Brevet FR2532067A1 — publié le 19840224

La présente invention concerne le domaine des instruments optiques et- plus particulièrement, des microscopes optiques. Les microscopes optiques sont depuis longtemps adaptés pour voir des objets sur des surfaces planes de lamelles en verre De tels microscopes comprennent généralement un dispositif pour maintenir les surfaces de la lamelle qui portent l'objet sensiblement parallèles au plan focal de l'optique de façon que la position de la lamelle puisse être ajustée le long de l'axe optiques Pour obtenir cette fonction de support de la lamelle, on sait, dans l'art antérieur, utiliser un mandrin à dépression pour supporter une lamelle contre une surface de correspondance de la lamelle sensiblement parallèlement au plan focal dans un microscope optique, par exemple, comme cela est enseigné par le brevet US No 3 848 962. Ce type de dispositif de montage d'une lamelle permet un support satisfaisant d'une lamelle, maintenant la surface portant l'objet dans un plan parallèle au plan focal pour des lamelles ayant un coin ou une épaisseur variable et une épaisseur variable du couvre-objet. Cependant, dans de nombreuses applications il est également nécessaire pour une lamelle portant un objet qu'un alignement souhaité (dans le plan focal) puisse être obtenu de façon répétée Cela est particulièrement nécessaire pour des systèmes automatisés de microscopie o l'on peut avoir accès de façon répétée, un certain nombre de fois, à un emplacement particulier, sur une lamelle Par ailleurs, et en particulier dans des systèmes automatisés, il est généralement nécessaire de pouvoir libérer une lamelle de sa position fixe (pour regarder) afin de pouvoir obtenir un déchargement. La présente invention a pour objet un dispositif perfectionné pour supporter une lamelle de microscope. La présente invention a pour autre objet un dispositif pour aligner sélectivement et supporter une lamelle de microscope. La présente invention a pour autre objet un dispositif pour contrôler la position d'une lamelle de microscope pour permettre un déchargement. La présente invention est un système à mandrin pour aligner sélectivement et supporter une surface plane portant un objet dlune lamelle de microscope Le mandrin comprend un corps auant une surface sensiblement plane supportant la lamelle Selon une forme dle invention, un certain nombre d'organes d'arrêt s'étendent à partir de cette surface supportant la lamelle Alternativement, les organes d'arrêt peuvent s'étendre d'un appareil fixé à l'ensemble de l'objectif (ou autre partie) du système optique Les organes d'arrêt sont adaptés à venir en engagement avec interférence, avec une lamelle dont la surface portant l'objet est adjacente à la surface de support de laa Ieele avec la lamelle à une orientation prédéterminée Dans les formes de l'invention ayant les organes d'arrêt qui s'étendent d'un appareil connecté à l'ensemble de l'objectif, les organes d'arrêt peuvent être rétractables Sous cette forme, quand l'alignement souhaité est obtenu et qu'une lamelle est rigidement couplée à la surface de support de la lamelle, les organes d'arrêt sont retirés de façon que le mandrin (et la lamelle) puissent être déplacés en une unité. Un certain nombre d'orifices d'air et d'orifices de vide sont placés dans la surface du corps supportant la lamelle Le corps comprend des passages internes qui sont couplés aux divers orifices qui sont adaptés à coupler les orifices d'air-à un réservoir d'air externe à relativement haute pression et les orifices de vide à un réservoir de vide externe Au moins l'un des orifices d'air est adapté à diriger un écoulement d'air de cet orifice vers au moins l'un des organes d'arrêt Sous certaines formes de l'invention, au moins l'un des orifices d'air est adapté à diriger l'écoulement d'air de cet orifice au loin d'au moins l'un des organes d'arrêt. Un contrôleur peut sélectivement fonctionner en mode d'ALIGNEMENT pour coupler l'air du réservoir d'air aux orifices d'air et pour coupler le vide du réservoir de vide aux orifices de vide, établissant un palier à air retenu par le vide Avec cette configuration, en-mode d'alignement, l'écoulement d'air des orifices d'air et entre la lamelle et la surface de support de la lamelle établit un couplage relativement sans frottement entre a surface de la lamelle portant l'objet à proximité de la surface supportant la lamelle et cette surface Le vide des orifices de vide établit une séparation d'équilibre entre la surface de la lamelle portant l'objet et la surface supportant la lamelle Par ailleurs, la composante d'écoulement d'air des orifices d'air qui est dirigée