本發(fā)明涉及一種測(cè)量探頭，特別是涉及一種能夠保持低成本并確保高測(cè)量精度的測(cè)量探頭。

背景技術(shù)：

接觸被測(cè)物體的表面而測(cè)量被測(cè)物體的表面的形狀的測(cè)量裝置已知有例如三維測(cè)量機(jī)等。在三維測(cè)量機(jī)中，使用有用于接觸被測(cè)物體而檢測(cè)其表面形狀的測(cè)量探頭(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的測(cè)量探頭包括：觸針，其具有用于接觸被測(cè)物體(的表面)的接觸部；軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具備移動(dòng)構(gòu)件，該移動(dòng)構(gòu)件使該接觸部能夠沿測(cè)量探頭的中心軸線的方向(也稱(chēng)為Z方向、軸向O)移動(dòng)；以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具備旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使所述接觸部能夠沿與該Z方向成直角的面移動(dòng)。在日本特許第4417114號(hào)公報(bào)(以下，稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以串聯(lián)的方式連接，且使觸針的接觸部能夠移動(dòng)的方向互不相同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

被測(cè)物體W的形狀能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和移動(dòng)構(gòu)件的位移來(lái)求出。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中構(gòu)成為，移動(dòng)構(gòu)件被支承于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)構(gòu)件的位移作為Z方向上的位移被檢測(cè)出。因此，例如，在移動(dòng)構(gòu)件在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的作用下而自Z方向傾斜了的狀態(tài)下位移了的情況下，基本上移動(dòng)構(gòu)件沿XYZ方向這三個(gè)方向位移。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，需要采用用于僅提取朝向該三個(gè)方向中的一個(gè)方向(Z方向)的位移分量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)器(位移檢測(cè)器)。也就是說(shuō)，若欲實(shí)現(xiàn)高測(cè)量精度的測(cè)量探頭，則有可能導(dǎo)致檢測(cè)處理的復(fù)雜化和 (由于檢測(cè)器被限定)檢測(cè)器的高成本化。

本發(fā)明是為了解決所述的問(wèn)題而完成的，其課題在于提供一種能夠保持低成本并且確保高測(cè)量精度的測(cè)量探頭。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明的技術(shù)方案1的發(fā)明利用如下特征解決所述課題：一種測(cè)量探頭，其包括：觸針，其具有用于接觸被測(cè)物體的接觸部；軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具備移動(dòng)構(gòu)件，該移動(dòng)構(gòu)件使該接觸部能夠沿軸向移動(dòng)；以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具備旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而使所述接觸部能夠沿著與該軸向成直角的面移動(dòng)，其中，該測(cè)量探頭包括：軸外殼構(gòu)件，其用于支承所述軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件，其用于支承所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及位移檢測(cè)器，其被支承于所述軸外殼構(gòu)件，并用于檢測(cè)所述移動(dòng)構(gòu)件的位移。

本發(fā)明的技術(shù)方案2的發(fā)明是，利用所述位移檢測(cè)器輸出能夠進(jìn)行所述移動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)位置的檢測(cè)的相對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)。

本發(fā)明的技術(shù)方案3的發(fā)明是，利用所述位移檢測(cè)器輸出能夠進(jìn)行所述移動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)位置的檢測(cè)的絕對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)。

本發(fā)明的技術(shù)方案4的發(fā)明是，在所述軸外殼構(gòu)件設(shè)有干涉光學(xué)系統(tǒng)，該干涉光學(xué)系統(tǒng)包括：干涉光源部；參照鏡，其用于反射來(lái)自該干涉光源部的光；以及目標(biāo)鏡，其配置于所述移動(dòng)構(gòu)件，并用于反射來(lái)自該干涉光源部的光，該干涉光學(xué)系統(tǒng)能夠使分別來(lái)自該參照鏡和該目標(biāo)鏡的反射光進(jìn)行干涉而生成多個(gè)干涉條紋，利用所述位移檢測(cè)器能夠檢測(cè)該干涉光學(xué)系統(tǒng)所生成的所述多個(gè)干涉條紋的相位變化。

本發(fā)明的技術(shù)方案5的發(fā)明是，所述軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承所述旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件，并且所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件支承所述觸針。

本發(fā)明的技術(shù)方案6的發(fā)明是，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承所述軸外殼構(gòu)件，并且所述移動(dòng)構(gòu)件支承所述觸針。

本發(fā)明的技術(shù)方案7的發(fā)明是，所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件在相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心而言與觸針相反的一側(cè)的部位設(shè)有平衡構(gòu)件，該旋轉(zhuǎn)中心與該 平衡構(gòu)件之間的距離被設(shè)為能夠進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明的技術(shù)方案8的發(fā)明是，該測(cè)量探頭包括：平衡配重，其與所述觸針的質(zhì)量對(duì)應(yīng)；以及平衡機(jī)構(gòu)，其被支承于所述軸外殼構(gòu)件，并用于取得該觸針與該平衡配重之間的平衡。

本發(fā)明的技術(shù)方案9的發(fā)明是，該測(cè)量探頭具備前級(jí)外殼構(gòu)件，該前級(jí)外殼構(gòu)件利用能夠定位的卡合部以能夠裝卸的方式連結(jié)并支承用于支承所述移動(dòng)構(gòu)件與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件這兩者的外殼構(gòu)件，在所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的與觸針相反的一側(cè)的端部設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件，用于檢測(cè)該基準(zhǔn)構(gòu)件的與所述觸針的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的位移的姿態(tài)檢測(cè)器收納于所述前級(jí)外殼構(gòu)件。

本發(fā)明的技術(shù)方案10的發(fā)明是，在所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的與觸針相反的一側(cè)的端部設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件，將用于檢測(cè)該基準(zhǔn)構(gòu)件的與所述觸針的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的位移的姿態(tài)檢測(cè)器收納于用于支承所述移動(dòng)構(gòu)件與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件這兩者的外殼構(gòu)件。

本發(fā)明的技術(shù)方案11的發(fā)明是，所述軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備使所述移動(dòng)構(gòu)件能夠進(jìn)行位移的多個(gè)第1隔膜結(jié)構(gòu)體，在所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)被支承于該軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，將所述姿態(tài)檢測(cè)器配置于該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與該多個(gè)第1隔膜結(jié)構(gòu)體之間。

本發(fā)明的技術(shù)方案12的發(fā)明是，將所述基準(zhǔn)構(gòu)件設(shè)為用于反射光的反射鏡，該測(cè)量探頭設(shè)有用于使光沿著光軸向該反射鏡入射的光源部，利用所述姿態(tài)檢測(cè)器檢測(cè)自該反射鏡反射來(lái)的反射光的相對(duì)于該光軸進(jìn)行的位移。

本發(fā)明的技術(shù)方案13的發(fā)明是，將所述光軸設(shè)置為通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心。

本發(fā)明的技術(shù)方案14的發(fā)明是，所述軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備使所述移動(dòng)構(gòu)件能夠進(jìn)行位移的多個(gè)第1隔膜結(jié)構(gòu)體，該測(cè)量探頭具備將該多個(gè)第1隔膜結(jié)構(gòu)體的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。

本發(fā)明的技術(shù)方案15的發(fā)明是，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備使所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠進(jìn)行位移的第2隔膜結(jié)構(gòu)體，該測(cè)量探頭具備將該第2隔膜結(jié)構(gòu)體的變形 量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件。

本發(fā)明的技術(shù)方案16的發(fā)明是，在第1壁構(gòu)件與該移動(dòng)構(gòu)件之間的間隙的至少局部填充有第1粘性材料，該第1壁構(gòu)件以與所述軸外殼構(gòu)件形成為一體、且與所述移動(dòng)構(gòu)件相對(duì)的方式配置。

本發(fā)明的技術(shù)方案17的發(fā)明是，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備使所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠進(jìn)行位移的第2隔膜結(jié)構(gòu)體，在第2壁構(gòu)件與該第2隔膜結(jié)構(gòu)體之間的間隙的至少局部或該第2壁構(gòu)件與所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的間隙的至少局部填充有第2粘性材料，該第2壁構(gòu)件以與所述旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件形成為一體的方式配置。

發(fā)明的效果

采用本發(fā)明，能夠保持低成本并確保高測(cè)量精度。

通過(guò)參考下面的優(yōu)選的實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述的優(yōu)異的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它的優(yōu)異的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說(shuō)明

參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，在這些附圖中，對(duì)類(lèi)似的構(gòu)件標(biāo)注類(lèi)似的附圖標(biāo)記，其中：

圖1是表示使用了本發(fā)明的測(cè)量探頭的測(cè)量系統(tǒng)的一例子的示意圖。

圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的測(cè)量探頭的截面的示意圖。

圖3是表示測(cè)量探頭及其周邊部分的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖4是表示在測(cè)量探頭中使用的隔膜結(jié)構(gòu)體的一例子的示意圖，圖4的(A)是在軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用的第1隔膜結(jié)構(gòu)體的圖，圖4的(B)是在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用的第2隔膜結(jié)構(gòu)體的圖，圖4的(C)是在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用的第2隔膜結(jié)構(gòu)體的功能圖。

圖5是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖5的(A)是第2實(shí)施方式的圖，圖5的(B)是第3實(shí)施方式的圖。

圖6是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的測(cè)量探頭的截面的示意圖。

圖7是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式的干涉光學(xué)系統(tǒng)的示意圖，圖7的(A)是結(jié)構(gòu)要素的配置圖，圖7的(B)是表示干涉光投影于位移檢測(cè)器的情形的圖，圖7的(C)是表示利用位移檢測(cè)器檢測(cè)到的干涉光的相位與頻率的圖。

圖8是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖8的(A)是第5實(shí)施方式的圖，圖8的(B)是第6實(shí)施方式的圖。

圖9是表示圖8的(B)的測(cè)量探頭的局部的立體圖，圖9的(A)是觸針連結(jié)于旋轉(zhuǎn)模塊的圖，圖9的(B)是平衡機(jī)構(gòu)的圖，圖9的(C)是觸針的圖。

圖10是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖10的(A)是第7實(shí)施方式的圖，圖10的(B)是第8實(shí)施方式的圖。

圖11是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖11的(A)是第9實(shí)施方式的圖，圖11的(B)是第10實(shí)施方式的圖。

圖12是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖12的(A)是第11實(shí)施方式的圖，圖12的(B)是第12實(shí)施方式的圖。

圖13是表示本發(fā)明的第12實(shí)施方式的觸針和平衡機(jī)構(gòu)的示意圖，圖13的(A)是立體圖，圖13的(B)是俯視圖，圖13的(C)是剖視圖。

圖14是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖14的(A)是第13實(shí)施方式的圖，圖14的(B)是第14實(shí)施方式的圖。

圖15是表示本發(fā)明的第15實(shí)施方式的測(cè)量探頭的截面的示意圖。

圖16是表示本發(fā)明的第16實(shí)施方式的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖16的(A)是自中心軸線O偏移了的情況的圖，圖16的(B)是經(jīng)過(guò)中心軸線O的情況的圖。

圖17是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖17的(A)是第17實(shí)施方式的圖，圖17的(B)是第18實(shí)施方式的圖。

圖18是表示本發(fā)明的第19實(shí)施方式的測(cè)量探頭的截面的示意圖。

圖19是表示本發(fā)明的測(cè)量探頭的截面的示意圖，圖19的(A)是第20實(shí)施方式的圖，圖19的(B)是第21實(shí)施方式的圖。

圖20是表示本發(fā)明的第22實(shí)施方式的測(cè)量探頭的截面的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的一例子。

參照?qǐng)D1～圖4說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施方式。

首先，說(shuō)明測(cè)量系統(tǒng)100的整體結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，測(cè)量系統(tǒng)100包括：三維測(cè)量機(jī)200，其用于移動(dòng)測(cè)量探頭300；操作部110，其具有用于手動(dòng)操作的操縱桿111；以及動(dòng)作控制器500，其用于控制三維測(cè)量機(jī)200的動(dòng)作。另外，測(cè)量系統(tǒng)100包括：主機(jī)600，其借助動(dòng)作控制器500使三維測(cè)量機(jī)200進(jìn)行動(dòng)作，并且對(duì)利用三維測(cè)量機(jī)200取得的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理而求出被測(cè)物體W的尺寸、形狀等；輸入單元120，其用于輸入測(cè)量條件等；以及輸出單元130，其用于輸出測(cè)量結(jié)果。

接下來(lái)，說(shuō)明各結(jié)構(gòu)要素。

如圖1所示，所述三維測(cè)量機(jī)200包括：測(cè)量探頭300；平臺(tái)210；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)220，其豎立設(shè)置于平臺(tái)210并使測(cè)量探頭300三維移動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)傳感器230，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)220的驅(qū)動(dòng)量。

如圖2所示，測(cè)量探頭300包括觸針306、軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334。觸針306的接觸部348構(gòu)成為，利用軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334在與被測(cè)物體W的表面S相接觸時(shí)順著其形狀在三個(gè)方向上自由地位移。

并且，使用圖2說(shuō)明測(cè)量探頭300的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)。此外，為了便于以下的說(shuō)明，將圖2的紙面上下方向取作Z方向，將紙面左右方向取作X方向，將紙面垂直方向取作Y方向。因此，測(cè)量探頭300的中心軸線O的方向(軸向O)與Z方向相同。

如圖2所示，測(cè)量探頭300包括：觸針306，其具有用于接觸被測(cè)物體W的接觸部348；軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310，其具備移動(dòng)構(gòu)件312，該移動(dòng)構(gòu)件312使接觸部348能夠沿軸向O移動(dòng)；以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334，其具備旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP，該旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使接觸部348能夠沿著與軸向O成直角的面移動(dòng)。此 處，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310被主體外殼(軸外殼構(gòu)件)308支承，并且旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334被模塊外殼(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)330支承。而且，構(gòu)成為軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310支承模塊外殼330，并且旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP直接支承觸針306。而且，測(cè)量探頭300具備位移檢測(cè)器328，該位移檢測(cè)器328被主體外殼308支承，并用于檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件312的位移。

