JPH04229167A - マイクロマニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マニピュレータ、特に
、微小な被処理物に処理を施すためのマイクロマニピュ
レータに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、細胞等に微小注射を行ったり
細胞内の電位を測定しようとする場合等には、マイクロ
マニピュレータが用いられる。一般的なマイクロマニピ
ュレータでは、顕微鏡視野下で、微小針や微小ピペット
等の微小器具を操作して、シャーレ等の容器内に入れら
れた細胞等の微小な被処理物に所定の処理を施すように
なっている。

【０００３】この種のマイクロマニピュレータは、顕微
鏡を備えたカメラと、そのカメラで撮影された像を表示
するＣＲＴと、微小器具が取りつけられた駆動装置と、
駆動装置の動作をオペレーターが指令するための操作杆
やつまみとを有している。

【０００４】オペレーターは、カメラによって撮影され
た画像をＣＲＴ上で認識しながら、操作杆やボタンを操
作することにより細胞処理を行う。なお、このようなマ
イクロマニピュレータは、細胞処理に限らず、半導体の
製造過程やフィルム処理の工程等においても使用されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のマイクロマ
ニピュレータでは、オペレーターは、ＣＲＴ上の画像に
よって細胞等の被処理物を認識しながら、手元に配置さ
れたボタンやつまみを操作する必要がある。したがって
、オペレーターは、ボタンやつまみの操作時には、一旦
ＣＲＴから視線をボタンやつまみ等に移行させなければ
ならない。このため、ボタンやつまみの操作中に被処理
物の状態認識を一旦中断させなければならない。また、
オペレーターがボタンやつまみを操作してる間に、被処
理物が視野外に出てしまう場合がある。したがって、前
記従来の構成では、視線の移動に伴う操作性の悪化が、
特に精密な操作を迅速に行うことが要求されるマイクロ
マニピュレータにおいては問題となる。

【０００６】本発明の目的は、操作時における視野の移
動を少なくでき、操作性が向上するマイクロマニピュレ
ータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るマニピュレ
ータは、微小な被処理物に処理を施すためのマイクロマ
ニピュレータである。このマニピュレータは、被処理物
に対し処理を施す微小器具と、微小器具を駆動する駆動
手段と、被処理物を撮影する撮影手段と、駆動手段に対
する指令メニューと撮影手段による撮影結果とを一画面
に表示する表示手段と、表示手段上の指令メニューを指
定することによって駆動手段に指令を行う指令手段とを
備えている。

【０００８】

【作用】本発明に係るマイクロマニピュレータでは、微
小な被処理物が撮影手段により撮影され、その撮影結果
が表示手段により表示される。さらに、表示手段は、撮
影手段による撮影結果の表示画面と同一の画面において
、駆動手段に対する指令メニューを表示する。このため
、オペレータは、被処理物の撮影結果を表示している画
面を見ながら、指令手段を介して駆動手段に指令を行え
る。指令手段を介し指令が行われれば、その指令に応じ
て駆動手段が微小器具を駆動し、その結果被処理物に処
理が施される。

【０００９】この場合には、オペレーターは、被処理物
の撮影結果が表示されている表示手段と同一の画面上に
表示された指令メニューを見て指令が行えるので、操作
時の視野の移動が少なくなり、操作性が向上する。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例としてのマイクロ
マニピュレータの概略図である。図において、マイクロ
マニピュレータは、ベース１上に載置された顕微鏡２と
、顕微鏡２の側方に配置された１対の駆動装置３，４と
、顕微鏡２及び駆動装置３，４とを制御するための制御
装置５とを有している。

【００１１】顕微鏡２は、その中央部に操作台６を有し
ており、操作台６には被処理物が入れられたシャーレ等
の容器７が載置されるようになっている。操作台６の下
方には対物レンズ８が配置されており、対物レンズ８の
下端部にテレビカメラ９が接続されている。操作台６は
、図示しない駆動機構によって水平面方向及び上下方向
に駆動され得る。

【００１２】駆動装置３，４は、ベース１上に載置され
ており、台１０と、台１０上に取りつけられた粗動部１
１と、粗動部１１の上部に取り付けられた微動部１２と
を主として有している。粗動部１１は、図示しないステ
ッピングモータにより、台１０に対して数十μｍ単位の
動きを垂直方向及び水平方向に行い得る。微動部１２は
、電磁方式により、垂直方向及び水平方向に１μｍ単位
の動きを行い得る。微動部１２の顕微鏡２側端部には、
微小器具１３が取り付けられている。微小器具１３は、
その先端部が容器７側に延びている。なお、左微小器具
１３はたとえば捕捉針であり、右微小器具１３はたとえ
ば注入針である。

