(57)【要約】  マニピュレータの誤動作を抑制することが可能なマニピュレーションシステム及びその制御方法を提供する。  微小な対象物を操作するマニピュレータ（１４，１６）と、入力操作位置に対応するマニピュレータ位置にマニピュレータを移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部（４７，４９）と、記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置にマニピュレータを移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部（５１，５３）と、を有し、マニピュレータは、第１移動指令信号又は第２移動指令信号に基づいて移動し、第１入力部の入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、第１入力部の操作によるマニピュレータの移動が可能となり、又は第２入力部の操作によるマニピュレータの移動が可能となる。
2016163401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小な対象物を操作するマニピュレータと、
入力操作位置に対応するマニピュレータ位置に前記マニピュレータを移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部と、
記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部と、を有し、
前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、前記第１入力部の操作による前記マニピュレータの移動を可能とし、又は前記第２入力部の操作による前記マニピュレータの移動を可能とするマニピュレーションシステム。
【請求項２】
前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記入力操作位置の座標と、前記マニピュレータ位置の座標とを対応させる請求項１に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項３】
前記マニピュレータが前記第２入力部の操作により移動した後であって、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にない場合、前記第１入力部の操作による前記マニピュレータの移動が規制される請求項１又は請求項２に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項４】
前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にない場合、前記第２入力部の操作による前記マニピュレータの移動が規制される請求項１又は請求項２に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項５】
前記第１移動指令信号又は前記第２移動指令信号を受け取って、前記マニピュレータを移動させる駆動信号を出力する制御装置を含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項６】
前記入力操作位置をＸＹＺ直交座標系で表したときに、前記所定の入力操作位置は前記ＸＹＺ直交座標系の原点である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項７】
前記第１入力部は、ハンドルの操作により前記入力操作位置を入力可能なジョイスティックである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項８】
前記第１入力部は、前記所定の入力操作位置の近傍において、前記入力操作位置が変化しても、前記マニピュレータを移動させない領域である不感帯領域を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項９】
第１入力部の第１移動指令信号に基づいて、前記第１入力部の入力操作位置に対応するマニピュレータ位置にマニピュレータを移動させる第１移動ステップと、
第２入力部の第２移動指令信号に基づいて、記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動ステップと、
前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、前記第１移動ステップ又は前記第２移動ステップを実行可能にする移動操作有効化ステップとを有するマニピュレーションシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記移動操作有効化ステップにおいて、前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、前記入力操作位置の座標と前記マニピュレータ位置の座標とを対応させる請求項９に記載のマニピュレーションシステムの制御方法。
【請求項１１】
前記第２移動ステップを実行した場合、前記第１移動ステップの実行を規制する請求項９又は請求項１０に記載のマニピュレーションシステムの制御方法。
【請求項１２】
前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にない場合、前記第２移動ステップの実行を規制する請求項９又は請求項１０に記載のマニピュレーションシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレーションシステム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオテクノロジ分野において、顕微鏡観察下で細胞や卵にＤＮＡ溶液や細胞を注入する等のように、微小な対象物に微細な操作を行うマイクロマニピュレーションシステムが知られている。下記特許文献１には、ジョイスティックを用いてキャピラリ（微小針）を操作するマイクロマニピュレータが記載されている。また、ジョイスティックによる操作に加えて、ボタンスイッチを操作して、キャピラリの位置情報を記憶し、記憶した位置にキャピラリを移動させる操作が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２４８３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ジョイスティックによるマニピュレータの操作と、記憶された記憶位置に移動させるボタンスイッチ操作との両方を備えたマニピュレーションシステムにおいて、ジョイスティックの操作による入力位置と、実際のマニピュレータの位置（キャピラリの位置）との対応関係が崩れる場合がある。そのため、ジョイスティックの操作により、マニピュレータの誤動作が発生する可能性がある。【０００５】
本発明は、マニピュレータの誤動作を抑制することが可能なマニピュレーションシステム及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムは、微小な対象物を操作するマニピュレータと、入力操作位置に対応するマニピュレータ位置に前記マニピュレータを移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部と、記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部と、を有し、前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、前記第１入力部の操作による前記マニピュレータの移動を可能とし、又は前記第２入力部の操作による前記マニピュレータの移動を可能とする。【０００７】
