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专利名称：形状测定装置用探测器以及形状测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以高精度、低测定力测定任意的三维形状的形状测定装置用探测器以及形状测定装置。详细地、本发明涉及为了应对微细化和高精度化进展的产业界的需求而 能够以更高精度、低测定力测定任意形状，能够以亚微米以下的高精度、ImN以下的低测定 力，响应性良好、快速且可靠性良好地测定孔的内表面和孔径、外侧面的形状和外径、非球 面透镜的形状、透镜面相对于外径的倾斜度和偏心，微细表面形状等的形状测定装置用探 测器以及形状测定装置。
背景技术：
作为能够以ImN以下的低测定力对测定物的外侧面、内侧面以及孔径等扫描测定 的以往的三维形状测定装置以及形状测定装置用探测器具有专利文献1所记载的方案。图 8以及图9中表示专利文献1所记载的以往的三维形状测定用探测器。在图8以及图9所示的探测器101中，以嵌入形成于固定在圆筒形的安装部2上 的载置台41的上表面的圆锥形的槽41a中的支点部件42的尖端为中心，支点部件42、安装 有支点部件42的摆动部3以及安装于摆动部3上的测头121在X方向、Y方向任一方向上 都能够摆动。固定在摆动部3上的可动侧磁铁51和固定在安装于安装部件2上的固定侧保持 部件133上的固定侧磁铁52相互对置配置。可动侧磁铁51与固定侧磁铁52固定在关于 可动侧磁铁51与固定侧磁铁52的各对而吸引力相互作用的方向上。通过该吸引力使摆动 部3朝下受力，所以支点部件42的尖端靠压连接在载置台41的圆锥槽41a的中心，由此能 够防止摆动部3的位置偏离等。另外，摆动部3由可动侧磁铁51与固定侧磁铁52之间的 吸引力施力，而使在前端设有测头121的臂122构成沿竖直方向延伸的中立位置。将可动侧磁铁51与固定侧磁铁52任一个置换成非磁铁的磁性体，由于在两者之 间也作用吸引力，所以也能够施力摆动部3，以使在前端设有测头121的臂122构成沿竖直 方向延伸的中立位置。在构成测定对象的测定物60的被测定面61的形状测定时，将测头121以规定的 按压力靠压在被测定面61上。即，在形状测定时，在测头121对测定物60施加微小测定力 的状态下，测头121与测定物60相接。由于该测定力的反作用力作用于测头121，所以摆动 部3以支点部件42的尖端为中心倾斜。具有该探测器101的形状测定装置进行控制，以使测头121前端的微小测定力恒 定、即摆动部3的倾斜角度恒定，并且使探测器101沿着被测定面61移动扫描，根据利用 激光测长器和基准平面反射镜检测到的探测器101与基准面的位置关系，测定并运算被测 定面61的表面形状。作为检测与测定物60接触的测头121的位置的方法，将来自形状测 定装置的测定用激光211由固定于摆动部3的中心部上的反射镜123反射并感光，从而检 测摆动部3的竖直方向的坐标信息和倾斜角度，使用这些进行运算，从而求取测头121的位 置。因此，在具有该形状测定装置用的探测器101的形状测定装置中，能够以极高精度测定其切线方向与竖直方向具有从O度到最大30度之间的交叉角度的被测定面61。专利文献1 国际公开号W02007/135857但是，能够由专利文献1公开的结构测定的被测定面61如前所述，被限定在该被测定面61中切线方向与竖直方向的交叉角度具有从0度到最大约30度之间的角度的面。 具体地，例如当要测定水平面、即该面上切线与竖直方向的交叉角度为90度的面时，在测 头121的前端作用竖直方向朝上的力，所以摆动部3不能以支点部件42的尖端为支点摆动 (在摆动部3不产生倾斜)，所以不能检测到测头121的位置，从而无法进行形状测定。

发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不仅在被测定面具有大致竖直 方向的形状时，而且在具有接近水平面的形状时，也能够以高精度且低测定力测定的探测器。本发明为了达成上述目的，如以下构成。本发明第一方式提供一种形状测定装置用探测器，其具有安装部，其安装于形状 测定装置；直动部，其被支承成相对于所述安装部仅能够沿竖直方向直动；摆动部，其具有 在前端设有与测定物的被测定面接触的测头的臂；连结机构，其具有设于所述摆动部的支 点部和设于所述直动部并载置所述支点部的载置部，且使所述摆动部能够以所述支点部为 支点摆动地与所述直动部连结；第一施力机构，其具有固定于所述摆动部的摆动侧部件和 固定于所述直动部并相对于所述摆动侧部件沿竖直方向隔开间隔对置的非摆动侧部件，所 述摆动侧部件和所述非摆动侧部件以产生磁吸引力的方式构成，且通过该磁吸引力对所述 摆动部施力，以使所述臂朝向竖直方向；第二施力机构，其具有固定于所述直动部的可动侧 部件和固定于所述安装部并相对于所述可动侧部件沿竖直方向隔开间隔对置的固定侧部 件，所述可动侧部件和所述固定侧部件以产生磁力的方式构成，且通过该磁力在竖直方向 朝上对所述直动部施力，以使该直动部相对于所述安装部沿竖直方向被非接触被保持。关于被测定面接近水平面的情况的第一方式的形状装置测定用探测器的动作进 行说明。与被测定面接触的测头从测定物受到的测定力的反作用力能够在水平方向和竖 直方向朝上分解。相对于水平方向的力，摆动部由连结机构相对直动部以支点为中心摆动。另外，通 过第一施力机构的摆动侧部件和非摆动侧部件之间的磁力，使臂朝向竖直方向的作用力作 用于摆动部，通过该作用力在摆动部上作用要保持姿态的恢复力。通过该恢复力，产生测头 按压测定物的微小的力、即微小的测定力。相对于竖直方向朝上的力，在具有支点部的摆动部上作用竖直朝上的力，该力具 有使支点部要从载置部脱离的作用。但是，通过第二施力机构的可动侧部件和固定侧部件 的磁力，直动部被向竖直方向朝上施力。并且，通过该作用力、直动部的自重、经由支点部作 用于直动部的摆动部的自重和传递给摆动部的反作用力的竖直方向分量的平衡来使直动 部在竖直方向朝上移动。