軸方向Ｏ長さの短縮と軽量化を可能とし、且つ形状誤差を低減し測定精度向上を可能とする。
【０１５１】
なお、図１４（Ｂ）は、本実施形態のバリエーションである第１４実施形態を示す。ここでは、移動部材１１６２の変位を、第７実施形態の差動トランスを用いて検出している。具体的には、移動部材１１６２に設けられた基準部材１１７４は、渦電流の生じる円筒形状の金属部材である。そして、変位検出器１１７６は、円筒形状であり、基準部材１１７４に近接して対峙している。変位検出器１１７６は、高周波で発振する励磁コイルと、それを両側から挟むように配置される１組の差動結合された受信コイルと、から構成される。なお、支持部１１８６ＡＡは、円筒形状となっており、変位検出器１１７６をその径方向内側で支持している。そのほかの要素は、第１３実施形態と同様なので、説明は省略する。
【０１５２】
なお、第１３、第１４実施形態では、旋回運動機構が（軸運動機構を支持する）旋回部材を支持することで、移動部材がスタイラスを直接的に支持する構成とされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１５に示す第１５実施形態の如くであってもよい。第１５実施形態では、第１３実施形態とは主に旋回運動機構と軸運動機構の支持関係が異なり、且つ第３実施形態と同様の構成なので、第３、第１３実施形態とは異なる構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１５３】
第１５実施形態では、図１５に示す如く、軸運動機構１２１０が（旋回運動機構１２３４を支持する）移動部材（旋回ハウジング部材）１２１２を支持することで、旋回部材ＲＰがスタイラス１２０６を直接的に支持する構成とされている。即ち、本体ハウジング（軸ハウジング部材）１２０８が軸運動機構１２１０を支持している。このため、変位検出器１２２８は、本体ハウジング１２０８の内側側面で支持されている。そして、移動部材１２１２は、軸方向Ｏで第２ダイヤフラム構造体１２４０に対して対称な円筒形状とされている。
【０１５４】
具体的には、図１５に示す如く、移動部材１２１２は、２つの円筒部１２１２Ｃと２つの接合部１２１２Ｄとが一体的に形成されている。２つの円筒部１２１２Ｃの外側端部近傍にはそれぞれ、第１ダイヤフラム構造体１２１４、１２１５の中心部が固定されている。２つの接合部１２１２Ｄの内径はそれぞれ、円筒部１２１２Ｃの中空部１２１２Ｂの内径よりも大きくされている。そして、２つの接合部１２１２Ｄは、第２ダイヤフラム構造体１２４０を挟み込んで連結する形態とされている。即ち、本実施形態も、軸方向Ｏにおいて、一対の第１ダイヤフラム構造体１２１４、１２１５は第２ダイヤフラム構造体１２４０に対して、対称な距離に配置されている構成である。なお、移動部材１２１２の上端部１２１２Ａには、変位検出器１２２８に対峙して基準部材１２２６が設けられている。
【０１５５】
旋回運動機構１２３４は、図１５に示す如く、移動部材１２１２の径方向内側に支持されている。つまり、移動部材１２１２と旋回運動機構１２３４とで旋回モジュール１２０４が構成されている。なお、旋回部材ＲＰは、上部部材１２３６、バランス部材１２３８、及びフランジ部材１２４２で構成されている。そして、バランス部材１２３８の上端部は、移動部材１２１２の上端部１２１２Ａから突出し、そこに基準部材１２１６が設けられている。つまり、本実施形態では、旋回部材ＲＰの反スタイラス側端部には、基準部材１２１６が設けられている構成である。
【０１５６】
本実施形態では、旋回運動機構が軸運動機構を支持する場合に比べて、旋回部材ＲＰで支持する部材の質量を低減でき、旋回運動機構１２３４によるスタイラス１２０６のＸＹ方向への変位を高感度に検出することができる。
【０１５７】
