Brevet FR2554931A1 — publié le 19850517

- i - 2554931 La présente invention concerne une disposition optique pour microscope, ayant une voie principale de faisceau dans laquelle sont disposés un objectif de microscope et un tube d'observation, et une voie supplémentaire de faisceau qui peut être sélectivement interposée entre l'objectif de microscope et le tube d'observation à la place d'une partie de la voie principale de faisceau, un élément de déviation *optique pouvant être introduit dans la voie principale de faisceau et enlevé de ladite voie principale de faisceau pour choisir entre la voie principale de faisceau et la voie supplémentaire de faisceau, la voie supplémentaire de faisceau comprenant au moins une première, une seconde et une troisième surfaces optiques dont chacune dévie le faisceau, la troisième surface optiqaue déviant la voie supplémentaire de faisceau dans le tube d'observation. Un exemple d'une disposition optique de ce type est donné par le brevet autrichien n0 333 0.S2, Selon ce brevet, la voie supplémentaire de faisceau e-:t créée lorsque l'élément de déviation optique est endve de la voie principale de faisceau, tandis que, ior;rsqle l'élément de déviation optique est introduit dans la voie principale de faisceau optique, le faisceau venant de liobjectif du microscope est dévié directement dans le tube d'observation. En conséquence, la voie supplémentaire de faisceau est alignée avec l'axe optique de l'objectif du microscope jusqu'à la première surface optique déviant le faisceau, et jusqu'à ce stade elle est généralement verticale, Les trois surfaces optiques déviant le faisceau dévient ensuite la voie supplémentaire de faisceau de telle manière qu'elle coincide finalement avec la voie principale de faisceau pénétrant. dans le tube d'observation. Selon le brevet autrichien n 333 052 ou le brevet des Etats-Unis correspon- dant n 3 924 926, au moins une image du champ objet ou au moins une image du champ objet et une image de la pupille de sortie de l'objectif seront disposées dans la voie supplé- mentaire de faisceau avant que le faisceau soit dévié pour la première fois, et en outre, au moins un élément réglant la polarisation sera prévu au voisinage de l'une de ces - 2 -2554931 images. L'avantage de cette disposition est que l'on évite tous les éléments optiques qui gênent la polarisation. La microscopie à polarisation fait une distinction fondamentale entre deux procédés d'observation différents, à savoir l'observation orthoscopique et l'observation cono- scopique. Dans l'observation orthoscopique, entre autres, la forme, la distribution de taille, la structure de couleurs et les limites des grains d'une coupe mince d'un minéral ou d'un stratifié sont examinés en lumière polarisée, tandis que dans l'observation conoscopique d'un grain de cristal découvert orthoscopiquement, on observe le phénomène d'in- terférence se produisant à la pupille de sortie de l'objectif. Ce que l'on appelle l'interférence d'axes permet de déterminer le nombre et les angles des axes et les autres propriétés optiques d'un cristal. Pour mettre en évidence cette interférence d'axes, on examine tout d'abord une coupe mince de la particule intéressante sous lumière polarisée. Une-lentille auxiliaire pouvant être mise au point, à savoir une lentille de Bertrand, est ensuite placée dans la voie de faisceau, mise au point sur la pupille de sortie de l'objectif à grande ouverture utilisé et centrée, si nécessaire, la particule étant isolée au moyen d'un diaphragme à sténopé, après quoi l'on observe le tracé d'interférence. Le microscope connu Zetopan Pol Tubus de Reichert comporte, dans le tube d'observation monoculaire, une lentille de Bertrand pouvant être mise au point, qui est disposée en un emplacement optiquement correct et qui peut être déplacée dans et hors de la voie de faisceau. Il est donc possible, dans ce cas, de passer rapidement de l'observation orthoscopique à l'observation conoscopique. Cependant, la longueur et la circonférence du tube d'obser- vation monoculaire sont considérables. Mais par dessus tout, seule l'observation monoculaire, et non binoculaire, est possible. Dans le microscope connu Orthoplan Pol de Leitz, qui lui, possède un tube d'observation binoculaire, une lentille de Bertrand et un diaphragme peuvent être déplacés dans et - 3 2554931 hors de la voie principale de faisceau du microscope avant la déviation dans le tube d'observation binoculaire incline. Cependant, il y a dans ce cas un compromis évident en ce qui concerne les positions optiques de la lentille de Bertrand et du diaphragme et la hauteur totale du microscope est également considérable. La présente invention a pour but d'apporter une disposition optique qui convienne à différents procédés d'observation, et- en particulier aux procédés d'observation orthoscopique et conoscopique. Un autre but de l'invention est d'apporter une disposition dans laquelle, tout en ayant une hauteur globale petite, les éléments optiques pour l'observation conoscopi- que sont disposés en des points optiquement corrects. Un autre but de l'invention est d'apporter une telle disposi- tion qui soit utilisable aussi bien avec un tube d'observa- tion monoculaire qu'avec un tube d'observation binoculaire. Ces buts sont atteints selon l'invention en ce sens que, lorsque 1 ' élément de déviation optique est introduit dans la voie principale de faisceau optique d'une disposi- tion du type précité, le faisceau provenant de l'objectif du microscope est dévié latéralement dans la voie supplémentai- re de faisceau, et grâce à une lentille de Bertrand et à un élément limiteur de champ, de préférence un diaphragme à iris, associé avec la lentille de Bertrand prévus entre l'élément de déviation optique et la troisième surface optique. Dans la disposition selon l'invention, la lentille de Bertrand et l'élément limiteur de champ ne sont pas déplacés dans et hors de la voie principale de faisceau du microscope mais, au contraire, ils sont fixes dans une voie supplémen- taire de faisceau qui peut être choisie simplement en déplaçant un élément de déviation optique au lieu de la partie correspondante de la voie principale de faisceau. Cependant, du fait que la voie supplémentaire de faisceau ne se propage pas principalement selon une direction verticale, mais selon une direction horizontale ou latérale, la hauteur totale peut être maintenue petite, même avec la lentille de - 4 - 2554931 Bertrand et le diaphragme associé qui sont disposés dans leur position optique correcte. Avantageusement, la lentille de Bertrand est disposé entre l'élément de déviation optique et la première surface optique, et l'élément limiteur de champ associé avec la lentille de Bertrand est disposée entre la seconde surface optique et la troisième surface optique. De cette manière, la dimension latérale de la voie supplémentaire de faisceau peut être maintenue relativement courte. De préférence, les première et seconde surfaces optiques ainsi que la lentille de Bertrand sont déplaçables le long de la voie de faisceau pour s'adapter à différents objectifs de microscopes, la position de l'élément limiteur de champ restant inchangée. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, l'élément de déviation optique permettant de choisir entre la voie principale de faisceau et la voie supplémentaire de faisceau, peut être introduit dans et hors de la voie principale de faisceau, en même temps que la troisième surface optique. Ainsi, il est possible d'utiliser, par exemple, un prisme en demi-cube possédant deux surfaces réfléchissantes qui peuvent être mises dans et hors de la voie principale de faisceau. Une telle construction est certainement plus avantageuse qu'un ensemble comportant deux miroirs séparés l'un de l'autre, et dont l'un serait un miroir totalement réfléchissant qui pourrait être mis dans et hors de la voie principale de faisceau pour former l'élément de déviation optique, tandis que l'autre miroir serait un miroir fixe semi-transparent. La souplesse de la disposition selon l'invention peut être augmentée, en outre, si d'autres éléments optiques adaptés à différents procédés d'observation peuvent être introduits dans la voie principale de faisceau lorsque l'élément de déviation optique, permettant de choisir entre la voie principale de faisceau et la voie supplémentaire de faisceau, et la troisième surface optique sont enlevés. Il peut s'agir d'un miroir diviseur au moyen duquel tous les procédés à lumière incidente (contraste d'interférence, - 5 - 2554931 polarisation, champ clair) peuvent être utilisés. Pour mettre en oeuvre la disposition optique selon l'invention, celle-ci