即，通过这些力的平衡使载置部在竖直方向朝上移动。其结果，能 够防止支点部从载置部脱离。优选地、所述连结机构的所述载置部在上部具有圆锥槽，所述连结机构的所述支点部由从所述摆动部在竖直方向朝下突出的针状的突起构成，以所述圆锥槽的最深部与所述支点部件的尖端接触的接触部为摆动中心，所述测定面接触部能够摆动地被连结。连结机构通过圆锥槽和尖端构成摆动部的支点，从而能够防止支点的位置偏离。 另外，摆动侧部件和非摆动侧部件设置成在嵌入圆锥槽的尖端不脱离的方向、即支点部与 载置部相互靠压的方向上施加力，所以两者不会受重力和磁力的影响而偏离。所述摆动侧部件及所述非摆动侧部件均由永磁铁构成，且以异极相互对置的方式 配置。作为代替方案，所述摆动侧部件及所述非摆动侧部件中的一个由永磁铁构成，另 一个由磁性体构成。所述可动侧部件位于所述固定侧部件的上方，所述可动侧部件及所述固定侧部件 以产生磁排斥力的方式配置成异极相互对置。作为代替方案，所述可动侧部件位于所述固定侧部件的下方，所述可动侧部件及 所述固定侧部件以产生磁吸引力的方式配置成同极相互对置。优选地、所述安装部具有将所述直动部由非接触的空气轴承结构仅沿竖直方向可 动地支承的轴承部。优选地、具有产生抵抗所述直动部围绕自身的轴线而沿水平方向旋转的磁路的磁 路部。所述摆动部具有用于反射测定用激光的反射镜。本发明第二实施方式提供一种形状测定装置，其具有用于反射测定用激光的反 射镜的形状测定装置用探测器；竖直方向移动部，其安装有所述形状测定用探测器；焦点 检测部，其根据所述测定用激光的由所述反射镜反射的反射光，来检测所述形状测定装置 用探测器相对于所述竖直方向移动部的竖直方向的相对移动量；测定点信息决定部，其根 据所述测定用激光的由所述反射镜反射的反射光，来检测所述形状测定装置用探测器的摆 动部相对于竖直方向的倾斜角度，求出作为所述测头向所述被测定面的接触位置、即测定 点的位置信息。支点部位于相对于直动部固定的位置，支点位置也仅能够沿竖直方向移动。若能 够根据安装于摆动部的反射镜的反射光知道竖直方向的位置信息，则关于支点位置也容易 得到信息，能够以高精度执行测定点信息决定部中的运算。若不知道支点的位置、即摆动部 的旋转中心的位置，则无论如何以高精度求取摆动部的倾斜角度，仅是倾斜角度的信息，不 知道以何处为中心使摆动部旋转，则结局在运算测定点的位置信息时会产生误差。所述测定点信息决定部也能够形成这样的结构，即具有检测所述倾斜角度的倾 斜角度检测部；将从该倾斜角度检测部得到的角度信号转换为测头相对于所述形状测定装 置用探测器上所设有的安装部的变位量的测头位置运算部；使用所述测定用激光求取所述 测定点相对于所述安装部的相对位置坐标值的位置坐标运算部；在所述相对位置坐标值上 加上所述测头的变位量而求取所述测定点的位置信息的加法运算部。另外，还可以进一步设置沿着所述被测定面在二维或三维移动的工作台和控制装 置，该控制装置根据从所述焦点部检测出的测定面接触部相对于安装部在竖直方向上的相 对移动量或者从所述倾斜角度检测部检测出的倾斜角度控制该工作台，使接触被测定面时 的垂直反作用力，即测定力为规定值。
根据本发明的形状测定装置用探测器以及形状测定装置，含有在前端设有测头的臂的摆动部不仅能够以支承部为支点摆动，也能够与经由连结机构连结的直动部一起在竖 直方向移动。因此，不限于被测定面的倾斜角度，即、不仅是被测定面具有大致竖直方向的 形状时，即使是接近水平面的情况，也能够以高精度且低测定力测定任意形状的测定面。


图1是本发明的实施方式1中的形状测定用探测器的立体图、由XZ平面进行截面 时的立体图。图2是本发明的实施方式1中的形状测定用探测器的立体图、由YZ平面进行截面 时的立体图。图3是关于本发明的实施方式1中的形状测定用探测器的磁铁的配置的说明图。图4是表示本发明的实施方式1中的形状测定用探测器与测定物相接和不相接时 的差异的图。图5是表示图1所示的具有探测器的形状测定装置的一例的图。图6是表示图1所示的具有探测器的形状测定装置的其他例的图。图7是表示图6所示的形状测定装置所具有的测定点信息决定部、焦点检测部的 结构的图。图8是以往的专利文献1所公开的以往的形状测定装置所具有的探测器的图。图9是以往的专利文献1所公开的以往的形状测定装置所具有的探测器的图。附图标记说明101形状测定装置用探测器2安装部3摆动部3a上侧部3b，3c 连结部3d下侧部3e中间部4连结机构6直动部6a 主体6b磁铁保持部8a、8b 磁轭16轴承部20可动侧磁性体20a 孔29a、29b 磁铁41载置台41a 槽42支点部件
51摆动侧磁铁52固定侧磁铁60测定物61被测定面71可动侧磁铁72固定侧磁铁95磁性体环121 测头122 臂123反射镜131 主体131a激光用开口131b摆动用开口I3Ic 支承部136磁路部137安装部件137a、137b 激光用开口201形状测定装置210激光发光部211测定用激光220测定点信息决定部221光学系统222倾斜角度检测部222a倾斜角度检测用激光振荡部222b 感光部222c倾斜角度检测用激光223测头位置运算部224位置坐标测定部224a X坐标测定部224b Y坐标测定部224c Z坐标测定部225加法运算部226焦点检测部226a焦点检测用激光振荡部226b焦点信号检测部226c焦点用激光282激光测长部283聚光透镜
290形状测定装置
291工作台292石底板(石定盤)292 XY-工作台293 Z-工作台2911 X-工作台2912 Y-工作台2921 支柱
