Brevet FR2495336A1 — publié le 19820604

La présente invention se rapporte à un dispositif d'éclairage fond clair à lumière réfléchie, de KChler pour microscopes avec réfléchissement du faisceau de rayon d'éclairage dans une moitié de la pupille d'un objectif de microscope. Dans l'ouvrage de référence "ABC DE L'OPTIQUE" de K. MQtze, éditions Werner Dausin, Hanau (1961), on a décrit et représenté aux pages 560, 561, des dispositifs d'éclairage de ce type. Le type de dispositif d'éclairage se rapprochant le plus de l'invention est désigné comme dispositif illuminant à prismes. La lumière d'éclairage est réfléchie au niveau de la surface dhypoténused'un prisme rectangle en direction de l'objectif puis guidée au travers de ce dernier, sur l'objet. Le prisme cache la moitié de la pupille de sortie de l'objectif. La reproduction de l'objet s'effectue au travers de l'autre moitié de la pupille de sortie. Pour éviter à cette occasion un éclipsement du champ observé par l'objectif, le prisme doit être monté dans la pupille de sortie de l'objectif. Pour cette raison, les objectifs fond clair à lumière réfléchie présentent une monture parti- culièrement courte. Les dispositifs d'éclairage de ce type présentent l'avantage de permettre une utilisation pratiquement complète de la lumière d'éclairage réfléchie. Ils peuvent être utilisés strictement pour un éclairage de KChler dans lequel un diaphragme lztttante champ lumineux estreproduit dans le plan objet tandis quandphragnep d'ouertue est repoduit dans la pupille de sortie de l'objectif du microscope. Si l'on utilise un prisme dit de Berek, on peut également obtenir un éclairage à miroir réfléchi à polarisation. Toutefois, le faible écartement du prisme par rapport à l'objectif qui est indispensable pour obtenir une repro- duction parfaite de l'objet, constitue un inconvénient et implique une construction particulière du pied du microscope. Les dispositifs d'éclairage interchangeables de ce type ne sont utilisés que pour les microscopes comprenant des objectifs individuellement interchangeables et non pas pour les microscopes à tourelle d'objectifs Il ntest pas possible d'équiper ultérieurement un micros- cope à éclairage par transparence avec un tel dispositif à lumière réfléchie. La présente invention a donc pour but d'indiquer un dispositif d'éclairage fond clair à lumière réfléchie qui peut être monté ultérieurement de manière simple sur des microscopes quelconques à éclairage par transparence, plus particulièrement sur des microscopes de ce type de construction simpleet-qui puisse être configuré en dispositif d'éclairage à lumière réfléchie à polari- sation. Conformément à l'invention, ce but est obtenu avec un dispositif d'éclairage-du type précité qui se caractérise en ce que a) on a prévu un premier organe formant lentille 8 pour produire une image intermédiaire d'un diaphragme limitant le champ lumineux, b) à proximité de cette image intermédiaire, on a disposé un miroir d'inflexion qui masque la section du faisceau de rayonsd'observation du microscope sur moins de la moitiéet dont l'inclinaison est choisie de telle manière que l'axe optique du faisceau de rayons d'éclairage converge vers l'axe optique de l'objectif du microscope, c) à proximité de l'image intermédiaire du diaphragme limitant le champ lumineux sont prévus des moyens pour reproduire un diaphragme d'ouverture, et d) dans la pupille de l'objectif du microscope ou à proximité de cette dernière est disposé un composant- optique qui infléchit l'axe optique du faisceau de rayons d' écla4rage de telle manière que son prolongement vers l'arrière passe par le centre de l'image intermédiaire produite par l'objectif du microscope. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a disposé, à proximité de ltimage intermédiaire du diaphragme limitant le champ lumineux, une lentille de champ. Selon une caractéristique de l'invention, le miroir d'lnflexien précité est un miroir concave. D'autre part, immédiatement en aval du miroir d'inflexion précité on a prévu un pelariseur. Suivant une autre caractéristique de l'iavention, le composant optique peut être formé dtun organe formant lentille disposé de manièbre excentrée par rapport à l'axe optique du faisceau de rayorod'éclairage. Cet organe formant lentille est orientéS par son axe optique, soit parallèlement à l'axe optique de l'objectif du microscope soit pari&lèlement à l'axe d'éclairage mais il peut adopter une orientation comprise entre les deux orientations d'axes pniitéesaD'autre part, l'organe fermant lentille présente du coté entrée de la lumière, une surface plane qui est perpendiculaire à l'axe optique du faisceau incident de rayon d'éclairage. L' organe formant lentille est un ergae formé d'éléments accolé Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, le composant optique est formé ca organe format lentille monté en étant centré par rapport à l'axe optique du faisceau de rayomsd' éclairage ainsi que d'un prisme infléchissant les rayons. Le composant optique précité est corrigé chromatiquement si bien que l'on compense la dispersion de2L'inflexion des rayons. wbin, suivant une caractéi stique de l'invention, les moyens optiques prcitées,disposés en aval du mireoir d'inflexion précité sont montés à l'intérieur d'un manchon. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue on coupe au travera d'un dispositif conforme à l'invention; et - les figures 2 à 4 illustrent des détails du composant o0Iq inlébi es rs'ons avec dLvlilm ds figures en 2a,b; 3a,b. Le dispositif d'éclairage représenté à la figure 1 est prévu pmr constituer une unité séparée qui peut *tre rapportée sur la partie recourbée en étrier d'un pied de microscope non représenté. Le bottier 1 est ouvert du c6té d'entrée de la lumière. Dans ce cas, on peut raccorder un bottier usuel de lampe. Du côté sortie de la lumière, le bottier 1 comprend un élément de raccordement approprié qui peut Otre introduit dans la pièce descamotage de tube pr6évue dans l'étrier du pied du microscope. Le faisceau de rayonsd'téclairage est guidé à l'intérieur d'un manchos 3 au travers de l'élément de raccordement 2, seule une partie de la première moitié étant utilisée dans l'ouverture libre de l'élément de raccordement précité. Le manchon 3 s'étend au travers de l'a6lésage prévu dans l'étrier du pied du microscope pour le faisceau de rayons d'observation jusqu'à proximité de la pupille de sortie d'un objectif de microscope également non représenté. A la partie supérieure du bottier 1 est prévue une ouverture 4, dans laquelle on peut mettre on place un tube d'oculaire. A l'intérieur du bottier 1, dans le sens de la lumibre, on a prévu un diaphragme variable limitant le champ luainux 5, un diaphragme dtouvertwure 7 var lable,mobile en translation perpendiculairement à l'axe optique 6, une lentille formant condenseur 8, un miroir d'inflexlon 9, un filtre de polarisation 10, une lentille de champ 11 et un composant optique 12 infléchissant les rayons. La lontille formant condenseur 8 produit daens le plan 13, une image intermédiaire du diaphrae limitant le chap lumineux. La lentille de champ 11 est dispos à proxi- ité de ce plan. Le faisceau de rayons du chemp lumineux est reproduit par le compQsant optique 12 versi-1 infini et éclaire ainsi la première moitié de la pupille de sortie de l'objectif de microscope prévu en aval et non 2495: représenté. Le diaphragme 7 est reproduit sensiblement par la " lentille de champ 11 dans le plan 14 dans lequel se trouve la pupille de sortie de l'objectif du microscope. En déplaçant le diaphragme 7 perpendiculairement à l'axe: optique 6, on peut déplacer son image dans le plan 14 par rapport à l'axe optique 15 de l'objectif du microscope.?' De cette façon, on peut faire varier l'angle d'éclairage. L'inclinaison du miroir d'inflexion 9 est choisie de:! telle manière que l'axe optique 6, après inflexion, conve vers l'axe optique 15. Grâce à cette disposition, le miroir 9 peut être sorti, par son arête de délimination inférieure, de l'axe optique 15 si bien qu'il n'éclipse pas le faisceau de rayonsd'observation. Si l'on continuait. à guider l'axe optique 6 incliné au travers de l'objectif du microscope, le champ lumineux dans le plan objet ne serait plus centré par rapport à l'axe optique 15.: Pour obtenir le centrage, le composant optique 12 n'a pas seulement une fonction de reproduction mais également-- -! une fonction d'inflexion des rayons, et ceci de telle ? façon que le prolongement vers l'arrière de l'axe optique N 6 passe par le centre de l'image intermédiaire produite par l'objectif. Dans le cas d'un objectif reproduisant à l'infini, cela signifie que l'axe optique est orienté - parallèlement à l'axe optique 15. Dans l'exemple de réalisation représenté, le miroir d'inflexion 9 est. plan et la lentille de champ 11 est prévue en aval du - miroir. En modifiant légèrement les données optiques du système de reproduction, il peut également arriver - que la lentille 11 se trouve en avant du polariseur 10. - Avec un dispositif à lumière réfléchie à polarisation, t ceci pourrait être avantageux étant donné que tous les organes optiques prévus en aval du filtre de polarisa, tion doivent être sans tension. On pourrait également " totalement supprimer la lentille de champ 11 si le miroir, d'inflexion 9 était confguré en miroir concave qui assure simultanément la reproduction du diaphragme 7. - La structure conforme à l'invention du dispositif d'éclairage présente l'avantage qu'après inflexion du faisceau de rayonsd'éclairage, on dispose d'encore suffisam- ment de place pour introduire un filtre de polarisation 10 qui est disposé, dans le présentE emple de réalisation, dans le plan image intermédiaire 13 du diaphragme limitant le champ lumineux. L'agencement du filtre de polarisation en aval du miroir