JPH11237559A - マイクロマニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】顕微鏡の観察視野下において、既存の観察光学
系に変更を加えること無く高剛性な操作処理が実現可能
な操作針を備えたマイクロマニピュレータを提供する。 【解決手段】マイクロマニピュレータ４は、操作針支持
部材３２に突設された操作針６を備えており、操作針支
持部材は、ホールド部材３４を介して移動操作装置に連
結して支持されている。そして、移動操作装置を駆動さ
せて操作針支持部材を微動（移動）させることによっ
て、操作針を所望方向に所望量だけ移動（並進、回転な
ど）させることができるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば顕微鏡下に
おいて微小な被検体を操作するためのマイクロマニピュ
レータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば図１１に示すように、顕微
鏡装置２に組み込まれたマイクロマニピュレータ４が知
られている（以下、第１の従来技術という）。この第１
の従来技術のマイクロマニピュレータ４は、棒状又は針
状の操作針６と、この操作針６を所定方向に移動可能で
あると共に所定位置に位置決め可能な移動操作装置８と
を備えており、操作針６は、取付ホルダ１０を介して移
動操作装置８に支持されている。そして、このようなマ
イクロマニピュレータ４は、マニピュレータ固定部材１
２を介して顕微鏡本体１４に取り付けられている。

【０００３】このマイクロマニピュレータ４によれば、
顕微鏡ステージ１６上に載置された容器１８内の被検体
（例えば、細胞、受精卵など）２０に対して操作針６を
操作して、この被検体２０を対物レンズ２２の観察視野
内に位置付けたり、或いは、対物レンズ２２の観察視野
内に位置付けられた被検体２０の向きを変える等の操作
処理が行われる。

【０００４】このような第１の従来技術において、例え
ば図１２に示すように、透明な枠体２４内に付着してい
る被検体２０に対して操作針６を位置付ける場合や、高
倍率で作動距離の短い対物レンズ２２の観察視野内に操
作針６を挿入させる場合等が想定される。そこで、この
ような狭い作業空間内に操作針６を確実且つ円滑に挿入
させることができるように、操作針６の先端は、通常、
尖鋭化した細長い形状を成している。

【０００５】そして、操作針６を枠体２４内に挿入した
状態において、例えば枠体２４を構成する透明平板２６
に対向配置したコンデンサレンズ２８から照明光を作業
空間内の被検体２０及び操作針６に照射することによっ
て、被検体２０及び操作針６を顕微鏡観察しながら被検
体２０に対する操作針６の操作処理が施される。

【０００６】また、例えば特公昭５７−５３９２５号公
報には、図１３に示すように、コンデンサレンズ２８に
一体的に組み込まれたマイクロマニピュレータ４が開示
されている（以下、第２の従来技術という）。

【０００７】この第２の従来技術のマイクロマニピュレ
ータ４は、コンデンサレンズ２８に形成された孔３０に
挿通され且つ対物レンズ２２の光軸に沿って図中矢印方
向に上下動可能な操作針６を備えている。

【０００８】このようなマイクロマニピュレータ４によ
れば、操作針６を上下動させたり、或いは、コンデンサ
レンズ２８を上下動させることによって、その先端を顕
微鏡ステージ１６上に載置された容器１８内の被検体２
０に対して所定の操作処理が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来技術では、先端が先鋭化した細長い操作針６を使用
しているため、操作針６の剛性の低下によって以下のよ
うな問題が生じる。例えば、操作針６と被検体２０との
相互作用に起因した操作処理力の低下、操作針６の撓み
量の増大に起因した位置決め精度の低下等が生じると共
に、更に、操作針６に対する弾性エネルギーの蓄積と解
放に基づく急激な動きによって、操作針６や被検体２０
の破壊、対物レンズ２２の観察視野からの被検体２０の
逸脱等が生じる。