另外，如圖2所示，測(cè)量探頭300利用探頭主體302支承觸針306。也就是說(shuō)，測(cè)量探頭300包括探頭主體302和旋轉(zhuǎn)模塊304這兩個(gè)模塊，探頭主體302成為內(nèi)置有旋轉(zhuǎn)模塊304的形態(tài)。而且，姿態(tài)檢測(cè)器322(后述)內(nèi)置于探頭主體302，該探頭主體302具備用于支承移動(dòng)構(gòu)件312和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP這兩者的主體外殼(外殼構(gòu)件)308(換言之，姿態(tài)檢測(cè)器322收納于主體外殼308)。此外，“內(nèi)置”的意思是，被支承在各自的外殼構(gòu)件(若“內(nèi)置”的對(duì)象構(gòu)件被“內(nèi)置”于探頭主體302則此處的“外殼構(gòu)件”為主體外殼308，若“內(nèi)置”的對(duì)象構(gòu)件被“內(nèi)置”于旋轉(zhuǎn)模塊304則此處的“外殼構(gòu)件”為模塊外殼330)的徑向內(nèi)側(cè)，并且該“內(nèi)置”的對(duì)象構(gòu)件沒(méi)有僅進(jìn)入被配置于各自的外殼構(gòu)件的外側(cè)的其它模塊或者其它外殼構(gòu)件的內(nèi)側(cè)的部分。

以下，詳細(xì)說(shuō)明測(cè)量探頭300。

如圖2所示，所述探頭主體302包括主體外殼308、軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310、旋轉(zhuǎn)模塊304、姿態(tài)檢測(cè)器322、位移檢測(cè)器328以及信號(hào)處理電路329(圖3)。

如圖2所示，主體外殼308形成為在內(nèi)側(cè)側(cè)面設(shè)有臺(tái)階部308A的帶蓋的圓筒形狀。而且，主體外殼308在Z方向上將軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310支承于臺(tái)階部308A的上側(cè)的徑向內(nèi)側(cè)。另外，主體外殼308在Z方向上將旋轉(zhuǎn)模塊304收納于設(shè)于臺(tái)階部308A的下側(cè)的薄壁的延伸部308B的徑向內(nèi)側(cè)。

如圖2所示，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310包括：移動(dòng)構(gòu)件312；以及一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315，該一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315使移動(dòng)構(gòu)件312能夠相對(duì)于主體外殼308進(jìn)行位移。

如圖2所示，移動(dòng)構(gòu)件312形成為在軸心形成有中空部312B的大致圓筒形狀。而且，移動(dòng)構(gòu)件312在Z方向上在被第1隔膜結(jié)構(gòu)體314支承的位置的下方 設(shè)有凹部312C。支承構(gòu)件319在不與該凹部312C接觸的狀態(tài)下自主體外殼308的內(nèi)側(cè)側(cè)面延伸出。而且，姿態(tài)檢測(cè)器322和分束器320被支承構(gòu)件319支承。在移動(dòng)構(gòu)件312的下端部支承有具備旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334的旋轉(zhuǎn)模塊304。也就是說(shuō)，姿態(tài)檢測(cè)器322配置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334與一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315之間。

如圖4的(A)所示，第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315是能夠彈性變形的大致圓盤(pán)形狀的構(gòu)件。材質(zhì)是磷青銅等(也可以是其它材料)。第1隔膜結(jié)構(gòu)體315形成為與第1隔膜結(jié)構(gòu)體314相同(不限于此，也可以形成為互不相同的形狀)。因此，使用圖4的(A)僅對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314進(jìn)行說(shuō)明。

如圖4的(A)所示，在第1隔膜結(jié)構(gòu)體314設(shè)有在周向上相位錯(cuò)開(kāi)120度的三個(gè)切槽部314D。利用切槽部314D，自第1隔膜結(jié)構(gòu)體314的徑向外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)去設(shè)有外周部314A、環(huán)形部(日文：リム部)314B以及中心部314C。外周部314A是處于第1隔膜結(jié)構(gòu)體314的最外周、并固定于主體外殼308的部分。環(huán)形部314B利用相鄰的兩個(gè)切槽部314D沿周向形成為帶狀，并配置于外周部314A的內(nèi)側(cè)。而且，環(huán)形部314B的兩端部分別與外周部314A和中心部314C相連結(jié)。中心部314C是用于支承移動(dòng)構(gòu)件312的部分，配置于比環(huán)形部314B更靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。第1隔膜結(jié)構(gòu)體314成為在移動(dòng)構(gòu)件312相對(duì)于主體外殼308的位移的作用下中心部314C上下運(yùn)動(dòng)、環(huán)形部314B彈性變形的構(gòu)造。此外，第1隔膜結(jié)構(gòu)體的構(gòu)造不限定于本實(shí)施方式中所示的形狀(第2隔膜結(jié)構(gòu)體也是同樣的)。

如圖2所示，旋轉(zhuǎn)模塊304包括凸緣部332、模塊外殼330以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334。

如圖2所示，凸緣部332連結(jié)于移動(dòng)構(gòu)件312，并形成為在中心設(shè)有開(kāi)口部332A的凸緣形狀。

如圖2所示，模塊外殼330是在下端設(shè)有開(kāi)口部330A的大致圓筒形狀的構(gòu)件。而且，模塊外殼330將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334支承于徑向內(nèi)側(cè)。

如圖2所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334的除凸緣構(gòu)件342之外的部分收納于模塊 外殼330的內(nèi)側(cè)。凸緣構(gòu)件342以不進(jìn)入到觸針306的內(nèi)側(cè)的方式與觸針306相連結(jié)。而且，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334包括：旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP；以及第2隔膜結(jié)構(gòu)體340，其使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP能夠相對(duì)于模塊外殼330進(jìn)行位移。

如圖2所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP是支承于第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的構(gòu)件，并包括平衡構(gòu)件338、上部構(gòu)件336以及凸緣構(gòu)件342。

如圖2所示，平衡構(gòu)件338配置于第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的上部，并形成為與觸針306對(duì)應(yīng)的重量(也就是說(shuō)，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP是相對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334的旋轉(zhuǎn)中心RC而言在與觸針相反的一側(cè)設(shè)有平衡構(gòu)件338的結(jié)構(gòu))。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定該平衡構(gòu)件338(或者，如后述那樣，調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心RC與平衡構(gòu)件338之間的距離)，能夠使包括觸針306在內(nèi)的、被旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP支承的構(gòu)件的重心位置與旋轉(zhuǎn)中心RC重合。因此，例如，即使將測(cè)量探頭300橫置，也能夠防止觸針306的中心軸線自軸向O較大程度地傾斜。即，即使改變測(cè)量探頭300的姿態(tài)，也能夠使觸針306停留在姿態(tài)檢測(cè)器322(后述)的測(cè)量范圍的中央，能夠采用更簡(jiǎn)易化、小型化、高分辨率化的構(gòu)件來(lái)作為姿態(tài)檢測(cè)器322。在平衡構(gòu)件338的上端部(旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的與觸針相反一側(cè)的端部)設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件316。此外，平衡構(gòu)件338的側(cè)面338B與模塊外殼330的內(nèi)側(cè)側(cè)面330B之間的距離以限制平衡構(gòu)件338的傾斜(位移)而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，旋轉(zhuǎn)模塊304包括模塊外殼330和平衡構(gòu)件338，該模塊外殼330和平衡構(gòu)件338成為用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件。

如圖2所示，上部構(gòu)件336構(gòu)成為卡合于第2隔膜結(jié)構(gòu)體340并支承平衡構(gòu)件338。此外，在上部構(gòu)件336的凸部336A設(shè)有外螺紋。而且，在平衡構(gòu)件338的與凸部336A對(duì)應(yīng)的凹部338A設(shè)有內(nèi)螺紋。因此，形成為，通過(guò)改變平衡構(gòu)件338螺紋結(jié)合于上部構(gòu)件336的狀態(tài)，能夠調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心RC與平衡構(gòu)件338之間的距離。也就是說(shuō)，通過(guò)改變平衡構(gòu)件338距旋轉(zhuǎn)中心RC的距離，即使是重量或者長(zhǎng)度各不相同的觸針306，也能夠使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP(被第2隔膜結(jié)構(gòu)體340支承的構(gòu)件)的重心位置與旋轉(zhuǎn)中心RC重合。

如圖4的(B)所示，第2隔膜結(jié)構(gòu)體340也是能夠彈性變形的大致圓盤(pán)形狀的構(gòu)件。材質(zhì)是磷青銅等(也可以是其它材料)。在第2隔膜結(jié)構(gòu)體340設(shè)有在周向上相位相差180度的兩個(gè)圓弧形狀的切槽部340E，并形成有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)部(日文：ヒンジ部)340C。在切槽部340E的徑向內(nèi)側(cè)還設(shè)有在周向上相位相差180度的兩個(gè)圓弧形狀的切槽部340F，并形成有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)部340D。利用切槽部340E、340F，自第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的徑向外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)去設(shè)有外周部340A、環(huán)形部340G以及中心部340B。

如圖4的(B)所示，外周部340A是處于第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的最外周、并固定于模塊外殼330的部分。環(huán)形部340G利用設(shè)于徑向上的兩側(cè)的切槽部340E、340F沿周向形成為帶狀。而且，環(huán)形部340G配置于外周部340A的內(nèi)側(cè)，并通過(guò)節(jié)點(diǎn)部340C而與外周部340A相連結(jié)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)部340D而與中心部340B相連結(jié)。中心部340B是用于支承上部構(gòu)件336的部分，且配置于比環(huán)形部340G更靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。切槽部340E的相位與切槽部340F的相位相差90度。因此，以第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的中心(旋轉(zhuǎn)中心RC)為軸線，中心部340B成為能夠沿互為正交的兩個(gè)方向傾斜(能夠旋轉(zhuǎn))的構(gòu)造。

此外，圖4的(C)是表示第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的功能的示意圖，附圖標(biāo)記k表示中心部340B進(jìn)行了位移(旋轉(zhuǎn))時(shí)的每單位位移量(角度)的恢復(fù)力。

如圖2所示，凸緣構(gòu)件342在與上部構(gòu)件336一起夾著第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的形態(tài)下被支承于上部構(gòu)件336。在凸緣構(gòu)件342的下端外周以在周向上每隔120度設(shè)有一對(duì)輥342A的方式設(shè)有三對(duì)輥342A。而且，在中心軸線O上設(shè)有永磁體342B。此外，一對(duì)輥342A的軸向形成為與朝向凸緣構(gòu)件342的中心的大致徑向相同。

此外，臺(tái)階部308A的下端部308AB與凸緣部332的上端部332B之間的距離以使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，探頭主體302包括主體外殼308、移動(dòng)構(gòu)件312、支承構(gòu)件319以及模塊外殼330，該主體外殼308、移動(dòng)構(gòu)件312、支承構(gòu)件319以及模塊外殼330成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315的變形量限制在彈性變 形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。此外，利用延伸部308B，還能夠同時(shí)防止自XY方向直接朝向旋轉(zhuǎn)模塊304的外力。當(dāng)然，在對(duì)觸針306施加了過(guò)大的負(fù)載的情況下，為了保護(hù)該第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315，成為觸針306在第1限制構(gòu)件起作用之前脫落的結(jié)構(gòu)。

另一方面，如圖2所示，在移動(dòng)構(gòu)件312的上端部312A配置有標(biāo)尺托座324。在標(biāo)尺托座324上配置有基準(zhǔn)構(gòu)件326。而且，以與基準(zhǔn)構(gòu)件326相對(duì)的方式配置有用于檢測(cè)來(lái)自基準(zhǔn)構(gòu)件326的反射光的位移檢測(cè)器328。此外，位移檢測(cè)器328內(nèi)置有用于向基準(zhǔn)構(gòu)件326照射光的光源。在基準(zhǔn)構(gòu)件326的靠位移檢測(cè)器328側(cè)的表面，反射來(lái)自光源的光的反射率不同的增量圖案以恒定間隔沿Z方向設(shè)置。即，基準(zhǔn)構(gòu)件326形成為反射型的標(biāo)尺。利用該基準(zhǔn)構(gòu)件326、位移檢測(cè)器328，構(gòu)成了用于輸出兩相正弦波信號(hào)的光電式增量型線性編碼器。也就是說(shuō)，位移檢測(cè)器328成為被支承于主體外殼308并用于檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件312的位移的結(jié)構(gòu)。而且，位移檢測(cè)器328與移動(dòng)構(gòu)件312的位移相對(duì)應(yīng)地輸出增量圖案的以預(yù)定的周期重復(fù)的周期信號(hào)(也就是說(shuō)，位移檢測(cè)器328是用于輸出能夠進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件312的相對(duì)位置的檢測(cè)的相對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)的結(jié)構(gòu))。該周期信號(hào)的波形被信號(hào)處理電路329整形。然后，自信號(hào)處理電路329輸出用于求出基準(zhǔn)構(gòu)件326在Z方向上的位移的Z兩相sin波。

另外，如圖2所示，在主體外殼308的內(nèi)側(cè)側(cè)面，以與分束器320相對(duì)的方式設(shè)有其它的光源(光源部)318。分束器320使自光源318射出的光朝向Z方向。朝向Z方向的光(經(jīng)過(guò)光軸OA的光)被設(shè)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的與觸針相反的一側(cè)的端部的(被設(shè)為用于反射光的反射鏡的)基準(zhǔn)構(gòu)件316反射(即，在探頭主體302設(shè)有用于使光沿著光軸OA向基準(zhǔn)構(gòu)件316入射的光源318)。反射光經(jīng)過(guò)分束器320，并利用姿態(tài)檢測(cè)器322檢測(cè)自基準(zhǔn)構(gòu)件316反射來(lái)的光。由此，由于被姿態(tài)檢測(cè)器322檢測(cè)到的反射光的位置因基準(zhǔn)構(gòu)件316的位移(傾斜)而變化，因此姿態(tài)檢測(cè)器322能夠檢測(cè)自基準(zhǔn)構(gòu)件316反射來(lái)的反射光的相對(duì)于光軸OA進(jìn)行的位移。也就是說(shuō)，姿態(tài)檢測(cè)器322能夠檢測(cè)基準(zhǔn)構(gòu)件316的與觸針306的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的位移(傾斜)。光軸OA以通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)334的旋轉(zhuǎn)中心RC的方式設(shè)置(也就是說(shuō)，中心軸線O與光軸OA重合)。

此外，如圖2所示，基準(zhǔn)構(gòu)件316的表面為凹面形狀，減小被姿態(tài)檢測(cè)器322檢測(cè)到的反射光的相對(duì)于光軸OA的位移量，從而謀求姿態(tài)檢測(cè)器322的尺寸的小型化。姿態(tài)檢測(cè)器322的輸出也輸入到信號(hào)處理電路329。然后，姿態(tài)檢測(cè)器322的輸出的波形被信號(hào)處理電路329整形。然后，自信號(hào)處理電路329輸出基于反射光的、由于基準(zhǔn)構(gòu)件316的姿態(tài)變化而產(chǎn)生的相對(duì)于光軸OA朝向XY方向進(jìn)行的位移。

