Brevet FR2946157A1 — publié le 20101203

Système d'imagerie à microlentilles et dispositif associé pour la détection d'un échantillon La présente invention concerne un système d'imagerie à microlentilles et un dispositif associé destinés à la détection et à la caractérisation optique d'un échantillon. L'invention s'applique dans le domaine de la miniaturisation d'instruments de mesure pour l'analyse chimique ou biologique. En biologie, l'observation de cellules nécessite généralement l'utilisation d'un microscope optique afin de grossir l'image des cellules et de séparer les détails de cette image. Un équipement similaire est utilisé pour visualiser d'autres types d'objets biologiques, tels que des bactéries, des levures, des champignons, des pollens, des algues, des liposomes, ainsi que des particules d'origine synthétique. Pour cela, un microscope comporte des lentilles optiques (objectif, oculaire), une source lumineuse et au moins un photocapteur. Les microscopes utilisés quotidiennement par les chercheurs sont souvent coûteux et contraignants, notamment à cause de leur encombrement spatial. Généralement, ils ne permettent pas de produire des images de manière continue dans le temps ou à des moments prédéfinis. L'une des voies de miniaturisation envisagées actuellement est de supprimer les objectifs de grossissement du microscope et de réaliser l'image de l'ombre créée sur la surface sensible des photocapteurs. L'image formée par l'ombre de l'objet observé au contact des photocapteurs est appelée photogramme. A priori la résolution, définie comme la capacité de distinguer deux disques très proches, est dans ce type de système limitée par la taille des pixels et la distance objet/surface du capteur optique. Alors que dans un microscope classique, elle est limitée par la diffraction dans le système de lentilles des objectifs. Il existe des systèmes décrivant un système d'imagerie d'un échantillon comprenant une matrice de photocapteurs, une première lamelle disposée en regard de la matrice de photocapteurs définissant une face de support de l'échantillon, et un ensemble d'éléments optiques, disposé entre la matrice de photocapteurs et la première lamelle, l'ensemble d'éléments optiques comportant une matrice de microlentilles. Cependant les images acquises par un tel système d'imagerie ne montrent ni la morphologie ni la forme dans le cas où les cellules de l'échantillon à analyser sont adhérentes. En effet, les cellules en suspension ou adhérées ne correspondent pas au même défi : les cellules sont des objets de faible contraste avec le milieu de culture car les indices optiques sont similaires. Lorsqu'elles sont adhérées, elles présentent une forme plate et allongée, ce qui les rend plus difficiles à imager. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de taille réduite apte à imager des cellules, en particulier des cellules adhérentes, pour localiser et identifier les cellules, les dénombrer et analyser leur morphologie. La taille réduite du dispositif permet de l'introduire directement dans un incubateur afin de permettre la prolifération des cellules de l'échantillon. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'imagerie d'un échantillon du type précité, caractérisé en ce que l'ensemble d'éléments optiques comprend un milieu optique disposé entre la matrice de microlentilles et la première lamelle, l'indice de réfraction du milieu optique étant sensiblement compris entre 1 et l'indice de réfraction des microlentilles, et en ce que la distance mesurée selon l'axe optique des photocapteurs entre la face de support de l'échantillon et le sommet des microlentilles est sensiblement comprise entre 0 et 1500 �m. Suivant des modes particuliers de réalisation, le système d'imagerie d'un échantillon comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la distance mesurée selon l'axe optique des photocapteurs entre la face de support de l'échantillon et le sommet des microlentilles est inférieure ou égale à -150 x Fx n+ 400 x F , où F est la focale des