これによれば、第１入力部の入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、第１入力部又は第２入力部によるマニピュレータの移動が可能となる。このため、第１入力部の入力操作位置とマニピュレータの位置との対応関係が崩れた場合に、第１入力部又は第２入力部の操作によるマニピュレータの移動が規制され、マニピュレータの誤動作を抑制することが可能である。【０００８】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記入力操作位置の座標と前記マニピュレータ位置の座標とを対応させる。これによれば、第１入力部の入力操作位置と、マニピュレータの位置との対応関係が崩れた場合であっても、所定の位置で第１入力部の入力操作位置の座標とマニピュレータの座標とを対応させることができる。したがって、第１入力部の入力操作位置の変位量に応じてマニピュレータが移動するため、マニピュレータの誤動作を抑制することができる。【０００９】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記マニピュレータが前記第２入力部の操作により移動した場合、前記第１入力部の操作による前記マニピュレータの移動が規制される。これによれば、第２入力部の操作によりマニピュレータがマニピュレータ記憶位置に移動して、マニピュレータの位置と第１入力部の入力操作位置との対応関係が崩れた場合に、第１入力部の操作が規制されるため、マニピュレータの誤動作が抑制される。【００１０】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にない場合、前記第２入力部の操作による前記マニピュレータの移動が規制される。これによれば、入力操作位置が所定の入力操作位置にない状態での、マニピュレータのマニピュレータ記憶位置への移動が規制される。したがって、マニピュレータの位置と第１入力部の入力操作位置との対応関係が崩れることが抑制されるため、マニピュレータの誤動作が抑制される。【００１１】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムは、前記第１移動指令信号又は前記第２移動指令信号を受け取って、前記マニピュレータを移動させる駆動信号を出力する制御装置を含む。これによれば、確実にマニピュレータの誤動作が抑制される。【００１２】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第１入力部は、ハンドルの操作により前記入力操作位置を入力可能なジョイスティックである。これによれば、操作者は、ジョイスティックのハンドルを操作して、容易にマニピュレータを操作することができる。【００１３】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記入力操作位置をＸＹＺ直交座標系で表したときに、前記所定の入力操作位置は前記ＸＹＺ直交座標系の原点である。これによれば、操作者がハンドルを中立位置にしたときに、ハンドルの入力操作位置が原点座標となるため、容易に第１入力部によるマニピュレータの移動又は第２入力部によるマニピュレータの移動を可能とすることができる。【００１４】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムにおいて、前記第１入力部は、前記所定の入力操作位置の近傍において、前記入力操作位置が変化しても、前記マニピュレータを移動させない領域である不感帯領域を有する。これによれば、確実にマニピュレータの誤動作が抑制される。また、第１入力部を所定の位置に操作して、第１入力部によるマニピュレータの移動又は第２入力部によるマニピュレータの移動を可能とすることが容易である。【００１５】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの制御方法は、第１入力部の第１移動指令信号に基づいて、前記第１入力部の入力操作位置に対応するマニピュレータ位置にマニピュレータを移動させる第１移動ステップと、第２入力部の第２移動指令信号に基づいて、記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動ステップと、前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、前記第１移動ステップ又は前記第２移動ステップを実行可能にする移動操作有効化ステップとを有する。【００１６】
これによれば、第１入力部の入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、第１入力部又は第２入力部によるマニピュレータの移動が可能となる。このため、第１入力部の入力操作位置とマニピュレータの位置との対応関係が崩れた場合に、第１入力部又は第２入力部の操作によるマニピュレータの移動を規制して、誤動作を抑制することが可能である。【００１７】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの制御方法は、前記移動操作有効化ステップにおいて、前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置である場合に、前記入力操作位置の座標と前記マニピュレータ位置の座標とを対応させる。これによれば、第１入力部の入力操作位置と、マニピュレータの位置との対応関係が崩れた場合であっても、所定の入力操作位置で第１入力部の入力操作位置の座標とマニピュレータ位置の座標とを対応させることができる。したがって、第１入力部の入力操作位置の変位量に応じてマニピュレータを移動させることが可能であり、誤動作を抑制することができる。【００１８】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの制御方法において、前記第２移動ステップを実行した場合、前記第１移動ステップの実行を規制する。これによれば、第２移動ステップにより、マニピュレータの位置と第１入力部の入力操作位置との対応関係が崩れた場合に、第１入力部の操作が規制されるため、マニピュレータの誤動作が抑制される。【００１９】
本発明の一態様に係るマニピュレーションシステムの制御方法において、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にない場合、前記第２移動ステップの実行を規制する。これによれば、入力操作位置が所定の入力操作位置にない状態で、マニピュレータがマニピュレータ記憶位置へ移動することが規制される。したがって、マニピュレータの位置と第１入力部の入力操作位置との対応関係が崩れることが抑制されるため、マニピュレータの誤動作が抑制される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、マニピュレータの誤動作を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、第１実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、ジョイスティックの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、マニピュレーションシステムの制御ブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、第１実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するための説明図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、図面は、実施形態の説明のため、実際の寸法、形状と適宜変更して示している。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るマニピュレーションシステムの構成を模式的に示す図である。マニピュレーションシステム１０は、顕微鏡観察下で微小対象物である試料を操作するためのシステムである。図１において、マニピュレーションシステム１０は、顕微鏡ユニット１２と、第１マニピュレータ１４と、第２マニピュレータ１６と、マニピュレーションシステム１０を制御するコントローラ４３とを備えている。顕微鏡ユニット１２の両側に第１マニピュレータ１４と第２マニピュレータ１６とが分かれて配置されている。