如圖2所示，所述觸針306包括凸緣部344、桿部346以及接觸部348。

如圖2所示，凸緣部344是與凸緣構(gòu)件342對(duì)應(yīng)的構(gòu)件。即，以與一對(duì)輥342A這兩者相接觸的方式，球344A以在凸緣部344的周向上每隔120度配置一個(gè)的方式配置有三個(gè)。而且，在凸緣部344以與永磁體342B相對(duì)的方式配置有與永磁體342B相互吸引的磁性構(gòu)件(也可以是永磁體)344B。

此處，如圖2所示，三個(gè)球344A分別與對(duì)應(yīng)的一對(duì)輥342A的表面相接觸。因此，在永磁體342B和磁性構(gòu)件344B以預(yù)定的力相互吸引著的狀態(tài)下，凸緣部344成為以六點(diǎn)落位(接觸)于凸緣構(gòu)件342的狀態(tài)。也就是說(shuō)，能夠在實(shí)現(xiàn)高定位精度的同時(shí)將凸緣構(gòu)件342和凸緣部344連結(jié)起來(lái)。即，凸緣部344與凸緣構(gòu)件342之間成為構(gòu)成了作為能夠裝卸的連結(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)接頭(也稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)聯(lián)接件。以后相同)的狀態(tài)。利用該運(yùn)動(dòng)接頭，即使反復(fù)裝卸觸針306與凸緣構(gòu)件342，也能夠?qū)崿F(xiàn)較高的定位再現(xiàn)性。此外，運(yùn)動(dòng)接頭不僅是輥與球的組合，也可以是V槽與球的組合。另外，對(duì)于輥與球的組合，其順序也可以是相反的。也就是說(shuō)，只要是能夠以六點(diǎn)進(jìn)行落位的構(gòu)造，就不限定于輥與球的組合。此外，在自橫向(與軸向O正交的方向)對(duì)觸針306施加了較大的力時(shí)，觸針306自凸緣構(gòu)件342脫落(不但包含全部的輥342A成為球344A未接觸輥342A的狀態(tài)的情況，也包含僅一部分輥342A成為球344A未接觸輥342A的狀態(tài)的情況。以后相同)，從而能夠防止探頭主體302的破損(因此，永磁體342B與磁性構(gòu)件344B之間的相互吸引的預(yù)定的力被設(shè)為與上述 的較大的力對(duì)應(yīng)的力。以后相同)。

如圖2所示，桿部346的基端安裝于凸緣部344。在桿部346的頂端設(shè)有球形的接觸部348。此外，在觸針306沒(méi)有沿XY方向進(jìn)行位移的狀態(tài)下，觸針306的中心軸線的方向成為Z方向(軸向O)。

接下來(lái)，使用圖3說(shuō)明探頭信號(hào)處理部530。

如圖3所示，探頭信號(hào)處理部530包括A/D電路532、FPGA534以及計(jì)數(shù)電路536。A/D電路532對(duì)輸入的作為模擬信號(hào)的Z兩相sin波和XY位移電壓進(jìn)行AD變換，分別做成數(shù)字信號(hào)。即，此時(shí)的AD變換的比特?cái)?shù)越多，則越能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于觸針306的位移的高動(dòng)態(tài)范圍化和高靈敏度化。在FPGA534中，將數(shù)字信號(hào)的XY位移電壓變換為位移信號(hào)并向位置運(yùn)算部550輸出，并且將數(shù)字信號(hào)的Z兩相sin波變換為Z兩相矩形波并向計(jì)數(shù)電路536輸出。然后，在計(jì)數(shù)電路536中，計(jì)量Z兩相矩形波而求出Z方向上的位移并向位置運(yùn)算部550輸出。

在本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)觸針306的沿XYZ方向的位移，基本上利用軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310進(jìn)行沿Z方向的移動(dòng)，利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334進(jìn)行沿XY方向的移動(dòng)。因此，由于能夠分別在Z方向、XY方向上分離觸針306的位移，因此獨(dú)立地進(jìn)行Z方向、XY方向上的位移的檢測(cè)較容易，從而能夠?qū)崿F(xiàn)位置運(yùn)算的簡(jiǎn)化。同時(shí)，也能夠獨(dú)立地設(shè)定Z方向、XY方向各自的檢測(cè)靈敏度。而且構(gòu)成為，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310支承模塊外殼330，并且旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP直接支承觸針306。因此，能夠提高距觸針306更近的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334的檢測(cè)靈敏度。

另外，本實(shí)施方式具備位移檢測(cè)器328，該位移檢測(cè)器328被支承于主體外殼308并用于檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件312的位移。即，被支承于主體外殼308的位移檢測(cè)器328檢測(cè)同樣被支承于主體外殼308的(原則上不進(jìn)行沿XY方向的移動(dòng)、而沿Z方向移動(dòng)的)移動(dòng)構(gòu)件312的位移。因此，即使位移檢測(cè)器328不是昂貴的檢測(cè)器，也能夠單純地檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件312的相對(duì)于主體外殼308的一個(gè)方向上的位移。即，位移檢測(cè)器328能夠以高分辨率檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件312的位移，易于進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件312的位移的校正。同時(shí)，線性編碼器等的使用也較 容易，還能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)構(gòu)件312(即，觸針306)的長(zhǎng)行程化。

另外，在本實(shí)施方式中，位移檢測(cè)器328輸出能夠進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件312的相對(duì)位置的檢測(cè)的相對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)(以預(yù)定的周期重復(fù)的周期信號(hào))。因此，通過(guò)以位移檢測(cè)器328構(gòu)成光電式增量型線性編碼器，能夠在確保極長(zhǎng)的檢測(cè)范圍(動(dòng)態(tài)范圍)的同時(shí)，避免檢測(cè)靈敏度在移動(dòng)構(gòu)件312的移動(dòng)位置處不同這樣的現(xiàn)象。同時(shí)，通過(guò)對(duì)該相對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行高比特?cái)?shù)的AD變換，能夠以更高的分辨率檢測(cè)Z方向上的位移。此外，不限于此，位移檢測(cè)器也可以設(shè)為不檢測(cè)增量圖案，而檢測(cè)絕對(duì)圖案。也就是說(shuō)，位移檢測(cè)器也可以是輸出能夠進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)位置的檢測(cè)的絕對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)的結(jié)構(gòu)。

另外，在本實(shí)施方式中，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310被支承于一對(duì)相同的第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315。因此，能夠降低軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310的沿除Z方向以外的方向的位移，并能夠確保沿Z方向的高移動(dòng)精度。同時(shí)，與同時(shí)使用空氣軸承等來(lái)作為移動(dòng)構(gòu)件的引導(dǎo)件的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的響應(yīng)性。此外，不限于此，也可以不使用一對(duì)相同的第1隔膜結(jié)構(gòu)體，而使用一個(gè)或者三個(gè)以上的第1隔膜結(jié)構(gòu)體?；蛘撸?隔膜結(jié)構(gòu)體也可以設(shè)為互不相同的形狀。

另外，在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)中心RC與平衡構(gòu)件338之間的距離形成為能夠調(diào)整。因此，即使采用相同的平衡構(gòu)件338，也能夠通過(guò)調(diào)整平衡構(gòu)件338的位置，相對(duì)于多個(gè)觸針306使連結(jié)了各個(gè)的觸針306的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的重心位置與旋轉(zhuǎn)中心RC重合。即，由于能夠減少平衡構(gòu)件338的種類(lèi)，因此能夠降低平衡構(gòu)件338的制造·管理的成本。此外，不限于此，也可以是平衡構(gòu)件的位置不可調(diào)整的形態(tài)。

另外，在本實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的與觸針相反的一側(cè)的端部設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件316，姿態(tài)檢測(cè)器322收納于主體外殼308。即，由于在旋轉(zhuǎn)模塊304未設(shè)置姿態(tài)檢測(cè)器322，因此能夠使旋轉(zhuǎn)模塊304本身小型化并且低成本化。而且，基準(zhǔn)構(gòu)件316內(nèi)置于旋轉(zhuǎn)模塊304。即，與基準(zhǔn)構(gòu)件自旋轉(zhuǎn)模塊突出并延伸這樣的結(jié)構(gòu)相比，能夠縮短自基準(zhǔn)構(gòu)件316到接觸部348的位置為止的距 離。即，能夠減小根據(jù)基準(zhǔn)構(gòu)件316的位移而運(yùn)算的接觸部348的位移的運(yùn)算誤差，從而能夠高精度地求出接觸部348的位置。

另外，在本實(shí)施方式中，姿態(tài)檢測(cè)器322配置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)334與一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315之間。因此，即使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的位移較大，也能夠縮短基準(zhǔn)構(gòu)件316與姿態(tài)檢測(cè)器322之間的距離，因此能夠縮小姿態(tài)檢測(cè)器322。即，能夠使探頭主體302更加小型化。另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)有使光沿著光軸OA向作為基準(zhǔn)構(gòu)件316的反射鏡入射的光源318，姿態(tài)檢測(cè)器322檢測(cè)自反射鏡反射來(lái)的反射光的相對(duì)于光軸OA進(jìn)行的位移。即，利用姿態(tài)檢測(cè)器322進(jìn)行的檢測(cè)是非接觸式的，因此不阻礙設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件316的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，就能夠以高靈敏度檢測(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的位移。同時(shí)，用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的位移的結(jié)構(gòu)是光杠桿且較簡(jiǎn)單，因此能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量探頭300的低成本化。此外，不限于此，姿態(tài)檢測(cè)器既可以是接觸式，也可以是非接觸式以及利用磁等的方式。

另外，在本實(shí)施方式中，光軸OA以通過(guò)旋轉(zhuǎn)中心RC的方式設(shè)置。因此，在由于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作而產(chǎn)生的反射光的變化中不包含沿Z方向的位移分量，因此能夠以更高的靈敏度檢測(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的位移。此外，不限于此，也可以是光軸OA不通過(guò)旋轉(zhuǎn)中心RC的結(jié)構(gòu)。

另外，在本實(shí)施方式中，探頭主體302包括主體外殼308、移動(dòng)構(gòu)件312、支承構(gòu)件319以及模塊外殼330，該主體外殼308、移動(dòng)構(gòu)件312、支承構(gòu)件319以及模塊外殼330用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)模塊304包括模塊外殼330、平衡構(gòu)件338以及凸緣構(gòu)件342，該模塊外殼330、平衡構(gòu)件338以及凸緣構(gòu)件342用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)。因此，例如，即使在過(guò)大的沖擊沿運(yùn)動(dòng)接頭不發(fā)揮功能的方向施加于觸針306的情況下，也能夠防止第1隔膜結(jié)構(gòu)體314、315和第2隔膜結(jié)構(gòu)體340的塑性變形、破損·破壞。此外，不限于此，測(cè)量探頭也可以不設(shè)置將第1、第2隔膜結(jié)構(gòu)體的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的構(gòu)件。

即，在本實(shí)施方式中，能夠保持低成本并且確保高測(cè)量精度。

列舉上述實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式。即當(dāng)然能夠在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行改良以及設(shè)計(jì)的改變。

例如，在上述實(shí)施方式中，是旋轉(zhuǎn)模塊304內(nèi)置于探頭主體302的形態(tài)，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖5的(A)所示的第2實(shí)施方式那樣。在第2實(shí)施方式中，主要是僅探頭主體與旋轉(zhuǎn)模塊之間的連結(jié)狀態(tài)與第1實(shí)施方式不同，因此除與探頭主體和旋轉(zhuǎn)模塊之間的連結(jié)相關(guān)的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第2實(shí)施方式中，如圖5的(A)所示，是旋轉(zhuǎn)模塊354未內(nèi)置于探頭主體352的形態(tài)。旋轉(zhuǎn)模塊354利用由輥362E與球382B(卡合部)構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)接頭以能夠裝卸的方式與探頭主體352相連結(jié)。此外，在以后，也將該能夠自探頭主體352分離的旋轉(zhuǎn)模塊354稱(chēng)為探頭模塊。

此外，準(zhǔn)備多個(gè)(接觸部398的材質(zhì)、位置、質(zhì)量等不同的)觸針356。而且，與觸針356對(duì)應(yīng)地，針對(duì)一個(gè)探頭主體352，能夠準(zhǔn)備多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354(不是必須與觸針356的數(shù)量相同)。

如圖5的(A)所示，在軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)360的下端部設(shè)有凸緣部362D。軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)360的除凸緣部362D以外的部分收納于主體外殼358的內(nèi)側(cè)。凸緣部362D不進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)模塊354的內(nèi)側(cè)，而與旋轉(zhuǎn)模塊354相連結(jié)。

如圖5的(A)所示，在凸緣部362D的下端外周以在周向上每隔120度設(shè)置一對(duì)輥362E的方式設(shè)有3對(duì)輥362E。而且，以在周向上相位與輥362E的相位錯(cuò)開(kāi)60度的狀態(tài)設(shè)有三個(gè)永磁體362F。此外，一對(duì)輥362E的軸向形成為與朝向凸緣部362D的中心的大致徑向相同。

如圖5的(A)所示，旋轉(zhuǎn)模塊354包括模塊蓋382、模塊外殼380以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)384。此外，在本實(shí)施方式中，由模塊蓋382和模塊外殼380構(gòu)成旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件。

如圖5的(A)所示，模塊蓋382形成為在中心設(shè)有開(kāi)口部382A的凸緣形狀。模塊蓋382是與凸緣部362D對(duì)應(yīng)的構(gòu)件。在永磁體362F和磁性構(gòu)件382C 以預(yù)定的力相互吸引著的狀態(tài)下，模塊蓋382利用能夠裝卸的運(yùn)動(dòng)接頭連結(jié)于凸緣部362D。利用該運(yùn)動(dòng)接頭，即使反復(fù)裝卸旋轉(zhuǎn)模塊354與凸緣部362D，也能夠?qū)崿F(xiàn)高定位再現(xiàn)性。此外，在自橫向(與Z方向正交的方向)對(duì)旋轉(zhuǎn)模塊354施加了較大的力時(shí)，旋轉(zhuǎn)模塊354自凸緣部362D脫落，從而能夠防止探頭主體352的破損。

