JP3868024B2

JP3868024B2 - Micromanipulator

Info

Publication number: JP3868024B2
Application number: JP10020096A
Authority: JP
Inventors: 光彦斉藤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2016-04-22
Also published as: JPH09288238A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学顕微鏡の周辺機器に係り、さらに詳しくは光学顕微鏡下で行う細胞等の被検物を微細操作す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】
この種従来のマイクロマニピュレータには、駆動方式として油圧式、水圧式等のメカ方式と、電気方式（モータライズ化方式）のものがある。このうちのメカ方式のものは、当然のことながら位置決めは微動も粗動もいずれも手動操作で行っていた。
【０００４】
また、電気方式のものとして、本出願人が先に出願した特開平６−３４２１２１号公報（特願平６−６８５３１号）に示すように構成したものがあり、これは空間座標で規定されるＸ，Ｙ，Ｚ軸および任意のＤ軸の各々が独立の超音波モータで駆動され、各軸毎の動作許容範囲を規定するために各軸毎に２個のリミットスイッチがそれぞれ配設されており、ジョイスティックやトラックボールで操作ができ、さらにキーボードから目標位置を座標入力することが可能に構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上述べた従来のものはいずれも次のような問題点を有している。すなわち、メカ方式のものでは、特に微動操作時のフィーリングが非常に難しく、職人芸的な技能が要求されてしまう。
【０００６】
また、電気方式のものにあっては、操作針の位置に着目したとき、Ｄ軸駆動は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の同時駆動と等価になるが、座標指定時など、どちらをどれだけ動かすかの判断は明確になっていない。ここで、余分な振動等を避けるため、細胞にアクセスする操作はＤ軸で行う必要があり、このため細胞表面付近までジョグ等でＤ軸を操作して操作針を移動させた場合、いざ細胞にアクセスしようとしたら、丁度Ｄ軸に配設されているリミットスイッチによりリミット位置が検出されるため、それ以上Ｄ軸を移動させることができないという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、前記問題点を除去するためなされたもので、微細操作を行う場合に被検物表面にて、Ｄ軸がリミット位置になってしまい、位置再調整が必要になることを防止し、Ｄ軸方向の駆動を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動で行う時も、初心者でも容易に操作可能なマイクロマニピュレータを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下のように構成したものである。請求項１に対応する発明は、顕微鏡の視野下で、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向及びＤ軸方向にそれぞれ移動可能に構成した操作針を使用して被検物を微細操作するマイクロマニピュレータにおいて、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、およびＤ軸方向にそれぞれ変位し、このうちのいずれかであって前記Ｄ軸に対して平行に前記操作針が固定された４つの可動体と、電流を入力することにより得られる電気エネルギーを、機械的な運動エネルギーに変換し、前記各可動体をそれぞれ直線移動させる４つのアクチュエータと、
前記各可動体の位置をそれぞれ検出し、この検出した位置情報を出力する位置検出手段と、前記操作針の移動方向、移動距離および微細操作時であるか否かに応じた動作指令信号を出力する動作指令発生手段と、前記微細操作しないときは前記動作指令発生手段から出力された動作指令信号に応じて、前記Ｄ軸の移動範囲を制限する制限手段と、前記動作指令発生手段から出力される動作指令信号と前記位置検出手段からの位置情報に基づきそれぞれの駆動軸に対応する駆動信号を発生し、かつ前記制限手段により制限されるＤ軸方向指令に対しては、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を同時駆動することで対応し、微細操作時にはＤ軸の制限を加えないように、それぞれの駆動軸に対応する駆動信号を発生する制御手段と、前記制御手段で発生した各軸の駆動信号に対応する電流を、前記各アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動手段とを備えたマイクロマニピュレータである。
【０００９】
請求項２に対応する発明は、顕微鏡の視野下で、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向及びＤ軸方向にそれぞれ移動可能に構成した操作針を使用して被検物を微細操作するマイクロマニピュレータにおいて、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向、およびＤ軸方向にそれぞれ変位し、このうちのいずれかであって前記Ｄ軸に対して平行に前記操作針が固定された４つの可動体と、電流を入力することにより得られる電気エネルギーを、機械的な運動エネルギーに変換し、前記各可動体をそれぞれ直線移動させる４つのアクチュエータと、前記各可動体の位置をそれぞれ検出し、この検出した位置情報を出力する位置検出手段と、前記操作針の駆動指令時に操作対象が細胞か細胞以外かを選択する選択手段と、この選択に対応して動作指令信号を出力する動作指令発生手段と、前記選択手段の選択が細胞であるときには、Ｄ軸に対するアクチュエータを駆動して前記動作指令を実行し、前記選択手段の選択が細胞以外であって前記動作指令による移動範囲が所定の範囲内である場合にはＤ軸に対するアクチュエータを駆動して前記動作指令を実行し、前記選択手段の選択が細胞以外であって前記動作指令による移動範囲が所定の範囲外である場合には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対するアクチュエータを同時駆動して前記動作指令を実行する制御手段と、前記制御手段で発生した各軸の駆動信号に対応する電流を、前記各アクチュエータに供給するアクチュエータ駆動手段とを備えたマイクロマニピュレータである。
【００１１】
【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。