【００２４】
顕微鏡ユニット１２は、撮像素子を含むカメラ１８と、顕微鏡２０と、試料ステージ２２とを備えている。試料ステージ２２は、シャーレなどの試料保持部材１１を支持可能であり、試料保持部材１１の直上に顕微鏡２０が配置される。顕微鏡ユニット１２は、顕微鏡２０とカメラ１８とが一体構造となっており、試料保持部材１１に向けて光を照射する光源（図示は省略している）を備えている。なお、カメラ１８は、顕微鏡２０と別体に設けてもよい。
【００２５】
試料保持部材１１には、試料を含む溶液が収容される。試料保持部材１１の試料に光が照射され、試料保持部材１１の試料で反射した光が顕微鏡２０に入射すると、試料に関する光学像は、顕微鏡２０で拡大された後カメラ１８で撮像される。カメラ１８で撮像された画像を基に試料の観察が可能となっている。
【００２６】
図１に示すように、第１マニピュレータ１４は、第１ピペット保持部材２４と、Ｘ‐Ｙ軸テーブル２６と、Ｚ軸テーブル２８と、Ｘ‐Ｙ軸テーブル２６を駆動する駆動装置３０と、Ｚ軸テーブル２８を駆動する駆動装置３２とを備える。第１マニピュレータ１４は、Ｘ軸‐Ｙ軸‐Ｚ軸の３軸構成のマニピュレータである。なお、本実施形態において、水平面内の一方向をＸｍ軸方向、水平面内においてＸｍ軸方向と交差する方向をＹｍ軸方向、Ｘｍ軸方向及びＹｍ軸方向のそれぞれと交差する方向（すなわち鉛直方向）をＺｍ軸方向とする。
【００２７】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル２６は、駆動装置３０の駆動により、Ｘｍ軸方向又はＹｍ軸方向に移動可能となっている。Ｚ軸テーブル２８は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル２６上に上下自在に配置され、駆動装置３２の駆動によりＺｍ軸方向に移動可能となっている。駆動装置３０、３２は、コントローラ４３に接続されている。
【００２８】
第１ピペット保持部材２４は、Ｚ軸テーブル２８に連結され、先端に毛細管チップである第１キャピラリ２５が取り付けられている。第１ピペット保持部材２４は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル２６とＺ軸テーブル２８の移動に従って３次元空間を移動領域として移動し、試料保持部材１１に収容された試料を、第１キャピラリ２５を介して保持することができる。すなわち、第１マニピュレータ１４は、微小操作対象物の保持に用いられる試料保持用マニピュレータであり、第１キャピラリ２５は、試料保持用キャピラリである。
【００２９】
第２マニピュレータ１６は、第２ピペット保持部材３４と、Ｘ‐Ｙ軸テーブル３６と、Ｚ軸テーブル３８と、Ｘ‐Ｙ軸テーブル３６を駆動する駆動装置４０と、Ｚ軸テーブル３８を駆動する駆動装置４２とを備える。第２マニピュレータ１６は、Ｘ軸‐Ｙ軸‐Ｚ軸の３軸構成のマニピュレータである。
【００３０】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル３６は、駆動装置４０の駆動により、Ｘｍ軸方向又はＹｍ軸方向に移動可能となっている。Ｚ軸テーブル３８は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル３６上に上下自在に配置され、駆動装置４２の駆動によりＺｍ軸方向に移動可能となっている。駆動装置４０、４２は、コントローラ４３に接続されている。
【００３１】
第２ピペット保持部材３４は、Ｚ軸テーブル３８に連結され、先端にガラス製の第２キャピラリ３５が取り付けられている。第２ピペット保持部材３４は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル３６とＺ軸テーブル３８の移動に従って３次元空間を移動領域として移動し、試料保持部材１１に収容された試料を人工操作することが可能である。すなわち、第２マニピュレータ１６は、微小操作対象物の操作（穿孔など）に用いられる試料操作用マニピュレータであり、第２キャピラリ３５は、試料操作用キャピラリである。
【００３２】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル３６とＺ軸テーブル３８は、第２ピペット保持部材３４を、試料保持部材１１に収容された試料などの操作位置まで粗動駆動する粗動機構（３次元軸移動テーブル）として構成されている。また、Ｚ軸テーブル３８と第２ピペット保持部材３４との連結部は、ナノポジショナとして微動機構４４を備えている。微動機構４４は、第２ピペット保持部材３４を設置している方向へ自在に移動可能に支持するとともに、さらに、第２ピペット保持部材３４をその長手方向（軸方向）に沿って微動駆動するように構成されている。
【００３３】
微動機構４４は、例えば、第２ピペット保持部材３４を支持する転がり軸受（図示しない）と、第２ピペット保持部材３４の長手方向の位置を変化させる圧電素子（図示しない）とを備えたものを用いることができる。圧電素子は、印加される電圧に応じて、第２ピペット保持部材３４の長手方向に沿って伸縮し、第２ピペット保持部材３４を微動させることができる。なお、微動機構４４の構成は上記のものに限定されない。また、微動機構４４は、試料操作用の第２マニピュレータ１６に設けられるとしているが、試料保持用の第１マニピュレータ１４にも設けても良く、省略することも可能である。
【００３４】
図１に示すように、コントローラ４３には、第１入力部として、第１ジョイスティック４７及び第２ジョイスティック４９が接続されており、第２入力部として第１ボタンスイッチ５１及び第２ボタンスイッチ５３が接続されている。本実施形態において、第１ボタンスイッチ５１は、第１ジョイスティック４７と一体に設けられており、第２ボタンスイッチ５３は、第２ジョイスティック４９と一体に設けられている。第１ジョイスティック４７及び第１ボタンスイッチ５１は、主に第１マニピュレータ１４を操作するための入力部であり、第２ジョイスティック４９及び第２ボタンスイッチ５３は、主に第２マニピュレータ１６を操作するための入力部である。
【００３５】
コントローラ４３は、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの操作等による入力信号及び第２ジョイスティック４９のハンドル４９ｅの操作等による入力信号に基づいて、駆動装置３０、３２、４０、４２の駆動を制御する駆動信号４３ａ、４３ｂ、４３ｄ、４３ｅ、微動機構４４を駆動させる駆動信号４３ｃ、４３ｆを出力する。
【００３６】
なお、本実施形態において、第１マニピュレータ１４及び第２マニピュレータ１６に対して、それぞれ１つずつ第１ジョイスティック４７と第２ジョイスティック４９とが設けられているが、これに限定されない。１つのジョイスティックで、第１マニピュレータ１４、第２マニピュレータ１６及び顕微鏡ユニット１２の操作を行ってもよく、あるいは３本以上のジョイスティックで各種操作を行うものであってもよい。
【００３７】
第１マニピュレータ１４と第２マニピュレータ１６とは、ほぼ同一構成であり、第１ジョイスティック４７と第２ジョイスティック４９とは、ほぼ同一構成であり、第１ボタンスイッチ５１と第２ボタンスイッチ５３とは、ほぼ同一構成である。以下、第１マニピュレータ１４、第１ジョイスティック４７及び第１ボタンスイッチ５１を例に挙げて説明する。
【００３８】
