"対象物と接触する接触子と、該接触子を非接触で支持する支持構造体と、該支持構造体に固定され前記接触子を対象物へ付勢する付勢装置と、該付勢装置が接触子を対象物に付勢接触させている時に、付勢接触による反力が作用するように前記支持構造体に組み込まれた圧電センサと、該圧電センサの両極板間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを有することを特徴とする微小力測定装置。被付勢物を非接触で支持する支持構造体と、該支持構造体に固定され前記被付勢物に付勢力を与える付勢装置と、付勢装置が被付勢物に付勢力を与えている時に、その反力が作用するように前記支持構造体に組み込まれた圧電センサと、該圧電センサの両極板間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを有することを特徴とする微小力測定装置。前記圧電センサの両極板間に印加される交流電圧の周波数値は、圧電センサの共振周波数近傍であることを特徴とする請求項1又は2に記載の微小力測定装置。被測定物と接触する接触子を先端に有するプローブシャフトと、プローブシャフトを移動可能に非接触で支持する支持手段が設けられたプローブ本体と、前記プローブシャフトを被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、該付勢装置がプローブシャフトに与える付勢力に対する反力が作用するように前記プローブ本体に組み込まれた圧電センサと、該圧電センサに作用する荷重を測定する荷重検出部と、該荷重検出部により検出された荷重に基づいて、付勢装置による付勢力を調整する制御部と、該制御部により調整された付勢力で被測定物に接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置と、を備えることを特徴とする微小表面形状測定プローブ。前記圧電センサの両極板間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを備えることを特徴とする請求項4に記載の微小表面形状測定プローブ。前記圧電センサの両極板間に印加される交流電圧の周波数値は、圧電センサの共振周波数近傍であることを特徴とする請求項4に記載の微小表面形状測定プローブ。前記接触子は、球状又は針状の先端部とシャフト部とを有し、該先端部とシャフト部が一体的に形成されていることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の微小表面形状測定プローブ。前記接触子は、球状、円錐形状、角錐形状又はこれらの組み合わせによる形状を有し、硬質被膜でコーティングされていることを特徴とする請求項4乃至7のいずれかに記載の微小表面形状測定プローブ。被測定物との接触圧により弾性変位する接触子を先端に有するプローブシャフトと、プローブシャフトを移動可能に非接触で支持する支持手段が設けられたプローブ本体と、前記プローブシャフトを被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、接触子が被測定物に接触している時に、前記プローブシャフトの位置及び接触子のプローブシャフトに対する弾性変位量を測定する変位量計測装置と、プローブシャフトの位置、プローブシャフトに対する接触子の弾性変位量及び接触子のばね定数とから接触圧を算出する微小力検出装置と、該微小力検出装置が算出した接触圧に基づいて、付勢装置の付勢力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする微小表面形状測定プローブ。前記接触子の裏面には反射面が形成されており、前記プローブシャフトの中心部は軸方向に中空になっているか若しくは透明な材質で形成されており、前記変位量計測装置は、前記中空部若しくは透明材質部を通して前記反射面に向けてレーザ光を放射端面から放射し、該放射端面及び反射面からの反射光に基づいて接触子の位置を計測するレーザー変位計を有することを特徴とする請求項9に記載の微小表面形状測定プローブ。被測定物と接触する接触子を先端に有するプローブシャフトと、プローブシャフトを移動可能に非接触で支持する支持手段が設けられたプローブ本体と、前記プローブシャフトを被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、被測定物と接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置と、を備え、前記接触子は、その中心に関して対称に配置された複数のカンチレバーから構成されており、各カンチレバーは、プローブシャフトの径方向中心部に位置し被測定物に接触する自由端と、プローブシャフトの径方向外側付近に固定された固定端と、自由端と固定端を連結し自由端と被測定物との接触圧により弾性変形する弾性連結部とを有することを特徴とする微小表面形状測定プローブ。前記各カンチレバーの自由端の裏面には反射面が形成されており、前記変位量計測装置は、各カンチレバーの前記反射面に向けてレーザ光を放射端面から放射し、該放射端面及び前記反射面からの反射光に基づいて各カンチレバーの自由端の変位量を計測するレーザー変位計を有することを特徴とする請求項11に記載の微小表面形状測定プローブ。その中心に関して対称に配置され対象物と接触する複数のカンチレバーから構成されており、各カンチレバーは、径方向中心部に位置し対象物に接触する自由端と、径方向外側付近に固定された固定端と、自由端と固定端を連結し自由端と対象物との接触圧により弾性変形する弾性連結部とを有することを特徴とする接触子。接触子を通して対象物との接触点へレーザ光を照射し、接触点で反射されたレーザ光を検出することで、接触子と対象物との接触を感知する接触感知装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項4、9又は11に記載の微小表面形状測定プローブ。接触子を通して対象物との接触点へ照射するレーザ光と、接触点で反射され接触子を通って戻ってくるレーザ光との位相差に基づいて、接触子と対象物との接触圧を感知する接触感知装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項4、9又は11に記載の微小表面形状測定プローブ。