JP2605129B2 - Micro instrument moving device in micro manipulator - Google Patents

Micro instrument moving device in micro manipulator

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JP2605129B2
JP2605129B2 JP63263555A JP26355588A JP2605129B2 JP 2605129 B2 JP2605129 B2 JP 2605129B2 JP 63263555 A JP63263555 A JP 63263555A JP 26355588 A JP26355588 A JP 26355588A JP 2605129 B2 JP2605129 B2 JP 2605129B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微小器具移動装置、特に、微小器具を操作
して微小な被処理物に処理を施すためのマイクロマニピ
ュレータにおける微小器具移動装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro-tool moving apparatus, and more particularly to a micro-tool moving apparatus in a micro-manipulator for operating a micro-tool to process a micro-processed object. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、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。この
ような作業にあたっては、通常、微小器具は水平方向に
対しある程度の傾きをもって取り付けられる。
For example, a micromanipulator is used when performing a microinjection on a cell or the like or measuring an intracellular potential. In a general micromanipulator, a microscopic instrument such as a microneedle or a micropipette is operated under a visual field of a microscope so that a predetermined process is performed on a microscopic workpiece such as a cell placed in a container such as a petri dish. It has become. In such an operation, usually, the micro instrument is attached with a certain inclination with respect to the horizontal direction.

この種のマイクロマニピュレータは、微小器具が取り
付けられた駆動装置と、駆動装置の動作をオペレータが
指令するための操作桿やつまみを有している。駆動装置
は、油圧機構を介し或いは電気的に操作桿やつまみに連
結されている。また、操作桿とつまみの内、操作桿は水
平2方向(X,Y方向)に微小器具を移動させる場合に使
用され、つまみは鉛直方向(Z方向)に微小器具を移動
させる場合に使用される。
This type of micromanipulator has a driving device to which a micro instrument is attached, and an operation rod or knob for an operator to instruct the operation of the driving device. The driving device is connected to an operation rod or a knob via a hydraulic mechanism or electrically. In addition, of the operation stick and the knob, the operation stick is used when moving a small instrument in two horizontal directions (X and Y directions), and the knob is used when moving the small instrument in a vertical direction (Z direction). You.

このマイクロマニピュレータでは、微小器具を精密に
移動させたい場合には、操作桿やつまみの手動動作によ
って駆動装置の微動部を駆動し、微小器具をX,Y,Z方向
に移動させる。
In this micromanipulator, when it is desired to precisely move a small instrument, the fine movement section of the driving device is driven by manual operation of an operation rod or a knob, and the small instrument is moved in the X, Y, and Z directions.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前記従来のマイクロマニピュレータでは、Z方向の微
小器具の移動を行う場合には、つまみをオペレータが回
動させ、その回動量に応じて微小器具がZ方向に移動さ
せられる。その際、シャーレ等の容器の位置に関係な
く、微小器具をZ方向に移動させることができる。この
ため、微小器具のZ方向への移動操作時に、不注意によ
り、微小器具がシャーレ等の容器の底に接続して折れて
しまうということが頻繁に生じている。
In the conventional micromanipulator, when the small instrument is moved in the Z direction, the knob is rotated by the operator, and the small instrument is moved in the Z direction according to the amount of rotation. At this time, the micro instrument can be moved in the Z direction regardless of the position of a container such as a petri dish. For this reason, during the operation of moving the small instrument in the Z direction, the small instrument is often inadvertently connected to the bottom of a container such as a petri dish and broken.

本発明の目的は、任意の指定された範囲内でのみ微小
器具が移動するようにして、マイクロマニピュレータの
操作性を向上させることのできる微小器具移動装置を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a micro instrument moving device capable of improving the operability of a micro manipulator by moving a micro instrument only within an arbitrary designated range.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明に係るマイクロマニピュレータにおける微小器
具移動装置は、微小器具を操作して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おける微小器
具移動装置である。第1図に示すように、この微小器具
移動装置は、操作信号供給手段と、移動範囲指定手段
と、信号変換手段と、駆動制限指令手段と、駆動装置と
を備えている。
A micro-tool moving device in a micro-manipulator according to the present invention is a micro-tool moving device in a micro-manipulator for operating a micro tool to process a micro-processed object. As shown in FIG. 1, the micro-tool moving device includes an operation signal supplying device, a moving range specifying device, a signal converting device, a drive limiting command device, and a driving device.

前記操作信号供給手段は、微小器具の移動を指定する
ための操作信号を発する手段である。前記移動範囲指定
手段は、微小器具の移動範囲を指定するための手段であ
る。前記信号変換手段は、操作信号供給手段からの操作
信号を受け、微小器具を駆動するための駆動信号に変換
する手段である。前記駆動制限指令手段は、操作信号供
給手段からの操作信号が移動範囲指定手段で指定された
移動範囲を超えていても、操作信号にかかわらず、移動
範囲指定手段で指定された移動範囲内でしか駆動信号を
生成しないように、信号変換手段に指令するための手段
である。前記駆動装置は、信号変換手段からの駆動信号
を受け、微小器具を駆動する装置である。
The operation signal supply unit is a unit that issues an operation signal for designating movement of the micro instrument. The moving range designating means is a means for designating a moving range of the small instrument. The signal conversion unit is a unit that receives an operation signal from the operation signal supply unit and converts the operation signal into a drive signal for driving a micro instrument. The drive restriction command means, even if the operation signal from the operation signal supply means exceeds the movement range specified by the movement range designation means, regardless of the operation signal, within the movement range designated by the movement range designation means This is a means for instructing the signal conversion means to generate only a drive signal. The driving device is a device that receives a driving signal from a signal conversion unit and drives a micro instrument.