図２は、ジョイスティックの一例を示す斜視図である。図２に示すように、第１ジョイスティック４７は、基台４７ｆと、基台４７ｆから直立するハンドル４７ｅと、基台４７ｆに設けられた複数の第１ボタンスイッチ５１ａ〜５１ｆとを有する。ハンドル４７ｅの上部には、並んで配置された複数のスイッチ４７ａ、４７ｂ、４７ｃと、さらにその上部に配置された４方向や８方向の多方向ハットスイッチ４７ｄと、複数のスイッチ４７ａ、４７ｂ、４７ｃの反対側に配置されたトリガスイッチ４７ｇとが設けられている。
【００３９】
操作者は、例えば、ハンドル４７ｅを傾斜させることで第１マニピュレータ１４のＸＹ駆動を行うことができ、ハンドル４７ｅをねじることで第１マニピュレータ１４のＺ駆動を行うことができる。本実施形態において、ハンドル４７ｅの位置（傾斜方向、傾斜角度及びねじり回転位置）に対応して、第１マニピュレータ１４の位置、すなわち第１キャピラリ２５の先端位置が移動する。第１ジョイスティック４７は、操作者が操作途中にハンドル４７ｅを傾けた状態で手をハンドル４７ｅから放した場合、ハンドル４７ｅは、自動で中立位置に戻らず傾いた状態を維持する。また、第１マニピュレータ１４の位置は、ハンドル４７ｅを傾けた状態に対応する位置で静止する。
【００４０】
なお、本実施形態において、「マニピュレータの位置」は、微小操作対象物の保持や操作を行う第１キャピラリ２５又は第２キャピラリ３５の先端位置を示し、「マニピュレータの座標」は、第１キャピラリ２５又は第２キャピラリ３５の先端位置をＸＹＺ直交座標系で表したものである。マニピュレータの座標は、例えば、図１に示す互いに直交するＸｍ軸、Ｙｍ軸、Ｚｍ軸で表される座標を設定してもよい。また、ジョイスティックの「ハンドルの位置」は、ハンドルの傾斜方向、傾斜角度及びハンドルのねじり回転位置を含む。「ハンドルの座標」とは、ハンドルの位置をＸＹＺ直交座標系で表したものであり、図２に示す互いに直交するＸｊ軸、Ｙｊ軸、Ｚｊ軸で表される座標を設定してもよい。例えば、基台４７ｆの底面と平行な面内において、直交する軸をＸｊ軸、Ｙｊ軸とし、基台４７ｆの底面と直交する軸をＺｊ軸としてもよい。ハンドルの座標（Ｘｊ、Ｙｊ、Ｚｊ）は、マニピュレータの座標（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）と対応する座標である。
【００４１】
複数のスイッチ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、多方向ハットスイッチ４７ｄには、顕微鏡ユニット１２（図１参照）や微動機構４４（図１参照）の駆動等の各種操作機能が割り当てられる。
【００４２】
例えば、第１マニピュレータ１４に関しては、多方向ハットスイッチ４７ｄの上方向、下方向ボタンを押すと、顕微鏡ユニット１２の焦点合わせ機構が駆動し、顕微鏡２０の焦点合わせができ、右方向、左方向ボタンを押すと、細胞等の微小操作対象物に対するＸＹ平面回転、ＹＺ平面回転を行うことができる。また、スイッチ４７ｂ、４７ｃはシリンジ調整のためのものであり、スイッチ４７ｂ、４７ｃの１つを押すと、シリンジポンプによる第１キャピラリ２５の吸引圧（陰圧）を調節できる。また、例えば、スイッチ４７ａを用いて、第１マニピュレータ１４及び第２マニピュレータ１６に対し自動でシーケンス駆動を行わせることができる。
【００４３】
また、第２マニピュレータ１６に関しては、多方向ハットスイッチ４７ｄを用いてモータ駆動によるＸＹ平面における微動を制御でき、スイッチ４７ｂ、４７ｃはシリンジ調整のためのものであり、スイッチ４７ａは穿孔駆動のオン・オフ制御のためのものである。
【００４４】
複数の第１ボタンスイッチ５１ａ〜５１ｆは、第１マニピュレータ１４の位置を記憶する位置記憶操作と、記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４のＸＹ駆動及びＺ駆動を行う記憶位置移動操作が割り当てられる。例えば、第１ボタンスイッチ５１ａを押すことで、そのときの第１マニピュレータ１４の位置をＸＹＺ座標として記憶する。また、微小操作対象物について所定の操作を行った後、第１ボタンスイッチ５１ｄを押すことで、第１マニピュレータ１４の位置を記憶されたマニピュレータ記憶位置に移動させることができる。第１ボタンスイッチ５１ａ、５１ｂ、５１ｃにそれぞれ異なる位置の位置記憶操作を割り当てることができ、第１ボタンスイッチ５１ｄ、５１ｅ、５１ｆにより、それぞれ異なる記憶位置移動操作を割り当てることができる。なお、第１ボタンスイッチ５１ａ〜５１ｆは、第１ジョイスティック４７と一体に設けられているが、これに限定されるものではなく、第１ジョイスティック４７と別体に設けてもよい。
【００４５】
以上のように、本実施形態のマニピュレーションシステム１０は、ハンドル４７ｅの位置に対応する位置に第１マニピュレータ１４を移動させるための第１ジョイスティック４７と、第１マニピュレータ１４の位置を記憶し、記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４を移動させるための第１ボタンスイッチ５１ａ〜５１ｆとを有する。
【００４６】
次に、コントローラ４３による制御について図３を参照して説明する。図３は、マニピュレーションシステムの制御ブロック図である。
【００４７】
コントローラ４３は、制御部４６Ａと、演算部４６Ｂと、記憶部４６Ｃと、画像演算部８１とを備える。演算部４６Ｂは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、記憶部４６Ｃは、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭなどである。
【００４８】
第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅ（図２参照）が操作されると、第１ジョイスティック４７から制御部４６Ａに第１移動指令信号が入力される。第１移動指令信号は、ハンドル４７ｅの位置に対応する位置に第１マニピュレータ１４を移動させるための信号である。演算部４６Ｂは、制御部４６Ａから第１移動指令信号を受け取って、第１マニピュレータ１４のＸＹ駆動信号及びＺ駆動信号を演算し、制御部４６Ａに出力する。制御部４６Ａは、第１マニピュレータ１４に駆動信号を出力して駆動装置３０、駆動装置３２の駆動制御を行う。これにより、第１マニピュレータ１４は、ハンドル４７ｅの位置に対応する位置に移動する。
【００４９】
第２ジョイスティック４９のハンドル４９ｅが操作された場合も同様に、制御部４６Ａは、第２マニピュレータ１６に駆動信号を出力して駆動装置４０、駆動装置４２の駆動制御を行う。これにより、第２ジョイスティック４９のハンドル４９ｅの位置に対応する位置に第２マニピュレータ１６が移動する。
【００５０】
第１ボタンスイッチ５１（例えば図２に示す第１ボタンスイッチ５１ａ〜５１ｃ）が操作され、第１マニピュレータ１４の位置を記憶する位置記憶操作が行われた場合、位置記憶信号が制御部４６Ａに入力される。制御部４６Ａは、第１マニピュレータ１４の駆動装置３０からＸＹ座標を取得し、駆動装置３２からＺ座標を取得する。記憶部４６Ｃは、第１マニピュレータ１４の位置情報を、操作された第１ボタンスイッチ５１ａ〜５１ｃと関連付けて、ＸＹＺ座標として記憶する。
【００５１】
第１ボタンスイッチ５１（例えば図２に示す第１ボタンスイッチ５１ｄ〜５１ｆ）が操作され、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４を移動させる記憶位置移動操作が行われた場合、第１ボタンスイッチ５１から第２移動指令信号が制御部４６Ａに入力される。第２移動指令信号は、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４を移動させるための信号である。制御部４６Ａは、操作された第１ボタンスイッチ５１ｄ〜５１ｆに対応するマニピュレータ記憶位置を記憶部４６Ｃから取得する。演算部４６Ｂは、マニピュレータ記憶位置の情報を受け取って第１マニピュレータ１４のＸＹ駆動信号及びＺ駆動信号を演算し、制御部４６Ａに出力する。制御部４６Ａは、第１マニピュレータ１４に駆動信号を出力して駆動装置３０、駆動装置３２の駆動制御を行う。これにより、第１マニピュレータ１４の位置が、操作された第１ボタンスイッチ５１ｄ〜５１ｆに対応するマニピュレータ記憶位置に移動する。