また、本実施形態では、図１５に示す如く、本体ハウジング１２０８の開口部１２０８Ａの開口径が、フランジ部材１２４２の外径よりも小さくされている。そして、フランジ部材１２４２の上端部１２４２Ｃと開口部１２０８Ａの下端部１２０８ＡＢとの距離は、フランジ部材１２４２のＺ方向の上側への変位を規制して、一対の第１ダイヤフラム構造体１２１４、１２１５が弾性変形の範囲内となるようにされている。即ち、プローブ本体１２０２は、一対の第１ダイヤフラム構造体１２１４、１２１５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となる本体ハウジング１２０８及びフランジ部材１２４２を備えているといえる。
【０１５８】
なお、第１５実施形態では、変位検出器１２２８が光電式インクリメンタル型リニアエンコーダを構成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す第１６実施形態の如くであってもよい。第１６実施形態では、第１５実施形態の変位検出器周辺の構成とは異なり、第４実施形態で示した干渉光学系ＩＦを用いている。このため、第４、第１５実施形態とは異なる構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１５９】
第１６実施形態では、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、本体ハウジング１２５８の内側上面の中心軸Ｏ上に姿勢検出器１２７２が配置されている。このため、図１６（Ｂ）に示す中心軸ＯからＸ方向にずれた位置に、干渉光学系ＩＦを構成する基準部材１２７４、参照ミラー１２７５、ビームスプリッタ１２７７、及び光源１２７８と、変位検出器１２７６の光路を設けている。この構成により、第４実施形態と同様に、ＸＹＺ方向への測定精度の向上が可能である。なお、本実施形態では、フランジ部材１２９２に、スタイラス１２５６との位置決め用にローラではなくＶ溝を設けている。
【０１６０】
なお、第１３実施形態とは異なり、例えば、図１７（Ａ）に示す第１７実施形態の如くであってもよい。第１７実施形態では、第１３実施形態に対して主に、第１２実施形態で示したカウンタバランス機構が追加されたスタイラスを用いただけなので、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１６１】
第１７実施形態においても、プローブ本体１３０２の１つに対してスタイラス１３０６を交換した際には、そのスタイラス１３０６の質量に対応したバランスウェイト１３３１Ｃが必然的に用いられることとなる。このため、スタイラス１３０６の質量の増減分を旋回部材（軸ハウジング部材）１３３６で直接受け止めることができる。即ち、スタイラス１３０６違いによって、移動部材１３１２のＺ方向の初期位置の変動を防止することが可能である。つまり、本実施形態では、第１３実施形態に比べて移動部材１３１２の可動範囲を狭くでき、直動モジュール１３０４の一層の小型化が可能となる。同時に、検出範囲を狭くできることから、移動部材１３１２の変位量をより高い分解能で検出することが可能である。
【０１６２】
なお、図１７（Ｂ）は、本実施形態のバリエーションである第１８実施形態を示す。ここでは、第１２実施形態と同じく、支持部１３８７でバランス部材１３８８が位置調整可能に支持されている。第１８実施形態では、第１７実施形態に対して主に、第１２実施形態で示したバランス部材が追加されただけなので、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。なお、変位検出器は、第１３、第１４実施形態のように支持される。
【０１６３】
なお、カウンタバランス機構は、第１５実施形態で示した測定プローブ１２００に適用することも可能である。例えば、図１８に示す第１９実施形態の如くであってもよい。第１９実施形態では、第１５実施形態に第１７実施形態とは異なるカウンタバランス機構が追加されただけなので、第１５実施形態とは異なる構成以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１６４】