apporte également un dispositif comprenant un élément support allongé qui peut être monté au voisinage de la voie principale de faisceau entre l'objectif du microscope et le tube d'observation, un premier système optique, qui est de préférence un prisme en demi-cube, déplaçable dans et hors de la voie principale de faisceau le long de l'élément support transversalement à la voie principale de faisceau et comprenant l'élément de déviation optique et la troisième surface optique, un second système optique comprenant la première et la seconde surfaces optiques monté vers l'une des extrémités de l'élément support de manière à être déplaçable le long dudit élément support, une lentille de Bertrand montée mobile sur l'élément support dans la voie de faisceau entre l'élément de déviation optique et la première surface optique, et un élément limiteur de champ fixe associé à la lentille de Bertrand, qui est de préférence un diaphragme à iris, monté sur l'élément support le long de la voie de faisceau entre la seconde surface optique et la troisième surface optique, le second système optique et la lentille de Bertrand pouvant être entraînés simultanément au moyen d'une molette rotative unique montée sur ladite extrémité de l'élément support au moyen de deux broches interconnectées de différentes longueurs et de différents pas, et des organes d'actionne- ment adaptés à déplacer le premier système optique étant disposés à l'autre extrémité de l'élément support allongé. Un dispositif de ce type peut être conçu sous la forme d'une unité additionnelle qui peut être introduite à la manière d'un tube intermédiaire entre le tube d'observation binoculaire ou le tube photographique et l'objectif de microscope. Cependant, un dispositif de ce type peut également être conçu comme système intégré pouvant être disposé au-dessus de la lentille téléphoto à la place du prisme double réflexe, ou sous la forme d'une unité à pousser pouvant être utilisée à la place de modules d'éclairage. - 6 2554931 -- 6 --Z545 Ce dispositif offre une compacité latérale remarquable, cependant que le fonctionnement simple au moyen d'une molette rotative unique est garanti en dépit de la mobilité de la lentille de Bertrand et des première et seconde surfaces optiques, ce qui permet à la lentille de Bertrand d'être mise au point pour l'adapter à différents objectifs de microscopes. Pour des objectifs corrigés plus près que l'infini, une approximation linéaire des mouvements est possible en raison de la faible distance de déplacement, tandis que dans le cas d'objectifs corrigés à l'infini la lentille de Bertrand doit, dans tous les cas, se déplacer sur le double de la distance de la première et de la seconde surfaces optiques en raison de l'image intermédiaire fixe. Avantageusement, d'autres éléments optiques peuvent être montés à l'autre extrémité de l'élément support et être déplacés pour être amenés dans la voie principale de faisceau au moyen des organes d'actionnement lorsque le premier système optique est déplacé hors de la voie principale de faisceau peuvent être montés à l'autre extrémité de l'élément support. D'autres avantages, détails et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'une forme d'exécution préférée donnée à titre d'exemple par référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une vue latérale d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 montre une vue en plan du dispositif représenté à la figure 1; et - la figure 3 montre une vue en bout du dispositif illustré à la figure 1. Comme il ressort des dessins, un support allongé 10 porte un guide en queue d'aronde 11. 'Un premier système optique 12 comprenant un prisme 16 en demi-cube disposé sur un support 14 reposant directement sur le guide en queue d'aronde 11 est monté mobile sur ledit guide. Le prisme en demicube 16 présente deux surfaces réfléchissantes dont l'une 18 forme un élément de déviation optique qui dévie le faisceau de la voie principale de faisceau 20 selon une voie - 7 - supplémentaire de faisceau 22. La déviation se fait lorsque le premier système optique 12, disposé à l'écart de la voie principale de faisceau 20 sur le dessin, est mis en place dans ladite voie 20. Le système peut être amené dans cette position au moyen d'un organe d'actionnement 23 qui peut être manoeuvré de l'extérieur