vers un ou plusieurs des organes d'arrêt, impartit une force nette à la lamelle dans un plan parallèle à la surface portant l'objet et vers au moins l'un des organes d'arrêt A titre d'exemple, la force nette peut être soit une force de tralnée visqueuse sur la surface de la lamelle, ou bien une force directe impartie par l'écoule- ment d'air contre un bord de la lamelle, ou bien une combinaison des deux En réponse à cette dernière composante, une lamelle adjacentes la surface de support de la lamelle peut facilement être alignée à l'orientation prédéterminée définie par les organes d'arrêt. Le contrôleur peut sélectivement fonctionner en mode de SUPPORT pour coupler un vide du réservoir de vide aux orifices de vide Dans ce cas, sans pression d'air appliquée aux orifices d'air, le vide des orifices de vide établit une force nette sur une lamelle adjacente à la surface de support de la lamelle dirigée vers cette surface En conséquence, dans ce mode, la lamelle est maintenue fermement contre la surface du support de la lamelle à la position alignée établie pendant le mode d'ALIGNEMENT Le vide est maintenu tandis que le contrôleur passe du mode d'ALIGNEMENT au mode de SUPPORT, donc la partie de la lamelle est maintenue pendant le temps de commutation. Le contrôleur peut également sélectivement fonction- ner en mode de LIBERATION pour coupler l'air du réserv Qir d'air aux orifices d'air afin de libérer la lamelle pour un déchargement Dans des formes de l'invention comprenant un second groupe d'orifices d'air dans la surface de support de la lamelle, pouvant diriger l'écoulement d'air au loin des organes d'arrêt, pendant le mode d IALIGNGMENTT, le contrôleur couple l'air à tous les orifices d'air à l'exception de ceux du second groupe, permettant l'aligne- ment comme on l'a décrit ci-dessus En mode de LIBERATION, le contrôleur couple l'air à tous les orifices d'air à l'exception de ceux adaptés à diriger l'écoulement d'air vers un ou plusieurs des organes d'arrêt Dans ce dernier mode, le contrôleur peut également coupler le vide aux orifices de vide Par suite, un palier à air retenu par le vide est établi, avec une force nette appliquée à la lamelle au loin des organes d'arrêt pour permettre le déchargement. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront 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 montre en vue en perspective un mandrin à air et à vide selon l'invention; la figure 2 montre une vue de dessus du mandrin de la figure 1; la figure 3 montre une vue de dessous du mandrin de la figure 1; la figure 4 montre une vue en coupe faite suivant les lignes 4-4 du corps de la figure 2; et la figure 5 montre une vue dessous d'un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 4 montrent un mandrin 110 pour sélectivement aligner, supporter et libérer une surface plane d'une lamelle de microscope portant un objet selon la présente invention Le mandrin 110 comprend un corps 112 ayant une surface plane 114 de support de la lamelle La surface 114 a trois organes d'arrêt 116 à 118 qui s'étendent de la surface de support 114 Les organes d'arrêt 116-118 sont placés sur la surface 114 pour venir en engagement avec interférence, avec les deux bords d'une lamelle conventionnelle de microscope de 25 mm sur 76 mm (désignée par le chiffre de référence 120 sur les figures 3 à 5)9 et localiser la lamelle adjacente àLa surface de support 114 de la lamelle à une orientation prédéterminée Sous d'autres formes de l'inventianles organes d'arrêt peuvent s'étendre d'un appareil (non représenté) attaché à l'objectif(ai autre partie) du système optique, plutôt que de la surface de support de la lamelle, Avec cette dernière forme, l'alignement de la lamelle est directement en rapport avec l'axe optique du système optique Par suite, les lamelles peuvent facilement être alignées dans la même position par rapport à l'axe optique sur différents systèmes du microscope, Le mandrin 110 comprend également des trous 126-128 adaptés à recevoir des boulons de montage pour le couplage rigide du mandrin 110 à une platine de microscope afin que la surface 114 soit sensiblement parallèle au plan focal du microscope L'ouverture centrale 120 est adaptée à permettre à un ensemble d'objectif d'un microscope d'être abaissé de façon réglable du sommet (comme cela est représenté) pour placer son plan focal pour qu'il coïncide avec la surface 114 Sur la figure 1, l'ensemble de l'objectif peut être place de façon réglable à partir du dessus (comme cela est représenté) du mandrin 110 pour la- focalisation ou mise au point Alternativement, le mandrin 110 peut être inversé afin que l'ensemble de l'objectif