JP3468149B2 - 微細物体の操作装置および操作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微生物や動植物細
胞などの微細物体の捕捉・移動の操作を行う微細物体の
操作装置および操作方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】生化学分野等における各種試験や分析で
は、試料中に存在する微生物や動植物細胞などの微細物
体の中から特定の微細物体を識別して捕捉し、採取する
操作が行われる。近年微細物体の捕捉にレーザピンセッ
トが用いられるようになっている。このレーザピンセッ
トは試料溶液中などに存在する微細物体にレーザ光を集
光して照射することにより、光学的トラップを形成して
この微細物体を捕捉するものであり、非接触・非破壊で
微細物体を捕捉することができ、レーザ光を走査させる
ことにより捕捉した微細物体を試料中の任意の位置に移
動させることができるなど、多くの長所を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記微細物体
の捕捉や採取を行う際に対象とする微細物体は１つとは
限らず、同時に複数の微細物体を操作対象とする場合が
ある。このような場合、前述のレーザピンセットによっ
てこれらの複数の対象物を捕捉しようとすれば、当然複
数セットのレーザピンセット装置を必要とする。しかし
ながらレーザピンセット装置はレーザ照射装置やレーザ
光走査装置などの精密・高価な光学機器から構成されて
いるため、これらの機器を操作対象物の数だけ備えると
非常な高コストを要する。このため、従来レーザ光走査
装置や光学系のみを複数個そろえ、レーザ光を分光する
ことによりレーザ照射装置を共用するようにしたものな
ど、低コスト化を目的とした操作装置が実用化されてい
るがなおコスト面では高価であり、更なるコストダウン
が求められていた。

【０００４】そこで本発明は、複数の微細物体を光学的
トラップにより同時に捕捉することができる低コストの
微細物体の操作装置および操作方法を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の微細物体
の操作装置は、単一のレーザ光照射手段によって照射さ
れたレーザ光を光学系によって集光し単一のレーザ光走
査手段によって走査させて操作対象の微細物体に照射し
てこの微細物体を捕捉する光学的トラップ手段と、操作
対象の複数の微細物体の現在位置及び目標位置を記憶す
る記憶部と、前記記憶部に記憶されている複数の微細物
体の現在位置に基づいて前記光学的トラップ手段を制御
して複数の微細物体を時分割により同時並行的に捕捉
し、また前記記憶部に記憶されている複数の微細物体の
現在位置及び目標位置に基づいて前記光学的トラップ手
段を制御して複数の微細物体を目標位置へ移動させるマ
ルチトラップ制御手段とを備えた。

【０００６】請求項２記載の微細物体の操作装置は、請
求項１記載の微細物体の操作装置であって、前記レーザ
光照射手段の出力を制御するレーザ出力制御手段を備
え、前記マルチトラップ制御手段によってレーザ出力制
御手段を制御することにより、操作対象の微細物体の捕
捉時・非捕捉時におけるレーザ出力を切り換えるように
した。

【０００７】請求項３記載の微細物体の操作方法は、単
一のレーザ光照射手段によって照射されたレーザ光を光
学系によって集光し単一のレーザ光走査手段によって走
査させて操作対象の微細物体に照射してこの微細物体を
光学的トラップ手段によって複数の微細物体を捕促して
移動させる微細物体の操作方法であって、 操作対象の複
数の微細物体の現在位置及び目標位置を記憶部に記憶
し、 前記記憶部に記憶されている複数の微細物体の現在
位置に基づいて前記光学的トラップ手段を制御して複数
の微細物体を時分割により同時並行的に捕捉し、 前記記
憶部に記憶されている複数の微細物体の現在位置及び目
標位置に基づいて前記光学的トラップ手段を制御して複
数の微細物体を目標位置へ移動させるようにした。

【０００８】請求項４記載の微細物体の操作方法は、請
求項３記載の微細物体の操作方法であって、操作対象の
微細物体の捕捉時・非捕捉時における前記レーザ光照射
手段のレーザ出力を切り換えるようにした。