具体实施例方式以下参照附图详细说明本发明实施方式的形状测定装置用探测器和具有该形状 测定装置用探测器的形状测定装置。另外，在各图中，对于相同结构部分使用相同附图标 记。另外，后述的安装部2、摆动部3以及直动部6等只要不做特别提及，即使是一体结构， 也能够由多个部件甚至零件构成。形状测定装置是能够以纳米级别的高精度测定透镜形状、机构零件的孔、外形等 任意形状的装置。作为测定对象例如关于透镜，不仅能够测定透镜面形状，透镜侧面的正 圆度、以透镜侧面为基准的透镜面的倾斜度、以偏心等表示的位置偏离等，其它也能够测定 要求极高精度的电动机的轴承、喷墨打印机的喷嘴以及汽车发动机的燃料喷射嘴等的孔形 状、形成于流体轴承上的收容润滑剂的槽部的形状，以及形状测定装置所具有的微型气动 滑板的内径、圆筒度等。另外，半导体电路图案的沟槽部分也包含在测定对象中。首先，关于形状测定装置用探测器进行说明。图1以及图2是本发明的实施方式 所涉及的形状测定装置中使用的形状测定用探测器的立体图。图1以及图2所示的形状测 定装置用探测器(以下，单称作探测器)101具有安装部2、摆动部3、连结机构4以及直动 部6。摆动部3 (测定面接触部)具有在下端具有作为与构成测定对象的测定物60的被测 定面61接触的部分的测头121的臂122。本实施方式的探测器101的特征在于在能够使 摆动部3(臂122)向任意的水平方向、即无论X、Y方向任一方向上都能够倾斜的结构的基 础上，还具有仅能够使摆动部3(臂122)沿竖直方向平移移动的结构。具体地，相对于安装 部2仅在竖直方向能够平移移动地保持直动部6，相对于该可动部件6通过连结机构4能够 在任意的水平方向倾斜地连结摆动部3。安装部2固定或能够拆装地安装于形状测定装置201上。本实施方式中的安装部 2为块部件。摆动部3摆动且直动部6沿竖直方向可动，相对于此，安装部2为固定的部件。 安装部2在中央部具有用于能够使从形状测定装置201照射的测定用激光211通过的贯通 的激光用开口 137a、137b、131a，其整体构成圆筒形。安装部2具有两端开口的圆筒形的主 体131和固定在该主体131的上端侧上且同样两端开口的圆筒状的安装部件137。安装部2的安装部件137相对于形状测定装置201固定、或者相对于形状测定装 置201通过嵌入而能够拆装地安装。在安装部件137的上端与下端形成有上述激光用开口 137a、137b。安装部2的主体131在上端的中央部形成有激光用开口 131a，在下端形成有用于形成容许摆动部3的摆动的空间的摆动开口 131b。在安装部2的主体131的内部收纳有摆动部3的上端侧(包括后述的载置台41的部分)、连结机构4以及直动部6的上端侧。另一方面，摆动部3的下端侧(包括后述的中 间部3e和下侧部3d)以及直动部6的下端侧(包括后述的磁铁保持部6b)从安装部2的 主体131的下端的摆动开口 131b朝下突出。在主体131的下端的摆动开口 131b的内壁连结有在水平方向上延伸的细宽梁状 的支承部131c的两端。在支承部131c的长边方向的中央设置有将直动部6在竖直方向可 动地支承的轴承部16。另外，在支承部131c的长边方向的两端的上表面侧安装有一对固定 侧磁铁72。这些固定侧磁铁72与直动部6所具有的可动侧磁铁71 (后面详述)在竖直方 向上隔开间隔地对置。连结机构4是在相对于照射在反射镜123上的测定用激光211的光轴21 Ia交叉的 任一方向上都能够摆动地、将摆动部3支承在直动部6上的机构。另外，在本实施方式中， 测定用激光211的光轴211a与作为竖直方向的Z轴方向一致。在本实施方式中，连结机构4通过固定在直动部6的上端上的载置台(载置部)41 和安装于摆动部3上的支点部件(支点部)42构成。在载置台41的上表面形成有圆锥形 的槽41a，在该槽41a中嵌入有作为针状的突起的支点部件42的尖端。载置台41与支点部 件42以支点部件42的尖端接触圆锥形的槽41a的最下点的方式构成。通过该结构，摆动部 3以支点部件42的尖端和圆锥形的槽41a的最深部接触的接触部分为摆动中心甚至支点， 在水平方向的任一方向(X方向、Y方向的任一方向)上都能摆动地、相对于载置台41 (直 动部6)连结。摆动部3具有与测定物60的被测定面61接触的测头121和反射在安装部2通过 的测定用激光211的反射镜123，对应吻合被测定面61的形状的测头121的变位而相对于 直动部6摆动。摆动部3具有收容在安装部2的主体131内的上侧部3a ；从该上侧部3a 的两端朝下延伸的一对连结部3b、3c ；位于安装部2的下方并且在两端连结有连结部3b，3c 的下端的下侧部3d，其整体呈现矩形框状。另外，在摆动部3中，在安装部2的下方、即下侧 部3d的上方具有中间部3e。该中间安装部3e的两端也与连结部3b，3c连结。在摆动部3的上侧部3a的下表面(摆动部3的内侧上壁)以朝下突出的姿势设 置有针状的支点部件42。该支点部件42如前所述构成连结机构4的一部分。上侧部3a隔 开间隔地配置在同样构成连结机构4的一部分的直动部6的载置台41的上方，支点部件42 嵌入载置台41的槽41a中。另一方面，在上侧部3a的中心部的上表面固定有用于反射前 述的测定用激光211的反射镜123。在摆动部3的下侧部3d固定有作为棒状部件的臂122的上端侧，在朝下延伸的臂122的下端设置有测头121。在本实施方式中，测头121具有例如约0. 3mm 约2mm的直 径的球状体，臂122作为一例，直径为0. 7mm，从臂122向下侧部3d固定的固定部位到测头 121的中心的长度为约10mm。这些值根据被测定面61的形状适当变更。另外，摆动部3优 选以当将支点部件42嵌入槽41a中而与载置台41连结时，臂122朝向竖直方向、摆动部3 的重心位于支点部件42的尖端的竖直方向下侧的方式构成。在摆动部3的中间部3e上保持有多个(本实施方式中为四个)摆动侧磁铁51。 这些摆动侧磁铁51以等角度间隔同心圆状配置。摆动侧磁铁51与直动部6所具有的非摆 动侧磁铁52在上下方向对置。另外，在中间部3e的中央部上形成有关于上下方向的贯通 孔3f，在该贯通孔3f中插通有直动部6。为了容许摆动部3的摆动，贯通孔3f的孔径设定为比直动部6的外径充分地大。摆动部3的具体结构只要是由支点能够摆动地配置在载置台41上的结构即可，不 限于本实施方式的结构。