被測定物に接触する接触子と、該接触子を被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、前記被測定物に接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置と、被測定物を固定する揺動テーブルと、該揺動テーブルを2方向に揺動させて接触子と被測定物表面のなす角を調整する揺動手段と、前記変位量計測装置による測定値と揺動手段による揺動角とから接触点の位置を算出する演算部と、を有することを微小表面形状測定プローブ。圧電センサに作用する静的微小荷重を測定する微小力測定装置であって、荷重が作用する圧電センサと、該圧電センサの共振周波数近傍の周波数値で交流電圧を圧電センサの両極板間に、印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを有することを特徴とする微小力測定装置。接触子を非接触で支持しながら対象物へ向けて付勢力を与え、該付勢力の反力が作用するように配置した圧電センサの両極板間に交流電圧を印加し、前記付勢力により接触子を対象物に接触させ、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して前記接触子と対象物との接触圧を検出することを特徴とする微小力測定方法。しかし、従来では、プローブ先端を被測定物に接触させるために、プローブを空気圧などにより付勢移動させて被測定物に接触させるが、この付勢力の調整は50mgf程度までが限界であった。このような空気圧により付勢力を調整する技術は、上記特許文献1に記載されている。また、空気圧による付勢力の調整方法として、レギュレータの制御分解能を上げたり多段階制御を行ったりする工夫をしても、装置が大型化してしまったり、安定した動作が容易でないなどの問題がある。従って、接触圧を50mgfよりもさらに微小に調整することは困難であった。このことは、微小表面形状測定の精度の限界を定める要因となっていた。また、正確な表面形状測定を妨げている要因には次のようなものもある。プローブ先端を被測定物へ接触させたときに、被測定物表面がプローブ先端に対して傾いていると、これによりプローブシャフトが横ずれしてしまう問題があった。また、プローブ先端を球状に形成する場合、この先端球をプローブのシャフト部に取り付ける際に、取付け誤差が生じる問題があった。そこで、本発明の目的は、上記問題を解決し正確な表面形状測定を可能にする微小力測定装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、プローブと被測定物との接触圧を従来よりもさらに微小に調整できる微小表面形状測定プローブを提供することにある。さらに、本発明の別の目的は、被測定物表面がプローブに対して傾いている場合に起こるプローブの横ずれの問題を解決できる微小表面形状測定プローブ、及び先端球の取付け誤差の問題を解決する微小表面形状測定プローブを提供することにある。上記目的を達成するため、本発明によると、対象物と接触する接触子と、該接触子を非接触で支持する支持構造体と、支持構造体に固定され前記接触子を対象物へ付勢する付勢装置と、該付勢装置が接触子を対象物に付勢接触させている時に、付勢接触による反力が作用するように前記支持構造体に組み込まれた圧電センサと、該圧電センサの両極板間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを有することを特徴とする微小力測定装置が提供される請求項1。圧電センサに交流電圧を印加して、その荷重をインピーダンスにより検出するので、安定して1mgf程度の精度で微小接触圧を測定できる。また、本発明によると、被付勢物を非接触で支持する支持構造体と、該支持構造体に固定され前記被付勢物に付勢力を与える付勢装置と、付勢装置が被付勢物に付勢力を与えている時に、その反力が作用するように前記支持構造体に組み込まれた圧電センサと、該圧電センサの両極板間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを有することを特徴とする微小力測定装置が提供される請求項2。圧電センサに交流電圧を印加して、その荷重をインピーダンスにより検出するので、安定して1mgf程度の精度で微小付勢力を測定できる。好ましくは、前記圧電センサの両極板間に印加される交流電圧の周波数値は、圧電センサの共振周波数近傍である請求項3。これにより、初段が高入力抵抗で構成された増幅器を必要とせず、一般的な増幅器により圧電センサの微小荷重を測定できる。本発明によると、被測定物と接触する接触子を先端に有するプローブシャフトと、プローブシャフトを移動可能に非接触で支持する支持手段が設けられたプローブ本体と、前記プローブシャフトを被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、該付勢装置がプローブシャフトに与える付勢力に対する反力が作用するように前記プローブ本体に組み込まれた圧電センサと、該圧電センサに作用する荷重を測定する荷重検出部と、該荷重検出部により検出された荷重に基づいて、付勢装置による付勢力を調整する制御部と、該制御部により調整された付勢力で被測定物に接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置と、を備えることを特徴とする微小表面形状測定プローブが提供される請求項4。圧電センサの荷重に基づいて、付勢力を制御して接触圧を調整するので、1mgf程度の精度で微小表面形状測定が実現される。本発明の好ましい実施形態によると、前記微小表面形状測定プローブは、前記圧電センサの両極板間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを備える請求項5。圧電センサに交流電圧を印加して、その荷重をインピーダンスにより検出するので、安定して微小荷重を測定できる。好ましくは、前記圧電センサの両極板間に印加される交流電圧の周波数値は、圧電センサの共振周波数近傍である請求項6。本発明の好ましい実施形態によると、前記接触子は、球状又は針状の先端部とシャフト部とを有し、該先端部とシャフト部が一体的に形成されている請求項7。これにより、先端球の取付け誤差の問題が解消される。