JPH07117651B2 - Micro device moving device in micro manipulator - Google Patents
Micro device moving device in micro manipulatorInfo
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- JPH07117651B2 JPH07117651B2 JP63263556A JP26355688A JPH07117651B2 JP H07117651 B2 JPH07117651 B2 JP H07117651B2 JP 63263556 A JP63263556 A JP 63263556A JP 26355688 A JP26355688 A JP 26355688A JP H07117651 B2 JPH07117651 B2 JP H07117651B2
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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: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a microdevice moving apparatus, and more particularly to a microdevice moving apparatus in a micromanipulator for operating a microdevice to process a minute object to be processed. .
〔従来の技術〕 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。[Prior Art] For example, a micromanipulator is used for microinjection into a cell or the like or for measuring an intracellular potential. In general micromanipulators, operate microdevices such as microneedles and micropipettes in the field of view of a microscope to perform predetermined processing on microscopic objects such as cells placed in containers such as petri dishes. It has become.
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、操作桿やつまみの内、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 drive unit to which a microdevice is attached, and an operating rod and a knob for an operator to instruct the operation of the drive unit. The drive device is electrically connected to the operating rod or knob via a hydraulic mechanism or electrically. Of the operating rods and knobs, the operating rods are used to move the small instruments in two horizontal directions (X and Y directions), and the knobs are used to move the small instruments in the vertical direction (Z direction). It
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。このときの動作比(操
作桿等の動きに対する微小器具の実際の動きの割合)
は、スケールつまみによって設定され、X,Y,Zの各方向
に共通である。When it is desired to move the micro-device precisely, the micro-moving part of the driving device is driven by the manual operation of the operating rod or the knob to move the micro-device in the X, Y, and Z directions. Movement ratio at this time (the ratio of the actual movement of the microdevice to the movement of the operating stick)
Is set by the scale knob and is common to each of the X, Y, and Z directions.
マイクロマニピュレータにおいては微小器具の微細な動
作が要求されるので、前記動作比は小さくしておかなけ
ればならない。ところが、前記従来のマイクロマニピュ
レータでは、その動作比はX,Y,Zの各方向に共通であ
り、微細な動作を行うために動作比を小さくすると、全
ての方向について微小器具の移動可能範囲が小さくなっ
てしまう。したがって、例えば、ある方向には広範囲に
わたる動作を、他の方向には微細な動作を微小器具に行
わせたい場合等には不便である。Since the micromanipulator requires minute movements of microdevices, the movement ratio must be kept small. However, in the conventional micromanipulator, the operation ratio is common to each of the X, Y, and Z directions, and if the operation ratio is reduced to perform a fine operation, the movable range of the microdevice in all directions is increased. It gets smaller. Therefore, for example, it is inconvenient when it is desired to cause the microdevice to perform a wide range of motion in one direction and a fine motion in another direction.
具体的な一例として、微小器具で細胞を保持しながら、
微小器具がシャーレ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、動作比がX,Y,Zの各方向に共通であると不便
である。As a specific example, while holding cells with a microdevice,
It is inconvenient if the motion ratio is common in each of the X, Y, Z directions when you want to move the micro device in the up and down direction (Z direction) so that the micro device does not touch the dish etc. and move to the next work. Is.
本発明の目的は、動作比の状態を切り替えられ得るよう
にして、マイクロマニピュレータの操作性を向上するこ
とのできる微小器具移動装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a micro instrument moving device capable of switching the state of the operation ratio and improving the operability of the micromanipulator.
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、第1操作信号供給手段と、第2操作信号供給
手段と、信号変換手段と、第1変換割合決定手段と、第
2変換割合決定手段と、変換状態制御手段と、駆動装置
とを備えている。A micro instrument moving device in a micro manipulator according to the present invention is a micro instrument moving device in a micro manipulator for operating a micro instrument to process a minute object to be processed. As shown in FIG. 1, this microdevice moving apparatus has a first operation signal supply means, a second operation signal supply means, a signal conversion means, a first conversion ratio determination means, and a second conversion ratio determination means. A conversion state control means and a drive device.