puisse être placé réglable à partir de dessous du mandrin 110, pour la mise au point. Le mandrin 110 comprend également un coupleur de la lamelle à air/vide pour coupler la surface portant l'objet d'une lamelle de microscope à la surface 114 du mandrin 110 Le coupleur comprend six orifices d'air 130 a130 f et deux orifices de vide 140 a et 140 b dans la surface 114 de support de la lamelle de l'organe 112. Les orifices d'air et les orifices de vide sont couplés par l'un des passages 150 et 152 à l'intérieur du corps 112 et des tubes et vannes externes à un réservoir 131 à air à relativement haute pression (comme 1, 38 bars) et un réservoir à vide 141. Dans le mode de réalisation illustré, les orifices d'air 130 a-130 f et les parties des passages associés à proximité de ces orifices d'air sont configurés de façon que l'écoulement d'air de chacun de ces orifices ait une composante dans la direction d'au moins l'un des organes d'arrêt Sur la figure 3, les passages internes 150 et 152 sont indiqués en pointillé. Comme le montre la figure 1, le réservoir d'air à haute pression 131 est couplé au passage d'air 150 dans le corps 112 par une ligne pneumatique 13, une vanne 134 et une ligne pneumatique 136 Le réservoir à vide 141 est couplé aux passages à vide 152 dans le corps 112 par une ligne pneumatique 142, une vanne 144 et ligne pneumatique 146. Un contrôleur 160 est couplé aux vannes 134 et 144. Le contrôleur 160 contrôle sélectivement le mandrin 110 pour qu'il fonctionne à l'un des divers modes La sélection de mode peut être commandée à la main ou automatiquement. Le contrôleur 160 fonctionne en mode d'ALIGNEMENT pour maintenir les vannes 134 et 144 ouvertes et en mode de SUPPORT pour maintenir la vanne 134 fermée et la vanne 144 ouverte Le contrôleur 160 peut également fonctionner en mode de LIBERATION pour maintenir les vannes 134 et 144 toutes deux fermées, afin de libérer ainsi la lamelle pour un déchargement Alternativement, dans ce mode, la vanne 134 peut être maintenue ouverte tandis que la vanne 144 est maintenue fermée, ou bien les deux vannes peuvent être maintenues ouvertes. Avec cette configuration, en mode d'ALIGNE T, une lamelle de microscope qui est placée avec une surface plane portant l'objet à proximité de la surface 114 est couplée à cette surface Dans ce mode l'air et le vide des orifices 130 a-130 f et 140 a-140 b respectivement, établissent un palier à air retenu par le vide donc le couplage entre la surface de la lamelle portant l'objet et la surface 114 est sensiblement sans frottement Par ailleurs, du fait de l'écoulement d'air dirigé des orifices d'air 130 a13 Cf, il y a une force nette sur la lamelle qui est dirigée vers les organes d'arrêt 116-118 Par exemple, cette force nette peut être due à une traînée visqueuse Ou à une force directe contre le bord de la lamelle ou aux deux. En réponse à cette force nette, la lamelle se déplace vers les organes d'arrêt jusqu'à reposer contre ces organes, afin d'établir ainsi un alignement souhaité Typiquement, en fonctionnement, à la suite de l'alignement, le contrôleur ferme la vanne 134, établissant le mode de SUPPORT,. En mode de SUPPORT, une lamelle de microscope qui est placée avec une surface portant l'objet adjacente à la surface 114 peut être maintenue avec cette surface portant l'objet contre la surface 1140 Dans ce mode, la vanne 134 est fermée et le vide aux orifices 140 a et 140 b établit une force nette sur la lamelle qui est dirigée vers la surface 114, maintenant ainsi la lamelle contre cette surface en-position alignée En considérant mieux le mode de SUPPORT, le contrôleur 160 peut alors fermer la vanne 144 uniquement ou bien peut ouvrir la vanne 134 et fermer la vanne 144, établissant le mode de LIBERATION. Le mandrin 110 peut être utilisé avec un système de microscope tel que celui montré sur les figures 1 à 3 de la référence incorporée En fonctionnement, une lamelle qui est chargée dans le système (soit automatiquement ou à la main) près de la surface 114 du mandrin 110 peut facilement être alignée puis maintenue pour être vue Cela est accompli par le contrôleur 160 qui fonctionne en mode d'ALIGNEMENT. A la suite de l'alignement, le contrôleur 160 peut alors fonctionner en mode de SUPPORT Dans ce mode, la lamelle est maintenue contre la surface 114 pour voir en position alignée Après avoir vu, le contrôleur 160 peut alors fonctionner en mode de LIBERATION, permettant l'enlèvement de la lamelle Le cycle ALIGNEMENT-SUPPORT- LIBERATION peut alors être répété pour autant de lamelles. qu'on le souhaite. En mode de LIBERATION, le vide ne retient plus la lamelle contre la surface 114 et la lamelle