第１９実施形態では、図１８に示す如く、プローブ本体１４０２がスタイラス１４０６の質量に応じたバランスウェイト１４３１ＣＤと、カウンタバランス機構１４３１と、備える。３つのカウンタバランス機構１４３１は、第１２実施形態とは異なり、スタイラス１４０６とは分離され、本体ハウジング（軸ハウジング部材）１４０８に支持されると共に、スタイラス１４０６とバランスウェイト１４３１ＣＤとの間のＺ方向におけるバランスをとる構成とされている。具体的に、カウンタバランス機構１４３１は、支持部材１４３１Ａと、支持軸１４３１Ｂと、連結部１４３１ＣＡと、永久磁石１４３１ＣＢと、連結軸１４３１Ｄを備える。支持部材１４３１Ａは、本体ハウジング１４０８の下端部の周方向で１２０度毎に配置されている。支持軸１４３１Ｂは、支持部材１４３１Ａに固定され、連結部１４３１ＣＡを支持している。支持軸１４３１Ｂに対して連結部１４３１ＣＡの中心軸Ｏ側端部には、Ｚ方向と直交する方向に連結軸１４３１Ｄが設けられている。一方、移動部材１４１２の下端部には、接続部１４１２Ｅが設けてあり、接続部１４１２Ｅに連結軸１４３１Ｄの先端が連結されている。支持軸１４３１Ｂに対して連結部１４３１ＣＡの反連結軸側端部には、永久磁石１４３１ＣＢが配置されている。
【０１６５】
バランスウェイト１４３１ＣＤは、図１８に示す如く、円環形状であり（カウンタバランス機構１４３１の数に対応して分割されていてもよい）、その上面には永久磁石１４３１ＣＢに吸着可能な磁性部材（磁石でもよい）１４３１ＣＣが設けられている。なお、バランスウェイト１４３１ＣＤの内径は、フランジ部材１４４２及びフランジ部１４４４の外径よりも大きくされている。そのため、スタイラス１４０６の連結後にもバランスウェイト１４３１ＣＤを着脱できる。
【０１６６】
これにより、プローブ本体１４０２の１つに対してスタイラス１４０６を交換した際に、そのスタイラス１４０６の質量に対応したバランスウェイト１４３１ＣＤをカウンタバランス機構１４３１に自在に装着させることで、スタイラス１４０６の質量の増減分を本体ハウジング１４０８で直接受け止めることができる。即ち、スタイラス１４０６の違いによって、移動部材１４１２のＺ方向の初期位置の変動を防止することが可能である。つまり、本実施形態では、第１５実施形態に比べて移動部材１４１２の可動範囲を狭くでき、プローブ本体１４０２の一層の小型化が可能となる。同時に、検出範囲を狭くできることから、移動部材１４１２の変位量をより高い分解能で検出することが可能である。
【０１６７】
なお、第１５実施形態では、開口部１２０８Ａの下端部１２０８ＡＢとフランジ部材１２４２の上端部１２４２Ｃとの距離が、移動部材１２１２の変位を規制して、一対の第１ダイヤフラム構造体１２１４、１２１５が弾性変形の範囲内となるように定められていた。即ち、プローブ本体１２０２は、一対の第１ダイヤフラム構造体１２１４、１２１５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となる本体ハウジング１２０８及びフランジ部材１２４２を備えているといえる。これに対して、例えば、図１９（Ａ）に示す第２０実施形態の如くであってもよい。第２０実施形態では、第１５実施形態とは主に本体ハウジングと移動部材との関係、及び旋回部材と移動部材との関係が異なるだけなので、主に本体ハウジングと移動部材との関係、及び旋回部材と移動部材との関係以外は、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１６８】