図１は、本発明のマイクロマニピュレータ（顕微鏡の視野下で操作針を使用して被検物を微細操作するためのもの）の全体の概略構成を示すブロック図である。具体的には、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向、および後述する操作針２と同方向のＤ軸方向の４方向にそれぞれ変位する４つの可動体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと、可動体１Ａ〜１Ｄのいずれか例えばここでは可動体１Ａに固定された操作針２と、可動体１Ａ〜１Ｄの位置をそれぞれ検出し、位置情報を後述する制御手段５に出力する位置検出器３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、操作針２の移動方向、移動距離およびＤ軸方向移動時にＸ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動とＤ軸駆動のどちらかを選択したとき、この選択に対応して動作指令信号を出力する動作指令発生手段４と、動作指令発生手段４から出力される動作指令信号に応じてそれぞれの駆動軸に対応する駆動信号を発生する制御手段５と、制御手段５で発生した各軸の駆動信号を増幅し、対応するアクチュエータに電流を供給するアクチュエータ駆動手段６と、アクチュエータ駆動手段６からの電流を入力することにより得られる電気エネルギーを機械的な運動エネルギーに変換し、前記可動体１Ａ〜１Ｄをそれぞれ直線移動させる４つのアクチュエータ７Ａ〜７Ｄ例えば圧電体が付着された弾性体からなる超音波モータで構成されている。
【００１２】
このような構成のものにおいて、請求項１に対応する発明の実施形態は、操作針２に対して該操作針２をＤ軸方向またはＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に同時に駆動するための駆動指令を与えることが可能な手段を備えたものである。具体的には動作指令発生手段４で選択された信号に基づき制御手段５は駆動軸Ｘ，Ｙ，Ｚ軸が同時あるいはＤ軸のみを駆動するための駆動指令を、駆動手段６に与えるように構成したものである。
【００１３】
また、請求項２に対応する発明の実施形態は、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向、およびＤ軸方向にそれぞれ変位し、このうちのいずれかであってＤ軸に対して平行に操作針２が固定された４つの可動体１Ａ〜１Ｄと、電流を入力することにより得られる電気エネルギーを、機械的な運動エネルギーに変換し、可動体１Ａ〜１Ｄをそれぞれ直線移動させる４つのアクチュエータ例えば超音波モータ７Ａ〜７Ｄと、各可動体１Ａ〜１Ｄの位置をそれぞれ検出し、この検出した位置情報を出力する位置検出手段例えば光学式リニアスケール３Ａ〜３Ｄと、操作針２の移動方向、移動距離およびＤ軸方向移動時にＸ，Ｙ，Ｚ軸同時あるいはＤ軸のどちらかを選択したとき、この選択に対応して動作指令信号を出力する動作指令発生手段４と、動作指令発生手段４から出力される動作指令信号と光学式リニアスケール３Ａ〜３Ｄからの位置情報に基づきそれぞれの駆動軸に対応する駆動信号を発生する制御手段５と、制御手段５で発生した各軸の駆動信号に対応する電流を、各超音波モータ７Ａ〜７Ｄに供給するアクチュエータ駆動手段６とを備えたものである。
【００１４】
さらに、請求項３に対応する発明の実施形態は、請求項２に対応する発明の実施形態とは、次の点が異なる。すなわち、制限手段と、制御手段５であり、制限手段は、微細操作しないときは動作指令発生手段４から出力された動作指令信号に応じて、Ｄ軸の移動範囲を制限するものである。制御手段５は動作指令発生手段４から出力される動作指令信号と位置検出手段例えば光学式リニアスケール３Ａ〜３Ｄからの位置情報に基づきそれぞれの駆動軸に対応する駆動信号を発生し、かつ前記制限手段により制限されるＤ軸方向指令に対しては、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を同時駆動することで対応し、微細操作時にはＤ軸の制限を加えないように、それぞれの駆動軸に対応する駆動信号を発生するものである。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図２は第１実施形態の全体構成を説明するための図で、倒立顕微鏡８は微細操作の対象である被検物例えば細胞９が配置されるステージ１０を備える。倒立顕微鏡８の本体には、レボルバ１１が自転自在に取り付けられている。レボルバ１１は、各々所定の倍率を有する複数の対物レンズ１２が取り付け可能となっており、レボルバ１１が自転することにより所定倍率の対物レンズ１２を光軸上に配置できる様になっている。
【００１６】
倒立顕微鏡８は光軸上に対物レンズ１２に入射する観察光を接眼レンズ１３へ導き、被検物像（標本像）を肉眼観察可能とし、またステージ１０上の細胞９を照明する照明装置１４を備えている。
【００１７】
一方、本発明のマイクロマニピュレータの概略構成として、図３に示すように細胞９を操作する操作針２は、後述するマニピュレータ本体１７に移動可能に支持されたＤ軸方向移動用の可動体１Ｄに固定されている。可動体１Ｄは、超音波モータ７ＤでＤ軸方向に駆動される様になっている。また、この可動体１Ｄの位置検出を行なうための位置検出手段、例えば、光学式のリニアスケール３Ｄが取り付けられ、９Ｏ度位相のずれたＡ，Ｂ相の信号を制御手段５に出力する。
【００１８】
図３にこの超音波モータ周辺の斜視図を示す。マニピュレータ本体１７は、断面がコの字型をなす枠体１８の対向する一方の面が、その正面側から背面側に向けて超音波モータ７Ｄの横幅より若干大きな幅で切りかかれており、その切欠部に超音波モータ７Ｄが挿入されている。
【００１９】
超音波モータ７Ｄの側面図を図４に示す。超音波モータ７Ｄは、弾性体２３と、その弾性体２３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２４とから構成されている。弾性体２３の両側面であって、該弾性体２３に生じる弾性波の振動の節となる位置に支持ピン２５が設けられている。弾性体２３、積層体２４の伸縮振動から楕円振動をつくるものであって、２種の弾性波が定在する様になる。
【００２０】
この弾性体２３における積層圧電体２４の取り付け面と対向する面に１対の摺動部材２６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２５が設けられていることから、超音波モータ７Ｄの２つの摺動部材２６に押圧力が均等に付加されこととなっている。
【００２１】
このマニピュレータ本体１７は顕微鏡ステージ１０上における細胞９を操作可能な位置に、図示しない固定治具を介して固定されている。なお、Ｄ軸以外にＸ，Ｙ，Ｚ軸も同様に、各軸毎に可動体、超音波モータ、光学式リニアスケールからなるをとなっており、各駆動軸の位置関係は図５に示す通りで、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向も操作針を駆動可能となっている。ここで、２７Ａ〜２７ＤはそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ，Ｄ軸のガイド部である。なお、２７Ａは図５には図示されていない。