前記第1操作信号供給手段は、微小器具の第1方向への
移動を指令するための第1操作信号を発する手段であ
る。前記第2操作信号供給手段は、微小器具の第2方向
への移動を指令するための第2操作信号を発する第2操
作信号供給手段である。前記信号変換手段は、第1及び
第2操作信号供給手段からの第1及び第2操作信号を受
け、微小器具を駆動するための第1及び第2駆動信号に
或る変換状態を変換する手段である。前記第1変換割合
決定手段は、信号変換手段における操作信号から駆動信
号への変換割合をXYZ共通の状態に変換決定する手段で
ある。第2変換割合決定手段は、信号変換手段における
操作信号から駆動信号への変換割合をXY共通でZのみ異
なる状態に変換決定する手段である。前記変換状態制御
手段は、第1の変換状態と第2の変換状態との何れか一
方を選択して、信号変換手段を制御する手段である。前
記駆動装置は、信号変換手段からの第1及び第2駆動信
号を受け、微小器具を駆動する装置である。The first operation signal supply means is means for issuing a first operation signal for instructing the movement of the microdevice in the first direction. The second operation signal supply means is a second operation signal supply means for issuing a second operation signal for instructing the movement of the microdevice in the second direction. The signal converting means receives the first and second operation signals from the first and second operation signal supplying means and converts a certain conversion state into first and second drive signals for driving the microdevice. Is. The first conversion ratio determining means is means for converting and determining the conversion ratio of the operation signal to the drive signal in the signal converting means into a state common to XYZ. The second conversion rate determining means is means for determining the conversion rate from the operation signal to the drive signal in the signal converting means to a state in which XY is common and only Z is different. The conversion state control unit is a unit that selects either the first conversion state or the second conversion state and controls the signal conversion unit. The drive device is a device that receives the first and second drive signals from the signal conversion means and drives the microdevice.
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、第1操作信号供給手段が、微小器具の第
1方向への移動を指令するための第1操作信号を発す
る。また、第2操作信号供給手段は、微小器具の第2方
向への移動を指令するための第2操作信号を発する。前
記信号変換手段は、第1及び第2操作信号供給手段から
の第1及び第2操作信号を受け、微小器具を駆動するた
めの第1及び第2駆動信号に或る変換状態で変換する。
次に、駆動装置が、信号変換手段からの第1及び第2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。In the micromanipulator moving device in the micromanipulator according to the present invention, the first operation signal supply means emits a first operation signal for instructing the movement of the microdevice in the first direction. Further, the second operation signal supply means emits a second operation signal for instructing the movement of the microdevice in the second direction. The signal conversion means receives the first and second operation signals from the first and second operation signal supply means, and converts the first and second drive signals for driving the microdevice in a certain conversion state.
Next, the driving device receives the first and second driving signals from the signal converting means and drives the micro device. Thereby, it is possible to operate the small instrument to perform processing on the minute object to be processed.
一方、第1変換割合決定手段は、信号変換手段における
操作信号から駆動信号への変換割合を第1の変換状態に
決定する。また、第2変換割合決定手段は、信号変換手
段における操作信号から駆動信号への変換割合を第2の
変換状態に決定する。変換状態制御手段は、これら第1
の変換状態と第2の変換状態との何れか一方を選択し、
それに基づいて信号変換手段を制御する。この結果、変
換割合の設定の自由度が増し、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。On the other hand, the first conversion ratio determining means determines the conversion ratio from the operation signal to the drive signal in the signal converting means to the first conversion state. Further, the second conversion rate determining means determines the conversion rate from the operation signal to the drive signal in the signal converting means to the second conversion state. The conversion state control means includes the first
Select either one of the conversion state and the second conversion state of
The signal conversion means is controlled based on this. As a result, the degree of freedom in setting the conversion ratio is increased, and the operability of the micromanipulator can be improved.
例えば、第1の変換状態を動作比がX,Y,Zの各方向に共
通の状態とし、第2の変換状態をX,Y方向の動作比が共
通でZ方向の動作比が最大の状態とすれば、それらの変
換状態の何れかを適宜選択することにより、作業性を向
上させることができる。For example, the first conversion state is a state in which the operation ratio is common to each direction of X, Y, and Z, and the second conversion state is a state in which the operation ratio in X and Y directions is common and the operation ratio in the Z direction is maximum. If so, workability can be improved by appropriately selecting one of these conversion states.