microlentilles mesurée dans l'air et n l'indice de réfraction du milieu optique et en ce que l'indice de réfraction du milieu optique est sensiblement compris entre 1 et 1,64 ; - il comprend en outre une source lumineuse destinée à éclairer l'échantillon ; - la source lumineuse est disposée au-dessus de l'échantillon afin de réaliser une image en transmission ; - la source lumineuse est disposée afin d'éclairer dans la première lamelle du système d'imagerie de façon perpendiculaire à l'axe optique du système d'imagerie ; - la source lumineuse est apte à éclairer avec une longueur d'onde comprise entre 200 nm et 800 nm ; - la source lumineuse est une lumière blanche ; - le milieu optique est un liquide ; - le système d'imagerie comprend une cuvette contenant le liquide et l'échantillon ; - il comprend une seconde lamelle disposée telle que l'échantillon est situé entre la première lamelle et la seconde lamelle ; - la face de support de l'échantillon de la première lamelle est disposée en regard de la matrice de photocapteurs. ; - au moins une des lamelles a subi un traitement de surface destiné à modifier l'adhérence d'au moins une des lamelles vis-à-vis d'un objet de l'échantillon ; - la première lamelle comporte une lame et une lamelle amovible accolée à la lame et définissant la face de support de l'échantillon ; - le système d'imagerie comprend des moyens de réglage de la distance, mesurée selon l'axe optique des photocapteurs entre la face de support de l'échantillon et le sommet des microlentilles ; - les moyens de réglage comportent au moins une céramique piézoélectrique ; - la première lamelle comprend une pluralité de microchambres ou microcanaux ; - la première lamelle et/ou la seconde lamelle sont des filtres optiques ou des polariseurs ; - les photocapteurs sont aptes à détecter une lumière émise entre 200 nm et 800 nm par bioluminescence, chimiluminescence ou fluorescence. Ainsi, ce système d'imagerie de taille réduite est apte à produire des images de cellules de manière continue dans le temps ou à des temps prédéfinis pour quantifier la prolifération des cellules, suivre individuellement leur déplacement et en déduire leur trajectoire et leur vitesse, détecter les divisions des cellules et établir des filiations, mettre en évidence et quantifier des changements de morphologie, identifier des événements cellulaires d'intérêt (événements rares...). L'invention a également pour objet un dispositif de détection et de caractérisation d'un échantillon caractérisé en ce qu'il comprend un système d'imagerie tel que décrit ci-dessus, un contrôleur électronique et un système informatique destiné à commander le système d'imagerie. Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif de détection et de caractérisation d'un échantillon comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - il comprend au moins deux systèmes d'imagerie pilotés en parallèle par le contrôleur électronique ; - il comprend une chambre d'incubation dans laquelle le système d'imagerie et l'échantillon sont placés. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de détection et de caractérisation d'un échantillon selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un système optique d'un système d'imagerie adapté à la détection et à la caractérisation d'un échantillon selon l'invention, - les figures 3, 4 et 5 sont des vues identiques à celle de la figure 2 de modes de réalisation différents d'un système optique d'un système d'imagerie selon l'invention, - la figure 6 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation d'un système d'imagerie selon l'invention, - les figures 7 et 8 sont des vues schématiques d'une lamelle intégrée dans un système optique d'un système d'imagerie et comportant un système microfluidique selon l'invention, et - la figure 9 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de détection et de caractérisation d'un ou de plusieurs échantillons selon l'invention. L'invention concerne un dispositif 2 de détection et de caractérisation d'un