JP3033233B2 - Micro manipulator - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマニピュレー
タ、特に、微小器具により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関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micromanipulator, and more particularly, to a micromanipulator for processing a minute workpiece with a small instrument.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば培養細胞中にＤＮＡ溶液を注入す
る場合、マイクロマニピュレータが用いられる。ところ
で、上述の処理を無菌状況下で行うために、クリーンベ
ンチ内に配置可能なマイクロマニピュレータがある。こ
の種のマイクロマニピュレータは、被処理物を配置する
ための操作台を有する顕微鏡と、マイクロピペット等の
微小器具を支持して操作台上で移動させるための移動装
置と、移動装置を遠隔操作するための操作部とを備えて
いる。移動装置は、操作台上に配置されており、ステッ
ピングモータにより操作台上で垂直方向及び水平方向の
動きを行い得る。2. Description of the Related Art For example, when a DNA solution is injected into a cultured cell, a micromanipulator is used. Meanwhile, there is a micromanipulator that can be arranged in a clean bench in order to perform the above-described processing under aseptic conditions. A micromanipulator of this type includes a microscope having an operation table for arranging an object to be processed, a moving device for supporting and moving a micro instrument such as a micropipette on the operation table, and remotely operating the moving device. And an operation unit. The moving device is arranged on the operation console, and can perform vertical and horizontal movements on the operation console by a stepping motor.
【０００３】前記マイクロマニピュレータによれば、顕
微鏡をクリーンベンチ内に配置して顕微鏡視野下で操作
部により微小器具を操作すれば、無菌状況下で被処理物
に対して所定の処理を施すことができる。According to the above-mentioned micromanipulator, if a microscope is arranged in a clean bench and a micro instrument is operated by an operation unit in a visual field of the microscope, a predetermined process can be performed on an object under aseptic conditions. it can.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前記従来のマイクロマ
ニピュレータでは、ステッピングモータの振動により微
小器具が振動しやすいので、顕微鏡視野下での微妙な操
作が行いにくい。In the above-mentioned conventional micromanipulator, since the minute instrument easily vibrates due to the vibration of the stepping motor, it is difficult to perform a delicate operation under the visual field of the microscope.
【０００５】また、ステッピングモータによれば、微小
器具を低速から高速までの広い速度範囲で移動させるこ
とができず、移動速度を予め低速又は高速に設定してお
く必要がある。この場合、移動速度を低速に設定してお
くと、高速移動ができず、作業時間が長くなる。逆に、
移動速度を高速に設定しておくと、微小器具を小刻みに
移動させるのが極めて困難となり、操作性が低下する。
そこで、移動装置を微動用の低速移動装置と粗動用の高
速移動装置との２種類で構成することが考えられるが、
この場合は、移動装置が大型になって操作台上に配置で
きなくなり、マイクロマニピュレータが大型になる。Further, according to the stepping motor, it is not possible to move the small instrument in a wide speed range from a low speed to a high speed, and it is necessary to set the moving speed to a low speed or a high speed in advance. In this case, if the moving speed is set to a low speed, high-speed movement cannot be performed, and the working time becomes longer. vice versa,
If the moving speed is set to a high speed, it is extremely difficult to move the small instrument in small steps, and the operability is reduced.
Therefore, it is conceivable that the moving device is composed of two types, a low-speed moving device for fine movement and a high-speed moving device for coarse movement.
In this case, the moving device becomes large and cannot be arranged on the operation console, and the micromanipulator becomes large.
【０００６】本発明の目的は、操作性が改善された小型
のマイクロマニピュレータを提供することにある。An object of the present invention is to provide a small-sized micromanipulator with improved operability.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロマニピ
ュレータは、微小器具により細胞等の微小な被処理物に
処理を施すための装置である。このマイクロマニピュレ
ータは、前記被処理物を配置するための操作台を有する
顕微鏡と、前記微小器具の支持部を有する、前記微小器
具を前記操作台上で移動するためのリニアモータによる
移動装置と、前記移動装置を微速から高速までの速度範
囲で動作させる操作部とを備え、前記移動装置が前記操
作台上に配置されている。A micromanipulator according to the present invention is an apparatus for processing a minute object to be processed, such as a cell, with a small instrument. This micromanipulator has a microscope having an operation table for arranging the object to be processed, and a moving device with a linear motor for moving the micro apparatus on the operation table, having a support for the micro apparatus, An operation unit for operating the moving device in a speed range from a low speed to a high speed, wherein the moving device is disposed on the operation table.