〔作用〕[Action]

本発明に係るマイクロマニピュレータにおける微小器
具移動装置では、まず、移動範囲指定手段により、微小
器具の移動範囲を指定する。
In the apparatus for moving a small instrument in a micromanipulator according to the present invention, first, a movement range designating means designates a movement range of the small instrument.

次に、操作信号供給手段が、微小器具の移動を指令す
るための操作信号を発する。信号変換手段は、操作信号
供給手段からの操作信号を受け、微小器具を駆動するた
めの駆動信号に変換する。駆動装置は、信号変換手段か
らの駆動信号を受け、微小器具を駆動する。これによ
り、微小器具を操作して微小な被処理物に処理を施すこ
とができる。
Next, the operation signal supply unit issues an operation signal for instructing movement of the micro instrument. The signal conversion unit receives the operation signal from the operation signal supply unit and converts the operation signal into a drive signal for driving the micro instrument. The driving device receives the driving signal from the signal conversion means and drives the micro instrument. Thus, a small object can be processed by operating the small instrument.

前記作用において、駆動制限指令手段は、操作信号供
給手段からの操作信号が移動範囲指定手段で指定された
移動範囲を超えていても、操作信号にかかわらず、移動
範囲指定手段で指定された移動範囲内でしか駆動信号を
生成しないように、信号変換手段に指令する。この結
果、微小器具は指定された移動範囲内でのみ移動するこ
とが可能となる。従って、例えばZ方向の微小器具の移
動範囲を、微小器具がシャーレ等の容器に接触しない範
囲に移動範囲指定手段により設定しておけば、微小器具
の折損等の問題を解消することができる。これにより、
マイクロマニピュレータの操作性が向上する。
In the above operation, even if the operation signal from the operation signal supply unit exceeds the movement range specified by the movement range designation unit, the drive restriction command unit performs the movement specified by the movement range designation unit regardless of the operation signal. It instructs the signal conversion means to generate a drive signal only within the range. As a result, the micro instrument can move only within the specified movement range. Therefore, for example, if the moving range of the small instrument in the Z direction is set to a range in which the small instrument does not come into contact with a container such as a petri dish, the problem such as breakage of the small instrument can be solved. This allows
Operability of the micromanipulator is improved.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は、本発明の一実施例としての移動装置を採用
したマイクロマニピュレータの概略図である。第2図に
おいて、マイクロマニピュレータは、ベース11上に載置
された顕微鏡12と、顕微鏡12の側方に配置された移動装
置13と、移動装置13の作動を制御するための制御装置14
とを有している。
FIG. 2 is a schematic diagram of a micromanipulator employing a moving device as one embodiment of the present invention. In FIG. 2, a micromanipulator includes a microscope 12 mounted on a base 11, a moving device 13 arranged on the side of the microscope 12, and a control device 14 for controlling the operation of the moving device 13.
And

前記顕微鏡12は、その中央部に操作台15を有してお
り、操作台15には被処理物が入れられたシャーレ等の容
器16が載置されるようになっている。操作台15の下方に
は対物レンズ17が配置されており、対物レンズ17の下端
部はテレビカメラ18に接続されている。テレビカメラ18
は前記制御装置14に電気的に接続されており、対物レン
ズ17で得られた像の信号を制御装置14に送るようになっ
ている。
The microscope 12 has an operation table 15 at the center thereof, and a container 16 such as a petri dish containing an object to be processed is placed on the operation table 15. An objective lens 17 is arranged below the operation table 15, and a lower end of the objective lens 17 is connected to a television camera 18. TV camera 18
Is electrically connected to the control device 14, and sends an image signal obtained by the objective lens 17 to the control device 14.

前記移動装置13は、ベース11上に載置されており、ま
た前記制御装置14に電気的に接続されている。移動装置
13の下部は台20であり、台20上を粗動部21が取り付けら
れている。粗動部21は、図示しないステップモータによ
り、台20に対して数10μm単位の動きを垂直方向及び水
平方向に行い得るようになっている。粗動部21の顕微鏡
12側の面には微動部22が取り付けられている。微動部22
は、電磁方式により、水平及び鉛直方向(X,Y,Z方向)
に1μm単位の動きを行い得るようになっている。微動
部22の顕微鏡12側端部に設けられた微小器具ホルダ23の
先端部には、微小針や微小ピペット等からなる微小器具
24が取り付けられている。微小器具24は、その先端部が
容器16側へ延ばされている。
The moving device 13 is mounted on the base 11 and is electrically connected to the control device 14. Moving equipment
The lower part of 13 is a base 20, on which a coarse moving part 21 is mounted. The coarse moving section 21 can move the platform 20 in units of several tens of micrometers in the vertical and horizontal directions by a step motor (not shown). Microscope of coarse moving part 21
A fine movement section 22 is attached to the 12-side surface. Fine movement part 22
Indicates horizontal and vertical directions (X, Y, Z directions) depending on the electromagnetic method
Can be moved in units of 1 μm. At the tip of the micro instrument holder 23 provided at the end of the micro motion unit 22 on the microscope 12 side, a micro instrument such as a micro needle or
24 are installed. The distal end of the micro instrument 24 is extended toward the container 16.

