JP3219469B2 - Optically manipulator and method of driving the same - Google Patents
Optically manipulator and method of driving the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、微粒子や細胞等の微小
なものを破壊することなく、非接触でハンドリングする
ことができる光操作型マニピュレータ及びその駆動方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optically manipulator capable of handling non-contact fine particles, such as fine particles and cells, without destroying them, and a method of driving the manipulator.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、静電アクチュエータは固定子(ま
たは移動子)に電極を持ち、この電極に所定の高電圧を
印加し、それによって発生する固定子と移動子間の電荷
の吸引力、もしくは反発力を利用して移動子を駆動する
ようになっている(例えば、特開平4−50787号参
照)。2. Description of the Related Art Conventionally, an electrostatic actuator has an electrode on a stator (or a moving element), applies a predetermined high voltage to this electrode, and generates an attraction force of electric charge between the stator and the moving element generated by the electrode. Alternatively, the moving element is driven by using a repulsive force (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-50787).
【0003】また、細胞等の微小なものをハンドリング
する方法としては、レーザートラップがある。これは微
粒子にエネルギー密度の高いレーザー光を照射すると、
光電界中の微粒子が誘電分極を起こし、双極子モーメン
トが発生することにより、電場の最大の点(レーザー強
度が最大の点)に引き寄せられ、レーザー光に微粒子が
引っ掛かったような効果が発生する。この効果を利用し
て細胞等の微粒子のハンドリングを行うようにしている
(日経サイエンス 1992年4月号 P.62〜74
参照)。As a method for handling minute objects such as cells, there is a laser trap. This is because when irradiating fine particles with laser light with high energy density,
The particles in the optical electric field undergo dielectric polarization, and a dipole moment is generated, whereby the particles are attracted to the maximum point of the electric field (the point where the laser intensity is the maximum), and an effect occurs as if the particles were caught by the laser light. . This effect is used to handle fine particles such as cells (Nikkei Science, April 1992, pp. 62-74).
reference).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た電極に高電圧を印加して静電力を発生する場合、より
大きな静電力を得るには、電極のピッチを小さくする必
要がある。しかし、電極ピッチが小さいものに高電圧を
印加すると、電極間で短絡又は放電が容易に起こってし
まう。また、移動子の形状、移動方向等で電極の構成を
変える必要があり不便であった。However, when a high voltage is applied to the above-mentioned electrodes to generate an electrostatic force, it is necessary to reduce the pitch of the electrodes in order to obtain a larger electrostatic force. However, when a high voltage is applied to an electrode having a small electrode pitch, a short circuit or discharge easily occurs between the electrodes. In addition, it is necessary to change the configuration of the electrodes depending on the shape of the moving element, the moving direction, and the like, which is inconvenient.
【0005】一方、レーザートラップの場合、移動対象
の大きさが限定され、通常、微粒子1つに対して、レー
ザーが1本必要であり、複数の粒子を同時に駆動するに
は複数本のレーザーが必要になる。また、レーザーの波
長・パワーによっては対象物の性質が変化したり、破壊
される場合がある。On the other hand, in the case of a laser trap, the size of the object to be moved is limited. Usually, one laser is required for each fine particle, and a plurality of lasers are required to simultaneously drive a plurality of particles. Will be needed. Also, depending on the wavelength and power of the laser, the properties of the object may change or be destroyed.