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 view of a micromanipulator adopting a moving device as an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the micromanipulator includes a microscope 12 mounted on a base 11 and a moving device arranged on the side of the microscope 12.
13 and a control device 14 for controlling the operation of the moving device 13.
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 console 15 at the center thereof,
A container 16 such as a petri dish containing the object to be processed is placed on the operation console 15.
Are to be placed. An objective lens 17 is arranged below the operation console 15, and a lower end portion of the objective lens 17 is connected to a television camera 18. The television camera 18 is electrically connected to the control device 14 and has an objective lens 17
The signal of the image obtained in step 3 is sent 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上に粗動部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単位の動きの垂直方向及び水
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 device 13
A lower part of the table is a table 20, and a coarse movement part 21 is mounted on the table 20. The coarse movement unit 21 can be moved in a unit of several tens of μm in the vertical and horizontal directions with respect to the table 20 by a step motor (not shown). Coarse part 21 microscope
A fine movement unit 22 is attached to the surface on the 12th side. Fine movement part 22
Is an electromagnetic method, which is horizontal and vertical (X, Y, Z directions)
It is designed to be able to perform movement in units of 1 μm. At the tip of the micro-instrument holder 23 provided at the end of the micro-moving part 22 on the microscope 12 side, the micro-instrument consisting of a microneedle, a micropipette, etc.
24 is installed. The tip end of the microdevice 24 is extended to the container 16 side.
前記制御装置14は、コントロールユニット26と、CRT27
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方向の移動を指令す
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 27.
And an operation box 28. The control unit 26 has a built-in power supply, a microcomputer, and the like, and can control the operation of the moving device 13 and the like. The CRT 27 displays an image of cells and the like obtained by the objective lens 17, and also displays operation procedures and questions to the operator. The operation box 28 is used by an operator to control the micromanipulator. The operation box 28 includes a key group 29 for setting various conditions, a coarse movement section operation key 30 for instructing movement of the coarse movement section 21 in the X, Y, and Z directions, and operation of a micromanipulator. A group of various lamps 31 for notifying the operator of the mode, a joystick 32 for instructing movement of the fine movement part 22 in the X and Y directions, and a Z-axis knob 33 for instructing movement of the fine movement part 22 in the Z direction. A scale knob 34 for designating an operating ratio, a stop button 35, and an XYZ / XY switch 36 are provided.
キー群29には、数字キーの他の微小器具ホルダ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。In the key group 29, other than the numeric keys, a lock Y key for designating to stop the movement of the micro instrument holder 23 in the Y-axis direction, and a lower limit in the Z direction of the micro instrument holder 23 are set.
BL key etc. are included. The joystick 32 and the Z-axis knob 33 are mainly composed of variable resistors, and their movements can be detected by changes in the resistance value. Further, the scale knob 34 is also mainly composed of a variable resistor, and the set value of the operating ratio is detected by the resistance value thereof. XYZ / XY switch 36 is XY
It can be switched to either the Z side or the XY side. Here, the XYZ side means a mode in which the operation ratio designated 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 motion ratio designated by the scale knob 34 is used in the X and Y axis directions and the maximum motion ratio is used in the Z axis direction. The operation ratio is a ratio of the movement amount of the joystick 32 and the rotation amount of the Z-axis knob 33 to the movement amount of the microdevice 24.
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. CPU40 has
A ROM 41 in which a control program and the like are stored, a RAM 42 for storing processing data and the like, an A / for the CRT 27 and the mobile device 13
D converter is connected. A joystick 32, a Z-axis knob 33, and a scale knob 34 are connected to the CPU 40 via an A / D converter 44, and a key group 29, a coarse movement section operation key 30, and an I / O port 45 are connected. A lamp group 31, a stop button 35 and an XYZ / XY switch 36 are connected.
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 related 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。The main switch (not shown) of the micromanipulator
When turned on, the program starts. In step S1, a lock Y flag and a BL flag described later are cleared,
The lower limit value is set to the limit value, and the initial setting such as turning off each lamp of the lamp group 31 is performed. Here, the lower limit value is a downward limit value of the microdevice 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 is a key input from the key group 29 and the operation key 30. If there is no key input, the process proceeds to step S3. In step S3, the stop button
It is determined whether or not 35 is pressed, that is, whether or not it 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33、
スケールつまり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, the joystick 32, Z-axis knob 33,
Input the scale or 34 signals. In step S5,
The 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, in response to the output, the fine movement unit 22 moves in the X direction by the designated amount. Step
In S6, it is determined whether or not the lock Y flag is set. If the lock Y flag is not set, the process proceeds to step S7. In step S7, the drive signal in the Y direction is calculated based on the signal input in step S4, and the moving device is moved.