【００２２】
図２に示すように、動作指令発生手段４には、操作針２を移動させるためのロータリエンコーダ１５Ａ〜１５Ｄがそれぞれ方向別に取り付けられている。
また、同じく動作指令発生手段４にはＤ方向移動時に、Ｄ軸を駆動するか、それともＸ，・Ｙ，Ｚ軸を同時に駆動するかの選択手段例えは選択スイッチ１６が設けられている。
【００２３】
このロータリーエンコーダ１５Ａ〜１５Ｄの回転信号と選択スイッチ１６の信号は動作指令信号として制御手段５に出力される。
制御手段５では、位置検出手段例えば光学式リニアスケール３Ａ〜３Ｄからの各軸の位置検出信号（位置情報）と動作指令発生手段４例えば操作部から送られる動作指令信号に基ずき、逐次、次に行なうべき動作内容を実時間的に決定して、これに対応する制御信号を生成し、アクチュエータ駆動手段６に出力する。
【００２４】
また同時に選択スイッチ１６の信号に基ずきＤ方向移動時の駆動軸を判断する。駆動手段６はアクチュエータ例えば超音波モータ７Ａ〜７Ｄが変位を発生するに要するエネルギーを、駆動電力という形態で超音波モータ７Ａ〜７Ｄに供給する。
【００２５】
以上の構成において、動作指令発生手段４で例えばＸ方向移動用のロータリーエンコーダ１５Ａが回されると、ロータリエンコーダの回転信号が制御手段５に送られる。
【００２６】
図６は、制御手段５の１軸分の内部構成を示している。制御手段５は、図中破線で示され、比較器１９１，積分演算器１９２，比例演算器１９３からなる位置制御ループ１９及び比較器２００，積分演算器２０１，微分演算器２０２，比例演算器２０３からなる速度制御ループ２０により構成されている。この制御手段５は、ロータリエンコーダ１５の回転信号を指令値として入力し、光学式リニアスケール３Ａからの位置信号との偏差を比較・積分演算した後、光学式リニアスケールの変位信号を微分して得られる速度信号との偏差・微分・積分演算により制御信号を生成される。
【００２７】
この様なフィードバックループにより、ロータリーエンコーダの回転信号を、駆動手段６へ超音波モータ（Ｘ軸）駆動信号として、出力する。駆動手段６では、この駆動信号を増幅し超音波モータ７Ａに電流を供給する。超音波モータは、供給された電力を、機械的なエネルギーに変換し可動体１Ａを変位させ、同時に操作針２もＸ軸方向に移動する。
【００２８】
この様にして、Ｘ軸方向移動用のロータリーエンコーダ１５Ａを回すことにより、操作針２がＸ方向に駆動され、同様に、ロータリーエンコーダ１５Ｂ，１５Ｃを回すことにより、操作針２がＹ方向、Ｚ方向に駆動される。
【００２９】
次に、Ｄ軸方向移動用のロータリーエンコーダ１５Ｄが回された時について説明する。この時、選択スイッチ１６がどちらの状態になっているかにより、制御方法が異なる。まず、Ｄ軸が選択されている場合は前述したＸ方向駆動と同様の制御シーケンスでＤ軸が駆動され操作針２もＤ軸方向に移動する。
【００３０】
逆に、選択スイッチ１６が、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動状態になっている場合、この選択スイッチ１６の状態を認識した制御手段５では、Ｄ軸の駆動は行なわずＸ，Ｙ，Ｚ軸を同時に駆動し、操作針２の動きとしてはＤ軸の駆動と等価の動作になる様にする。
【００３１】
この時、制御手段５では、Ｄ軸方向移動用のロータリーエンコーダ１５ＤがＲパルス回転したとすると、Ｘ方向移動用のロータリーエンコーダ１５ＡがＫＩＲパルス、同じくＹ方向がＫ２Ｒパルス、Ｚ方向がＫ３Ｒパルス回転したのと等価と考え、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を同時に駆動する。
【００３２】
ここで、Ｋｌ．Ｋ２、Ｋ３はＤ軸（操作針２）がおおよそどの方向を向くかにより、あらかじめ設定されている係数である。
実際には、マニピュレータ本体１７の取り付け方法（位置、角度）や、細胞９の位置、高さなどにより操作針２の角度はある程度ばらつくが、細胞９の表面まで操作針２を持っていく動作に関してはそれほど気にならない場合も多いと思われる（この角度を補正する方法については後に述べる）。
【００３３】
この第１実施形態によれば、細胞９の表面まで操作針２を移動する場合には、まずＤ軸を中央付近にしておき、選択スイッチ１６をＸ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動側に切替え、各ロー夕リーエンコーダ１５Ａ〜１５Ｄを操作することにより操作針２を細胞９の表面に持っていく。
【００３４】
続いて、細胞９を操作する場合には、選択スイッチ１６を逆にＤ軸駆動側に選択することにより、Ｄ軸駆動により細胞９をアクセスできる。この時Ｄ軸がリミット位置にあり、細胞９側にこれ以上進まないなどという心配は本実施形態ではない。
【００３５】
また、選択スイッチ１６をＸ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動側を選択時（指定時）は制御手段５において、自動的にＤ軸を常に中央に固定してしまうこともできる。
このようにすれば、上記に述べた、細胞９の表面まで操作針２を持っていく前にＤ軸を中央付近にあわせる手間は省くことができる。
【００３６】
次に、第２実施形態について、図７を参照して説明する。第１実施形態と構成において、異なる部分は、動作指令発生手段４の操作スイッチ２８が、Ｘ，Ｙ、Ｚ軸同時駆動側とＤ軸駆動側の選択ではなく、細胞９の操作時か、細胞９以外の操作時の選択を行う選択手段例えば選択スイッチとしたものである。
【００３７】
このように構成した第２実施形態において、制御手段５の制御が以下のようになる。Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のロータリーエンコーダ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが回された時は、それぞれ対応する軸の駆動が行なわれる。
【００３８】
ところが、Ｄ軸方向のロータリーエンコーダ１５Ｄを回された場合には次のような作用となる。
まず、動作指令発生手段４例えば操作部の選択スイッチ２８が細胞操作以外となっていると次の制御を行なう。
【００３９】
基本的には対応するＤ軸を駆動するわけであるが、Ｄ軸の移動範囲のリミット側１０％（両側）は駆動範囲外とし、８０％の範囲内でＤ軸駆動を行なう。この８Ｏ％の範囲を越えた指令が動作指令発生手段４（ロータリーエンコーダ１５Ｄ）からきた場合は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を同時駆動する。
【００４０】
また、動作指令発生手段４の選択スイッチ２８が細胞操作時となっている場合は、純粋にＤ軸の駆動を行なう。この場合、特に駆動範囲の制限はない。つまり、操作者は細胞表面付近まで操作針２を持っていく場合には、動作指令発生手段４の選択スイッチ２８を細胞操作以外と設定しておき、細胞９の表面まで操作針２を持ってきた時点で選択スイッチ２８を細胞操作時選択と切り換えて、ひき続いて細胞操作を行なう。
