JPH10180659A - マイクロマニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操作針を駆動する際に、負荷等が及ぼす向きに
よる違い等の動作変化を簡単に補正することが可能であ
り、また細胞などの試料に対して操作針を近付ける場合
と、遠ざける場合とで、操作部に対する動作量を変える
ことも可能であり、安全で操作性のよいマイクロマニピ
ュレータを得る。 【解決手段】操作針２の移動方向及び移動距離の動作内
容を入力する入力手段７、アクチュエータ１０の移動方
向による変位量の違いを手動で自由に補正する手段９
と、７から入力された動作内容及び変位量補正手段から
入力された補正内容に対応した駆動パルスを出力する駆
動手段８、８で発生した駆動パルスを該動作内容に応じ
た移動方向、移動距離の機械的運動エネルギーに変換す
る超音波アクチュエータ１０を具備したマイクロマニピ
ュレータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学顕微鏡下で行
う細胞操作等の微細操作に用いるマイクロマニピュレー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、顕微鏡の視野下においた細胞を遠
隔から微細操作する装置としてマイクロマニピュレータ
が知られている。一般に、マイクロマニピュレータにお
ける細胞操作は操作部を介して行われるが、操作部の操
作性を改善した種々のマイクロマニピュレータが提案さ
れている。

【０００３】図２６は、従来のマイクロマニピュレータ
の第１の公知例（特開平２ー１１０４１５号公報）の概
略構成を示すもので、これは倒立顕微鏡１０７に以下の
構成を備えたものである。操作針１０１を広範囲に移動
させる粗動機構１０２と、操作針１０１を精密に動作さ
せるための微動機構１０３を備えている。粗動機構１０
２は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の方向にコンピュータ制御
部１０４のキー群１０５によって制御され、また微動機
構１０３はコンピュータ制御部１０４のジョイスティッ
ク１０６によってＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の方向に移動す
る。

【０００４】このように従来のマイクロマニピュレータ
では粗動機構１０２と微動機構１０３を備え、また操作
手段を２種類備えている。

【０００５】図２７は、本出願人が先に出願したマイク
ロマニピュレータの第２の公知例の全体構成を示したも
の（特開平６ー３４２１２１号公報）である。マイクロ
マニピュレータが装備される倒立顕微鏡１０７には、支
柱１０８により支持されたサブステージ１０９がステー
ジ近傍に水平に付設されている。サブステージ１０９に
は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の直交座標系を備えた可動機構１
１０が設けられている。

【０００６】マイクロマニピュレータの本体の構成とし
て、可動機構１１０、入力手段１１２（動作指令発生手
段を含む）、制御手段１１３、駆動制御手段１１４、ア
クチュエータ（不図示）、操作針１０１から構成されて
いる。入力手段１１２は、ジョイスティック１１６、ト
ラックボール１１７、キーボード１１８、プログラムを
格納したメモリ１１９、モニタ手段１２０、ライトペン
１２１からなり、操作者から操作手段入力される操作針
１０１の動作内容に関する指示を電気的な入力信号に変
換するものである。

【０００７】入力手段１１２の操作手段を構成するジョ
イスティック１１６やトラックボール１１７はパーソナ
ルコンピュータ１２２に接続されている。パーソナルコ
ンピュータ１２２は、入力手段１１２からの動作内容を
示す入力情報を電気的な動作指令信号に変換して制御手
段１１３へ出力する。

【０００８】操作針１０１の動作内容が入力手段１１２
から指示されると、その指示された動作内容に応じた動
作指令信号が制御手段１１３を介して駆動制御手段１１
４へ送出される。駆動制御手段１１４で駆動指令信号に
応じた生成された駆動信号が超音波アクチュエータ等の
可動体へ印加されることにより、入力手段１１２から指
示された動作内容に対応して操作針１０１が移動を行
う。

【０００９】可動機構１１０は、図２８に示すように、
サブステージ１０９に固定された機構固定部１２３にＸ
軸方向のＸ軸ガイドが形成され、Ｘステージ１２４が機
構固定部１２３に対してＸ軸ガイドを介してＸ軸方向へ
摺動自在に保持されている。機構固定部１２３の内部に
は、超音波アクチュエータ（不図示）が保持されてお
り、超音波アクチュエータに備えられた摺動部材をＸス
テージ１２４の対向面に所定の押圧力で直接接触させて
いる。

【００１０】Ｘステージ１２４の反対面にはＹ軸アクチ
ュエータ保持部材１２５が固定されている。Ｙ軸アクチ
ュエータ保持部材１２５にはＹステージ１２６との対向
面にＹ軸ガイドが形成されており、Ｙステージ１２６が
Ｙ軸アクチュエータ保持部材１２５にＹ軸ガイドを介し
てＹ軸方向へ摺動自在に保持されている。Ｙ軸アクチュ
エータ保持部材１２５には、機構固定部１２３と同様に
して超音波アクチュエータが保持されており、超音波ア
クチュエータの摺動部材をＹステージ１２６の対向面に
所定の力で接触させている。Ｙステージ１２６の反対面
にはＬ字形をなすＬ金具１２７が固定されており、その
Ｌ金具１２７にＺ軸アクチュエータ保持部材１３１が固
定されている。Ｚ軸アクチュエータ保持部材１３１はＺ
軸方向にＺ軸ガイドが形成されている。

【００１１】Ｚステージ１２８はＺ軸アクチュエータ保
持部材１３１のＺ軸ガイドを介してＺ軸方向へ摺動自在
に保持されている。Ｚ軸アクチュエータ保持部材１３１
には超音波アクチュエータが保持されていて、前記各ア
クチュエータと同様にＺステージ１２８をＺ軸方向へ変
位させる変位力を発生する。Ｚステージ１２８の反対面
には可動体基板１２９が固定されており、その可動体基
板１２９に形成されたＤ軸ガイドに操作針用可動体１３
０がＤ軸方向へ摺動自在に保持されている。

【００１２】可動体基板１２９には、操作針用可動体１
３０をＤ軸方向へ移動させるための超音波アクチュエー
タが保持されている。操作針用可動体１３０に操作針１
０１がその長手方向をＤ軸方向へ向けた状態で固定され
ている。Ｘステージ１２４，Ｙステージ１２６，Ｚステ
ージ１２８及び操作針用可動体１３０の各移動量はそれ
ぞれ対応して設けられた変位検出手段により常に検出さ
れ、その移動量は制御手段１１３へフィードバックされ
る。