如此，在本實(shí)施方式中，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)360內(nèi)置于探頭主體352，并且旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)384僅內(nèi)置于旋轉(zhuǎn)模塊354。因此，例如，在改變了觸針356時(shí)，存在僅對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)384在性能上進(jìn)行改變的做法較好這樣的情況。此時(shí)，通過(guò)不改變探頭主體352而僅更換旋轉(zhuǎn)模塊354，例如能夠?qū)⒆越佑|部398施加于被測(cè)物體W的力設(shè)為所期望的測(cè)量力，其結(jié)果，能夠在測(cè)量探頭350實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的檢測(cè)靈敏度和恢復(fù)力(使觸針356的位移返回到原始狀態(tài)的力)。相反地，也能夠容易地實(shí)現(xiàn)針對(duì)同一旋轉(zhuǎn)模塊354更換探頭主體352這樣的操作。另外，在僅旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)384破損·性能降低了時(shí)，通過(guò)僅更換旋轉(zhuǎn)模塊354就能夠維持測(cè)量探頭350的功能。

另外，通過(guò)預(yù)先使多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354各自的球382B的位置相同，能夠容易地相對(duì)于探頭主體352裝卸多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較高的位置再現(xiàn)性。

另外，在本實(shí)施方式中，能夠針對(duì)一個(gè)探頭主體352準(zhǔn)備多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354，使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP位移了時(shí)的每單位位移量的恢復(fù)力根據(jù)每個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354而不同。因此，能夠設(shè)定與觸針356、被測(cè)物體W一一對(duì)應(yīng)的恢復(fù)力，從而能夠進(jìn)行沿XY方向的位移的高靈敏度檢測(cè)，并且能夠容易地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)范圍的擴(kuò)大等。同時(shí)，也能夠降低由接觸部398引起的對(duì)被測(cè)物體W的損害等。此外，不限于此，也可以不根據(jù)每個(gè)探頭模塊改變旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP位移了時(shí)的每單位位移量的恢復(fù)力。

另外，在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)中心RC與平衡構(gòu)件388之間的距離形成為能夠調(diào)整。而且，若針對(duì)一個(gè)探頭主體352準(zhǔn)備多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354，則能夠以相同構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP來(lái)構(gòu)成具有不同的平衡的多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354，因此能 夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)模塊354的低成本化。此外，不限于此，也可以是平衡構(gòu)件的位置不可調(diào)整的形態(tài)。

另外，在本實(shí)施方式中，能夠針對(duì)一個(gè)探頭主體352準(zhǔn)備多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354，使平衡構(gòu)件388的質(zhì)量根據(jù)每個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊354而不同。因此，對(duì)于各觸針356，通過(guò)使用具備相應(yīng)的平衡構(gòu)件388的旋轉(zhuǎn)模塊354，能夠使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的連結(jié)著各自的觸針356的狀態(tài)下的重心位置與旋轉(zhuǎn)中心RC重合。此外，在能夠進(jìn)一步調(diào)整平衡構(gòu)件388的位置的情況下，在一個(gè)探頭主體352中，能夠提供能夠更準(zhǔn)確地與更多的觸針356對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)模塊354。

此外，在第2實(shí)施方式中，姿態(tài)檢測(cè)器372配置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)384與一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體364、365之間，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖5的(B)所示的第3實(shí)施方式那樣。在第3實(shí)施方式中，主要是僅姿態(tài)檢測(cè)器的位置與第2實(shí)施方式不同，因此除與姿態(tài)檢測(cè)器的位置相關(guān)的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第3實(shí)施方式中，如圖5的(B)所示，移動(dòng)構(gòu)件412形成為在軸心形成有中空部412B的大致圓筒形狀。更具體地說(shuō)，移動(dòng)構(gòu)件412構(gòu)成為，自Z方向的上方朝向下方去，厚壁部412C、薄壁部412D以及凸緣部412E形成為一體。在厚壁部412C連結(jié)有一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體414、415。薄壁部412D形成于厚壁部412C的下方。此外，主體外殼408的開(kāi)口部408A的開(kāi)口徑被設(shè)為小于厚壁部412C的外徑。而且，凸緣部412E的外徑被設(shè)為大于開(kāi)口部408A的開(kāi)口徑。此處，厚壁部412C的下端部412CA與開(kāi)口部408A的上端部408AA之間的距離和凸緣部412E的上端部412EA與開(kāi)口部408A的下端部408AB之間的距離以限制移動(dòng)構(gòu)件412的沿Z方向的位移而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體414、415的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，探頭主體402包括主體外殼408和移動(dòng)構(gòu)件412，該主體外殼408和移動(dòng)構(gòu)件412成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體414、415的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。

如圖5的(B)所示，姿態(tài)檢測(cè)器422配置于移動(dòng)構(gòu)件412的上方且配置于主體外殼408的內(nèi)側(cè)上表面。而且，光源(光源部)418設(shè)于主體外殼408的 內(nèi)側(cè)側(cè)面。使從光源418射出的光朝向Z方向的分束器420被支承于支承構(gòu)件419(此外，支承構(gòu)件419也固定于主體外殼408的內(nèi)側(cè))。構(gòu)成為，朝向Z方向的光經(jīng)過(guò)移動(dòng)構(gòu)件412的中空部412B，并在基準(zhǔn)構(gòu)件416處反射。朝向Z方向的光的光軸OA以通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)434的旋轉(zhuǎn)中心RC的方式設(shè)置。因此，在本實(shí)施方式中，姿態(tài)檢測(cè)器422的配置變得容易，并使探頭主體402的制造變得容易。

此外，在上述實(shí)施方式中，使用位移檢測(cè)器構(gòu)成了光電式增量型線性編碼器，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖6所示的第4實(shí)施方式那樣。在第4實(shí)施方式中，主要是僅位移檢測(cè)器周邊的結(jié)構(gòu)與第2實(shí)施方式不同，因此主要是除位移檢測(cè)器周邊的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第4實(shí)施方式中，如圖6、圖7的(A)所示，在探頭主體452設(shè)有干涉光學(xué)系統(tǒng)IF，該干涉光學(xué)系統(tǒng)IF包括：光源(干涉光源部)478；參照鏡475，其用于反射來(lái)自光源478的光；以及基準(zhǔn)構(gòu)件(目標(biāo)鏡)474，其配置于移動(dòng)構(gòu)件462并用于反射來(lái)自光源478的光，該干涉光學(xué)系統(tǒng)IF能夠使分別來(lái)自參照鏡475和基準(zhǔn)構(gòu)件474的反射光進(jìn)行干涉而生成多個(gè)干涉條紋IL。光源478和參照鏡475固定于主體外殼458的內(nèi)側(cè)。光源478和配置于移動(dòng)構(gòu)件462的上端部462A的基準(zhǔn)構(gòu)件474沿Z方向排列，在光源478和基準(zhǔn)構(gòu)件474之間配置有分束器477。分束器477也固定于主體外殼458的內(nèi)側(cè)，整體上構(gòu)成邁克爾遜型的干涉光學(xué)系統(tǒng)IF。

如圖6、圖7的(A)所示，分束器477使來(lái)自光源478的光向參照鏡475的方向分支。另外，分束器477將被基準(zhǔn)構(gòu)件474反射的反射光導(dǎo)向與參照鏡475相對(duì)且與分束器477相對(duì)的位移檢測(cè)器476。同時(shí)構(gòu)成為，被參照鏡475反射并經(jīng)過(guò)了分束器477的光向位移檢測(cè)器476入射。因此，如圖7的(B)所示，位移檢測(cè)器476形成為能夠檢測(cè)干涉光學(xué)系統(tǒng)IF所生成的多個(gè)干涉條紋IL的相位變化PS。

此外，在圖7的(C)中示出了位移檢測(cè)器476所檢測(cè)到的多個(gè)干涉條紋 IL的光量I。此處，相位變化PS反映了基準(zhǔn)構(gòu)件474的沿Z方向的移動(dòng)量。因此，通過(guò)求出該相位變化PS，能夠求出移動(dòng)構(gòu)件462的沿Z方向的位移量。此時(shí)，由于多個(gè)干涉條紋IL是由干涉光構(gòu)成的且是周期性的，因此能夠高精度地求出相位變化PS(在本實(shí)施方式中，位移檢測(cè)器476也能夠做成輸出能夠進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件462的相對(duì)位置的檢測(cè)的相對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)的結(jié)構(gòu))。

也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，能夠以比上述實(shí)施方式更高的精度求出移動(dòng)構(gòu)件462的沿Z方向的位移。同時(shí)，該多個(gè)干涉條紋IL的光量I的周期1/F反映了基準(zhǔn)構(gòu)件474的傾斜。因此，通過(guò)求出該周期1/F的變化，能夠求出移動(dòng)構(gòu)件462的朝向XY方向的輕微傾斜。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，由于還能夠根據(jù)位移檢測(cè)器476的輸出來(lái)求出伴隨著移動(dòng)構(gòu)件462的沿Z方向的位移而產(chǎn)生的、移動(dòng)構(gòu)件462的朝向XY方向的輕微傾斜，因此能夠更高精度地求出接觸部498的沿XY方向的位移。此外，并不是僅本實(shí)施方式的干涉光學(xué)系統(tǒng)IF能夠求出移動(dòng)構(gòu)件462的朝向XY方向的傾斜，從原理上來(lái)說(shuō)即使是其它實(shí)施方式中所示的位移檢測(cè)器也能夠求出朝向XY方向的傾斜。另外，在本實(shí)施方式中，假定僅使用一個(gè)波長(zhǎng)，但在使用兩個(gè)波長(zhǎng)以上的情況下，位移檢測(cè)器能夠輸出能夠進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件的絕對(duì)位置的檢測(cè)的絕對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)。

此外，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為容許移動(dòng)構(gòu)件的、在改變了觸針時(shí)隨著觸針的質(zhì)量變化而進(jìn)行的沿軸向O的位移，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖8的(A)所示的第5實(shí)施方式那樣。在第5實(shí)施方式中，主要是僅探頭主體與旋轉(zhuǎn)模塊之間的連結(jié)狀態(tài)與第2實(shí)施方式不同，因此主要是除探頭主體與旋轉(zhuǎn)模塊的周邊的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第5實(shí)施方式中，如圖8的(A)所示，旋轉(zhuǎn)模塊704包括平衡機(jī)構(gòu)731和與觸針706的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重731C。平衡機(jī)構(gòu)731構(gòu)成為，被支承于主體外殼(軸外殼構(gòu)件)708，并借助模塊外殼(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)730取得觸針706與平衡配重731C之間在Z方向上的平衡。平衡機(jī)構(gòu)731形成為能夠與模塊外殼730一起進(jìn)行裝卸。

具體地說(shuō)明的話，如圖8的(A)所示，主體外殼708具備延伸部708A，其為圓筒形狀，并以覆蓋到旋轉(zhuǎn)模塊704的外周下端為止的方式向Z方向下方延伸。而且，在延伸部708A的內(nèi)側(cè)，以在周向上隔開(kāi)相等間隔的方式在三個(gè)以上的位置設(shè)有永磁體708B。

另一方面，如圖8的(A)所示，平衡機(jī)構(gòu)731以與永磁體708B的位置和數(shù)量對(duì)應(yīng)的方式設(shè)于模塊外殼730的三個(gè)以上的位置。平衡機(jī)構(gòu)731包括支承構(gòu)件731A、支承軸731B以及連結(jié)軸731D。在支承構(gòu)件731A的上表面設(shè)有能夠吸附于永磁體708B的磁性構(gòu)件(也可以是磁鐵)731AA。支承軸731B固定于支承構(gòu)件731A，并在重心位置偏離了支承軸731B的狀態(tài)下連結(jié)有平衡配重731C。在平衡配重731C，在與Z方向正交的方向上設(shè)有連結(jié)軸731D，連結(jié)軸731D的頂端連結(jié)于模塊外殼730。

由此，在本實(shí)施方式中，能夠針對(duì)一個(gè)探頭主體702準(zhǔn)備多個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊704，并使平衡配重731C的質(zhì)量根據(jù)每個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊704而不同。也就是說(shuō)，在更換了觸針706時(shí)，通過(guò)使用設(shè)有與該觸針706的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重731C的旋轉(zhuǎn)模塊704，能夠利用主體外殼708直接接受(日文：受け止める)觸針706的質(zhì)量的增減的量。即，能夠防止由于觸針706的不同而可能產(chǎn)生的移動(dòng)構(gòu)件712的初始位置的Z方向上的變動(dòng)。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式相比，能夠縮小移動(dòng)構(gòu)件712的可動(dòng)范圍，從而能夠?qū)崿F(xiàn)探頭主體702的進(jìn)一步的小型化。同時(shí)，由于能夠縮小檢測(cè)范圍(動(dòng)態(tài)范圍)，因此能夠以更高的分辨率檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件712的位移量。

此外，圖8的(B)表示作為第5實(shí)施方式的變形的第6實(shí)施方式。此處，不是主體外殼以一體的方式設(shè)置圓筒形狀的延伸部，而是構(gòu)成為，平衡機(jī)構(gòu)781的支承構(gòu)件781A形成為圓環(huán)形狀并作為旋轉(zhuǎn)模塊754的一部分能夠自探頭主體752分離。

如圖8的(B)所示，在主體外殼758的開(kāi)口部758A的外周以在周向上每隔120度設(shè)置一對(duì)輥758B(卡合部)的方式設(shè)有3對(duì)輥758B。而且，在移動(dòng)構(gòu)件762的、位于輥758B的徑向內(nèi)側(cè)的凸緣部762D設(shè)有圓環(huán)形狀的永磁體 762E。而且，如圖8的(B)、圖9的(A)所示，將與輥758B對(duì)應(yīng)的球781F設(shè)于支承構(gòu)件781A的凸緣部781E(此外，凸緣部781E支承著支承軸781B)。另外，如圖8的(B)、圖9的(A)、圖9的(B)所示，將與永磁體762E對(duì)應(yīng)的磁性構(gòu)件780A設(shè)于模塊外殼780。

也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，與第5實(shí)施方式不同，從凸緣部762D去除了一對(duì)輥并且去掉了外殼蓋，并將與輥758B對(duì)應(yīng)的球781F設(shè)于模塊外殼780的外側(cè)的支承構(gòu)件781A。因此，在本實(shí)施方式中，能夠使軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)760和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)784輕量化。此外，如圖9的(C)所示，與凸緣構(gòu)件792的永磁體792B對(duì)應(yīng)的磁性構(gòu)件(也可以是永磁體)794B形成為環(huán)狀，并配置于凸緣部794的比球794A所配置的徑向位置靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。