前記制御装置14は、コントロールユニット26と、CRT2
7と、操作ボックス28とを備えている。コントロールユ
ニット26は、電源やマイクロコンピュータ等を内蔵して
おり、移動装置13の動作等を制御し得るようになってい
る。CRT27は、対物レンズ17で得られた細胞等の像を映
すほか、操作手順やオペレータに対する質問を表示する
ようになっている。操作ボックス28は、オペレータがマ
イクロマニピュレータを制御するのに使用するものであ
る。操作ボックス28には、種々の条件設定等を行うため
のキー群29と、粗動部21のX,Y,Z方向の移動を指令する
ための粗動部操作キー30と、マイクロマニピュレータの
作動モードをオペレータに知らせるための種々のランプ
群31と、微動部22のX,Y方向の移動を指令するためのジ
ョイスティック32と、微動部22のZ方向の移動を指定す
るためのZ軸つまみ33と、動作比指定用のスケールつま
み34と、ストップボタン35と、XYZ/XYスイッチ36とが設
けられている。
The control device 14 includes a control unit 26 and a CRT 2
7 and an operation box 28. The control unit 26 incorporates a power supply, a microcomputer, and the like, and can control the operation of the mobile device 13 and the like. The CRT 27 displays an image of a cell or the like obtained by the objective lens 17 and displays an operation procedure and a question for an operator. The operation box 28 is used by an operator to control the micromanipulator. The operation box 28 includes a group of keys 29 for setting various conditions, a coarse movement unit operation key 30 for instructing movement of the coarse movement unit 21 in the X, Y, and Z directions, and an operation of the micromanipulator. Various lamp groups 31 for notifying the operator of the mode, a joystick 32 for instructing the fine movement unit 22 to move in the X and Y directions, and a Z axis knob 33 for designating the movement of the fine movement unit 22 in the Z direction And a scale knob 34 for specifying an operation ratio, a stop button 35, and an XYZ / XY switch 36.

キー群29には、数字キーの他、微小器具ホルダ23のY
軸方向の動きを止めることを指定するためのロックYキ
ー、微小器具ホルダ23のZ方向の下限を設定するための
BLキー等が含まれている。ジョイスティック32及びZ軸
つまみ33は、主として可変抵抗から構成されており、抵
抗値の変化によってその移動が検知されるようになって
いる。また、スケールつまみ34も主として可変抵抗から
構成されており、その抵抗値によって動作比の設定値が
検知されるようになっている。XYZ/XYスイッチ36は、XY
Z側とXY側のいずれかの側に切り替えられるようになっ
ている。ここで、XYZ側とは、X,Y,Z軸のいずれの方向に
関しても、スケールつまみ34によって指定された動作比
を使用するモードであることを意味している。また、XY
側とは、X,Y軸の方向に関してはスケールつまみ34によ
って指定された動作比を使用し、Z軸の方向に関しては
最大の動作比を使用するモードであることを意味してい
る。なお、動作比とは、ジョイスティック32の移動量及
びZ軸つまみ33の回動量に対する微小器具24の移動量の
比である。
The key group 29 includes numeric keys and the Y
A lock Y key for designating that the movement in the axial direction is to be stopped, and a lock Y key for setting the lower limit of the micro instrument holder 23 in the Z direction.
BL key etc. are included. The joystick 32 and the Z-axis knob 33 are mainly composed of a variable resistor, and the movement is detected by a change in the resistance value. The scale knob 34 is also mainly composed of a variable resistor, and the set value of the operation ratio is detected based on the resistance value. XYZ / XY switch 36 is XY
It can be switched to either Z side or XY side. Here, the XYZ side means a mode in which the operation ratio specified by the scale knob 34 is used in any of the X, Y, and Z axes. Also, XY
The side means a mode in which the operation ratio specified by the scale knob 34 is used for the directions of the X and Y axes, and the maximum operation ratio is used for the direction of the Z axis. The operation ratio is the ratio of the amount of movement of the small instrument 24 to the amount of movement of the joystick 32 and the amount of rotation of the Z-axis knob 33.

第3図に示すように、コントロールユニット26内のマ
イクロコンピュータは、CPU40を有している。CPU40に
は、制御プログラム等が格納されたROM41、処理データ
等を記憶するためのRAM42、前記CRT27及び移動装置13用
のA/D変換器が接続されている。また、CPU40には、A/D
変換器44を介してジョイスティック32、Z軸つまみ33、
スケールつまみ34が接続され、さらにI/Oポート45を介
してキー群29、粗動部操作キー30、ランプ群31、ストッ
プボタン35及びXYZ/XYスイッチ36が接続されている。
As shown in FIG. 3, the microcomputer in the control unit 26 has a CPU 40. The CPU 40 is connected to a ROM 41 storing a control program and the like, a RAM 42 for storing processing data and the like, an A / D converter for the CRT 27 and the mobile device 13. A / D
Joystick 32, Z-axis knob 33,
A scale knob 34 is connected, and a key group 29, a coarse operation unit operation key 30, a lamp group 31, a stop button 35, and an XYZ / XY switch 36 are connected via an I / O port 45.

次に、第4図及び第5図に示すフローチャートにした
がって、コントロールユニット26の制御に係るマイクロ
マニピュレータの動作を説明する。
Next, the operation of the micromanipulator according to the control of the control unit 26 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

マイクロマニピュレータの図示しないメインスイッチ
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、後述するロックYフラグ及びBLフラグをクリア
し、限界値に下限値をセットし、ランプ群31の各ランプ
を消灯する等の初期設定を行う。なお、ここで、下限値
とは、移動範囲に特別な指定がない状態における、微小
器具24の下方向の限界値である。
When the main switch (not shown) of the micromanipulator is turned on, the program starts. Step S1
Then, initialization such as clearing a lock Y flag and a BL flag to be described later, setting a lower limit to a limit value, and turning off each lamp of the lamp group 31 is performed. Here, the lower limit value is a lower limit value of the small instrument 24 in a state where there is no special designation in the movement range.