【０００８】[0008]
【作用】本発明のマイクロマニピュレータでは、移動装
置が動作の滑らかなリニアモータにより構成されている
ため、微小器具が振動しにくい。In the micromanipulator of the present invention, since the moving device is constituted by a linear motor having a smooth operation, the micro instrument hardly vibrates.
【０００９】また、リニアモータは、低速から高速まで
の広い速度範囲で動作可能なため、移動装置は、微小器
具を高速で速やかに移動させることができ、また低速で
小刻みに移動させることもできる。Further, since the linear motor can operate in a wide speed range from a low speed to a high speed, the moving device can move the micro-tool at a high speed and quickly, and can also move the micro-tool at a low speed in small increments. .
【００１０】[0010]
【実施例】図１に、本発明の一実施例に係るマイクロマ
ニピュレータを示す。図において、マイクロマニピュレ
ータ１は、顕微鏡２と、制御装置３とから主に構成され
ている。FIG. 1 shows a micromanipulator according to an embodiment of the present invention. In the figure, a micromanipulator 1 mainly includes a microscope 2 and a control device 3.
【００１１】顕微鏡２は、その中央部に水平な操作台５
を有しており、操作台５には、図２に示すように、被処
理物が入れられたシャーレ等の容器６が載置され得るよ
うになっている。また、操作台５は、図２に示すよう
に、つまみ７を備えており、このつまみ７の操作により
水平方向に移動可能である。The microscope 2 has a horizontal operation table 5 at its center.
As shown in FIG. 2, a container 6 such as a petri dish containing an object to be processed can be placed on the operation console 5. The operation console 5 includes a knob 7 as shown in FIG. 2, and can be moved in the horizontal direction by operating the knob 7.
【００１２】操作台５の上方には、操作台５に向けて光
を照射するための光源８が配置されている。また、操作
台５の下方には、対物レンズ９（図２）が収納された対
物レンズ収納部１０が設けられている。対物レンズ収納
部１０には、アダプタ１１によりテレビカメラ１２が接
続されている。このテレビカメラ１２は、対物レンズ収
納部１０内で対物レンズ９に接続されている。対物レン
ズ収納部１０の下部には、振動を吸収するためのインシ
ュレータ１３が取り付けられている。A light source 8 for irradiating light to the operation console 5 is disposed above the operation console 5. Further, below the operation table 5, an objective lens storage unit 10 in which the objective lens 9 (FIG. 2) is stored is provided. A television camera 12 is connected to the objective lens housing 10 by an adapter 11. The television camera 12 is connected to the objective lens 9 in the objective lens housing 10. An insulator 13 for absorbing vibration is attached to a lower portion of the objective lens housing 10.
【００１３】操作台５の図手前には、接眼レンズ１４が
配置されている。この接眼レンズ１４では、対物レンズ
収納部１０内に配置された図示しない反射系及び対物レ
ンズ９を介して操作台５上の操作状況が観察できる。An eyepiece 14 is arranged in front of the operation console 5 in FIG. In the eyepiece lens 14, the operation state on the operation table 5 can be observed via a not-shown reflection system and the objective lens 9 arranged in the objective lens storage unit 10.
【００１４】前記顕微鏡２では、図２に示すように、操
作台５上の両端にそれぞれ微小器具移動装置１５ａ，１
５ｂが配置されている。一方の微小器具移動装置１５ａ
は、微小器具を支持するための支持部１６と、支持部１
６を移動させるための駆動装置１７とから主に構成され
ている。支持部１６は、マイクロピペット（微小器具の
一例）１８ａを保護するための保護筒１９と、保護筒１
９を介してマイクロピペット１８ａを把持するためのホ
ルダ２０と、ホルダ２０を支持するための支持ブロック
２１とから主に構成されている。ホルダ２０と支持ブロ
ック２１とは、ボールジョイント２２により連結されて
おり、これにより、ホルダ２０は支持ブロック２１に対
して取り付け角度調節可能になっている。なお、支持部
１６により支持されたマイクロピペット１８ａの先端
は、容器６側に延びている。また、マイクロピペット１
８ａの他端には、図示しないポンプから延びるチューブ
２３ａの一端が連結されている。In the microscope 2, as shown in FIG.