【0006】本発明は、上記問題点を除去し、光による
エネルギー伝達により移動子が駆動され、従来の静電ア
クチュエータのような微細な電極形成構造を必要とせ
ず、また、電極に伴う配線が不要であり、隔離された環
境において、的確なハンドリングが可能である、光操作
型マニピュレータ及びその駆動方法を提供することを目
的とする。According to the present invention, the above problems are eliminated, the movable element is driven by energy transfer by light, and a fine electrode forming structure is not required unlike a conventional electrostatic actuator. An object of the present invention is to provide a light-operated manipulator and a method of driving the manipulator, which are unnecessary and can be accurately handled in an isolated environment.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、光操作型マニピュレータにおいて、光起
電力効果を有する材料からなる固定部と、該固定部上に
設けられる溶液溜めと、該溶液溜め内に収容される観察
対象物と、前記固定部の底面に光を照射する光源と、該
光源のシフト手段とを具備し、前記光源からの光の照射
により前記固定部の自発分極により電荷を誘起させ、前
記観察対象物に該電荷と逆の電荷を帯電させ、前記光源
をシフトさせることにより、前記観察対象物を移動させ
るようにしたものである。In order to achieve the above object, an object of the present invention is to provide a light-operated manipulator, comprising: a fixing portion made of a material having a photovoltaic effect; and a solution reservoir provided on the fixing portion. An observation object contained in the solution reservoir, a light source for irradiating light to the bottom surface of the fixing unit , and a shift unit for the light source, and the light source irradiates the fixing unit with a light source. An electric charge is induced by polarization, the observation object is charged with a charge opposite to the electric charge, and the light source is shifted to move the observation object.
【0008】また、光起電力効果を有する材料からなる
固定部上に溶液溜めを設け、その溶液中に観察対象物を
収容し、前記固定部の底面に下方の光源より光を照射
し、前記固定部の自発分極により電荷を誘起させ、前記
観察対象物に該電荷と逆の電荷を帯電させて、初期設定
を行い、前記光源をシフトさせて、前記固定部の移動す
べき位置の自発分極により電荷を誘起させ、該電荷と前
記観察対象物の電荷との間にクーロン力を生じさせて前
記観察対象物を移動させるようにしたものである。Further, a solution reservoir is provided on a fixing portion made of a material having a photovoltaic effect, an object to be observed is accommodated in the solution, and light is irradiated from a lower light source onto a bottom surface of the fixing portion. A charge is induced by the spontaneous polarization of the fixed part, the observation object is charged with a charge opposite to the charge, initialization is performed, the light source is shifted, and a spontaneous polarization of a position to be moved of the fixed part is performed. To induce a charge, and generate a Coulomb force between the charge and the charge of the observation target to move the observation target.
【0009】更に、光起電力効果を有する材料からなる
固定部と、該固定部上に載置される移動子と、前記固定
部の底面に光を照射する光源と、該光源のシフト手段と
を具備し、前記光源からの光の照射により前記固定部の
自発分極により電荷を誘起させ、前記観察対象物に該電
荷と逆の電荷を帯電させ、前記光源をシフトさせること
により、前記移動子を移動させるようにしたものであ
る。Further, a fixed part made of a material having a photovoltaic effect, a movable member mounted on the fixed part , a light source for irradiating light to a bottom surface of the fixed part , and a shift means for the light source, By inducing a charge by the spontaneous polarization of the fixed portion by irradiating light from the light source, charging the object to be observed with a charge opposite to the charge and shifting the light source, the moving element Is moved.
【0010】[0010]
【作用】本発明によれば、上記のように、固定部の底面
に光を照射し分極を発生させ、それにより観察対象物又
は移動子に電荷を帯電させ、光源をシフトさせることに
より、観察対象物又は移動子と固定部間の電荷で発生す
る反発力又は吸引力(その両方)からなるクーロン力に
より、観察対象物又は移動子を移動させる。According to the present invention, as described above, the bottom surface of the fixed portion is irradiated with light to generate polarization, thereby charging the object to be observed or the moving element and shifting the light source. Thereby, the observation object or the moving element is moved by the Coulomb force including the repulsive force or the suction force (both of them) generated by the charge between the observation object or the moving element and the fixed portion.