第２０実施形態では、図１９（Ａ）に示す如く、旋回部材ＲＰの連結部１４８６Ａの上端部に対峙するように、移動部材（旋回ハウジング部材）１４６２の下端部にリング部１４６２Ｃが設けられている。即ち、リング部１４６２Ｃは、移動部材１４６２と一体とされて配置される第２壁部材といえる。そして、リング部１４６２Ｃ（の下端部）と連結部１４８６Ａ（の上端部）との間の少なくとも一部の隙間にグリースオイルなどの第２粘性材料ＳＶが充填されている。これにより、少なくとも第２粘性材料ＳＶがリング部１４６２Ｃに対する旋回部材ＲＰの変位をダンピングし、測定プローブ１４５０の移動に伴って生じるＸＹ方向への振動などを低減でき、測定プローブ１４５０の高感度化に伴うノイズの増大を防止することが可能となる。
【０１６９】
また、同時に、図１９（Ａ）に示す如く、移動部材１４６２の外側側面に対峙するように、本体ハウジング（軸ハウジング部材）１４５８に内壁部１４５８Ｂが設けられている。即ち、内壁部１４５８Ｂは、本体ハウジング１４５８と一体とされて配置され移動部材１４６２に対峙して配置される第１壁部材といえる。そして、内壁部１４５８Ｂ（の内側側面）と移動部材１４６２（の外側側面）との間の少なくとも一部の隙間にグリースオイルなどの第１粘性材料ＦＶが充填されている。これにより、少なくとも第１粘性材料ＦＶが内壁部１４５８Ｂに対する移動部材１４６２の変位をダンピングし、測定プローブ１４５０の移動に伴って生じるＺ方向への振動などを低減でき、測定プローブ１４５０の高感度化に伴うノイズの増大を防止することが可能となる。
【０１７０】
加えて、本実施形態でも、Ｚ方向とＸＹ方向のダンピング構造を別々に有するので、第１粘性材料ＦＶ、第２粘性材料ＳＶとを個別に変更できる。このため、Ｚ方向とＸＹ方向とでダンピング特性を個別に最適化できるので、測定プローブ１４５０の更なる高感度化が可能である。
【０１７１】
なお、図１９（Ａ）に示す如く、本体ハウジング１４５８にはフランジ部材１４９２を収納し、フランジ部材１４９２の過度の変位を規制する凹部１４５８Ｃが設けられている。また、Ｚ方向で、移動部材１４６２の接合部１４６２Ｄの近傍に内壁部１４５８Ｂが設けられている。このため、内壁部１４５８Ｂの上端部１４５８ＢＡと移動部材１４６２の接合部１４６２Ｄの下端部１４６２ＤＡとの距離、及び凹部１４５８Ｃの上端部１４５８ＣＡとフランジ部材１４９２の上端部１４９２Ｂとの距離は、移動部材１４６２の変位を規制して、一対の第１ダイヤフラム構造体１４６４、１４６５が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、プローブ本体１４５２は、一対の第１ダイヤフラム構造体１４６４、１４６５の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第１制限部材となる本体ハウジング１４５８、移動部材１４６２、及びフランジ部材１４９２を備えているといえる。
【０１７２】
また、図１９（Ａ）に示す如く、凹部１４５８Ｃの側面１４５８ＣＢとフランジ部材１４９２の側面１４９２Ａとの距離は、旋回部材ＲＰの変位を規制して、第２ダイヤフラム構造体１４９０が弾性変形の範囲内となるように定められている。即ち、プローブ本体１４５２は、第２ダイヤフラム構造体１４９０の変形量を弾性変形の範囲内に制限する第２制限部材となる本体ハウジング１４５８及びフランジ部材１４９２を備えているといえる。
【０１７３】
なお、図１９（Ｂ）は、本実施形態の第１粘性材料ＦＶ、第２粘性材料ＳＶに係るバリエーションとなる第２１実施形態を示す。ここでは、第１３実施形態等と同じく旋回運動機構が軸ハウジング部材となる旋回部材を支持し、且つ移動部材がスタイラスを直接的に支持する構成とされている。第２１実施形態では、第１３実施形態等に対して主に、第１粘性材料ＦＶ、第２粘性材料ＳＶを留めるための構成が異なるだけなので、第１粘性材料ＦＶ、第２粘性材料ＳＶに関係する構成以外は基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。なお、変位検出器は、第１３実施形態等のように支持されている。また、図１９（Ｂ）に示す如く、スタイラス１５０６は、キネマティックジョイントを用いずに直接的に移動部材１５１２にフランジ部１５４４で固定されている。