【００１３】以上のような構成によって、互いに直交す
るＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向へ移動可能なＸス
テージ（Ｘ軸可動台）１２４、Ｙステージ（Ｙ軸可動
台）１２６およびＺステージ（Ｚ軸可動台）１２８とか
ら構成されているため、可動機構がＸ軸、Ｙ軸およびＺ
軸直交座標系を構成するものとなり、操作針１０１の長
手方向への移動のみならず、操作針１０１をＸ軸、Ｙ軸
およびＺ軸の３方向へ自在に移動できるものとなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の超音波アクチュエータを用いたマイクロマニピ
ニレータには以下のような問題があった。すなわち、超
音波アクチュエータは、その超音波振動子と操作針用可
動体１３０の摺動部が所定の押圧力で接触しているた
め、該押圧力のアンバランスや微小移動時の押圧力の微
妙な変化、さらにはアクチュエータ本体を傾けて使用し
たときの角度つまり重力の影響によって、微小移動させ
たときの変位（実際の移動量）が移動方向（上ー下方
向、行きー帰り等）によって異なるという現象が発生す
る。

【００１５】具体的には、マイクロマニピニレータの可
動機構１１０には、操作針１０１だけが取り付けられる
こともあれば、細胞間等の微小電流を測定するための増
幅器等が一緒に取り付けられることもあり、負荷は一定
ではない。特に、操作針１０１を上下動を行うＺ軸に関
しては、負荷により上方向への移動と、下方向への移動
の動作が変わってくることが考えられる。例えば、それ
は操作針１０１の針先振動が変わったり、制御方法によ
っては操作部をある一定量回転させたときの移動量が異
ってくることも考えられる。

【００１６】そこで、前述の第２の公知例では、アクチ
ュエータの可動体の変位を検出するための変位検出手段
であるリニアエンコーダーを有しており、このリニアエ
ンコーダーの変位信号をもとに、入力手段からの動作指
令値とマニピュレータの現在位置との偏差を取り、微分
・積分演算を行うことで帰還制御を行ない移動方向によ
る変位量の違いが無くなるようにしている。

【００１７】しかし、前述の第２の公知例では、マイク
ロマニピュレーションでは極めて微細な細胞操作を行う
ため、その変位量を検出するための検出手段であるリニ
アエンコーダーは１μｍ以下のオーダーのものとなって
しまう。従ってこのリニアエンコーダーだけでも極めて
高価になるうえに、帰還制御のための微分・積分手段と
いった複雑な回路を必要としてしまう。

【００１８】一方、従来の第３の公知例（特願平６ー２
５４３７３号明細書）では、移動方向で駆動信号のデュ
ーティーを切り換えたり、増幅器のゲインを切り換えた
りするための二種類のデータを保持ずる記憶手段を設け
て、移動方向によってそれらのパラメータを切り換えて
変位量が異なることを防ごうとしている。

【００１９】ところが、第３の公知例では、外部より自
由に随時このデータを書き換える手段を有していないの
で、マイクロマニピュレータの操作針すなわちＤ軸のよ
うに使用者が随時その角度を変える可能性がある場合に
不都合を生じる。すなわちこのようなアクチュエータの
移動方向による変泣の違いを補正しないと、ロ一タリー
エンコーダ等を用いてＤ軸操作を行った場合、細胞に近
づく変位量より遠ざかる変位量が遥かに少ないと、遠ざ
かる時の変位量の感覚で操作針を細胞に近づけた時に思
わぬ大きな変位量で細胞を突き破ったり、操作針を破損
してしまう恐れがある。

【００２０】本発明は上記問題点を除去するためなされ
たものであり、操作針を駆動する際に、負荷等が及ぼす
向きによる違い等の動作変化を簡単に補正することが可
能であり、また細胞などの被検物に対して操作針を近付
ける場合と、遠ざける場合とで、操作部に対する動作量
を変えることも可能であり、安全で操作性のよいマイク
ロマニピュレータを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、顕微鏡の視野下で操作
針を使用して被検物を微細操作でき、少なくとも操作針
の移動が電動化されたマイクロマニピュレーターにおい
て、前記操作針の移動方向及び移動距離等の動作内容を
入力する入力手段と、前記入力された動作内容を所定の
割合で駆動信号に変換して出力する駆動手段と、前記駆
動手段から出力された駆動信号を機械的運動エネルギー
に変換するアクチュエータと、前記入力された動作内容
に対する前記駆動信号への変換割合を、前記操作針の移
動方向によって変更可能にする変換割合補正手段とを具
備してなるマイクロマニピュレータである。

【００２２】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１記載の変換割合補正手段を、変換
割合を任意に調整可能にしたことを特徴とするマイクロ
マニピュレータである。

【００２３】請求項１，２に対応する発明によれば、操
作針を駆動する際に、負荷等が及ぼす向きによる違い等
の動作変化を簡単に補正することが可能であり、また細
胞などの被検物に対して操作針を近付ける場合と、遠ざ
ける場合とで、操作部に対する動作量を変えることも可
能であり、安全で操作性のよいマイクロマニピュレータ
が得られる。

【００２４】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、顕微鏡の視野下で操作針を使用して被検物
を微細操作でき、少なくとも操作針の移動が電動化され
たマイクロマニピュレータにおいて、前記操作針の移動
方向及び移動距離等の動作内容を入力する入力手段と、
前記入力された動作内容を所定の割合で駆動信号に変換
して出力する駆動手段と、前記駆動手段から出力された
駆動信号を機械的運動エネルギーに変換するアクチュエ
ータと、前記入力された動作内容に対する前記駆動信号
への変換割合を、前記操作針の移動方向によって変更可
能にする変換割合補正手段と、前記駆動信号に対する前
記操作針の実際の移動量を検出する検出手段と、前記入
力された動作内容に対する前記操作針の実際の移動量が
移動方向に関わらず同一になるように、前記検出手段に
よる検出結果に基づいて前記変換割合を算出する変換割
合算出手段とを具備し、前記変換割合補正手段は、前記
変換割合算出手段により算出された変換割合を用いて前
記駆動信号を出力するようにしたマイクロマニピュレー
タである。