【0011】特に、光源を走査する機構と光が照射され
ることにより光起電力効果が発生し、分極が起こる強誘
電性ポリマーフィルム又は強誘電性のセラミックスから
なる固定部と、その上に載置されハンドリングされるべ
き観察対象物又は移動子からなる。In particular, a fixing unit made of a ferroelectric polymer film or a ferroelectric ceramic, in which a mechanism for scanning a light source and irradiation with light causes a photovoltaic effect and polarization occurs, and is mounted on the fixing unit. It consists of an observation object or a moving element to be placed and handled.
【0012】したがって、この光操作型マニピュレータ
は光によるエネルギー伝達により、観察対象物又は移動
子が駆動されるので、従来の静電アクチュエータのよう
な微細な電極形成構造を必要とせず、また、電極に伴う
複雑な配線が不要であり、隔離された環境において、的
確なハンドリングが可能である。[0012] Therefore, in the optical manipulator, the object to be observed or the moving element is driven by energy transmission by light, so that a fine electrode forming structure unlike a conventional electrostatic actuator is not required. Therefore, complicated wiring is unnecessary, and accurate handling is possible in an isolated environment.
【0013】また、光走査にマスクや透過型液晶などを
使用することにより、その光の照射範囲・位置等を任意
に設定することができる。Further, by using a mask or a transmissive liquid crystal for optical scanning, the irradiation range and position of the light can be arbitrarily set.
【0014】更に、固定部上に複数の観察対象物をセッ
トして同時にハンドリングすることが可能となる。Further, it is possible to set a plurality of objects to be observed on the fixed part and to handle them simultaneously.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】図1は本発明の第1実施例を示す光操作型
マニピュレータを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a light-operated manipulator according to a first embodiment of the present invention.
【0017】この実施例では、溶液中の観察対象物とし
ての微粒子のハンドリングを行うようにしたものであ
る。In this embodiment, handling of fine particles as an object to be observed in a solution is performed.
【0018】この図に示すように、11は強誘電性ポリ
マーフィルム12からなる固定部であり、これをベース
として溶液溜め13が設けられ、その溶液溜め13内に
溶液14を溜めて、その溶液14中に観察対象物として
の微粒子15を有する。ここで、溶液14としては、電
界でイオン化されない不活性液体、例えば、フッ素系不
活性液体を用いることができる。As shown in FIG. 1, reference numeral 11 denotes a fixing portion made of a ferroelectric polymer film 12, and a solution reservoir 13 is provided based on the fixing portion. A solution 14 is stored in the solution reservoir 13, and 14 has fine particles 15 as an object to be observed. Here, as the solution 14, an inert liquid that is not ionized by an electric field, for example, a fluorine-based inert liquid can be used.
【0019】そこで、固定部11としての強誘電性ポリ
マーフィルム12は、光が照射されると厚み方向に分極
するように構成されている。Therefore, the ferroelectric polymer film 12 as the fixing portion 11 is configured to be polarized in the thickness direction when irradiated with light.
【0020】以下、この光操作型マニピュレータの駆動
方法について説明する。Hereinafter, a method of driving the optically-operated manipulator will be described.
【0021】まず、強誘電性ポリマーフィルム12に光
を照射し、厚み方向に分極を発生させる。それにより、
微粒子15に電荷が発生し、その微粒子15と強誘電性
ポリマーフィルム12間の電荷により吸引力が作用す
る。First, the ferroelectric polymer film 12 is irradiated with light to generate polarization in the thickness direction. Thereby,
Electric charges are generated in the fine particles 15, and an attractive force acts on the electric charges between the fine particles 15 and the ferroelectric polymer film 12.
【0022】その後、光源をスキャニングすると、その
強誘電性ポリマーフィルム12の分極がそれに伴い変化
するので、微粒子15が電荷の吸引力で駆動される。Thereafter, when the light source is scanned, the polarization of the ferroelectric polymer film 12 changes accordingly, so that the fine particles 15 are driven by the attraction of electric charges.