d'inflexion 9 est d'une importance décisive étant donné que chaque surface réfléchissante a un effet de dépolarisation. Les figures 2 à 4 montrent des détails concernant la construction du composant optique 12. La lentille représentée à la figure 2 correspond à l'élément 12 utilisé à la figure 1. Dans une lentille dont l'axe optique est indiqué en 16 (figure 2a), on a découpé excentriquement un élément 12 représenté en vue de dessus à la figure 2b dont le centre marqué par une croix est coupé par l'axe optique 6 du faisceau de rayonsd'éclairage. L'élément 12 présente, du côté entrée de la lumière, une surface plane. Il est monté dans un manchon 3 de telle manière que l'axe optique 6 soit perpendiculaire à cette surface plane. Le côté portant le segment coupé est orienté en direction de l'axe optique 15. Par cette configuration, on réalise la délimitation linéaire entre le faisceau de rayonsd'éclairage et le faisceau de rayonsd'observation. Le manchon 3 est coupé suivant la découpe linéaire de l'élément 12 et refermé par une plaque 17 si bien qu'aucune lumière parasite ne peut parvenir dans le faisceau de rayons d'observation. La construction de l'élément 12 indiquée à la figure 3 est en principe la même que celle qui est montré à la figure 2. Le montage de l'élément à l'intérieur du manchon 3 est réalisé toutefois de telle manière que l'axe de la lentille 16 soit orienté parallèlement à l'axe optique 15. L'axe optique 6 est par conséquent incliné par rapport à la surface plane côté entrée de la lumière 2495 3 7.;t de l'élément 12. Etant douni que l'axe 6 constitue -. également l'axe loegitudinal du manchon 3, l'alésage de monture pour l'élément 12 doit former en conséquence- un angle correspondant par rapport à l'axe 6. Ces - difficultés de fabrication ne sont pas rencontrées avec l'agencement illustré à la figure 2. Dans l'agenoemet de-la figure 3, la surface d'entrée de la lumibre de l'élément 12 a également ue fonction d'inflexion des rayon si bien que les forees de réfraction-nécessaires _- peuvent tre réparties dans ce cas sur deux surfaces. Etant deona qu'en cas d'éclairage avec une lmière: i blanche,11'inflexion des rayons est liée ià une dispersion des rayons d' éclairage, il feorme, dans 1 image du diaphragme limitant le champ lumineux, des franges chromatiques. Peur y remédier, il est avantageux de réalW, ltélément 12 sous forme d'un organe composé dtéléments.[ acolés et corrigé chromatiquement,comme ceci est par i exemple indiqué à la figure 3. Conmme ceci a été dé3à dit, l'élément 12 doit assunmw [:'r deux fonctions. Ces deux fonctions peuvent ttre répartis ' sur deux éléments séparés. A la figure 4, pour une autre reproduction du diaphragme limitant le champ lumineux, on utilise un organe fermaet lentille 18 centré par i rappert à l'axe optique 6. Un prisme 19 qui peut égalem"o.b ltre accolé pour supprimer la dispersion, assure 1' inflexion des rayen. * -Y "' i'":' 4F::. À:;:,, -''. ((o,).zoSW.tlod lmn Azd B Uo ' (6) uOTxotulZTP.ZTO.ZT up L'e us. ueu 1%Tpu'l:anb ao ua 9Tuzslupau:. s8p9oid aoTî.o'l:TpuAo asep saunai uoTeo e ZTUTOfpiP q.Tsgo(çICa 'i Oa'souoo a on UR:. lo (6) uoTXGTlPqP. Or:or o1 aub 0o u fgT.zfo9 t Oú t. 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T T p TI.TuoduTa *L S 1 0 I & yD I a 1 a A a E 5. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le composant - optique précité est un organe formant lentille (12) disposé excentriquement par rapport à l'axe optique (6) du faisceau de rayonsd'éclairage 6. Dispositif d'éclairage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe formant lentille (12) est;, orienté, par son axe optique (16), soit parallèlement à l'axe optique (15) de l'objectif du microscope soit parallèlement à l'axe d'éclairage (6) ou en ce qu'il ado une orientation comprise entre les deux orientations d'axes*i précitées. {, 7. Dispositif d'éclairage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe formant lentille (12) présente, du côté entrée de lumière, une surface plane qui est perpendiculaire à l'axe optique (6) du faisceau de rayors d'éclairage incident. 8. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendicatio à 7, caractérisé en ce que l'organe formant lentille i (12) est un organe formé d'éléments accolés. 9. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le composant X optique est formé d'un organe formant lentille (18) ' monté concentriquement par rapport à l'axe optique (6) du faisceau de rayons d'éclairage ainsi que d'un prisme (19: d'inflexion des rayons. 10. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le composant optique est corrigé chromatiquement de telle manière que la dispersion de l'inflexion des rayons soit compensée. 11. Dispositif d'éclairage selon l'une des revendica- 8. tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens opti (10, 11, 12) prévus en aval du miroir (9) sont disposés à l'intérieur d'un manchon (3, 17).