【００２５】請求項３に対応する発明によれば、アクチ
ュエータの移動方向による変位量の違いで操作針の移動
量が細胞に近づくときと遠ざかる時で異なり、思わぬ移
動量の違いで操作針を破損してしまうことを移動量を自
動で補正することでふせぎ、さらには、好みの方向を基
準として自動捕正をかけることも可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２７】＜第１の実施形態＞図１には本発明の第１
の実施形態に係わるマイクロマニピュレータの概略的な
全体構成が示されている。マイクロマニピュレータが装
着される不図示の倒立顕微鏡には、微細操作の対象とな
る被検物例えば細胞Ｓとそれを収容するための容器４を
配置するステージ５の下側に対物レンズ６が配置され、
ステージ５の上側に照明系３が配置されている。対物レ
ンズ６から取り込まれた細胞Ｓの像は不図示の光学系を
介して接眼レンズに導かれ目視観察される。

【００２８】本実施形態のマイクロマニピュレータは、
操作針２の基端を固定したマニピュレータ本体１が、不
図示の固定治具を介してステージ５の近傍に配置されて
いる。

【００２９】マニピュレータ本体１の内部は、不図示の
リミットセンサが設置されており、図２，図３の超音波
アクチュエータ１０の可動体２４がその移動範囲の両端
にくるとリミット信号を駆動手段８に出力する。超音波
アクチュエータ１０は、電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換して操作針２を移動させる。

【００３０】入力手段７は四角柱状の形態をしており、
その内部にはロータリエンコーダーのような移動量と移
動方向を電気的な入力信号に変換するものが内蔵されて
おり、その一側面にはロータリーエンコーダーの軸に回
転自在に取り付けられた回転つまみ（ダイヤル）ａを具
備している。回転つまみａを回転させると、その回転角
に対応したパルスと回転方向を示す信号が出力される。
入力手段７と後述する駆動手段８はケーブルで接続され
ている。

【００３１】駆動手段８は、入力手段７からの動作内容
を受け取ると超音波アクチュエータ１０に対して変位を
発生させるために必要なエネルギーを駆動パルスという
形態で出力する。駆動手段８と補正手段９は、ケーブル
で接続されている。

【００３２】補正手段９はその一側面にアクチュエータ
の移動方向による駆動パルスの補正をするためのつまみ
ｂが取り付けられたスライドスイッチが設けられてお
り、移動方向による補正量を駆動手段９に送る。補正が
必要ない場合はスライドする領域の中間の位置につまみ
ｂをセットし、補正が必要になった場合は移動方向によ
って変位量の差がなくなるまでつまみｂを左右に操作す
る。

【００３３】図２、図３にはマニピュレータ本体１の斜
視図及び分解斜視図が示されている。なお、図３は図２
に示すマニピュレータ本体１の分解斜視図を示すが倒立
した状態を示している。

【００３４】マニピュレータ１は、断面がコの字型をな
す枠体１１の対向するー方の面が、その正面側から背面
測に向けて、超音波アクチュエータ１０の横幅よりも若
干大きな横幅で切り欠かれており、その切り欠き部に超
音波アクチュエータ１０が挿入されている。

【００３５】図４は超音波アクチュエータ１０の側面図
を示している。超音波アクチュエータ１０は、弾性体１
５と、その弾性体１５に固設され電気エネルギーを幾何
学的な変位に変換する積層圧電体１２とから構成されて
いる。弾性体１５の両測面であって、該弾性体１５に生
じる弾性波の振動の節となる位置に支持ピン１３が植設
されている。弾性体１５，積層圧電体１２の伸縮振動か
ら楕円振動を作るものであって、この弾性体１５におけ
る積層圧電体１２の取り付け面と対向する面にー対の摺
動部材１４が設けられている。弾性波の振動の節となる
位置に支持ピン１３が植設されていることから、超音波
アクチュエータ１０の二つの摺動部材１４に押圧力が均
等に付加される。

【００３６】超音波アクチュエータ１０の両側面に設け
られた支持ピン１３は、支持体１６に固設された一対の
挟持板１７に回動自在に支持されている。支持体１６に
は、保持する超音波アクチュエータ１０の方向に向けて
２本のガイド柱１８が設けられている。

【００３７】一方で、枠体１１の超音波アクチュエータ
挿入側の端面に各ガイド柱１８を挿入するための穴１９
が形成されている。そして支持体１６のガイド柱１８が
枠体１１の対応する欠く穴１９にー対のボールブッシュ
２０を介して挿入されている。支持体１６は該枠体１１
に−対のボールブッシュ２０を介して支持されるため、
アクチュエータ本体１０を付勢する方向にのみ並進運動
自在となる。

【００３８】また枠体１１の背面には支持アーム２１が
固設されている。支持アーム２１はその先端部が９０度
に曲げられて支持体１６の下面と対向する位置まで伸び
ている。その支持アーム２１の先端部に台座２２が設け
られ、その台座２２と支持体１６の下面との間にコイル
スプリング２３が設けられている。コィルスプリング２
３は、支持体１６を介して超音波アクチユエータ１０の
摺動部材１４を後述する可動体測に付勢する為の押圧力
を与える。

【００３９】なお、台座２２はコイルスプリング２３が
アクチュエータ１０に与える押圧力を調整することがで
きる。枠体１１の内部には板状の可動体２４が移動可能
に挿入されている。可動体２４はー方の面に移動方向に
沿って凸状部２５が形成されている。枠体１１の一方の
反対面にはリニアガイド２６が配設されており、そのリ
ニアガイド２６に可動体２４の凸状部２５が摺動自在に
挿入されている。また可動体２４の他方の面には摺動板
２７が面設されている。超音波アクチュエータ１０はコ
イルスプリング２３の押圧力によって該摺動板２７側に
付勢され、超音波アクチュエータ１０の摺動部材１４か
摺動板２７に所定の押圧力で押しつけられる。

【００４０】可動体２４には上記した操作針２が固設さ
れる。したがって本実施形態では、超音波アクチュエー
タ１０の摺動部材１４が可動体２４の摺動板２７に押圧
され、摺動部材１４の楕円振動によって可動体２４を摩
擦駆動し並進運動させることができる。

【００４１】次に、上記のように構成された本実施形態
の動作について説明する。入力手段７の回転つまみａを
操作して操作針２が移動すべき地点を指示すると、その
指示に応じた動作指令信号が駆動手段８に転送される。
入力手段７の回転つまみａを回転つまみａに向かって右
方向に回転させると、操作針２は細胞Ｓに近づいてゆ
く。

【００４２】そのとき、入力手段７は図５の（ａ）のよ
うな二相のパルスを出力する。この時Β相はＡ相に対し
て９０度位相が遅れて出力される。また、回転つまみａ
を回転つまみａに向かって左方向に回転させると、操作
針２は細胞Ｓから遠ざかる方向に移動し、この時入力手
段７は図５の（ｂ）に示されるようなパルスを出力す
る。この場合はＢ相がＡ相に対して９０度進んだ位相で
出力される。

