JP7214489B2 - Stage device and micromanipulator - Google Patents
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本発明は、ステージ装置及び微小操作機器に関し、特に、生殖補助医療分野で有用なステージ装置及び微小操作機器に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stage device and a micromanipulator, and more particularly to a stage device and a micromanipulator useful in the field of assisted reproductive medicine.
生殖補助医療の分野において、精子を卵子に直接注入する方法として、卵細胞質内精子注入法(Intracytoplasmic Sperm Injection(以下「ICSI」という)が知られている。非特許文献1に記載されているように、ICSIでは、精子を収容するインジェクションピペットと卵子を保持するホールディングピペットのそれぞれの中心軸を同一直線上に配置する必要がある。そのため、インジェクションピペットとホールディングピペット(以下、適宜、「2つのピペット」と言う)の取り付け角度を調整するための角度微調整作業が必要とされる。 In the field of assisted reproductive medicine, intracytoplasmic sperm injection (hereinafter referred to as "ICSI") is known as a method of directly injecting sperm into an egg. In addition, in ICSI, it is necessary to arrange the center axes of the injection pipette containing the sperm and the holding pipette holding the ovum on the same line. ”) is required to adjust the mounting angle.
この角度微調整作業は、微細作業が要求されるICSIでは非常に重要な作業である。2つのピペットの先端から所定距離だけ離れた固定部に設けられた角度調整ねじを手動で調整することにより、2つのピペットの角度微調整を行う方法が知られている。例えば、特許文献1には、並進方向の調整に油圧機構を有するステージ装置を用い、傾き調整を角度調整ねじによる手動機構を有する装置を用いて、マイクロツールを位置決めするマニピュレータ装置が記載されている。また、特許文献2には、2つのリニアモータを組み合わせて並進移動と回転移動を行うアライメントステージが記載されている。
This fine angle adjustment work is very important in ICSI, which requires fine work. A method is known for finely adjusting the angle of two pipettes by manually adjusting an angle adjusting screw provided on a fixed portion separated from the tips of the two pipettes by a predetermined distance. For example,
通常、2つのピペットの角度微調整は、2つのピペットの先端部を顕微鏡の視野に納めた状態で、顕微鏡の視野を観察しながら行われる。しかしながら、特許文献1に記載されているような角度調整ねじを手動で調整する方法では、調整作業中にピペットが大きく振れて、ピペットの先端が顕微鏡視野から外れてしまうことがあるため、角度微調整作業が容易な方法とは言い難い。この問題は、角度調整ねじがピペットの先端から離れた位置にある場合に顕著に生じる。また、特許文献2に記載された構成では、無通電時にはピペットを保持する力がないために、電源が遮断された際にピペットが移動してしまうことで、ICSIでの作業を行う際の手技に不具合が生じる可能性がある。
Normally, the fine adjustment of the angles of the two pipettes is performed while observing the field of view of the microscope with the tips of the two pipettes placed within the field of view of the microscope. However, in the method of manually adjusting the angle adjustment screw as described in
本発明は、顕微鏡視野内において駆動対象物先端の振れが小さく位置及び角度の調整を容易に行うことができ、無通電時にも位置及び角度が調整された状態を保持することを可能とする技術を提供することを目的とする。 The present invention is a technology that makes it possible to easily adjust the position and angle of the object to be driven in the field of view of the microscope with little deflection, and to maintain the adjusted state of the position and angle even when power is not supplied. intended to provide
本発明に係るステージ装置は、第1の直動手段と第2の直動手段を有する第1のステージと、第3の直動手段と第4の直動手段を有する第2のステージと、第5の直動手段を有する第3のステージと、を備え、前記第1の直動手段、第2の直動手段、第3の直動手段、第4の直動手段および第5の直動手段はそれぞれ駆動源として、相対移動が可能な振動体と接触体を有する振動型アクチュエータを備えるステージ装置であって、前記第1のステージは、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段の駆動量を同じとすることで駆動対象物を第1の方向へ駆動し、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段での駆動量に差を設けることで前記駆動対象物を前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な軸まわりに回転させ、前記第2のステージは、前記第3の直動手段と前記第4の直動手段の駆動量を同じとすることで前記駆動対象物を前記第2の方向へ駆動し、前記第3の直動手段と前記第4の直動手段での駆動量に差を設けることで前記駆動対象物を前記第1の方向と平行な軸まわりに回転させ、前記第3のステージは、前記第5の直動手段を駆動することで前記駆動対象物を前記第1の方向および前記第2の方向と直交する第3の方向へ駆動し、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段はそれぞれ前記第2の方向に移動可能な可動部を有し、前記第1のステージは、互いに平行な第1のカム面と第2のカム面を有する第1の天板と、前記第2の方向に所定の間隔を持って2カ所で前記第1のカム面と摺動可能に当接し、前記第1の直動手段の可動部に固定されて前記第2の方向に進退するカムフォロアと、を有し、前記第1のカム面と前記第2のカム面の面内方向は前記第2の方向と鋭角をなし、前記第1のカム面と前記第2のカム面の法線方向は前記第1の方向と鋭角をなし、前記第2のカム面は前記第2の直動手段の可動部に摺動可能に支持されていることを特徴とする。 A stage apparatus according to the present invention comprises a first stage having first linear motion means and second linear motion means, a second stage having third linear motion means and fourth linear motion means, a third stage having a fifth linear motion means, wherein the first linear motion means, the second linear motion means, the third linear motion means, the fourth linear motion means and the fifth linear motion means; A stage device comprising a vibration type actuator having a vibrating body and a contact body capable of relative movement as drive sources, wherein the first stage comprises the first linear motion means and the second linear motion means. By setting the driving amount of the linear motion means to be the same, the object to be driven is driven in the first direction, and by providing a difference between the driving amounts of the first linear motion means and the second linear motion means, the above-mentioned The object to be driven is rotated around an axis parallel to a second direction orthogonal to the first direction, and the second stage controls the amount of driving of the third linear motion means and the fourth linear motion means. are the same to drive the object to be driven in the second direction. The third stage rotates the driven object in the first direction and the second direction by driving the fifth linear motion means. The first linear motion means and the second linear motion means each have a movable portion capable of moving in the second direction, and the first stages are driven in a third direction orthogonal to each other. A first top plate having a first cam surface and a second cam surface parallel to each other and slidably contacting the first cam surface at two locations with a predetermined interval in the second direction. and a cam follower fixed to the movable portion of the first direct acting means and moving forward and backward in the second direction, wherein the in-plane direction of the first cam surface and the second cam surface is the second cam surface. 2, the normal direction of the first cam surface and the second cam surface forms an acute angle with the first direction, and the second cam surface forms an acute angle with the second linear motion means. is slidably supported by the movable portion of the
本発明によれば、顕微鏡視野内において駆動対象物先端の振れが小さく位置及び角度の調整を容易に行うことができ、無通電時にも位置及び角度が調整された状態を保持することが可能となる。 According to the present invention, the deflection of the tip of the object to be driven is small within the field of view of the microscope, and the position and angle can be easily adjusted. Become.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係るステージ装置を備える微小操作機器の一例として、生殖補助医療で用いられるマニピュレータシステムを取り上げる。但し、本発明に係るステージ装置及び微小操作機器は、これに限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a manipulator system used in assisted reproductive medicine will be taken up as an example of a micromanipulator equipped with a stage device according to the present invention. However, the stage device and micromanipulation device according to the present invention are not limited to this.