直动部6具有作为在上下方向延伸的笔直的棒状或筒状的主体6a、位于安装部2 的主体131内且固定在主体6a的上端侧的载置台41 ；位于安装部2的主体131的下方外 侧且固定在下端侧的磁铁保持部6b。直动部6的主体6a以仅沿竖直方向能够直动的方式支承在设于安装部2上的轴 承部16上。图示虽然省略，但轴承部16上设有空气流入孔和空气排出孔。通过从空气流 入孔供给并从空气排出孔排出的空气，直动部6的主体6a相对于轴承部16由非接触的空 气轴承结构支承。通过该空气轴承结构，防止直动部6的横向(水平方向)的倾斜，但直动 部6会向竖直方向顺畅地升降。固定在直动部6的主体6a的上端的载置台41构成在X轴方向上延伸的长方体形 状，在上表面的中心形成有让支点部件42的尖端嵌入的槽41a。另外，在本实施方式中，在 X轴方向延伸的载置台41的两端附近固定有一对可动侧磁铁71。固定在这些载置台41上 的可动侧磁铁71相对于固定在前述的安装部2的支承部131c (位于载置台41的下侧)上 的固定侧磁铁72在作为竖直方向的Z轴方向上隔开间隔地对置。在本实施方式中，直动部6 (载置台41)的可动侧磁铁71和安装部3 (支承部131c) 的固定侧磁铁72固定在排斥力相互作用的方向上。即，可动侧磁铁71与固定侧磁铁72以 同极对置的姿态固定。通过作用于可动侧磁铁71与固定侧磁铁72之间的排斥力，相对于 直动部6作用竖直方向朝上的作用力。通过该磁铁71、72的排斥力对直动部6的作用力、 直动部6的自重以及经由连结机构4而作用于直动部6的力(任一个都为竖直方向朝下) 的平衡来使直动部6在上下方向移动。只要相对于直动部6作用竖直方向朝上的作用力，直动部6的可动侧磁铁71与安 装部3的固定侧磁铁72的上下配置、作用于磁铁71、72间的磁力(排斥力或吸引力)不限 于本实施方式的结构。例如，可以与本实施方式调换上下配置，将直动部6的可动侧磁铁71 配置在安装部件3的固定侧磁铁72的下侧，并且在磁铁71、72间作用吸引力，由此对直动 部6作用竖直方向朝上的作用力。另外，又可以以由排斥力与吸引力的双方的力，对直动部 6作用竖直朝上的作用力的方式配置直动部6的可动侧磁铁71与安装部3的固定侧磁铁 1。在固定于直动部6的主体6a的下端侧的磁铁保持部6b上固定有多个(本实施方 式中四个)非摆动侧磁铁52。这些非摆动侧磁铁52以等角度间隔同心圆状配置。参照图3，直动部6的磁铁保持部6b位于摆动部3的中间部3e的下侧。另外，固定在磁铁保持部6b上的四个非摆动侧磁铁52和固定在摆动部3的中间部3e上的前述的 四个摆动侧磁铁51分别在作为竖直方向的Z轴方向上隔开间隔地对置。另外，摆动侧磁铁51与非摆动侧磁铁52固定在各自的摆动侧磁铁51与非摆动侧 磁铁52 —对之间吸引力相互作用的方向上。即，非摆动侧磁铁51和摆动侧磁铁52以异极 对置的姿态固定。通过作用于摆动侧磁铁51和非摆动侧磁铁52之间作用的吸引力，在保 持摆动侧磁铁51的摆动部3上作用作为竖直方向的Z轴方向朝下的作用力，另一方面，在 保持非摆动侧磁铁51的直动部6上作用作为竖直方向的Z轴方向朝上的作用力。因此，通过摆动侧磁铁51和非摆动侧磁铁52间的吸引力，在安装于摆动部3上的支点部件42和安 装于直动部6上的载置台42 (配置在支点部件42的下方)之间在彼此靠压的方向上作用 力。因此，即使在安装于摆动部3上的支点部件42作用竖直方向朝上的力，支点部件42的 尖端不会从形成于载置台41上的槽41a脱离而维持被嵌入的状态。由此，能够防止重力和 磁力的影响导致支点部件42的偏离。参照图3，在本实施方式中，关于摆动侧磁铁51以及非摆动侧磁铁52的各磁铁以 相邻的磁铁的极性的朝向相反的方式配置。首先，关于摆动侧磁铁51，下侧为N极(上侧为 S极)的姿态的磁铁与下侧为S (上侧为N极)的姿态的磁铁交替配置。另外，关于非摆动 侧磁铁52，将下侧为N极(上侧为S极)的姿态的磁铁与下侧为S (上侧为N极)的姿态 的磁铁交替配置。并且，如前所述，使下侧为N极的姿态的摆动侧磁铁51和上侧为S极的 姿态的非摆动侧磁铁52对置，下侧为S极的姿态的摆动侧磁铁51和上侧为N极的姿态的 非摆动侧磁铁52对置，以使摆动侧磁铁51和非摆动侧磁铁52之间作用吸引力。当摆动部 3要以作为支点的支承部件42的尖端为中心在水平方向上旋转，则相互作用排斥力的摆动 侧磁铁51和非摆动侧磁铁52彼此对置，该排斥力和在旋转开始前对置的摆动侧磁铁51和 非摆动侧磁铁52之间作用的吸引力起到作为对抗支点部件42的旋转的阻力甚至恢复力的 功能。像这样关于摆动侧磁铁51以及非摆动侧磁铁52的各磁铁，通过交替配置磁极的关 系，能够防止摆动部3以支轴部件42的尖端为中心在水平方向上旋转。其中，关于摆动侧 磁铁51以及非摆动侧磁铁52的任一个，都能够采用使极性的朝向全部相同的配置。直动部6相对于安装部2关于竖直方向由可动侧磁铁71和固定侧磁铁72的排斥 力以非接触方式被保持，关于水平方向由轴承部16构成的空气轴承以非接触方式被保持。 并且，如前所述，包含反射激光211的反射镜123和具有测头121的臂122的摆动部3由连 结机构4相对于直动部6能够摆动地连结。即，作为对测定物60的被测定面61进行扫描 的部分的直动部6、连结机构4以及摆动部3相对于安装部2在非接触的状态下被保持。像 这样、扫描测定物60的被测定面61的部分相对于安装部2非接触，所以难以受到针对形状测定装置产生的振动等的影响，能够以极高精度进行测定。在本实施方式的探测器101中，在安装部2内设有磁路部136。磁路部136具有两 个磁铁29a、29b、连接两个磁铁的磁性体环95、两个磁轭8a、8b以及可动侧磁性体20。在安装部2的主体131的内周壁上固定有磁性体环95。磁铁29a、29b以薄板状 将上端固定在磁性体环95，且沿竖直方向朝下延伸。在各磁铁29a、29b的下端侧上固定有 磁轭8a、8b。磁铁29a、29b和磁轭8a，8b从Z轴方向观察，则相对于测定用激光211的光 轴211a(与安装部2的中心轴一致)对称配置。