【００４３】駆動手段８の変換手段２８では、入力手段
７からくる二相のパルス１パルス毎に超音波アクチュエ
ータ１０が駆動するのに必要なパルス数のデータを生成
する。駆動パルスは必ずしも入力手段７からの１パルス
に駆動パルス１パルスが対応しているわけではない。こ
れは、アクチュエータ１０が駆動パルス１パルス程度だ
とエネルギーが小さく摺動板２７の動きが不安定になっ
て上手にマニピュレーションできない可能性があるから
である。

【００４４】本実施形態では、入力手段１パルスに対し
て駆動パルス１０パルス分のデータに変換する。移動方
向判別手段２９は入力手段７の二相のパルスの位相を基
に操作針２をどの方向に移動させたいのかを判断する。
そして、操作針２が細胞Ｓに近づく方向に移動する場合
はドライバ３１とパルス数変更手段３０にΗレベルの信
号を出力し、遠ざかる方向の場合はＬレベルを出力す
る。パルス数変更手段３０は補正手段９からどちらの方
向にどのくらいの補正をかけるかの指示を受け、前記変
換手段２８からのデータに移動方向によって補正をかけ
る。補正をかけられたデータはドライバ３１に送られ
る。データを受け取ったドライバ３１はアクチュエータ
１０の可動体２４の移動方向に対応した位相、数の駆動
パルスを出力する。

【００４５】ユーザーが不図示の接眼レンズの視野に操
作針２を入れ、入力手段７の回転つまみａを左右に同じ
回転角だけ回転させると、操作針２は視野の中で細胞Ｓ
に近づいたり遠ざかったりする。

【００４６】この時、操作針２の動きが図７に示すよう
に細胞Ｓから遠ざかる方向に移動するときの変位量が少
なかった場合、ユーザーは補正手段９のつまみｂをＦＡ
Ｒ側に例えば３目盛り動かす。

【００４７】補正手段９からパルス数変更手段３０に
は、ＦＡＲ側を表すＬレベルの信号（ＮＥＡＲ測ならば
Ηレベル）と補正数３が出力される。このデータにより
パルス数変更手段３０は、移動方向判別手段２９からΗ
レベルの信号を受け取ったときはドライバ３１に入力手
段７から１パルス送られてくる毎に駆動パルスデータ１
０を出力し、Ｌレベルの信号を受け取ったときは駆動パ
ルスデータ１３を出力する。再び入力手段７の回転つま
みａを左右に同じ回転角だけ動かして操作針２が移動方
向によって変位が同じになったかを確認して、そうでな
ければ補正手段９を操作して変位が同じになるように繰
り返し修正する。

【００４８】このように本実施形態によれば、ユーザー
が補正手段９によってアクチュエータ１０の可動体２
４、言い換えれば操作針２の移動方向による変位量の違
いを補正することによって思わぬ大きな変位量で細胞Ｓ
を突き破ってしまったり、操作針２を破損してしまうこ
とを防ぐことができる。

【００４９】＜第２の実施形態＞図８に示すように、入
力手段７は、図１と同様に、回転つまみａと、この回転
つまみａを回すことにより内部に収納されたロータリエ
ンコーダ４０が回転する構造となっている。ロータリエ
ンコーダ４０は、回転軸が回ると図９に示すような９０
°位相のずれたＡ相パルス信号およびＢ相パルス信号を
出力する。

【００５０】感度バランス設定部３２は、図１０（ａ）
に示すように、感度つまみ３３と、この周囲に形成され
た感度目盛３４（１〜８）と、内部収納されたロータリ
デジタルスイッチ３５とからなり、感度つまみ３３を回
転させることによりロータリデジタルスイッチ３５の回
転軸も回転し、感度目盛３４の位置と対応して図１０
（ｂ）のＤ１，Ｄ２，Ｄ３に示すような８段階の信号を
出力する。

【００５１】次に、駆動制御手段３６について、図１１
を参照して説明する。駆動制御手段３６は、中央演算制
御器（ＣＰＵ）３７と、ＣＰＵ３７には制御プログラム
等が格納されているＲＯＭ３９および各種データを格納
するＲＡＭ４１と、ＣＰＵ３７の出力信号を増幅する増
幅部３８が接続されている。

【００５２】そして、ＣＰＵ３７は入力手段７からのＡ
相、Ｂ相信号を入力し、内部カウンタでカウントし、入
力手段７のロータリエンコーダ４０の回転量及び回転方
向を検出するように構成されている。同様に、感度バラ
ンス設定部３２の出力信号Ｄ１〜Ｄ３を受け、図１０
（ｂ）に基づき、感度つまみ３３の位置を検出できるよ
うに構成されている。

【００５３】ここで、ＣＰＵ３７はロータリエンコーダ
４０のカウント値（±１パルス）が変化したことを検出
すると、図１２に示すように感度バランス設定状態に基
づき出力パルスを設定する。

【００５４】なお、ここでロータリエンコーダ４０のカ
ウントアップは、ＣＷ（時計）方向駆動、ＣＣＷ（反時
計）方向駆動とする。例えば、感度バランス設定が３の
とき、ＣＰＵ３７がロータリエンコーダ４０のカウント
アップを検出すると、ＣＷ方向に８パルスと決定する。

【００５５】ＣＰＵ３７から出力される駆動パルスは、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の４相のパルスであり、図１３
（ａ）に示すような波形になる。この４相のパルスは増
幅部３８により増幅され、図１３（ｂ），（ｃ）に示す
ような包絡線を描く駆動信号として超音波アクチュエー
タ１０に印加される。

【００５６】パルスＰ１とＰ２から得られる駆動信号Ａ
ｓが図１４に示す圧電体４３ａ、パルスＰ３とＰ４から
得られる駆動信号Ｂｓが圧電体４３ｂに印加される。

【００５７】図１３では駆動信号Ｂｓが駆動信号Ａｓよ
り位相が進んでいるが、この場合ＣＷ方向駆動であり、
ＣＣＷ側駆動時は位相を反転させ、駆動信号Ａｓの位相
を進めるようにＣＰＵ３７から４相の信号を出力する。