échantillon 4, dont un mode de réalisation est illustré sur la figure 1. Le dispositif 2 comprend au moins un système d'imagerie 6 destiné à détecter et à caractériser l'échantillon 4 et un contrôleur électronique 8 apte à contrôler le système d'imagerie 6. Le contrôleur électronique 8 comprend un support apte à fixer le système d'imagerie 6, par exemple pour l'enficher si celui-ci comprend des fiches de connexion. Le système d'imagerie 6 est décrit en détail dans la suite. Le dispositif 2 comporte en outre un système informatique 10 destiné à piloter le contrôleur électronique 8 auquel il est relié. Le système informatique 10 comprend une interface homme/machine 12 destinée à entrer des informations pour piloter le contrôleur électronique 8 et à afficher des informations concernant l'échantillon 4. Le système informatique 10 comporte en outre une unité de calcul apte à réaliser des traitements sur les images et une unité de stockage pour enregistrer les images acquises de l'échantillon. Le dispositif 2 comprend une chambre d'incubation ou incubateur 14 et des moyens 16 de contrôle et de régulation du taux de CO2, de l'humidité et de la température à l'intérieur de la chambre d'incubation. Par exemple, l'incubateur 14 est un incubateur standard pour la biologie cellulaire, de dimensions de l'ordre du mètre cube de façon connue, pouvant éventuellement contenir plusieurs systèmes d'imagerie 6, ou un incubateur miniaturisé aux dimensions d'un système d'imagerie 6. Dans ce dernier cas, le dispositif 2 est facilement transportable pour être utilisé par exemple, à proximité d'un lieu de collecte de l'échantillon. Le système d'imagerie 6, le contrôleur électronique 8 et l'échantillon 4 sont disposés à l'intérieur de la chambre d'incubation 14. Le système d'imagerie 6 comporte un système optique 17 destiné à analyser l'échantillon 4 et, de préférence, le système d'imagerie 6 comporte au moins une source lumineuse 18 destinée à éclairer l'échantillon 4, celui-ci étant disposé entre la source lumineuse 18 et le système optique 17. La source lumineuse 18 est située en regard du système optique 17 afin de réaliser une image en transmission de l'échantillon et à une distance contrôlée, par exemple à une distance de quelques centimètres. La source lumineuse 18 est située à la verticale du système optique 17. Selon une variante, la source lumineuse 18 est décalée par rapport à la verticale du système optique 17, par exemple à une distance de quelques centimètres selon un arc de cercle autour du système optique 17. En outre, la source lumineuse est non ou faiblement collimatée avec un angle limite d'éclairage inférieur à 20°, par exemple 10°. Néanmoins, selon les besoins de l'opérateur et de façon connue, la source lumineuse peut être collimatée par un système de lentilles, diaphragmes et/ou filtres directionnels ou non, polychromatique ou monochromatique, polarisée ou non, étendue ou ponctuelle. La source lumineuse 18 est apte à éclairer avec une longueur d'onde comprise entre 200 nm et 800 nm, c'est-à-dire émettant dans le visible et/ou le proche ultraviolet (UV). De préférence, c'est une lumière blanche, c'est-à-dire une lumière émettant un spectre continu de longueur d'onde, en particulier dans le domaine visible (400 nm à 800 nm). Par exemple, la source lumineuse 18 comprend une diode électroluminescente (DEL ou LED en anglais), par exemple, une DEL blanche, un réseau de DELs, ou une ampoule à incandescence. Selon une variante, la source lumineuse 18 comporte un dispositif d'illumination de type Kôlher, c'est-à-dire un système d'imagerie couramment utilisé dans les microscopes optiques pour l'illumination de l'objet ou échantillon. Des moyens 20 de commande de la source lumineuse 18 sont intégrés au dispositif 2 et connectés au système informatique 10. Selon une variante, la source lumineuse 18 est positionnée au-dessus du système optique 17 de façon à ce qu'elle éclaire l'échantillon selon un angle spécifique (angle d'éclairage) contrôlé par l'opérateur ou par le système informatique 