ステップS2では、キー群29及び操作キー30からのキー
入力があったか否かを判断する。キー入力がなければ、
ステップS3に移行する。ステップS3では、ストップボタ
ン35が押されているか、即ちON状態か否かを判断する。
ストップボタン35がOFF状態にあれば、ステップS4に移
行する。
In step S2, it is determined whether or not there has been a key input from the key group 29 and the operation keys 30. Without key input,
Move to step S3. In step S3, it is determined whether the stop button 35 has been pressed, that is, whether the stop button 35 is in the ON state.
If the stop button 35 is in the OFF state, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、ジョイスティック32、Z軸つまみ3
3、スケールつまみ34の信号を入力する。ステップS5で
は、その入力信号に基づいて、X方向の駆動信号を計算
し移動装置13に出力する。移動装置13では、その出力を
受けて、微動部22がX方向に指定量だけ移動する。ステ
ップS6では、ロックYフラグがセットされているか否か
を判断する。ロックYフラグがセットされていなけれ
ば、ステップS7に進む。ステップS7では、ステップS4で
入力した信号に基づいて、Y方向の駆動信号を計算し移
動装置13に出力する。移動装置13では、その出力を受け
て、微動部22がY方向に指定量だけ移動する。ステップ
S7での処理が終われば、ステップS8に移行する。前記ス
テップS6において、ロックYフラグがセットされていた
場合には、ステップS7の処理を行うことなくステップS8
に移行する。即ち、ステップS4においてY軸方向の操作
信号が入力されていたとしても、ステップS6でロックY
フラグがセットされていた場合には、微小器具24はY軸
方向には駆動されない。
In step S4, joystick 32, Z-axis knob 3
3. Input the signal of the scale knob 34. In step S5, a drive signal in the X direction is calculated based on the input signal and output to the moving device 13. In the moving device 13, upon receiving the output, the fine movement unit 22 moves in the X direction by a specified amount. In step S6, it is determined whether or not the lock Y flag is set. If the lock Y flag has not been set, the process proceeds to step S7. In step S7, a drive signal in the Y direction is calculated based on the signal input in step S4, and output to the moving device 13. In the moving device 13, upon receiving the output, the fine movement section 22 moves by a specified amount in the Y direction. Steps
Upon completion of the process in S7, the process proceeds to step S8. If the lock Y flag is set in step S6, the process proceeds to step S8 without performing the process in step S7.
Move to That is, even if an operation signal in the Y-axis direction is input in step S4, the lock Y
If the flag has been set, the micro instrument 24 is not driven in the Y-axis direction.

ステップS8では、XYZ/XYスイッチ36がXYZ側とXY側の
いずれの側に配置されているかを判断する。XYZ/XYスイ
ッチ36においてXYZ側のモードが指定されている場合に
は、ステップS9に移行する。ステップS9では、スケール
つまみ34に応じた係数によりZ方向の駆動信号を計算
し、ステップS10に移行する。ステップS8において、XY
側のモードが指定されている場合には、ステップS11に
移行する。ステップS11では、動作比の係数を最大値に
してZ方向の駆動信号を計算し、ステップS10に移行す
る。ステップS10では、Z方向の駆動信号が限界値を超
えているか否かを判断する。Z方向の駆動信号が限界値
を超えていなければ、ステップS12に移行する。ステッ
プS12では、ステップS9またはステップS11で計算したZ
方向の駆動信号を移動装置13に出力する。移動装置13で
は、その出力を受けて、微動部22がZ方向に指定量だけ
移動する。一方、ステップS10において、Z方向の駆動
信号が限界値を超えていれば、ステップS13に移行す
る。ステップS13では、Z方向の駆動信号を限界値にセ
ットし、続いてステップS12で上述の処理を行う。
In step S8, it is determined whether the XYZ / XY switch 36 is located on the XYZ side or the XY side. If the XYZ / XY switch 36 specifies the XYZ mode, the process proceeds to step S9. In step S9, a drive signal in the Z direction is calculated based on a coefficient corresponding to the scale knob 34, and the process proceeds to step S10. In step S8, XY
If the mode on the side has been designated, the process proceeds to step S11. In step S11, the drive signal in the Z direction is calculated by setting the coefficient of the operation ratio to the maximum value, and the process proceeds to step S10. In step S10, it is determined whether the drive signal in the Z direction has exceeded a limit value. If the drive signal in the Z direction does not exceed the limit value, the process proceeds to step S12. In step S12, the Z calculated in step S9 or step S11
The driving signal in the direction is output to the moving device 13. In the moving device 13, the fine movement section 22 moves in the Z direction by a specified amount in response to the output. On the other hand, if the drive signal in the Z direction exceeds the limit value in step S10, the process proceeds to step S13. In step S13, the drive signal in the Z direction is set to the limit value, and subsequently, in step S12, the above-described processing is performed.

ステップS12での処理が終われば、ステップS2に戻
る。
Upon completion of the process in the step S12, the process returns to the step S2.