Output to 13. In the moving device 13, in response to the output, the fine movement unit 22 moves in the Y direction by the designated amount. When the process of step S7 is completed, the process proceeds to step S8. Step
If the lock Y flag is set in S6, the process proceeds to step S8 without performing the process of step S7. That is, even if the operation signal in the Y-axis direction is input in step S4, the microdevice 24 is not driven in the Y-axis direction if the lock Y flag is set in step S6.
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 arranged on the XYZ side or the XY side. When the XYZ side mode is designated by the XYZ / XY switch 36, the process proceeds to step S9. In step S9, the drive signal in the Z direction is calculated by the coefficient according to the scale knob 34, and the process proceeds to step S10. In step S8, XY
If the side mode is designated, the process proceeds to step S11. In step S11, the coefficient of the operation ratio is maximized to calculate the Z direction drive signal, and the process proceeds to step S10. In step S10, it is determined whether or not the drive signal in the Z direction exceeds the 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, Z calculated in step S9 or step S11
The drive signal of the direction is output to the moving device 13. In the moving device 13, in response to the output, the fine movement unit 22 moves in the Z direction by the designated amount. 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 then the above-mentioned processing is performed in step S12.
ステップS12での処理が終われば、ステップS2に戻る。When the processing in step S12 ends, the process returns to 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、X,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。In this way, the step of controlling the microdevice 24 in the Z direction
In the processing from S8 to S13, since the processing from step S8 to step S11 is adopted, the state of the operation ratio can be switched, and the operability of the micromanipulator is improved. That is, when fine movement of the microdevice 24 is required in any of the X, Y, and Z axes, precise movement can be performed based on the setting by the scale knob 34. Further, for example, when holding the cells by the microdevice 24 and moving the microdevice in the up-down direction (Z direction) so that the microdevice 24 does not touch the container 16 or the like and move to the next operation, X Therefore, the operation ratios in the Y direction are common, and the operation ratios in the Z direction can be switched with one touch so as to be the maximum. This improves the operability of the micromanipulator.
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S4
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
用できる。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にあるとする。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
の処理は行われないので、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 it is turned on, the determination in step S3 becomes Yes, and step S4
Therefore, the process of 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 microdevice 24 is not driven. This function can be used as follows. For example, when it is desired to move the microdevice 24 over a wide range, control is performed by turning ON / OFF the stop button 35 so that only the operation signal in a certain direction is ignored and only the operation signal in that direction is converted into a drive signal. can do. More specifically, for example, the case shown in FIG. 6A can be considered. FIG. 6A is a microscope field image projected on CRT27, and it is assumed that the cells to be processed are in the upper right corner. Here, the movable range of the fine movement part 22 of the microdevice 24 is a two-dot chain line a.
In the case of the inside, in the normal drive by the fine movement part 22, the microdevice 24
Cannot be moved to the desired cell position. Therefore, first, the joystick 32 is operated to bring the microdevice 24 closest to the cell within the range a. In this case, the normal driving process of the microdevice 24 is performed based on the processes from step S4 to step S13. Then the stop button
Turn on 35, and then move joystick 32 in the opposite direction. In this case, steps S4 to S13
Therefore, the microdevice 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. 6B, the microdevice 24
A desired cell can be put in the movable range a by the fine movement part 22. As described above, according to this embodiment, the microdevice 24 can be moved to, for example, the cell at the end of the microscope visual field only by operating the joystick 32. Therefore, it is not necessary to use the coarse movement part 21 to move the microdevice 24 largely, and the work 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 microdevice 24 in the Y-axis direction (when the lock Y mode is desired), the lock Y key is pressed. If the input key is the lock Y key, the process proceeds from step S14 to step S15. In step S15, 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 process moves 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 goes to the lock Y mode. The operator is informed that the lock Y mode has been entered by turning on the lock Y lamp. In the lock Y mode, the determination in step S6 is Yes in the processing from step S4 to step S13. That is, even if the operation signal in the Y-axis direction is input in step S4, the microdevice 24 is not driven in the Y-axis direction if the lock Y flag is set in step S6. This allows, for example, micro-injection into cells or measurement of intracellular potentials by using micro-devices.