【0023】図2は本発明の第2実施例を示す光操作型
マニピュレータを示す概略図であり、図2(a)は光源
のスキャニングをポジマスクを用いて行う場合、図2
(b)は光源のスキャニングをネガマスクを用いて行う
場合を示している。なお、図1と同じ部分については、
同じ番号を付してその説明を省略している。FIG. 2 is a schematic view showing a light-operated manipulator according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2A shows a case where scanning of a light source is performed using a positive mask.
(B) shows a case where scanning of the light source is performed using a negative mask. In addition, about the same part as FIG.
The same numbers are given and their explanation is omitted.
【0024】光源のスキャニングをポジマスクを用いて
行う場合には、図2(a)に示すように、光源と強誘電
性ポリマーフィルム12との間に、そのフィルム12の
所望のエリアに光を照射するための孔22をあけたマス
ク21を挿入し、そのマスク21を移動させることによ
り、第1実施例と同じ原理で微粒子15を駆動させるも
のである。なお、16は上部のフィルムである。When the scanning of the light source is performed using a positive mask, a desired area of the film 12 is irradiated with light between the light source and the ferroelectric polymer film 12 as shown in FIG. The fine particles 15 are driven by the same principle as that of the first embodiment by inserting a mask 21 having holes 22 for making holes and moving the mask 21. Reference numeral 16 denotes an upper film.
【0025】また、光源のスキャニングをネガマスクを
用いて行う場合には、図2(b)に示すように、光源と
強誘電性ポリマーフィルム12との間に、そのフィルム
12の所望のエリアに光を照射するための孔32をあけ
たマスク31を挿入し、そのマスク31を移動させるこ
とにより、第1実施例と同じ原理で微粒子15を駆動さ
せるものである。When the scanning of the light source is performed using a negative mask, as shown in FIG. 2B, a light is applied to a desired area of the film 12 between the light source and the ferroelectric polymer film 12. A fine particle 15 is driven on the same principle as in the first embodiment by inserting a mask 31 having a hole 32 for irradiating the laser beam and moving the mask 31.
【0026】なお、固定部11としての強誘電性ポリマ
ーフィルム12に代えて、強誘電性セラミックスプレー
ト、例えばPLZT系セラミックスを用いても同様の効
果を奏することができる。The same effect can be obtained by using a ferroelectric ceramic plate, for example, a PLZT ceramic, instead of the ferroelectric polymer film 12 as the fixing portion 11.
【0027】図3は本発明の第3実施例を示す光操作型
マニピュレータを示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a light-operated manipulator according to a third embodiment of the present invention.
【0028】この実施例においては、光源のスキャニン
グに透過型液晶を用いた例を示している。This embodiment shows an example in which a transmission type liquid crystal is used for scanning a light source.
【0029】この図に示すように、図2で用いたマスク
の作用を透過型液晶41に置き換えたもので、強誘電性
ポリマーフィルム12に照射する光の範囲・位置を透過
型液晶41に、外部より印加される駆動信号により任意
に設定することができる。つまり、光の透過形状を任意
に変更させることにより、微粒子15の駆動をその光の
透過形状に対応させて任意に行うことができる。As shown in this figure, the function of the mask used in FIG. 2 is replaced by a transmissive liquid crystal 41, and the range and position of the light applied to the ferroelectric polymer film 12 are set to the transmissive liquid crystal 41. It can be set arbitrarily by a drive signal applied from the outside. That is, by arbitrarily changing the light transmission shape, the fine particles 15 can be driven arbitrarily in accordance with the light transmission shape.
【0030】更に、これにより、強誘電性ポリマーフィ
ルム12上で複数個の粒子を同時にハンドリングするこ
とも可能である。Further, this makes it possible to handle a plurality of particles on the ferroelectric polymer film 12 at the same time.