此外，在第1實(shí)施方式中，構(gòu)成為軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)310支承模塊外殼(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)330，并且旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP直接支承觸針306，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖10的(A)所示的第7實(shí)施方式那樣。在第7實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式相比，主要是僅軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置相反，且位移檢測(cè)器的種類(lèi)不同，因此主要是除與軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置以及位移檢測(cè)器相關(guān)的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第7實(shí)施方式中，如圖10的(A)所示，構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)834支承模塊外殼(軸外殼構(gòu)件)830，并且移動(dòng)構(gòu)件812直接支承觸針806。此處，將具備軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)810的模塊稱(chēng)為直動(dòng)模塊804。也就是說(shuō)，測(cè)量探頭800成為包括探頭主體802和直動(dòng)模塊804這兩個(gè)模塊、且探頭主體802內(nèi)置有直動(dòng)模塊804的形態(tài)。

如圖10的(A)所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)834包括旋轉(zhuǎn)構(gòu)件842和使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件842能夠相對(duì)于主體外殼808進(jìn)行位移的第2隔膜結(jié)構(gòu)體840。

如圖10的(A)所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件842形成為在軸心形成有中空部842B的大致圓環(huán)形狀。設(shè)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件842的下端的凸緣部842E與圓筒形狀的模塊外殼830相連結(jié)，構(gòu)成了直動(dòng)模塊804。

如圖10的(A)所示，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)810被支承于模塊外殼830的徑向內(nèi)側(cè)，且除移動(dòng)構(gòu)件812的凸緣部812E之外的部分收納于模塊外殼830的內(nèi)側(cè)。凸緣部812E不進(jìn)入到觸針806的內(nèi)側(cè)，而與觸針806相連結(jié)。而且，如圖10的(A)所示，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)810包括移動(dòng)構(gòu)件812和使移動(dòng)構(gòu)件812能夠相對(duì)于模塊外殼830進(jìn)行位移的一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體814、815。

此外，如圖10的(A)所示，在移動(dòng)構(gòu)件812的上端部812A配置有被設(shè)為反射鏡的基準(zhǔn)構(gòu)件816，并成為經(jīng)過(guò)了旋轉(zhuǎn)構(gòu)件842的中空部842B的光利用基準(zhǔn)構(gòu)件816進(jìn)行反射的結(jié)構(gòu)。另外，用于檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件812的位移的位移檢測(cè)器826以與移動(dòng)構(gòu)件812相對(duì)的方式配置于模塊外殼830的內(nèi)側(cè)(即，位移檢測(cè)器826內(nèi)置于直動(dòng)模塊804)。此處，位移檢測(cè)器826構(gòu)成為差動(dòng)變壓器。具體地說(shuō)，設(shè)于移動(dòng)構(gòu)件812的外周的基準(zhǔn)構(gòu)件824是圓筒形狀的金屬構(gòu)件。而且，位移檢測(cè)器826是圓筒形狀，以接近基準(zhǔn)構(gòu)件824的外周的方式與基準(zhǔn)構(gòu)件824相對(duì)。位移檢測(cè)器826包括以高頻振蕩的勵(lì)磁線圈(例如使用1kHz以上的正弦波電壓)和以從兩側(cè)夾著該勵(lì)磁線圈的方式配置的1組差動(dòng)耦合的接收線圈。在接收線圈中，能夠檢測(cè)基準(zhǔn)構(gòu)件824相對(duì)于模塊外殼830的、一個(gè)方向上的位移(絕對(duì)位置)。即，位移檢測(cè)器826成為輸出能夠進(jìn)行移動(dòng)構(gòu)件812的絕對(duì)位置的檢測(cè)的絕對(duì)位置檢測(cè)信號(hào)的結(jié)構(gòu)。

如此，在本實(shí)施方式中構(gòu)成為，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)834支承模塊外殼830，并且移動(dòng)構(gòu)件812直接支承觸針806。因此，能夠提高距觸針806更近的軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)810的檢測(cè)靈敏度。同時(shí)，由于能夠使軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)810變輕，因此能夠提高軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)810的響應(yīng)性。另外，由于使用差動(dòng)變壓器進(jìn)行相對(duì)于模塊外殼830的一個(gè)方向上的位移(絕對(duì)位置)的檢測(cè)，因此也能夠容易地進(jìn)行接觸部848的軸向O上的絕對(duì)位置的計(jì)算。

此外，圖10的(B)表示作為第7實(shí)施方式的變形的第8實(shí)施方式。此處，構(gòu)成差動(dòng)變壓器的基準(zhǔn)構(gòu)件874設(shè)于移動(dòng)構(gòu)件862的上端部862A，并且位移檢測(cè)器876設(shè)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件892的中空部892B的內(nèi)側(cè)側(cè)面。而且，基準(zhǔn)構(gòu)件866配置于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件892的上端部892A。其它的要素與第7實(shí)施方式相同，因此省略 說(shuō)明。

此外，在第7、第8實(shí)施方式中，是直動(dòng)模塊內(nèi)置于探頭主體的形態(tài)，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖11的(A)所示的第9實(shí)施方式那樣。在第9實(shí)施方式中，主要是僅探頭主體與直動(dòng)模塊之間的連結(jié)狀態(tài)與第7實(shí)施方式不同。而且，該連結(jié)狀態(tài)與第3實(shí)施方式大致相同。因此，除與第3、第7實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第9實(shí)施方式中，如圖11的(A)所示，是直動(dòng)模塊904未內(nèi)置于探頭主體902的形態(tài)。直動(dòng)模塊904利用能夠進(jìn)行相互定位的輥942F和球932B(卡合部)以能夠裝卸的方式與探頭主體902相連結(jié)。此外，在以后，也將能夠自該探頭主體902分離的直動(dòng)模塊904稱(chēng)為探頭模塊。此外，位移檢測(cè)器928被支承于用于支承移動(dòng)構(gòu)件912的模塊外殼930，并與設(shè)于移動(dòng)構(gòu)件912的側(cè)面的基準(zhǔn)構(gòu)件926一起構(gòu)成第2實(shí)施方式中所示的光電式增量型線性編碼器(也可以是光電式、磁式、電磁感應(yīng)式等的絕對(duì)型線性編碼器)。

此外，準(zhǔn)備多個(gè)(接觸部948的材質(zhì)、位置、質(zhì)量等不同的)觸針906。而且，與觸針906對(duì)應(yīng)地，針對(duì)一個(gè)探頭主體902，能夠準(zhǔn)備多個(gè)直動(dòng)模塊904(不是必須與觸針906的數(shù)量相同)。

如圖11的(A)所示，探頭主體902包括主體外殼908、姿態(tài)檢測(cè)器922以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)934。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)934被支承于主體外殼908的徑向內(nèi)側(cè)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)934的除旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942的凸緣部942E以外的部分被收納于主體外殼908的內(nèi)側(cè)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)934包括旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942和使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942能夠相對(duì)于主體外殼908進(jìn)行位移的第2隔膜結(jié)構(gòu)體940。

如圖11的(A)所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942形成為在軸心形成有中空部942B的大致圓筒形狀。更具體地說(shuō)，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942構(gòu)成為，自Z方向的上方朝向下方去，厚壁部942C、薄壁部942D以及凸緣部942E形成為一體。在厚壁部942C連結(jié)有第2隔膜結(jié)構(gòu)體940。薄壁部942D形成于厚壁部942C的下方。此外，主體外殼908的開(kāi)口部908A的開(kāi)口徑被設(shè)為小于厚壁部942C的外徑。而且， 凸緣部942E的外徑被設(shè)為大于開(kāi)口部908A的開(kāi)口徑。此處，也可以設(shè)定為，利用厚壁部942C的下端部942CA與開(kāi)口部908A的上端部908AA之間的距離和凸緣部942E的上端部942EA與開(kāi)口部908A的下端部908AB之間的距離限制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942的位移，從而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體940的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)。另外，也可以設(shè)定為，利用薄壁部942D的外側(cè)面與開(kāi)口部908A的內(nèi)端面之間的距離限制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942的位移，從而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體940的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)(在該情況下，可以說(shuō)，探頭主體902包括主體外殼908和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942，該主體外殼908和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942成為用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體940的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件)。此外，凸緣部942E不進(jìn)入到直動(dòng)模塊904的內(nèi)側(cè)，而與直動(dòng)模塊904相連結(jié)。

如圖11的(A)所示，在凸緣部942E的下端外周以在周向上每隔120度設(shè)置一對(duì)輥942F的方式設(shè)有3對(duì)輥942F。而且，以在周向上相位與輥942F的相位錯(cuò)開(kāi)60度的狀態(tài)設(shè)有三個(gè)永磁體942G。此外，一對(duì)輥942F的軸向形成為與朝向凸緣部942E的中心的大致徑向相同。

如圖11的(A)所示，直動(dòng)模塊904包括模塊蓋932、模塊外殼930以及軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)910。此外，在本實(shí)施方式中，由模塊蓋932和模塊外殼930構(gòu)成軸外殼構(gòu)件。

如圖11的(A)所示，模塊蓋932形成為在中心設(shè)有開(kāi)口部932A的凸緣形狀。模塊蓋932是與凸緣部942E對(duì)應(yīng)的構(gòu)件。即，以與一對(duì)輥942F這兩者相接觸的方式，球932B以在模塊蓋932的周向上每隔120度配置一個(gè)的方式配置有三個(gè)。而且，以與永磁體942G對(duì)應(yīng)的方式，與永磁體942G相互吸引的磁性構(gòu)件(也可以是永磁體)932C在相位與球932B的相位錯(cuò)開(kāi)了60度的狀態(tài)下進(jìn)行配置。

即，模塊蓋932和凸緣部942E利用能夠裝卸的運(yùn)動(dòng)接頭連結(jié)起來(lái)。如此，在本實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)934內(nèi)置于探頭主體902，并且軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)910僅內(nèi)置于直動(dòng)模塊904。因此，例如，在改變了觸針906時(shí)，存在僅對(duì)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)910在性能上進(jìn)行改變的做法較好這樣的情況。此時(shí)，通過(guò)不改變探頭 主體902而僅更換直動(dòng)模塊904，例如通過(guò)進(jìn)一步擴(kuò)大一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體914、915之間的距離，能夠提升軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)910的移動(dòng)構(gòu)件912的直進(jìn)性(也就是說(shuō)，能夠降低移動(dòng)構(gòu)件912相對(duì)于模塊外殼930的偏離了一個(gè)方向的位移的產(chǎn)生)。相反，也能夠容易地實(shí)現(xiàn)針對(duì)同一直動(dòng)模塊904更換探頭主體902這樣的操作。另外，在僅軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)910破損·性能降低了時(shí)，僅通過(guò)更換直動(dòng)模塊904就能夠維持測(cè)量探頭900的功能。

另外，在本實(shí)施方式中，探頭主體902與直動(dòng)模塊904利用能夠進(jìn)行相互定位的輥942F和球932B以能夠裝卸的方式連結(jié)起來(lái)。因此，即使反復(fù)裝卸直動(dòng)模塊904，也能夠以高精度再現(xiàn)連結(jié)位置。另外，通過(guò)預(yù)先使多個(gè)直動(dòng)模塊904的球932B的位置相同，能夠容易地相對(duì)于探頭主體902裝卸多個(gè)直動(dòng)模塊904，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較高的位置再現(xiàn)性。

另外，在本實(shí)施方式中，能夠針對(duì)一個(gè)探頭主體902準(zhǔn)備多個(gè)直動(dòng)模塊904，使軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)910位移了時(shí)的每單位位移量的恢復(fù)力根據(jù)每個(gè)直動(dòng)模塊904而不同。因此，能夠設(shè)定與觸針906、被測(cè)物體W一一對(duì)應(yīng)的恢復(fù)力，從而能夠進(jìn)行相對(duì)于模塊外殼930的朝向一個(gè)方向的位移的高靈敏度檢測(cè)，并且能夠容易地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)范圍的擴(kuò)大等。同時(shí)，也能夠降低對(duì)被測(cè)物體W的損害等。

此外，在第9實(shí)施方式中，姿態(tài)檢測(cè)器922收納于用于支承移動(dòng)構(gòu)件912和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942這兩者的主體外殼908，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖11的(B)所示的第10實(shí)施方式那樣。第10實(shí)施方式正是第9實(shí)施方式的探頭主體902被設(shè)為能夠在軸向O上在分束器920與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件942之間分離的形態(tài)。也就是說(shuō)，主要是僅姿態(tài)檢測(cè)器的位置與第9實(shí)施方式不同，因此主要是除與姿態(tài)檢測(cè)器的位置相關(guān)的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第10實(shí)施方式中，如圖11的(B)所示，該測(cè)量探頭具備前級(jí)模塊951，該前級(jí)模塊951利用能夠定位的輥951BB和球957B(卡合部)以能夠裝卸的方式連結(jié)并支承用于支承移動(dòng)構(gòu)件962和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件992這兩者的主體外殼 958。而且，姿態(tài)檢測(cè)器972內(nèi)置于前級(jí)模塊951。

具體地說(shuō)，如圖11的(B)所示，前級(jí)模塊951包括前級(jí)外殼(前級(jí)外殼構(gòu)件)951A、光源968、分束器970以及姿態(tài)檢測(cè)器972。前級(jí)外殼951A將光源968、分束器970以及姿態(tài)檢測(cè)器972支承在徑向內(nèi)側(cè)，并在下端設(shè)有下蓋951B。下蓋951B形成為在中心設(shè)有開(kāi)口部951BA的凸緣形狀。如圖11的(B)所示，在下蓋951B的下端外周以在周向上每隔120度設(shè)置一對(duì)輥951BB的方式設(shè)有3對(duì)輥951BB。而且，以在周向上相位與輥951BB的相位錯(cuò)開(kāi)60度的狀態(tài)設(shè)有三個(gè)永磁體951BC。也就是說(shuō)，前級(jí)外殼951A利用能夠定位的輥951BB和球957B以能夠裝卸的方式連結(jié)并支承主體外殼958。而且，前級(jí)外殼951A是收納著姿態(tài)檢測(cè)器972的結(jié)構(gòu)。