【０００９】本発明によれば、単一の光学的トラップ手
段によって時分割により複数の微細物体を同時並行的に
捕捉することにより、低コスト設備によって効率よい微
細物体の操作を行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の微細
物体の操作装置の構成を示すブロック図、図２、図３、
図４、図５、図６、図７は同微細物体の操作装置の表示
画面を示す図、図８、図９、図１０、図１１は同微細物
体の操作方法を示すフロー図、図１２（ａ）は同微細物
体の移動量を示す図、図１２（ｂ）は同微細物体の移動
速度パターンを示すグラフ、図１３は同微細物体の捕捉
動作のタイムチャートである。

【００１１】まず図１を参照して微細物体の操作装置の
構成を説明する。図１において試料容器１内に収容され
た溶液２中には、微生物や動植物細胞などの微細物体３
が多数浮遊状態で存在している。これらの微細物体３は
操作装置による捕捉や移動などのの操作対象となるもの
である。試料容器１の上方にはハーフミラー５、レンズ
４ａ，４ｂを含む光学系６が配設されている。

【００１２】レンズ４ｂにはガルバノスキャナ７を介し
てレーザ光照射手段であるレーザ出力部８から照射され
るレーザ光が入射する。レーザ出力制御手段であるレー
ザ出力制御部９によってレーザ出力部８を駆動すること
により照射されたレーザ光は、ガルバノスキャナ７に入
射し、次いでレンズ４ｂを通過してハーフミラー５によ
り反射され、レンズ４ａを通して試料容器１内に入射す
る。

【００１３】ガルバノスキャナ７はガルバノミラー７
ａ，７ｄおよびレンズ７ｂ，７ｃを備えており、ガルバ
ノスキャナ駆動部１０によってガルバノミラー７ａ，７
ｄを駆動することにより、試料容器１内に照射されるレ
ーザ光の照射位置を走査させる。したがってガルバノス
キャナ７およびガルバノスキャナ駆動部１０は、レーザ
光を走査させるレーザ光走査手段となっている。また、
光学系６は入射したレーザ光を集光して試料容器１内に
照射する。

【００１４】ハーフミラー５の上方にはカメラ１２が配
設されている。カメラ１２はハーフミラー５を透して試
料容器１内の微細物体３を撮像する。撮像により得られ
た画像データは入力処理部１４によりＡ／Ｄ変換処理さ
れて主制御部１５に入力される。また入力処理部１４に
はキーボードやマウスなどの操作・入力部１３が接続さ
れており、操作・入力部１３には操作コマンドや各種デ
ータが入力される。

【００１５】主制御部１５は画像処理機能を備えてお
り、第１の記憶部１７に記憶された画像認識処理に必要
な各種のプログラムに基づいて前記画像データを画像処
理することにより、試料容器１内の微細物体３の位置を
検出する。表示部１６は撮像された微細物体３の画像や
操作・入力時の操作画面を表示する。

【００１６】レーザ出力制御部９およびガルバノスキャ
ナ駆動部１０はマルチトラップ制御部１１によって制御
される。主制御部１５によって検出された微細物体３の
位置データはマルチトラップ制御部１１に伝達され、こ
の位置データに基づいてガルバノスキャナ駆動部１０を
制御することにより、試料容器１内の任意の微細物体３
に光学系６によって集光されたレーザ光を照射すること
ができる。これにより、レーザ光を照射された微細物体
３はレーザ光により光学的に捕捉される。すなわちレー
ザ出力部８、レーザ出力制御部９、ガルバノスキャナ
７、ガルバノスキャナ駆動部９および光学系６はレーザ
光により微細物体を捕捉する光学的トラップ手段となっ
ている。

【００１７】ここで、本微細物体の操作装置は上述のレ
ーザ出力部８、レーザ出力制御部９、ガルバノスキャナ
７および光学系６をそれぞれ単一セットのみ備え、すな
わち単一の光学的トラップ手段を備えた構成となってい
る。このような単一の光学的トラップ手段によって複数
の微細物体を同時並行的に捕捉し、また移動させるマル
チトラップ機能について説明する。