可动侧磁性体20为在水平方向延伸的细 长棒状，固定在安装于直动部6上的载置台41的上表面。可动侧磁性体20的两端分别相 对于磁铁29a、29b隔开间隙地在水平方向上对置。在可动侧磁性体20的长度方向中央部 形成有厚度方向的贯通的孔20a。通过该孔20a使支承部件42嵌入载置台41的槽41a中。 由于孔20a的孔径设定为比支承部件42的外径充分大，所以即使因摆动部3的摆动而使支 点部件42倾斜，也不会干涉可动侧磁性体20。本实施方式中的磁路部136 (可动侧磁性体 20)从Z轴方向观察，则在相对于向X轴方向延伸的载置台41交叉的方向上延伸，载置台 41和磁路部136配置成从Z轴方向观察时构成十字形。磁路部136形成从一侧的磁铁29a经由磁轭8a、可动侧磁性体20、磁轭Sb、磁铁29b以及磁性体环95而返回磁铁29a的磁路。通过该磁路，防止直动部6和摆动部3 (通过 连结机构4与直动部6连结)一起在水平方向上旋转(所谓随从旋转)。详细地，直动部 6和摆动部3若要在水平方向上旋转，则由磁路部136形成的磁路作用，以使可动侧磁性体 20要返回原来的旋转位置，由此防止随从旋转。另外，可动侧磁性体20由磁性体构成以能 够形成磁路，安装可动侧磁性体20的载置台41优选由非磁性体构成以不受到磁气的影响。 也能够形成不设置磁路136的结构。本实施方式的探测器101如以下所示动作。首先，关于图4中的非测定时，即、测头121不与测定物60相接的状态进行说明。 通过摆动侧磁铁51和非摆动侧磁铁52的吸引力，在摆动部3上作用竖直方向朝下的作用 力。通过该作用力使支点部件42的尖端维持与作为载置台41的槽41a的中心的最深部相 接的状态，防止摆动部3相对于可动部6的位置偏离等。另外，通过摆动侧磁铁51和非摆 动侧磁铁52的吸引力，使臂122要维持沿竖直方向延伸的中立位置上的恢复力作用于摆动 部3上。具体地，在摆动部3摆动而其中心轴倾斜的情况下，摆动侧磁铁51和非摆动侧磁 铁52的距离远离，通过磁铁的性质，在使一对磁铁相互接近的方向上作用恢复力，其结果， 摆动部3整体也在返回倾斜的方向上作用恢复力。另外，如前所述，关于摆动侧磁铁51以 及非摆动侧磁铁52的各磁铁，由于以使相邻的磁铁的极性的朝向相反的方式配置，摆动部 3以支点(支点部件42的尖端)为中心在水平方向上旋转的情况下，也在返回旋转的方向 上作用恢复力。由此，在非测定时、即测头121不与测定物60相接的状态下的摆动部3以 臂122的延伸方向与竖直方向一致的方式施力以及保持姿态。另一方面，非测定时的直动部6的竖直方向的位置保持在可动侧磁铁71和固定侧 磁铁72的排斥力作用下的竖直方向朝上的力、直动部6的自重与经由连结机构4作用的摆 动部3的自重的和、即竖直方向朝下的力均衡的位置上。接着，关于图4中的测定时进行说明。如在后面详述地，测定物60的被测定面61 的形状测定通过将安装于摆动部3上的测头121以规定的按压力靠压在被测定面61上而 进行。该按压力通过从使测头121与被测定面61接触的状态开始，使安装部2稍向测定物 60侧移动而得到，在测头121上从被测定面61作用与按压力对应的反作用力(阻力)。通 过该反作用力的水平方向分量，摆动部3以支点(支承部件42的尖端)为中心倾斜。另外， 反作用力的竖直方向分量相对于摆动部3在竖直方向朝上作用。以该反作用力的竖直方向 分量(竖直方向朝上)的量、从测头121相对于测定物61非接触的平衡状态下的位置，与 摆动部3 —起地、直动部6相对于安装部3在可动侧磁铁71和固定侧磁铁72的排斥力减 弱的方向即竖直方向朝上(Z轴方向朝上)变位。总之，由作用于测头121的反作用力的竖 直方向分量，与摆动部3 —起地、直动部6相对于测定物61在竖直方向朝上变位，并且直动 部6和摆动部3的竖直方向的位置移动到直动部6的自重、摆动部3的自重、经由测头121 而作用于摆动部3上的反作用力(竖直方向分量)以及可动侧磁铁71和固定侧磁铁72的 排斥力均衡的位置上。因此，支点部件42的尖端维持在靠压在槽41a的中心上的状态下，不产生支点部件42相对于载置台41的位置偏离。像这样、通过从被测定面61作用于测头 121的反作用力的竖直分量，也不产生支点部件42相对于载置台41的位置偏离，不仅在被 测定面61具有大致竖直方向的形状时，即使在具有接近水平面的形状时，也以高精度追踪 由测头121扫描的被测定面61的形状，而使摆动部3进行倾斜或竖直方向朝上的移动。
在本实施方式中的探测器101中，相对于作用于测头121上的竖直方向以及水平 方向的力的变位量大致相同地构成。具体地，即使在测头121上沿竖直方向以及水平方向 的任一方向上作用0. 3mN( 30mgf)的力的情况下，在测头121上产生大约10 μ m的变位 量。其中，探测器101在竖直方向和水平方向上也可以不具有大致相同的刚性。接着，关于具有本实施方式的探测器101的形状测定装置进行说明。一般地，使用探测器的使用的形状测定装置使探测器与测定物接触，控制探测器 的移动，以使接触力大致恒定，从而使探测器沿着测定物的被测定面移动，利用激光测长器 和基准平面反射镜，根据探测器与基准面的位置关系，测定并运算被测定面的表面形状。作为这样的形状测定装置，主要是具有例如约400mm方的大小的较大型的测定 物的测定用，如图5所示，具有将测定物60固定在石底板292上，另一方面使探测器通过 XY-工作台295沿X轴方向以及Y轴方向移动，通过Z-工作台293沿Z轴方向移动的类型， 艮口、具有使探测器101在X轴、Y轴以及Z轴的全方向上移动的类型的形状测定装置290。 另外，主要是例如具有约200mm方以下的大小的中型以及小型的测定物的测定用，如图6所 示，具有使载置测定物60的工作台291在X轴以及Y轴方向上移动，另一方面仅使探测器 101由Z-工作台293在Z轴方向上移动的类型的形状测定装置。在图5以及图6中对相同 的要素使用相同的附图标记。本实施方式的测定装置用探测器101也能够适用于图5以及 图6的任一种类型的形状测定装置。