Brevet FR2464493A1 — publié le 19810306

La présente invention se rapporte à un dispositif pour l'observation contrastée au microscope, au moyen d'interférences, d'objets éclairés par transparence ou par une lumière incidente, notamment d'objets de phase. On connait déjà un dispositif de contraste à interférences dans lequel on crée dans une lumière pola- risée et au moyen de prismes Wollaston modifiés, deux images de l'objet qui sont décalées latéralement l'une de l'autre d'une valeur correspondant à peu près à la limite de résolution du microscope. Les deux images par- tielles viennent à interférer, et il en résulte une repré- sentation contrastée et en relief d'une excellente qualité d'objets de phase. Il est possible de faire varier le contraste en utilisant des moyens appropriés. L'in- convénient de ce dispositif réside dans la nécessité d'employer pour les prismes Wollaston des matières biré- fringentes de prix élevé et dans le montage compliqué et précis des éléments en raison des faibles tolérances possibles. Le dispositif connu ne permet en outre de créer un contraste uniforme que pour un champ d'une étendue limi- tée si on ne prend pas des mesures supplémentaires compli- quées. Lorsqu'on se trouve en présence d'objectifs et de dispositifs d'éclairage à grande ouverture, des effets de dépolarisation réduisent le contraste malgré la compen- sation du trajet du faisceau lumineux d'éclairage. En conséquence il est nécessaire de prévoir des moyens parti- culiers pour remédier à cette diminution du contraste. Dans un autre dispositif connu un diaphragme sub- divisé en trois zones est placé dans le plan focal arrière de l'objectif. La zone médiane étroite et rectiligne du diaphragme laisse passer environ 15 % de la lumière, et l'une des deux autres zones est presque opaque tandis que la troizième zone laisse passer toute la lumière. Pour l'éclairage il est nécessaire de prévoir une fente. L'inconvénient du dispositif ci-dessus réside dans la qualité médiocre de l'image obtenue. Du fait de l'ouverture étroite, sous forme de fente, de l'éclairage et de la limitation unilatérale de l'ouverture d'obser- vation on se trouve en présence de pertes de résolution qui sont perpendiculaires à la direction de la fente. Etant donné que le diaphragme de modulation agit en tant qu'élément de diffraction, il crée, par la forme irrégulière de son intensité, en plus des images de dif- fraction désirées de l'objet microscopique, encore d'au- tres images en raison des ondes harmoniques des fréquences spatiales du modulateur, ces images supplémentaires se superposant à l'image principale. Le dispositif connu ne permet, en outre, pas de faire varier le contraste. La présente invention a pour objet de créer un dispositif pour la représentation contrastée d'objets observés au microscope qui permet d'obtenir une excellente qualité de l'image sans nécessiter des moyens compli- qués et onéreux et qui offre la possibilité de régler le contraste. L'invention permet également la représentation contrastée d'un champ étendu d'objets observés au micros- cope grAce à une disposition appropriée d'éléments op- tiques. Les problèmes ci-dessus sont résolus conformément à l'invention par un dispositif pour la représentation contrastée d'objets observés au microscope qui est cons- titué par un système optique comprenant un ensemble d'éclairage et un ensemble de reproduction d'image et qui est caractérisé en ce qu'est disposée, dans le plan ou à proximité du plan de la pupille de sortie de l'un des objectifs de l'ensemble de reproduction d'image ou dans le plan de l'une des images de cette pupille, une pla- quette de diffraction qui laisse passer la lumière selon une répartition sensiblement en cos 2, et supérieure à une période et dont la longueur de période est adaptée au diamètre de la pupille de sortie de l'objectif de l'ensemble de reproduction d'image ou à celui de l'image de cette pupille et en ce qu'est disposée, dans le plan de l'une des pupilles d'entrée d'un condenseur de l'en- semble d'éclairage ou dans le plan de l'une des images de cette pupille, une plaquette de diffraction analogue à la première et dont la longueur de période, après re- production dans le plan de la plaquette de réfraction, correspond à la longueur de période d'une plaquette de diffraction disposée dans ce plan. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui - suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, à la figure unique annexée qui montre schématiquement le sys- tème optique du dispositif. Une plaquette de diffraction 1 laissant passer la lumière selon une répartition en cos2 est reproduite par un condenseur 2 et un objectif 4 dans la pupille de sortie de ce dernier qui à son tour est reproduite dans le plan d'une plaquette de diffraction 6 par un système de reproduction intermédiaire 5. La plaquette de diffraction 6 laisse également passer la lumière selon une répartition en cos2 et la longueur de période correspond sensiblement au diamètre de l'image de la pupille de sortie de l'objectif 4. La longueur de période de la plaquette de diffraction 1 est adaptée pour que son-image reproduite dans le plan de la plaquette de diffraction 6 corresponde à la longueur de période de cette dernière. Une commande appropriée et non représentée permet de déplacer la plaquette de diffraction 6 perpendiculai- rement à l'axe optique d'une longueur approximativement égale à une demipériode, et cette plaquette peut être remplacée par d'autres plaquettes. L'objet 3 est représenté dans le plan image de l'oculaire 7 par l'intermédiaire de l'objectif 4 et de la plaquette de diffraction 6, et