如圖11的(B)所示，探頭主體952包括上蓋957、主體外殼958以及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)984。如圖11的(B)所示，上蓋957形成為在中心設(shè)有開(kāi)口部957A的凸緣形狀。上蓋957是與下蓋951B對(duì)應(yīng)的構(gòu)件(因此，利用開(kāi)口部957A，確保了朝向基準(zhǔn)構(gòu)件966的入射光和來(lái)自基準(zhǔn)構(gòu)件966的反射光的光路)。另外，以與一對(duì)輥951BB這兩者相接觸的方式，球957B以在上蓋957的周向上每隔120度配置一個(gè)的方式配置有三個(gè)。而且，以與永磁體951BC對(duì)應(yīng)的方式配置有磁性構(gòu)件(也可以是永磁體)957C。也就是說(shuō)，即，下蓋951B和上蓋957利用能夠裝卸的運(yùn)動(dòng)接頭連結(jié)起來(lái)。

如此，在本實(shí)施方式中，為如下形態(tài)：在探頭主體952僅內(nèi)置有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)984，并且在前級(jí)模塊951內(nèi)置有光源968、分束器970以及姿態(tài)檢測(cè)器972。因此，僅改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)984變得容易，并且，對(duì)前級(jí)模塊951進(jìn)行改變也較容易。也就是說(shuō)，能夠相互獨(dú)立地對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)984和姿態(tài)檢測(cè)器972做出性能改變、相互獨(dú)立地對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)984和姿態(tài)檢測(cè)器972進(jìn)行更換，從而能夠降低其成本。另外，例如，也能夠不安裝探頭主體952而將直動(dòng)模塊954直接安裝于前級(jí)模塊951，并利用姿態(tài)檢測(cè)器972的輸出來(lái)檢查直動(dòng)模塊954的直進(jìn)性等。此外，在本實(shí)施方式中，直動(dòng)模塊954支承著觸針956，但也可以是如第3實(shí)施方式那樣在旋轉(zhuǎn)模塊支承著觸針時(shí)設(shè)置前級(jí)模塊 的形態(tài)。

此外，在第7實(shí)施方式中，延伸部808A的內(nèi)側(cè)側(cè)面與模塊外殼830的外側(cè)側(cè)面之間的距離以限制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件842的位移而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體840的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，探頭主體802包括主體外殼808和模塊外殼830，該主體外殼808和模塊外殼830成為用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體840的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件。相對(duì)于此，例如，也可以是如圖12的(A)所示的第11實(shí)施方式那樣。在第11實(shí)施方式中，主要是僅主體外殼的形狀以及模塊外殼的形狀與第7實(shí)施方式不同，因此主要是除主體外殼與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的關(guān)系以及移動(dòng)構(gòu)件與模塊外殼之間的關(guān)系以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。此外，在圖12的(A)中，未圖示的位移檢測(cè)器在避開(kāi)了內(nèi)壁部1030A的狀態(tài)下與第7實(shí)施方式相同地配置(固定)于模塊外殼1030的徑向內(nèi)側(cè)。

在第11實(shí)施方式中，如圖12的(A)所示，以與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1042的凸緣部1042E的上端部相對(duì)的方式，在主體外殼1008設(shè)有環(huán)部1008B。即，環(huán)部1008B可以說(shuō)是以與主體外殼1008形成為一體的方式配置的第2壁構(gòu)件。而且，在環(huán)部1008B(的下端部)與凸緣部1042E(的上端部)之間的間隙的至少局部填充有潤(rùn)滑油等第2粘性材料SV。此處的“填充”被設(shè)為在XY方向上的至少一個(gè)位置處第2粘性材料SV以無(wú)間隙地配置的方式填滿環(huán)部1008B與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1042之間(不是必須軸對(duì)稱(chēng)地填充)。由此，至少第2粘性材料SV能夠?qū)πD(zhuǎn)構(gòu)件1042的相對(duì)于環(huán)部1008B的位移進(jìn)行阻尼，能夠降低伴隨著測(cè)量探頭1000的移動(dòng)而產(chǎn)生的朝向XY方向的振動(dòng)等，從而能夠防止伴隨著測(cè)量探頭1000的高靈敏度化而產(chǎn)生的噪聲的增強(qiáng)。

另外，同時(shí)，如圖12的(A)所示，以與移動(dòng)構(gòu)件1012的外側(cè)側(cè)面相對(duì)的方式，在模塊外殼1030設(shè)有內(nèi)壁部1030A。即，內(nèi)壁部1030A可以說(shuō)是以與模塊外殼1030形成為一體的方式配置并與移動(dòng)構(gòu)件1012相對(duì)地配置的第1壁構(gòu)件。而且，在內(nèi)壁部1030A(的內(nèi)側(cè)側(cè)面)與移動(dòng)構(gòu)件1012(的外側(cè)側(cè)面)之間的間隙的至少局部填充有潤(rùn)滑油等第1粘性材料FV。此處的“填充” 設(shè)為在Z方向上的至少一個(gè)位置處第1粘性材料FV以無(wú)間隙地配置的方式填滿內(nèi)壁部1030A與移動(dòng)構(gòu)件1012之間(不是必須軸對(duì)稱(chēng)地填充)。由此，至少第1粘性材料FV能夠?qū)σ苿?dòng)構(gòu)件1012的相對(duì)于內(nèi)壁部1030A的位移進(jìn)行阻尼，能夠降低伴隨著測(cè)量探頭1000的移動(dòng)而產(chǎn)生的、朝向Z方向的振動(dòng)等，從而能夠防止伴隨著測(cè)量探頭1000的高靈敏度化而產(chǎn)生的噪聲的增強(qiáng)。也就是說(shuō)，利用第1粘性材料FV和第2粘性材料SV，即使測(cè)量探頭1000進(jìn)行高速移動(dòng)，也能夠抑制噪聲的增強(qiáng)。

而且，在本實(shí)施方式中，由于相互獨(dú)立地具有Z方向上的阻尼構(gòu)造和XY方向上的阻尼構(gòu)造，因此能夠相互獨(dú)立地改變第1粘性材料FV、第2粘性材料SV。因此，能夠在Z方向上和XY方向上相互獨(dú)立地使阻尼特性最佳化。

此外，也可以與第7實(shí)施方式不同，例如是如圖12的(B)所示的第12實(shí)施方式那樣。在第12實(shí)施方式中，與第7實(shí)施方式相比主要是僅增設(shè)了平衡構(gòu)件以及第5、第6實(shí)施方式中所示出的平衡機(jī)構(gòu)，因此主要是除平衡構(gòu)件以及平衡機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第12實(shí)施方式中，如圖12的(B)所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1092在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1084的旋轉(zhuǎn)中心RC而言與觸針相反的一側(cè)設(shè)有圓環(huán)形狀的平衡構(gòu)件1088。平衡構(gòu)件1088被支承于設(shè)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1092的上端部的支承部1087。形成為，平衡構(gòu)件1088在卡合于支承部1087的狀態(tài)下能夠移動(dòng)，且能夠利用支承部1087調(diào)整旋轉(zhuǎn)中心RC與平衡構(gòu)件1088之間的距離。因此，通過(guò)改變平衡構(gòu)件1088的距旋轉(zhuǎn)中心RC的距離，能夠使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1092(被支承于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1090的構(gòu)件)的連結(jié)著不同的觸針1056的狀態(tài)下的重心位置與旋轉(zhuǎn)中心RC重合。因而，在本實(shí)施方式中，與上述實(shí)施方式相比能夠進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)測(cè)量探頭1050的高靈敏度化。此外，這樣的能夠進(jìn)行位置調(diào)整的平衡構(gòu)件也可以應(yīng)用于第11實(shí)施方式等中所示的軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造。

另外，如圖12的(B)所示，在利用模塊外殼1080支承的第1隔膜結(jié)構(gòu)體 1064的下方在周向上每隔120度地設(shè)有支承部1080C。而且，在支承部1080C的頂端配置有永磁體1080CA。

如圖12的(B)所示，被支承于移動(dòng)構(gòu)件1062的凸緣部1062E的觸針1056包括平衡機(jī)構(gòu)1081以及與觸針1056的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重1081C。與第5、第6實(shí)施方式相同，平衡機(jī)構(gòu)1081構(gòu)成為(借助支承部1080C)支承于模塊外殼(軸外殼構(gòu)件)1080，并取得觸針1056與平衡配重1081C之間在Z方向上的平衡。平衡機(jī)構(gòu)1081被設(shè)為能夠與觸針1056一起進(jìn)行裝卸。

如圖13的(A)～圖13的(C)所示，平衡機(jī)構(gòu)1081以與永磁體1080CA的位置和數(shù)量對(duì)應(yīng)的方式設(shè)于觸針1056的三個(gè)以上的位置。平衡機(jī)構(gòu)1081包括支承構(gòu)件1081A、支承軸1081B以及連結(jié)軸1081D。在支承構(gòu)件1081A的上表面設(shè)有能夠吸附于永磁體1080CA的磁性構(gòu)件(也可以是磁鐵)1081AA。支承軸1081B被固定于支承構(gòu)件1081A，并在重心位置偏離了支承軸1081B的狀態(tài)下連結(jié)有平衡配重1081C。在平衡配重1081C，在與Z方向正交的方向上設(shè)有連結(jié)軸1081D，該連結(jié)軸1081D的頂端連結(jié)于觸針1056的凸緣部1094。

由此，在針對(duì)一個(gè)探頭主體1052更換了觸針1056時(shí)，必然能夠使用與該觸針1056的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重1081C。因此，能夠利用模塊外殼1080直接接受觸針1056的質(zhì)量的增減的量。即，能夠防止由于觸針1056的不同而可能產(chǎn)生的移動(dòng)構(gòu)件1062的Z方向上的初始位置的變動(dòng)。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，與第7實(shí)施方式相比，能夠縮小移動(dòng)構(gòu)件1062的可動(dòng)范圍，從而能夠?qū)崿F(xiàn)直動(dòng)模塊1054的進(jìn)一步的小型化。同時(shí)，由于能夠縮小檢測(cè)范圍，因此能夠以更高的分辨率檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件1062的位移量。

另外，在本實(shí)施方式中，還在模塊外殼1080的外側(cè)側(cè)面設(shè)有凸部1080B。即，延伸部1058A的內(nèi)側(cè)側(cè)面1058AA與模塊外殼1080的凸部1080B之間的距離以限制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1092的位移而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體1090的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，探頭主體1052包括主體外殼1058和模塊外殼1080，該主體外殼1058和模塊外殼1080成為用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體1090的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件。

同時(shí)，在本實(shí)施方式中，在模塊外殼1080的內(nèi)側(cè)側(cè)面設(shè)有凹部1080A。在移動(dòng)構(gòu)件1062固定有棒狀的抑制構(gòu)件1063，抑制構(gòu)件1063以非接觸的方式配置于凹部1080A的內(nèi)側(cè)。即，凹部1080A的上端部1080AA與抑制構(gòu)件1063的上端部1063A之間的距離以及凹部1080A的下端部1080AB與抑制構(gòu)件1063的下端部1063B之間的距離以限制移動(dòng)構(gòu)件1062的位移而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1064、1065的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，直動(dòng)模塊1054包括模塊外殼1080和抑制構(gòu)件1063，該模塊外殼1080和抑制構(gòu)件1063成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1064、1065的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。

此外，在上述實(shí)施方式中，在軸向O上依次配置有一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體和第2隔膜結(jié)構(gòu)體，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖14的(A)所示的第13實(shí)施方式那樣。在第13實(shí)施方式中，主要是僅一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體與第2隔膜結(jié)構(gòu)體之間的配置狀態(tài)與上述實(shí)施方式不同，因此主要是除一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體與第2隔膜結(jié)構(gòu)體之間的配置的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第13實(shí)施方式中，如圖14的(A)所示，在軸向O上，在一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115之間配置有第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140。而且，構(gòu)成為，在探頭主體1102內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134支承旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(軸外殼構(gòu)件)1136，并且移動(dòng)構(gòu)件1112直接支承觸針1106。

如圖14的(A)所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136是被支承于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140的構(gòu)件，且除支承部1136AA以外的部分形成為在軸向O上相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140對(duì)稱(chēng)的大致沙漏形狀。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136由兩個(gè)環(huán)部1136A、兩個(gè)連接部1136B、兩個(gè)圓筒部1136C以及兩個(gè)接合部1136D一體地形成。環(huán)部1136A呈環(huán)狀，在環(huán)部1136A分別固定有第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115的外周部。連接部1136B分別朝向環(huán)部1136A的徑向內(nèi)側(cè)延伸，并與第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115相對(duì)。圓筒部1136C的軸心分別形成為中空，并與連接部1136B一體地設(shè)置。兩個(gè)接合部1136D形成為以互相夾著第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140 的方式連結(jié)的形狀。即，在軸向O上，一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115是配置于相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140對(duì)稱(chēng)的距離的結(jié)構(gòu)(不必設(shè)為完全對(duì)稱(chēng)的距離，容許存在設(shè)計(jì)上·制造上的誤差等)。也就是說(shuō)，能夠使由于一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115而可能產(chǎn)生的移動(dòng)構(gòu)件1112的旋轉(zhuǎn)中心與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134的旋轉(zhuǎn)中心RC重合。支承部1136AA自環(huán)部1136A的局部向軸向O外側(cè)延伸，并支承著位移檢測(cè)器1126。

此外，如圖14的(A)所示，附圖標(biāo)記Lh表示被旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136支承的第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115之間的距離。另外，附圖標(biāo)記Lw表示用于固定第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115的環(huán)部1136A的內(nèi)周面直徑。在本實(shí)施方式中，距離Lh被設(shè)為大于直徑Lw的2倍(Lh>2×Lw)。因此，在移動(dòng)構(gòu)件1112的由于第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115而產(chǎn)生的位移量中，能夠使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136的中心軸線上的移動(dòng)分量的比例大于相對(duì)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136的中心軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)分量的比例。即，在本實(shí)施方式中，能夠提高移動(dòng)構(gòu)件1112的朝向一個(gè)方向的位移精度(確保高直進(jìn)精度)(不限于此，距離Lh也可以是直徑Lw的2倍以下)。此外，這樣的關(guān)系能夠應(yīng)用于所有的實(shí)施方式中。

此外，如圖14的(A)所示，環(huán)部1136A的外側(cè)側(cè)面與主體外殼(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)1108的內(nèi)側(cè)側(cè)面之間的距離以限制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136的傾斜(位移)而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，探頭主體1102包括主體外殼1108和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136，該主體外殼1108和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136成為用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件。