【００１３】制御装置５は、ＣＲＴ２０と、操作パネル
２１と、制御ユニット２２とを主として有している。

【００１４】制御ユニット２２内には、図２に示すよう
なマイクロコンピュータを含んでいる。このマイクロコ
ンピュータは、ＣＰＵ２３、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２５等
から構成されている。また、このマイクロコンピュータ
には、Ｉ／Ｏポート２６を介して、画像合成回路２７が
接続されている。画像合成回路２７には、テレビカメラ
９の出力端子が接続され、またＣＲＴ２０の入力端子が
接続されている。この結果、顕微鏡２の操作台６に配置
された被処理物の状況が、ＣＲＴ２０上に映像として表
示される。なお、画像合成回路２７は、カメラ９からの
画像情報に、ＣＰＵ２３からの指令に基づく指令メニュ
ー（後述）を合成し得るようになっている。さらに、Ｉ
／Ｏポート２６には左右１対の駆動装置３，４が接続さ
れており、これによって両駆動装置３，４はＣＰＵ２３
からの指令を受け得る。

【００１５】図１の操作パネル２１は、左右１対のジョ
イスティック２７，２８（操作杆）を有している。ジョ
イスティック２７，２８の上端には、プッシュボタン２
９，３０が設けられている。１対のジョイスティック２
７，２８及びプッシュボタン２９，３０は、図２に示す
ようにＩ／Ｏポート２６に接続されている。したがって
、ジョイスティック２７，２８及びプッシュボタン２９
，３０の操作状態が、ＣＰＵ２３に入力され得る。

【００１６】図３は、後述する本実施例の動作状態にお
けるＣＲＴ２０の一表示例を示している。図３において
、ＣＲＴ２０の中央部には、被処理物としての細胞４０
が表示されている。細胞４０は、駆動装置３に取り付け
られた左微小器具１３（捕捉針）によって捕捉された状
態にあり、細胞４０の右方には、駆動装置４の微小器具
１３（注入針）が映し出されている。さらに、ＣＲＴ２
０の上端部及び下端部には、横方向に延びる２列のアイ
コン４１が表示されている。各アイコン４１には、その
指定に伴って発せられる指令に対応する文字または記号
が描かれている。さらに、アイコン４１の列に隣接して
、カーソル４２が表示されている。カーソル４２は、操
作パネル２１の操作（後述）によって、指示する位置が
変化し得る。

【００１７】次に、図４に示す制御フローチャートにし
たがって、上述の実施例の動作を説明する。

【００１８】マイクロマニピュレータのメインスイッチ
をＯＮにすると、プログラムがスタートする。ステップ
Ｓ１では、操作台６や駆動装置３，４を初期位置に設定
する等の初期設定が行われる。初期設定が済めばステッ
プＳ２に移行する。ステップＳ２では、操作パネル２１
の右プッシュボタン３０が押されたか否かを判断する。 右プッシュボタン３０の押下は、ＣＲＴ２０上にアイコ
ン４１及びカーソル４２を表示するモードへの切替えを
意味する。右プッシュボタン３０が押下されていなけれ
ば、ステップＳ３に移行し、その他の一般的な処理を行
う。ステップＳ３での処理が終われば再びステップＳ２
に戻る。

【００１９】ＣＲＴ２０上へアイコン４１及びカーソル
４２の表示を行うモードへ移行するため、オペレーター
が右プッシュボタン３０を押せば、プログラムはステッ
プＳ２からステップＳ４に移行する。ステップＳ４では
、図３に示すように、ＣＲＴ２０の上端及び下端に２列
のアイコン４１を表示するとともに、それに隣接してカ
ーソル４２を表示する。これによって、オペレーターは
、ＣＲＴ２０上のアイコン４１及びカーソル４２を目視
しながら指令が入力できるようになる。

【００２０】ステップＳ５では、カーソル移動が指令さ
れたか否かを判断する。カーソル移動は、ジョイスティ
ック２８の傾きの検出によって判断される。ジョイステ
ィック２８が傾けられた場合には、プログラムはステッ
プＳ６に移行する。ステップＳ６では、ジョイスティッ
ク２８の傾きに応じたカーソル移動処理を行う。たとえ
ば、ジョイスティック２８が右側に傾けられれば、カー
ソル４２は右方に移動する。また、ジョイスティック２
８が手前側に傾けられれば、カーソル４２は下段に移動
する。カーソル移動処理が終われば、プログラムはステ
ップＳ７に移行する。なお、ステップＳ５においてカー
ソル移動指令がなされていないと判断された場合には、
ステップＳ６を経ることなく、ステップＳ７に移行する
。