また、本発明の好ましい実施形態によると、前記接触子は、球状、円錐形状、角錐形状又はこれらの組み合わせによる形状を有し、硬質被膜例えば、DLCDiamondLikeCarbon、TiN、TiCなどでコーティングされている請求項8。これにより、接触子の耐磨耗性が高まるとともに、接触子の先端部の磨耗係数の選定および調整が可能となり、被測定物への接触において効果を発揮する。本発明によると、被測定物との接触圧により弾性変位する接触子を先端に有するプローブシャフトと、プローブシャフトを移動可能に非接触で支持する支持手段が設けられたプローブ本体と、前記プローブシャフトを被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、接触子が被測定物に接触している時に、前記プローブシャフトの位置及び接触子のプローブシャフトに対する弾性変位量を測定する変位量計測装置と、プローブシャフトの位置、プローブシャフトに対する接触子の弾性変位量及び接触子のばね定数とから接触圧を算出する微小力検出装置と、該微小力検出装置が算出した接触圧に基づいて、付勢装置の付勢力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする微小表面形状測定プローブが提供される請求項9。接触子の弾性変位に基づいて接触圧を調整できるので、高精度な微小表面形状測定が実現される。本発明の好ましい実施形態によると、前記接触子の裏面には反射面が形成されており、前記プローブシャフトの中心部は軸方向に中空になっているか若しくは透明な材質で形成されており、前記変位量計測装置は、前記中空部若しくは透明材質部を通して前記反射面に向けてレーザ光を放射端面から放射し、該放射端面及び反射面からの反射光に基づいて接触子の位置を計測するレーザー変位計を有する請求項10。また、本発明によると、被測定物と接触する接触子を先端に有するプローブシャフトと、プローブシャフトを移動可能に非接触で支持する支持手段が設けられたプローブ本体と、前記プローブシャフトを被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、被測定物と接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置と、を備え、前記接触子は、その中心に関して対称に配置された複数のカンチレバーから構成されており、各カンチレバーは、プローブシャフトの径方向中心部に位置し被測定物に接触する自由端と、プローブシャフトの径方向外側付近に固定された固定端と、自由端と固定端を連結し自由端と被測定物との接触圧により弾性変形する弾性連結部とを有することを特徴とする微小表面形状測定プローブが提供される請求項11。この構成により、接触子が被測定物に対して傾いている場合であっても、プローブシャフトの横ずれ方向の接触反力が複数のカンチレバーによって相殺されるので、横ずれの問題を解消できる。これにより、被測定物が接触子に対して大きく傾斜している場合でも、安定かつ高精度な計測が可能となる。本発明の好ましい実施形態によると、前記各カンチレバーの自由端の裏面には反射面が形成されており、前記変位量計測装置は、各カンチレバーの前記反射面に向けてレーザ光を放射端面から放射し、該放射端面及び前記反射面からの反射光に基づいて各カンチレバーの自由端の変位量を計測するレーザー変位計を有する請求項12。また、本発明によると、その中心に関して対称に配置され対象物と接触する複数のカンチレバーから構成されており、各カンチレバーは、径方向中心部に位置し対象物に接触する自由端と、径方向外側付近に固定された固定端と、自由端と固定端を連結し自由端と対象物との接触圧により弾性変形する弾性連結部とを有することを特徴とする接触子が提供される請求項13。本発明の好ましい実施形態によると、上記微小表面形状測定プローブは、接触子を通して対象物との接触点へレーザ光を照射し、接触点で反射されたレーザ光を検出することで、接触子と対象物との接触を感知する接触感知装置を、さらに備える請求項14。これにより、接触子と被測定物との接触に基づいて、付勢力を調節することができ、接触による接触子及び対象物の表面の破損を防止できる。本発明の好ましい実施形態によると、上記微小表面形状測定プローブは接触子を通して対象物との接触点へ照射するレーザ光と、接触点で反射され接触子を通って戻ってくるレーザ光との位相差に基づいて、接触子と対象物との接触圧を感知する接触感知装置を、さらに備える請求項15。これにより、照射レーザ光と反射レーザ光との位相差から感知した接触圧に基づいて、付勢力を調節することができ、接触による接触子及び対象物の表面の破損を防止できる。さらに、本発明によると、被測定物に接触する接触子と、該接触子を被測定物に向けて付勢移動させる付勢装置と、前記被測定物に接触している接触子の位置を測定する変位量計測装置と、被測定物を固定する揺動テーブルと、該揺動テーブルを2方向に揺動させて接触子と被測定物表面のなす角を調整する揺動手段と、前記変位量計測装置による測定値と揺動手段による揺動角とから接触点の位置を算出する演算部と、を有することを微小表面形状測定プローブが提供される請求項16。これにより、被測定物を揺動することで、接触子を被測定物に対して垂直に接触させることができる。従って、接触子の横ずれの問題を解消できる。また、本発明によると、圧電センサに作用する静的微小荷重を測定する微小力測定装置であって、荷重が作用する圧電センサと、該圧電センサの共振周波数近傍の周波数値で交流電圧を圧電センサの両極板間に、印加する電圧供給手段と、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段とを有することを特徴とする微小力測定装置が提供される請求項17。これにより、安定して圧電センサに作用する微小荷重を1mgf程度の精度で測定でき、初段が高入力抵抗で構成された増幅器を必要とせず、一般的な増幅器により圧電センサの微小荷重を測定できる。さらに、本発明によると、接触子を非接触で支持しながら対象物へ向けて付勢力を与え、該付勢力の反力が作用するように配置した圧電センサの両極板間に交流電圧を印加し、前記付勢力により接触子を対象物に接触させ、圧電センサの極板間のインピーダンスを電圧に変換して前記接触子と対象物との接触圧を検出することを特徴とする微小力検出方法が提供される請求項18。