このように、微小器具24のZ方向の制御を行うステッ
プS8からステップS13迄の処理において、ステップS8か
らステップS11の処理を採用したので、動作比の状態が
切り替えられ得るようになり、マイクロマニピュレータ
の操作性が向上する。即ち、X,Y,Z軸のいずれの方向に
も微小器具24の微細な動作が要求される場合には、スケ
ールつまみ34による設定に基づいて精密な動作を行うこ
とができる。また、例えば、微小器具24で細胞を保持し
ながら、微小器具24が容器16等に触れないよう上下方向
(Z方向)に微小器具を大きく動かして次の作業に移り
たいとき等には、Z,Y方向の動作比が共通でZ方向の動
作比が最大となるように、ワンタッチで切り替えができ
る。これによって、マイクロマニピュレータの操作性が
向上する。
As described above, since the processing from step S8 to step S11 is employed in the processing from step S8 to step S13 for controlling the micro instrument 24 in the Z direction, the state of the operation ratio can be switched, and the micromanipulator can be switched. Operability is improved. That is, when a fine operation of the micro instrument 24 is required in any of the X, Y, and Z axes, a precise operation can be performed based on the setting of the scale knob 34. Also, for example, when it is desired to move the micro-apparatus largely in the vertical direction (Z direction) so as to prevent the micro-apparatus 24 from touching the container 16 or the like while holding the cells with the micro-apparatus 24 and to move to the next operation, , Can be switched with one touch so that the operation ratio in the Y direction is common and the operation ratio in the Z direction is maximized. Thereby, the operability of the micromanipulator is improved.

次に、ストップボタン35を押した場合、即ちONにした
場合には、ステップS3での判断がYesとなり、ステップS
4からステップS12の処理は行われない。即ち、オペレー
タがストップボタン35を押している間は、ジョイスティ
ック32或いはZ軸つまみ33をどのように操作しようと、
微小器具24は駆動されない。この機能は、次のように利
用でき、例えば、微小器具24を広範囲に動かしたい場合
に、ある方向への操作信号以外は無視して、当該方向へ
の操作信号のみを駆動信号に変換するように、ストップ
ボタン35のON・OFFにより制御することができる。より
具体的には、例えば、第6A図に示すような場合が考えら
れる。第6A図はCRT27に写し出された顕微鏡視野であ
り、処理を行いたい細胞が右上角部があるとする。ここ
で、微小器具24の微動部22による可動範囲が2点鎖線a
内とすると、微動部22による通常の駆動では微小器具24
を所望の細胞の位置まで移動させることができない。そ
こで、まずジョイスティック32を操作して、範囲a内で
微小器具24を細胞に最も近づける。この場合には、ステ
ップS4からステップS13迄の処理に基づいて、通常の微
小器具24の駆動処理がなされる。次に、ストップボタン
35をONし、その状態でジョイスティック32を逆方向に移
動させる。この場合には、ステップS4からステップS13
の処理を行われないので、ジョイスティック32の移動に
係わらず、微小器具24が駆動されることはない。このジ
ョイスティック32の逆方向への移動によって、範囲a
は、所望の細胞側にシフトしたことになる。この動作を
繰り返すことにより、第6B図に示すように、微小器具24
の微動部22による可動範囲a内に所望の細胞を入れるこ
とができる。このように、この実施例によれば、例え
ば、顕微鏡視野内の端にある細胞まで、ジョイスティッ
ク32の操作だけによって微小器具24を移動させることが
できる。したがって、微小器具24を大きく移動させるの
に粗動部21を用いる必要がなく、作業を円滑かつ精密に
行える。
Next, when the stop button 35 is pressed, that is, when the stop button is turned on, the determination in step S3 is Yes, and the
The processing from step 4 to step S12 is not performed. That is, while the operator is pressing the stop button 35, no matter how the joystick 32 or the Z-axis knob 33 is operated,
The micro instrument 24 is not driven. This function can be used as follows.For example, when it is desired to move the micro-tool 24 over a wide range, the operation signal other than the operation signal in a certain direction is ignored, and only the operation signal in the direction is converted into the drive signal. In addition, control can be performed by turning ON / OFF the stop button 35. More specifically, for example, the case shown in FIG. 6A can be considered. FIG. 6A is a field of view of a microscope projected on CRT 27, and it is assumed that a cell to be processed has an upper right corner. Here, the movable range of the fine instrument 24 by the fine movement unit 22 is represented by a two-dot chain line a.
In the normal driving by the fine movement unit 22,
Cannot be moved to the desired cell position. Therefore, first, the joystick 32 is operated to bring the micro instrument 24 closest to the cell within the range a. In this case, a normal driving process of the micro instrument 24 is performed based on the processes from step S4 to step S13. Next, the stop button
Turn on 35, and in that state, move the joystick 32 in the opposite direction. In this case, steps S4 to S13
Is not performed, the micro instrument 24 is not driven regardless of the movement of the joystick 32. By moving the joystick 32 in the opposite direction, the range a
Is shifted to the desired cell side. By repeating this operation, as shown in FIG.
A desired cell can be put into the movable range a by the fine movement section 22. As described above, according to this embodiment, for example, the micro instrument 24 can be moved to the cell at the end in the visual field of the microscope only by operating the joystick 32. Therefore, it is not necessary to use the coarse moving portion 21 to largely move the small instrument 24, and the operation can be performed smoothly and precisely.

次に、キー群29のキーの何れかを押した場合には、ス
テップS2での判断はYesとなり、第5図のステップS14に
移行する。
Next, when any one of the keys of the key group 29 is pressed, the determination in step S2 is Yes, and the process proceeds to step S14 in FIG.