【００１８】マルチトラップ制御部１１は主制御部１５
とは別に独立してマルチトラップ処理を行う機能を有
し、操作対象の微細物体に照射されるレーザ光の照射時
間を規定するタイマ１１ａを備えている。また第２の記
憶部１８には後述する操作対象の微細物体のカウント値
や現在位置および移動先位置に関する座標データなどマ
ルチトラップ処理に必要なマルチトラップデータが記憶
される。

【００１９】このマルチトラップデータに基づき、タイ
マ１１ａにより指示されるタイミングに従って、レーザ
出力制御部９およびガルバノスキャナ駆動部１０を制御
することにより、複数の微細物体３に所定タイミングで
順次レーザ光を照射して同時並行的にこれらの複数の微
細物体を捕捉することができる。すなわちマルチトラッ
プ制御部１１は、光学的トラップ手段によって時分割に
より複数の微細物体を同時並行的に捕捉するべく光学的
トラップ手段を制御する。

【００２０】このマルチトラップ処理において、必要な
指示や入力は表示部１６に表示される表示画面上で行わ
れる。ここで表示画面について図２を参照して説明す
る。表示画面２０には、試料容器１内の撮像画面を表示
する画像枠２１、操作ボタン２２〜２５、メッセージボ
ックス２６、物体欄２８、現在位置座標表示欄２９およ
び目標位置座標表示欄３０が設けられている。画像枠２
１内には微細物体３ａ，３ｂおよびカーソル２７が表示
される。

【００２１】操作ボタン２２を選択すると物体設定、す
なわち操作対象の微細物体を表示画面上で特定する処理
が可能となる。操作ボタン２３を選択することにより、
前記物体設定にて特定された微細物体の移動が開始され
る。操作ボタン２４，２５を選択することにより、直前
に設定された物体設定の取り消し、マルチトラップ処理
のリセットまたは全設定の取り消しが行われる。メッセ
ージボックス２６には、物体指示など入力操作を促すメ
ッセージが表示される。物体欄２８には、画面上で指示
された物体を特定する物体番号が表示される。現在位置
座標表示欄２９、目標位置座標表示欄３０には、指示さ
れた微細物体のそれぞれについて現在位置および目標位
置のＸＹ座標値が表示される。

【００２２】この微細物体の操作装置は上記の様に構成
されており、以下各図を参照して微細物体の操作方法に
ついて説明する。まず物体設定処理について図２〜図５
を参照し図８のフローに沿って説明する。この物体設定
処理は、操作対象となる微細物体を表示画面上で特定す
るとともに、当該微細物体の現在位置および移動先位置
を指定する工程に関する処理である。図８において、ま
ずカウンタの初期設定を行う（ＳＴ１）。ここでｃｏｕ
ｎｔ［物体］は既に設定された微細物体数を、ｃｏｕｎ
ｔ［最大個数］は予定された設定物体数の最大値（この
例では３個）を示す。またＣ１は処理順を示すカウンタ
であり、処理が開始されるとカウンタＣ１に１が加算さ
れる（ＳＴ２）。

【００２３】次いで物体指示を促すメッセージが画面に
表示される（ＳＴ３）。この表示をうけて、作業者は所
望の微細物体３にカーソル２７を合わせることにより、
物体指示を行う。そして指示のあったことが確認された
ならば（ＳＴ４）、当該位置に指示済みを示す四角枠３
１が表示されるとともに、カーソル２７の座標を微細物
体の現在位置（ＳＸ（Ｃ１），ＳＹ（Ｃ１））として第
２の記憶部１８へ記憶する（ＳＴ５）。図３は微細物体
３ａにカーソル２７を合わせることにより、表示欄２８
ａの物体１が特定され現在位置座標表示欄２９に物体１
の現在位置の座標値が表示された状態を示している。次
いでメッセージボックス２６には、微細物体の目標位置
（移動先）のカーソル２７による指示入力を促すメッセ
ージが表示される。このメッセージをうけて、作業者は
カーソル２７を移動させて目標位置の指示入力を行う。