【００２１】ステップＳ７では、ジョイスティック２７
に設けられた左プッシュボタン２９が押されたか否かを
判断する。この左プッシュボタン２９の押下は、カーソ
ル４２によるアイコン４１の指示の固定を意味する。す
なわち、オペレーターは、所望の指令に対応するアイコ
ン４１をカーソル４２に指示させた状態で、左プッシュ
ボタン２９を押すことにより指令を行える。カーソル４
２のアイコン４１に対する指示の固定により指令が行わ
れた場合には、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８
では、指定されたアイコン４１に対応する処理を行う。 たとえば、「ＬＯＣＫ」アイコン４１が指定された場合
には、微小器具１３のＹ軸方向の移動を固定するロック
Ｙ動作がなされる。また、「ＳＣＡＬＥ」アイコン４１
が指定された場合には、ＣＲＴ２１に計測用の目盛りが
表示される。ステップＳ８での処理が終わればステップ
Ｓ９に移行する。なお、ステップＳ７において判断がＮ
ｏの場合には、ステップＳ８を経ることなくステップＳ
９に移行する。

【００２２】ステップＳ９では、右プッシュボタン３０
が再び押されたか否かを判断する。この場合の右プッシ
ュボタン３０の押下は、アイコン４１及びカーソル４２
をＣＲＴ２０上で表示するモードの解除を意味する。ス
テップＳ９での判断がＮｏであれば、再びステップＳ５
以下の処理を繰り返す。ステップＳ９での判断がＹｅｓ
であれば、プログラムはステップＳ２に戻る。

【００２３】この実施例では、右プッシュボタン３０を
押すことにより、アイコン４１及びカーソル４２をＣＲ
Ｔ２０上に表示するモードに移行した場合には、ＣＲＴ
２０上で被処理物（たとえば細胞４０）及び微小器具１
３を目視しながら、同一画面のアイコン４１及びカーソ
ル４２を介して指令を行える。このため、マイクロマニ
ピュレータの操作中における視野の移動が少なくなり、
操作性が向上する。しかも、この場合には、ジョイステ
ィック２７，２８を握ったままでプッシュボタン２９，
３０を操作することにより指令が入力できるので、ジョ
イスティック２７，２８から手を離す必要がなくなり、
さらに高い操作性が得られる。また、この実施例では、
操作パネル２１に各指令に対応するボタンやつまみを配
置する必要がないので、操作パネル２１の小型化が図れ
る。

【００２４】〔他の実施例〕上述の実施例では、１対の
ジョイスティック２７，２８を有している場合であった
が、ジョイスティックが１本の場合及び３本以上の場合
であっても本発明を同様に実施できる。また、プッシュ
ボタン２９に代えて、図５に示すようにフットスイッチ
３１を用いてカーソル４２の固定指令を行うようにして
もよい。フットスイッチ３１を用いてアイコン４１の表
示を行うモードへの切替えを行う構成としてもよい。さ
らに、１本のジョイスティック２８に複数個のプッシュ
ボタンを設けることにより、本発明を実施してもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係るマイクロマニピュレータに
よれば、駆動手段に対する指令メニューと撮影手段によ
る撮影結果とが表示手段の一画面に表示されるので、操
作時における視野の移動が少なくなり、操作性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るマイクロマニピュレー
タの正面概略図。

【図２】その制御部の概略ブロック図。

【図３】そのＣＲＴの一表示例を示す正面図。

【図４】その制御フローチャート。

【図５】別の実施例の側面部分図。

【符号の説明】

３，４　　駆動装置 ９　　テレビカメラ １３　　微小器具 ２０　　ＣＲＴ ２９，３０　　プッシュボタン ３１　　フットスイッチ ４０　　細胞 ４１　　アイコン ４２　　カーソル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　微小な被処理物に処理を施すためのマ
   イクロマニピュレータであって、前記被処理物に対し処
   理を施す微小器具と、前記微小器具を駆動する駆動手段
   と、前記被処理物を撮影する撮影手段と、前記駆動手段
   に対する指令メニューと前記撮影手段による撮影結果と
   を一画面に表示する表示手段と、前記表示手段上の指令
   メニューを指定することによって前記駆動手段に指令を
   行う指令手段と、を備えたマイクロマニピュレータ。