如圖14的(A)所示，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110被支承于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136的徑向內(nèi)側(cè)。也就是說(shuō)，利用旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136與軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110構(gòu)成了直動(dòng)模塊1104。

如圖14的(A)所示，軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110的移動(dòng)構(gòu)件1112構(gòu)成為，自Z方向的下方朝向上方去，連結(jié)部1112A、桿部1112B、構(gòu)件配置部1112C以及平衡構(gòu)件1138形成為一體。平衡構(gòu)件1138具備與特定的觸針1106的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的質(zhì)量。也就是說(shuō)，構(gòu)成為，利用平衡構(gòu)件1138，在特定的觸針1106借助移動(dòng)構(gòu) 件1112支承于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136時(shí)，使被第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140支承的構(gòu)件的重心與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134的旋轉(zhuǎn)中心RC重合。此外，在本實(shí)施方式中，特定的觸針1106被設(shè)為假定本實(shí)施方式的測(cè)量探頭1100最經(jīng)常安裝的觸針。

如圖14的(A)所示，在平衡構(gòu)件1138的上端部設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件1116(基準(zhǔn)構(gòu)件1116與姿態(tài)檢測(cè)器1122的組合與第7實(shí)施方式相同，因此省略說(shuō)明)。構(gòu)件配置部1112C形成于平衡構(gòu)件1138的下方，且在其側(cè)面配置有基準(zhǔn)構(gòu)件1124。桿部1112B形成于構(gòu)件配置部1112C的下方，并成為進(jìn)入到一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115之間的結(jié)構(gòu)。而且，桿部1112B成為收納于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136的形態(tài)。連結(jié)部1112A形成于桿部1112B的下方。在連結(jié)部1112A的下端安裝有凸緣構(gòu)件1142。

如圖14的(A)所示，主體外殼1108的開(kāi)口部1108A的開(kāi)口徑被設(shè)為小于凸緣構(gòu)件1142的外徑。而且，凸緣構(gòu)件1142的上端部1142C與開(kāi)口部1108A的下端部1108AB之間的距離被設(shè)為限制凸緣構(gòu)件1142的朝向Z方向的上側(cè)的位移而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)。即，可以說(shuō)，探頭主體1102包括主體外殼1108和凸緣構(gòu)件1142，該主體外殼1108和凸緣構(gòu)件1142成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。

此外，如圖14的(A)所示，配置于支承部1136AA的位移檢測(cè)器1126與配置于構(gòu)件配置部1112C的基準(zhǔn)構(gòu)件1124相對(duì)，并檢測(cè)來(lái)自基準(zhǔn)構(gòu)件1124的反射光。反射來(lái)自光源(未圖示)的光的反射率不同的增量圖案以恒定間隔沿軸向O設(shè)于基準(zhǔn)構(gòu)件1124的靠位移檢測(cè)器1126側(cè)的表面。利用該基準(zhǔn)構(gòu)件1124、位移檢測(cè)器1126以及光源構(gòu)成了用于輸出兩相正弦波信號(hào)的光電式增量型線性編碼器(也可以是光電式絕對(duì)型線性編碼器)。

在本實(shí)施方式中，在軸向O上，在一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115之間配置有第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140。因此，在軸向O上，盡管軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134串聯(lián)連接，但是與將軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134的軸向O上的長(zhǎng)度單純相加的情況相比，能夠使利用軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)1134構(gòu)成的懸架機(jī)構(gòu)的軸向O上的長(zhǎng)度變短。此外，不限于此，第1隔膜結(jié)構(gòu)體也可以不構(gòu)成1對(duì)，而僅是多個(gè)。

而且，在本實(shí)施方式中構(gòu)成為，在特定的觸針1106被支承于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136時(shí)，被第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140支承的構(gòu)件的重心與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134的旋轉(zhuǎn)中心RC重合。因此，例如，即使將測(cè)量探頭1100橫置，也能夠防止觸針1106的中心軸線自軸向O傾斜。即，即使產(chǎn)生測(cè)量探頭1100本身的傾斜等姿態(tài)變化，由于不對(duì)觸針1106(移動(dòng)構(gòu)件1112)的直進(jìn)精度造成影響，因此也能夠防止測(cè)量精度產(chǎn)生變化。

并且，在本實(shí)施方式中，一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115配置于相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1140對(duì)稱(chēng)的距離(也就是說(shuō)，旋轉(zhuǎn)中心RC與一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115之間的中間位置重合)。因此，能夠均衡地構(gòu)成懸架機(jī)構(gòu)，并且能夠防止懸架機(jī)構(gòu)的意外的變形，從而能夠謀求測(cè)量探頭1100的高精度化。同時(shí)，例如，即使處于觸針1106的中心軸線相對(duì)于軸向O傾斜了的狀態(tài)，由于不對(duì)觸針1106(移動(dòng)構(gòu)件1112)的直進(jìn)精度造成影響，因此也能夠防止測(cè)量精度產(chǎn)生變化。此外，不限于此，一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體也可以不配置于相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體對(duì)稱(chēng)的距離。另外，第1隔膜結(jié)構(gòu)體也可以不是兩個(gè)，而設(shè)為4、6、…這樣的偶數(shù)，且第1隔膜結(jié)構(gòu)體分別配置于相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體互為對(duì)稱(chēng)的位置。另外，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為通過(guò)使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1134支承(用于支承軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110的)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1136，從而使移動(dòng)構(gòu)件1112直接支承觸針1106。因此，與軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承(用于支承旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的)移動(dòng)構(gòu)件的情況相比，能夠降低利用移動(dòng)構(gòu)件1112支承的構(gòu)件的質(zhì)量，從而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1114、1115的恢復(fù)力的最佳化變得容易。結(jié)果，能夠以高靈敏度檢測(cè)由于軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110而產(chǎn)生的、觸針1106的軸向O上的位移。同時(shí)，能夠提高軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1110的響應(yīng)性。即，在本實(shí)施方式中，能夠?qū)崿F(xiàn)軸向O上的長(zhǎng)度的縮短與輕量化，并且能夠降低形狀誤差并提高測(cè)量精度。

此外，圖14的(B)表示作為本實(shí)施方式的變形的第14實(shí)施方式。此處，使用第7實(shí)施方式的差動(dòng)變壓器來(lái)檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件1162的位移。具體地說(shuō)，設(shè) 于移動(dòng)構(gòu)件1162的基準(zhǔn)構(gòu)件1174是用于產(chǎn)生渦電流的圓筒形狀的金屬構(gòu)件。而且，位移檢測(cè)器1176呈圓筒形狀，以接近基準(zhǔn)構(gòu)件1174的方式與基準(zhǔn)構(gòu)件1174相對(duì)。位移檢測(cè)器1176包括以高頻振蕩的勵(lì)磁線圈和以從兩側(cè)夾著該勵(lì)磁線圈的方式配置的1組差動(dòng)耦合的接收線圈。此外，支承部1186AA呈圓筒形狀，并將位移檢測(cè)器1176支承在其徑向內(nèi)側(cè)。其它的要素與第13實(shí)施方式相同，因此省略說(shuō)明。

此外，在第13、第14實(shí)施方式中，構(gòu)成為通過(guò)使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承(用于支承軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，從而使移動(dòng)構(gòu)件直接支承觸針，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖15所示的第15實(shí)施方式那樣。在第15實(shí)施方式中，主要是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的支承關(guān)系與第13實(shí)施方式不同，并且是與第3實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，因此除與第3、第13實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第15實(shí)施方式中，如圖15所示，構(gòu)成為通過(guò)使軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1210支承(用于支承旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1234的)移動(dòng)構(gòu)件(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)1212，從而使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP直接支承觸針1206。即，主體外殼(軸外殼構(gòu)件)1208支承軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1210。因此，位移檢測(cè)器1228被支承在主體外殼1208的內(nèi)側(cè)側(cè)面。而且，移動(dòng)構(gòu)件1212形成為在軸向O上相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1240對(duì)稱(chēng)的圓筒形狀。

具體地說(shuō)，如圖15所示，移動(dòng)構(gòu)件1212的兩個(gè)圓筒部1212C和兩個(gè)接合部1212D一體地形成。在兩個(gè)圓筒部1212C的外側(cè)端部附近分別固定有第1隔膜結(jié)構(gòu)體1214、1215的中心部。兩個(gè)接合部1212D的內(nèi)徑分別被設(shè)為大于圓筒部1212C的中空部1212B的內(nèi)徑。而且，兩個(gè)接合部1212D形成為以?shī)A著第2隔膜結(jié)構(gòu)體1240的方式連結(jié)的形態(tài)。即，在本實(shí)施方式中，在軸向O上，一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1214、1215也是配置于相對(duì)于第2隔膜結(jié)構(gòu)體1240對(duì)稱(chēng)的距離的結(jié)構(gòu)。此外，基準(zhǔn)構(gòu)件1226借助標(biāo)尺托座1224以與位移檢測(cè)器1228相對(duì)的方式設(shè)于移動(dòng)構(gòu)件1212的上端部1212A。

如圖15所示，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1234被支承于移動(dòng)構(gòu)件1212的徑向內(nèi)側(cè)。也就是說(shuō)，利用移動(dòng)構(gòu)件1212與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1234構(gòu)成了旋轉(zhuǎn)模塊1204。此外， 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP包括上部構(gòu)件1236、平衡構(gòu)件1238以及凸緣構(gòu)件1242。而且，平衡構(gòu)件1238的上端部自移動(dòng)構(gòu)件1212的上端部1212A突出，且在平衡構(gòu)件1238的上端部設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件1216。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的與觸針相反的一側(cè)的端部設(shè)有基準(zhǔn)構(gòu)件1216。

在本實(shí)施方式中，與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況相比，能夠降低利用旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP支承的構(gòu)件的質(zhì)量，從而能夠以高靈敏度檢測(cè)由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1234而產(chǎn)生的、觸針1206的朝向XY方向的位移。

另外，在本實(shí)施方式中，如圖15所示，主體外殼1208的開(kāi)口部1208A的開(kāi)口徑被設(shè)為小于凸緣構(gòu)件1242的外徑。而且，凸緣構(gòu)件1242的上端部1242C與開(kāi)口部1208A的下端部1208AB之間的距離被設(shè)定為限制凸緣構(gòu)件1242的朝向Z方向的上側(cè)的位移而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1214、1215的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)。即，可以說(shuō)，探頭主體1202包括主體外殼1208和凸緣構(gòu)件1242，該主體外殼1208和凸緣構(gòu)件1242成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1214、1215的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。

此外，在第15實(shí)施方式中，位移檢測(cè)器1228構(gòu)成了光電式增量型線性編碼器，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖16的(A)、圖16的(B)所示的第16實(shí)施方式那樣。在第16實(shí)施方式中，與第15實(shí)施方式的位移檢測(cè)器周邊的結(jié)構(gòu)不同，使用了第4實(shí)施方式中所示出的干涉光學(xué)系統(tǒng)IF。因此，除與第4、第15實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第16實(shí)施方式中，如圖16的(A)、圖16的(B)所示，在主體外殼1258的內(nèi)側(cè)上表面的中心軸線O上配置有姿態(tài)檢測(cè)器1272。因此，在圖16的(B)所示的沿X方向偏離了中心軸線O的位置設(shè)有位移檢測(cè)器1276的光路和構(gòu)成干涉光學(xué)系統(tǒng)IF的基準(zhǔn)構(gòu)件1274、參照鏡1275、分束器1277以及光源1278。利用該結(jié)構(gòu)，與第4實(shí)施方式相樣，能夠提高XYZ方向上的測(cè)量精度。此外，在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)行與觸針1256之間的定位，在凸緣構(gòu)件1292未設(shè)置輥而是設(shè)置了V槽。

此外，也可以與第13實(shí)施方式不同，例如是如圖17的(A)所示的第17實(shí)施方式那樣。在第17實(shí)施方式中，與第13實(shí)施方式相比，主要是僅使用了增設(shè)有第12實(shí)施方式中所示出的平衡機(jī)構(gòu)的觸針，因此基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第17實(shí)施方式中，在針對(duì)一個(gè)探頭主體1302更換了觸針1306時(shí)，也必然能夠使用與該觸針1306的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重1331C。因此，能夠利用旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(軸外殼構(gòu)件)1336直接接受觸針1306的質(zhì)量的增減的量。即，能夠防止由于觸針1306的不同而可能產(chǎn)生的、移動(dòng)構(gòu)件1312的Z方向上的初始位置的變動(dòng)。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，與第13實(shí)施方式相比，能夠縮小移動(dòng)構(gòu)件1312的可動(dòng)范圍，從而能夠?qū)崿F(xiàn)直動(dòng)模塊1304的進(jìn)一步的小型化。同時(shí)，由于能夠縮小檢測(cè)范圍，因此能夠以更高的分辨率檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件1312的位移量。

此外，圖17的(B)表示作為本實(shí)施方式的變形的第18實(shí)施方式。此處，與第12實(shí)施方式同樣地，平衡構(gòu)件1388以能夠進(jìn)行位置調(diào)整的方式被支承部1387支承。在第18實(shí)施方式中，與第17實(shí)施方式相比，主要是僅增設(shè)了第12實(shí)施方式中所示出的平衡構(gòu)件，因此基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。此外，位移檢測(cè)器如第13、第14實(shí)施方式那樣被支承。

此外，平衡機(jī)構(gòu)也能夠應(yīng)用于第15實(shí)施方式中所示出的測(cè)量探頭1200。例如，也可以是如圖18所示的第19實(shí)施方式那樣。在第19實(shí)施方式中，由于僅是在第15實(shí)施方式中增設(shè)了與第17實(shí)施方式不同的平衡機(jī)構(gòu)，因此除與第15實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第19實(shí)施方式中，如圖18所示，探頭主體1402包括平衡機(jī)構(gòu)1431和與觸針1406的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重1431CD。與第12實(shí)施方式不同，三個(gè)平衡機(jī)構(gòu)1431構(gòu)成為與觸針1406分離，且被支承于主體外殼(軸外殼構(gòu)件)1408，并且取得觸針1406與平衡配重1431CD之間在Z方向上的平衡。具體地說(shuō)，平衡機(jī)構(gòu)1431包括支承構(gòu)件1431A、支承軸1431B、連結(jié)部1431CA、永磁體 1431CB以及連結(jié)軸1431D。支承構(gòu)件1431A在主體外殼1408的下端部的周向上以每隔120度的方式配置。支承軸1431B固定于支承構(gòu)件1431A，且支承著連結(jié)部1431CA。在連結(jié)部1431CA的相對(duì)于支承軸1431B而言的中心軸線O側(cè)端部，在與Z方向正交的方向上設(shè)有連結(jié)軸1431D。另一方面，在移動(dòng)構(gòu)件1412的下端部設(shè)有連接部1412E，且在連接部1412E連結(jié)有連結(jié)軸1431D的頂端。在連結(jié)部1431CA的相對(duì)于支承軸1431B而言的與連結(jié)軸相反的一側(cè)的端部配置有永磁體1431CB。