et qui est réuni au premier système optique 12 par une tige 24. Sur le même guide en queue d'aronde 11 et dans la voie supplémentaire de faisceau 22 est également montée une lentille de Bertrand 26 dont la position peut être réglée précisément sur une broche filetée 28 au moyen d'une molette rotative 30 disposée à l'extérieur du support 10. Au moyen de la même molette rotative 30, un second système optique 32, guidé de la même façon sur le guide en queue d'aronde 11, est réglable sur une broche filetée creuse montée sur la broche filetée 28 et ayant un pas différent. Le second système optique 32 comporte deux miroirs optiques 36,38 qui sont fixés à un support 34, le miroir 36 agissant comme première surface optique, déviant la voie supplémentaire de faisceau 22 vers le haut, et le miroir 38 agissant comme seconde surface optique renvoyant la voie supplémentaire de faisceau 22 vers le premier système optique 12. Un diaphrag- me à iris 40 est disposé de manière à être fixe dans la voie allant vers le premier système optique 12. Au lieu du diaphragme à iris 40,- il est également possible d'utiliser un diaphragme à sténopé qui puisse être mis dans et hors de la voie du faisceau. La surface réfléchissante supérieure 39 du prisme en demi-cube 16, qui forme la troisième surface optique, dévie le faisceau de la voie de faisceau supplémentaire 22 vers le haut, de telle sorte qu'elle pénètre dans la voie principale de faisceau 20 allant vers le tube d'observation binoculai- re, lorsque le premier système optique 12 est disposé dans la voie principale de faisceau 20. En outre, à l'extrémité du support 10 opposé au second système optique 32, est prévu un troisième système optique 41. Ce système est, de même, monté mobile sur le guide en queue d'aronde 11 et il peut être poussé dans la voie -- 8 -- -8- principale de faisceau 20 au moyen d'une tige 42 et d'un organe d'actionnement 46 lorsque le premier système optique 12 est déplacé hors de la voie principale de faisceau 20. Le troisième système optique 41 peut être un miroir diviseur de couleur neutre, un miroir annulaire à champ sombre, un miroir diviseur dichroique, un polariseur à lumière inciden- te ou un analyseur, de telle sorte que différentes méthodes d'observation peuvent être utilisées et, surtout, une modification rapide entre les diverses méthodes d'observa- tion peut être garantie. Cependant, par-dessus tout, une modification peut facilement être faite entre la méthode d'observation conoscopique pour laquelle le premier système optique 12 doit être disposé dans la voie principale de faisceau 20 et la méthode d'observation orthoscopique pour laquelle le système optique 12 est disposé à l'extérieur de la voie principale de faisceau 20. _9 g_2554931 REVENDICATIONS 1 - Disposition optique pour microscope, comprenant une voie principale de faisceau dans laquelle sont disposés un objectif de microscope et un tube d'observation, une voie supplémentaire de faisceau qui peut être sélectivement interposée entre l'objectif de microscope et le tube d'observation à la place d'une partie de la voie principale de faisceau, et un élément de déviation optique qui peut être introduit dans la voie principale de faisceau et enlevée de ladite voie principale de faisceau pour choisir entre la voie principale de faisceau et la voie supplémen- taire de faisceau, grâce à quoi le faisceau provenant de l'objectif du microscope est dévié latéralement vers la voie supplémentaire de faisceau lorsque l'élément de déviation optique est introduit dans la voie optique principale de faisceau, caractérisée en ce que ladite voie supplémentaire de faisceau (22) comprend au moins des première, seconde et troisième surfaces optiques (36,38,39) dont chacune dévie le faisceau, la troisième surface optique (39) déviant la voie supplémentaire de faisceau (22) dans le tube d'observation, une lentille de Bertrand (26) et un élément limiteur de champ (40) associés à la lentille de Bertrand (26) étant prévus entre l'élément de déviation optique (18) et la troisième surface optique (39). 2 - Disposition optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément limiteur de champ (40) est constitué d'un diaphragme à iris. 3 - Disposition optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lentille de Bertrand (26) est disposée entre l'élément de déviation optique (18) et la première surface optique (36), et en ce que l'élément limiteur de champ (40) associé à la lentille de Bertrand (26) est disposé entre la seconde surface optique (38) et la troisième surface optique (39). 