10. La source lumineuse 18 éclaire l'objet ou échantillon à une intensité et/ou pendant des durées et/ou à des instants spécifiés par l'opérateur ou par le système informatique 10. Selon les besoins de l'opérateur, la source lumineuse 18 peut être commune à plusieurs échantillons ou n'éclairer qu'un seul échantillon. Le fonctionnement du dispositif 2 de détection et de caractérisation d'un échantillon 4 selon l'invention va maintenant être décrit. Afin d'étudier et d'analyser l'échantillon 4, un opérateur le dispose dans le système d'imagerie 6. Le système d'imagerie 6 est connecté au contrôleur électronique 8, par exemple en enfichant le système optique 17 sur le support du contrôleur électronique 8. Si nécessaire, l'ensemble comprenant le système optique 17, l'échantillon 4, le contrôleur électronique 8 et la source lumineuse 18 est placé dans la chambre d'incubation 14, en particulier pour permettre la prolifération normale de la population cellulaire. L'incubateur 14 régule la température et le taux de CO2, et maintient un niveau d'humidité élevé grâce aux moyens 16 de contrôle et de régulation préalablement réglés par l'opérateur. En outre, cet ensemble (système d'imagerie 6 dont la source lumineuse 18, échantillon 4 et contrôleur électronique 8) est de préférence placé dans une chambre noire afin de réduire les bruits parasites liés à l'éclairage ambiant. Ensuite l'opérateur entre des informations par l'interface homme/machine 12 pour régler la ou chaque source lumineuse 18 via les moyens 20 de commande de l'éclairage et pour piloter le système optique 17 du système d'imagerie 6 par l'intermédiaire du contrôleur électronique 8. L'opérateur contrôle ainsi à distance, grâce au système informatique 10, le ou chaque système d'imagerie 6, dont la ou chaque source lumineuse 18. En fonctionnement, la ou chaque source lumineuse 18 éclaire l'échantillon 4. La lumière ou signal optique (photons) transmis par l'échantillon 4 est transformé par le système optique 17 du système d'imagerie 6 en signal électrique. Le signal électrique est ensuite transmis par le contrôleur électronique 8 au système informatique 10. Les données acquises par le système optique 17 du système d'imagerie 6 sont enregistrées dans l'unité de stockage du système informatique 10. Puis, l'unité de calcul reconstruit l'image ou séquence d'images à partir des données. En effet, le dispositif enregistre de façon connue, des événements dynamiques, soit en réalisant une acquisition en continu (mode vidéo) pour obtenir un film, soit en acquérant des images à intervalle régulier (mode photo) pour obtenir une séquence d'images. Enfin, l'opérateur commande, par l'interface homme/machine 12, l'unité de calcul pour réaliser d'autres traitements de l'image ou séquence d'images afin de caractériser l'échantillon 4. Par exemple, elle peut repérer spatialement des cellules de l'échantillon, et/ou identifier les cellules sur la base d'une analyse de leur morphologie et/ou de signaux fluorescents et/ou luminescents spécifiques, et/ou dénombrer les cellules, et/ou comparer leur position avec leur position antérieure, et/ou enregistrer la trajectoire et la vitesse de migration de chaque cellule, et/ou quantifier la prolifération des cellules, et/ou caractériser la morphologie de chaque cellule (calcul du périmètre et de l'aire couverte par chaque cellule, critère de rotondité de chaque cellule, texture du contour), et/ou mettre en évidence des changements morphologiques sur des cellules individuelles ou d'une population de cellules, et/ou segmenter l'image pour tracer les jonctions entre les cellules et calculer le nombre de cellules voisines, et/ou détecter des événements d'intérêt tels que des divisions cellulaires ou des différentiations ou des bouffées (ou � bursts � en anglais) calciques, et/ou établir des filiations, et/ou localiser des organelles (noyaux,...) dans les cellules. En outre, elle peut éliminer le bruit de fond, par exemple en réalisant pour chaque expérience une image en fond clair (lumière