【００１０】また、第２の従来技術では、孔３０が穿孔
されたコンデンサレンズ２８を使用するため、コンデン
サレンズ２８に対する穿孔加工プロセスが別途必要とな
るだけでなく、コンデンサレンズ２８に孔３０を形成し
たことによって光学系に対する遮蔽等に悪影響を与え
る。また、マイクロマニピュレータ４の操作針６を観察
視野内で移動する場合、コンデンサレンズ２８の位置調
整機構（図示しない）を利用して行われることになる
が、照明光の調整を良好に保つためにはコンデンサレン
ズ２８の位置を変更することは望ましくない。更に、コ
ンデンサレンズ２８を良好な調整位置で固定する場合、
比較的大きな孔３０を穿孔して操作針６を移動させる必
要が生じるが、孔３０を拡大することは、更に光学系に
対する悪影響を与える。

【００１１】本発明は、このような問題を解決するため
に成されており、その目的は、顕微鏡の観察視野下にお
いて、既存の観察光学系に変更を加えること無く高剛性
な操作処理が実現可能な操作針を備えたマイクロマニピ
ュレータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のマイクロマニピュレータは、高剛性
の操作針と、この操作針を支持すると共に、顕微鏡の観
察視野下において被検体に対して前記操作針を操作させ
ることが可能な操作針支持部材とを備える。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の種々の実施の形態
に係るマイクロマニピュレータについて、添付図面を参
照して説明する。なお、後述する各実施の形態は、夫
々、マイクロマニピュレータを上述した顕微鏡装置２
（図１１参照）に組み込んだ構成を想定しており、この
顕微鏡装置２は、上記従来技術と同一の構成であるた
め、以下の各実施の形態では、マイクロマニピュレータ
の特徴部分の説明に止める。

【００１４】また、後述する各実施の形態の説明に際
し、上述した各従来技術の構成と同一の構成には、同一
符号を付して、その説明を省略する。図１には、本発明
の第１の実施の形態に係るマイクロマニピュレータ４の
構成が示されている。

【００１５】図１に示すように、本実施の形態のマイク
ロマニピュレータ４は、操作針支持部材３２（本実施の
形態では、その一例として、透明な平板）に突設された
操作針６を備えており、操作針支持部材３２は、ホール
ド部材３４を介して移動操作装置（図１１の符号８の装
置参照）に連結して支持されている。そして、移動操作
装置を駆動させて操作針支持部材３２を微動（移動）さ
せることによって、操作針６を所望方向に所望量だけ移
動（例えば、並進、回転など）させることができるよう
に構成されている。

【００１６】操作針支持部材３２は、例えばガラスや窒
化シリコン等から成る透明材料で平板状に形成されてお
り、その面方向の広がり寸法は、数ｍｍ〜十数ｍｍ四方
であり、且つ、厚さ寸法は、数百μｍ〜０．５ｍｍ程度
である。

【００１７】操作針６は、例えばガラス材料に引き延ば
し加工処理を施したり、また、例えばシリコン材料に異
方性エッチング処理を施したり、或いは、金属材料に電
解研磨処理を施すことによって形成することが可能であ
る。そして、このような処理プロセスを介して、操作針
６は、その先端径が数μｍで且つ長さ寸法が数百μｍ程
度に設定される。

【００１８】また、操作針６は、所定の接合処理によっ
て操作針支持部材３２上に接合される。この場合、接合
方法としては、例えば、操作針６を操作針支持部材３２
表面に接着させる方法、操作針６を操作針支持部材３２
と一体成形する方法、光造形法や原子のデポジッティン
グ法等によって操作針支持部材３２表面に操作針６を形
成する方法等を適用することが可能である。

【００１９】ホールド部材３４は、その剛性が充分に保
たれる厚さであって且つ対物レンズ２２と干渉する部分
は対物レンズ２２の作動距離未満の厚さを有するよう
に、数百μｍ〜数ｍｍ程度の厚さ寸法の材料、例えば、
金属材料で形成することが好ましい。

【００２０】また、被検体２０は、顕微鏡ステージ１６
に載置された被検体支持部材３６上に支持されており、
顕微鏡ステージ１６によって被検体支持部材３６を移動
させることによって、被検体２０を所望の方向にスライ
ドさせることができるようになっている。なお、被検体
支持部材３６は、その剛性が充分に保たれるように、数
ｍｍ程度の厚さ寸法の例えば金属材料で形成することが
好ましい。

【００２１】また、本実施の形態では、対物レンズ２２
の下方に、夫々、操作針６が突設された操作針支持部材
３２、被検体２０を支持した被検体支持部材３６が順に
配列されている。