【０１７４】
第２１実施形態では、図１９（Ｂ）に示す如く、移動部材１５１２の外側側面に対峙して旋回部材（軸ハウジング部材）１５３６の円筒部１５３６Ｃの内側側面が配置されている。即ち、旋回部材１５３６は、移動部材１５１２に対峙して配置される第１壁部材といえる。そして、円筒部１５３６Ｃ（の内側側面）と移動部材１５１２（の外側側面）との間の隙間にグリースオイルなどの第１粘性材料ＦＶが充填されている。これにより、少なくとも第１粘性材料ＦＶが、旋回部材１５３６に対する移動部材１５１２の変位をダンピングし、測定プローブ１５００の移動に伴って生じるＺ方向への振動などを低減でき、測定プローブ１５００の高感度化に伴うノイズの増大を防止することが可能となる。
【０１７５】
また、同時に、図１９（Ｂ）に示す如く、第２ダイヤフラム構造体１５４０を両側から覆うように粘性材料溜め１５３１が設けられている。粘性材料溜め１５３１は、対向部１５３１Ａと拡張部１５３１Ｂとが一体となった部材を向かい合わせにして、本体ハウジング（旋回ハウジング部材）１５０８に固定されている。対向部１５３１Ａは、第２ダイヤフラム構造体１５４０に対向する部分である。拡張部１５３１Ｂは、移動部材１５１２の接合部１５３６Ｄを非接触で覆う部分であり、円筒部１５３６Ｃが貫通可能な開口部１５３１Ｃを備えている。即ち、粘性材料溜め１５３１は、本体ハウジング１５０８と一体とされて配置される第２壁部材といえる。そして、粘性材料溜め１５３１（の内側側面）と第２ダイヤフラム構造体１５４０との間の隙間にグリースオイルなどの第２粘性材料ＳＶが充填されている。これにより、少なくとも第２粘性材料ＳＶが粘性材料溜め１５３１に対する第２ダイヤフラム構造体１５４０の変位をダンピングし、測定プローブ１５００の移動に伴って生じるＸＹ方向への振動などを低減でき、測定プローブ１５００の高感度化に伴うノイズの増大を防止することが可能となる。
【０１７６】
加えて、本実施形態でも、Ｚ方向とＸＹ方向のダンピング構造を別々に有するので、第１粘性材料ＦＶ、第２粘性材料ＳＶとを個別に変更できる。このため、Ｚ方向とＸＹ方向とでダンピング特性を個別に最適化できるので、測定プローブ１５００の更なる高感度化が可能である。
【０１７７】
なお、第１３実施形態から第２１実施形態では、姿勢検出器がプローブ本体に内蔵されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２０に示す第２２実施形態の如くであってもよい。第２２実施形態は、丁度、第１３、第１４実施形態のプローブ本体が軸方向Ｏでビームスプリッタと基準部材との間で分離可能とされた形態となっている。つまり、第１３、第１４実施形態とは主に姿勢検出器の位置が異なり、その分離した構成における前段モジュールの構成は、第１０実施形態と略同一である。このため、基本的に符号上位２桁を変更しただけとして説明は省略する。
【０１７８】
第２２実施形態では、図２０に示す如く、プローブ本体１５５２に軸運動機構１５６０と旋回運動機構１５８４と変位検出器１５７６が内蔵され、且つ前段モジュール１５５１に姿勢検出器１５７２等が内蔵された形態である。このため、プローブ本体１５５２の変更が容易であるとともに、前段モジュール１５５１の変更も容易である。つまり、軸運動機構１５６０と旋回運動機構１５８４と変位検出器１５７６のセットと姿勢検出器１５７２とを別個に性能変更することや交換することが可能となり、そのコストを低減することができる。また、姿勢検出器１５７２をプローブ本体１５５２から分離できるので、プローブ本体１５５２の小型化と低コスト化が可能となる。なお、本実施形態では、移動部材１５６２が直接的にスタイラス１５５６を支持していたが、第２０実施形態の如く旋回部材ＲＰがスタイラスを直接的に支持している際に前段モジュールが設けられていてもよい。