est ainsi libérée, permettant son déchargement L'opération du contrôleur 160, o la vanne 134 est ouverte et la vanne 144 est fermée en mode de LIBERATION, est particulièrement utile dans des formes de l'invention qui sont inversées par rapport à la figure 1, c'està-dire que l'ensemble de l'objectif se trouve en dessous de la lamelle et que la surface de la lamelle portant l'objet est la surface inférieure de la lamelle Dans ce cas, l'écoulement d'air est suffisant pour annuler les forces de gravitation sur la lamelle afin de la libérer de la surface la supportant. La figure 5 montre une vue de dessous d'un autre mode de réalisation 110 a de la présente invention Sur la figure 5, les éléments correspondants aux figures 1 à 4 sont désignés par des chiffres de référence identiques. Le mandrin 110 A est sensiblement le même que le mandrin 110 à l'exception d'un certain nombre d'orifices d'air 162 a-d et d'un passage d'air interne 166 Les orifices 162 a-d sont adaptés à diriger l'écoulement d'air de ces orifices dans une direction au loin d'au moins certains des organes d'arrêt 116-118 Le passage d'air 166 peut être connecté au réservoir d'air 131 par une ligne d'air (non représentée) et une vanne 168 (non représentée), o la vanne est contrôlée par le contrôleur 162 En fonctionnement, la vanne 168 est fermée en mode d'ALIGNEMENT et de SUPPORT, et le fonctionnement est le même que celui décrit ci-dessus pour les figures 1 à 4 En mode de LIBERATION, la vanne 168 est ouverte et la vanne 134 est fermée La vanne 144 peut on être ouverte ou fermée En configuration "non inversée" (c'est-à-dire telle que représentée sur la figure 1), un palier à air retenu par le vide est établi entre la lamelle et la surface 114, avec une Aune nette de tra t (impartie) par l'écoulement d'air-des vannes 160 a-160 d) dirigée au loin des organes d'arrêt 116-118, avec pour résultat un déchargement contrôlé de la lamelle - La vanne 144 peut être fermée à la forme "inversée', et la lamelle peut de même être déchargée Alternativement, la vanne 144 peut être ouverte, avec pour résultat qu'un palier à air retenu Dar le vide est établi pendant le déchargement Dans cette dernière forme, un rebond de la lamelle est au minimum. Le tableau ci-dessous donne l'effet sur une lamelle dans les divers modes de fonctionnement du système du mandrin pour les modes de réalisation non inversé et inversé décrits ci-dessus - TABLEAU Mode _ ALIGNEMENT Vanne _ 134 ouverte Vanne ouverte Effet sur Non-inversé Lamelle déplacée à la position souhaitée la lamelle Inversé Lamelle déplacée à la position souhaitée SUPPORT LIBERATION LIBERATION (en posi- tion) fermée ouverte Lamelle maintenue pour regarder fermée fermée Lamelle tombe ouverte fermée Lamelle tombe Lamelle maintenue pour regarder Lamelle libre de se déplacer latéralement uniquement Lamelle maintenue à la position souhaitée, peut être élevée R E Y E N D I C A T I 0 N S 1. Système de mandrin pour sélectivement aligner et supporter une surface plane d'une lamelle de microscope portant un objet, ledit système de mandrin comprenant un corps ayant une surface sensiblement plane de support de la lamelle, caractérisé par un certain nombre d'organes d'arrêt ( 116, 117, 118) adaptés à venir en engagement avec interférence avec une lamelle adjacente à ladite surface de support de la lamelle ( 114), ladite lamelle étant à une orientation prédéterminée; un certain nombre d'orifices d'air d'alignement ( 130 a-130 f) et d'orifices de vide ( 140 a, 140 b) dans ladite surface de support ( 114) de la lamelle; lesdits orifices ayant des passages internes associés ( 150, 152); et au moins l'un desdits orifices * 15 d'air étant adapté à diriger un écoulement d'air ayant une composante d'alignement dirigée vers au moins l'un desdits organes d'arrêt. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé de plus par un moyen de commande comprenant: un moyen d'air d'alignement ( 132, 134, 136, 150) pouvant sélecti- vement fonctionner pour coupler l'air d'un réservoir d'air à relativement haute pression ( 131) aux orifices d'aligne- ment ( 130 a-130 f) précités; un moyen de vide ( 142, 144, 146, 152) pouvant sélectivement fonctionner pour coupler un vide d'un réservoir de vide ( 141) auxdits orifices de vide ( 140 a, 140 b); un moyen contrôleur ( 160) fonctionnant en mode d'ALIGNEMENT pour: actionner ledit moyen d'air d'alignement et ledit moyen de vide de façon que l'écoule- ment d'air desdits orifices d'air d'alignement établisse un couplage sensiblement sans frottement entre ladite surface de support ( 114) de la lamelle et une lamelle adjacente à ladite surface, et que le vide desdits orifices établisse une force d'équilibre sur la lamelle pour maintenir une séparation uniforme prédéterminée entre la lamelle et sa surface de support, et ladite composante d'alignement d'écoulement d'air impartit une force nette sur ladite lamelle dans un plan parallèle à ladite surface supportant la lamelle et vers au moins l'un desdits organes d'arrêt ( 116, 117, 118) et ledit oontrôleur fonctionne en mode de SUPPORT pour: actionner ledit moyen sous vide et maintenir actif ledit moyen d'air d'alignement, de façon que le vide desdits orifices d'air établisse une force nette sur une lamelle à proximitéde la surface de support de la lamelle, dirigée vers cette surface. 