【００２２】次に、本実施の形態の動作の一例について
説明する。まず、顕微鏡ステージ１６を駆動して被検体
支持部材３６を対物レンズ２２の作動距離（０．３ｍｍ
〜数ｍｍ程度）内にセットし、更に顕微鏡ステージ１６
を駆動して被検体支持部材３６上に支持された被検体２
０を対物レンズ２２の観察視野内に位置付ける。

【００２３】続いて、移動操作装置（図１１参照）によ
って操作針支持部材３２を微動（移動）させ、操作針６
を所望方向に所望量だけ並進又は回転等させた後、例え
ば操作針６の先端を被検体２０に対向して位置決めす
る。このとき、対物レンズ２２の観察視野内には、操作
針６の先端と被検体２０とが位置付けられる。

【００２４】ここで、操作目的や使用状態に応じて、移
動操作装置によって操作針支持部材３２を微動（移動）
させて、対物レンズ２２の観察視野及び被検体２０に対
する操作針６の移動位置や姿勢等の調整を行うことも好
ましい。

【００２５】そして、対物レンズ２２を介して操作針６
の先端及び被検体２０を顕微鏡観察しながら、更に操作
針支持部材３２を微動（移動）させて操作針６を並進又
は回転させることによって、被検体２０に対する所望の
操作処理が行われる。

【００２６】このように本実施の形態によれば、従来の
ような細長い操作針６に代えて、数百μｍ程度の長さ寸
法を有する操作針６を透明の操作針支持部材３２表面に
突設したことによって、高倍率で作動距離の短い対物レ
ンズ２２の観察視野内に位置付けられた被検体２０に対
して、高い剛性を維持した状態で操作針６を操作させる
ことが可能となる。

【００２７】また、透明の操作針支持部材３２表面に操
作針６を突設したことによって、既存の観察光学系を変
更すること無く、高倍率で作動距離の短い対物レンズ２
２の観察視野内において、被検体２０の顕微鏡観察や被
検体２０に対する操作処理を同時に行うことができる。

【００２８】更に、厚さの薄い透明の操作針支持部材３
２で操作針６を支持したことによって、高倍率で作動距
離の短い対物レンズ２２を被検体２０に近接させること
ができるため、被検体２０や、この被検体２０と操作針
６の先端との位置関係等を高分解能で観察することが可
能となる。

【００２９】なお、上述した実施の形態では、操作針支
持部材３２を微動することによって操作針６の先端を被
検体２０に位置決めしているが、このような構成に限定
されることは無く、例えば、被検体支持部材３６を移動
操作装置に連結させて、操作針６及び対物レンズ２２に
対して被検体２０を移動させることによって、操作針６
の先端に対して被検体２０を位置決めしても良い。

【００３０】なお、以下の各実施の形態の夫々の説明に
際し、上記第１の実施の形態と同一の構成には、同一符
号を付して、その説明を省略する。次に、本発明の第２
の実施の形態に係るマイクロマニピュレータについて、
図２を参照して説明する。

【００３１】上記第１の実施の形態では、対物レンズ２
２の下方に、操作針６が突設された操作針支持部材３
２、被検体２０を支持した被検体支持部材３６を順に配
列したが、図２に示すように、本実施の形態では、対物
レンズ２２の上方に、被検体２０を支持した被検体支持
部材３６、操作針６が突設された操作針支持部材３２が
順に配列されている。

【００３２】この場合、被検体支持部材３６は、その剛
性が充分に保たれる厚さであって且つ対物レンズ２２の
作動距離未満の厚さを有する透明部材、例えばガラスで
形成することが好ましい。

【００３３】また、本実施の形態においては、少なくと
も被検体支持部材３６が透明であれば良く、必ずしも操
作針支持部材３２は透明である必要は無い。このような
配列構成によれば、被検体２０を作動距離の短い対物レ
ンズ２２により近接させることができるため、より高倍
率の対物レンズ２２を使用することが可能となり、高分
解能の観察が可能となる。

【００３４】なお、その他の作用効果は、第１の実施の
形態と同様であるため、その説明は省略する。次に、本
発明の第３の実施の形態に係るマイクロマニピュレータ
について、図３を参照して説明する。