5b are arranged. One micro-equipment moving device 15a
Is a supporting part 16 for supporting a micro instrument, and a supporting part 1
And a driving device 17 for moving the motor 6. The support section 16 includes a protection cylinder 19 for protecting a micropipette (an example of a micro instrument) 18a, and a protection cylinder 1
9 mainly comprises a holder 20 for holding the micropipette 18a via the support 9 and a support block 21 for supporting the holder 20. The holder 20 and the support block 21 are connected by a ball joint 22, so that the mounting angle of the holder 20 with respect to the support block 21 can be adjusted. The tip of the micropipette 18a supported by the support 16 extends to the container 6 side. Micropipette 1
One end of a tube 23a extending from a pump (not shown) is connected to the other end of 8a.
【００１５】駆動装置１７は、Ｘ方向駆動部２４と、Ｙ
方向駆動部２５と、Ｚ方向駆動部２６とから主に構成さ
れている。各駆動部２４，２５，２６は、リニア直流モ
ータである。Ｘ方向駆動部２４は、図２の左右方向（Ｘ
方向）に延びる、操作台５上に固定された固定子２７を
有している。固定子２７上には、断面コ字状の移動子２
８が図３の矢印方向に移動可能に配置されている。移動
子２８には、図示しないコイルが巻き付けられており、
このコイルには直流電源が接続されている（図示せ
ず）。Ｙ方向駆動部２５は、Ｘ方向駆動部２４上に載置
されている。Ｙ方向駆動部２５は、固定子２７と垂直方
向（Ｙ方向）に延びる固定子２９を有している（図
３）。固定子２９の中央部は、移動子２８の上面に固定
されている。固定子２９上には、断面コ字状の移動子３
０が図３の矢印方向に移動可能に配置されている。この
移動子３０にも図示しないコイルが巻き付けられてお
り、このコイルには直流電源が接続されている（図示せ
ず）。Ｚ方向駆動部２６は、Ｙ方向駆動部２５上に配置
されている。Ｚ方向駆動部２６は、移動子３０上に垂直
に起立する角柱状の固定子３１を有している。固定子３
１の内側（操作台５の内側）には、断面コ字状の移動子
３２が上下方向（Ｚ方向）に移動可能に取り付けられて
いる。この移動子３２にも図示しないコイルが巻き付け
られており、このコイルには直流電源が接続されている
（図示せず）。また、移動子３２には、支持部１６の支
持ブロック２１が水平に固定されている。The driving device 17 includes an X-direction driving unit 24,
It mainly includes a direction drive unit 25 and a Z-direction drive unit 26. Each drive unit 24, 25, 26 is a linear DC motor. The X-direction drive unit 24 is arranged in the left-right direction (X
(In the direction), and is fixed on the operation console 5. A movable member 2 having a U-shaped cross section is provided on the stator 27.
8 is arranged so as to be movable in the direction of the arrow in FIG. A coil (not shown) is wound around the mover 28.
A DC power supply is connected to this coil (not shown). The Y-direction drive unit 25 is mounted on the X-direction drive unit 24. The Y-direction drive unit 25 has a stator 29 extending in a direction perpendicular to the stator 27 (Y direction) (FIG. 3). The central part of the stator 29 is fixed to the upper surface of the movable member 28. A movable member 3 having a U-shaped cross section is provided on the stator 29.
0 is arranged so as to be movable in the direction of the arrow in FIG. A coil (not shown) is also wound around the mover 30, and a DC power supply is connected to the coil (not shown). The Z-direction drive unit 26 is disposed on the Y-direction drive unit 25. The Z-direction drive unit 26 has a prismatic stator 31 that stands vertically on the movable element 30. Stator 3
A movable member 32 having a U-shaped cross section is attached to the inside of 1 (inside of the operation console 5) so as to be movable in the vertical direction (Z direction). A coil (not shown) is wound around the movable element 32, and a DC power supply is connected to the coil (not shown). The support block 21 of the support section 16 is fixed horizontally to the movable element 32.
【００１６】他方の微小器具移動装置１５ｂは、上述の
微小器具移動装置１５ａと同様に構成されている。但
し、支持部１６には、マイクロピペット１８ａの代わり
に捕促針１８ｂが支持されている。捕促針１８ｂは、容
器６側先端が丸みを帯びたガラスキャピラリーであり、
他端に図示しないポンプから延びるチューブ２３ｂの一
端が連結されている。この捕促針１８ｂは、先端に被処
理物を吸引して保持することにより、マイクロピペット
１８ａによる処理を容易にするためのものである。The other small instrument moving device 15b has the same configuration as the above-described small instrument moving device 15a. However, a catching needle 18b is supported by the support 16 instead of the micropipette 18a. The capture needle 18b is a glass capillary having a rounded tip at the container 6 side,
One end of a tube 23b extending from a pump (not shown) is connected to the other end. The prompting needle 18b is for facilitating the processing by the micropipette 18a by sucking and holding the object to be processed at the tip.