ここで、例えば、Y軸方向への微小器具24の移動を阻
止したい場合(ロックYモードとしたい場合)には、ロ
ックYキーを押す。入力キーがロックYキーであれば、
ステップS14からステップS15に移行する。ステップS15
では、ロックYフラグがセットされているか否かを判断
する。ロックY状態でなかった場合には、判断はNoとな
り、ステップS16に移行する。ステップS16ではロックY
フラグをセットし、続いてステップS17でランプ群31の
ロックYランプを点灯した後、ステップS2に戻る。ステ
ップS16でロックYフラグがセットされたので、処理は
ロックYモードとなる。また、ロックYモードになった
ことが、ロックYランプの点灯によってオペレータに知
らされる。ロックYモードでは、ステップS4からステッ
プS13迄の処理において、ステップS6での判断がYesとな
る。即ち、ステップS4においてY軸方向の操作信号が入
力されていたとしても、ステップS6でロックYフラグが
セットされていた場合には、微小器具24はY軸方向には
駆動されない。これにより、例えば、細胞などに微小注
射を行ったり細胞内の電位を測定するために、微小器具
24をその軸方向(X方向)にだけ動かして細胞内に挿入
したい場合には、正確にX方向にだけ微小器具24を移動
させることができ、正確な作業が簡単に行えるようにな
る。この結果、マイクロマニピュレータの操作性が向上
する。
Here, for example, when it is desired to prevent the movement of the small instrument 24 in the Y-axis direction (when the lock Y mode is desired), the lock Y key is pressed. If the input key is lock Y key,
The process moves from step S14 to step S15. Step S15
Then, it is determined whether or not the lock Y flag is set. If it is not in the lock Y state, the determination is No, and the routine goes to Step S16. Lock Y in step S16
After the flag is set and the lock Y lamp of the lamp group 31 is turned on in step S17, the process returns to step S2. Since the lock Y flag is set in step S16, the process enters the lock Y mode. Further, the operator is notified that the lock Y mode has been entered by turning on the lock Y lamp. In the lock Y mode, in the processing from step S4 to step S13, the determination in step S6 is Yes. That is, even if an operation signal in the Y-axis direction is input in step S4, if the lock Y flag is set in step S6, the micro instrument 24 is not driven in the Y-axis direction. This makes it possible, for example, to use micro-instruments to perform micro-injections on cells or to measure intracellular potentials.
When it is desired to insert the cell 24 into the cell by moving it only in the axial direction (X direction), the microdevice 24 can be moved exactly in the X direction, and accurate work can be easily performed. As a result, the operability of the micromanipulator is improved.

ロックYモードを解除する場合には、再びキー群29の
ロックYキーを押す。これによって、プログラムはステ
ップS2、ステップS14、ステップS15を経て、ステップS1
8に移行する。ステップS18ではロックYフラグをクリア
し、ステップS19でランプ群31のロックYランプを消灯
して、ステップS2に戻る。
To release the lock Y mode, the lock Y key of the key group 29 is pressed again. As a result, the program goes through step S2, step S14, step S15, and step S1.
Move to 8. In step S18, the lock Y flag is cleared. In step S19, the lock Y lamp of the lamp group 31 is turned off, and the process returns to step S2.

次に、Z軸方向の微小器具の移動操作時の不注意によ
り、微小器具24が容器16に接触して折れてしまうという
問題等を解消するため、微小器具24の下方への移動を制
限したい場合(BLモードとしたい場合)には次のように
行う。
Next, in order to solve the problem that the micro-equipment 24 comes into contact with the container 16 and breaks due to carelessness in the operation of moving the micro-equipment in the Z-axis direction, it is desired to restrict the downward movement of the micro-equipment 24. In this case (when the BL mode is desired), the following is performed.

まず、Z軸つまみ33を操作して、微小器具24を下降さ
せ、所望程度にまで容器16に近接させる。この際の処理
は、ステップS4からステップS13に従って行われる。次
に、キー群29のBLキーを押す。プログラムは、ステップ
S2、ステップS14からステップS20に移行する。
First, the micro-tool 24 is lowered by operating the Z-axis knob 33 so as to approach the container 16 to a desired degree. The processing at this time is performed according to steps S4 to S13. Next, the BL key of the key group 29 is pressed. Program steps
S2, the process proceeds from step S14 to step S20.

ステップS20では、BLキーが押されたか否か、即ちBL
信号が入力されたか否かを判断する。ステップS20での
判断がYesとなるので、ステップS21に移行する。ステッ
プS21では、BLフラグがセットされているか否かを判断
する。BLモードでなかった場合には、判断はNoとなり、
ステップS22に移行する。ステップS22では、BLフラグを
セットし、続いてステップS23でランプ群31のBLランプ
を点灯する。そして、ステップS24で、現在の微小器具2
4のZ方向の位置を限界値として設定した後、ステップS
2に戻る。ステップS22でBLフラグがセットされたので、
以後の処理はBLモードとなる。また、BLモードになった
ことが、BLランプの点灯によってオペレータに知らされ
る。BLモードでは、ステップS4からステップS13迄の処
理において、ステップS10の判断基準がステップS24で設
定された値となる。即ち、ステップS4においてZ軸方向
の操作信号が入力されていたとしても、ステップS24で
設定された位置よりも下方には微小器具24が駆動される
ことはない。これにより、Z方向に微小器具を移動させ
る際の不注意により、微小器具24が容器16等の容器の底
に接触して折れてしまうという問題は解消される。した
がって、マイクロマニピュレータの操作性を向上させる
ことができる。
In step S20, it is determined whether the BL key has been pressed,
It is determined whether a signal has been input. Since the determination in step S20 is Yes, the process proceeds to step S21. In step S21, it is determined whether the BL flag is set. If not in BL mode, the judgment is No,
Move to step S22. In step S22, the BL flag is set, and subsequently, in step S23, the BL lamp of the lamp group 31 is turned on. Then, in step S24, the current micro instrument 2
After setting the position in the Z direction of 4 as the limit value, step S
Return to 2. Since the BL flag was set in step S22,
Subsequent processing is in the BL mode. In addition, the operator is notified that the BL mode has been entered by turning on the BL lamp. In the BL mode, in the processing from step S4 to step S13, the criterion of step S10 is the value set in step S24. That is, even if the operation signal in the Z-axis direction is input in step S4, the micro instrument 24 is not driven below the position set in step S24. This solves the problem that the micro-instrument 24 comes into contact with the bottom of a container such as the container 16 and breaks due to carelessness when the micro-instrument is moved in the Z direction. Therefore, the operability of the micromanipulator can be improved.