【００５２】
第２ボタンスイッチ５３が操作された場合も同様に、第２マニピュレータ１６の位置を記憶する位置記憶操作と、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置に第２マニピュレータ１６を移動させる記憶位置移動操作が行われる。
【００５３】
なお、制御部４６Ａ及び演算部４６Ｂは、第１マニピュレータ１４と第２マニピュレータ１６のＸＹＺ駆動のみならず、スイッチ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、多方向ハットスイッチ４７ｄ（図２参照）が操作された場合に、それぞれに割り当てられた機能に応じて、シリンジポンプ２９、微動機構４４、注入ポンプ３９、焦点合わせ機構１９等の各種制御を行う。
【００５４】
また、コントローラ４３は、画像入力部８２、画像処理部８３、画像出力部８４、位置検出部８５を含む画像演算部８１を有する。画像入力部８２は、顕微鏡２０を通してカメラ１８で撮像した顕微鏡視野の画像信号が入力され、画像処理部８３は、画像入力部８２からの画像信号について画像処理を行う。画像出力部８４は、画像処理前後の画像情報を表示部４５へと出力する。位置検出部８５は、カメラ１８で撮像された微小操作対象物の細胞等の位置や第１キャピラリ２５及び第２キャピラリ３５の位置等を画像処理後の画像情報に基づいて検出する。位置検出部８５で検出された位置に関する情報は、記憶部４６Ｃに記憶される。各部が制御部４６Ａにより制御されるようになっている。
【００５５】
次に、本実施形態のマニピュレーションシステムの制御方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。図５は、第１実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するための説明図である。図５左図は、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置をＸＹ座標で模式的に示したものであり、図５右図は、第１マニピュレータ１４の位置（第１ピペット保持部材２４に取り付けられた第１キャピラリ２５の先端の位置）をＸＹ座標で模式的に示したものである。
【００５６】
初期状態において、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅは中立位置であり、ハンドル４７ｅの座標（Ｘｊ、Ｙｊ、Ｚｊ）は原点座標（０、０、０）である。また、第１マニピュレータ１４の座標（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）も原点座標（０、０、０）である（図５、ステップＳ１０）。なお、本実施形態において「中立位置」とは、ハンドル４７ｅの位置をＸＹＺ座標で表したときに、ハンドル４７ｅが初期状態の原点座標（０、０、０）に位置する場合を示す。なお、「中立位置」は、ハンドル４７ｅの位置をＸＹ座標で表したときの座標（０、０）としてもよい。
【００５７】
ハンドル４７ｅの入力操作が行われ（図４のステップＳ１１、Ｙｅｓ）、ハンドル４７ｅの位置が、ハンドル４７ｅの座標（Ｘｊ、Ｙｊ、Ｚｊ）＝（ａ１１、ｂ１１、ｃ１１）に移動した場合、第１ジョイスティック４７から第１移動指令信号が制御部４６Ａに入力される。制御部４６Ａの駆動信号に基づいて駆動装置３０、駆動装置３２が駆動し、第１マニピュレータ１４は、ハンドル４７ｅの座標（ａ１１、ｂ１１、ｃ１１）に対応するマニピュレータ座標（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）＝（Ａ１１、Ｂ１１、Ｃ１１）に移動する（ステップＳ１２）。
【００５８】
ハンドル４７ｅが座標（ａ１１、ｂ１１、ｃ１１）に位置する状態で、ハンドル４７ｅの操作が行われず（ステップＳ１１、Ｎｏ）、ボタンスイッチ操作も行われない場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、ハンドル４７ｅは座標（ａ１１、ｂ１１、ｃ１１）に位置し、第１マニピュレータ１４は座標（Ａ１１、Ｂ１１、Ｃ１１）に位置する状態で、入力操作待ちとなる。
【００５９】
次に、第１ボタンスイッチ５１（図３参照）の操作が行われた場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、第１ボタンスイッチ５１から制御部４６Ａに第２移動指令信号が入力される。このとき、制御部４６Ａは、ハンドル４７ｅによる入力操作を実行不可にする（ステップＳ１４）。すなわち、制御部４６Ａは、第１ジョイスティック４７の第１移動指令信号に基づく第１マニピュレータ１４の駆動信号の出力を規制する。よって、操作者がハンドル４７ｅを操作して、ハンドル４７ｅの位置が座標（ａ１１、ｂ１１、ｃ１１）から変位した場合であっても、制御部４６Ａは駆動信号を出力せず、第１マニピュレータ１４の移動が規制される。
【００６０】
制御部４６Ａは、第１ボタンスイッチ５１から第２移動指令信号を受け取ると、第１マニピュレータ１４をマニピュレータ記憶位置に移動させる駆動信号を出力し、駆動装置３０、駆動装置３２を駆動させる。第１マニピュレータ１４は、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置（例えば、座標（Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２））に移動する（ステップＳ１５）。この場合、ハンドル４７ｅは座標（ａ１１、ｂ１１、ｃ１１）に位置しており、ハンドル４７ｅの位置と第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れる。
【００６１】
制御部４６Ａは、第１ジョイスティック４７からハンドル４７ｅの位置に関する情報を取得して、ハンドル位置が中立かどうかを判断する（ステップＳ１６）。ハンドル４７ｅが中立位置でない場合（ステップＳ１６、Ｎｏ）、ハンドル４７ｅによる入力操作は、実行不可の状態が維持される。仮に、第１マニピュレータ１４の位置とハンドル４７ｅの位置との対応関係が崩れた状態で、ハンドル４７ｅによる操作を可能とした場合、第１マニピュレータ１４は、マニピュレータ記憶位置から、ハンドル４７ｅの位置に対応する位置に直接移動することとなり、ハンドル４７ｅの変位量に応じて移動しない。したがって、操作者が意図する移動が行われず、第１マニピュレータ１４の誤動作が生じる可能性がある。本実施形態のマニピュレーションシステム１０の制御方法によれば、第１ボタンスイッチ５１の操作により第１マニピュレータ１４の位置とハンドル４７ｅの位置との対応関係が崩れた場合に、ハンドル４７ｅの操作による第１マニピュレータ１４の移動が規制されるため、誤動作が抑制される。
【００６２】
なお、ハンドル４７ｅが中立位置でない場合であってもハンドル４７ｅの操作以外の操作は可能であり、さらに別のマニピュレータ記憶位置に移動させる第１ボタンスイッチ５１の操作を実行してもよい（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）。
【００６３】
操作者の操作により、ハンドル４７ｅが中立位置となった場合（ステップＳ１６、Ｙｅｓ）、制御部４６Ａは、ハンドル４７ｅの座標を更新する（ステップＳ１８）。図５に示すように、ハンドル４７ｅの座標（０、０、０）を、第１マニピュレータ１４の座標（Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２）に対応する座標（ａ１２、ｂ１２、ｃ１２）に置き換えて、ハンドル４７ｅの座標と第１マニピュレータ１４の座標とを対応させる。この際、ハンドル４７ｅの中立位置の座標が、座標（ａ１２、ｂ１２、ｃ１２）に更新され、ハンドル４７ｅの位置が中立であるかどうかの判断は、更新された座標（ａ１２、ｂ１２、ｃ１２）を基準に判断される。