【0031】例えば、透過型液晶を用いて照射光のマス
キングをする場合、図4に示すように、同じ溶液中に種
類の違う微粒子が存在しても、図4(a)に示すよう
に、光照射エリアAには微粒子51を、光照射エリアB
には微粒子52をそれぞれ選択することができ、更に、
図4(b)に示すように、光照射エリアA′と光照射エ
リアB′へと縮小することにより、収集することができ
る。なお、40はマスクエリアを示している。For example, when masking irradiation light using a transmissive liquid crystal, as shown in FIG. 4, even if different types of fine particles are present in the same solution, as shown in FIG. The fine particles 51 are applied to the light irradiation area A, and the light irradiation area B
Can select the fine particles 52, respectively.
As shown in FIG. 4B, the data can be collected by reducing the light irradiation area A ′ and the light irradiation area B ′. Incidentally, reference numeral 40 denotes a mask area.
【0032】また、溶液溜め13の上部のフィルム16
を透明なものにすることにより、上方に顕微鏡又はCC
Dカメラ等の観察装置50(図3参照)を設置して、そ
の観察装置50でモニタしながら溶液14中の微粒子を
ハンドリングすることができる。The film 16 above the solution reservoir 13
Is transparent so that the microscope or CC
An observation device 50 (see FIG. 3) such as a D camera can be installed, and the particles in the solution 14 can be handled while monitoring with the observation device 50.
【0033】また、溶液中の微粒子を駆動する場合は、
その溶液は電界でイオン化されないもの、不活性液体を
用いる。When driving fine particles in a solution,
As the solution, an inert liquid which is not ionized by an electric field is used.
【0034】なお、上記実施例では、観察対象物として
微粒子を挙げたが、これに代えて細胞や微生物等の生体
関連物質を観察対象物として取り扱うことができること
は言うまでもない。In the above embodiment, the fine particles are used as the object to be observed. However, it goes without saying that biomaterials such as cells and microorganisms can be handled as the object to be observed instead.
【0035】生体関連物質を取り扱う場合には、溶液は
それに適した水などを用いることが望ましい。When handling biological substances, it is desirable to use water or the like suitable for the solution.
【0036】次に、図5は本発明の第4実施例を示す光
操作型マニピュレータの駆動方法を示す概略図である。Next, FIG. 5 is a schematic view showing a driving method of an optically-operated manipulator according to a fourth embodiment of the present invention.
【0037】まず、図5(a)に示すように、強誘電性
ポリマーフィルム62からなる固定部61上に、絶縁性
フィルム63aに抵抗体薄膜63bを塗布した移動子6
3を載置する。そこで、下方の光源から固定部61であ
る強誘電性ポリマーフィルム62に光を照射し、移動子
63の初期設定を行う。つまり、図5(a)の状態で
は、図1〜図3の実施例からも明らかなように、強誘電
性ポリマーフィルム62の底面には負の電荷、強誘電性
ポリマーフィルム62の上面には正の電荷が生成され、
一方、移動子63としての絶縁性フィルム63aの底面
には負の電荷、抵抗体薄膜63bの上面には正の電荷が
それぞれ生成され、移動子63の初期設定が行われる。 First, as shown in FIG. 5 (a), on a fixed portion 61 made of a ferroelectric polymer film 62, a movable element 6 having an insulating film 63a coated with a resistor thin film 63b is applied.
3 is placed. Then, light is irradiated from the lower light source to the ferroelectric polymer film 62 which is the fixing portion 61, and the movable member 63 is initialized. That is, in the state of FIG.
Is, as is clear from the embodiment shown in FIGS.
Charge on the bottom of the conductive polymer film 62
A positive charge is generated on the upper surface of the polymer film 62,
On the other hand, the bottom surface of the insulating film 63a as the moving element 63
A negative charge, and a positive charge on the upper surface of the resistor thin film 63b.
Each of them is generated, and initialization of the movable element 63 is performed.