parasite) et en fond sombre (courant d'obscurité). Elle peut également reconstituer des films de la culture cellulaire sur l'ensemble ou une partie de l'image. Selon un autre mode de réalisation pour un échantillon 4 émettant de la lumière, par exemple une bioluminescence ou une chimiluminescence, le dispositif 2 est utilisé sans aucune source lumineuse 18. Dans ce cas, les analyses nécessitent d'être effectuées dans le noir total (en chambre noire). L'intensité de la luminescence est intégrée pendant une durée déterminée par l'opérateur afin d'augmenter la sensibilité de la mesure, par exemple le temps d'intégration de la luminescence est de 5 min. La figure 2 est une vue schématique en coupe du système optique 17 du système d'imagerie 6 destiné à détecter et à caractériser l'échantillon 4. Par exemple, l'échantillon 4 comprend des objets ou cellules biologiques adhérées 22 dans un milieu aqueux, de façon connue un milieu de culture. Le système optique 17 du système d'imagerie 6 comprend une matrice 24 de photocapteurs 26, régulièrement arrangés, dont la zone photosensible de chaque photocapteur 26 est par exemple en silicium. Le système optique 17 comporte en outre une première lamelle transparente 28 disposée en regard de la matrice 24 de photocapteurs 26 définissant une face 28A de support de l'échantillon 4. De préférence, la première lamelle 28 a un traitement de surface spécifique pour d'une part, capturer et/ou favoriser l'adhésion des cellules 22 sur la face 28A de support de l'échantillon 4, de façon connue par un procédé de fonctionnalisation avec des protéines appropriées par exemple la fibronectine. En outre, un autre traitement de surface évite l'adhésion sur la face 28B opposée à la face 28A, support de l'échantillon, par exemple en utilisant de la polylysine-PEG qui lui confère des propriétés d'hydrophobie. Par exemple, la première lamelle 28 sert de support à la culture cellulaire. La première lamelle 28 a de bonnes qualités en termes de transmission optique, par exemple elle est en verre ou en polystyrène. Le système optique 17 du système d'imagerie 6 comprend en outre un ensemble 30 d'éléments optiques disposé entre la matrice 24 de photocapteurs 26 et la première lamelle 28. L'ensemble 30 d'éléments optiques comporte un élément séparateur 37 situé en regard et en contact de la matrice 24 de photocapteurs, et une matrice 32 de microlentilles 34 disposée entre l'élément séparateur 37 et la première lamelle 28. La matrice 32 de microlentilles 34 est positionnée au-dessus de la matrice 24 de photocapteurs 26 de façon telle qu'une microlentille est située au-dessus de chaque photocapteur 26 de la matrice 24 de photocapteurs. L'élément séparateur 37 est formé d'un ou plusieurs matériaux optiquement transparents, par exemple, de filtres ou de couches de passivation. L'élément séparateur a pour fonction d'éloigner la matrice 24 de photocapteurs 26 de la matrice 32 de microlentilles 34 afin que les rayons lumineux soient concentrés ou focalisés vers les photocapteurs. L'ensemble 30 d'éléments optiques comprend en outre un premier milieu 36, d'indice de réfraction ou indice optique n, disposé entre la matrice 32 de microlentilles et la première lamelle 28. Le premier milieu optique 36 est destiné à modifier la focale de chaque microlentille 34. En effet, dans le premier milieu 36, d'indice optique n, la focale de chaque microlentille 34 est Fn = nlentille û flair x F , où nlentille ù n F est la focale de chaque microlentille 34 mesurée dans l'air. L'indice de réfraction du premier milieu optique 36 est sensiblement compris entre 1 et l'indice de réfraction des microlentilles 34. De préférence, le milieu 36 est un gel ou un liquide, par exemple une huile. Le système optique 17 du système d'imagerie 6 comporte en outre une seconde lamelle 40 disposée telle que les cellules 22 sont situées entre la première lamelle 28 et la seconde lamelle 40 dans un second milieu 42 délimité par les deux lamelles 28, 40. Avantageusement, la seconde lamelle 40 a un traitement de