【００６４】
その後、制御部４６Ａは、ハンドル４７ｅの操作による第１マニピュレータ１４の移動を可能とする（ステップＳ１９）。このように、本実施形態のマニピュレーションシステム１０は、ハンドル４７ｅが所定の入力操作位置である場合に、ハンドル４７ｅの操作による第１マニピュレータ１４の移動を可能とする。これにより、ハンドル４７ｅの位置と第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れた場合に、ハンドル４７ｅの操作による第１マニピュレータ１４の移動が規制され、第１マニピュレータ１４の誤動作が抑制される。
【００６５】
図４に示すステップＳ１１に戻って、操作者がハンドル４７ｅを操作し、ハンドル４７ｅの座標をＸＹＺ方向にそれぞれΔａ、Δｂ、Δｃだけ変位させる操作を行った場合、ハンドル４７ｅの位置は座標（ａ１２、ｂ１２、ｃ１２）から座標（ａ１３、ｂ１３、ｃ１３）に移動する（図５、ステップＳ１１−２、Ｓ１２−２）。ここで、ａ１３＝ａ１２＋Δａ、ｂ１３＝ｂ１２＋Δｂ、ｃ１３＝ｃ１２＋Δｃである。
【００６６】
制御部４６Ａは、第１ジョイスティック４７から第１移動指令信号を受け取ると、ハンドル４７ｅの位置に応じた駆動信号を駆動装置３０、駆動装置３２に出力して第１マニピュレータ１４を移動させる。第１マニピュレータ１４は、マニピュレータ記憶位置の座標（Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２）から、ハンドル４７ｅの変位量Δａ、Δｂ、Δｃに対応する変位量ΔＡ、ΔＢ、ΔＣだけ移動して、第１マニピュレータ１４は座標（Ａ１３、Ｂ１３、Ｃ１３）に位置する（図５、ステップＳ１１−２、Ｓ１２−２）。ここで、Ａ１３＝Ａ１２＋ΔＡ、Ｂ１３＝Ｂ１２＋ΔＢ、Ｃ１３＝Ｃ１２＋ΔＣである。
【００６７】
本実施形態において、ハンドル４７ｅが中立位置となった場合に、ハンドル４７ｅの座標を更新して、ハンドル４７ｅの座標と第１マニピュレータ１４の座標とを対応させる。これにより、ハンドル４７ｅの位置と、第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れた場合であっても、ハンドル４７ｅの変位量に応じて第１マニピュレータ１４を移動させることができるため、第１マニピュレータ１４の誤動作を抑制することが可能である。
【００６８】
なお、本実施形態において、ハンドル４７ｅが中立位置であるか否かを判断して、ハンドル４７ｅの操作の再開及びハンドル４７ｅの座標の更新を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、ハンドル４７ｅの操作を再開可能とする所定のハンドル４７ｅの座標を設定し、操作者がハンドル４７ｅをその座標に操作するような指示を、表示部４５（図３参照）に表示してもよい。
【００６９】
また、中立位置の近傍、すなわち、初期状態における原点座標（０、０、０）の近傍に、ハンドル４７ｅの入力操作位置が変化しても、第１マニピュレータ１４を移動させない領域である不感帯領域を有することが好ましい。不感帯領域とは、制御部４６Ａが第１移動指令信号を受け取っても駆動信号を出力しない、若しくは、第１ジョイスティック４７が第１移動指令信号を出力しない領域である。これにより、第１ジョイスティック４７による誤動作が抑制される。また、中立位置の近傍の不感帯領域にハンドル４７ｅの位置を戻すことが容易となり、ハンドル４７ｅの操作を実行可能とする操作を容易に行うことができる。
【００７０】
また、図４及び図５では、第１ジョイスティック４７による第１マニピュレータ１４の操作について示したが、第２ジョイスティック４９による第２マニピュレータ１６の操作についても同様である。
【００７１】
以上のように、本実施形態のマニピュレーションシステム１０によれば、微小な対象物を操作する第１マニピュレータ１４と、入力操作位置（ハンドル４７ｅの位置）に対応するマニピュレータ位置に第１マニピュレータ１４を移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部（第１ジョイスティック４７）と、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４を移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部（第１ボタンスイッチ５１）と、を有し、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置である場合に、第１ジョイスティック４７の操作による第１マニピュレータ１４の移動を可能とする。
【００７２】
また、本実施形態のマニピュレーションシステム１０の制御方法によれば、第１ジョイスティック４７の第１移動指令信号に基づいて、ハンドル４７ｅの位置に対応するマニピュレータ位置に第１マニピュレータ１４を移動させる第１移動ステップ（ステップＳ１２）と、第１ボタンスイッチ５１の第２移動指令信号に基づいて、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４を移動させる第２移動ステップ（ステップＳ１５）と、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置である場合に、第１移動ステップを可能にする移動操作有効化ステップ（ステップＳ１９）とを有する。
【００７３】
この構成によれば、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置である場合に、第１ジョイスティック４７による操作が可能となる。したがって、ハンドル４７ｅの位置と第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れた場合に、第１ジョイスティック４７の操作による第１マニピュレータ１４の移動が規制され、第１マニピュレータ１４の誤動作を抑制することが可能である。
【００７４】
また、本実施形態によれば、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置（例えば中立位置）である場合に、ハンドル４７ｅの座標と第１マニピュレータ１４の座標とを対応させる。この構成によれば、ハンドル４７ｅの位置と、第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れた場合であっても、所定の入力操作位置でハンドル４７ｅの座標と第１マニピュレータ１４の座標とを対応させることができる。したがって、ハンドル４７ｅの位置の変位量に応じて第１マニピュレータ１４が移動するため、第１マニピュレータ１４の誤動作を抑制することができる。
【００７５】
本実施形態において、第１マニピュレータ１４が第１ボタンスイッチ５１の操作により移動した場合、第１ジョイスティック４７の操作による第１マニピュレータ１４の移動が規制される。つまり、ハンドル４７ｅの位置を中立位置に戻さないと、第１ジョイスティック４７による操作を行うことができない。この構成によれば、第１ボタンスイッチ５１の操作により第１マニピュレータ１４がマニピュレータ記憶位置に移動して、第１マニピュレータ１４の位置と第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置との対応関係が崩れた場合に、第１ジョイスティック４７の操作が規制されるため、第１マニピュレータ１４の誤動作が抑制される。
【００７６】
ハンドル４７ｅの位置をＸＹＺ直交座標系で表したときに、所定の入力操作位置はＸＹＺ直交座標系の原点である。これによれば、操作者がハンドル４７ｅの位置を中立位置にしたときに、ハンドル４７ｅの座標が原点となるため、容易に第１ジョイスティック４７による操作を有効化することができる。