【００３５】図３に示すように、本実施の形態は、上記
第２の実施の形態の改良に係り、対物レンズ２２に対向
して、操作針支持部材３２の外側に、観察視野内を照明
するためのコンデンサレンズ２８が増設されている。

【００３６】このような構成によれば、操作針６の位置
決めや移動等は、コンデンサレンズ２８の位置調整機構
（図示しない）を利用すること無く（既存の観察光学系
を変更すること無く）行うことができるため、コンデン
サレンズ２８の位置は、観察及び操作中、変更されるこ
と無く常時一定に維持される。この結果、照明光の調整
を良好に保つことができるため、高分解能な観察が実現
される。

【００３７】なお、その他の作用効果は、第１の実施の
形態と同様であるため、その説明は省略する。次に、本
発明の第４の実施の形態に係るマイクロマニピュレータ
について、図４を参照して説明する。

【００３８】図４に示すように、本実施の形態は、操作
針支持部材３２を支持するホールド部材３４の改良に係
り、その他の構成作用効果は、第１〜第３の実施の形態
と同様であるため、以下の説明では、その改良部分の説
明に止める。

【００３９】図４（ａ）には、ホールド部材３４によっ
て操作針支持部材３２の一辺を片持ち支持した例が示さ
れており、図４（ｂ）には、２つのホールド部材（仮
に、符号３４ａ，３４ｂとする）によって操作針支持部
材３２を両側から支持した例が示されている。そして、
図４（ｃ）には、中抜き枠体形状のホールド部材３４に
よって操作針支持部材３２の周縁部を支持した例が示さ
れている。

【００４０】このような構成によれば、特に図４
（ｂ），（ｃ）の支持方法は、操作針支持部材３２の両
側又は周囲を支持することができるため、操作針支持部
材３２自体の弾性変形に起因した歪み等を削減すること
が可能となる。この結果、操作針６の操作力や剛性等を
向上させることができる。

【００４１】なお、このような支持方法は、被検体２０
を支持する被検体支持部材３６にも適応することが可能
であることは言うまでもない。次に、本発明の第５の実
施の形態に係るマイクロマニピュレータについて、図５
を参照して説明する。

【００４２】図５に示すように、本実施の形態は、操作
針６の改良に係り、その他の構成作用効果は、第１〜第
３の実施の形態と同様であるため、以下の説明では、そ
の改良部分の説明に止める。

【００４３】図５（ａ）には、片持ち支持された操作針
支持部材３２表面に針状の操作針６が突設された例が示
されており、図５（ｂ）には、中空ピペット状に操作針
６を構成すると共に、この操作針６に管路３８を介して
シリンジ４０を連通接続した例が示されている。そし
て、図５（ｃ）には、操作針支持部材３２に対して可動
なマイクログリッパ状に操作針６を構成すると共に、こ
の操作針６を可動させる駆動機構（図示しない）並びに
駆動エネルギー供給用の透明配線パターン４２を配置し
た例が示されている。

【００４４】針状の操作針６（同図（ａ）参照）では、
被検体２０（図１〜図３参照）を押したり、削ったり、
或いは、穴を開ける等の操作ができる。中空ピペット状
の操作針６（同図（ｂ）参照）では、シリンジ４０の吸
引操作によって被検体２０を吸引（被検体２０の内容物
を抽出）したり、或いは、シリンジ４０内の液体を被検
体２０に注入する等の操作ができる。

【００４５】マイクログリッパ状の操作針６（同図
（ｃ）参照）では、透明配線パターン４２に所定の電圧
を印加して操作針６をグリップ操作させることによっ
て、被検体２０の把持等の操作ができる。

【００４６】次に、本発明の第６の実施の形態に係るマ
イクロマニピュレータについて、図６を参照して説明す
る。図６（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態
は、操作針６の改良に係り、その他の構成作用効果は、
第１〜第３の実施の形態と同様であるため、以下の説明
では、その改良部分の説明に止める。

【００４７】操作針６は、例えばバイモルフ型圧電素子
や形状記憶合金等で形成された駆動部材４４を介して操
作針支持部材３２に支持されており、駆動部材４４に所
定の電圧を印加することによって、図４（ｂ）中矢印方
向に振動或いは曲げ変形することができるように構成さ
れている。