図1は、本発明の実施形態に係るマニピュレータシステム1の概略構成を表したブロック図である。マニピュレータシステム1は、顕微鏡2、撮像ユニット3、ディスプレイ4、コントローラ100、第1のマニピュレータ200、第1のインジェクタ装置300、第2のマニピュレータ400及び第2のインジェクタ装置500を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
顕微鏡2は、ICSI作業時の卵子や精子、第1のマニピュレータ200のインジェクションピペット203、第2のマニピュレータ400のホールディングピペット(不図示)等に焦点を合わせる合焦ユニット2aを有する。撮像ユニット3は、顕微鏡2の光学系を介して画像を取得するCMOSセンサ等の撮像素子を有し、卵子や精子、インジェクションピペット203、ホールディングピペット403等の画像を取得する。撮像ユニット3が取得した画像は、コントローラ100の画像入力部109に入力される。
The
コントローラ100は、表示パネル101、操作パネル102、画像入力部109、画像解析部107、画像出力部108、変位検出部103、演算部104、記憶部105及び制御部106を有する。操作パネル102は、制御部106で用いられる制御パラメータを入力するための、例えば不図示のダイヤルやスイッチ、フットペダル等を含む。表示パネル101は、操作パネル102で設定する制御パラメータ等を表示する。なお、表示パネル101をタッチパネルとして構成することにより、操作パネル102を構成する1つの操作手段として表示パネル101を用いることができる。
画像入力部109へは、撮像ユニット3から送られてきた画像が入力される。画像入力部109へ入力された画像は、画像解析部107と画像出力部108へ送られる。画像解析部107は、撮像ユニット3で得られた画像を解析する。画像解析部107での解析結果は、演算部104と画像出力部108へ送られる。画像出力部108は、画像解析部107から送られてきた解析結果と画像入力部109から送られてきた画像をディスプレイ4へ出力する。ディスプレイ4は、画像出力部108から送られてきた画像を表示し、その際に画像解析部107から送られてきた解析結果を組み合わせて表示することにより、顕微鏡2での観察対象をより精密に表現することができる。なお、第1のマニピュレータ200等の操作を、ディスプレイ4を観察しながら遠隔で行うことも可能となる。
An image sent from the
変位検出部103は、第1のマニピュレータ200の出力部201と入力部202の各変位、及び、第2のマニピュレータ400の出力部401と入力部402の各変位を検出する。変位検出部103で検出された変位検出結果は、演算部104へ送られる。演算部104は、画像解析部107から取得した解析結果と、変位検出部103から取得した変位検出結果と、記憶部105から読み出された情報とに基づく所定の演算を行う。演算部104による演算結果は、制御部106と記憶部105へ送られる。
The
制御部106は、演算部104での演算結果や記憶部105から読み出された情報に基づく制御量を、第1のマニピュレータ200の出力部201と第2のマニピュレータ400の出力部401へ出力する。記憶部105は、演算部104での演算結果と、制御部106で求められた制御量を記憶する。また、記憶部105は、画像入力部109に入力された画像や画像解析部107での解析結果、変位検出部103で検出された移動量、操作パネル102へ入力された入力量等の、演算部104及び制御部106以外の情報も記憶することができる。
The
第1のマニピュレータ200は、出力部201と入力部202を有する。出力部201は、インジェクションピペット203(駆動対象物)、インジェクションピペット用ホルダ204(駆動対象物を保持する保持手段)及びステージ装置900を有する。なお、出力部201と詳細な構成については後述する。また、入力部202の構成については、出力部201の構成と動作について説明した後に説明する。
The
ステージ装置900は、Zステージ800(第1のステージ)、Yステージ700(第2のステージ)、Xステージ600(第3のステージ)、角度調整ユニット2200及び回転駆動ユニット2300を有する。Zステージ800は、後述するように、インジェクションピペット203をZ軸方向(第1の方向)に移動させ、また、Y軸まわりに回転させることができる。Yステージ700は、後述するように、インジェクションピペット203をY軸方向(第2の方向)に移動させ、また、Z軸まわりに回転させることができる。Xステージ600は、後述するように、インジェクションピペット203をX軸方向(第3の方向)に移動させることができる。なお、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は互いに直交しており、X軸方向はインジェクションピペット203の先端の軸方向と平行な方向であり、Z軸方向は顕微鏡2の光軸方向と平行な方向であり、Y軸方向はX軸方向及びZ軸方向と直交する方向である。
The
第1のインジェクタ装置300は、シリンダ301と、シリンダ301内を進退することによって容量を調整可能なピストン302と、ピストン302を進退駆動可能な操作部303を有する。チューブ304の一端は、シリンダ301に連結されている。また、チューブ304の他端は、第1のマニピュレータ200のインジェクションピペット用ホルダ204を介して、インジェクションピペット203に連結されている。これにより、第1のインジェクタ装置300は、操作部303を操作してピストン302を進退させることで、インジェクションピペット203内に充填された精子等の注入物を進退させることできる。
The
第2のマニピュレータ400は、出力部401と入力部402を有する。第2のマニピュレータ400は、第1のマニピュレータ200とは、インジェクションピペット203に代えてホールディングピペットを有する点で相違するが、その他の構成は同じであるため、図示と説明を省略する。ホールディングピペットは、例えば、卵子を保持する。インジェクションピペット203に対して実行可能な以下に説明する角度微調整や微細作業が、ホールディングピペットに対しても同様に実行可能である。
The
第2のインジェクタ装置500は、第1のインジェクタ装置300と同様の構成を有するため、図示を省略する。なお、第2のインジェクタ装置500が備えるチューブ(不図示)は、シリンダ(不図示)と第2のマニピュレータ400のホールディングピペットとを連結しており、ホールディングピペットの内圧操作を可能としている。
Since the
次に、第1のマニピュレータ200の出力部201の構成について詳細に説明する。図2は、ステージ装置900の概略構成を示す斜視図である。Zステージ800は、ステージ基部3000と、ステージ基部3000上に配置された2つの直動ユニット690(第1の直動ユニット及び第2の直動ユニット)と、これら2つの直動ユニット690に支持されたZ天板3100(第1の天板)を有する。Yステージ800は、Z天板3100上に配置された2つの直動ユニット690(第3の直動ユニット及び第4の直動ユニット)と、これら2つの直動ユニット690に支持されたY天板3200(第2の天板)を有する。Xステージ600は、Y天板3200上に配置された1つの直動ユニット690(第5の直動ユニット)を有する。Xステージ600上には角度調整ユニット2200がビス2201Lで固定されており、角度調整ユニット2200に回転駆動ユニット2300が配置されている。ステージ装置900、角度調整ユニット2200及び回転駆動ユニット2300の詳細な構成については後述する。