【００４１】
この様な操作手順によれば、細胞操作時にＤ軸がリミット位置に対して最低１０％の余裕があり、かつ細胞表面付近まで操作針２を持っていく場合は制限範囲内ではＤ軸駆動となるため、操作性が非常に良いマイクロマニピュレータとなる。
【００４２】
次に、第３の実施形態について、図８を参照して説明する。この実施形態は、第２実施形態と比較し動作指令発生手段４が異なる。すなわち、選択スイッチ２８に加えて例えば押しボタンスイッチからなるセットスイッチＡ２１と、例えば押しボタンスイッチからなるセットスイッチＢ２２を追加したものである。
【００４３】
このような実施形態にあっては、第１実施形態において、Ｄ軸駆動の代わりにＸ，Ｙ，Ｚ軸同時に駆動を行なう場合があるが、この時の駆動方向をＤ軸と同方向に調整する機能をもたせたものである。
【００４４】
セットスイッチＡ２１が押されたことを制御手段５０を認識すると、Ｄ軸を一定量、細胞とは反対方向に駆動し、現在のＸ，Ｙ，Ｚ軸の位置を記憶する。また、セットスイッチＢ２２が押されたことを制御手段５で認識すると、記憶されているＸ，Ｙ，Ｚ軸位置と現在位置とを比較し、それぞれの差分Ｋｌ．Ｋ２、Ｋ３を記憶する。
【００４５】
第１実施形態で説明した様に、この記憶されたＫ１．Ｋ２、Ｋ３は、次にＸ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動する場合に各軸を駆動する係数として用いられる。
操作上は下記の示す通りである。まず操作者が動作指令発生手段４のロータリーエンコーダ１５Ａ〜１５Ｄを回転させ、操作針２を視野内の中心位置まで持ってくる。ここで、セットスイッチＡ２１を押すと、Ｄ軸が一定量動き中心位置から操作針２が移動する。
【００４６】
続いて、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向移動用のロータリーエンコーダ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを操作し、元の視野内の中心位置まで操作針を移動させ、セットスイッチＢ２２を押す。
【００４７】
以上の手順で操作を行うことにより、前述したように制御手段５でＤ軸の傾きを検出することができ、次回のＸ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動からはＤ軸と同方向での操作針２の駆動が可能となる。
【００４８】
この調整作業は、マニピュレータ本体１７を手動操作した後（取付をやり直した場合）などに再調整が必要であるが、各軸を電動機で駆動している場合には、１度だけ行えばよい。
【００４９】
また、操作針２を視野中心にあわせる例をあげたが、特に中心でなくとも再現できる位置であればフレームレチクル周辺などでもよい。
＜変形例＞
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施可能である。前述の第２の実施形態では、Ｄ軸の制限を移動範囲の両側各１Ｏ％としたが、これは実際に細胞をアクセスするのに必要なストロークがあればよく、別の値でも、片側だけとしても良い。
【００５０】
また、前述した実施形態ではアクチュエータとして超音波モータを使用した場合について説明したが、これに限らず、ステッピングモータ等を使用した電動マニピュレータでも使用可能である。
【００５１】
さらに前述の実施形態において、操作針２を顕微鏡の視野内の第１の位置に駆動し、Ｄ軸を一定量駆動し第２の位置に移動させた後、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸を駆動し再び第１の位置まで操作針２を移動し、この時のＤ軸及びＸ、Ｙ、Ｚ軸の変位量により、制御手段５でＤ軸の傾きを算出し、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動時に前記傾きを元に、Ｄ軸と平行になる様各軸に重みずけを行い、それぞれの駆動軸に対応する駆動信号を出力するように構成してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、微細操作を行う場合に被検物表面にて、Ｄ軸がリミット位置になってしまい、位置再調整が必要になることを防止し、Ｄ軸方向の駆動を、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸同時駆動で行う時も、Ｄ軸と同方向の駆動を行うことができ、初心者でも容易に操作可能な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概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明のマイクロマニピュレータの第１の実施形態を説明するための図。
【図３】図２の超音波モータを説明するための斜視図。
【図４】図２の超音波モータを説明するための側面図。
【図５】図２の可動体と操作針の関係を説明するための斜視図。
【図６】図２の制御手段を説明するためのブロック図。
【図７】本発明のマイクロマニピュレータの第２の実施形態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３の実施形態を説明するための図。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｃ…可動体、
２…操作針、
３Ａ〜３Ｄ…位置検出器、
４…動作指令発生手段、
５…制御手段、
６…アクチュエータ駆動手段、
７Ａ〜７Ｄ…超音波モータ、
１５Ａ〜１５Ｄ…ロータリコーダ、
１６，２８…選択スイッチ、
２１，２２…セットスイッチ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a peripheral device of an optical microscope, and more particularly to a micromanipulator that finely manipulates a test object such as a cell performed under an optical microscope.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a micromanipulator is known as a device for finely manipulating cells placed under the field of a microscope from a remote location. In general, cell manipulation in a micromanipulator is performed via an operation unit, but various micromanipulators with improved operability of the operation unit have been proposed.