【００７７】
本実施形態において、第１入力部は、ハンドル４７ｅの位置に対応して入力操作位置を入力可能な第１ジョイスティック４７である。これによれば、操作者は、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅを操作して、容易に第１マニピュレータ１４を操作することができる。
【００７８】
また、本実施形態において、第１ジョイスティック４７は、所定の入力操作位置の近傍において、ハンドル４７ｅの入力操作位置が変化しても、第１マニピュレータ１４を移動させない領域である不感帯領域を有する。これによれば、確実に第１マニピュレータ１４の誤動作が抑制される。また、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅを操作して所定の入力操作位置にすることが容易であるため、第１ジョイスティック４７による第１マニピュレータ１４の操作を再開させるための操作を容易に行うことができる。
【００７９】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するためのフローチャートである。図７は、第２実施形態に係るマニピュレーションシステムの制御方法を説明するための説明図である。なお、図７左図は、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置をＸＹ座標で模式的に示したものであり、図７右図は、第１マニピュレータ１４の位置をＸＹ座標で模式的に示したものである。
【００８０】
ハンドル４７ｅの操作が行われ（ステップＳ２１、Ｙｅｓ）、ハンドル４７ｅの位置が（ａ２１、ｂ２１、ｃ２１）に移動した場合、第１ジョイスティック４７から第１移動指令信号が制御部４６Ａに入力される。制御部４６Ａの駆動信号に基づいて駆動装置３０、駆動装置３２が駆動し、第１マニピュレータ１４は、ハンドル４７ｅの座標（ａ２１、ｂ２１、ｃ２１）に対応する座標（Ａ２１、Ｂ２１、Ｃ２１）に移動する（ステップＳ２２）。また、ハンドル４７ｅの操作が行われない場合（ステップＳ２１、Ｎｏ）、第１マニピュレータ１４の位置は移動しない。
【００８１】
制御部４６Ａは、第１ジョイスティック４７からハンドル４７ｅの位置に関する情報を取得して、ハンドル位置が中立かどうかを判断する（ステップＳ２３）。図７のステップＳ２１、Ｓ２２に示すように、ハンドル４７ｅの位置が中立でない場合（図６のステップＳ２３、Ｎｏ）、制御部４６Ａは第１ボタンスイッチ５１の操作を実行不可にする（ステップＳ２４）。すなわち、制御部４６Ａは、第１ボタンスイッチ５１から第２移動指令信号を受け取っても、マニピュレータ記憶位置に移動させる駆動信号を駆動装置３０、３２に出力しない。又は、第１ボタンスイッチ５１は、入力操作された場合であっても第２移動指令信号を出力しない。
【００８２】
このように、ハンドル４７ｅの位置が中立でない場合に、第１ボタンスイッチ５１の操作を規制することにより、第１マニピュレータ１４のマニピュレータ記憶位置への移動が規制される。したがって、ハンドル４７ｅの位置と第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れることを抑制して、第１マニピュレータ１４の誤動作を抑制することができる。
【００８３】
図６のステップＳ２１に戻って、操作者がハンドル４７ｅの位置を中立に戻すと、第１ジョイスティック４７は原点座標（０、０、０）に移動する。制御部４６Ａは、ハンドル４７ｅの位置が中立である場合（ステップ２３、Ｙｅｓ）、第１ボタンスイッチ５１の操作を可能にする（ステップＳ２５）。
【００８４】
ハンドル４７ｅの位置が中立である場合に、第１ボタンスイッチ５１の操作が行われると（ステップＳ２６、Ｙｅｓ）、第１ボタンスイッチ５１から第２移動指令信号が制御部４６Ａに入力される。制御部４６Ａは、第２移動指令信号を受け取ると駆動信号を発生し、駆動装置３０、駆動装置３２を駆動させる。第１マニピュレータ１４は、記憶部４６Ｃ（図３参照）に記憶されたマニピュレータ記憶位置（Ａ２２、Ｂ２２、Ｃ２２）に移動する（ステップＳ２７）。このとき、ハンドル４７ｅは中立であり、原点座標（０、０、０）に位置するため、ハンドル４７ｅの位置と第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れる。なお、第１ボタンスイッチ５１の操作が可能である場合であっても、第１ボタンスイッチ５１の操作を行わず（ステップＳ２６、Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻ってハンドル４７ｅによる操作を行ってもよい。
【００８５】
制御部４６Ａは、第１ボタンスイッチ５１の第２移動指令信号に基づいて第１マニピュレータ１４の移動を実行した場合、ハンドル４７ｅの座標を更新する（ステップＳ２８）。すなわち、ハンドル４７ｅの座標（０、０、０）を、第１マニピュレータ１４の位置に対応する座標（ａ２２、ｂ２２、ｃ２２）に更新する。これにより、ハンドル４７ｅの座標と第１マニピュレータ１４の座標とが対応する。この際、ハンドル４７ｅの中立位置の座標が、座標（ａ２２、ｂ２２、ｃ２２）に更新され、ハンドル４７ｅの入力操作位置が中立であるかどうかの判断も、更新された座標（ａ２２、ｂ２２、ｃ２２）を基準に判断される。
【００８６】
その後、図６のステップＳ２１に戻ってハンドル４７ｅの操作が行われ、中立位置（ａ２２、ｂ２２、ｃ２２）からΔａ´、Δｂ´、Δｃ´だけハンドル４７ｅが変位して、座標（ａ２３、ｂ２３、ｃ２３）に移動した場合、第１マニピュレータ１４は、マニピュレータ記憶位置（Ａ２２、Ｂ２２、Ｃ２２）から、ハンドル４７ｅの変位量Δａ´、Δｂ´、Δｃ´にそれぞれ対応する変位量ΔＡ´、ΔＢ´、ΔＣ´だけ移動する。
【００８７】
本実施形態においても、ハンドル４７ｅが中立位置となった場合に、ハンドル４７ｅの座標を更新して、ハンドル４７ｅの座標と第１マニピュレータ１４の座標とを対応させる。これにより、ハンドル４７ｅの位置と、第１マニピュレータ１４の位置との対応関係が崩れた場合であっても、ハンドル４７ｅの位置に対応する位置に第１マニピュレータ１４を移動させることができるため、第１マニピュレータ１４の誤動作を抑制することが可能である。なお、図６及び図７では、第１ジョイスティック４７による第１マニピュレータ１４の操作について示したが、第２ジョイスティック４９による第２マニピュレータ１６の操作についても同様である。
【００８８】
以上のように、本実施形態のマニピュレーションシステム１０によれば、微小な対象物を操作する第１マニピュレータ１４と、入力操作位置（ハンドル４７ｅの位置）に対応する位置に第１マニピュレータ１４を移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部（第１ジョイスティック４７）と、記憶部４６Ｃに記憶されたマニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータ１４を移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部（第１ボタンスイッチ５１）と、を有し、第１ジョイスティック４７のハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置である場合に、第１ボタンスイッチ５１の操作による第１マニピュレータ１４の移動を可能とする。
【００８９】
また、ハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置にない場合、第１ボタンスイッチ５１の操作による第１マニピュレータ１４の移動が規制される。これによれば、ハンドル４７ｅの位置が所定の入力操作位置にない状態での第１マニピュレータ１４のマニピュレータ記憶位置への移動が規制される。したがって、第１マニピュレータ１４の位置とハンドル４７ｅの位置との対応関係が崩れることが抑制されるため、第１マニピュレータ１４の誤動作が抑制される。