Next, the configuration of the
角度調整と軸方向移動の対象となるインジェクションピペット203は、保持される部分の中心軸がインジェクションピペット用ホルダ204の中心軸と同軸になるように、インジェクションピペット用ホルダ204に保持されている。インジェクションピペット用ホルダ204は、回転駆動ユニット2300に保持されている。
The
直動ユニット690について説明する。図3は、直動ユニット690の外観斜視図である。ここでは、便宜上、直動ユニット690の長手方向であって、後述するように可動部670が移動可能な方向をX軸方向とする。この場合に、Y軸方向は直動ユニット690の幅方向と、また、Z軸方向は直動ユニット690の高さ方向とそれぞれ定義することができる。図4は、直動ユニット690の分解斜視図である。
The
直動ユニット690は、固定部である不動の筐体部601及びカバー602を有し、カバー602はビス602Lで筐体部601に固定されている。筐体部601の内部には、駆動源としての振動型アクチュエータ680と、振動型アクチュエータ680に駆動される可動部670が配置されている。振動型アクチュエータ680は、接触体604、加圧部材608、加圧力伝達部材609、緩衝部材610、アクチュエータホルダ613、転動ローラ614、転動ローラ用ばね615及び振動体ホルダ616を有する。振動体660は、弾性体606と圧電素子607(電気-機械エネルギ変換素子)を有する。
The direct-acting
アクチュエータホルダ613は、ビス613Lでカバー602に固定されている。振動体ホルダ616は、転動ローラ614と転動ローラ用ばね615を介してアクチュエータホルダ613に支持されている。これにより、アクチュエータホルダ613は、X軸方向にガタつくことなく振動体ホルダ616を支持すると共に、Z軸方向では移動可能となっている。
The
振動体660は、弾性体606と圧電素子607とを有し、圧電素子607は例えば接着等の手段により弾性体606に固定されている。弾性体606は、ステンレス等の金属材料からなる薄板状の部品であり、接触体604側に突出した2つの突起部を有する。振動体660は、弾性体606の長手方向端(図4におけるX軸方向端)の一部が接着等の手段により振動体ホルダ616に固定されることにより、振動体ホルダ616に保持されている。
The vibrating
接触体604は、長手方向端部においてビス604Lで可動基部603に固定されて、弾性体606に形成されている2つの突起の先端と接触している。加圧部材608は、振動体660を接触体604に接触させるための加圧力を発生させる。加圧力伝達部材609は、カバー602に設けられた穴部602cに対して摺動可能に挿通される2本の突起609aを有し、Z軸方向に案内される。加圧力伝達部材609は、振動体660と加圧部材608の間に配置され、加圧部材608からの加圧力を振動体660に伝達する。
The
緩衝部材610は、加圧力伝達部材609と圧電素子607の間に配置され、加圧部材608の力を振動体660に減衰することなく伝達する役割を担う。なお、緩衝部材610は、例えば接着等の手段で加圧力伝達部材609に固定されている。圧電素子607への2相の交流電圧618の印加は、配線基板611を介して行われる。配線基板611は、圧電素子607の緩衝部材610側の面に取り付けられており、カバー602に設けられた溝部602bから直動ユニット690の外側に引き出されている。
The cushioning
可動部670は、可動基部603と可動板605を有する。可動板605は、Z軸方向と平行な壁部がカバー602に設けられた開口部602aに挿入され、Z軸方向と直交する2つの壁部(以下「上面部」、「下面部」という)がカバー602を挟んで対面するように配置される。可動板605の下面部は、ビス605Lで可動基部603に固定される。可動基部603には、X軸方向に延在する3つ可動案内部603a,603b,603cが設けられている。これに対して、固定部である筐体部601には、可動案内部603a,603b,603cに対向するように固定案内部601a,601b,601cが設けられている。そして、可動基部603と可動板605が一体的にX軸方向に案内可能となるように、3つの転動ボール612が可動案内部603a,603b,603cと固定案内部601a,601b,601cの間に挟持されている。
The movable portion 670 has a movable base portion 603 and a
直動ユニット690を駆動した際の可動部670の移動量を「直動ユニット690の駆動量」と定義する。直動ユニット690は、可動部670の移動を検出するリニアエンコーダ等の不図示の変位センサを有しており、変位センサから出力される検出信号は変位検出部103に送られる。変位検出部103は、取得した検出信号から可動部670の移動量を求める。変位検出部103で求められた移動量は、後述するように、第1のマニピュレータ200の出力部201の駆動制御に用いられる。
The amount of movement of the movable portion 670 when the
次に、可動部670を駆動するための振動型アクチュエータ680の駆動方法について説明する。周波数と位相差を変更可能な2相の交流電圧618を圧電素子607に印加して振動体660に所定の振動を発生させると、振動体660が接触体604に対して摩擦駆動力(推力)を与える。ここで、振動体660はアクチュエータホルダ613等を介してカバー602に固定されている。一方、接触体604は、可動部670の可動基部603に固定されているため、可動部670と一体的に移動することができ、接触体604の移動量は可動部670の移動量となる。つまり、接触体604と可動部670は、固定された振動体660に対して一体的に相対移動する。その際の接触体604及び可動部670の移動方向は、可動案内部603a~603cと固定案内部601a~601cの延在方向であるX軸方向である。圧電素子607に印加する2相の交流電圧618の周波数と位相差を変化させることにより、可動部670の移動方向をX軸の負方向と正方向とで変更することができ、また、移動速度を調整することができる。
Next, a method of driving the
なお、このような振動型アクチュエータ680の制御方法は、特開2012-16107号公報等に記載されているため、詳細な説明を省略する。また、振動型アクチュエータ680では、圧電素子607への無通電時に、加圧部材608からの加圧力によって振動体660と接触体604の間に摩擦力が発生する。この摩擦力は、第1のマニピュレータ200ではインジェクションピペット203の位置と姿勢を保持する保持力として働き、第2のマニピュレータ400ではホールディングピペットの位置と姿勢を保持する保持力として働く。よって、圧電素子607への無通電時にも各ピペットが動くことがないため、ICSI作業に不具合を生じるという事態の発生を回避することができる。