以下，关于图6的形状测定装置290适用本实施方式的探测器101的情况进行说明。图6所示的形状测定装置290具有设置在石底板292上的工作台291。该工作台 291具有平面状且能够在相互正交的X轴以及Y轴方向上可动的X-工作台2911以及Y-工 作台2912。测定物60被载置于工作台291上，相对于探测器101在X轴方向以及Y轴方向 上相对移动。使探测器101在Z轴方向上可动的Z-工作桌293相对于立设在石底板292 上的支柱2921在Z轴方向上可动地安装。X-工作台2911、Y-工作台2912以及Z-工作桌 293由驱动部281驱动，驱动部281由控制装置280控制。另外，形状测定装置290具有激光发光部210。该激光发生部210产生用于求取被测定面61上的测头121所接触的点(测定点61a)的位置信息的测定用激光211 (例如振 荡频率稳定化He-Ne激光)。另外，形状测定装置290具有测定点信息决定部220。参照图7，测定点信息决定部 220具有使用由激光发生部210发生的激光211而得到被测定面61的测定点61a的位置 信息的光学系统221 ；基于来自X轴、Y轴、Z轴方向的各基准面的激光与来自测定点61a的 激光(由摆动部3的反射镜123反射的激光)的干涉来进行测长的公知的激光测长部282。 激光测长部282具有倾斜角度检测部222、测头位置运算部223、位置坐标测定部224以及 加法运算部225。激光测长部282与光学系统221光电耦合，实际上具有求取测定点61a的 位置信息的功能。由激光发生部210发生的测定用激光211为了求出被测定面61的测定点61a的三 维坐标位置，由光学系统221分光成X、Y、Z坐标用的三束激光。将测定用激光211分光成 的三束激光中的一束照射在与探测器101 —起在X轴方向上移动的反射镜和固定在石底板 292上的X轴基准面(都未图示)上，这些反射光被向位置坐标测定部224的X轴坐标测定部224a引导。另外，将测定用激光211分光成的三束激光中的另一束照射在与探测器101 一起在Y轴方向上移动的反射镜和固定在石底板292上的Y轴基准面(都未图示)上，这 些反射光被向位置坐标测定部224的Y轴坐标测定部224b引导。另外，将测定用激光211 分光成的三束激光中的剩余一束经由聚光透镜283照射在摆动部3的反射镜123上，并且 照射在固定于石底板292上的Z轴基准面(未图示)上，这些反射光被向位置坐标测定部 224的Z轴坐标测定部224c引导。位置坐标测定部224的X轴坐标测定部224a和Y坐标测定部224b，根据来自与探 测器101 —起发生位置以及姿态变化的反射镜123的反射光和来自X坐标基准面、Y坐标基 准面的反射光的干涉信号，运算探测器101的X坐标和Y坐标。另外，位置坐标测定部224 的Z轴坐标测定部224c，根据来自摆动部3的反射镜123的反射光和来自Z坐标基准面的 反射光的干涉信号，运算探测器101的Z坐标。S卩，位置坐标测定部224以X轴、Y轴以及Z 轴基准面作为基准，测定探测器101的移动量的长度。利用这种激光干涉的测长原理以及 为此的具体结构是公知的，例如日本特开平1-170243号公报和特开平10-170243号公报所 记载。倾斜角度检测部222通过在安装于摆动部3上的反射镜123照射激光，来检测因 在测定物60的被测定面61接触测头121而摆动部3倾斜的量。倾斜角度检测部222固定 在安装有探测器101的Z-工作桌293，与Z工作桌293 —起在竖直方向(Z轴方向)移动。 本实施方式中，作为倾斜角度检测用的激光，与从激光发生部210起振的测定用激光211不 同地，另外使用从倾斜角度检测用激光振荡部222a起振的倾斜角度检测用激光222c。由摆 动部件3的反射镜123反射回来的倾斜角度检测用激光222c由感光部222b感光，由此检 测摆动部件3的倾斜角度。如前所述，由位置坐标测定部224测定的X、Y以及Z坐标以设于各自轴上的反射 镜为基准测定各轴的移动量的长度。特别是，在Z轴的侧长的情况下，测定设于探测器101 的摆动部3上的反射镜123的Z轴方向的位置变化的长度。但是，实际上测头121与测定 物60的被测定面61相接的部位与反射镜123的相对位置关系不固定。即、安装有反射镜 123的摆动部件3构成以支承部件42的尖端(支点)为中心倾斜的机构。因此，由位置坐 标测定部224测定的X、Y以及Z坐标需要修正摆动部件3倾斜的量。进行该修正的是测头 位置运算部223。在测头位置运算部223中，根据由上述的倾斜角度检测部222检测出的倾 斜，来决定修正测头121的尖端位置的量(ΔΧ、ΔΥ、ΔΖ)。摆动部3的支点部件42位于相对于直动部6的载置台41固定的位置上，支点位置(支点部件42的尖端)也仅在竖直方向移动。因此，若通过反射镜123的反射光得到竖 直方向的位置信息，关于支点位置也能够容易得到信息，能够以高精度执行测头位置坐标 运算部223的运算。假设不知道支点的位置即摆动部3的旋转中心的位置，则无论再怎么 以高精度求取摆动部3的倾斜角度，仅是倾斜角度的信息，不知道以何处为中心使摆动部3 旋转，结局是，在运算测头的位置信息时会产生误差。在加法运算部225中，执行在由位置坐标测定部224测长出的X、Y、Z的各坐标值 (Χ、Υ、Ζ)上加上由测头位置运算部223运算出的测头121的尖端位置的修正值(ΔΧ、ΔΥ、 ΔΖ)的运算，运算出测定点61a的三维坐标位置(Χ+ΔΧ、Υ+ΔΥ、Ζ+ΔΖ)。在具有探测器101的形状测定装置290中，关于Z轴方向(竖直方向)构成具有两个可动部分、即探测器101整体在Z轴方向可动的Z-工作桌293和在探测器101内可动 的直动部6的结构。作为检测这些Z轴方向的两个移动量中安装有反射镜123的摆动部3 与直动部6 —起相对于探测器101整体、Z工作桌293在竖直方向(Z轴方向)上相对移动 的量的结构，设置有焦点检测部226。