【0038】次いで、図5(b)に示すように、光源を
移動子63の進行方向へ移動子63の長さの半分だけシ
フトさせる。すると、移動子63側の抵抗体薄膜63b
に帯電している電荷は抵抗値が大きいため、強誘電性ポ
リマーフィルム62側の分極が変化してもすぐに移動で
きない。移動子63と接触せず光が照射され分極してい
る部分の電荷と、移動子63の電荷は異符号となるので
吸引力が働き、その結果、移動子63が光源をシフトし
た方向へ移動する。Next, as shown in FIG. 5B, the light source is shifted in the traveling direction of the moving member 63 by half the length of the moving member 63. Then, the resistor thin film 63b on the mover 63 side
Since the electric charge of the ferroelectric polymer film 62 has a large resistance value, it cannot move immediately even if the polarization of the ferroelectric polymer film 62 changes . A charge of a portion where the light does not contact the transfer Doko 63 is irradiated polarization charge of the moving element 63 suction force acts because the different signs, so that the direction of the moving element 63 is shifted to the light source Moving.
【0039】次に、図5(c)に示すように、強誘電性
ポリマーフィルム62と移動子63の電荷が釣り合った
ところで静止する。その後、再び強誘電性ポリマーフィ
ルム62に光を照射し自発分極により、移動子63に帯
電させる。その場合、かなりの電荷が残留しているので
帯電時間は初期設定〔図5(a)参照〕より十分短い時
間で済む。光の走査と帯電を繰り返すことで、光を走査
した方向へ移動子63を移動させることが可能である。Next, as shown in FIG. 5 (c), when the charges of the ferroelectric polymer film 62 and the moving element 63 are balanced, the film stops. Thereafter, the ferroelectric polymer film 62 is irradiated with light again, and the movable element 63 is charged by spontaneous polarization. In this case, since a considerable amount of electric charge remains, the charging time is sufficiently shorter than the initial setting (see FIG. 5A). By repeating the light scanning and charging, the moving element 63 can be moved in the direction in which the light is scanned.
【0040】なお、移動子は、固定部の分極速度より、
帯電速度が遅いものであれば何でもよく形状などは問わ
ない。In addition, the moving element is obtained from the polarization speed of the fixed portion.
Any shape may be used as long as the charging speed is low.
【0041】更に、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、光によるエネルギー伝達により観察対象物又は
移動子を駆動するようにしたので、従来の静電アクチュ
エータのような微細な電極形成構造を必要とせず、ま
た、電極に伴う配線が不要であり、隔離された環境にお
いて、的確なハンドリングが可能である。As described above in detail, according to the present invention, the object to be observed or the moving element is driven by energy transmission by light, so that a fine electrode like a conventional electrostatic actuator is used. It does not require a formation structure, does not require wiring associated with electrodes, and can be properly handled in an isolated environment.
【0043】また、光走査にマスクや透過型液晶などを
使用することにより、その光の照射範囲・位置等を任意
に設定することができる。Further, by using a mask or a transmissive liquid crystal for optical scanning, the irradiation range and position of the light can be set arbitrarily.
【0044】更に、固定部上に複数の観察対象物をセッ
トして同時にハンドリングすることが可能となる。Further, it is possible to set a plurality of observation objects on the fixed portion and handle them simultaneously.
【図1】本発明の第1実施例を示す光操作型マニピュレ
ータを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a light-operated manipulator showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例を示す光操作型マニピュレ
ータを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a light-operated manipulator according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3実施例を示す光操作型マニピュレ
ータを示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a light-operated manipulator according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3実施例を示す光操作型マニピュレ
ータによるハンドリング例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of handling by a light-operated manipulator according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4実施例を示す光操作型マニピュレ
ータの駆動方法を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view illustrating a driving method of an optically-operated manipulator according to a fourth embodiment of the present invention.