【００５８】図１４は超音波アクチュエータ１０を説明
するための斜視図であり、直方体形状をなす基本弾性体
４４の上面に一対の圧電素子４３ａ，４３ｂが配設され
るとともに、基本弾性体４４の下面に一対の摺動部材４
５が配設されこれにより超音波振動子が構成されてい
る。この場合、圧電素子４３ａ，４３ｂを基本弾性体４
４を保持するために複数の保持用弾性体４６が設けられ
ている。

【００５９】このような構成の超音波振動子において、
圧電素子４３ａ，４３ｂに図１３に示す駆動信号Ａｓ及
びＢｓを印加すると、図１５に示すような基本弾性体４
４の長手方向に沿った伸縮動作と、図１６に示すような
基本弾性体４４の長手方向に伝播する二次定在波からな
る横波の屈曲運動とが同時に励起される。

【００６０】このとき、基本弾性体４４の長さ及び幅の
それぞれの寸法は、伸縮運動の一次共振周波数と横波で
ある二次屈曲運動とが一致するように設定されている。

【００６１】このため、二次定在波の振動の腹の位置で
は、上記２種類の振動の変位が合成されて、基本弾性体
４４の質点が楕円形の軌跡に沿って移動することにな
る。従って、この振動の腹の位置に上記摺動部材４５を
配置することで、該摺動部材４５により押圧されている
可動体（被駆動体）２４を並進運動させることができ、
この結果可動体２４に取り付けられる操作針２を所望の
方向に移動させることができる。

【００６２】なお、以上述べた第２の実施形態において
は、位置検出素子は使用しておらず、駆動信号を超音波
アクチュエータに印加するのみの完全オープン制御とな
っている。つまり、駆動信号１パルス当りの移動量は負
荷により異なってくることになる。

【００６３】以上述べた第２の実施形態によれば、感度
バランス設定部３２において、感度つまみ３３を回すこ
とだけで、ＣＷ方向とＣＣＷ方向とでロータリエンコー
ダ３５の１パルス当りの駆動パルス数を変えることがで
きる。例えば、第２の実施形態における可動体２４が上
下動を行うＺ軸駆動であり、かつ増幅器等を可動体２４
に取り付けられた負荷の重い場合では、感度設定を
“３”あるいは“４”に合わせ（図１２のＣＷ方向を下
方向とする）、又負荷力の軽い操作針２だけなどの場合
は、感度設定を感度つまみ３３により“１”や“２”に
合わせることにより、、ロータリエンコーダ３５の回転
方向によらず、回転量に対して操作針２が常に同じ移動
量を有するマイクロマニピュレータを提供できる。

【００６４】＜第３の実施形態＞図１７に示すように、
第２の実施形態の駆動制御手段３６を次のようにした点
のみが第２の実施形態とは異なる。すなわち、ＣＰＵ３
７の入力手段７からのＡ，Ｂ相信号、及び感度バランス
設定部３２からのスイッチ信号Ｄ１〜Ｄ３は第２の実施
形態と同様であるが、駆動信号としてＰ１〜Ｐ５の４相
の信号の他に、超音波アクチュエータへの駆動電圧信号
を決定する８ビットのデータ出力が追加されると共に、
８ビットのデータ出力を入力しアナログ信号に変換し、
これを増幅部３８に出力するＤ／Ａコンバータ４７が追
加されている。増幅部３８では、Ｄ／Ａコンバータ４７
で変換されたアナログ信号をアクチュエータ駆動電圧値
に増幅し、これを超音波アクチュエータ１０に与える。

【００６５】このとき、ＣＰＵ３７から出力される８ビ
ットのデータは、０〜２５５まで２５６通り考えられる
が、０が最小駆動電圧、２５５が最大駆動電圧に対応し
ている。

【００６６】ＣＰＵ３７では、入力手段７のロータリエ
ンコーダ４０のカウントアップ又はカウントダウンを検
出すると、ロータリエンコーダ４０の１パルスに対して
１０パルス分増幅部３８にＰ１〜Ｐ４の４相信号を出力
する。このとき同時に感度バランス設定部３２からのス
イッチ信号Ｄ１〜Ｄ３から８段階の設定値を読み出し、
図１８に示すように設定値に応じて８ビットデータを出
力する。該８ビットデータはＤ／Ａコンバータ４７によ
りアナログに変換された駆動電圧値となり、図１８に示
すようになる。

【００６７】このように、駆動電圧を変えることは、駆
動信号１パルス分の駆動ゲインを変えることになるの
で、例えばＺ軸におけるＣＷ方向、ＣＣＷ方向にそれぞ
れの負荷のばらつきを補正することができる。

【００６８】以上述べた第２及び第３の実施形態では、
Ｚ軸に関する負荷による操作針２の動きの変動を補正す
ることについて説明したが、Ｘ，Ｙ軸に関してもマニピ
ュレータのセッティング次第では傾いて取り付けられる
可能性があり、同様に感度バランス設定部３２における
補正が必要になることが考えられる。この場合、感度バ
ランス設定部３２は各軸ごとに独立に行えることが望ま
しい。

【００６９】負荷の重さによる左右差以外にもアクチュ
エータのばらつき、ガイド等の調整ばらつき等も感度バ
ランス設定部３２において補正することが可能である。

【００７０】また、第２及び第３の実施形態では、感度
バランス設定部３２の感度つまみ３３としてロータリデ
ジタルスイッチを用いたが、これをボリューム等でもよ
く、ＣＷ方向、ＣＣＷ方向独立に２個設けることも可能
である。

【００７１】さらに、ＣＷ方向、ＣＣＷ方向の動作量を
補正する（合わせる）ために感度バランス設定部３２を
切り換えていたが、逆にあえてＣＷ方向、ＣＣＷ方向の
どちらかの感度を高くすることも可能である。例えば、
操作針２を細胞に近づける場合は微少動作動作を、逆に
細胞から離れる場合は比較的粗動動作にしたい場合な
ど、感度バランス設定部３２の切換えにより達成するこ
とができる。

【００７２】＜第４の実施形態＞図１９はマイクロマニ
ピュレータの実施形態の概略構成を示す図であり、入力
手段５８と駆動手段５２とはケーブルで接続されてい
る。駆動手段５２は入力手段５８からの動作内容を受け
取るマニピュレータ本体５０内の超音波アクチュエータ
１０に対して変位を発生させるために必要なエネルギー
を駆動パルスという形態で出力する。駆動手段５２と変
換割合補正手段（補正手段と称する）６１は、ケーブル
で接続されている。補正手段６１はその−側面にアクチ
ュエータの移動方向による駆動パルスの補正をするため
ダイヤルｃが取り付けられたスライドスイッチが設けら
れており、移動方向による補正量を駆動手段６１に送
る。補正が必要ない場合はスライドする領域の中間の位
置につまみをセットし、補正が必要になった場合は移動
方向によって変位量の差がなくなるまでつまみｂを左右
に操作する。