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contrôleur précité fonctionne de plus en mode de LIBERATION pour actionner les moyens d'air d'alignement ( 132, 134, 136, 150) et maintenir ledit moyen de vide ( 142, 144, 146, 152) inactif de façon que l'écoulement d'air des orifices d'alignement ( 130 a-130 f) maintienne une force nette sur une lamelle à proximité de la surface de support de la lamelle ( 114) qui est dirige au loin de ladite surface. 4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen contrôleur ( 160) fonctionne de plus en mode de LIBERATION pour: actionner le moyen d'air d'alignement ( 132, 134, 136, 150) et ledit moyen de vide ( 142, 144, 146, 152) de façon que l'écoulement d'air desdits orifices d'alignement ( 130 a-130 f) établisse un couplage sensiblement sans frottement entre la surface de support de la lamelle ( 114) et une lamelle adjacente à cette surface,que levide desdits orifices ( 140 a, 140 b) établisse une force d'équilibre sur la lamelle pour maintenir une séparation unforme prédéterminée entre la lamelle et la surface de support de la lamelle, et la composante d'alignement d'écoulement d'air impartisse une force nette sur la lamelle dans un plan parallèle à sa surface de support et vers au moins l'un des organes d'arrêt ( 116, 117, 118). 5 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps ( 112) comprend de plus un moyen d'air de libération comprenant au moins un orifice d'air de libération ( 162 a-162 d) dans la surface de support de la lamelle ( 114) et des passages internes associés ( 166) adaptés à diriger un écoulement d'air ayant une composante de libération dirigée au loin d'au moins l'un des organes d'arrêt ( 116, 117, 118). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les passages internes ( 166) sont sélectivement utilisables pour coupler de l'air du réservoir ( 131) aux orifices d'air de libération ( 162 a-162 d); le contrôleur ( 160) peut fonctionner en modes d'ALIGNEMENT et de SUPPORT pour maintenir inactifs les passages internes; et le contrôleur est utilisable en mode de LIBERATION pour: actionner les passages internes et le moyen de vide ( 142, 144, 146, 152) et pour maintenir le moyen d'air d'alignement ( 132, 134, 136, 150) inactif, de façon que l'écoulement d'air des orifices d'air de libération établisse un couplage sensiblement sans frottement entre la surface de support ( 114)de la lamelle et une lamelle adjacente à cette surface, et la composante de libération d'écoulement d'air impartisse une force nette sur la lamelle dans un plan parallèle à la surface de support de la lamelle et au loin d'au moins l'un desdits organes d'arrêt ( 116, 117, 118). 7. Système selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les passages internes ( 166) sont sélectivement utilisables pour coupler l'air du réservoir d'air ( 131) aux orifices d'air de libération ( 162 a-162 d); le contrôleur ( 160) sert, en modes d'ALIGNEMENT et de SUPPORT,à maintenir inactifs les passages internes; et le contrôleur sert, en mode de LIBERATION, à actionner les passages internes et à maintenir le moyen d'air d'alignement ( 132, 134, 136, 150) et ledit moyen de vide ( 142, 144, 146, 152) inactif de façon que l'écoulement d'air des orifices d'air de libération établisse un accouplement sensiblement sans frottement entre la surface de support de la lamelle ( 114) et une lamelle adjacente à ladite surface, et que la composante d'écoulement d'air de libération impartisse une force nette 253 '2067 sur la lamelle dans un plan parallèle à la surface supportant la lamelle et au loin d'au moins l'un des organes d'arrêt ( 116, 117, 118). 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes d'arrêt ( 116, 117, 118) sont fixés et s'étendent de la surface de support de la lamelle précitée ( 114). 9 Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les organes d'arrêt ( 116, 117, 118) s'étendent de l'organe de support en étant fixés au système optique d'un microscope associée.