[0003]
In this type of conventional micromanipulator, there are a mechanical system such as a hydraulic system and a hydraulic system as a driving system, and an electrical system (motorized system). Of these mechanical types, the positioning was performed by manual operation for both fine movement and coarse movement.
[0004]
Further, as an electric system, there is one configured as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-342221 (Japanese Patent Application No. 6-68531) filed earlier by the present applicant, which is defined by spatial coordinates. Each of the X, Y, Z axes and any D axis is driven by an independent ultrasonic motor, and two limit switches are provided for each axis in order to define the allowable operating range for each axis. It can be operated with a joystick or a trackball, and the coordinates of the target position can be input from the keyboard.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, all of the conventional ones described above have the following problems. That is, with the mechanical system, it is very difficult to feel particularly during a fine movement operation, and craftsmanship skills are required.
[0006]
In the case of the electric system, when attention is paid to the position of the operating needle, the D-axis drive is equivalent to the simultaneous drive of the X, Y, and Z axes. The judgment is not clear. Here, in order to avoid excessive vibrations and the like, it is necessary to perform an operation to access the cell on the D axis. Therefore, if the operation axis is moved by operating the D axis to the vicinity of the cell surface by jogging or the like, the cell If the user tries to access the limit position, the limit position is detected just by the limit switch arranged on the D axis, so that the D axis cannot be moved any more.
[0007]
The present invention has been made to eliminate the above-described problems, and prevents the D-axis from reaching the limit position on the surface of the test object when fine manipulation is performed, and the need for readjustment. An object of the present invention is to provide a micromanipulator that can be easily operated even by a beginner even when driving in the D-axis direction is performed by simultaneous driving of the X, Y, and Z axes.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured as follows to achieve the above object. The invention corresponding to claim 1 is a micromanipulator for finely manipulating a test object using operating needles configured to be movable in the X, Y, Z-axis direction and D-axis direction, respectively, under the field of view of a microscope. Four movable bodies that are displaced in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction, and D-axis direction, respectively orthogonal to each other, and the operating needle is fixed in parallel to the D-axis. , Four actuators that convert electrical energy obtained by inputting current into mechanical kinetic energy and linearly move each of the movable bodies,
Position detection means that detects the position of each movable body and outputs the detected position information, and outputs an operation command signal according to the movement direction, movement distance, and fine operation of the operating needle. Output from the operation command generating means, limiting means for limiting the movement range of the D-axis according to the operation command signal output from the operation command generating means when the fine operation is not performed, and output from the operation command generating means. X, Y, Z for a D-axis direction command that generates a drive signal corresponding to each drive axis based on the motion command signal and position information from the position detection means and is restricted by the restriction means. The control means for generating the drive signal corresponding to each drive axis so as to cope with the simultaneous driving of the axes and not to limit the D axis at the time of fine operation, and the drive of each axis generated by the control means A current corresponding to the item, a micro-manipulator and an actuator driving means for supplying to the each actuator.
[0009]
The invention corresponding to claim 2 is a micromanipulator for finely manipulating a test object using operating needles configured to be movable in the X, Y, Z axis direction and D axis direction under the field of view of a microscope, Four movable bodies that are displaced in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction, and D-axis direction, respectively orthogonal to each other, and the operating needle is fixed in parallel to the D-axis. The electric energy obtained by inputting the current is converted into mechanical kinetic energy, and the four actuators for linearly moving the movable bodies and the positions of the movable bodies are detected and detected. position detecting means for outputting position information, a selection unit operation target when the drive command of the operating needle choose whether other cells or cells, the operation command for outputting an operation command signal corresponding to this selection Raw unit, when selection of said selection means is a cell drives the actuator for the D-axis running the operation command, the movement range by the operation command selection is not more than the cells of said selection means is in a predetermined If it is within the range, the actuator for the D axis is driven to execute the operation command, and if the selection means is other than a cell and the movement range by the operation command is outside the predetermined range, Control means for simultaneously driving the actuators for the X axis, Y axis, and Z axis to execute the operation command, and actuator driving for supplying current corresponding to the drive signal of each axis generated by the control means to each actuator A micromanipulator provided with the means.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall schematic configuration of a micromanipulator of the present invention (for finely manipulating a test object using an operating needle under the microscope's field of view). Specifically, four movable bodies 1A, 1B, 1C, and 1D that are respectively displaced in four directions of the X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other and the D axis direction that is the same direction as the operation needle 2 described later are movable. Position detector 3A, which detects the position of any one of the bodies 1A to 1D, for example, the operating needle 2 fixed to the movable body 1A and the movable bodies 1A to 1D, and outputs position information to the control means 5 described later. 3B, 3C, 3D and the movement direction, movement distance, and D-axis direction movement of the operating needle 2 when X, Y, Z-axis simultaneous drive or D-axis drive is selected, an operation command corresponding to this selection An operation command generating means 4 for outputting a signal, a control means 5 for generating a drive signal corresponding to each drive shaft in accordance with the operation command signal output from the operation command generating means 4, and each of the control means 5 generated by the control means 5. Amplify the shaft drive signal and respond Actuator driving means 6 for supplying current to the actuator, and electric energy obtained by inputting the current from the actuator driving means 6 is converted into mechanical kinetic energy to move the movable bodies 1A to 1D linearly 4 The actuators 7A to 7D are composed of an ultrasonic motor made of an elastic body to which a piezoelectric body is attached.
[0012]
In the embodiment of the invention corresponding to the first aspect, the drive command for simultaneously driving the operation needle 2 in the D-axis direction or the X, Y, and Z-axis directions with respect to the operation needle 2 is described. It is provided with means capable of providing Specifically, based on the signal selected by the operation command generation means 4, the control means 5 gives the drive means 6 a drive command for driving the drive axes X, Y, and Z axes simultaneously or driving only the D axis. It is composed.