Note that a method for controlling such a
次に、ステージ装置900を構成する各ステージの構成について、Zステージ800、Yステージ700、Xステージ600の順に説明する。
Next, the configuration of each stage that constitutes
図5(a)はZステージ800の上面図、図5(b)はZステージ800の左側面図、図5(c)はZステージ800の正面図、図5(d)はZステージ800の右側面図である。説明の便宜上、Zステージ800を構成する2つの直動ユニット690をそれぞれ、直動ユニット690Z1、直動ユニット690Z2と称呼する。
5(a) is a top view of the
直動ユニット690Z1,690Z2はそれぞれ、可動部670の移動方向がY軸方向となるように、ステージ基部3000上にビス(不図示)で固定されている。直動ユニット690Z1の可動板605には、Y軸方向に所定の間隔を持って離間し、且つ、Z軸の正方向に突出する2つの突起部801aを有する突起部材801が、ビス801Lで固定されている。
Linear motion units 690Z1 and 690Z2 are fixed on
Z天板3100には、面内方向がY軸方向と鋭角をなし、法線方向がZ軸方向と鋭角をなす第1のカム面3100bと第2のカム面3100cが設けられている。第1のカム面3100bには、Y軸方向に延在するV溝形状のカム溝3100aが形成されており、突起部材801の2つの突起部801aは摺動自在にカム溝3100aと係合している。2つの突起部801aとカム溝3100aが摺動可能に係合することで、Z天板3100は、直動ユニット690Z1が駆動されても、X軸方向へ変位することなく支持される。
The
第2のカム面3100cは、第1のカム面3100bと平行に、且つ、第1のカム面3100bからX軸方向に離間した位置に形成されている。直動ユニット690Z2の可動板605には、Z軸の正方向に突出するように突起部605aが設けられており、この突起部605aは第2のカム面3100cに対して摺動自在に当接している。こうして、Z天板3100と当接する1カ所の突起部605aと2カ所の突起部801aは、Z軸方向と直交する一方向(具体的には、Y軸方向)に進退するカムフォロアとなって、Z天板3100に対して摺動可能に当接して、Z天板3100を支持している。
The
Zステージ800を構成するステージ基部3000のX軸方向端にはZ軸の正方向(+Z方向)に立設された壁部が設けられており、これら壁部のそれぞれに、Z軸方向に延在するZ案内部3000Zが設けられている。そして、Z天板3100には、Z案内部3000Zに係合する2つの軸部3100zが設けられている。これにより、Z天板3100は、Y軸方向への移動が規制された状態で、Z軸方向に案内される。
A wall portion erected in the positive direction of the Z axis (+Z direction) is provided at the end of the
以上の構成により、直動ユニット690Z1,690Z2それぞれの駆動量(2つの可動部670の移動量)を同じとすることにより、Z天板3100をZ軸方向に変位させることができる。また、直動ユニット690Z1,690Z2それぞれの駆動量に差を設けて、カム溝3100aと第2のカム面3100cのZ軸方向での相対的な移動量に差を生じさせることにより、Z天板3100をY軸まわりに回転させることができる。つまり、Zステージ800の駆動制御により、インジェクションピペット203のZ軸方向での微小駆動とY軸まわりの回転角度の微調整を行うことができる。また、直動ユニット690Z1,690Z2が備える振動型アクチュエータ680に生じている保持力により、振動型アクチュエータ680への無通電時にもZ天板3100の位置及び姿勢を維持することができる。
With the above configuration, the
前述したように、直動ユニット690は可動部670の移動を検出する変位センサを有している。Zステージ800では、直動ユニット690Z1,690Z2それぞれの可動部670の移動が変位センサによって検出され、その検知信号が変位検出部103に送られる。変位検出部103は、移動量を求めて演算部104へ送る。演算部104は、取得した移動量に基づいてZ天板3100のZ軸方向での変位量とY軸まわりの回転角度を演算し、演算結果を制御部106へ出力する。制御部106は、演算部104から取得した演算結果に基づく制御量を第1のマニピュレータ200の出力部201へ出力することで、第1のマニピュレータ200の動作を制御する。なお、直動ユニット690Z1,690Z2に変位センサを設けず、ステージ基部3000とZ天板3100の相対位置と相対角度を計測する手段を設けることによっても、同等の制御を実行することができる。
As described above,
図6(a)はYステージ700の上面図、図6(b)はYステージ700の左側面図、図6(c)はYステージ700の正面図、図6(d)はYステージ700の右側面図である。以下では説明の便宜上、Yステージ800を構成する2つの直動ユニット690をそれぞれ、直動ユニット690Y1、直動ユニット690Y2と称呼する。
6(a) is a top view of the
直動ユニット690Y1,690Y2はそれぞれ、可動部670の移動方向がY軸方向となるように、Z天板3100の上面(第1のカム面3100bと第2のカム面3100cが設けられている面の反対側の面)にビス(不図示)で固定されている。直動ユニット690Y2のカバー602には、転動ボール支持部材701がビス(不図示)で固定されている。転動ボール支持部材701の上面には、転動ボール702を支持する凹部701aが設けられている。Y天板3200において凹部701aと対面する部位には、凹部3200aが設けられている。こうして、転動ボール702は、転動可能な状態で、凹部701aと凹部3200aにZ軸方向で挟持されている。
The linear motion units 690Y1 and 690Y2 are arranged on the upper surface of the Z top plate 3100 (the surface on which the
直動ユニット690Y2の突起部605aは、X軸方向に延在するようにY天板3200の直動ユニット690Y2側の面に形成されたV形状の溝部3200bと係合している。一方、直動ユニット690Y1の突起部605aは、Y天板3200における直動ユニット690Y1側の面に円錐状に掘り込まれて形成された突起受け部3200cと係合している。よって、Y天板3200は、直動ユニット690Y1,690Y2の2つの突起部605aと転動ボール702の3点で支持されている。
The
