Brevet FR2240460A1 — publié le 19750307

La présente invention concerne un système dtilîumina tion pour microscope. Il a souvent été-désirabls dé construire un-appareil pour diverses techniques mioroscopiques avancées, y compris la microscopie à lumière transmis et incidente, ainsi que la microscopie avec éclairage sur-ond clair, la microscopie -avec éclairage sur fond noir, la microscopie à contrate de phase, la microscopie à contrate interférentiel et la microscopie fluorescente. Les appareils d'illumination conventionnels comportent normalement une pluralité d'unités interchangeables, qui sont fixées au microscope pour différents types d'illumination ou dans~aifférentes-positions sur le microscope en fonction de la technique microscopique utilisée.L'usage d'un tel équipement ntest pas seulement incommode et sujet à l'alignement incorrect, des pertes de lumière disponible et un pauvre rendement dû aux dispositifs optiques ou mécaniques compliqués, mais ces désavantages sont associées à des frais élevés qui résultent de la nécessité de prévoir des fixations sûres et libres de vibrations et ayt l'alignement correct et des systèmes optiques complexes pour conduire la lumière de la source de lumière dans le système optique-du microscope. I1 objet de la présente invention est de fournir une source de lumière~pour microscopes qui peut fournir la lumière pour la microscopie à lumière transmise, la microscopie à lumière incidente, oiu les techniques microscopiques à spectre d'émission large ou à lumière ultra-violette. Selon l'invention ce but est atteint à l'aide d'un système d'illumination caractérisée par une première source de lumière d'intensité modérée, un premier système de lentilles collecteur pour diriger la lumière- de la première source de lumière dtintensité modérée lelong d'un premier chemin de propagation, un miroir disposé dans le premier chemin de propagation pour réfléchir la lumière lelong d'un second chemin de propagation, une première sortie du dispositif d'illumination à ltextrémité distale dudit second chemin de lumière dans un microscope pour -la microscopie à lumière transmise, une première source de lumière de haute intensité, second système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de première source de lumière de haute intensité lelong d'un troisième chemin de propagation, un filtre ultraviolet-pouvant être placé sélectio- vement dans le troisième chemin de propagation, un réflecteur pouvant être tourné manuellement pour diriger sélectivement la lumière sur le troisième chemin de propagation lelong d'un au moins de deux chemins de propagation choisis, dont un est un quatrième chemin de propagation de lumière coupant le second chemin de propagation, une unité à trois positions pouvant être déplacées manuellement et arrangée à l'intersection des second et quatrième chemins de propagation de la lumière, ladite unité ayant une première position pour laisser passer la lumière. dudit miroir vers la première sortie leleng du second chemin de propagation, ladite unité ayant une seconde position pour réfléchir la lumière du quatrième chemin de propagation de la lumière lelong du second chemin de propagation de la lumière vers la première sortie, ladite unité ayant une troisième position pour laisser passer au moins une partie de la lumière dtintensité modérée sur le second chemin de propagation de la lumière et réfléchir au moins une partie de la lumière sur le quatrième chemin de propagation de la lumière vers la sortie pour combiner celles-ci avec la lumière d'intensité modérée, une seconde source de lumière de haute intensité, un troisième système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de ladite seconde source de lumière de haute intensité lelong d'un sixième chemin de propagation vers ledit réflecteur rotatif, ledit réflecteur rotatif dirigeant sélectivement la lumière du sixième chemin de propagation lelong d'un des deux chemins choisis, une-deuxième source de lumière d'intensité modérée,un système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de la seconde source de lumière d'intensité modérée lelong d'un septième chemin de propagation, un miroir fixe pour dévier la lumière sur le septième chemin de propagation lelong d'un huitième chemin de propagation, une seconde sortie à l'extrémité distale du huitième chemin de propagation de la lumière menant dans un microscope pour la microscopie à lumière réfléchie, l'autre de ces chemins choisis étant un cinquième chemin de propagation de la lumière coupant le huitième chemin de propagation de la lumière entre ledit miroir et ladite seconde sortie, et un miroir pouvant etre basculé manuellement et être placé à l'intersection des cinquième et huitième chemins de propagation de la lumière, ledit miroir pouvant être basculé manuellement ayant une position hors du huitième chemin de propagation de la lumière et une seconde position-à l'intersection des cinquième et huitième chemins de propagation de la lumière pour réfléchir la lumière sur le cinquième chemin de propagation lelong du huitième chemin de propagation de la lumière vers la seconde partie. Suivant un mode deréalisation particulier de la présente invention il est prévu une paire de sources de lumière à spectre étendu, tel que des lampes en quartz iode, une