【０１７９】
なお、第１３〜第２２実施形態では、基本的にスタイラスを含めた第２ダイヤフラム構造体で支持される部材の重心位置が、旋回中心ＲＣと一致する構成とされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、スタイラスを含めた第２ダイヤフラム構造体で支持される部材の重心位置を、敢えて旋回中心ＲＣからスタイラス側におく構成としてもよい。その際には、旋回中心ＲＣに対して反スタイラス側にくる第２ダイヤフラム構造体で支持される部材の質量・体積を最小限にすることができる。このため、測定プローブの固有振動数を高くでき、第１３〜第２２実施形態の測定プローブよりも高い周波数に感度を有する測定プローブ（高速応答動作可能など）を実現することが可能となる。
【０１８０】
なお、上記実施形態では、測定プローブは倣いプローブとして使用されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、タッチプローブとして使用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明は、被測定物の三次元形状を測定するため使用される測定プローブに広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１８２】
１００…測定システム
１１０…操作部
１１１…ジョイスティック
１２０…入力手段
１３０…出力手段
２００…三次元測定機
２１０…定盤
２２０…駆動機構
２２１…ビーム支持体
２２２…ビーム
２２３…コラム
２２４…スピンドル
２３０…駆動センサ
３００、３５０、４００、４５０、７００、７５０〜１５００、１５５０…測定プローブ
３０２、３５２、４０２、４５２、７０２、７５２〜１５０２、１５５２…プローブ本体
３０４、３５４、４０４、４５４、７０４、７５４、１２０４、１２５４、１４０４、１４５４…旋回モジュール
３０６、３５６、４０６、４５６、７０６、７５６〜１５０６、１５５６…スタイラス
３０８、３５８、４０８、４５８、７０８、７５８〜１５０８、１５５８…本体ハウジング
３０８Ａ…段部
３０８ＡＢ、３３０ＡＡ、４０８ＡＢ、４１２ＣＡ、９０８ＡＢ、９４２ＣＡ、１０６３Ｂ、１０８０ＡＢ、１１０８ＡＢ、１２０８ＡＢ、１４６２ＤＡ…下端部
３０８Ｂ、７０８Ａ、８０８Ａ、８５８Ａ、１００８Ａ、１０５８Ａ、１３０８Ａ、１３５８Ａ…延在部
３０８ＢＢ、３３０Ｂ、１０５８ＡＡ…内側側面
３１０、３６０、４１０、４６０、７１０、７６０〜１５１０、１５６０…軸運動機構
３１２、３６２、４１２、４６２、７１２、７６２〜１５１２、１５６２…移動部材
３１２Ａ、３１２Ｄ、３１９Ａ、３３２Ｂ、３４２Ｃ、３６２Ａ、４０８ＡＡ、４１２Ａ、４１２ＥＡ、４６２Ａ、８１２Ａ、８６２Ａ、８９２Ａ、９０８ＡＡ、９１２Ａ、９４２ＥＡ、１０６３Ａ、１０８０ＡＡ、１１４２Ｃ、１２１２Ａ、１２４２Ｃ、１２６２Ａ、１４１２Ａ、１４５８ＢＡ、１４５８ＣＡ、１４６２Ａ、１４９２Ｂ…上端部
３１２Ｂ、３６２Ｂ、４１２Ｂ、８４２Ｂ、８９２Ｂ、９４２Ｂ、９９２Ｂ、１０４２Ｂ、１０９２Ｂ、１２１２Ｂ、１４１２Ｂ…中空部
３１２Ｃ、３３８Ａ、３６２Ｃ、４６２Ｃ、７１２Ｃ、１０８０Ａ、１４５８Ｃ…凹部
３１４、３１５、３６４、３６５、４１４、４１５、４６４、４６５、７１４、７１５〜１５６４、１５６５…第１ダイヤフラム構造体
３１４Ａ、３４０Ａ…外周部
３１４Ｂ、３４０Ｇ…リム部
３１４Ｃ、３４０Ｂ…中心部
３１４Ｄ、３４０Ｅ、３４０Ｆ…切り抜き部