4 - Disposition optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et seconde surfaces optiques (36,38) et la lentille de Bertrand (26) sont - 10 2554931 - 10 ' déplaçables le long de la voie de faisceau pour s'adapter à différents objectifs de microscopes, la position de l'élé- ment limiteur de champ (40) restant inchangée. - Disposition optique selon la revendication 1, S caractérisée en ce que l'élément de déviation optique (18) adapté à choisir entre la voie principale de faisceau (20) et la voie supplémentaire de faisceau (22) peut être introduit dans la voie principale de faisceau (20) ou retiré de ladite voie, en même temps que la troisième surface optique (39). 6 - Disposition optique selon la revendication 5, caractérisée en ce que d'autres éléments optiques (41) pour différentes méthodes d'observation peuvent être introduits dans la voie principale de faisceau (20) lorsque l'élément de déviation optique (18) permettant de choisir entre la voie principale de faisceau (20) et la voie supplémentaire de faisceau (22) est enlevé tandis que la troisième surface optique (39) est également enlevée. 7 - Dispositif adapté à interposer sélectivement une voie supplémentaire de faisceau optique entre un objectif de microscope et un tube d'observation de microscope à la place d'une partie d'une voie de faisceau principale dans le microscope au moyen d'un élément de déviation optique qui peut être introduit dans la voie principale de faisceau et enlevé de ladite voie principale de faisceau pour choisir entre cette dernière et la voie supplémentaire de faisceau, caractérisé en ce que ladite voie supplémentaire de faisceau (22) comprend au moins une première, une seconde et une troisième surfaces optiques (36,38,39) dont chacune dévie le faisceau, la troisième surface optique déviant la voie supplémentaire de faisceau (22) dans le tube d'observation, ledit dispositif comprenant un élément support allongé (10) qui peut être monté au voisinage de la voie principale de faisceau (20) entre l'objectif de microscope et le tube d'observation, un premier système optique (12) déplaçable dans et hors de la voie principale de faisceau (20) le long de l'élément support (10) transversalement à la voie principale de faisceau (20) et comprenant l'élément de - 11 - déviation optique (18) et la troisième surface optique (39), un second système optique (32) comprenant la première et la seconde surfaces optiques (36,38) montées en direction de l'une des extrémités de l'élément support (10) de manière à être déplaçables le long dudit élément, une lentille de. Bertrand (26) montée mobile sur l'élément support (10) dans la voie de faisceau (22) entre l'élément de déviation optique (18) et la première surface optique (36), et un élément limiteur de champ fixe (40) associé à la lentille de Bertrand et monté sur l'élément support (10) le long de la voie de faisceau (22) entre la seconde surface optique (38) et la troisième surface optique (39), le second système optique (32) et la lentille de Bertrand (26) pouvant être simultanément entraînés à partir d'une molette rotative unique (30) prévue à ladite extrémité de l'élément support (10) au moyen de deux broches interconnectées de différentes longueurs et de différents pas, des organes d'actionnement adaptés à déplacer le premier système optique (12) étant disposés à l'autre extrémité de l'élément support allongé (10). 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un autre élément optique (41) déplaçable dans la voie principale de faisceau (20) au moyen d'organes d'actionnement (46) lorsque le premier système optique (12) est déplacé hors de ladite voie principale de faisceau (20), lesdits organes d'actionnement étant montés à ladite autre extrémité de l'élément support (10). 9 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément limiteur de champ (40) est constitué d'un diaphragme à iris. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier système optique (12) comprenant l'élément de déviation optique (18) et la troisième surface optique (39) est constitué d'un prisme en demi-cube (16).