本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。本発明の実施形態による微小表面形状測定プローブを以下の順に説明する。1.微小表面形状測定プローブの概要2.微小表面形状測定プローブの各部の説明3.圧電セラミックスの適用4.圧電セラミックスの使用方法5.接触子の構成6.被測定物揺動装置7.磁力を用いた付勢装置1.微小表面形状測定プローブの概要図1は、本発明の実施形態による微小表面形状測定プローブ10の全体構成図である。この図1に示すように、微小表面形状測定プローブ10は、先端部に接触子2を有するプローブシャフト4と、プローブシャフト4を移動可能に支持するための支持構造体であるプローブ本体と、被測定物1へ向けてプローブシャフト4に付勢力を与えプローブシャフト4を付勢移動させる付勢装置例えば、気体供給手段25、26と、接触子2と被測定物1との微小接触圧を検出する微小力測定装置例えば、圧電セラミックス8aと、微小力測定装置により検出された接触圧に基づいて付勢装置の付勢力を制御する制御部9と、被測定物1に接触している接触子2の位置を測定する変位量計測装置例えば、レーザ干渉を利用したレーザー変位計16とを備える。なお、図1はプローブシャフト4を鉛直方向に配置した場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、プローブシャフト4を水平方向又は斜め方向に配置してもよい。微小表面形状測定プローブ10の動作について簡単に説明する。付勢装置が例えば鉛直方向にプローブシャフト4を被測定物1へ付勢して、これによりプローブシャフト4先端の接触子2を被測定物1へ接触させる。特に、本発明の実施形態によると、後述するように、微小力測定装置により付勢力及び接触圧を1mgf程度の精度で調整することができる。引き続いて、接触子2と被測定物1との接触が維持されている状態で、変位測定装置により接触子2の変位量が測定される。変位量計測装置は、反射鏡12、導光手段例えば、光ファイバ14及びレーザー変位計16からなる。この変位量のデータと後述するスライダ装置20の垂直方向であるZスケールの座標値との演算処理により、被測定点の位置が測定される。つまり、接触子2の変位量は、プローブシャフト4のストロークの制約により測定範囲に限界があることから、スライダ装置20の垂直方向Z軸方向の協調動作による変位量との演算処理により、被測定点の絶対位置の測定が行われることになる。反射鏡12はプローブシャフト4後端の拡径部17に軸線と垂直に設けられた平面鏡である。導光手段14は、反射鏡12から所定間隔を隔てて対峙する放射端面14aを有する。導光手段14は可塑性を有し、かつ十分な長さを有し、その反対側端面がレーザー変位計16に光コネクタ等を介して接続されている。レーザー変位計16は、例えば半導体レーザ、受光素子、光ファイバカプラ等を備え、導光手段14を通してレーザ光を反射鏡12に向けて放射し、反射鏡12と放射端面14aからの反射光から反射鏡12の位置を測定するようになっている。この構成により、レーザー変位計16を用いて反射鏡12、即ち、プローブシャフト4の位置を高精度で測定できる。微小表面形状測定プローブ10は、図2に示すように、スライダ装置20にX方向、Y方向及びZ方向に移動可能に取り付けられる。スライダ装置20は、図2のように流体空気等の気体もしくは油等の液体を媒体として用いた静圧スライド方式で微小表面形状測定プローブ10を移動させる。スライダ装置20のXスケール、Yスケール、Zスケールにより微小表面形状測定プローブ10のX座標値、Y座標値、Z座標値を得ることができる。これにより、接触子2を被測定物表面全体に沿って走査させて表面形状データを得る。図2に示すスライダ装置20の構成例では、接触子2が縦に配置されているが、接触子2が横に配置された構成を取ることができるのは言うまでもない。また、同一のスライダ装置20に、研削加工具、切削加工具、研磨加工具および放電/電解加工具を取り付けることができ、同一のスライダ装置20により研削加工、切削加工、研磨加工および放電/電解加工を行うことができる。2.微小表面形状測定プローブの各部の説明微小表面形状測定プローブの各部の構成及び動作についてより詳細に説明する。プローブシャフト4は、その先端部に設けられ被測定物1に接触させる接触子2と、後端部に設けられ径方向に拡大した拡径部17とを有し、プローブ本体の中空部18に配置される。中空部18はプローブ本体の中心付近にその軸方向に形成されている。図1に示すように、プローブシャフト4がプローブ本体の中空部18に配置されると、プローブシャフト4とプローブ本体との間には断面環状の支持空間19と付勢空間22、23が形成される。プローブシャフト4および中空部18は、プローブシャフト4が自由に回転しない形状とすることが好ましいが、これらの形状を回転対称として所定の角度で固定して使用すれば、さらに効果的である。支持空間19には、気体供給手段24例えば、空気源、レギュレータ、電空レギュレータ、プローブ本体に設けられた流路24aからなるにより加圧気体圧縮空気などがプローブシャフト4の周りから一定流量で供給され、これにより、プローブシャフト4は中空部18内でプローブ本体と非接触に支持される。一方、付勢空間22,23にも、気体供給手段25,26により加圧気体が供給される。この気体供給手段25,26は、それぞれ例えば、空気源、レギュレータ、電空レギュレータ、プローブ本体に設けられた流路25a,26aからなり、図1に示すように、プローブシャフト4には、付勢空間22,23内に位置するように段差3が形成されている。一方の付勢空間22に加圧気体が供給されると、この加圧気体により段差3に圧力がかけられ、プローブシャフト4は下方に付勢される。他方の付勢空間23に加圧気体が供給されると、この加圧気体により段差3に圧力がかけられ、プローブシャフト4は上方に付勢される。このように、各付勢空間22,23に供給する加圧気体の流量を調節することにより、上方又は下方に付勢する力を調節してプローブシャフト4を上下方向に移動させる。なお、付勢空間23にプローブシャフト4の自重に相当する加圧気体流量を余分に供給して、プローブシャフト4の自重の影響を相殺するようになっている。なお、気体供給手段24,26及び流路24a,26aは、プローブシャフト、接触子の支持手段を構成する。