【００２４】そして目標位置の指示入力有りが確認され
たならば（ＳＴ７）、当該位置には指示位置を示す三角
枠３２が表示されるとともに、カーソル２７の座標を目
標位置（ＥＸ（Ｃ１），ＥＹ（Ｃ１））として第２の記
憶部１８に記憶する（ＳＴ８）。これにより、１個の微
細物体についての物体設定処理が終了し、ｃｏｕｎｔ
［物体］に１を加算する処理が行われる（ＳＴ９）。

【００２５】次に、ｃｏｕｎｔ［物体］、すなわち既設
定の物体数が設定されたｃｏｕｎｔ［最大個数］に到達
したか否かが判断され（ＳＴ１０）、未だｃｏｕｎｔ
［最大個数］に達していなければＳＴ２に戻って同様の
処理が繰り返される。ｃｏｕｎｔ［最大個数］（３個）
に到達していれば、図５に示すように既に指示された物
体の数が最大個数に到達したことを表示して（ＳＴ１
１）、物体設定処理を終了する。

【００２６】これにより、画像枠２１には３個の微細物
体（物体１，物体２，物体３）の指定および目標位置の
指示入力結果が四角枠３１および三角枠３２によって表
示され、表示欄２８ａ，２８ｂ，２８ｃには物体１、物
体２、物体３の現在位置および目標位置の座標値が表示
される。なお、本実施の形態では最大個数（３個）の微
細物体を指示する例を示したが、これより少ない１個や
２個でもよい。

【００２７】次に図９のフローを参照してマルチトラッ
プ処理の捕捉モードについて説明する。この処理は、上
述の物体設定処理によって設定された複数の微細物体
を、同時並行的に捕捉して現在位置を保持する処理であ
り、操作対象の微細物体が指示された時点から捕捉を行
う。まず最初にｃｏｕｎｔ［物体］が０であるか否か、
すなわち操作対象の微細物体が既に指示されているか否
かが確認され（ＳＴ２０）、ｃｏｕｎｔ［物体］が０以
外の値であれば処理順を示すカウンタＣ２を０にリセッ
トし（ＳＴ２１）、次いでカウンタＣ２に１を加算した
後に（ＳＴ２２）、１個の微細物体に対しての連続照射
時間ｔ［ＯＮ］を計算し、マルチトラップ制御部１１の
タイマ１１ａにセットする（ＳＴ２３）。

【００２８】ここで図１３を参照して連続照射時間ｔ
［ＯＮ］について説明する。図１３はレーザ光による捕
捉動作のサイクルタイムＴｃ中での連続照射時間ｔ［Ｏ
Ｎ］と照射停止時間ｔ［ＯＦＦ］の配分を示したもので
ある。図１３に示すＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれｃｏｕｎｔ
［物体］が１，２，３の場合のタイムチャートを示して
おり、１回の連続照射時間ｔ［ＯＮ］には必ず１回の照
射停止時間ｔ［ＯＦＦ］が対応した形となっている。す
なわち連続照射時間ｔ［ＯＮ］は、固定的に設定される
照射停止時間ｔ［ＯＦＦ］と、ｃｏｕｎｔ［物体］の値
によって図１３に示す計算式を用いて計算される。

【００２９】次にガルバノスキャナ７を駆動して（Ｃ
２）個目の微細物体の現在位置にレーザ光の照射位置を
合わせる（ＳＴ２４）。このときの現在位置は第２の記
憶部１８から読み出される。そしてレーザ照射開始と同
時にタイマ１１ａの計時をスタートし（ＳＴ２５）、タ
イマ１１ａのタイムアップを確認して（ＳＴ２６）、レ
ーザ照射を停止する（ＳＴ２７）。この後カウンタＣ２
のカウント値が、現時点で指示済みの微細物体の数ｃｏ
ｕｎｔ［物体］に到達しているか否かが判断され（ＳＴ
２８）、未到達であればＳＴ２２に戻って同様の処理が
繰り返される。