pour la lumière transmise et une pour la lumière incidente, et une paire de sources de lumière de très haute intensité, tel que des lampes à axW au xénon, des lampes à la vapeur de mercure, des arcs au césium-iode ou similaires.Par une disposition appropriee du miroir, il est possible de diriger sélectivement de la- lumière du genre désiré dans un microscope pour faire usage de la méthode -de la microscopie avec lumière transmise ou avec lumière incidente. I1 est même possible de prévoir une combinaison d'une illumination ultra-violette et à spectre étendu pour des techniques avancées à lumière transmise. D'autres buts,- caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation préféré de l'invention, repré senté dans les dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est un diagramme d'un système à miroirs multiples à quatre lampes selon la- présente invention; et la figure 2 est une vue de face d'un microscope et d'un dispositif de commande préféré pour le système d'illumination de la figure 1. A. Microscopie à lumière transmise. Dans ce mode de microscopie la lumière de la lampe -en quartz à iode 1 est transmise à travers un collecteur 2 èt un filtre thermique 3 et un miroir * déviant le faisceau d'un angle de 900 dans la base d'un microscope ayant un système optique (non montré) pour transmettre la lumière vers l'objet à travers un condensateur 5. Différents filtres et des plaques diffusantes peuvent être placés sélectivement à l'endroit 6. pour fournir de la lumière aux caractéristiques désirées pour transmission dans le système du microscope. Une unité coulissante 7 se trouve entre le miroir 4 et les modificateurs 6 de lumière. L'unité coulissante 7 peut prendre plusieurs positions, dont trois sont montrées. La première position représentée dans le dessin, fournit une ouverture pour la transmission non bloquée ou modifiée de la lumière du miroir 4 à travers l'ouverture 8 des éléments de modification 6. La source de lumière 9 est une source de lumière à intensité d'illumination très élevée, telle qu'unie lampe au césium-iode. La lumière de la source de lumière 9 est transmise par le collecteur 10, un filtre thermique 11 et déviée par un prisme 12 pouvant tourner sur son axe et, sur option , à travers un filtre ultraviolet 13 ou directement sur un miroir complet 14 ou miroir dichroique l5de l'unité coulissante 7 qui peut être dépEcé au choix dans le chemin de la lumière C-B. À partir de la position D sur le chemin de la lumière, la lumière est transmise à travers la station de modification 6 vers le microscope et puis à travers le condensateur sur l'objet 0. La positionde l'unité coulissante 7, dans laquelle le miroir complet 14 se trouve dans le chemin de la- lumière, est utilisée pour fournir seulement de la lumière à partir de la source 9 vers l'objet.Il est aussi possible de déplacer le miroir dichroïque 15 de l'unité coulissante 7 dans le chemin de la lumière, ce qui permet de combiner la lumière émise par les sources 1 et 9 àI'endroit D sur le chemin de propagation de la lumière, si cette combinaison est désirée pour la microscopie à lumière transmise. Une source de lumière 16 est aussi prévue pour la mioro- scopie fluorescente, ou quand des intensités extrèmement élevées d'illumination sont requises, et cette source de lumière a une plus grande brillance que la source de lumière 9. La lumière est transmise à travers un collecteur 17 et un filtre thermique 18 vers le prisme 12. Pour la microscopie à lumière transmise, le prisme 12 est tourné del800 par rapport à sa position utilisée avec la source de lumière 9 dans la position indiquée par les lignes pointillées marquant le contour du prisme 12. La lumière réfléchie par le prisme 12 passe par lé filtre ultraviolet 13 (au choix) et est déviée ou bien par le miroir complet 14 ou le miroir dichroiquelS à travers l'élément modificateur 6 dans le microscope.La lumière de la source de lumière 16 peut aussi être combinée avec le spectre étendu d'illumination de la source de lumière 1, si désiré, en utilisant le miroir dichroique 15. La lumière de la source de lumière 16 est utile pour des photographies, en particulier pour des films ou la projection sur des grands écrans, ainsi que pour des études fluores centes bleues ou vertes. B. Microscopie à lumière- inc-idente. La lumière blanche ou l'illumination à spectre étendu à intensité modérée pour la microscopie à lumière incidente est obtenue à partir de la source de lumière 19 et la lumière est transmise à travers un collecteur 20 et un filtre 21 et déviée par un miroir 22 lelong du chemin B-? d'où la lumière est dirigée dans le microscope pour illumination incidente de l'objet 0 à travers ltobXectif 23. Le miroir 24 peut être basculé autour de l'axe 26 et il est placé dans la position indiquée en ligne pointillée, quand on emploie la lumière de-la source de lumière 19. La lumière des sources de lumière de haute intensité 9 ou 16 peut être utilisée pour la microscopie à lumière incidente en plaçant -le prisme 12 dans-la position opposée à celle de la source de lumière respective utilisée pour la micros .copie à la lumière transmise. Ainsi le prisme rotatif 12 est tourné dans la position indiquee par des traits continus pour utiliser la lumière de la source de lumière 16 pour la microscopie