il peut être observé à l'aide de l'oculaire. Lors de la reproduction de l'objet 3 la plaquette 6 agit en tant qu'élément de diffraction. Lorsque l'endroit de la plaquette de diffraction 6 présentant la plus faible transmission est placé dans l'axe optique on obtient de chaque point de l'objet trois images juxtaposées, images du -1 r. du O et du +1 ordre de diffraction par rapport à la limite de résolution du microscope, en raison de la répartition de transmission en cos. Etant donné que la lumière est rendue cohérente dans ces zones par la plaquette de diffraction 1 on obtient des phénomènes d'interférence. Lorsqu'il s'agit d'objets de phase les deux maxima secondaires sont légè- rement plus sombres et le maximum principal est plus clair que l'environnement. L'image obtenue présente des propriétés semblables à celles d'une image sur fond noir. Lorsque l'endroit à transmission minimale est placé en dehors de l'axe optique, l'un des deux maxima secondaires disparaît progressivement avec l'augmenta- tion du décentrage et en fonction du sens de ce dernier de façon à obtenir deux images de chaque point de l'objet. Dans le cas d'objets de phase l'image de l'objet trans- mise par la maximum principal est plus claire et celle transmise par le maximum secondaire est plus sombre que l'environnement. En présence d'une lumière présentant une largeur de bande spectrale limitée il suffit, pour obtenir un très bon effet, d'utiliser en tant que plaquettes 1 et 6, une reproduction photographique des bandes d'interférences prise en lumière monochromatique à l'aide d'une matière à grains fins et développée de façon appropriée. On peut également utiliser des couches réalisées en noir de fumée ou obtenues par des revêtements métalliques. Lorsqu'on travaille en lumière blanche, la pla- quette de diffraction 6 peut être constituée par une reproduction d'un système à bandes d'interférence colorées (bandes du _ler, du 0, du +,er ordre) prise sur un film en couleur qui recouvre avantageusement une zone étendue du triangle de couleur. Cependant il est également pos- sible d'utiliser des couches contenant des colorants appropriés et réalisées par impression. Il résulte notamment de ce qui précède qu'au moins la transmission de la plaquette de diffraction située dans le système de reproduction, peut être modifiée pour au moins trois couleurs fondamentales par le facteur cos2 et par des longueurs de période qui sont proportion- nelles à la longueur d'onde de 'la lumière, la longueur de période pour la lumière jaune-verte étant adaptée au diamètre de la pupille de sortie de l'objectif de lten- semble de reproduction ou au diamètre de l'une des images créée par cet ensemble et les minima de transmission ou les maxima de transmission de toutes les longueurs d'onde co!ncident alors à un endroit de la plaquette de diffrac- tion. Le dispositif décrit permet d'obtenir un contraste uniforme pour des champs étendus et d'utiliser des ou- vertures d'éclairage relativement élevées sans nécessiter de moyens additionnels. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la représentation contrastée d'objets observés au microscope qui est constitué par un système optique comprenant un ensemble d'éclairage et un ensemble de reproduction d'image, caractérisé en ce qu'est disposée, dans le plan ou à proximité du plan de la pupille de sortie de l'un des objectifs (4) de l'en- semble de reproduction d'image ou dans le plan de l'une des images de cette pupille, une plaquette de diffraction (6) qui laisse passer la lumière selon une répartition sen- siblement en cos2 et supérieure à une période et dont la longueur de période est adaptée au diamètre de la pupille de sortie de l'objectif (4) de l'ensemble de reproduction d'image ou à celui de l'image de cette pupille et en ce qu'est disposée, dans le plan de l'une des pupilles d'entrée d'un condenseur (2) de l'ensemble d'éclairage ou dans le plan de l'une des images de cette pupille, une plaquette de diffraction (1) analogue à la première (6) et dont la longueur de période, après reproduction dans le plan de la plaquette de réfraction (6), correspond à la longueur de période d'une plaquette de diffraction disposée dans ce plan. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que l'endroit de la plaquette de diffraction (1) à passage maximal de la lumière dans le système d'èclai- ragé est disposé de façon décalée d'au moins une longueur de période dans ltaxe optique de la plaquette de diffrac- tion (6) de l'ensemble de reproduction. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la transmission des plaquettes de diffraction (1,6) peut être modifiée indépendamment de la longueur d'onde. 4 - Dispositif.suivant l'une des revendications 1 * et 2, caractérisé en ce qu'au moins la transmission de la plaquette de diffraction (6) située dans le système de reproduction peut 9tre modifiée pour au moins trois cou- leurs fondamentales par le facteur cos2 et par des longueurs de période qui sont proportionnelles à la longueur d'onde de la lumière, la longueur de période pour la lumière jaune-verte étant adaptée au diamètre de la pupille de sortie de l'objectif (4) de l'esemble de reproduction ou au diamètre de l'une des images créée par cet ensemble et les minima de transmission ou les maxima de transmission de tou- tes les longueurs d'onde coïncident alors à un endroit de la plaquette de diffraction (6). - Dispositif suivant l'une des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce qu'aussi bien la plaquette de diffrac- tion (6) du système de reproduction que celle (1) du système d'éclairage peuvent être interverties ou échangées.