【００３０】そしてこのカウント値Ｃ２がｃｏｕｎｔ
［物体］に到達したならば、移動モードへの切替えが行
われたか、すなわち移動の選択ボタン２３が既に操作さ
れて移動が選択されたか否かを確認し（ＳＴ２９）、移
動が選択されていなければＳＴ２０に戻って捕捉状態を
継続する。そして移動が選択されていれば、後述するマ
ルチトラップ処理の移動モードへの切替えが行われる
（ＳＴ３０）。

【００３１】なお、上記説明ではレーザ出力部８から照
射されるレーザ光のレーザ出力は常に一定であり、照射
を断続することにより微細物体の捕捉・非捕捉の切り換
えが行われるが、マルチトラップ制御部１１によってレ
ーザ出力制御部９を制御して、微細物体の捕捉時・非捕
捉時におけるレーザ出力を切り換えるようにしてもよ
い。すなわち、捕捉を解除する際においてもレーザ出力
部８からのレーザ照射は停止せず、レーザ出力を光トラ
ップ作用をほとんど有しない程度の低出力に切り換える
ことにより非捕捉状態とするものである。このような制
御方法を採用することにより、レーザ出力部８は常に駆
動状態にあることから捕捉開始時のレーザ光照射の立ち
上がり時間を短縮して操作装置の応答性を向上させるこ
とができる。

【００３２】次に図１０を参照してマルチトラップ処理
の移動モードについて説明する。この処理はレーザ光を
走査させることにより、捕捉した微細物体を目標位置ま
で移動させるものである。ここでは、前述の３個の微細
物体を指示された目標位置まで移動させる例を示してお
り、図６に示す選択ボタン２３を操作することにより開
始される。

【００３３】まずそれぞれの微細物体が目標位置に到着
しているか否かを示す到着フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３をそ
れぞれ０、すなわち未到着状態にセットする（ＳＴ３
１）。次にカウンタＣ３を０にリセットし（ＳＴ３
２）、次いでカウンタＣ３に１を加算した後に（ＳＴ３
３）、１個の物体に対する連続照射時間ｔ［ＯＮ］を計
算し、タイマ１１ａにセットする。この連続照射時間ｔ
［ＯＮ］は前述の捕捉モードにおける場合と同様に、照
射停止時間ｔ［ＯＦＦ］と指定されている微細物体の個
数を示すカウンタＣ２の値に基づいて決定される。

【００３４】次に（Ｃ３）個目の微細物体について移動
開始位置／移動終了位置の設定処理が行われる（ＳＴ３
５）。この処理はレーザ光を走査させて各微細物体を捕
捉・移動させる１サイクルにおいて、各微細物体を移動
させる際の移動開始位置および移動終了位置をその都度
設定する処理であり、後述するサブルーチンに従って処
理が行われる。移動開始位置が設定されたならば、ガル
バノスキャナ７を駆動して照射位置を移動開始位置に合
わせる（ＳＴ３６）。なお最初の動作において当初の捕
捉位置と移動開始位置が一致している場合には、照射位
置は実際には移動しない。

【００３５】次にレーザ照射開始と同時にタイマ１１ａ
がスタートし（ＳＴ３７）、ガルバノスキャナ７を再び
駆動して照射位置を移動終了位置まで移動する（ＳＴ３
８）。これにより図６に示すように微細物体３ａ，３ｂ
は目標位置に向かって移動を開始する。移動中にタイマ
１１ａのタイムアップを検出したならば（ＳＴ３９）レ
ーザ照射を停止し（ＳＴ４０）、制御部１５より微細物
体の位置認識指令が出力される（ＳＴ４１）。これによ
りカメラ１２によって得られた画像データを画像認識す
ることによって移動終了時の微細物体の現在位置が検出
され、検出結果は第２の記憶部１８に記憶される。