11,61 固定部 12,62 強誘電性ポリマーフィルム 13 溶液溜め 14 溶液 15,51,52 微粒子 16 上部のフィルム 21,31 マスク 22,32 孔 40 マスクエリア 41 透過型液晶 50 観察装置 63 移動子 63a 絶縁性フィルム 63b 抵抗体薄膜 11, 61 Fixing part 12, 62 Ferroelectric polymer film 13 Solution reservoir 14 Solution 15, 51, 52 Fine particle 16 Upper film 21, 31 Mask 22, 32 hole 40 Mask area 41 Transmission liquid crystal 50 Observation device 63 Moving element 63a Insulating film 63b Resistor thin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳田 靖人 神奈川県横浜市緑区池辺町2627 ポレー ルYABE401 (56)参考文献 特開 昭62−121418(JP,A) 特開 平3−134608(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 19/00 - 21/00 G02B 21/06 - 21/36 B25J 7/00 G01N 33/48 C12M 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhito Yanagida 2627 Pole YABE401, 2627 Ikebe-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (56) References JP-A-62-121418 (JP, A) JP-A-3-134608 ( JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 19/00-21/00 G02B 21/06-21/36 B25J 7/00 G01N 33/48 C12M 1/00
Claims (18)
分極により電荷を誘起させ、前記観察対象物に該電荷と
逆の電荷を帯電させ、前記光源をシフトさせることによ
り、前記観察対象物を移動させることを特徴とする光操
作型マニピュレータ。(A) a fixing portion made of a material having a photovoltaic effect; (b) a solution reservoir provided on the fixing portion; and (c) an observation target housed in the solution reservoir. (C) a light source for irradiating light to the bottom surface of the fixed part ; and (d) a shift means for the light source. (E) Charge is generated by spontaneous polarization of the fixed part by irradiation of light from the light source. An optically-operated manipulator, wherein the observation object is moved by causing the observation object to be charged with a charge opposite to the electric charge and shifting the light source.
分極により電荷を誘起させ、前記観察対象物に該電荷と
逆の電荷を帯電させ、前記光源をシフトさせることによ
り、前記移動子を移動させることを特徴とする光操作型
マニピュレータ。2. A fixed part made of a material having a photovoltaic effect, (b) a movable member mounted on the fixed part, and (c) a light is irradiated on a bottom surface of the fixed part. A light source; and (d) shifting means for the light source; (e) irradiating light from the light source to induce charge by spontaneous polarization of the fixed portion, and to cause the observation object to have a charge opposite to the charge. A light-operating manipulator, wherein the movable element is moved by charging the light source and shifting the light source.
レータにおいて、前記固定部は強誘電性ポリマーフィル
ムからなる光操作型マニピュレータ。3. The optical manipulator according to claim 1, wherein the fixing portion is made of a ferroelectric polymer film.
レータにおいて、前記固定部は強誘電性セラミックスプ
レートからなる光操作型マニピュレータ。4. The optical manipulator according to claim 1, wherein the fixing portion is made of a ferroelectric ceramic plate.
において、前記観察対象物は微粒子である光操作型マニ
ピュレータ。5. The light-operated manipulator according to claim 1, wherein the object to be observed is a fine particle.
において、前記観察対象物は生体関連物質である光操作
型マニピュレータ。6. The light-operated manipulator according to claim 1, wherein the observation target is a biological substance.
レータにおいて、前記光源のシフトを行うマスクを具備
する光操作型マニピュレータ。7. The light-operated manipulator according to claim 1, further comprising a mask for shifting the light source.
において、前記マスクはポジマスクである光操作型マニ
ピュレータ。8. The light-operated manipulator according to claim 7, wherein the mask is a positive mask.
において、前記マスクはネガマスクである光操作型マニ
ピュレータ。9. The light-operated manipulator according to claim 7, wherein the mask is a negative mask.
タにおいて、前記マスクは透過型液晶である光操作型マ
ニピュレータ。10. The light-operated manipulator according to claim 7, wherein the mask is a transmissive liquid crystal.
タにおいて、前記溶液溜めの上側に透光性部材を設け、
その上方に観察装置を配置してなる光操作型マニピュレ
ータ。11. The light-operated manipulator according to claim 1, further comprising a light-transmitting member provided above the solution reservoir.