【００１７】制御装置３は、コントロールユニット３３
と、ＣＲＴ３４と、操作盤３５とを備えている。コント
ロールユニット３３は、電源やマイクロコンピュータ等
を内蔵しており、駆動装置１７等を制御し得るようにな
っている。ＣＲＴ３４は、対物レンズ９で得られた操作
台５上での操作状況を写す他、操作手順やオペレータと
の対話内容を表示するようになっている。操作盤３５
は、オペレータがマイクロマニピュレータ１に指令を入
力するために使用するものである。操作盤３５には、駆
動装置１７に移動を指令するための操作つまみやジョイ
スティック等が設けられている。The control unit 3 includes a control unit 33
, A CRT 34 and an operation panel 35. The control unit 33 includes a power supply, a microcomputer, and the like, and can control the driving device 17 and the like. The CRT 34 displays the operation status on the operation table 5 obtained by the objective lens 9 and also displays the operation procedure and the contents of dialogue with the operator. Operation panel 35
Is used by an operator to input a command to the micromanipulator 1. The operation panel 35 is provided with operation knobs, joysticks, and the like for instructing the drive device 17 to move.
【００１８】次に、前記実施例の作用効果について説明
する。前記マイクロマニピュレータ１は、顕微鏡２部分
が例えばクリーンベンチ内に配置される。Next, the operation and effect of the above embodiment will be described. The micromanipulator 1 has a microscope 2 portion disposed in, for example, a clean bench.
【００１９】容器６内の被処理物（例えば培養細胞Ｓ）
に対してマイクロピペット１８ａによる処理を行う場合
には、操作盤３５により微小器具移動装置１５ａ，１５
ｂを操作して、マイクロピペット１８ａ及び捕促針１８
ｂを操作台５上でＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動させる。ここ
で、操作盤３５によりＸ方向の移動指令を入力すれば、
この指令に基づいて図示しない直流電源からＸ方向駆動
部２４の移動子２８に直流電流が流れ、移動子２８が固
定子２７上を移動する。これにより、マイクロピペット
１８ａ又は捕促針１８ｂは、操作台５上をＸ方向に移動
する。操作盤３５によりＹ方向の指令を入力すれば、そ
の指令に基づいて図示しない直流電源からＹ方向駆動部
２５の移動子３０に直流電流が流れ、移動子３０が固定
子２９上を移動する。これにより、マイクロピペット１
８ａ又は捕促針１８ｂは操作台５上をＹ方向に移動す
る。操作盤３５からＺ方向の移動指令を入力すれば、そ
の指令に基づいて図示しない直流電源からＺ方向駆動部
２６の移動子３２に直流電流が流れ、移動子３２が固定
子３１に沿って移動する。これにより、マイクロピペッ
ト１８ａ又は捕促針１８ｂは、操作台５上をＺ方向に移
動する。An object to be treated (for example, cultured cells S) in the container 6
When the processing by the micropipette 18a is performed on the small instrument moving devices 15a, 15
b to operate the micropipette 18a and the capture needle 18
b is moved on the operation console 5 in the X, Y, and Z directions. Here, if a movement command in the X direction is input from the operation panel 35,
Based on this command, a DC current flows from a DC power supply (not shown) to the mover 28 of the X-direction drive unit 24, and the mover 28 moves on the stator 27. Thereby, the micropipette 18a or the prompting needle 18b moves on the operation table 5 in the X direction. When a Y-direction command is input from the operation panel 35, a DC current flows from a DC power supply (not shown) to the moving element 30 of the Y-direction driving unit 25 based on the instruction, and the moving element 30 moves on the stator 29. Thereby, the micropipette 1
8a or the prompting needle 18b moves on the operation table 5 in the Y direction. When a movement command in the Z direction is input from the operation panel 35, a DC current flows from a DC power supply (not shown) to the mover 32 of the Z direction drive unit 26 based on the command, and the mover 32 moves along the stator 31. I do. Thereby, the micropipette 18a or the prompting needle 18b moves on the operation table 5 in the Z direction.