【００３６】この後カウンタＣ３のカウント値がｃｏｕ
ｎｔ［物体］（３個）に到達したか否かを判断し（ＳＴ
４２）、未到達であればＳＴ３３に戻って次の微細物体
に対して同様の処理を繰り返す。そしてｃｏｕｎｔ［物
体］に到達していればフラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３より全て
の微細物体が目標位置に到着したか否かを判断する（Ｓ
Ｔ４３）。ここで未到着であればＳＴ３２に戻って同様
の処理を繰り返し、また全ての微細物体の目標位置への
到着が確認されたならば、マルチトラップ処理の捕捉モ
ードへ切替える（ＳＴ４４）。図７はこのようにして微
細物体３ａ，３ｂの移動が完了した状態を示しており、
メッセージボックス２６には移動完了を示すメッセージ
が表示される。

【００３７】次に図１１、図１２を参照して前述のＳＴ
３５に示す移動開始位置／移動終了位置の設定処理につ
いて説明する。まず現在位置（ＳＸ（Ｃ３），ＳＹ（Ｃ
３））と、目標位置（ＥＸ（Ｃ３），ＥＹ（Ｃ３））を
第２の記憶部１８より読み取る（ＳＴ５０）。次いで、
目標位置に対して現在位置は所定の範囲内にあるか否
か、すなわち微細物体が目標位置に所定許容誤差範囲内
で到着しているか否かを判断する（ＳＴ５１）。ここで
既に到着していれば当該微細物体の到着フラグＦ（Ｃ
３）を１にセットし（ＳＴ５２）、未到着であればフラ
グＦ（Ｃ３）をそのままにして移動開始位置の設定を行
う。

【００３８】すなわち、図１２に示すように読みとった
現在位置を移動開始位置として、ｘｓ＝ＳＸ（Ｃ３），
ｙｓ＝ＳＹ（Ｃ３）にセットする（ＳＴ５３）。次に、
移動開始位置（ｘｓ，ｙｓ）から目標位置（ＥＸ（Ｃ
３），ＥＹ（Ｃ３））までの残移動距離Ｌａを、移動開
始位置と目標位置の座標を用いて（数１）により算出す
る（ＳＴ５４）。

【００３９】

【数１】 次いでレーザ光を走査させる１サイクルで当該微細物体
が移動する１サイクル移動距離Ｌｂを（数２）により算
出する（ＳＴ５５）。ここでは、図１２（ｂ）に示す移
動速度Ｖの速度パターン関数ｆ（ｔ）を用いて数値積分
により移動距離Ｌｂを求める。なお、図１２（ｂ）では
速度パターン関数の形を最も簡略化された直線状パター
ンの例を示しているが、実際の速度パターンはガルバノ
スキャナ７の駆動特性に即したものに設定される。

【００４０】

【数２】 そして残移動距離Ｌａと１サイクル移動距離Ｌｂの大小
を比較し（ＳＴ５６）、ここで残移動距離Ｌａが１サイ
クル移動距離Ｌｂよりも大きければ、１サイクル移動距
離Ｌｂだけ移動させた点を移動終了位置（ｘｅ，ｙｅ）
とする（ＳＴ５７）。ここで、座標値ｘｅ，ｙｅは（数
３）により求められる。すなわち、移動開始位置の座標
値に、目標位置までの座標差分にＬｂ／Ｌａの比を乗じ
た按分比例座標値を加えることにより求められる。

【００４１】

【数３】 そして残移動距離Ｌａが１サイクル移動距離Ｌｂよりも
小さい場合、すなわち目標位置到着までに１サイクル移
動相当分の移動を必要としない場合には、目標位置（Ｅ
Ｘ（Ｃ３），ＥＹ（Ｃ３））そのものが移動終了位置
（ｘｅ，ｙｅ）となる（ＳＴ５８）。

【００４２】上記説明したように、本発明はレーザ光を
操作対象の微細物体に照射することにより当該微細物体
を光学的にトラップする微細物体の操作装置において、
単一の光学的トラップ手段を用いて時分割により複数の
操作対象を同時並行的に捕捉することにより、光学的ト
ラップ方法の有する利点を確保しつつ、高価なレーザ照
射系や走査・光学系に要する設備費用を最小限に抑制し
て低コストの微細物体の操作装置を実現することができ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、単一の光学的トラップ
手段を用いて時分割により複数の操作対象を同時並行的
に捕捉することにより、光学的トラップ方法の有する利
点を確保しつつ、高価なレーザ照射系や走査・光学系に
要する設備費用を最小限に抑制して低コストの微細物体
の操作装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
表示画面を示す図