しかし、他の適切なもので支持手段を構成してもよい。これにより、プローブシャフト4に与える付勢力を50mgf程度に設定することができる。しかし、さらに微小な付勢力、即ち接触圧を得るためは、50mgfよりもさらに微小な付勢力、接触圧の調整を行うことが必要となる。このため、本発明の実施形態によると、圧電セラミックス8aを用いて微小力測定装置を構成することで、1mgf程度の精度で付勢力及び接触圧を検出することができる。これにより、従来よりもさらに微小な付勢力で接触子2を被測定物1に接触させながらZ軸を協調制御し、さらにX-Y平面内を被測定物1の表面に沿って走査することで、高精度の表面形状測定が実現される。3.圧電セラミックスの適用本発明の実施形態によると、微小力測定装置は、図1に示すようにプローブ本体の後方部において軸方向と垂直に差し挟まれた圧電セラミックス8aと、この圧電セラミックス8aに作用している荷重を検出する荷重検出部8bとを有する。なお、図1の例では、圧電セラミックス8aはレーザ光通過のための貫通孔が断面中心部に形成されてプローブ本体に組み込まれているが、本発明はこれに限定されず、後述する圧電センサの機能を実現できれば、特に貫通孔を有する必要はない。また、本実施形態では、圧電センサとして圧電セラミックス8aを用いているが、他の適切な圧電センサを用いてもよい。プローブシャフト4が気体供給手段25,26によりプローブ本体に非接触で静止させられている状態では、圧電セラミックス8aには、圧電セラミックス8aより下方に位置するプローブ本体の部分の重量と、気体供給手段25,26がプローブシャフト4を浮遊静止させることで加圧気体がプローブ本体に作用している力図3の矢印が示す力の合計とが作用する。この状態から、付勢空間22,23に供給する加圧気体流量を調節してプローブシャフト4を下方に移動させると、図3の矢印の力の合計即ち、プローブシャフト4からプローブ本体への反作用力が上向きに増加し、圧電セラミックス8aに作用する荷重も圧電セラミックス8aを圧縮する方向に増加する。プローブシャフト4を移動させて接触子2が被測定物1に接触すると、プローブシャフト4は被測定物1との接触による反力を受けるが、付勢力を変化させない限り図3の矢印の力の合計プローブシャフト4からプローブ本体への反作用力は変化しない。ただし、空気抵抗などを無視した場合である。この圧電セラミックス8aの荷重と付勢力との関係を利用して、接触子2と被測定物1との接触圧を微小に調整することができる。即ち、気体供給手段25,26によりプローブシャフト4が浮上静止させられている時に圧電セラミックス8aに作用する荷重と、気体供給手段25,26によりプローブシャフト4が下方に付勢されている時に圧電セラミックス8aに作用している荷重との差が、下方付勢力、即ち接触子2と被測定物1との接触圧に相当する。従って、制御部9が、荷重検出部8bからの荷重検出値に基づいて、Z軸との協調制御を加えつつ、付勢装置の付勢力を制御することができる。圧電セラミックス8aによる荷重測定は、従来の50mgf程度よりもさらに微小な1mgf程度の精度で行うことができる。よって、圧電セラミックス8aをプローブ本体に組み込むことで、1mgf程度の精度で接触圧の調整を行うことができる。4.圧電セラミックスの使用方法次に、本発明の実施形態において圧電セラックスをどのように使用するかを説明する。まず、圧電セラミックスの特性について簡単に説明する。図4は、圧電セラミックスによる荷重測定の原理を示す図である。図4が示すように、荷重Fが圧電セラミックスに作用すると、極性の異なった電荷q、-qがそれぞれの電極表面に発生する。発生する電荷の量は作用した荷重Fの大きさに比例し、極性は荷重の方向により定められる。圧電定数をdとすると、荷重Fと電荷qの関係式は数1のようになる。荷重Fによって、素子の厚さtはΔtだけ変化する。変位Δtと電荷の関係は数2のようになる。ここで、Aは素子の面積、tは素子の厚さ、Yはヤング率であり、Y=Ft/AΔtである。電極間に発生する電圧VはV=q/Cであり、Cは極間容量でありC=εA/tである。出力電圧をVOで表すと数3となる。ここで、gは素子定数であり、pは素子に加える力である。圧電セラミックス自体は、荷重や力の計測には理想的な特性を示すが、圧電セラミックス自体の絶縁抵抗が非常に大きいので、圧電セラミックスの電極間に発生する電圧を正確に測定するためには、同程度に入力抵抗が大きい増幅器を用いる必要がある。この種の増幅器として、従来から微小電流用の電荷増幅器が用いられている。この増幅器は、入力段に使用する半導体を何にするかで決定される。一般的な演算増幅器の入力段はバイポーラトランジスタ回路となっており、入力抵抗が小さいので使用できない。使用できる電荷増幅回路のうち最も多く使用されているのはJ-FET,MOS-FETである。図5は、FET入力の電荷増幅回路を示しており、図5の回路は原理的には演算増幅器である。入力電圧をeiとし出力電圧をe0とする。また、フィードバック容量CFに蓄えらる電荷をqFとし、圧電セラミックスの内部容量C0とケーブルの分布容量CCに蓄えられる電荷をq0とする。フィードバック抵抗RFが非常に大きいものとすれば、圧電セラミックスから発生する電荷は、すべて入力容量C0CCとフィードバック容量CFに蓄えられることになる。の関係からとなる。増加率AがA≫1ならばとなる。即ち、入力電圧eiが常にゼロになり、圧電セラミックスからの電荷q0qFはフィードバック容量に蓄えられる電荷qFに等しいとみなすことができる。従って、出力電圧e0は発生する電荷qに比例する。図5のフィードバック抵抗RFは、微小電流がフィードバック容量CFに流れてCF端子間に直流電圧が発生して、これに伴い増幅器の動作点が除々に移動し、最後に増幅器の出力が飽和することがあるのでこれを除くように働く。一方、増幅器はこのRFとCFの時定数により、遮断周波数fCが支配される。遮断周波数は数7のようになる。しかし、圧電セラミックスを用いる場合も、発生電荷量は大きいが静的な力の測定やごく緩やかな変動の力や圧力の測定は困難である。これは、圧電セラミックスの接続ケーブルの容量や、増幅器入力回路の絶縁抵抗が低いことの影響と、その他、漏洩の原因として温度や湿度などの周囲の環境に支配される。