与前述的倾斜角度检测部222同样地，焦点检测部226 固定在安装有探测器101的Z-工作桌293上，与Z工作桌293 —起在竖直方向(Z轴方向) 移动。焦点检测部226包括焦点检测用激光振荡部226a ；感光从焦点检测用激光振荡 部226a起振后，由安装于摆动部3上的反射镜123反射而返回的焦点用激光226c的焦点信 号检测部226b。焦点检测用激光振荡部226a和焦点信号检测部226b配置在同一位置上。 例如，能够通过作为焦点检测用激光振荡部226a的半导体激光、作为焦点信号检测部226b 的感光元件的一体化元件构成焦点检测部226。在这种情况下，根据一体化元件的感光元件 上的聚光位置的偏离，检测安装有反射镜123的摆动部3和直动部6相对于探测器101整 体和Z工作桌293的移动量。即，通过焦点检测部226，把握安装有反射镜123的摆动部件 3和直动部6相对于探测器101整体和Z工作桌293在Z轴方向上的相对位置关系。换言 之，通过焦点检测部226得到摆动部件3和直动部6相对于探测器101整体和Z工作桌293 在竖直方向朝上的移动量。通过焦点检测部226检测出的摆动部件3和直动部6相对于探测器101整体和Z工作桌293在竖直方向的相对位置关系(摆动部件3和直动部6相对于探测器101整体和 Z工作桌293在竖直方向朝上的移动量)主要用于两个用途。第一、检测到的竖直方向的相 对位置关系在控制部280的焦点控制(从焦点检测部226以及倾斜角度检测部222到反射 镜123的距离控制)中使用。第二，根据检测到的竖直方向的相对位置关系可知从被测定 面61作用于测头121的反作用力的竖直方向分量。以下，关于该方面进行说明。当将测头 121相对于测定物60的被测定面61以规定的按压力靠压时，在测头121上作用来自被测定 面61的反作用力。并且，以与该反作用力的竖直分量对应的移动量，摆动部件3和直动部6 相对于探测器101整体和Z工作桌293在竖直朝上移动。像这样、作用于测头121上的反 作用力的竖直方向分量和摆动部件3与直动部6相对于探测器101整体和Z工作桌293在 竖直方向朝上的移动量具有直接的相关关系。因此，能够根据焦点检测部226所检测的摆 动部件3和直动部6相对于探测器101整体和Z工作桌293在竖直方向朝上的移动量，运 算作用于测头121上的反作用力的竖直方向分量。另外，通过控制焦点检测部226所检测 出的摆动部件3和直动部6相对于探测器101整体和Z工作桌293在竖直方向朝上的移动 量，能够控制从被测定面61作用于测头121的反作用力的竖直方向分量。在反射镜123上合计照射三束激光、即测定用激光211、倾斜角度检测用激光222c 以及焦点用激光226c。因此，通过改变三束激光的波长、偏光方向、或组合激光分支部227 所具有的用于激光的合流和分支的射镜、棱镜等光学元件，以在三束激光之间不产生相互 干涉。控制装置280控制通过测头121扫描测定物60的被测定面61时探测器101的X、 Y以及ζ轴方向的作动。作为该控制方法存在以下三种模式(1)根据由焦点检测部226检 测出的摆动部件3和直动部6的上下方向的相对移动量进行控制的方法；(2)根据由倾斜 角度检测部222检测出的摆动部3的倾斜角度进行控制的方法；(3)利用由焦点检测部226检测出的摆动部3和直动部6在竖直方向的相对移动量和由倾斜角度检测部222检测出的 摆动部3的倾斜角度的两者进行控制的方法。(1)关于通过由焦点检测部226检测的摆动部件3和直动部6在上下方向的相对 移动量进行控制的方法进行说明。在这种情况下，通过焦点检测部226检测摆动部3和直 动部6相对于安装有探测器101的Z-工作桌293相对移动的量，通过使该量恒定，以控制 并测定Z轴方向的动作(Z-工作桌293的昇降)以使将测头121压入被测定面的Z轴方向 的力即测定力恒定。这时，X以及Y轴方向的扫描根据预先设定的扫描总线等扫描。若利 用X以及Y轴方向的扫描追踪测定物60的Z轴方向的变化而使Z-工作桌293升降，则能 够实现沿着被测定面61将Z轴方向的测定力维持恒定的测定。这时，通过测头位置运算部 223使用由倾斜角度检测部222检测的测头122的倾斜角度，所以能够准确地得到测定点 61a的位置坐标信息。其中，在测定物60的被测定面61与竖直方向平行的面的情况下，相 对于测头121沿竖直方向不施加力，不能够检测摆动部3和直动部6相对于Z-工作桌293 在竖直方向的相对移动量。因此，该控制方法对于透镜面的形状测定等、通过测头121从上 方向测定被测定面61的情况是有效的。(2)关于根据通过倾斜角度检测部222检测的摆动部3的倾斜角度进行控制的方 法进行说明。在这种情况下，通过使由倾斜角度检测部222检测的摆动部3的倾斜角度恒 定，控制并测定X以及Y轴方向的动作(X-工作台2911以及Y-工作台2912的水平移动) 以使将测头122向被测定面61压入的力即测定力恒定。这时，通过固定Z轴方向的扫描总 线或根据预先设定的扫描总线等进行扫描，另一方面关于X以及Y轴方向对被测定面61的 变化进行模拟扫描，从而能够进行例如圆筒面等的测定物60的形状测定。这时，焦点误差 信号在Z轴方向的位置控制中使用。通过倾斜角度检测部222检测的倾斜角度不仅在X以 及Y轴方向的动作的控制中使用，也在测头位置运算部223中使用，所以能够准确地得到测 定点61a的位置坐标信息。(3)关于使用由焦点检测部226检测的摆动部3和直动部6的竖直方向的相对移 动量和由倾斜角度检测部222检测的摆动部3的倾斜角度的两者进行控制的方法进行说 明。这种情况下，以使从被测定头61作用于测头12的反作用力恒定的方式，由在X以及Y 轴方向上预先设定的扫描总线来扫描测头121，并同时控制Z轴方向的动作(Z-工作桌293 的升降)。如以下所示，能够逐次运算从被测定面61作用于测头12的反作用力。通过靠压 在被测定面61上，从而作用于测头121的测定力的反作用力F分解为水平方向的分力Fx 和竖直方向的分力Fz。即，成立以下的式(1)的关系。