このような構成では、直動ユニット690Y1,690Y2それぞれの駆動量(可動部670のY軸方向での移動量)を同じとした場合、転動ボール702が転動しながら、Y天板3200は2つの突起部605aの動きにしたがってY軸方向に変位する。また、直動ユニット690Y1,690Y2それぞれの駆動量に差を設けることで、Y天板3200を突起受け部3200cを支点としてZ軸まわりに回転させることができる。つまり、Yステージ700の駆動制御により、インジェクションピペット203のY軸方向での微小駆動とZ軸まわりの回転角度の微調整を行うことができる。また、直動ユニット690Y1,690Y2が備える振動型アクチュエータ680に生じている保持力により、振動型アクチュエータ680への無通電時にもY天板3200の位置及び姿勢を維持することができる。
In such a configuration, when the linear motion units 690Y1 and 690Y2 are driven by the same amount (the amount of movement of the movable portion 670 in the Y-axis direction), the
一例として図7に、顕微鏡視野U内を中心としてインジェクションピペット203をZ軸まわりに回転させてインジェクションピペット203の角度を微調整する様子を示す。なお、Y天板3200のZ軸まわりの回転角度は、2つの可動部670(突起部605a)の移動量の差と2つの突起部605a間の距離から求めることができる。
As an example, FIG. 7 shows how the angle of the
なお、直動ユニット690Y1,690Y2それぞれに設けられた変位センサが、直動ユニット690Y1,690Y2それぞれの可動部670の移動を検出し、検出信号を変位検出部103へ送る。変位検出部103は、検出信号に基づいて移動量を求めて、演算部104へ送る。演算部104は、取得した移動量に基づいてY天板3200のY軸方向での変位量とZ軸まわりの回転角度を演算し、演算結果を制御部106へ出力する。制御部106は、演算部104から取得した演算結果に基づく制御量を第1のマニピュレータ200の出力部201へ出力することで、第1のマニピュレータ200の動作を制御する。直動ユニット690Y1,690Y2に変位センサを設けず、Z天板3100とY天板3200の相対位置と相対角度を計測する手段を設けることによっても、同等の制御を実行することができる。
A displacement sensor provided in each of the linear motion units 690Y1 and 690Y2 detects the movement of the movable portion 670 of each of the linear motion units 690Y1 and 690Y2 and sends a detection signal to the
図8(a)はXステージ600の左側面図、図8(b)はXステージ600の正面図、図8(c)はXステージ600の右側面図である。以下では説明の便宜上、Xステージ600を構成する1つの直動ユニット690を、直動ユニット690X1と称呼する。
8A is a left side view of the
Xステージ600では、直動ユニット690X1は、可動部670の移動方向がX軸方向となるように、ビス(不図示)でY天板3200の上面(溝部3200bと突起受け部3200cが形成されて面の反対側の面)に固定されている。Xステージ600は、直動ユニット690X1のみで駆動される。つまり、Xステージ600の駆動制御により、ステージ装置900におけるX軸方向での微小駆動を行うことができる。また、直動ユニット690X1が備える振動型アクチュエータ680に生じている保持力により、振動型アクチュエータ680への無通電時にも角度調整ユニット2200のX軸方向での位置を維持することができる。
In the
なお、Xステージ600では、直動ユニット690X1に設けられた変位センサが、直動ユニット690X1の可動部670の移動を検出し、検出信号を変位検出部103へ送る。変位検出部103は、検出信号に基づいて移動量を求めて、演算部104へ送る。演算部104は、取得した移動量に基づいて角度調整ユニット2200のX軸方向での移動量を演算し、演算結果を制御部106へ出力する。制御部106は、演算部104から取得した演算結果に基づく制御量を、第1のマニピュレータ200の出力部201へ出力することで、第1のマニピュレータ200の動作を制御する。直動ユニット690X1に変位センサを設けず、Y天板3200と角度調整ユニット2200を構成する角度調整基部2201(図9参照)の相対位置を計測する手段を設けることによっても、同等の制御を実行することができる。
In the
次に、角度調整ユニット2200と回転駆動ユニット2300について、第1のマニピュレータ200の出力部201を例にして説明する。図9(a)は、回転駆動ユニット2300を備えた角度調整ユニット2200の斜視図である。図9(b)は、回転駆動ユニット2300を備えた角度調整ユニット2200の断面図であり、インジェクションピペット203の中心軸がY軸と直交している状態でのZX断面で表されている。図10は、図9(b)の断面図での回転駆動ユニット2300とその近傍を拡大して示す図である。
Next, the
角度調整ユニット2200は、X軸方向と回転駆動ユニット2300の回転中心軸とのなす角度Aを調整するための機構であり、角度調整基部2201、角度調整部2204、角度調整ねじ2203及び付勢ばね2202を有する。角度調整基部2201は、ビス2201LでXステージ600の可動板605に固定されている。また、角度調整基部2201はヒンジ部2201aを有しており、角度調整部2204はヒンジ部2201aにおいてY軸まわりに回転可能に角度調整基部2201と連結されている。角度調整基部2201には、角度調整ねじ2203と係合するめねじ部2201bが設けられている。付勢ばね2202は、角度調整部2204を角度調整ねじ2203に付勢するように、角度調整基部2201と角度調整部2204の間に架設されている。こうして角度調整ユニット2200では、角度調整ねじ2203を回してヒンジ部2201aを中心に角度調整部2204を回動させることにより、角度Aを調整することが可能となっている。
The
なお、角度調整ユニット2200には、角度調整基部2201と角度調整部2204とがなす角を検出する角度センサ(角度計測手段)又は角度目盛り板が設けられてもよい。角度センサが設けられている場合、角度センサからの出力信号に基づいて変位検出部103が検出した角度が表示パネル101又はディスプレイ4に表示される構成とすることができる。
The
第1のマニピュレータ200では、Zステージ800の直動ユニット690Z1,690Z2それぞれの駆動量に差を設けることでZ天板3100に生じるY軸まわりの回転角度は、角度調整ユニット2200で調整可能な角度Aと同一角度に設定されている。ここで、2つのピペット(インジェクションピペット203とホールディングピペット(不図示))の角度Aは、10°~50°(30°±20°)の範囲で、作業者毎に、その作業者にとって作業性のよい角度のものが使用される。
In the
図11は、角度Aに固有の角度が設定された3つのインジェクションピペット203を示す図であり、(a)では角度A=10°、(b)では角度A=30°、(c)では角度A=50°となっている。角度微調整に必要な角度を±10°とすると、合わせて0°~60°(30°±30°)の調整幅が必要となる。