When it is desired to move 24 only in the axial direction (X direction) and insert it into the cell, the microdevice 24 can be moved exactly in the X direction, and accurate work can be performed easily. 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S18
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, press the lock Y key of the key group 29 again. As a result, the program goes through step S2, step S14, step S15, and then step S18.
Move to. The lock Y flag is cleared in step S18, the lock Y lamps of the lamp group 31 are turned off in step S19, 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 microdevice 24 comes into contact with the container 16 and breaks due to carelessness when moving the microdevice in the Z-axis direction, it is desired to limit the downward movement of the microdevice 24. In that case (if you want to set to BL mode), do as follows.
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 Z-axis knob 33 is operated to lower the microdevice 24 and bring it close to the container 16 to a desired degree. The process at this time is performed according to steps S4 to S13. Next, press the BL key of the key group 29. Program step
The process moves from S2 and 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24
のZ方向の位置を限界値として設定した後、ステップS2
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で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, that is, whether the BL signal has been input. Since the determination in step S20 is Yes, the process proceeds to step S21. Step
In S21, it is determined whether or not the BL flag is set. If not in BL mode, the determination is no and the process moves to step S22. In step S22, the BL flag is set, and then in step S23, the BL lamps of the lamp group 31 are turned on. Then, in step S24, the current microdevice 24
After setting the position of Z in the Z direction as the limit value, step S2
Return to. Since the BL flag was set in step S22,
Subsequent processing becomes BL mode. The operator is informed that the BL mode has been entered by lighting the BL lamp. In the BL mode, in the processing from step S4 to step S13, the judgment criterion in step S10 becomes the value set in step S24. That is, even if an operation signal in the Z-axis direction is input in step S4, step S24
The microdevice 24 is not driven below the position set by. This solves the problem that the microdevice 24 is broken by coming into contact with the bottom of the container such as the container 16 due to carelessness when moving the microdevice 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S25
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, press the BL key of key group 29 again. As a result, the program goes through step S2, step S14, step S20, step S21, and then step S25.
Move to. The BL flag is cleared in step S25, and the BL lamps of the lamp group 31 are turned off in step S26. 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DNA
等の注入を行う場合にも有効に使用できる。即ち、最初
に細胞に微小器具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 this BL mode, for example, DNA attached to cells attached to the container 16
It can also be used effectively when injecting etc. That is, the processing from step S22 to step S24 may be performed at the position where the microdevice 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 treated, the Z-axis knob 33 is rotated, and the microdevice 24 is appropriately lowered. Therefore, the injection work can be performed easily.
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。When 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 movement portion operation key 30, the coarse movement portion 21 is driven in the X, Y, Z directions.
(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 above embodiments, the micromanipulator having one moving device 13 has been described, but 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を電磁力で駆動する構
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 has been described in which the fine movement unit 22 is driven by electromagnetic force, but the configuration is not limited to this, and it may be configured to be driven by hydraulic pressure, for example.
(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-mentioned embodiment, X,
The Y-direction and Z-axis knob 33 are used to control the Z-direction, but the Z-axis knob 33 is omitted and the joystick 32 is used.
The Z direction may be controlled by rotating the.
この場合には、ロックYモードだけなく、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S19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 the lock XY mode for locking both X and Y axes may be adopted. To achieve this, for example, Lock XY flag, Lock XY
A lamp is provided so that the same processing as that in steps S14 to S19 can be performed in the X and Y directions. Also, lock XY between steps S4 and S5.
A step for determining whether or not the flag is set is provided, and if the determination in that step is Yes, step S8
To move to.
(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 downward movement of the microdevice 24 is limited by the processing of steps S20 to S27. However, the structure is not limited to this. A configuration in which movement in the Y direction) is also restricted can be similarly realized.