式1F √Fx2 +Fz2(1)摆动部3的倾斜由水平方向的分力Fx产生，直动部6的竖直方向的移动由竖直方 向的分力Fz产生。另外，摆动部3的倾斜量能够由倾斜角度检测部222检测，直动部6的 移动量能够由焦点检测部226检测。因此，能够根据由倾斜角度检测部222检测的摆动部 3的倾斜角度和由焦点检测部226检测的直动部6的移动量运算分力Fx、Fz。反作用力F 其分力Fx、Fz能够由前述的式(1)运算。另外，能够根据水平方向的分力Fx和竖直方向的分力Fz运算测头121接触被测 定面61的部位(被测定点61a)的倾斜角度。也能够进行根据该被测定面61的倾斜角度切换控制方法等的控制。在本实施方式的探测器101中，安装有反射镜123的摆动部3不仅能够以支承部 件42的尖端为支点进行摆动，也能够与经由连结机构4连结的直动部6 —起在竖直方向移 动。因此，在具有该探测器101的形状测定装置290中，不仅在被测定面61具有大致竖直 方向的形状时，即使在具有接近水平面的形状时，也能够以高精度且低测定力进行测定。产业上的利用可能性本发明适用于以高精度、低测定力扫描测定任意形状的面性状的测定、例如透镜等的侧面的真圆度、以透镜侧面为基准的透镜面的倾斜度、以偏心等表示的位置偏离等的 测定、任意形状的孔的内表面和孔径的测定以及任意形状的外侧面的形状测定等的形状测 定装置、形状测定装置所具有的探测器中。
权利要求
一种形状测定装置用探测器，其具有安装部，其安装于形状测定装置；直动部，其被支承成相对于所述安装部仅能够沿竖直方向直动；摆动部，其具有在前端设有与测定物的被测定面接触的测头的臂；连结机构，其具有设于所述摆动部的支点部和设于所述直动部并载置所述支点部的载置部，且使所述摆动部能够以所述支点部为支点摆动地与所述直动部连结；第一施力机构，其具有固定于所述摆动部的摆动侧部件和固定于所述直动部并相对于所述摆动侧部件沿竖直方向隔开间隔对置的非摆动侧部件，所述摆动侧部件和所述非摆动侧部件以产生磁吸引力的方式构成，且通过所述磁吸引力对所述摆动部施力，以使所述臂朝向竖直方向；第二施力机构，其具有固定于所述直动部的可动侧部件和固定于所述安装部并相对于所述可动侧部件沿竖直方向隔开间隔对置的固定侧部件，所述可动侧部件和所述固定侧部件以产生磁力的方式构成，且通过所述磁力在竖直方向朝上对所述直动部施力，以使该直动部相对于所述安装部沿竖直方向被非接触保持。
2.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中， 所述连结机构的所述载置部在上部具有圆锥槽，所述连结机构的所述支点部由从所述摆动部在竖直方向朝下突出的针状的突起构成， 以所述圆锥槽的最深部与所述支点部件的尖端接触的接触部为摆动中心，所述测定面 接触部能够摆动地被连结。
3.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中，所述摆动侧部件及所述非摆动侧部件均由永磁铁构成，且以异极相互对置的方式配置。
4.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中，所述摆动侧部件及所述非摆动侧部件中的一个由永磁铁构成，另一个由磁性体构成。
5.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中，所述可动侧部件位于所述固定侧部件的上方，所述可动侧部件及所述固定侧部件以产 生磁排斥力的方式异极相互对置而配置。
6.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中，所述可动侧部件位于所述固定侧部件的下方，所述可动侧部件及所述固定侧部件以产 生磁吸引力的方式同极相互对置而配置。
7.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中，所述安装部具有将所述直动部由非接触的空气轴承结构仅沿竖直方向可动地支承的 轴承部。
8.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中，具有磁路部，该磁路部产生抵抗所述直动部围绕自身的轴线而沿水平方向旋转的磁路。
9.如权利要求1所述的形状测定装置用探测器，其中， 所述摆动部具有用于反射测定用激光的反射镜。
10.一种形状测定装置，其具有权利要求9所述的形状测定装置用探测器； 竖直方向移动部，其安装有所述形状测定用探测器；焦点检测部，其根据所述测定用激光的由所述反射镜反射的反射光，来检测所述形状测定装置用探测器相对于所述竖直方向移动部在竖直方向上的相对移动量；测定点信息决定部，其根据所述测定用激光的由所述反射镜反射的反射光，来检测所 述形状测定装置用探测器的摆动部相对于竖直方向的倾斜角度，求出作为所述测头向所述 被测定面的接触位置、即测定点的位置信息。
全文摘要
本发明涉及一种形状测定装置用探测器，直动部(6)仅沿竖直方向能够直动地支承在安装部(2)上。摆动部(3)具有在前端设有与测定物(60)的被测定面(61)接触的测头(121)的臂(112)。连结机构(4)通过将摆动部(3)侧的支承部件(42)的尖端嵌入形成于直动部(6)侧的载置台(41)上的槽(41a)中，从而将摆动部(3)相对于直动部(6)能够摆动地连结。通过摆动侧磁铁(51)与非摆动侧磁铁(52)之间的磁吸引力，使臂(112)朝向竖直方向的作用力作用于摆动部(3)。通过可动侧磁铁(71)与固定侧磁铁(72)之间的磁力，在直动部(3)上作用竖直方向朝上的作用力，从而将直动部(3)相对于安装部(3)沿竖直方向被非接触保持。
文档编号G01B11/00GK101839682SQ20101013635
公开日2010年9月22日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月12日
发明者八田健一郎, 舟桥隆宪 申请人:松下电器产业株式会社