３１６、３２６、３６６、３７６、４１６、４２６、４６６、４７４、７１６、７２６、８１６、８２４、８６６、８７４、９１６、９２６、９６６、９７６、１０１６、１０６６、１０７４、１１１６、１１２４、１１６６、１１７４、１２１６、１２２６、１２６６、１２７４、１３１６、１３２４、１４１６、１４２６、１４６６、１４７６…基準部材
３１８、３６８、４１８、４６８、４７８、７１８、８１８、８６８、９１８、９６８、１０１８、１０６８、１１１８、１１６８、１２１８、１２６８、１２７８、１３１８、１４１８、１４６８…光源
３１９、３６９、４１９、７１９、７３１Ａ、７８１Ａ、８１９、８６９、９１９、９６９、１０１９、１０６９、１０８１Ａ、１３３１Ａ、１３８１Ａ、１４３１Ａ…支持部材
３２０、３７０、４２０、４７０、４７７、７２０、８２０、８７０、９２０、９７０、１０２０、１０７０、１１２０、１１７０、１２２０、１２７０、１２７７、１３２０、１４２０、１４７０…ビームスプリッタ（ＢＳ）
３２２、３７２、４２２、４７２、７２２、８２２、８７２、９２２、９７２、１０２２、１０７２、１１２２、１１７２、１２２２、１２７２、１３２２、１４２２、１４７２、１５７２…姿勢検出器
３２４、３７４、４２４、７２４、１２２４、１４２４、１４７４…スケールブラケット
３２８、３７８、４２８、４７６、７２８、８２６、８７６、９２８、９７８、１０７６、１１２６、１１７６、１２２８、１２７６、１３２６、１４２８、１４７８、１５７６…変位検出器
３２９…信号処理回路
３３０、３８０、４３０、４８０、７３０、７８０、８３０、８８０、９３０、９８０、１０３０、１０８０…モジュールハウジング
３３０Ａ、３３２Ａ、３６２Ｇ、３８２Ａ、４０８Ａ、７５８Ａ、９０８Ａ、９３２Ａ、９５１ＢＡ、９５７Ａ、１１０８Ａ、１２０８Ａ、１３８８Ａ、１５３１Ｃ、１５５１ＢＡ、１５５７Ａ、１５５８Ａ…開口部
３３０Ｃ…外側側面
３３２、３４４、３６２Ｄ、３９４、４１２Ｅ、４４４、４６２Ｄ、４９４、７１２Ｄ、７４４、７６２Ｄ、７８１Ｅ、７９４、８１２Ｅ、８４２Ｅ、８４４、８６２Ｅ、８９２Ｅ、８９４、９１２Ｅ、９４２Ｅ、９４４、１０４２Ｅ、１０６２Ｅ、１０９２Ｅ、１０９４、１１４４、１１９４、１２４４、１２９４、１３４４、１３９４、１４４４、１４９４、１５４４、１５９４…フランジ部
３３４、３８４、４３４、４８４、７３４、７８４〜１５３４、１５８４…旋回運動機構
３３６、３８６、４３６、４８６、７３６、７８６、１２３６、１２８６、１４３６、１４８６…上部部材
３３６Ａ、１０８０Ｂ…凸部
３３８、３８８、４３８、４８８、７３８、７８８、１０８８、１１３８、１１８８、１２３８、１２８８、１３３８、１３８８、１４３８、１４８８、１５３８、１５８８…バランス部材
３３８Ｂ、１４５８ＣＢ、１４９２Ａ…側面
３４０、３９０、４４０、４９０、７４０、７９０〜１５４０、１５９０…第２ダイヤフラム構造体
３４０Ｃ、３４０Ｄ…ヒンジ部
３４２、３９２、４４２、４９２、７４２、７９２、１１４２、１１９２、１２４２、１２９２、１３４２、１４４２、１４９２、１５９２…フランジ部材
３４２Ａ、３６２Ｅ、７５８Ｂ、７９２Ａ、９４２Ｆ、９５１ＢＢ、１１４２Ａ、１３４２Ａ、１４４２Ａ…ローラ
３４２Ｂ、３６２Ｆ、７０８Ｂ、７６２Ｅ、７９２Ｂ、９４２Ｇ、９５１ＢＣ、１０８０ＣＡ、１１４２Ｂ、１３４２Ｂ、１３３６ＡＣ、１３８６ＡＣ、１４４２Ｂ、１４３１ＣＢ、１５５１ＢＣ、１５９２Ｂ…永久磁石
３４４Ａ、３８２Ｂ、７８１Ｆ、７９４Ａ、９３２Ｂ、９５７Ｂ、１０９４Ａ、１１４４Ａ、１３４４Ａ、１４４４Ａ、１５５７Ｂ、１５９４Ａ…球
３４４Ｂ、３８２Ｃ、７３１ＡＡ、７８０Ａ、７８１ＡＡ、７９４Ｂ、９３２Ｃ、９５７Ｃ、１０８１ＡＡ、１０９４Ｂ、１１４４Ｂ、１３３１ＡＡ、１３４４Ｂ、１３８１ＡＡ、１４３１ＣＣ、１４４４Ｂ、１５５７Ｃ、１５９４Ｂ…磁性部材