【００４８】このような構成によれば、被検体２０（図
１〜図３参照）に対して操作針６を単独して操作するこ
とができる。この結果、被検体２０に対してより微妙で
且つ高度な操作処理を施すことが可能となる。

【００４９】なお、本実施の形態において、操作針支持
部材３２は、対物レンズ２２或いはコンデンサレンズ２
８側に配置しない限り、必ずしも透明である必要は無
い。次に、本発明の第７の実施の形態に係るマイクロマ
ニピュレータについて、図７を参照して説明する。

【００５０】図７に示すように、本実施の形態のマイク
ロマニピュレータ４には、操作針６の他に、更に、被検
体２０の把持操作等を目的として構成された例えばグリ
ッパ等の副操作針６´が設けられている。この副操作針
６´は、その一例として、本実施の形態では、被検体支
持部材３６表面に突設されている。

【００５１】このような構成によれば、副操作針６´で
被検体２０を把持しながら顕微鏡ステージ１６を移動さ
せることができるため、被検体２０の確実且つ円滑な保
持が実現される。この結果、被検体２０に対する操作針
６の操作処理を安定して且つ確実に行うことが可能とな
る。

【００５２】また、本実施の形態において、操作針支持
部材３２は、対物レンズ２２或いはコンデンサレンズ２
８側に配置しない限り、必ずしも透明である必要は無
い。なお、その他の構成作用効果は、第１〜第３の実施
の形態と同様であるため、その省略する。

【００５３】次に、本発明の第８の実施の形態に係るマ
イクロマニピュレータについて、図８を参照して説明す
る。図８に示すように、本実施の形態のマイクロマニピ
ュレータ４には、複数の操作針が可動機構によって移動
可能に配置されている。

【００５４】例えば、２つの第１及び第２の操作針６
ａ，６ｂを例にとって説明すると、第１及び第２の操作
針６ａ，６ｂは、夫々、第１及び第２の可動機構４６
ａ，４６ｂを介して操作針支持部材３２に支持されてい
る。

【００５５】そして、操作針支持部材３２表面に形成し
た電極グリッド（図示しない）から第１及び第２の可動
機構４６ａ，４６ｂに所定の電圧を適宜選択的に印加す
ることによって、第１及び第２の操作針６ａ，６ｂを同
時に又は選択的に所定方向に所定量だけ動作（例えば、
並進、回転など）させることができるように構成されて
いる。

【００５６】このような構成によれば、操作針支持部材
３２の微動（移動）制御と共に、第１及び第２の操作針
６ａ，６ｂの動作制御によって、複数の操作針６ａ，６
ｂによる被検体２０に対する協調操作処理を実現するこ
とが可能となる。

【００５７】また、本実施の形態において、操作針支持
部材３２及び電極グリッドは、対物レンズ２２或いはコ
ンデンサレンズ２８側に配置しない限り、必ずしも透明
である必要は無い。

【００５８】なお、その他の構成作用効果は、第１〜第
３の実施の形態と同様であるため、その省略する。次
に、本発明の第９の実施の形態に係るマイクロマニピュ
レータについて、図９を参照して説明する。

【００５９】図９（ａ），（ｂ）に示すように、本実施
の形態のマイクロマニピュレータ４において、ホールド
部材３４は、その一例として、略円板状を成しており、
回転機構４８によって、所定方向Ｒに所定量だけ回転さ
せることができるように構成されている。なお、回転機
構４８は、取付ホルダ１０を介して移動操作装置８に支
持されている。

【００６０】略円板状のホールド部材３４には、略同心
円状に所定の間隔で複数の操作針支持部材（例えば、透
明平板）３２が取り付けられており、これら操作針支持
部材３２には、夫々、異なる種類の操作針６ａ，６ｂ，
６ｃが支持されている。

【００６１】本実施の形態では、例えば、操作針６ａと
して針状の操作針が適用され、操作針６ｂとして中空ピ
ペット状の操作針（図５（ｂ）に示す操作針６と同様の
機能を有する操作針）が適用され、そして、操作針６ｃ
としてマイクログリッパ状の操作針（図５（ｃ）に示す
操作針６と同様の機能を有する操作針）が適用されてい
る。