FIG. 11 shows three
仮に、Zステージ800だけでこのような角度調整を可能とする場合には、直動ユニット690Z1,690Z2の駆動量が増大するため、ステージ装置900全体が大型化してしまう。一方、1人の作業者については、ピペットの固有の角度Aは1つの角度(例えば、30°)に特定されるため、作業者に固有の角度調整は、作業者が同じであれば、一度行えば再調整を行う必要はない。そこで、第1のマニピュレータ200は、角度調整ユニット2200による角度粗調整(例えば、30°±20°)を最初に行い、その後、Zステージ800による角度微調整±10°を行えばよいように構成されている。
If only the
図12は、角度Aが30°のインジェクションピペット203を例にして、Y軸の負方向(-Y方向)から見たピペットの角度微調整±10°の様子を表した図である。作業者に固有の角度調整を行うための角度調整ユニット2200と、ピペットの取り付けばらつきを吸収する角度微調整を行うZステージ800とを備える構成とすることで、Zステージ800(第1のマニピュレータ200)を小型化することができる。なお、角度調整ユニット2200では、角度Aの調整を手動で行う構成としているが、例えば、角度調整ねじ2203をステッピングモータにより回転駆動可能な構成として、角度Aの調整を電動で行うことが可能な構成としてもよい。
FIG. 12 is a diagram showing fine angle adjustment of ±10° of the pipette viewed from the negative direction (−Y direction) of the Y-axis, taking the
回転駆動ユニット2300は、振動型アクチュエータ2100、回転支持部2301及び回転部2303を有する。回転支持部2301は、角度調整部2204に対してビス2301Lで固定されており、軸受け2302(例えば、ベアリング)を介して回転部2303を回転可能に保持している。回転部2303は、インジェクションピペット用ホルダ204を位置がずれないようにセットビス等の保持部材(不図示)で保持しており、振動型アクチュエータ2100によって回転駆動される。回転部2303の回転中心軸は、保持するインジェクションピペット用ホルダ204の中心軸と同軸となっている。
The
振動型アクチュエータ2100は、接触体2101と振動体660を備える。振動体660は、振動型アクチュエータ680を構成する振動体660と同じであるため、構造の詳細や駆動原理については説明を省略する。振動体660は振動体ホルダ616に支持され、振動体ホルダ616はアクチュエータホルダ613に保持され、アクチュエータホルダ613は、角度調整部2204にビス(不図示)で固定されている。
接触体2101は、回転部2303の回転中心軸を中心とした円弧状に形成されており、回転部2303にビス(不図示)で固定されている。振動体660は、接触体2101に対して、回転部2303の回転中心軸を中心とした円弧の接線方向に駆動力(推力)を与える。これにより、回転部2303の回転中心軸を中心として、回転部2303と接触体2101は一体的に回転する。
The
ここで、振動体660と接触体2101との間には、加圧部材608の加圧力による摩擦力(保持力)が発生する。そのため、振動型アクチュエータ2100への電源供給が遮断された場合でもインジェクションピペット203は回転しない。よって、ICSI作業に不具合が生じる事態の発生を回避することができる。
Here, a frictional force (holding force) is generated between the vibrating
なお、振動型アクチュエータ2100への2相の交流電圧の印加は、配線基板(不図示)を介して行われ、インジェクションピペット用ホルダ204と接触しないように引き出されている。また、回転駆動ユニット2300は、不図示の変位センサを有する。変位センサにより計測された変位は、変位検出部103に送られる。変位検出部103は、変位量を求めて演算部104へ送る。演算部104は、取得した変位量に基づいて回転部2303の変位量を演算し、演算結果を制御部106へ出力する。制御部106は、演算部104から取得した演算結果に基づく制御量を、第1のマニピュレータ200の出力部201へ出力することで、第1のマニピュレータ200の動作を制御する。
The two-phase AC voltage is applied to the
このように、回転駆動ユニット2300を用いることで、インジェクションピペット用ホルダ204の中心軸を回転中心として、インジェクションピペット203の角度の微調整を行うことができる。図13は、顕微鏡視野U内で、インジェクションピペット203をインジェクションピペット用ホルダ204の中心軸まわりに角度微調整する様子を表した図である。
By using the
次に、出力部201を駆動するための入力部202の構成について説明する。Xステージ600のX軸方向駆動、Yステージ700のY軸方向駆動及びZステージ800のZ軸方向駆動を行うための入力手段(例えば、ジョイスティック)を有する。入力部202はまた、Zステージ800をY軸まわりの回転(Pitch)、Yステージ700のZ軸まわりの回転(Yaw)、回転駆動ユニット2300の回転中心軸まわりの回転(Roll)を行うための入力手段(例えば、ダイヤル)を有する。こうして、入力部202を通じて、ステージ装置900を駆動するための操作量を連続的に変化する値として入力することが可能となっており、入力された操作量は変位検出部103によって検出される。連続的に変化する値の入力が可能な構成に代えて、性能上問題のない程度の分解を持った多段階の値の入力が可能な構成としてもよい。
Next, the configuration of the
上記説明の通り、回転駆動ユニット2300を備えた角度調整ユニット2200を搭載したステージ装置900を用いることで、図7,12,13に示したように、顕微鏡視野内においてインジェクションピペット203の各軸方向での角度微調整作業を電動化することができる。その際、インジェクションピペット203の先端での振れが小さく抑えられているため、角度微調整作業を容易に行うことが可能となる。なお、ここまでインジェクションピペット203を備える第1のマニピュレータ200について説明したが、同様の効果は、ホールディングピペットを備える第2のマニピュレータ400でも得ることができる。
As described above, by using the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。 Although the present invention has been described in detail based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms without departing from the gist of the present invention can be applied to the present invention. included.