【００７３】前記マニピュレータ本体５０の内部に有す
る、ストロークエンド検出用のリミットセンサ５１から
リミット信号を受け取った駆動手段５２は、超音波アク
チュエータ１０へのその移動方向の駆動パルスの出力を
停止して超音波アクチュエータ１０の摺動部材１４や可
動体２４などの破損を防ぐ。

【００７４】また、マニピュレータ本体５０には可動体
２４の移動量を検出するための移動量検出手段５３が取
り付けられている。

【００７５】移動量検出手段５３は図２０のように所定
の間隔をおいて設けられた２つのスリット５４ａ，５４
ｂの入つた遮光板５４とスリット５４ａを検出するため
のフォトインタラプタ５５から構成されている。遮光板
５４は可動体２４の動きに台わせて移動し、固定された
フォトインタラプタ５５を前記スリット５４ａが通過す
る。フォトインタラプタ５５はスリット５４ａが検出さ
れると、その検出信号を変換割合算出手段を構成するパ
ルス数カウント手段５６へ送る。パルス数カウント手段
５６は、自動補正時用駆動パルス発生手段６５から出力
された駆動パルス数をカウントし、前記入力手段で入力
された動作内容に対する操作針２の実際の移動量が移動
方向に関わらず同一になるように、移動量検出手段５３
による検出結果に基づいて変換割合を算出する。

【００７６】入力手段５８は、自動捕正開始を指示する
押しボタンスイッチ５９と、捕正計算をするとき、どち
らの移動方向のパルス数を基準にして捕正計算をするか
を指示するスライドスイッチ６０を設けている。

【００７７】ユーザーがマニピユレーシヨンを開始する
時、もしくは、マニピュレーション中に操作針２の変位
量が移動方向によって異なっていると感じたとき、ユー
ザーは操作針２が細胞Ｓに近づいてゆくほうの変位量を
基準にして補正をかけるようにスライドスイッチ６０を
セットして、押しボタンスイッチ５９で補正をスタート
させる。もちろん、細胞Ｓから遠ざかつてゆくほうの変
移量を基準にしてもよく、ユーザーの好みで決定すれば
よい。

【００７８】スタートが指示されると入力手段５８は補
正手段６１に補正基準を細胞Ｓに近づくほうに指示し、
かつ駆動手段５２に補正開始信号を出力する。補正開始
信号を受け取つた駆動手段５２は、図２１において、パ
ルス数変換手段６２の動作をストップする。

【００７９】ここで、パルス数変換手段６２にこの動作
ストップ機能を付加した以外は、第１の実施形態のパル
ス数変換手段２８と同様のものである。また、出力制御
手段６４は、前述したようにリミツトセンサ５１からリ
ミット信号を受け取ったとき、超音波アクチュエータ１
０への駆動パルスを停止させるものである。補正開始信
号を受け取った自動補正時用駆動パルス発生手段６５
は、操作針２を細胞Ｓから遠ざけ可動体２４の図２０の
リミットＡに達するような駆動パルスを発生する。

【００８０】これは、細胞Ｓに近づく方向に動かして操
作針２を誤って破損しないようにするためである。ま
た、前述の意味から遮光板５４のスリット５４ａは図２
０におけるリミットＡにできるだけ近いほうがよい。操
作針２がリミットＡに達すると、リミットセンサ５１か
らリミット信号が駆動手段３３の自動補正時用駆動パル
ス発生手段６５に送られ、パルス数カウント手段５６に
対してカウントスタート信号を送る。

【００８１】次に、駆動パルス発生手段６５は操作針２
を細胞Ｓに近づけるような駆動パルスを発生する。操作
針２の動きに合わせて遮光板５４のスリット５４ａがフ
ォトインタラプタ５５を横切ると、スリット検出信号が
パルス数カウント手段５６に送られる。パルス数カウン
ト手段５６はスリット検出信号が入るとその時のカウン
ト値を補正手段６１へ転送する。そして、２回目のスリ
ット検出信号（スリット５４ｂの検出信号）でパルス数
カウント手段５６は、その時のカウント値を捕正手段６
１に転送すると共に、カウント終了信号を駆動手段５２
の駆動パルス発生手段６５へ送る。駆動パルス発生手段
６５はパルス数カウント手段５６のカウンタをリセット
し操作針２を再び細胞Ｓから遠ざかる方向へ移動するよ
うに駆動パルスを発生する。パルス数カウント手段５６
は、スリット検出信号を受けて前述と全く同様の動作を
する。

【００８２】補正手段６１は、パルス数カウント手段５
６からの駆動パルスのカウント値に基いて、遮光板５４
の二つのスリット５４ａ，５４ｂ間の距離に対応する各
移動方向での駆動パルス数を算出して補正倍率を求め
る。演算は図２２にも示される通り、下記の式により行
われ、求められた補正の方向と補正倍率を駆動パルス数
変更手段６６へ出力する。以上の動作をもって、自動補
正のプロセスを終了する。

【００８３】細胞Ｓに近づく移動方向の演算値＝｛（ス
リット１−２）−（スリット１−１）｝ 細胞Ｓから遠ざかる方向の演算値＝｛（スリット２−
２）−（スリット２−１）｝ 補正倍率＝（細胞Ｓに近づく方向の演算値）／（細胞Ｓ
から遠ざかる方向の演算値） ここで、 （スリット１−１）…細胞Ｓに近づく移動方向の場合の
スリット５４ａ位置での駆動パルスカウント値、 （スリット１−２）…細胞Ｓに近づく移動方向の場合の
スリット５４ｂ位置での駆動パルスカウント値、 （スリット２−１）…細胞Ｓから遠ざかる移動方向の場
合のスリット５４ｂ位置での駆動パルスカウント値、 （スリット２−２）…細胞Ｓから遠ざかる移動方向の場
合のスリット５４ａ位置での駆動パルスカウント値であ
る。

【００８４】駆動手段５２の駆動パルス発生手段６５は
自動補正状態を解除して、入力手段５８のダイヤルｃで
操作針２を操作できるように、パルス数変換手段６２、
移動方向判別手段６７、ドライバ６３、出力制御手段６
４を動作可能状態にする。