[0013]
The embodiment of the invention corresponding to claim 2 is displaced in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction, and D-axis direction orthogonal to each other, and any one of them is parallel to the D-axis. The four movable bodies 1A to 1D to which the operating needle 2 is fixed, and the electric energy obtained by inputting an electric current are converted into mechanical kinetic energy, and the movable bodies 1A to 1D are linearly moved respectively. Position detection means such as optical linear scales 3A to 3D for detecting the positions of the actuators such as ultrasonic motors 7A to 7D and movable bodies 1A to 1D and outputting the detected position information, and the moving direction of the operating needle 2 The operation command generating means 4 for outputting an operation command signal corresponding to this selection when the X, Y, Z axis simultaneous or D axis is selected at the time of movement and movement in the D axis direction, Based on the operation command signal output from the command generating means 4 and the position information from the optical linear scales 3 A to 3 D, the control means 5 that generates drive signals corresponding to the respective drive axes, and each axis generated by the control means 5 Actuator driving means 6 for supplying a current corresponding to the driving signal to the ultrasonic motors 7A to 7D.
[0014]
Furthermore, the embodiment of the invention corresponding to claim 3 is different from the embodiment of the invention corresponding to claim 2 in the following points. That is, the limiting unit and the control unit 5 limit the range of movement of the D axis according to the operation command signal output from the operation command generating unit 4 when the fine operation is not performed. The control means 5 generates a drive signal corresponding to each drive shaft based on the operation command signal output from the operation command generation means 4 and position information from the position detection means such as the optical linear scales 3A to 3D, and the restriction The D axis direction command restricted by the means is handled by simultaneously driving the X, Y, and Z axes, and the drive corresponding to each drive axis is not applied during fine operation so as not to restrict the D axis. A signal is generated.
[0015]
<First Embodiment>
FIG. 2 is a diagram for explaining the overall configuration of the first embodiment. The inverted microscope 8 includes a stage 10 on which a test object, for example, a cell 9, which is a target for fine manipulation, is arranged. A revolver 11 is rotatably attached to the main body of the inverted microscope 8. A plurality of objective lenses 12 each having a predetermined magnification can be attached to the revolver 11, and the objective lens 12 having a predetermined magnification can be arranged on the optical axis by rotating the revolver 11.
[0016]
The inverted microscope 8 guides the observation light incident on the objective lens 12 on the optical axis to the eyepiece lens 13 so that the object image (specimen image) can be observed with the naked eye, and illuminates the cell 9 on the stage 10. It has.
[0017]
On the other hand, as a schematic configuration of the micromanipulator of the present invention, as shown in FIG. 3, an operating needle 2 for operating a cell 9 is attached to a movable body 1D for movement in the D-axis direction supported movably on a manipulator body 17 described later. It is fixed. The movable body 1D is driven in the D-axis direction by an ultrasonic motor 7D. Further, a position detecting means for detecting the position of the movable body 1D, for example, an optical linear scale 3D is attached, and A and B phase signals having a phase shift of 90 degrees are output to the control means 5.
[0018]
FIG. 3 shows a perspective view around the ultrasonic motor. The manipulator main body 17 has one side of the frame 18 having a U-shaped cross section facing away from the front side to the back side with a width slightly larger than the width of the ultrasonic motor 7D. An ultrasonic motor 7D is inserted into the notch.
[0019]
A side view of the ultrasonic motor 7D is shown in FIG. The ultrasonic motor 7D includes an elastic body 23 and a laminated piezoelectric body 24 that is fixed to the elastic body 23 and converts electric energy into a geometric displacement. Support pins 25 are provided on both side surfaces of the elastic body 23 at positions that serve as nodes of vibrations of the elastic waves generated in the elastic body 23. Elliptical vibration is generated from the stretching vibration of the elastic body 23 and the laminated body 24, and two kinds of elastic waves are present.
[0020]
A pair of sliding members 26 are provided on the surface of the elastic body 23 facing the mounting surface of the laminated piezoelectric body 24. Since the support pin 25 is provided at a position that becomes a node of vibration of the elastic wave, a pressing force is uniformly applied to the two sliding members 26 of the ultrasonic motor 7D.
[0021]
The manipulator body 17 is fixed to a position where the cell 9 can be operated on the microscope stage 10 via a fixing jig (not shown). In addition to the D axis, the X, Y, and Z axes are similarly composed of a movable body, an ultrasonic motor, and an optical linear scale for each axis. The positional relationship of each drive axis is shown in FIG. As described above, the operation needle can be driven in three directions of X, Y, and Z. Here, 27A to 27D are X, Y, Z, and D axis guide portions, respectively. 27A is not shown in FIG.
[0022]
As shown in FIG. 2, rotary encoders 15 A to 15 D for moving the operation needle 2 are attached to the operation command generation unit 4 in each direction.
Similarly, the operation command generating means 4 is provided with a selection switch 16 for selecting whether to drive the D axis or simultaneously drive the X, .Y, and Z axes when moving in the D direction.
[0023]
The rotation signals of the rotary encoders 15A to 15D and the signal of the selection switch 16 are output to the control means 5 as operation command signals.
In the control means 5, based on the position detection signals (position information) of the respective axes from the position detection means such as the optical linear scales 3A to 3D and the operation command generation means 4 such as the operation command signal sent from the operation unit, sequentially, The operation content to be performed next is determined in real time, a control signal corresponding to this is generated and output to the actuator driving means 6.
[0024]
At the same time, based on the signal from the selection switch 16, the drive axis when moving in the D direction is determined. The drive means 6 supplies energy required for the actuators, for example, the ultrasonic motors 7A to 7D to generate displacement, to the ultrasonic motors 7A to 7D in the form of drive power.
[0025]
In the above configuration, when, for example, the rotary encoder 15 A for moving in the X direction is rotated by the operation command generation unit 4, a rotation signal of the rotary encoder is sent to the control unit 5.