３４６、３９６、４４６、４９６、７４６、７９６、８４６、８９６、９４６、１０９６、１１１２Ｂ、１１４６、１１６２Ｂ、１１９６、１２４６、１２９６、１３１２Ｂ、１３４６、１３９６、１４４６、１４９６、１５４６、１５９６…ロッド部
３４８、３９８、４４８、４９８、７４８、７９８、８４８、８９８、９４８、９９８、１０９８、１１４８、１１９８、１２４８、１２９８、１３４８、１３９８、１４４８、１４９８、１５４８、１５９８…接触部
３８２、４３２、４８２、７３２、９３２、９８２…モジュールカバー
４１２Ｃ、８４２Ｃ、８９２Ｃ、９４２Ｃ…肉厚部
４１２Ｄ、８４２Ｄ、８９２Ｄ、９４２Ｄ…肉薄部
４７５、１２７５…参照ミラー
５００…モーションコントローラ
５３０…プローブ信号処理部
５３２…Ａ／Ｄ回路
５３４…ＦＰＧＡ
５３６…カウンタ回路
５５０…位置演算部
６００…ホストコンピュータ
７３１、７８１、１０８１、１３３１、１３８１、１４３１…カウンタバランス機構
７３１Ｂ、７８１Ｂ、１０８１Ｂ、１３３１Ｂ、１３８１Ｂ、１４３１Ｂ…支持軸
７３１Ｃ、７８１Ｃ、１０８１Ｃ、１３３１Ｃ、１３８１Ｃ、１４３１ＣＤ…バランスウェイト
７３１Ｄ、７８１Ｄ、１０８１Ｄ、１３３１Ｄ、１３８１Ｄ、１４３１Ｄ…連結軸
８０４、８５４、９０４、９５４、１００４、１０５４、１１０４、１１５４、１３０４、１３５４、１５０４、１５５４…直動モジュール
９５１、１５５１…前段モジュール
９５１Ａ、１５５１Ａ…前段ハウジング
９５１Ｂ、１５５１Ｂ…下カバー
９５７、１５５７…上カバー
１００８Ｂ、１１３６Ａ、１４６２Ｃ、１５３６Ａ…リング部
１０３０Ａ、１４５８Ｂ…内壁部
１０６３…抑制部材
１０８０Ｃ、１０８７、１１３６ＡＡ、１１８６ＡＡ、１３３６ＡＡ、１３３６ＡＢ、１３８６ＡＢ、１３８７…支持部
１１１２Ａ、１１６２Ａ、１２３６Ａ、１２８６Ａ、１３１２Ａ、１３６２Ａ、１４３１ＣＡ、１４３６Ａ、１４８６Ａ…連結部
１１１２Ｃ、１１６２Ｃ、１３１２Ｃ…部材配置部
１１３６Ｂ、１４１２Ｅ、１５３６Ｂ…接続部
１１３６Ｃ、１２１２Ｃ、１４１２Ｃ、１４６２Ｂ、１５３６Ｃ…円筒部
１１３６Ｄ、１２１２Ｄ、１４１２Ｄ、１４６２Ｄ、１５３６Ｄ…接合部
１５３１…粘性材料溜め
１５３１Ａ…対向部
１５３１Ｂ…拡張部
１５５１ＢＢ、１５９２Ａ…Ｖ溝
Ｆ…周波数
ＦＶ…第１粘性材料
Ｉ…光量
ＩＦ…干渉光学系
ＩＬ…干渉縞
ｋ…角度当たりの復元力
Ｏ…軸方向
ＯＡ…光軸
ＰＳ…位相変化
ＲＣ…旋回中心
ＲＰ、８４２、８９２、９４２、９９２、１０４２、１０９２、１１３６、１１８６、１３３６、１３８６、１５３６、１５８６…旋回部材
Ｓ…表面
ＳＶ…第２粘性材料
Ｗ…被測定物
【図１】
0006049786.tif 000002
【図２】
0006049786.tif 000003
【図３】
0006049786.tif 000004
【図４】
0006049786.tif 000005
【図５】
0006049786.tif 000006
【図６】
0006049786.tif 000007
【図８】
0006049786.tif 000008
【図９】
0006049786.tif 000009
【図１０】
0006049786.tif 000010
【図１１】
0006049786.tif 000011
【図１２】
0006049786.tif 000012
【図１３】
0006049786.tif 000013
【図１４】
0006049786.tif 000014
【図１５】
0006049786.tif 000015
【図１６】
0006049786.tif 000016
【図１７】
0006049786.tif 000017
【図１８】
0006049786.tif 000018
【図１９】
0006049786.tif 000019
【図２０】
0006049786.tif 000020
【図７】
0006049786.tif 000021