An optical manipulator with an observation device placed above it.
タにおいて、前記移動子は表面に抵抗体薄膜を有する絶
縁性フィルムである光操作型マニピュレータ。12. The light-operated manipulator according to claim 2, wherein the movable element is an insulating film having a resistor thin film on the surface.
おいて、 (a)光起電力効果を有する材料からなる固定部上に溶
液溜めを設け、その溶液中に観察対象物を収容し、 (b)前記固定部の底面に下方の光源より光を照射し、 (c)前記固定部の自発分極により電荷を誘起させ、前
記観察対象物に該電荷と逆の電荷を帯電させて、初期設
定を行い、 (d)前記光源をシフトさせて、前記固定部の移動すべ
き位置の自発分極により電荷を誘起させ、該電荷と前記
観察対象物の電荷との間にクーロン力を生じさせて前記
観察対象物を移動させる光操作型マニピュレータの駆動
方法。13. A method for driving an optically-operated manipulator, comprising: (a) providing a solution reservoir on a fixed portion made of a material having a photovoltaic effect, and accommodating an observation target in the solution; Irradiating the bottom surface of the fixed part with light from a lower light source; (c) inducing electric charge by spontaneous polarization of the fixed part, charging the observation object with a charge opposite to the electric charge, performing initial setting; (D) shifting the light source to induce electric charge by spontaneous polarization of a position to be moved of the fixed part, and generating a Coulomb force between the electric charge and the electric charge of the object to be observed, For driving a light-operated manipulator that moves the robot.
おいて、 (a)光起電力効果を有する材料からなる固定部上に移
動子を載置し、 (b)前記固定部の底面に下方の光源より光を照射し、 (c)前記固定部の自発分極により電荷を誘起させ、前
記移動子に該電荷と逆の電荷を帯電させて、初期設定を
行い、 (d)前記光源をシフトさせて、前記固定部の移動すべ
き位置の自発分極により電荷を誘起させ、該電荷と前記
移動子の電荷との間にクーロン力を生じさせて前記移動
子を移動させる光操作型マニピュレータの駆動方法。14. A method for driving an optically-operated manipulator, comprising: (a) mounting a movable element on a fixed portion made of a material having a photovoltaic effect; and (b) a lower light source on a bottom surface of the fixed portion. Irradiating light, (c) inducing electric charge by spontaneous polarization of the fixed part, charging the mobile element with an electric charge opposite to the electric charge, performing initial setting, and (d) shifting the light source, A method for driving an optically-operated manipulator for inducing a charge by spontaneous polarization of a position to be moved of the fixed part and generating a Coulomb force between the charge and the charge of the mover to move the mover.
ニピュレータの駆動方法において、前記光源を走査する
ことを特徴とする光操作型マニピュレータの駆動方法。15. The driving method of an optically-operated manipulator according to claim 13, wherein the light source is scanned.
ニピュレータの駆動方法において、前記光源のシフトを
マスクを用いて行う光操作型マニピュレータの駆動方
法。16. A method according to claim 13, wherein the light source is shifted using a mask.
ータの駆動方法において、前記光源のシフトを透過型液
晶を用いて行う光操作型マニピュレータの駆動方法。17. The method of driving an optically manipulator according to claim 13, wherein the light source is shifted using a transmission type liquid crystal.
ータの駆動方法において、前記透過型液晶により光の透
過形状を任意に変更可能にすることを特徴とする光操作
型マニピュレータの駆動方法。18. The method according to claim 17, wherein a transmission shape of light can be arbitrarily changed by the transmission type liquid crystal.
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JP19259792A JP3219469B2 (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Optically manipulator and method of driving the same |
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JPH06202003A JPH06202003A (en) | 1994-07-22 |
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JP3468149B2 (en) * | 1999-02-19 | 2003-11-17 | 松下電器産業株式会社 | Device and method for operating fine objects |
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