【００６２】また、本実施の形態において、透明の被検
体支持部材３６が、対物レンズ２２側に対面配置されて
おり、この被検体支持部材３６は、取付ホルダ１０´を
介して移動操作装置８´に支持されている。

【００６３】このような構成において、所望の操作針６
ａ，６ｂ，６ｃの１つを対物レンズ２２の観察視野内に
及び被検体２０に対して位置付ける場合、コンデンサレ
ンズ２８を移動させてホールド部材３４から回避させた
後、回転機構４８によってホールド部材３４を所定方向
Ｒに所定量だけ回転させて、操作針６ａ，６ｂ，６ｃの
位置を切り換える。

【００６４】ここで、操作針６ｃが、対物レンズ２２の
観察視野内に及び被検体２０に対して位置付けられた場
合を想定する。続いて、移動操作装置８を駆動させる
と、このとき発生した駆動力が取付ホルダ１０を介して
回転機構４８に伝達され、この回転機構４８自体を所望
方向に所望量だけ（微動）移動させる。同時に、回転機
構４８に回転自在に支持されたホールド部材３４も（微
動）移動することによって、操作針支持部材３２に支持
された操作針６ｃは並進又は回転する。

【００６５】このとき、同時に又は所定のタイミングで
移動操作装置８´を駆動させると、このとき発生した駆
動力が取付ホルダ１０´を介して被検体支持部材３６に
伝達され、この被検体支持部材３６を所望方向に所望量
だけ微動（移動）させる。この結果、被検体支持部材３
６上に支持された被検体２０は並進又は回転する。

【００６６】そして、このような微動操作を介して操作
針６ｃ及び被検体２０の相対的な並進又は回転制御を行
うことによって、被検体２０に対する操作針６ｃの操作
処理（例えば、被検体の把持などの操作）が行われる。

【００６７】本実施の形態によれば、操作針６ａ，６
ｂ，６ｃを支持する操作針支持部材３２が複数個配置さ
れたホールド部材３４を所定方向に所定量だけ移動させ
るだけで、操作針６ａ，６ｂ，６ｃの位置を簡単且つ迅
速に切り換えることが可能となる。本実施の形態では、
略円板状のホールド部材３４上に複数の操作針支持部材
３２を設け、夫々の操作針支持部材３２上に異なる種類
の操作針６ａ，６ｂ，６ｃを設けたが、操作針支持部材
３２の形状を略円板状として、この操作針支持部材３２
上に異なる種類の操作針６ａ，６ｂ，６ｃを設け、操作
針支持部材３２を回転させることによって操作針６ａ，
６ｂ，６ｃを切り換えても良い。

【００６８】なお、その他の作用効果は、第１〜第３の
実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。ま
た、本実施の形態では、略円状のホールド部材３４を適
用しているが、これに限定されることは無く、例えば略
十字形のホールド部材３４とすることや、略三叉形状等
もあり得る。更に、例えば長方形のホールド部材３４上
に、異なる種類の操作針６ａ，６ｂ，６ｃを接合した操
作針支持部材３２を夫々直列に配置し、ホールド部材３
４を並進運動させることによって、各種の操作針６ａ，
６ｂ，６ｃの交換を行うように構成しても良い。

【００６９】なお、本実施の形態において、操作針支持
部材３２は、対物レンズ２２或いはコンデンサレンズ２
８側に配置しない限り、必ずしも透明である必要は無
い。次に、本発明の第１０の実施の形態に係るマイクロ
マニピュレータについて、図１０を参照して説明する。

【００７０】図１０に示すように、本実施の形態では、
操作針支持部材３２と被検体支持部材３６との間に液体
５０（例えば、水、油など）を満たしている。このよう
な構成によれば、操作針支持部材３２と被検体支持部材
３６によって液体５０の液面が平面に規制されるため、
コンデンサレンズ２８からの照明光並びに対物レンズ２
２に入射する光線の有害な屈折が抑制される。また、操
作針支持部材３２と被検体支持部材３６との間に液体５
０を満たすことによって、対物レンズ２２やコンデンサ
レンズ２８として、より高い開口率を有する例えば油浸
レンズを用いることが可能となる。更に、被検体２０が
液体５０によって外気から遮断されているため、操作針
６の剛性を維持しつつ且つ被検体２０の乾燥を防ぎつつ
所望の操作処理を確実に行うことが可能となる。