(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 operating ratio can be switched between the mode common to the X, Y and Z axes and the mode common to only the X and Y axes. However, the mode of switching 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, if the operating ratio is the maximum value common to the X, Y, and Z axes,
Only the X and Y axes may be switched between the states in which the set operation ratio is set in the scale knob 34. Further, it may be possible to switch between a state in which the operation ratio is the maximum value for the X, Y, and Z axes in common and a state in which the operation ratio is the set operation ratio in the scale knob 34 for the X, Y, and Z axes in common. 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、所棒の値に切り替え
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, one scale knob 34 is used to determine the operation ratio, but another knob may be provided. In this case, for example, the operation ratio in the Z-axis direction may be switched to the maximum value instead of being switched to the maximum value. Further, all the knobs may be common to the X, Y, and Z axes, and switching may be performed between the setting values of the operation ratio by the knobs.
(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、本発明を実施するにあ
たっては少なくとも2種類あればよく、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-described embodiment, two types of operating ratio states are provided and switched between them. However, at least two types are sufficient for carrying out the present invention, and three or more types are provided and switched between them. Good.
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、第1変換割合決定手段と第2変換割合決定
手段と変換状態制御手段とを備えているので、動作比の
状態を切り替え得るようになり、マイクロマニピュレー
タの操作性を向上することのできる微小器具移動装置が
得られる。According to the micromanipulator microdevice moving apparatus of the present invention, since the first conversion ratio determining unit, the second conversion ratio determining unit, and the conversion state control unit are provided, it is possible to switch the state of the operating ratio. , A microdevice moving device capable of improving the operability of a micromanipulator is obtained.
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 showing an outline of the present invention, FIG. 2 is a schematic front view of a micromanipulator adopting an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing an outline of a control unit, and FIG. FIG. 5 is a flow chart showing the operation of this embodiment, and FIGS. 6A and 6B are front views showing an example of the field of view of the microscope. 12 …… Microscopic operation device, 13 …… Movement device, 14 …… Control device, 24 …… Microdevice, 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)
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XY方向への移動を指令するためのXY操作
信号を発する第1操作信号供給手段と、 前記微小器具のZ方向への移動を指令するためのZ操作
信号を発する第2操作信号供給手段と、 前記第1及び第2操作信号供給手段からのXY及びZ操作
信号を受け、前記微小器具を駆動するためのXY及びZ駆
動信号に或る変換状態で変換する信号変換手段と、 前記信号変換手段における操作信号から駆動信号への変
換割合をXYZ共通の状態に変換決定する第1変換割合決
定手段と、 前記信号変換手段における操作信号から駆動信号への変
換割合をXY共通でZのみ異なる状態に変換決定する第2
変換割合決定手段と、 前記第1の変換割合と第2の変換割合との何れか一方を
選択して、前記信号変換手段を制御する変換状態制御手
段と、 前記信号変換手段からのXY及びZ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 micromanipulator moving device in a micromanipulator for operating a microdevice to process a microscopic object to be processed, the XY operation signal for commanding movement of the microdevice in XY directions. And a second operation signal supply means for issuing a Z operation signal for instructing the movement of the microdevice in the Z direction, and XY from the first and second operation signal supply means. And Z operation signals, and signal conversion means for converting the XY and Z drive signals for driving the microdevice in a certain conversion state, and a conversion ratio from the operation signals to the drive signals in the signal conversion means is common to XYZ. A first conversion ratio determining means for converting and determining to a state, and a second converting ratio for determining a conversion ratio from the operation signal to the drive signal in the signal converting means to a state in which XY is common and only Z is different.
Conversion rate determining means, conversion state control means for controlling the signal conversion means by selecting one of the first conversion rate and the second conversion rate, and XY and Z from the signal conversion means. A microdevice moving device in a micromanipulator, comprising: a drive device that receives a drive signal and drives the microdevice.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63263556A JPH07117651B2 (en) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Micro device moving device in micro manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63263556A JPH07117651B2 (en) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Micro device moving device in micro manipulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02110417A JPH02110417A (en) | 1990-04-23 |
JPH07117651B2 true JPH07117651B2 (en) | 1995-12-18 |
Family
ID=17391189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63263556A Expired - Fee Related JPH07117651B2 (en) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Micro device moving device in micro manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07117651B2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0782152B2 (en) * | 1986-07-08 | 1995-09-06 | 株式会社島津製作所 | Drive mechanism of micro-device in micromanipulator |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP63263556A patent/JPH07117651B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH02110417A (en) | 1990-04-23 |
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