如圖18所示，平衡配重1431CD呈圓環(huán)形狀(也可以以與平衡機(jī)構(gòu)1431的數(shù)量對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行分割)，在其上表面設(shè)有能夠吸附于永磁體1431CB的磁性構(gòu)件(也可以是磁鐵)1431CC。此外，平衡配重1431CD的內(nèi)徑被設(shè)為大于凸緣構(gòu)件1442的外徑并大于凸緣部1444的外徑。因此，在連結(jié)了觸針1406之后也能夠裝卸平衡配重1431CD。

由此，在針對(duì)一個(gè)探頭主體1402更換了觸針1406時(shí)，通過(guò)使與該觸針1406的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的平衡配重1431CD自由地安裝于平衡機(jī)構(gòu)1431，能夠利用主體外殼1408直接接受觸針1406的質(zhì)量的增減的量。即，能夠防止由于觸針1406的不同而可能產(chǎn)生的移動(dòng)構(gòu)件1412的Z方向上的初始位置的變動(dòng)。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，與第15實(shí)施方式相比，能夠縮小移動(dòng)構(gòu)件1412的可動(dòng)范圍，從而能夠?qū)崿F(xiàn)探頭主體1402的進(jìn)一步的小型化。同時(shí)，由于能夠縮小檢測(cè)范圍，因此能夠以更高的分辨率檢測(cè)移動(dòng)構(gòu)件1412的位移量。

此外，在第15實(shí)施方式中，開(kāi)口部1208A的下端部1208AB與凸緣構(gòu)件1242的上端部1242C之間的距離以限制移動(dòng)構(gòu)件1212的位移而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1214、1215的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)的方式設(shè)定。即，可以說(shuō)，探頭主體1202包括主體外殼1208和凸緣構(gòu)件1242，該主體外殼1208和凸緣構(gòu)件1242成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1214、1215的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。相對(duì)于此，例如，也可以是如圖19的(A)所示的第20實(shí)施方式那樣。在第20實(shí)施方式中，主要是僅主體外殼與移動(dòng)構(gòu)件之間的關(guān)系以及旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與移動(dòng)構(gòu)件之間的關(guān)系與第15實(shí)施方式不同，因此 主要是除主體外殼與移動(dòng)構(gòu)件之間的關(guān)系以及旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與移動(dòng)構(gòu)件之間的關(guān)系以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

在第20實(shí)施方式中，如圖19的(A)所示，以與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的連結(jié)部1486A的上端部相對(duì)的方式，在移動(dòng)構(gòu)件(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)1462的下端部設(shè)有環(huán)部1462C。即，環(huán)部1462C可以說(shuō)是以與移動(dòng)構(gòu)件1462形成為一體的方式配置的第2壁構(gòu)件。而且，在環(huán)部1462C(的下端部)與連結(jié)部1486A(的上端部)之間的間隙的至少局部填充有潤(rùn)滑油等第2粘性材料SV。由此，至少第2粘性材料SV能夠?qū)πD(zhuǎn)構(gòu)件RP的相對(duì)于環(huán)部1462C的位移進(jìn)行阻尼，并降低伴隨著測(cè)量探頭1450的移動(dòng)而產(chǎn)生的、沿XY方向的振動(dòng)等，從而能夠防止伴隨著測(cè)量探頭1450的高靈敏度化而引起的噪聲的增強(qiáng)。

另外，同時(shí)，如圖19的(A)所示，以與移動(dòng)構(gòu)件1462的外側(cè)側(cè)面相對(duì)的方式，在主體外殼(軸外殼構(gòu)件)1458設(shè)有內(nèi)壁部1458B。即，內(nèi)壁部1458B可以說(shuō)是以與主體外殼1458形成為一體、并與移動(dòng)構(gòu)件1462相對(duì)的方式配置的第1壁構(gòu)件。而且，在內(nèi)壁部1458B(的內(nèi)側(cè)側(cè)面)與移動(dòng)構(gòu)件1462(的外側(cè)側(cè)面)之間的間隙的至少局部填充有潤(rùn)滑油等第1粘性材料FV。由此，至少第1粘性材料FV能夠?qū)σ苿?dòng)構(gòu)件1462的相對(duì)于內(nèi)壁部1458B的位移進(jìn)行阻尼，并降低隨著測(cè)量探頭1450的移動(dòng)所產(chǎn)生的、沿Z方向的振動(dòng)等，從而能夠防止伴隨著測(cè)量探頭1450的高靈敏度化而引起的噪聲的增強(qiáng)。

而且，在本實(shí)施方式中，由于相互獨(dú)立地具有Z方向上的阻尼構(gòu)造和XY方向上的阻尼構(gòu)造，因此也能夠相互獨(dú)立地改變第1粘性材料FV、第2粘性材料SV。因此，由于能夠在Z方向上和XY方向上相互獨(dú)立地使阻尼特性最佳化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量探頭1450的進(jìn)一步的高靈敏度化。

此外，如圖19的(A)所示，在主體外殼1458設(shè)有用于收納凸緣構(gòu)件1492、并抑制凸緣構(gòu)件1492的過(guò)度的位移的凹部1458C。另外，在Z方向上，在移動(dòng)構(gòu)件1462的接合部1462D的附近設(shè)有內(nèi)壁部1458B。因此，內(nèi)壁部1458B的上端部1458BA與移動(dòng)構(gòu)件1462的接合部1462D的下端部1462DA之間的距離以及凹部1458C的上端部1458CA與凸緣構(gòu)件1492的上端部1492B之間的距離被 設(shè)定為限制移動(dòng)構(gòu)件1462的位移而使一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1464、1465的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)。即，可以說(shuō)，探頭主體1452包括主體外殼1458、移動(dòng)構(gòu)件1462以及凸緣構(gòu)件1492，該主體外殼1458、移動(dòng)構(gòu)件1462以及凸緣構(gòu)件1492成為用于將一對(duì)第1隔膜結(jié)構(gòu)體1464、1465的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第1限制構(gòu)件。

另外，如圖19的(A)所示，凹部1458C的側(cè)面1458CB與凸緣構(gòu)件1492的側(cè)面1492A之間的距離被設(shè)定為限制旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP的位移而使第2隔膜結(jié)構(gòu)體1490的變形量處于彈性變形的范圍內(nèi)。即，可以說(shuō)，探頭主體1452包括主體外殼1458和凸緣構(gòu)件1492，該主體外殼1458和凸緣構(gòu)件1492成為用于將第2隔膜結(jié)構(gòu)體1490的變形量限制在彈性變形的范圍內(nèi)的第2限制構(gòu)件。

此外，圖19的(B)表示作為本實(shí)施方式的第1粘性材料FV、第2粘性材料SV的變形的第21實(shí)施方式。此處，與第13實(shí)施方式等相同地，構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)支承作為軸外殼構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，并且移動(dòng)構(gòu)件直接支承觸針。在第21實(shí)施方式中，由于主要是僅用于貯存第1粘性材料FV、第2粘性材料SV的結(jié)構(gòu)與第13實(shí)施方式等不同，因此除與第1粘性材料FV、第2粘性材料SV關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)以外的構(gòu)件基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。此外，位移檢測(cè)器如第13實(shí)施方式等那樣被支承。另外，如圖19的(B)所示，觸針1506不使用運(yùn)動(dòng)接頭而直接地被凸緣部1544固定于移動(dòng)構(gòu)件1512。

在第21實(shí)施方式中，如圖19的(B)所示，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(軸外殼構(gòu)件)1536的圓筒部1536C的內(nèi)側(cè)側(cè)面以與移動(dòng)構(gòu)件1512的外側(cè)側(cè)面相對(duì)的方式配置。即，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1536可以說(shuō)是以與移動(dòng)構(gòu)件1512相對(duì)的方式配置的第1壁構(gòu)件。而且，在圓筒部1536C(的內(nèi)側(cè)側(cè)面)與移動(dòng)構(gòu)件1512(的外側(cè)側(cè)面)之間的間隙填充有潤(rùn)滑油等第1粘性材料FV。由此，至少第1粘性材料FV能夠?qū)σ苿?dòng)構(gòu)件1512的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件1536的位移進(jìn)行阻尼，并降低伴隨著測(cè)量探頭1500的移動(dòng)而產(chǎn)生的、沿Z方向的振動(dòng)等，從而能夠防止伴隨著測(cè)量探頭1500的高靈敏度化而引起的噪聲的增強(qiáng)。

另外，同時(shí)，如圖19的(B)所示，粘性材料貯存器1531以從兩側(cè)覆蓋第2隔膜結(jié)構(gòu)體1540的方式設(shè)置。粘性材料貯存器1531使相對(duì)部1531A與擴(kuò)張部1531B一體而成的構(gòu)件相對(duì)，并固定于主體外殼(旋轉(zhuǎn)外殼構(gòu)件)1508。相對(duì)部1531A是與第2隔膜結(jié)構(gòu)體1540相對(duì)的部分。擴(kuò)張部1531B是以非接觸的方式覆蓋移動(dòng)構(gòu)件1512的接合部1536D的部分，具備圓筒部1536C能夠貫穿的開(kāi)口部1531C。即，粘性材料貯存器1531可以說(shuō)是以與主體外殼1508形成為一體的方式配置的第2壁構(gòu)件。而且，在粘性材料貯存器1531(的內(nèi)側(cè)側(cè)面)與第2隔膜結(jié)構(gòu)體1540之間的間隙填充有潤(rùn)滑油等第2粘性材料SV。由此，至少第2粘性材料SV能夠?qū)Φ?隔膜結(jié)構(gòu)體1540的相對(duì)于粘性材料貯存器1531的位移進(jìn)行阻尼，并降低伴隨著測(cè)量探頭1500的移動(dòng)而產(chǎn)生的、沿XY方向的振動(dòng)等，從而能夠防止伴隨著測(cè)量探頭1500的高靈敏度化而引起的噪聲的增強(qiáng)。

此外，在本實(shí)施方式中，由于相互獨(dú)立地具有Z方向上的阻尼構(gòu)造和XY方向上的阻尼構(gòu)造，因此也能夠相互獨(dú)立地改變第1粘性材料FV、第2粘性材料SV。因此，由于能夠在Z方向上和XY方向上相互獨(dú)立地使阻尼特性最佳化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量探頭1500的進(jìn)一步的高靈敏度化。

此外，在第13實(shí)施方式～第21實(shí)施方式中，姿態(tài)檢測(cè)器被內(nèi)置于探頭主體，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以是如圖20所示的第22實(shí)施方式那樣。第22實(shí)施方式正是第13、第14實(shí)施方式的探頭主體形成為在軸向O上能夠在分束器與基準(zhǔn)構(gòu)件之間分離的形態(tài)。也就是說(shuō)，主要是姿態(tài)檢測(cè)器的位置與第13、第14實(shí)施方式不同，該分離了的結(jié)構(gòu)中的前級(jí)模塊的結(jié)構(gòu)與第10實(shí)施方式大致相同。因此，基本上僅改變了附圖標(biāo)記的前2位數(shù)字，對(duì)此省略說(shuō)明。

如圖20所示，在第22實(shí)施方式中，是軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1560、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1584以及位移檢測(cè)器1576內(nèi)置于探頭主體1552、并且姿態(tài)檢測(cè)器1572等內(nèi)置于前級(jí)模塊1551的形態(tài)。因此，較容易改變探頭主體1552，并且，也較容易改變前級(jí)模塊1551。也就是說(shuō)，能夠相互獨(dú)立地對(duì)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1560、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)1584以及位移檢測(cè)器1576所組成的單元和姿態(tài)檢測(cè)器1572做出性能改變、相互獨(dú)立地對(duì)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1560、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1584以及位移檢測(cè)器1576所組成的單元和姿態(tài)檢測(cè)器1572進(jìn)行更換，從而能夠降低其成本。另外，由于能夠自探頭主體1552分離姿態(tài)檢測(cè)器1572，因此能夠?qū)崿F(xiàn)探頭主體1552的小型化和低成本化。此外，在本實(shí)施方式中，移動(dòng)構(gòu)件1562直接支承觸針1556，但也可以如第20實(shí)施方式那樣在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件RP直接支承觸針時(shí)設(shè)置前級(jí)模塊。

此外，在第13～第22實(shí)施方式中，基本上構(gòu)成為包含觸針的被第2隔膜結(jié)構(gòu)體支承的構(gòu)件的重心位置與旋轉(zhuǎn)中心RC重合，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以構(gòu)成為特意將包含觸針的被第2隔膜結(jié)構(gòu)體支承的構(gòu)件的重心位置置于比旋轉(zhuǎn)中心RC靠觸針側(cè)的位置。此時(shí)，能夠使置于相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心RC而言與觸針相反的一側(cè)的位置的被第2隔膜結(jié)構(gòu)體支承的構(gòu)件的質(zhì)量·體積最小。因此，能夠提高測(cè)量探頭的固有頻率，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高于第13～第22實(shí)施方式的測(cè)量探頭的頻率的頻率具有靈敏度的測(cè)量探頭(能夠進(jìn)行高速響應(yīng)動(dòng)作等)。

此外，在上述實(shí)施方式中，測(cè)量探頭被作為仿形探頭來(lái)使用，但本發(fā)明不限定于此，例如，也可以作為接觸式探頭來(lái)使用。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠廣泛地應(yīng)用于為了測(cè)量被測(cè)物體的三維形狀而使用的測(cè)量探頭。

對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)上述實(shí)施方式的說(shuō)明僅僅是說(shuō)明性的，僅用于說(shuō)明本發(fā)明的原則。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的主旨和保護(hù)范圍的情況下能夠可以得到各種改變。

本申請(qǐng)引用了2015年年3月5日提出申請(qǐng)的包含說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求書(shū)的日本特愿2015-043035的整個(gè)公開(kāi)內(nèi)容作為參考。