à lumière incidente et placée dans la position montrée par des lignes pointillées, quand on emploie la lumière de la source de lumière 9 pour la microscopie à lumière incidente. Dans la figure 2, un microscope (non montré) se trouve généralement en face d'un système d'illumination qui transmet la lumière dans le microscope à l'aide des ouvertures 27 et 28 d'un boitier d'illumination 29 Un bouton de commande 33 commande le miroir 24 basculant et un bouton de commande 38 tourne le prisme 12 dansa position requise pour la source de lumière et la forme de microscopie choisie.Un bouton 34 focalise le collecteur pour la source d'illumination 16 et des boutons 30, 32 et 41 sont des commandes pour ajuster lesoeIîecteurs respectifs pour les sources de lumière 19, 9 et 1. les boutons de commande 39 et 40 sont utilisés pour insérer sélectivement des filtres de contraste et ultraviolet. Les boutons de commande 38, 31 et 37 sont utilisés pour changer les filtres, le verre poli ou d'autres éléments du modificateur de lumière 6. La commande 35 est utilisée pour déplacer sélectivement.le miroir coulissant 7. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisation qui vient d'etre uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. EEVEKDICAlIONS 1. Système d'illumination pour microscopes, caractérisé par une première source de lumière d'intensité modérée, un premier système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de la première source de lumière dtintensité modérée lelong d'un premier chemin de propagation, un miroir disposé dans le premier chemin de propagation pour réfléchir la lumière lelong & un second chemin de propagation, une première sortie du dispositif d'illumination à l'extrémité distale dudit second chemin de lumière dans un microscope pour la microscopie à lumière transmise, une première source de lumière de haute intense6, un second système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de première source de lumière de haute intensité lelong d'un troisième chemin de propagation, un filtre ultraviolet pouvant être placé sélectivement dans le troisième chemin de propagation, un réflecteur pouvant être tourné manuellement pour diriger sélectivement la lumière sur le -troisième chemin de propagation lelong d'un au moins de deux chemins de propagation choisis, dont un est un quatrième chemin de propagation de lumière coupant le second chemin de propagation, une unité à trois positions pouvant être déplacées manuellement et arrangée à ltintersec- tion des second et quatrième chemins de propagation de la lumière, ladite unité ayant une première position pour laisser passer la lumière dudit miroir vers la première sortie lelong du second chemin de propagation, ladite unité ayant une seconde position pour réfléchir la lumière du quatrième chemin de propagation- de la lumière lelong du second chemin de propagationde la lumière vers la première sortie, ladite unité ayant une troisième position pour laisser passer au moins une partie de la lumière d'intensité modérée sur le second chemin de propagation de la lumière et réfléchir au moins une partie de la lumière-sur le quatrième chemin de propagation de la lumière vers la sortie pour combiner celles-ciavec la lumière d'intensité modérée, une seconde source de lumière de haute intensité, un troisième système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de ladite seconde source de lumière de haute intensité lelong d'un sixième chemin de propagation vers ledit réflecteur rotatif, ledit réflecteur rotatif dirigeant sélectivement la lumière du sixième chemin de propagation lelong d'un des deux chemins choisis, une deuxième source de lumière d'intensité modérée, un système de lentilles collecteur pour diriger la lumière de la seconde source de lumière d'intensité modérée lelong d'un septième chemin de propagation, un miroir fixe pour dévier la lumière sur le septième chemin de propagation lelong d'un huitième chemin de propagation, une seconde sortie à l'extrémité distale du huitième chemin de propagation de la lumière menant dans un microscope pour la microscopie à lumière réfléchie, l'autre de ces chemins choisis étant un cinquième chemin de propagation de la lumière entre ledit miroir et ladite seconde sortie, et un miroir pouvant être basculé manuellement et être placé à l'intersection des cinquième et huitième chemins de propagation de la lumière, ledit miroir pouvant être basculé manuellement ayant une position hors du huitième chemin de propagation de la lumière et une seconde position à l'intersection des cinquième et huitième chemins de propagation de la lumière pour réfléchir la lumière sur le cinquième chemin de propagation lelong du huitième chemin de propagation de la lumière vers la seconde partie. 2. Système d'illumination selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde sources de lumière d'intensité modérée sont des lampes en quartz à iode, que la première source de lumière de haute intensité est un arc au xénon et que la seconde source de lumière de haute intensité est un arc au césium-iode. -3. Système d'illumination selon la revendication 2, caractérisé parai moins un- filtre pouvant être placé sélectivement dans le second chemin de propagation de la lumière entre l'unité à trois positions et la première sortie.