【００８５】移動方向判別手段６７は、入力手段５８の
二相のパルスの位相を基に操作針２をどの方向に移動さ
せたいのかを判断する。そして、操作針２が細胞Ｓに近
づく方向に移動する場合はドライバ６３と駆動パルス数
変更手段６６にＨレベルの信号を出力し、遠ざかる方向
の場合はＬレベルを出力する。駆動パルス数変更手段６
６は、パルス数変換手段６２からの駆動パルスを、移動
方向判別手段６７からの移動方向を示す信号と求められ
た補正倍率とに基いて補正した後、ドライバ３へ送出す
る。

【００８６】以上述べた第４の実施形態によれば、超音
波アクチュエータの移動方向による変位量の違いで操作
針の移動量が細胞に近づくときと遠ざかる時で異なり、
思わぬ移動量の違いで操作針を破損してしまうことを移
動量を自動で補正することでふせぎ、さらには、好みの
方向を基準として自動捕正をかけることも可能となる。
また、演算も単純な引き算と割り算のみであるので簡単
なロジックや安価なマイコンで実現できる上に高価なリ
ニアエンコーダも必要とせず安価な遮光板などで実現で
きる。

【００８７】＜第５の実施形態＞ここで、前述の実施形
態で使用する定在波超音波アクチュエータの最も好まし
い実施形態について、図２３及び図２４を参照して説明
する。超音波振動子１０は、図２３に示すように、基本
弾性体７１と、積層型圧電素子７２を備え、基本弾性体
７１は黄銅材により凸状に形成され、幅方向の中心部で
かつ底面から所定高さ位置に円柱状のステンレス材から
なるピン７３が打ち込みにより圧入されている。

【００８８】積層型圧電素子７２は、電極処理された圧
電素子を数十枚から数百枚積層したものであり、積層型
圧電素子７２の両端部以外の部分はエポキシ樹脂により
被覆されている。そして、積層型圧電素子７２から取り
出されている電気端子をＡ，Ｇ（Ａ相）とし、右側の積
層型圧電素子７２から取り出されている電気端子をＢ，
Ｇ（Ｂ相）とする。

【００８９】基本弾性体７１の積層型圧電素子７２が配
置されている面に対して反対側の面は、被駆動体７４と
接触する面となっており、この面の両端部から所定の位
置は共振屈曲振動の振動振幅が極大値となっていて、振
動振幅が極大値となる位置には凸状であって砥石粉末を
バインダ樹脂で練り固めた摺動部材７５がエポキシ樹脂
系の接着剤により接合されている。このような構成の積
層型圧電素子７２は、基本弾性体７１の凸部の両側に配
置され、これは２本のビス７６により基本弾性体７１に
固定されている。

【００９０】この場合、積層型圧電素子７２は基本弾性
体７１の凸部と保持用弾性体７７との突き当て、あるい
は圧縮力を作用させた状態で保持固定される。また、積
層型圧電素子７２は基本弾性体７１の凸部及び保持用弾
性体７７とエポキシ樹脂系の接着剤により固定されてい
る。基本弾性体７１と接する積層型圧電素子７２の側面
部分と基本弾性体７１とは同様にエポキシ樹脂系の接着
剤により固定されている。さらに、保持用弾性体７７と
基本弾性体７１との接触する部分もエポキシ樹脂系の接
着剤により接合されている。

【００９１】このような構成の超音波振動子１０は、１
次の共振縦振動及び２次の共振屈曲振動がほぼ同一周波
数Ｆｒ（５３ＫＨｚ〜５６ＫＨｚ）で励起される。ま
ず、Ａ相に周波数Ｆｒで任意の振幅の交番電圧を印加
し、Ｂ相に同一周波数、同振幅で同位相の交番電圧を印
加すると、１次の共振縦振動が起動できる。一方、Ａ相
に周波数Ｆｒで任意の振幅の交番電圧を印加し、Ｂ相に
同一周波数、同振幅で逆位相の交番電圧を印加すると、
１次の共振縦振動が起動できる。さらに、Ａ相及びＢ相
に周波数Ｆｒで任意の振幅の交番電圧を印加し、その位
相差を＋９０度または−９０度にすると、例えば摺動部
材７５の位置において、時計回りまたは反時計回りの超
音波楕円振動が励起できる。

【００９２】このような構成の超音波振動子１０は、図
２４に示すように、ピン７３の部分で２つの保持板７８
により両面から保持される。保持板７８は、ピン７３の
直径とほぼ同径の穴が形成されておりその穴と振動子１
０のピン７３が係合するようになっている。このように
保持することで、超音波振動子１０はピン７３の回りの
回転に対してのみ自由度を有する。

【００９３】保持板７８は、ビス７９により保持板固定
部材８０に固定されており、保持板固定部材８０はリニ
アブッシュ８１により固定されている。リニアブッシュ
８１は、軸８２に沿ってリニア方向に移動する。軸８２
は軸固定部材８３に固定され、軸固定部材８３に固定さ
れ、軸固定部材８３はビスによりベース８４に固定され
ている。軸固定部材８３の上面のほぼ中央部にめねじが
形成され、このめねじに押圧ビス８５が螺合され、押圧
ビス８５と保持板固定部材８０の間には、ばね８６が介
挿されている。ベース８４には、クロスローラガイドの
固定部８９がビス９０により固定されている。被駆動体
７４には、摺動部材保持部８７が図示しないビスにより
固定され、この摺動部材保持部８７には摺動部材８８と
してＨＩＰ処理されたジルコニアセラミックスが接着さ
れている。

【００９４】このように構成された超音波アクチュエー
タ１０において、摺動部材７５と摺動部材８８の単位面
積当りの押圧力を１６７０（ｋｇ／ｍ² ）付近になるよ
うに設定することにより、最適な移動特性が得られる。
このことは、次のような実験結果から明らかである。図
２５は超音波アクチュエータ１０を微小駆動させたとき
の特性を示すもので、縦軸は被駆動体７４の移動量を示
し、横軸は摺動部材７５との間の単位面積当りの押圧力
を示し、また黒塗りの四角は被駆動体７４の一方向への
動きを示し、白抜きの四角は黒塗りの四角の方向とは逆
方向の動きを示したものである。

【００９５】この特性図から明らかなように、超音波振
動子に対して印加する駆動信号をバースト波とし、被駆
動体７４を微小駆動させる時に、摺動部材７５と摺動部
材８８の単位面積当りの押圧力を１６６７（ｋｇ／
ｍ² ）となるようにすることにより、最適な移動特性が
得られることがわかる。