【００７１】なお、その他の作用効果は、第１〜第３の
実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。ま
た、本明細書中には、以下の発明が含まれる。 １． 高剛性の操作針と、この操作針を支持すると共
に、顕微鏡の観察視野下において被検体に対して前記操
作針を操作させることが可能な操作針支持部材とを備え
ていることを特徴とするマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、全ての実施の形態に対応する。 （作用効果）従来のような細長い操作針に代えて、数百
μｍ程度の長さ寸法を有する操作針を例えば透明の操作
針支持部材表面に突設することによって、高倍率で作動
距離の短い対物レンズの観察視野内に位置付けられた被
検体に対して、高い剛性を維持した状態で操作針を操作
させることが可能となる。

【００７２】また、透明の操作針支持部材表面に操作針
を突設することによって、既存の観察光学系を変更する
こと無く、高倍率で作動距離の短い対物レンズの観察視
野内において、被検体の顕微鏡観察や被検体に対する操
作処理を同時に行うことができる。

【００７３】更に、厚さの薄い透明の操作針支持部材で
操作針を支持したことによって、高倍率で作動距離の短
い対物レンズを被検体に近接させることができるため、
被検体や、この被検体と操作針の先端との位置関係等を
高分解能で観察することが可能となる。 ２． 前記操作針支持部材は、顕微鏡の観察視野下に前
記操作針を支持可能なように、所定の寸法を有する平板
状を成しており、この平板状の操作針支持部材の表面に
前記操作針が支持されていることを特徴とする上記１に
記載のマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、全ての実施の形態に対応する。 （作用効果）上記１と同様であるため、その説明は省略
する。 ３． 前記操作針支持部材は、高剛性のホールド部材に
よって移動可能に支持されていることを特徴とする上記
１又は２に記載のマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、全ての実施の形態に対応する。 （作用効果）上記１と同様であるため、その説明は省略
する。 ４． 前記ホールド部材は、前記操作針支持部材の異な
る部分を支持することを特徴とする上記３に記載のマイ
クロマニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図４（ｂ）に示された第４の
実施の形態に対応する。 （作用効果）このような支持方法によれば、操作針支持
部材の両側を支持することができるため、操作針支持部
材自体の弾性変形に起因した歪み等を削減することが可
能となる。この結果、操作針の操作力や剛性等を向上さ
せることができる。 ５． 前記ホールド部材は、前記操作針支持部材の周縁
部を支持することを特徴とする上記３に記載のマイクロ
マニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図４（ｃ）に示された第４の
実施の形態に対応する。 （作用効果）このような支持方法によれば、操作針支持
部材の周囲を支持することができるため、操作針支持部
材自体の弾性変形に起因した歪み等を削減することが可
能となる。この結果、操作針の操作力や剛性等を向上さ
せることができる。 ６． 前記操作針支持部材に対して前記操作針を可動さ
せる駆動機構を備えていることを特徴とする上記１又は
２に記載のマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図５（ｃ）に示された第５の
実施の形態、並びに、図６に示された第６の実施の形態
に対応する。 （作用効果）図５（ｃ）の実施の形態によれば、透明配
線パターンに所定の電圧を印加して操作針をグリップ操
作させることによって、被検体の把持等の操作ができ
る。