【００９０】
上述の各実施形態において、第１入力部として第１ジョイスティック４７及び第２ジョイスティック４９を、第２入力部として第１ボタンスイッチ５１及び第２ボタンスイッチ５３を示したが、これに限定されない。第１入力部として、入力操作位置に対応する位置に第１マニピュレータを移動させることが可能な、マウスやスイッチ等の入力装置であってもよい。第２入力部として、マニピュレータ記憶位置に第１マニピュレータを移動させることが可能なダイヤルスイッチ等であってもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１０  マニピュレーションシステム
１１  試料保持部材
１２  顕微鏡ユニット
１４  第１マニピュレータ
１６  第２マニピュレータ
１８  カメラ
２２  試料ステージ
２４  第１ピペット保持部材
２５  第１キャピラリ
２６  Ｘ‐Ｙ軸テーブル
２８  Ｚ軸テーブル
３０  駆動装置
３２  駆動装置
３４  第２ピペット保持部材
３５  第２キャピラリ
３６  Ｘ‐Ｙ軸テーブル
３８  Ｚ軸テーブル
４０  駆動装置
４２  駆動装置
４３  コントローラ
４４  微動機構
４５  表示部
４６Ａ  制御部
４６Ｂ  演算部
４６Ｃ  記憶部
４７  第１ジョイスティック
４９  第２ジョイスティック
５１  第１ボタンスイッチ
５３  第２ボタンスイッチ
８１  画像演算部
【図１】
2016163401.tif 000003
【図２】
2016163401.tif 000004
【図３】
2016163401.tif 000005
【図４】
2016163401.tif 000006
【図５】
2016163401.tif 000007
【図６】
2016163401.tif 000008
【図７】
2016163401.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月30日(2017.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小な対象物を操作するマニピュレータと、
入力操作位置に対応するマニピュレータ位置に前記マニピュレータを移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部と、
記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部と、を有し、
前記第１入力部の操作が規制された状態で前記マニピュレータが前記第２入力部の操作により移動した後であって、前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置にない場合、前記第１入力部の操作による前記マニピュレータの移動が規制され、
前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記第１入力部の操作による前記マニピュレータの移動を可能とするマニピュレーションシステム。
【請求項２】
微小な対象物を操作するマニピュレータと、
入力操作位置に対応するマニピュレータ位置に前記マニピュレータを移動させる第１移動指令信号を発生する第１入力部と、
記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動指令信号を発生する第２入力部と、を有し、
前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置にない場合、前記第２入力部の操作による前記マニピュレータの移動が規制され、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記第２入力部の操作による前記マニピュレータの移動を可能とし、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にある状態で、前記マニピュレータは前記第２入力部の操作により移動するマニピュレーションシステム。
【請求項３】
前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記入力操作位置の座標と、前記マニピュレータ位置の座標とを対応させる請求項１又は請求項２に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項４】
前記第１移動指令信号又は前記第２移動指令信号を受け取って、前記マニピュレータを移動させる駆動信号を出力する制御装置を含む請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項５】
前記入力操作位置をＸＹＺ直交座標系で表したときに、前記所定の入力操作位置は前記ＸＹＺ直交座標系の原点である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項６】
前記第１入力部は、ハンドルの操作により前記入力操作位置を入力可能なジョイスティックである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項７】
前記第１入力部は、前記所定の入力操作位置の近傍において、前記入力操作位置が変化しても、前記マニピュレータを移動させない領域である不感帯領域を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマニピュレーションシステム。
【請求項８】
第１入力部の第１移動指令信号に基づいて、前記第１入力部の入力操作位置に対応するマニピュレータ位置にマニピュレータを移動させる第１移動ステップと、
前記第１入力部の操作が規制された状態で、第２入力部の第２移動指令信号に基づいて、記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動ステップと、
前記第２移動ステップを実行した後であって、前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置にない場合、前記第１移動ステップの実行を規制し、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記第１移動ステップを実行可能にする移動操作有効化ステップとを有するマニピュレーションシステムの制御方法。
【請求項９】
第１入力部の第１移動指令信号に基づいて、前記第１入力部の入力操作位置に対応するマニピュレータ位置にマニピュレータを移動させる第１移動ステップと、
前記第１入力部の前記入力操作位置が所定の入力操作位置にある状態で、第２入力部の第２移動指令信号に基づいて、記憶部に記憶されたマニピュレータ記憶位置に前記マニピュレータを移動させる第２移動ステップと、
前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置にない場合、前記第２移動ステップの実行を規制し、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記第２移動ステップを実行可能にする移動操作有効化ステップとを有するマニピュレーションシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記移動操作有効化ステップにおいて、前記第１入力部の前記入力操作位置が前記所定の入力操作位置である場合に、前記入力操作位置の座標と前記マニピュレータ位置の座標とを対応させる請求項８又は請求項９に記載のマニピュレーションシステムの制御方法。
【国際調査報告】
2016163401.tif 000010
2016163401.tif 000011
2016163401.tif 000012
2016163401.tif 000013