[0026]
FIG. 6 shows an internal configuration for one axis of the control means 5. The control means 5 is indicated by a broken line in the figure, and includes a position control loop 19 including a comparator 191, an integral calculator 192, and a proportional calculator 193, a comparator 200, an integral calculator 201, a differential calculator 202, and a proportional calculator 203. It is comprised by the speed control loop 20 which consists of. This control means 5 inputs the rotation signal of the rotary encoder 15 as a command value, compares and integrates the deviation from the position signal from the optical linear scale 3A, and then differentiates the displacement signal of the optical linear scale. A control signal is generated by deviation / differentiation / integration calculation with the obtained speed signal.
[0027]
By such a feedback loop, the rotation signal of the rotary encoder is output to the drive means 6 as an ultrasonic motor (X axis) drive signal. The drive means 6 amplifies this drive signal and supplies current to the ultrasonic motor 7A. The ultrasonic motor converts the supplied electric power into mechanical energy to displace the movable body 1A, and at the same time, the operating needle 2 moves in the X-axis direction.
[0028]
In this way, the operating needle 2 is driven in the X direction by turning the rotary encoder 15A for movement in the X-axis direction. Similarly, the operating needle 2 is moved in the Y direction and Z by turning the rotary encoders 15B and 15C. Driven in the direction.
[0029]
Next, the case where the rotary encoder 15D for moving in the D-axis direction is turned will be described. At this time, the control method differs depending on which state the selection switch 16 is in. First, when the D-axis is selected, the D-axis is driven in the same control sequence as the X-direction drive described above, and the operation needle 2 moves in the D-axis direction.
[0030]
Conversely, when the selection switch 16 is in the X, Y, Z axis simultaneous drive state, the control means 5 that recognizes the state of the selection switch 16 does not drive the D axis and does not drive the X, Y, Z axis. Are driven simultaneously so that the movement of the operating needle 2 is equivalent to the driving of the D-axis.
[0031]
At this time, in the control means 5, if the rotary encoder 15D for moving in the D-axis direction is rotated by R pulses, the rotary encoder 15A for moving in the X-direction is rotated by KIR pulses, similarly, the Y direction is rotated by K2R pulses, and the Z direction is rotated by K3R pulses. The X axis, the Y axis, and the Z axis are driven at the same time.
[0032]
Here, Kl. K2 and K3 are coefficients set in advance depending on which direction the D axis (operation needle 2) is oriented.
Actually, the angle of the operation needle 2 varies to some extent depending on the attachment method (position and angle) of the manipulator body 17 and the position and height of the cell 9, but regarding the operation of bringing the operation needle 2 to the surface of the cell 9. It seems that there are many cases where I don't care so much (how to correct this angle will be described later).
[0033]
According to the first embodiment, when the operating needle 2 is moved to the surface of the cell 9, the D axis is first set near the center, and the selection switch 16 is switched to the X, Y, Z axis simultaneous drive side, The operating needle 2 is brought to the surface of the cell 9 by operating each of the low encoders 15A to 15D.
[0034]
Subsequently, when operating the cell 9, the cell 9 can be accessed by driving the D axis by selecting the selection switch 16 to the D axis driving side. At this time, there is no concern that the D-axis is at the limit position and the cell 9 does not advance further to the cell 9 side.
[0035]
Further, when the selection switch 16 selects the X, Y, and Z axis simultaneous drive side (when specified), the control means 5 can automatically fix the D axis to the center at all times.
By doing so, it is possible to save the above-described trouble of adjusting the D axis to the vicinity of the center before bringing the operating needle 2 to the surface of the cell 9.
[0036]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the configuration of the first embodiment, the difference is that the operation switch 28 of the operation command generation means 4 is not selected on the X, Y, Z axis simultaneous drive side and D axis drive side, but at the time of operation of the cell 9 or the cell Selection means for performing a selection at the time of operation other than 9, for example, a selection switch.
[0037]
In the second embodiment configured as described above, the control of the control means 5 is as follows. When the rotary encoders 15A, 15B, and 15C in the X, Y, and Z directions are rotated, the corresponding shafts are driven.
[0038]
However, when the rotary encoder 15D in the D-axis direction is turned, the following operation is performed.
First, when the operation command generating means 4, for example, the selection switch 28 of the operation unit is other than the cell operation, the following control is performed.
[0039]
Basically, the corresponding D-axis is driven, but the limit side 10% (both sides) of the movement range of the D-axis is outside the drive range, and the D-axis drive is performed within the range of 80%. When a command exceeding the 80% range comes from the operation command generation means 4 (rotary encoder 15D), the X, Y, and Z axes are driven simultaneously.
[0040]
Further, when the selection switch 28 of the operation command generating means 4 is in a cell operation, the D axis is driven purely. In this case, there is no particular limitation on the driving range. That is, when the operator brings the operation needle 2 to the vicinity of the cell surface, the selection switch 28 of the operation command generating means 4 is set to other than the cell operation, and the operation needle 2 is brought to the surface of the cell 9. At that time, the selection switch 28 is switched to selection at the time of cell operation, and then the cell operation is performed.
[0041]
According to such an operation procedure, when the D-axis has a margin of at least 10% with respect to the limit position during cell operation and the operation needle 2 is brought to the vicinity of the cell surface, the D-axis drive is performed within the limit range. Therefore, it becomes a micromanipulator with very good operability.
[0042]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the second embodiment in the operation command generation means 4. That is, in addition to the selection switch 28, a set switch A21 made of, for example, a push button switch and a set switch B22 made of, for example, a push button switch are added.
[0043]
In such an embodiment, in the first embodiment, the X, Y and Z axes may be driven simultaneously instead of the D axis drive, but the driving direction at this time is adjusted to the same direction as the D axis. It has a function to do.