例えば、上記実施形態では、直動ユニット690として、板状の振動体660備える振動型アクチュエータ680を駆動源に用いたものを取り上げたが、直動ユニット690には、別の構造の振動型アクチュエータを用いることもできる。例えば、円環状の振動体と接触体とを有し、振動体に励起した振動により接触体を回転させ、接触体の回転運動をギア等により直線運動に変換した駆動源を備える直動ユニットを用いても、本発明に係るステージ装置を実現することができる。また、ステージ装置への無通電時における駆動対象物(ピペット)の位置及び姿勢の保持が不要である場合には、直動ユニットの駆動源として、ステッピングモータ等の電磁モータの回転出力を直線運動に変換したものを用いることも可能である。
For example, in the above-described embodiment, as the
上記実施形態に係るステージ装置900は、下段にZステージ800を、中段にYステージ700を、上段にXステージ600を配した構成としたが、各ステージの配置はこれに限られるものではない。例えば、Yステージ700とZステージ800の位置を入れ替えた構成とすることも可能である。また、Xステージ600を中段又は下段に配した構成とすることも可能である。但し、その場合には、ステージ装置全体のバランスを保つために、X軸まわりの回転を抑制するためのガイドを設けるか、2つの直動ユニットを用いて3点以上でその上の機構を保持する等の対策が必要となる。
Although the
1 マニピュレータシステム
106 制御部
200 第1のマニピュレータ
400 第2のマニピュレータ
600 Xステージ
604 接触体
660 振動体
670 可動部
680 振動型アクチュエータ
690,690X1 直動ユニット
690Y1,690Y2 直動ユニット
690Z1,690Z2 直動ユニット
800 Zステージ
900 ステージ装置
2100 振動型アクチュエータ
2200 角度調整ユニット
2300 回転駆動ユニット
3100 Z天板
3100b 第1のカム面
3100c 第2のカム面
3200 Y天板
1
Claims (11)
第3の直動手段と第4の直動手段を有する第2のステージと、
第5の直動手段を有する第3のステージと、を備え、
前記第1の直動手段、第2の直動手段、第3の直動手段、第4の直動手段および第5の直動手段はそれぞれ駆動源として、相対移動が可能な振動体と接触体を有する振動型アクチュエータを備えるステージ装置であって、
前記第1のステージは、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段の駆動量を同じとすることで駆動対象物を第1の方向へ駆動し、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段での駆動量に差を設けることで前記駆動対象物を前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な軸まわりに回転させ、
前記第2のステージは、前記第3の直動手段と前記第4の直動手段の駆動量を同じとすることで前記駆動対象物を前記第2の方向へ駆動し、前記第3の直動手段と前記第4の直動手段での駆動量に差を設けることで前記駆動対象物を前記第1の方向と平行な軸まわりに回転させ、
前記第3のステージは、前記第5の直動手段を駆動することで前記駆動対象物を前記第1の方向および前記第2の方向と直交する第3の方向へ駆動し、
前記第1の直動手段と前記第2の直動手段はそれぞれ前記第2の方向に移動可能な可動部を有し、
前記第1のステージは、
互いに平行な第1のカム面と第2のカム面を有する第1の天板と、
前記第2の方向に所定の間隔を持って2カ所で前記第1のカム面と摺動可能に当接し、前記第1の直動手段の可動部に固定されて前記第2の方向に進退するカムフォロアと、を有し、
前記第1のカム面と前記第2のカム面の面内方向は前記第2の方向と鋭角をなし、
前記第1のカム面と前記第2のカム面の法線方向は前記第1の方向と鋭角をなし、
前記第2のカム面は前記第2の直動手段の可動部に摺動可能に支持されていることを特徴とするステージ装置。 a first stage having a first linear motion means and a second linear motion means;
a second stage having third linear motion means and fourth linear motion means;
a third stage having a fifth linear motion means;
The first direct-acting means, the second direct-acting means, the third direct-acting means, the fourth direct-acting means, and the fifth direct-acting means are each used as a driving source, and are in contact with a vibrating body capable of relative movement. A stage apparatus comprising a vibration type actuator having a body,
The first stage drives the object to be driven in a first direction by setting the driving amounts of the first linear motion means and the second linear motion means to be the same. and the second direct-acting means to rotate the driven object around an axis parallel to a second direction perpendicular to the first direction by providing a difference in the amount of driving,
The second stage drives the object to be driven in the second direction by setting the driving amounts of the third linear motion means and the fourth linear motion means to be the same. rotating the object to be driven about an axis parallel to the first direction by providing a difference between the driving amounts of the moving means and the fourth direct-acting means;
the third stage drives the driven object in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction by driving the fifth linear motion means ;
each of the first direct-acting means and the second direct-acting means has a movable portion capable of moving in the second direction;
The first stage includes:
a first top plate having a first cam surface and a second cam surface parallel to each other;
It slidably abuts on the first cam surface at two locations with a predetermined interval in the second direction, is fixed to the movable portion of the first direct-acting means, and advances and retreats in the second direction. and a cam follower for
In-plane directions of the first cam surface and the second cam surface form an acute angle with the second direction,
A normal direction of the first cam surface and the second cam surface forms an acute angle with the first direction,
A stage device , wherein the second cam surface is slidably supported by a movable portion of the second direct-acting means .
前記角度調整ユニットは、前記第3の方向と前記回転駆動ユニットの回転中心軸とのなす角を調整することを特徴とする請求項2に記載のステージ装置。 A rotary drive unit attached to the angle adjustment unit,
3. The stage device according to claim 2, wherein the angle adjustment unit adjusts an angle formed between the third direction and the rotation center axis of the rotation drive unit.
振動型アクチュエータと、
前記駆動対象物を保持する回転部と、
前記回転部を前記回転中心軸まわりに回転可能に支持する回転支持部と、を備え、
前記振動型アクチュエータは、
前記角度調整ユニットに保持された振動体と、
前記回転部に取り付けられ、前記振動体と接触する接触体と、を有し、
前記振動体に所定の振動が励起されることにより、前記振動体が前記回転中心軸を中心とした円弧の接線方向に駆動力を前記接触体に与えることで前記回転部が回転することを特徴とする請求項3に記載のステージ装置。 The rotary drive unit is
a vibration actuator;
a rotating part that holds the object to be driven;
a rotation support part that supports the rotation part so as to be rotatable around the rotation center axis;
The vibration type actuator is
a vibrating body held by the angle adjustment unit;
a contact body attached to the rotating part and in contact with the vibrating body,
When a predetermined vibration is excited in the vibrating body, the vibrating body applies a driving force to the contact body in a tangential direction of an arc centered on the rotation center axis, thereby rotating the rotating part. 4. The stage device according to claim 3.