surface parmi ceux déjà décrits pour la première lamelle 28. Le second milieu 42 comprend un liquide, par exemple un liquide biologique apte à la culture cellulaire tel que classiquement du DMEM (pour � Dulbecco's Modified Eagle's Medium � en anglais) ou une solution saline telle qu'un tampon phosphate salin ou PBS (pour � Phosphate Buffered Saline � en anglais). Le niveau du liquide du second milieu est tel qu'il recouvre la face 28A de support de l'échantillon 4 et les objets 22. Selon une variante, le premier milieu 36 est un liquide similaire à celui du second milieu 42. Le système optique 17 du système d'imagerie 6 comprend une cuvette 38 étanche dans laquelle sont placés la matrice 30 d'éléments optiques, la première lamelle 28, l'échantillon 4 de sorte à contenir les liquides ou gels du premier milieu 36 et/ou du second milieu 42. Le fond de la cuvette 38 peut coïncider avec la surface des photocapteurs 26. Par exemple, la cuvette 38 est percée au fond et collée avec la matrice 24 de photocapteurs 26 afin de garantir l'étanchéité grâce à une colle biocompatible. Le système optique 17 du système d'imagerie 6 comporte en outre des moyens 43 de séparation aptes à séparer le premier milieu 36 du second milieu 42 si ceux-ci sont différents. Ces moyens de séparation 43 sont fixés aux parois de la cuvette 38 ou à la première lamelle 28. Selon une autre variante, la distance mesurée suivant l'axe optique Z entre la première lamelle 28 et la seconde lamelle 40 est réglée afin d'obtenir de façon connue une configuration dite entre lame et lamelle de l'échantillon 4. La seconde lamelle 40 est dans cette configuration en contact avec l'échantillon 4. La seconde lamelle 40 peut favoriser des échanges gazeux à travers la seconde lamelle 40, et/ou empêcher une évaporation à travers la seconde lamelle 40 d'une partie du second milieu 42 par exemple du milieu de culture et de l'échantillon 4. Le système optique 17 comprend en outre des moyens de réglage 44 des distances mesurées suivant l'axe optique Z entre la face de support 28A de l'échantillon de la première lamelle 28 et la face des photocapteurs 26 disposée en regard de la première lamelle 28. De préférence, ces moyens de réglage 44 comportent au moins une céramique piézoélectrique. Les moyens de réglage 44 peuvent être fixés mécaniquement au fond ou sur les bords de la cuvette 38 ou sur le support de la matrice 24 de photocapteurs 26. Selon une autre variante, la première lamelle 28 est fixée à une hauteur fixe aux parois de la cuvette 38 du système d'imagerie 6 par un moyen mécanique, électrostatique, magnétique ou équivalent. La première lamelle 28, et donc l'échantillon 4 et les objets 22, peuvent être retirés du système optique 17 du système d'imagerie 6, en fonction des besoins de l'opérateur, par exemple pour une caractérisation de l'échantillon sur un autre instrument ou pour un traitement supplémentaire de l'échantillon (coloration, marquage avec un fluorophore,...). La première lamelle 28, et l'échantillon ou objet, peuvent de même être repositionnés dans le système d'imagerie 6. Le fonctionnement du système d'imagerie 6 selon l'invention va maintenant être décrit. Au cours du procédé d'analyse d'un échantillon par le dispositif 2 décrit ci-avant, le fabricant ou l'opérateur du système d'imagerie choisit préalablement l'élément séparateur 37 et la première lamelle 28 en fonction de leurs caractéristiques optiques (matériaux, indice de réfraction, épaisseur...) et de l'utilisation/application désirée. Ensuite, la matrice 32 de microlentilles 34 est choisie en tenant compte de l'angle du cône d'acceptance des photocapteurs 26 qui est contrôlé par la présence des microlentilles 34, en particulier par la nature (indice de réfraction) et la forme (rayon de courbure) de chaque microlentille 34. Ensuite, le fabricant ou l'opérateur choisit le premier milieu 36 en fonction de son indice de réfraction n afin de modifier la focale des microlentilles 34 et ainsi l'angle d'acceptance des photocapteurs 26. En effet, les