例えば、絶縁抵抗をRinとすると、増幅器出力は数8となり、数8から圧電セラミックスにステップ状の力が加わると、力の大きさに応じたステップ出力電圧e0が出力された後、時定数τで指数関数的に出力電圧e0が降下する。なお、小さな力を測定する場合には、増幅器の感度を高くする必要上、増幅器のフィードバック容量CFの値を小さく選ぶ。その結果、出力電圧e0の電圧降下も速くなり、静的な力の校正が困難になる。即ち、圧電効果を利用した荷重などの測定は、高感度で、しかも、高応答で実現できるなどの特徴を持つが、一定荷重を素子に加えて長い時間放置すると、出力電圧e0は降下してやがて感度が得られなくなる。言い換えると、脈動する荷重しか測定できない。そこで、本発明の実施形態では、次の方法で圧電セラミックスを使用する。図6は、圧電セラミックスの共振特性を求める回路である。図6において、圧電セラミックスは拘束がなく自由に変形できる状態にして発振器から一定電圧を圧電セラミックスの両極板間に供給する。圧電セラミックスのインピーダンスより十分大きい抵抗Rを直列接続し、圧電セラミックス両端の電圧を測定する。図7は、発振器の正弦波周波数を10Hzから100kHzまで掃引し横軸、圧電セラミックスのインピーダンス変化をパワーレベル値縦軸で示したグラフである。共振周波数は約52.6kHz付近であり、反共振周波数が約55.0kHz付近に現れている。この特性は、圧電セラミックスが機械的共振点に近づくと弾性的ひずみが増え、それが圧電的にはねかえって圧電体の分極が増え、その結果、電気容量が増加する。共振点では電気容量の増大がピークに達し、圧電セラミックスのインピーダンスは最小値を表すことになる。このように、共振周波数の近傍で圧電セラミックスのインピーダンスが十分に低くなり、圧電セラミックスの両端間の電圧を増幅する増幅器は、初段が高入力抵抗で構成された電荷増幅器を必要とせず、一般的な増幅器で十分である。さらに、次の実験を行った。圧電セラミックスの電極面の一方を金属板に接着固定し、圧電セラミックスの電極面の他方を自由端面とし、この自由端面に0.98Nの荷重を載せて両電極間に周波数を掃引しながら定電流を印加した。この時の、圧電セラミックスの両電極間の電圧を測定した結果、図8に示す変化を得た。次に、圧電セラミックスの自由端面に9.8Nの荷重を載せて同様の実験を行った。この結果も図8に示されている。図8に示すように、荷重が加わると共振点が周波数の高い方に推移して、周波数変化が現れた。インピーダンス変化が急峻な51.5kHz付近で固定した周波数の一定電圧又は一定電流を圧電セラミックスの両電極間に供給すると、荷重の大きさに応じて共振特性が変化し、これに対応して圧電セラミックスの両電極間のインピーダンスも変化する。荷重センサを用いて、この時のインピーダンスを電圧変換してセンサ出力とする。従って、センサ信号は交流増幅器で処理でき、感度の温度特性は圧電セラミックスの温度特性だけに依存する。従って、図1に示すように支持構造体であるプローブ本体21に差し挟まれた圧電セラミックス8aの両極板間に固定周波数の一定電圧を印加して、圧電セラミックス8aの極板間のインピーダンスを測定することで、安定した荷重測定を行うことができる。好ましくは、圧電センサの両極板間に圧電セラミックス8aの共振周波数近傍で固定した周波数の一定電圧を印加しながら、圧電セラミックス8aの極板間のインピーダンスを測定する。これにより、初段が高入力抵抗の増幅器を使用する必要がなくなり、一般的な増幅器で圧電セラミックス8aの荷重測定を行える。従って、圧電セラミックス8aのインピーダンス変化を交流増幅器で処理でき、上述のように1mgf程度の優れた感度で接触子2と被測定物1との接触圧を測定することができる。なお、圧電セラミックス間に交流電圧を印加する電圧供給手段と、圧電セラミックスのインピーダンスを電圧に変換して検出するインピーダンス検出手段は、荷重測定部を構成する。また、電圧供給手段とインピーダンス検出手段は、公知の適切な手段を用いることができる。5.接触子の構成接触子2は円錐形状又は角錐形状の微小触針で形成することができ、その先端は尖鋭状又は球状にすることが好ましい。また、微小触針は電解によりドレッシングされた導電性砥石により研削加工すること、又は、ダイヤモンドツールにより超精密切削加工することが好ましい。また、本発明によるプローブを加工機上での計測に使用する場合には、同一加工機上で加工することで、高精度な加工が実現される。これらにより、高精度な加工面を得ることができる。特に、接触子2を軸芯を中心に回転させながら加工することで、接触子2の形状精度誤差は回転軸対称性を有するため、測定データの接触子2の接触位置の依存性を低減させ、当該接触子2を用いた測定を高精度化できるとともに、また予め接触子2の形状精度を他の測定手段により得ておくことにより、当該接触子2を用いた測定の精度を予測することができる。特に、接触子2の先端を球状にする場合には、先端球を加工成形し、その後先端球を接触子2に取り付けると、形成された先端球ごとの真球度ばらつきだけでなく先端球の取付誤差も生じるという問題がある。このため、本発明の実施形態によると、図9に示すように先端球2aを接触子2のシャフト部2bと一体的に加工成形する。従って、先端球のみを独立して加工成形するのではなく、接触子2のシャフト部2bと一体的に先端部を球状に成形するので、取付誤差を無くし上記問題を低減することができる。なお、図9において符号32は、プローブシャフト4に取り付けるための雄ネジ部を示す。もちろん、ネジを使用せず、テーパや非軸対称形状を付与することによる機械的締結や、磁力による締結も特段言うまでもなく可能である。また、好ましくは、接触子2は、硬質薄厚被膜例えば、DLC、TiN、TiCなどでコーティングすることが好ましい。これにより接触子2の耐摩耗性が高まるとともに、接触子2の先端部の磨耗係数の選定および調整が可能となり、被測定物1への接触において効果を発揮する。次に接触子2の具体的な構成例について説明する。構成例1接触子2と被測定物1との接触圧をより高い精度で制御するために、接触子2を接触圧により弾性変位させ、この弾性変位量と接触子2のばね定数とから接触圧を算出して、この算出された接触圧に基づいて、制御部9が付勢装置を制御して付勢力を調整することができる。これにより、従来よりもさらに微小に接触圧を調整することができる。このための構成例を図10に示す。図10に示すように、ゴムや中空弾性樹脂による弾性体2cを間に差し挟んで接触子2をプローブシャフト4に結合させる。