BLモードを解除する場合には、再びキー群29のBLキー
を押す。これによって、プログラムはステップS2、ステ
ップS14、ステップS20、ステップS21を経て、ステップS
25に移行する。ステップS25ではBLフラグをクリアし、
ステップS26でランプ群31のBLランプを消灯する。ステ
ップS27では、Z軸方向の限界値を最下端に設定し、ス
テップS2に戻る。
To cancel the BL mode, the BL key of the key group 29 is pressed again. As a result, the program goes through step S2, step S14, step S20, and step S21, and
Move to 25. In step S25, the BL flag is cleared,
In step S26, the BL lamps of the lamp group 31 are turned off. In step S27, the limit value in the Z-axis direction is set to the lowermost end, and the process returns to step S2.

このBLモードは、例えば、容器16に付着した細胞にDN
A等の注入を行う場合にも有効に使用できる。即ち、最
初に細胞を微小器具24を差し込んだ位置において、ステ
ップS22からステップS24の処理を行っておけばよい。後
は、容器16をX,Y方向に移動させて処理対象の細胞を決
め、Z軸つまみ33を回して微小器具24を適当に下降させ
るだけで、正確に微小器具24が所定高さに配置されるの
で、簡単に注入作業が行える。
In the BL mode, for example, DN attached to cells
It can be used effectively when injecting A or the like. That is, the processing from step S22 to step S24 may be performed at the position where the micro-instrument 24 is first inserted into the cell. After that, the container 16 is moved in the X and Y directions to determine the cells to be processed, and the micro-instrument 24 is accurately positioned at a predetermined height simply by turning the Z-axis knob 33 and lowering the micro-instrument 24 appropriately. Therefore, the injection operation can be easily performed.

キー群29のその他のキーを押した場合には、プログラ
ムはステップS2から、ステップS14、ステップS20を経て
ステップS28に至り、そのキーに対応した処理が行われ
る。また、粗動部操作キー30を押すことによって、粗動
部21がX,Y,Z方向に駆動される。
If any other key of the key group 29 is pressed, the program proceeds from step S2 to step S28 through steps S14 and S20, and the processing corresponding to that key is performed. Further, by pressing the coarse moving section operation key 30, the coarse moving section 21 is driven in the X, Y, and Z directions.

〔他の実施例〕[Other embodiments]

(a)前記実施例の説明では、1台の移動装置13を有す
るマイクロマニピュレータを説明したが、それに限られ
ることはなく、例えば、マイクロマニピュレータが1対
以上の移動装置13を有していてもよい。
(A) In the description of the embodiment, the micromanipulator having one moving device 13 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, even if the micromanipulator has one or more pairs of moving devices 13, Good.

(b)前記実施例では、微動部22を電磁力を駆動する構
成を示したが、それに限られることはなく、例えば油圧
で駆動する構成としてもよい。
(B) In the above-described embodiment, the configuration in which the fine movement unit 22 is driven by an electromagnetic force is described. However, the present invention is not limited to this.

(c)前記実施例では、ジョイスティック32によってX,
Y方向、Z軸つまみ33によってZ方向の制御を行うよう
にしたが、Z軸つまみ33を省略し、ジョイスティック32
の回動によってZ方向の制御を行うようにしてもよい。
(C) In the above embodiment, X,
The Z-direction control is performed by the Y-direction and Z-axis knobs 33, but the Z-axis knob 33 is omitted and the joystick 32
The control in the Z direction may be performed by the rotation of.

この場合には、ロックYモードだけでなく、X,Y両軸
に関してロックを行うロックXYモードを採用してもよ
い。これを実現するには、例えば、ロックXYフラグ、ロ
ックXYランプを設け、さらにステップS14からステップS
19の処理と同様の処理をX,Y方向についても行えるよう
にする。また、ステップS4とステップS5との間に、ロッ
クXYフラグがセットされているか否かを判断するステッ
プを設け、そのステップでの判断がYesの場合にはステ
ップS8に移行するようにする。
In this case, not only the lock Y mode but also a lock XY mode for locking both X and Y axes may be employed. To realize this, for example, a lock XY flag and a lock XY lamp are provided, and the steps S14 to S14 are performed.
The same processing as the processing in 19 can be performed in the X and Y directions. In addition, a step for determining whether or not the lock XY flag is set is provided between step S4 and step S5, and if the determination in this step is Yes, the process proceeds to step S8.

(d)前記実施例では、微小器具24の下方への移動をス
テップS20からステップS27の処理によって制限する構成
を示したが、それに限られることはなく、微小器具24の
水平方向(X方向及びY方向)への移動についても制限
する構成を同様に実現できる。
(D) In the above embodiment, the configuration in which the downward movement of the small instrument 24 is limited by the processing from step S20 to step S27 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the horizontal direction (X direction and A configuration for restricting the movement in the (Y direction) can be realized in the same manner.

(e)前記実施例では、動作比をX,Y,Z軸共通のモード
とX,Y軸だけが共通のモードとの間で切り替えられ得る
ようにしたが、切り替え態様はそれに限られることはな
い。
(E) In the above embodiment, the operation ratio can be switched between the mode common to the X, Y, and Z axes and the mode common only to the X, Y axes. However, the switching mode is not limited to this. Absent.