【００２０】上述のようなマイクロピペット１８ａ又は
捕促針１８ｂの移動操作では、駆動装置１７の各駆動部
２４，２５，２６がいずれもリニアモータにより構成さ
れているため、マイクロピペット１８等は駆動装置１７
からの振動を受けずに滑らかに移動する。したがって、
オペレータは、接眼レンズ１４又はＣＲＴ３４を通じて
マイクロピペット１８ａ等の移動状況を正確に判断し、
被処理物に対する精密な処理が行える。In the operation of moving the micropipette 18a or the catching needle 18b as described above, since each of the driving units 24, 25, and 26 of the driving device 17 is constituted by a linear motor, the micropipette 18 and the like are driven. Device 17
Moves smoothly without receiving vibration from Therefore,
The operator accurately determines the movement status of the micropipette 18a or the like through the eyepiece 14 or the CRT 34,
Precise processing of the object can be performed.
【００２１】また、上述のように駆動装置１７がリニア
モータにより構成されているため、各駆動部２４，２
５，２６での各移動子２８，３０，３２の移動速度を微
速から高速までの広い範囲に設定できる。このため、前
記実施例のマイクロマニピュレータ１は、従来例に比べ
て操作性が良好である。Further, since the driving device 17 is constituted by a linear motor as described above, each driving unit 24, 2
The moving speed of each of the moving elements 28, 30, and 32 at 5 and 26 can be set in a wide range from a very low speed to a high speed. For this reason, the operability of the micromanipulator 1 of the above embodiment is better than that of the conventional example.
【００２２】〔他の実施例〕前記実施例では、駆動装置
１７の各駆動部２４，２５，２６にリニア直流モータを
採用したが、これに代えてリニア誘導モータ等の他の種
類のリニアモータが採用されても良い。[Other Embodiments] In the above embodiment, linear drive motors are used for the drive units 24, 25 and 26 of the drive unit 17, but other types of linear motors such as linear induction motors may be used instead. May be adopted.
【００２３】[0023]
【発明の効果】本発明のマイクロマニピュレータは、顕
微鏡の操作台上にリニアモータによる微小器具の移動装
置を有している。このため、本発明によれば、操作性が
改善された小型のマイクロマニピュレータが実現でき
る。The micromanipulator of the present invention has a device for moving a micro instrument by a linear motor on the operation table of a microscope. Therefore, according to the present invention, a small-sized micromanipulator with improved operability can be realized.
【図１】本発明の一実施例の正面概略図。FIG. 1 is a schematic front view of an embodiment of the present invention.
【図２】前記実施例の拡大部分図。FIG. 2 is an enlarged partial view of the embodiment.
【図３】図２の平面部分図。FIG. 3 is a partial plan view of FIG. 2;
１ マイクロマニピュレータ ２ 顕微鏡 ５ 操作台 １５ａ，１５ｂ 微小器具移動装置 １６ 支持部 １８ａ マイクロピペット １８ｂ 捕促針 ３５ 操作盤 Ｓ 培養細胞 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Micromanipulator 2 Microscope 5 Operation table 15a, 15b Micro instrument moving device 16 Support part 18a Micropipette 18b Capture needle 35 Operation panel S Culture cell
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 21/32 B41J 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 21/32 B41J 7/00
Claims (1)
処理を施すためのマイクロマニピュレータであって、前
記被処理物を配置するための操作台を有する顕微鏡と、
前記微小器具の支持部を有する、前記微小器具を前記操
作台上で移動するためのリニアモータによる移動装置
と、前記移動装置を微速から高速までの速度範囲で動作
させる操作部とを備え、前記移動装置が前記操作台上に
配置されている、マイクロマニピュレータ。1. A micromanipulator for processing a minute object to be processed such as a cell by a micro instrument, comprising: a microscope having an operation table for arranging the object to be processed;
Having a support unit for the micro-equipment, comprising a moving device by a linear motor for moving the micro-equipment on the operation table, and an operation unit for operating the moving device in a speed range from a very low speed to a high speed, A micromanipulator, wherein a moving device is arranged on the operation console.
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| JP3093702A JP3033233B2 (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Micro manipulator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP3093702A JP3033233B2 (en) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | Micro manipulator |
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| JPH04303810A JPH04303810A (en) | 1992-10-27 |
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1991
- 1991-03-29 JP JP3093702A patent/JP3033233B2/en not_active Expired - Fee Related
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