【００７４】図６の実施の形態によれば、被検体に対し
て操作針を単独して操作することができる。この結果、
被検体に対してより微妙で且つ高度な操作処理を施すこ
とができる。 ７． 前記被検体は、被検体支持部材上に支持されてお
り、この被検体支持部材には、前記被検体を把持操作す
るための副操作針が設けられていることを特徴とする上
記１又は２に記載のマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図７に示された第７の実施の
形態に対応する。 （作用効果）この発明によれば、副操作針で被検体を把
持しながら顕微鏡ステージを移動させることができるた
め、被検体の確実且つ円滑な保持が実現される。この結
果、被検体に対する操作針の操作処理を安定して且つ確
実に行うことができる。 ８． 前記操作針は、その先端に開口を有する管状を成
していることを特徴とする上記１又は２に記載のマイク
ロマニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図５（ｂ）に示された第５の
実施の形態に対応する。 （作用効果）この発明によれば、管状の操作針に連通接
続されたシリンジの吸引操作によって被検体を吸引（被
検体の内容物を抽出）したり、或いは、シリンジ内の液
体を被検体に注入する等の操作ができる。 ９． 前記操作針支持部材には、複数の前記操作針が設
けられており、これら操作針は、各々の操作針を前記操
作針支持部材に対して可動させる可動機構を介して前記
操作針支持部材に支持されていることを特徴とする上記
１又は２に記載のマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図８に示された第８の実施の
形態に対応する。 （作用効果）この発明によれば、操作針支持部材の微動
（移動）制御と共に、複数の操作針の動作制御によっ
て、複数の操作針による被検体に対する協調操作処理を
実現することが可能となる。 １０． 前記操作針を支持する前記操作針支持部材が、
前記ホールド部材上に複数個配置されており、このホー
ルド部材を所定方向に所定量だけ移動させることによっ
て、前記操作針の位置を切り換えることを特徴とする上
記３に記載のマイクロマニピュレータ。 （構成）この発明は、特に図９に示された第９の実施の
形態に対応する。 （作用効果）この発明によれば、操作針を支持する操作
針支持部材が複数個配置されたホールド部材を所定方向
に所定量だけ移動させるだけで、操作針の位置を簡単且
つ迅速に切り換えることができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、顕微鏡の観察視野下に
おいて、既存の観察光学系に変更を加えること無く高剛
性な操作処理が実現可能な操作針を備えたマイクロマニ
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】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す部分断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す部分断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す部分断面図。

【図４】本発明の第４の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す図であって、（ａ）は、ホール
ド部材によって操作針支持部材の一辺を片持ち支持した
状態を示す斜視図、（ｂ）は、２つのホールド部材によ
って操作針支持部材を両側から支持した状態を示す斜視
図、（ｃ）は、中抜き枠体形状のホールド部材によって
操作針支持部材の周縁部を支持した状態を示す斜視図。

【図５】本発明の第５の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す図であって、（ａ）は、片持ち
支持された操作針支持部材表面に針状の操作針が突設さ
れた状態を示す斜視図、（ｂ）は、中空ピペット状の操
作針に管路を介してシリンジを連通接続した状態を示す
斜視図、（ｃ）は、マイクログリッパ状の操作針を可動
させる駆動機構を配置した状態を示す斜視図。

【図６】（ａ）は、本発明の第６の実施の形態に係るマ
イクロマニピュレータの構成を示す部分断面図、（ｂ）
は、操作針を振動或いは曲げ変形させている状態を示す
部分断面図。

【図７】本発明の第７の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す部分断面図。

【図８】本発明の第８の実施の形態に係るマイクロマニ
ピュレータの構成を示す部分断面図。

【図９】（ａ）は、本発明の第９の実施の形態に係るマ
イクロマニピュレータの構成を示す平面図、（ｂ）は、
同図（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。

【図１０】本発明の第１０の実施の形態に係るマイクロ
マニピュレータの構成を示す部分断面図。

【図１１】第１の従来技術のマイクロマニピュレータが
顕微鏡装置に組み込まれた状態を示す図。

【図１２】第１の従来技術において、狭い作業空間内に
操作針を挿入させている状態を示す部分断面図。

【図１３】第２の従来技術のマイクロマニピュレータの
構成を示す断面図。

【符号の説明】

４ マイクロマニピュレータ ６ 操作針 ３２ 操作針支持部材 ３４ ホールド部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高剛性の操作針と、 この操作針を支持すると共に、顕微鏡の観察視野下にお
   いて被検体に対して前記操作針を操作させることが可能
   な操作針支持部材とを備えていることを特徴とするマイ
   クロマニピュレータ。
2. 【請求項２】 前記操作針支持部材は、顕微鏡の観察視
   野下に前記操作針を支持可能なように、所定の寸法を有
   する平板状を成しており、この平板状の操作針支持部材
   の表面に前記操作針が支持されていることを特徴とする
   請求項１に記載のマイクロマニピュレータ。
3. 【請求項３】 前記操作針支持部材は、高剛性のホール
   ド部材によって移動可能に支持されていることを特徴と
   する請求項１又は２に記載のマイクロマニピュレータ。