例えば、動作比をX,Y,Z軸共通の最大値とする状態
と、X,Y軸に関してだけはスケールつまみ34での設定動
作比とする状態との間で切り替えられ得るようにしても
よい。また、動作比をX,Y,Z軸共通で最大値とする状態
と、X,Y,Z軸共通でスケールつまみ34での設定動作比と
する状態との間で切り替えられ得るようにしてもよい。
For example, the operation ratio may be switched between a state where the operation ratio is set to the maximum value common to the X, Y and Z axes and a state where the operation ratio is set to the setting value of the scale knob 34 only for the X and Y axes. . Also, the operation ratio can be switched between a state where the operation ratio is set to the maximum value for the X, Y and Z axes and a state where the operation ratio is set to the scale knob 34 for the X, Y and Z axes. Good.

(f)前記実施例では、動作比を決定するのに1つのス
ケールつまみ34で行ったが、さらに他のつまみを設けて
もよい。この場合には、例えば、単にZ軸方向の動作比
を最大値に切り替えるのではなく、所望の値に切り替え
られ得るようにすることもできる。また、何れのつまみ
もX,Y,Z軸共通とし、各つまみによる動作比の設定値間
で切り換えを行えるようにしてもよい。
(F) In the above embodiment, the operation ratio is determined by one scale knob 34, but another knob may be provided. In this case, for example, instead of simply switching the operation ratio in the Z-axis direction to the maximum value, the operation ratio can be switched to a desired value. In addition, all the knobs may be common to the X, Y, and Z axes, and switching between the operation ratio setting values of the respective knobs may be performed.

(g)前記実施例では、動作比の状態を2種類設けてそ
の間で切り替える構成としたが、3種類以上設けてその
間で切り替えるようにしてもよい。
(G) In the above embodiment, two types of operation ratios are provided and switched between them. However, three or more types of operation ratios may be provided and switched between them.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に係るマイクロマニピュレータの微小器具移動
装置によれば、駆動制限指令手段が、操作信号供給手段
からの操作信号にかかわらず、移動範囲指定手段で指定
された移動範囲内でしか駆動信号を生成しないように信
号変換手段に指令するので、微小器具は指定された移動
範囲内でのみ移動することが可能となる。したがって、
本発明によれば、任意の指定された範囲内でのみ微小器
具が移動するようになり、マイクロマニピュレータの操
作性を向上させることのできる微小器具移動装置が得ら
れる。
According to the micro instrument moving device of the micro manipulator according to the present invention, the drive restriction instructing means generates the driving signal only within the moving range specified by the moving range specifying means regardless of the operation signal from the operation signal supplying means. Since the command is issued to the signal conversion means so as not to perform the movement, the micro instrument can be moved only within the designated movement range. Therefore,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a micro instrument can move only within arbitrary designated ranges, and the micro instrument moving device which can improve the operability of a micromanipulator is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の概略を示す機能ブロック図、第2図は
本発明の一実施例を採用したマイクロマニピュレータの
正面概略図、第3図はコントロールユニットの概略を示
すブロック図、第4図、第5図はこの実施例の作用を示
すフローチャート、第6A図、第6B図は顕微鏡視野の一例
を示す正面図である。 12…顕微操作装置、13…移動装置、14…制御装置、24…
微小器具、26…コントロールユニット、31…ランプ群、
32…ジョイスティック、33…Z軸つまみ、34…スケール
つまみ、35…ストップボタン、36…XYZ/XYスイッチ、40
…CPU。
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing the present invention, FIG. 2 is a schematic front view of a micromanipulator employing one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram schematically showing a control unit, and FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of this embodiment, and FIGS. 6A and 6B are front views showing an example of a microscope field of view. 12 ... Micro-operating device, 13 ... Moving device, 14 ... Control device, 24 ...
Small instruments, 26 ... Control unit, 31 ... Lamp group,
32: Joystick, 33: Z-axis knob, 34: Scale knob, 35: Stop button, 36: XYZ / XY switch, 40
…CPU.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】微小器具を操作して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おける微小器具
移動装置であって、 前記微小器具の移動を指令するための操作信号を発する
操作信号供給手段と、 前記微小器具の移動範囲を指定するための移動範囲指定
手段と、 前記操作信号供給手段からの操作信号を受け、前記微小
器具を駆動するための駆動信号に変換する信号変換手段
と、 前記操作信号供給手段からの操作信号が前記移動範囲指
定手段で指定された移動範囲を超えていても、操作信号
にかかわらず、前記移動範囲指定手段で指定された移動
範囲内でしか駆動信号を生成しないように、前記信号変
換手段に指令するための駆動制限指令手段と、 前記信号変換手段からの駆動信号を受け、前記微小器具
を駆動する駆動装置と、を備えたマイクロマニピュレー
タにおける微小器具移動装置。
1. A micro-tool moving device in a micro-manipulator for processing a micro-processed object by operating a micro-tool, wherein an operation signal supply for issuing an operation signal for commanding the movement of the micro-tool is provided. Means, a movement range designation means for designating a movement range of the micro instrument, a signal conversion means for receiving an operation signal from the operation signal supply means and converting the operation signal into a drive signal for driving the micro instrument, Even if the operation signal from the operation signal supply unit exceeds the movement range designated by the movement range designation unit, the drive signal is transmitted only within the movement range designated by the movement range designation unit regardless of the operation signal. A drive restriction command unit for instructing the signal conversion unit so as not to generate the signal, and a driving device that receives a drive signal from the signal conversion unit and drives the micro instrument. Fine instrument movement device in micromanipulator equipped with.
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