さらに、プローブシャフト4の軸方向後方に向いた反射面2dを接触子2の裏面に形成する。この接触子2の構成に伴って、プローブシャフト4の中心部の軸方向には中空部4aが形成される。代わりに、プローブシャフト4の中心部の軸方向をガラスなどの透明な材質で形成してもよい。このプローブシャフト4の中空部4a又は透明材質部を通して上述のレーザー変位計16と同様のレーザー変位計によりレーザ光を放射端面から反射面2dに向けて放射し、放射端面及び反射面2dからの反射光から反射面2dの位置を測定する。また、プローブ先端部即ち、接触子2をサファイヤやルビーや硬質ガラスなどの透明かつ硬質な媒体とし、反射面2dを使用せず、図11のように、レーザをそのまま先端部に向けて内部から導光しプローブ先端部2における被測定物1との接触点で反射させ、反射レーザ光を検出することで、被測定物1とプローブ先端部2との接触検出を行うこともできる。圧電素子による付勢力の測定と制御以前に、プローブと被測定物1との接触による衝撃や接触圧を低減するために、光を利用した接触検出ができることは先端部2および被測定物1の表面損傷を防ぐために効果的である。このように、接触子2を通して被測定物1との接触点へレーザ光を照射し、接触点で反射されたレーザ光を検出することで、接触子2と被測定物1との接触を感知する接触感知装置は、レーザー変位計16により構成することができる。なお、図11のように、接触点以外に照射されたレーザ光は接触子の外部に放射される。さらに、この場合に、透明媒質により製作した上記プローブ先端部2へかかる接触圧力により、図12の破線で示すようにプローブ先端部2が変形し、プローブ内に応力が発生しプローブ先端部2の屈折率が変化する。このプローブ先端部2の変形及びプローブ先端部2の屈折率変化が相乗された形で光路変化が生じる。このような光路変化を接触感知装置例えば、レーザー変位計16により検出することで、付勢力の検出、制御を行うことも可能である。この光路変化は、入射レーザ光と、接触点で反射された反射レーザ光図12の破線で示すとの位相差をレーザー変位計16dにより測定することで、検出できる。検出された光路変化から接触圧を検出できる。なお、位相差と接触圧の関係は、本明細書で説明した付勢装置や微小力測定装置や他の適切な測定装置を使用して予め求めておき、求めた関係を用いて接触圧を検出できる。このように、接触感知装置によって接触又は接触圧が感知されたら、制御部9が付勢装置の付勢力を増加させないようにしたり、減少させたりする制御を行うことで、プローブ先端部2及び被測定物1の表面損傷を防ぐことができる。このように得た反射面2dの位置と、レーザー変位計16により得たプローブシャフト4の拡径部17の位置とから弾性変位量を求めることができる。この弾性変位量と弾性体のばね定数とから接触圧を算出できる。この構成例1の場合には、圧電セラミックス8aに代わって、反射面2d、レーザー変位計、及びレーザー変位計の検出値と弾性体2cのバネ定数から接触圧を算出する演算部は微小力測定装置を構成する。構成例2また、接触子2が被測定物1に接触した時に、被測定物1の表面が接触子2に対して傾斜している場合には、横ずれが起こる問題があった。この問題を低減するため、本発明の実施形態によると、図13に示すように、接触子2は横ずれを防止するように弾性変形する構成を有する。図13Aは、横ずれ防止用接触子2の側面図であり、図13Bは図13AのA-A線矢視図である。図13の例では、接触子2中心に関して対称に配置され、被測定物1にほぼ同一位置で接触する4つの弾性変位するカンチレバーから接触子2が構成される。カンチレバーの一端である自由端31aは針状に形成されプローブシャフト4の径方向中心部に位置して被測定物1に接触する。カンチレバーの他端である固定端31bは、プローブシャフト4の径方向外側付近に固定される。自由端31aと固定端31bは接触圧により矢印aの方向に弾性変位する弾性結合部31cにより結合される。この構成により、接触子2が接触子2に対して傾斜している被測定物表面に接触しても、接触圧に応じて4つのカンチレバーが独立して弾性変位し、図13Aの矢印bが示す横方向の反力を、互いに対称位置にあるカンチレバーにより相殺することができる。これにより、プローブシャフト4の横ずれを防止することができる。この接触子2の構成に伴って、図13Aに示すように4つのカンチレバーそれぞれの自由端31aの裏面に反射面31dを形成する。さらに、4つの反射面31dに対応して、プローブシャフト4の中心部には軸方向にそれぞれ4つの中空部4aが形成される。4つの中空部4aの代わりにプローブシャフト4の中心部の軸方向を4箇所ガラスなどの透明な材質で形成してもよい。このプローブシャフト4の中空部4a又は透明材質部を通して上述のレーザー変位計16と同様のレーザー変位計によりレーザ光を各放射端面から各反射面31dに向けて放射し、放射端面と反射面31dからの反射光から各反射面31dの位置を測定する。なお、上記4つ中空部4aの代わりに、4つのレーザ光が互いに干渉しない程度の寸法で単一の中空部若しくは透明材質部を形成してもよい。6.被測定物揺動装置上述では、接触子2を弾性変位するようにしてプローブシャフト4の横ずれを防止するようにしたが、被測定物表面が接触子2に対して傾いている場合に、被測定物1を傾けて接触子2が被測定物表面に垂直に接触するようにしてもよい。図14は、被測定物1を傾ける被測定物揺動装置35の構成が示されている。図14Aは被測定物揺動装置35の側面図であり、図14Bは図14AのA-A線矢視図であり、図15A及び図15Bは揺動動作を示す図である。なお、各図において簡単のため、適宜部材を省略して図示してある。この被測定物揺動装置35は、被測定物1が固定される揺動テーブル36と、揺動テーブル36を回転可能に球面で受けるテーブル支持部材37と、揺動テーブル36の裏面に設けられ揺動テーブル36をそれぞれX軸とY軸の周りにそれぞれ回転駆動させる回転モータ38,39とを有する。回転モータ38,39は、例えばステッピングモータやサーボモータであってよい。図14A、図15Aに示すように、回転モータ38の上部には、揺動テーブル36の裏面に係合する係合部材46を有する。図15Aに示すように、この係合部材46の下端部は回転モータ38の上面に固定され上端部46aは揺動テーブル36の裏面に係合する。