【００９６】なお、以上述べた第５の実施形態では、摺
動部材８８はセラミックスで構成し、摺動部材７５は砥
石粉末をバインダ樹脂で練り固めた材料で構成したもの
を例に上げたが、これを互いに逆に変更しても同様な効
果が得られることは言うまでもない。

【００９７】＜変形例＞前述の実施形態ではアクチュエ
ータとして超音波アクチュエータを使用した場合につい
て説明したが、これ以外でも負荷の変動などにより移動
量の変化するもの、例えばステップモータ、直流モータ
等であっても同様に実施できる。

【００９８】また、前述の第４の実施形態では、パルス
数制御方式について説明したが、これを第３の実施形態
で説明したような電圧制御方式としても同様に実施でき
る。

【００９９】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、次の作用効
果が得られる。すなわち、操作針を駆動する際に、負荷
等が及ぼす向きによる動作量の違い等の動作変化を簡単
に補正することが可能であり、また細胞などの試料に対
して操作針を近付ける場合と、遠ざける場合とで、操作
量に対する動作量を変えることも可能であり、安全で操
作性のよいマイクロマニピュレータを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロマニピュレータの第１の実施
形態の概略的な構成を説明するための図。

【図２】図１の超音波アクチュエータを示す斜視図。

【図３】図１の超音波アクチュエータの分解斜視図。

【図４】図１の超音波アクチュエータの超音波振動子の
正面図。

【図５】図１の動作を説明するための図。

【図６】図１の駆動手段を説明するための図。

【図７】図１の操作針と細胞の関係を説明するための
図。

【図８】本発明のマイクロマニピュレータの第２の実施
形態の概略的な構成を説明するための図。

【図９】図８の動作を説明するための図。

【図１０】図８の感度バランス設定部を説明するための
図。

【図１１】図８の駆動制御手段を説明するための図。

【図１２】図８のロータリエンコーダを説明するための
図。

【図１３】図１１の駆動制御手段を説明するためのタイ
ムチャート。

【図１４】図８の超音波振動子の斜視図。

【図１５】図８の超音波振動子の動作を説明するための
図。

【図１６】図８の超音波振動子の動作を説明するための
図。

【図１７】本発明のマイクロマニピュレータの第３の実
施形態の概略的な構成を説明するための図。

【図１８】図１７のＣＰＵの動作を説明するための図。

【図１９】本発明のマイクロマニピュレータの第４の実
施形態の概略的な構成を説明するための図。

【図２０】図１９の移動量検出手段を説明するための
図。

【図２１】図１９の駆動手段の構成を説明するための
図。

【図２２】図１９の移動量検出手段の動作を説明するた
めの図。

【図２３】本発明の超音波アクチュエータに使用する超
音波振動子の斜視図。

【図２４】図２３の超音波振動子を使用した本発明の超
音波アクチュエータの概略構成図。

【図２５】図２４の超音波アクチュエータの作用効果を
説明するための特性図。

【図２６】従来のマイクロマニピュレータの第１の公知
例の概略的な構成を説明するための図。

【図２７】従来のマイクロマニピュレータの第２の公知
例の概略的な構成を説明するための図。

【図２８】従来のマイクロマニピュレータの第２の公知
例の超音波アクチュエータの概略的な構成を説明するた
めの斜視図。

【符号の説明】

１…マニピュレータ本体、 ２…操作針、 ３…照明系、 ４…容器、 ５…ステージ、 ６…対物レンズ、 ７…入力手段、 ８…駆動手段、 ９…補正手段、 １０…超音波アクチュエータ、 １２…積層圧電体、 １３…支持ピン、 １４…摺動部材、 １５…弾性体、 １６…支持体、 ２４…可動体、 ２８…超音波アクチュエータ用駆動パルス変換手段、 ２９…移動方向判別手段、 ３０…駆動パルス数変更手段、 ３１…ドライバ、 ３２…感度バランス設定部、 ３３…感度つまみ、 ３４…感度目盛、 ３５…ロータリーデジタルスイッチ、 ３６…駆動制御手段、 ３７…ＣＰＵ、 ３８…増幅部、 ３９…ＲＯＭ、 ４０…ロータリエンコーダ、 ４１…ＲＡＭ、 ４７…Ｄ／Ａコンバータ、 ５０…マニピュレータ本体、 ５１…リミットセンサ、 ５２…駆動手段、 ５３…移動量検出手段、 ５４…遮光板、 ５５…フオトインタラプタ、 ５６…パルス数カウント手段、 ５８…入力手段、 ５９…押しボタンスイッチ、 ６０…スライドスイッチ、 ６１…補正手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顕微鏡の視野下で操作針を使用して被検
   物を微細操作でき、少なくとも操作針の移動が電動化さ
   れたマイクロマニピュレーターにおいて、 前記操作針の移動方向及び移動距離等の動作内容を入力
   する入力手段と、 前記入力された動作内容を所定の割合で駆動信号に変換
   して出力する駆動手段と、 前記駆動手段から出力された駆動信号を機械的運動エネ
   ルギーに変換するアクチュエータと、 前記入力された動作内容に対する前記駆動信号への変換
   割合を、前記操作針の移動方向によって変更可能にする
   変換割合補正手段と、を具備してなるマイクロマニピュ
   レータ。
2. 【請求項２】 前記変換割合補正手段は、前記変換割合
   を任意に調整可能であることを特徴とする請求項１記載
   のマイクロマニピュレータ。
3. 【請求項３】 顕微鏡の視野下で操作針を使用して被検
   物を微細操作でき、少なくとも操作針の移動が電動化さ
   れたマイクロマニピュレータにおいて、 前記操作針の移動方向及び移動距離等の動作内容を入力
   する入力手段と、 前記入力された動作内容を所定の割合で駆動信号に変換
   して出力する駆動手段と、 前記駆動手段から出力された駆動信号を機械的運動エネ
   ルギーに変換するアクチュエータと、 前記入力された動作内容に対する前記駆動信号への変換
   割合を、前記操作針の移動方向によって変更可能にする
   変換割合補正手段と、 前記駆動信号に対する前記操作針の実際の移動量を検出
   する検出手段と、 前記入力された動作内容に対する前記操作針の実際の移
   動量が移動方向に関わらず同一になるように、前記検出
   手段による検出結果に基づいて前記変換割合を算出する
   変換割合算出手段と、 を具備し、前記変換割合補正手段は、前記変換割合算出
   手段により算出された変換割合を用いて前記駆動信号を
   出力するようにしたマイクロマニピュレータ。