【図３】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
表示画面を示す図

【図４】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
表示画面を示す図

【図５】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
表示画面を示す図

【図６】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
表示画面を示す図

【図７】本発明の一実施の形態の微細物体の操作装置の
表示画面を示す図

【図８】本発明の一実施の形態の微細物体の操作方法を
示すフロー図

【図９】本発明の一実施の形態の微細物体の操作方法を
示すフロー図

【図１０】本発明の一実施の形態の微細物体の操作方法
を示すフロー図

【図１１】本発明の一実施の形態の微細物体の操作方法
を示すフロー図

【図１２】（ａ）本発明の一実施の形態の微細物体の移
動量を示す図（ｂ）本発明の一実施の形態の微細物体の
移動速度パターンを示すグラフ

【図１３】本発明の一実施の形態の微細物体の捕捉動作
のタイムチャート

【符号の説明】

１ 試料容器 ３ 微細物体 ６ 光学系 ７ ガルバノスキャナ ８ レーザ出力部 ９ レーザ出力制御部 １０ ガルバノスキャナ駆動部 １１ マルチトラップ制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−2138（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−88107（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−262327（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−262329（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−131820（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123886（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−202003（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−90608（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−164331（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354532（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−48102（ＪＰ，Ａ) 特許2544520（ＪＰ，Ｂ２) 特許2723816（ＪＰ，Ｂ２) 国際公開98／46270（ＷＯ，Ａ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 1/00 - 1/44 C12M 1/00 - 1/42 G02B 21/32 B25J 7/00 B01J 19/00 - 19/32 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一のレーザ光照射手段によって照射され
   たレーザ光を光学系によって集光し単一のレーザ光走査
   手段によって走査させて操作対象の微細物体に照射して
   この微細物体を捕捉する光学的トラップ手段と、操作対
   象の複数の微細物体の現在位置及び目標位置を記憶する
   記憶部と、前記記憶部に記憶されている複数の微細物体
   の現在位置に基づいて前記光学的トラップ手段を制御し
   て複数の微細物体を時分割により同時並行的に捕捉し、
   また前記記憶部に記憶されている複数の微細物体の現在
   位置及び目標位置に基づいて前記光学的トラップ手段を
   制御して複数の微細物体を目標位置へ移動させるマルチ
   トラップ制御手段とを備えたことを特徴とする微細物体
   の操作装置。
2. 【請求項２】前記レーザ光照射手段の出力を制御するレ
   ーザ出力制御手段を備え、前記マルチトラップ制御手段
   によってレーザ出力制御手段を制御することにより、操
   作対象の微細物体の捕捉時・非捕捉時におけるレーザ出
   力を切り換えることを特徴とする請求項１記載の微細物
   体の操作装置。
3. 【請求項３】単一のレーザ光照射手段によって照射され
   たレーザ光を光学系によって集光し単一のレーザ光走査
   手段によって走査させて操作対象の微細物体に照射して
   この微細物体を光学的トラップ手段によって複数の微細
   物体を捕促して移動させる微細物体の操作方法であっ
   て、 操作対象の複数の微細物体の現在位置及び目標位置を記
   憶部に記憶し、 前記記憶部に記憶されている複数の微細物体の現在位置
   に基づいて前記光学的トラップ手段を制御して複数の微
   細物体を時分割により同時並行的に捕捉し、 前記記憶部に記憶されている複数の微細物体の現在位置
   及び目標位置に基づいて前記光学的トラップ手段を制御
   して複数の微細物体を目標位置へ移動させる ことを特徴
   とする微細物体の操作方法。
4. 【請求項４】操作対象の微細物体の捕捉時・非捕捉時に
   おける前記レーザ光照射手段のレーザ出力を切り換える
   ことを特徴とする請求項３記載の微細物体の操作方法。