前記第3の直動手段と前記第4の直動手段に支持された第2の天板と、
前記第4の直動手段と前記第2の天板の間に挟持された転動ボールと、を備え、
前記第3の直動手段と前記第4の直動手段はそれぞれ前記第2の方向に移動可能な可動部を有し、
前記第2の天板は、前記第3の直動手段の可動部と、前記第4の直動手段の可動部と、前記転動ボールとの3点で支持されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のステージ装置。 The second stage includes:
a second top plate supported by the third linear motion means and the fourth linear motion means;
a rolling ball sandwiched between the fourth direct-acting means and the second top plate;
each of the third linear motion means and the fourth linear motion means has a movable portion movable in the second direction;
The second top plate is supported by three points, that is, the movable portion of the third direct-acting means, the movable portion of the fourth direct-acting means, and the rolling balls. The stage device according to any one of claims 1 to 5 .
前記第2の天板は、
前記第3の直動手段の突起部と係合する円錐状の受け部と、
前記第3の方向へ延在し、前記第4の直動手段の突起部と係合する溝部と、を有することを特徴とする請求項6に記載のステージ装置。 each of the movable portion of the third direct-acting means and the movable portion of the fourth direct-acting means has a projecting portion projecting toward the second top plate;
The second top plate is
a conical receiving portion that engages with the protrusion of the third linear motion means;
7. The stage device according to claim 6 , further comprising a groove portion extending in the third direction and engaged with the projection portion of the fourth direct-acting means.
駆動対象物と、
前記駆動対象物を保持し、前記ステージ装置に固定される保持手段と、を備える微小操作機器であって、
前記ステージ装置は、
第1の直動手段と第2の直動手段を有する第1のステージと、
第3の直動手段と第4の直動手段を有する第2のステージと、
第5の直動手段を有する第3のステージと、を備え、
前記第1の直動手段、第2の直動手段、第3の直動手段、第4の直動手段および第5の直動手段はそれぞれ駆動源として、相対移動が可能な振動体と接触体を有する振動型アクチュエータを備え、
前記第1のステージは、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段の駆動量を同じとすることで駆動対象物を第1の方向へ駆動し、前記第1の直動手段と前記第2の直動手段での駆動量に差を設けることで前記駆動対象物を前記第1の方向と直交する第2の方向と平行な軸まわりに回転させ、
前記第2のステージは、前記第3の直動手段と前記第4の直動手段の駆動量を同じとすることで前記駆動対象物を前記第2の方向へ駆動し、前記第3の直動手段と前記第4の直動手段での駆動量に差を設けることで前記駆動対象物を前記第1の方向と平行な軸まわりに回転させ、
前記第3のステージは、前記第5の直動手段を駆動することで前記駆動対象物を前記第1の方向および前記第2の方向と直交する第3の方向へ駆動し、
前記第1の直動手段と前記第2の直動手段はそれぞれ前記第2の方向に移動可能な可動部を有し、
前記第1のステージは、
互いに平行な第1のカム面と第2のカム面を有する第1の天板と、
前記第2の方向に所定の間隔を持って2カ所で前記第1のカム面と摺動可能に当接し、前記第1の直動手段の可動部に固定されて前記第2の方向に進退するカムフォロアと、を有し、
前記第1のカム面と前記第2のカム面の面内方向は前記第2の方向と鋭角をなし、
前記第1のカム面と前記第2のカム面の法線方向は前記第1の方向と鋭角をなし、
前記第2のカム面は前記第2の直動手段の可動部に摺動可能に支持されていることを特徴とする微小操作機器。 a stage device;
a driven object;
holding means for holding the object to be driven and fixed to the stage device, wherein
The stage device is
a first stage having a first linear motion means and a second linear motion means;
a second stage having third linear motion means and fourth linear motion means;
a third stage having a fifth linear motion means;
The first direct-acting means, the second direct-acting means, the third direct-acting means, the fourth direct-acting means, and the fifth direct-acting means are each used as a driving source, and are in contact with a vibrating body capable of relative movement. a vibrating actuator having a body;
The first stage drives the object to be driven in a first direction by setting the driving amounts of the first linear motion means and the second linear motion means to be the same. and the second direct-acting means to rotate the driven object about an axis parallel to a second direction orthogonal to the first direction by providing a difference in the amount of driving,
The second stage drives the object to be driven in the second direction by setting the driving amounts of the third linear motion means and the fourth linear motion means to be the same. rotating the object to be driven about an axis parallel to the first direction by providing a difference between the driving amounts of the moving means and the fourth direct-acting means;
the third stage drives the driven object in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction by driving the fifth linear motion means ;
each of the first direct-acting means and the second direct-acting means has a movable portion capable of moving in the second direction;
The first stage includes:
a first top plate having a first cam surface and a second cam surface parallel to each other;
It slidably abuts on the first cam surface at two locations with a predetermined interval in the second direction, is fixed to the movable portion of the first direct-acting means, and advances and retreats in the second direction. and a cam follower for
In-plane directions of the first cam surface and the second cam surface form an acute angle with the second direction,
A normal direction of the first cam surface and the second cam surface forms an acute angle with the first direction,
A micromanipulator according to claim 1, wherein said second cam surface is slidably supported by a movable portion of said second direct-acting means .
前記第3の方向に移動可能に前記ステージ装置に配置された角度調整ユニットと、
前記駆動対象物を保持し、前記角度調整ユニットに取り付けられた回転駆動ユニットと、を有し、
前記角度調整ユニットは、前記第3の方向と前記回転駆動ユニットの回転中心軸とのなす角を調整することで前記駆動対象物を前記第2の方向と直交する面内での角度を調整することを特徴とする請求項10に記載の微小操作機器。 The holding means are
an angle adjustment unit arranged on the stage device so as to be movable in the third direction;
a rotary drive unit that holds the object to be driven and is attached to the angle adjustment unit;
The angle adjusting unit adjusts the angle of the driven object in a plane orthogonal to the second direction by adjusting the angle formed by the third direction and the central axis of rotation of the rotary drive unit. 11. The micromanipulator according to claim 10 , characterized in that:
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WO2016051563A1 (en) | 2014-10-01 | 2016-04-07 | 株式会社ナリシゲライフメッド | Method for positioning micro-tool and micro-manipulator device |
US20180095223A1 (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 3Sae Technologies, Inc. | Multi-axis relative positioning stage |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
JPS59129636A (en) * | 1983-01-10 | 1984-07-26 | Hitachi Ltd | Controller of stage with freedom of six |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015174275A1 (en) | 2014-05-12 | 2015-11-19 | 株式会社北里サイエンス | Blade-mounted micropipette holding device and method for injecting sperm into ovular cytoplasm |
WO2016051563A1 (en) | 2014-10-01 | 2016-04-07 | 株式会社ナリシゲライフメッド | Method for positioning micro-tool and micro-manipulator device |
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