係合部材46の上端部46aはX軸と同心の円柱状に形成されており、揺動テーブル36の裏面に形成された円柱状の溝に係合することで揺動テーブル36に連結される。この係合部材46の円柱状上端部46aと溝の結合により、揺動テーブル36は回転モータ38に対してX軸の周りに回転可能になっている。図14A、図14Bに示すように、回転モータ38の出力軸42には歯車43が一体的にとりつけられており、この歯車43は揺動テーブル36のX軸と同軸である揺動軸44aに一体的に取り付けられた歯車44bに係合する。回転モータ38の回転により歯車43,44bを介して揺動テーブル36と一体の揺動軸44aが回転駆動させられ、これにより揺動テーブル36がX軸の周りに揺動させられる。この時、図15Aに示すように、回転モータ38は揺動装置35とは分離したフレーム等に固定されたガイド部材45により、Y軸方向に関して固定されている。即ち、回転モータに固定された被ガイド部材38aがガイド部材45によりY軸方向に関して固定されている。従って、回転モータ38により揺動テーブル36をX軸の周りに回転させることができる。しかし、他方の回転モータ39の回転駆動により、回転モータ38はY軸と垂直な方向には移動可能にガイド部材45及び被ガイド部材38aが構成される。従って、ガイド部材45は、他方の回転モータ39の回転駆動の妨げにはならない。なお、回転モータ38を停止させるためのパルスが回転モータ38に入力されている場合には、回転モータ38の出力軸42は停止させられているので、揺動テーブル36は所定の傾斜角度で停止状態に維持させられる。他方の回転モータ39も同じ構成であり、揺動テーブル36をY軸の周りに揺動させる。このように回転モータ38,39で揺動テーブル36をX軸とY軸の周りに回転させるが、揺動テーブル36の中心は、支持部材37により一定の高さでX軸及びY軸の周りに回転可能に支持されているので、不動である図15B参照。この揺動装置35により、揺動テーブル36に設置された被測定物1をX軸及びY軸の周りに回転させて接触子2が被測定物1の表面に垂直に接するように、被測定物1を傾けることができる。なお、揺動テーブル36は回転駆動されても揺動テーブル36の中心は不動であるが、揺動テーブル36上に固定された被測定物1の表面位置は被測定物1の厚みのため、多少の位置ずれが起こってしまう。この位置ずれは、被測定物1の測定対象点の高さとX軸及びY軸の回転角に基づいて、接触子2及び/又は揺動装置35の位置調整を行うようにすることができる。また、その他の誤差が生じる場合には予め見積もっておき、これに基づいて調整する。このように被測定物揺動装置35により、被測定物1を揺動させ被測定物表面が接触子2に対して垂直なるようにしてから、接触子2により形状測定を行う。この測定データと揺動データX軸,Y軸の周りの回転角に基づいて、逆算を行うことにより被測定物1の表面形状を得ることができる。なお、回転モータ38、39は、被測定物を揺動させる揺動手段を構成するが、他の適切なもので揺動手段を構成してもよい。また、急峻な傾斜変化を有する被測定物の測定の場合には、ある箇所範囲からある箇所範囲までを、ある角度制御により測定し、また別の箇所範囲から別の箇所範囲までを、別の角度制御により測定し、それぞれのデータをコンピュータを用いた演算機能によりスティッチング貼り合わせすることが望ましい。このようにして、大面積で急峻な表面形状を有する被測定物の測定を高精度かつ効果的に行うことができる。測定および演算処理により得られたデータは、X,Y,Zの絶対座標値を意味するセットマトリックスとともに、もし予め被測定物1の設計データが与えられていた場合には、実形状と設計形状の誤差δX、δY、δZというマトリックスとしても格納することができる。また、これらのデータは、CADソフトウェアで読み込める形式のデータとして保存することもできる。これらの機能を利用すれば、得られたデータを用いて、再度、被測定物1の追加工に必要な工具の数値制御NCプログラムに変換することで、被測定物1の追加工による一層の高精度化を図ることができる。なお、同一の被測定物揺動装置35上で被測定物1の測定と加工を行ってもよい。7.磁力を用いた付勢装置また、上述では、加圧気体を用いる付勢装置について説明したが、本発明はこれに限定されず他の装置を用いてもよい。例えば、図16に示すように付勢装置は磁力を用いてもよい。図16Aは、磁力を用いた付製装置を組み込んだプローブ本体21の側断面図であり、図16Bは図16AのA-A線矢視図である。図16に示すように、プローブシャフト4をプローブ本体21から非接触で支持するために、プローブシャフト4において非磁性板61の間を複数の永久磁石で構成し、プローブ本体21の中空部18の表面には例えば複数のN極52を図16Aのように適当な間隔で配置する。これにより、プローブシャフト4の複数の永久磁石と中空部18表面のN極52との間に働く磁力によりプローブシャフト4をプローブ本体21から非接触状態に保つことができる。また、プローブシャフト4を鉛直方向に付勢移動させるために、プローブシャフト4の後端側と先端側の拡径部17にそれぞれ上下軸方向外部にN極53が露出するように永久磁石を配置し、これらのN極53に対向する位置に付勢コイル54をプローブ本体21に配置する。この構成により、先端側の付勢コイル54に流れる電流と後端側の付勢コイル54に流れる電流とを別個に制御して互い対向するN極53と付勢コイル54との間で鉛直方向に磁力を作用させることにより、プローブシャフト4を鉛直方向に支持移動させる。また、プローブシャフト4の自重の影響は付勢コイル54の電流調整により相殺する。その他の構成は上述の実施形態と同様である。図16の例では、N極53及び付勢コイル54が付勢装置を構成する。また、ここで図示したN極、S極を逆に配置しても同様の動作機能を得ることができることは言うまでもない。さらに、磁力の代わりに静電気力を用いる、つまり上述した2つの磁極に相当する部分を,-に帯電させることで同様の動作機能を得ることができるとともに、一部を磁力、一部を静電気力に置き換え、組み合わせることも可能である。なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上述では、変位量計測装置をレーザ干渉計で構成したが、静電容量、渦電流を利用して変位量測定装置を構成してもよい。"