[0044]
When the control means 50 recognizes that the set switch A21 has been pressed, the D axis is driven by a certain amount in the direction opposite to the cell, and the current X, Y, and Z axis positions are stored. When the control means 5 recognizes that the set switch B22 has been pressed, the stored X, Y, Z axis positions are compared with the current position, and the difference Kl. Stores K2 and K3.
[0045]
As described in the first embodiment, the stored K1. K2 and K3 are used as coefficients for driving each axis when the X, Y, and Z axes are simultaneously driven next.
Operation is as follows. First, the operator rotates the rotary encoders 15 A to 15 D of the operation command generation unit 4 to bring the operation needle 2 to the center position in the visual field. Here, when the set switch A21 is pressed, the operating needle 2 moves from the center position where the D axis moves by a certain amount.
[0046]
Subsequently, the rotary encoders 15A, 15B, and 15C for moving in the X, Y, and Z axis directions are operated to move the operating needle to the center position in the original visual field, and the set switch B22 is pressed.
[0047]
By performing the operation according to the above procedure, the tilt of the D-axis can be detected by the control means 5 as described above, and the operation needle in the same direction as the D-axis from the next simultaneous X, Y, Z-axis drive. 2 can be driven.
[0048]
This adjustment work needs to be readjusted after manually manipulating the manipulator body 17 (when attachment is performed again) or the like, but may be performed only once when each shaft is driven by an electric motor.
[0049]
Further, although the example in which the operating needle 2 is aligned with the center of the field of view has been given, the periphery of the frame reticle or the like may be used as long as the position can be reproduced without being centered.
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In the second embodiment described above, the limit of the D axis is set to 1% on both sides of the movement range. However, this is only required if there is a stroke necessary for actually accessing the cell. It is also good.
[0050]
In the above-described embodiment, the case where an ultrasonic motor is used as an actuator has been described. However, the present invention is not limited to this, and an electric manipulator using a stepping motor or the like can also be used.
[0051]
Further, in the above-described embodiment, the operating needle 2 is driven to the first position in the field of view of the microscope, the D axis is driven by a certain amount and moved to the second position, and then the X, Y, and Z axes are driven. The operating needle 2 is moved again to the first position, and the inclination of the D axis is calculated by the control means 5 based on the displacement amount of the D axis and the X, Y, and Z axes at this time, and the X, Y, and Z axes are simultaneously driven. Sometimes, based on the inclination, each axis may be weighted so as to be parallel to the D axis, and a drive signal corresponding to each drive axis may be output.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent the D-axis from reaching the limit position on the surface of the test object when performing a fine operation, and the position readjustment is necessary. A micromanipulator that can be operated in the same direction as the D axis even when the Y and Z axes are simultaneously driven can be provided, and even a beginner can easily operate the micromanipulator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a micromanipulator of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a first embodiment of a micromanipulator of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view for explaining the ultrasonic motor of FIG. 2;
4 is a side view for explaining the ultrasonic motor of FIG. 2; FIG.
5 is a perspective view for explaining the relationship between the movable body of FIG. 2 and an operation needle. FIG.
6 is a block diagram for explaining the control means of FIG. 2. FIG.
FIG. 7 is a view for explaining a second embodiment of the micromanipulator of the present invention.
FIG. 8 is a view for explaining a third embodiment of the micromanipulator of the present invention.
[Explanation of symbols]
1A-1C ... movable body,
2 ... operating needle,
3A-3D ... position detector,
4 ... Operation command generating means,
5. Control means,
6 ... Actuator driving means,
7A-7D ... ultrasonic motor,
15A-15D ... Rotary coder,
16, 28 ... selection switch,
21,22 ... Set switches.

Claims

In a micromanipulator that finely manipulates a test object using an operating needle configured to be movable in the X, Y, Z axis direction and D axis direction under the microscope's field of view,
Four movable bodies that are displaced in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction, and D-axis direction, respectively orthogonal to each other, and the operating needle is fixed in parallel to the D-axis. ,
Four actuators that convert electric energy obtained by inputting electric current into mechanical kinetic energy and linearly move the movable bodies;
Position detecting means for detecting the position of each movable body and outputting the detected position information;
An operation command generating means for outputting an operation command signal in accordance with whether or not the operation direction of the operation needle, the movement distance, and the fine operation;
Limiting means for limiting the movement range of the D axis according to the operation command signal output from the operation command generating means when the fine operation is not performed,
Based on the motion command signal output from the motion command generation means and the position information from the position detection means, a drive signal corresponding to each drive shaft is generated, and in response to a D-axis direction command restricted by the restriction means The control means for generating drive signals corresponding to the respective drive axes so as to cope with simultaneous driving of the X, Y, and Z axes and not to limit the D axis during fine operation,
A micromanipulator comprising actuator driving means for supplying a current corresponding to each axis drive signal generated by the control means to each actuator.

In a micromanipulator that finely manipulates a test object using an operating needle configured to be movable in the X, Y, Z axis direction and D axis direction under the microscope's field of view,
Four movable bodies that are displaced in the X-axis, Y-axis, Z-axis direction, and D-axis direction, respectively orthogonal to each other, and the operating needle is fixed in parallel to the D-axis. ,
Four actuators that convert electric energy obtained by inputting electric current into mechanical kinetic energy and linearly move the movable bodies;
Position detecting means for detecting the position of each movable body and outputting the detected position information;
A selection means for selecting whether the operation object is a cell or a non-cell at the time of driving the operation needle;
An operation command generating means for outputting an operation command signal in response to the selection;
When the selection by the selection means is a cell, the actuator for the D axis is driven to execute the operation command, the selection by the selection means is other than a cell, and the movement range by the operation command is within a predetermined range In this case, the actuator for the D axis is driven to execute the operation command, and when the selection by the selection means is other than a cell and the movement range by the operation command is out of a predetermined range, the X axis, Y Control means for simultaneously driving actuators for the axis and the Z axis to execute the operation command;
A micromanipulator comprising actuator driving means for supplying a current corresponding to each axis driving signal generated by the control means to each actuator.