faisceaux lumineux sont déviés à l'interface optique entre le premier milieu optique 36 et chaque microlentille 34 selon la loi de Descartes. Ainsi, l'indice du premier milieu 36 permet également de régler l'angle du cône d'acceptance des photocapteurs. Plus précisément, la sélection de l'indice de réfraction du premier milieu 36 contrôle la position des croisements des cônes d'acceptance de photocapteurs voisins ou adjacents. Ainsi, l'angle du cône d'acceptance des photocapteurs 26 est augmenté, et par conséquent la position des croisements des cônes d'acceptance de photocapteurs voisins est diminuée, en augmentant l'indice de réfraction n du milieu 36, et inversement. Par exemple, pour une microlentille 34 en polystyrène d'indice de réfraction 1,61, il suffit de remplacer le milieu 36 initialement de l'air (soit n = 1,0003) par une huile d'indice de réfraction 1,55 pour élargir le cône d'acceptance des photocapteurs 26. L'indice de réfraction du premier milieu 36 est sensiblement compris entre 1 et l'indice de réfraction des microlentilles 34, de préférence entre 1 et 1,64. En fait, tout matériau optiquement actif, situé entre la matrice de photocapteurs et l'échantillon, participe à la modification du cône d'acceptance des photocapteurs. En particulier, c'est le cas de l'élément séparateur 37 et de la première lamelle 28. Pour cette dernière, les faisceaux lumineux sont déviés à l'interface optique entre la première lamelle 28 et le premier milieu optique 36 selon la loi de Descartes. Par conséquent le choix de la première lamelle ajuste également le cône d'acceptance des photocapteurs. Néanmoins, elle est également choisie pour ses qualités optiques (transmission élevée) et est utilisée comme support pour les objets 22 à imager. Ensuite, grâce aux moyens de réglage 44 la distance, mesurée suivant l'axe optique Z, entre la face 28A de support de l'échantillon 4 de la première lamelle 28 et le sommet des microlentilles 34 est réglée, et par conséquent l'épaisseur du premier milieu 36 aussi, afin d'être comprise entre 0 et 1500 �m. De préférence, cette distance est inférieure ou égale à -150 x Fx n + 400 x F , où F est la focale des microlentilles 34 mesurée dans l'air et n l'indice de réfraction du premier milieu optique 36. Le réglage de la distance H permet alors d'obtenir une image plus ou moins nette et/ou plus ou moins contrastée des cellules 22 de l'échantillon 4 en fonction de ce que l'opérateur souhaite observer comme détails des cellules 22. En effet, la variation de la distance D entre l'objet et la surface des photocapteurs a pour effets : - de modifier la largeur ou le grandissement de l'image de l'objet, c'est-à- dire l'étalement sur un nombre variable de photocapteurs adjacents : plus l'objet est éloigné de la matrice 24 de photocapteurs 26, plus il est imagé par un grand nombre de photocapteurs 26, et ainsi plus l'objet apparaît large sur l'image finale produite, - de mettre en évidence le contour diffracté de l'objet à partir d'une certaine hauteur. Proche de la surface, le motif de diffraction sur le contour de l'objet n'est pas mis en évidence car le motif de diffraction est concentré sur un seul photocapteur, ce qui ne permet pas de révéler les détails spatiaux du motif de diffraction. Lorsqu'on s'éloigne progressivement de la surface, le motif de diffraction sur le contour de l'objet s'étale sur 2, 3, 4,... photocapteurs adjacents et est de mieux en mieux observé. Néanmoins, loin de la surface, le motif de diffraction est diffus sur un trop grand nombre de photocapteurs. Ainsi, il n'est pas possible d'établir une image exploitable de l'objet si l'image d'un point de l'objet s'étale sur plus de 200 photocapteurs, et - de modifier le contraste du contour de l'objet. Les propriétés optiques des faces 28A et 28B de la première lamelle 28 peuvent être optimisées pour renforcer les effets de diffraction, de diffusion, d'interférences et de dispersion permettant de visualiser le contour des cellules 22. Dans un deuxième mode de réalisation du système optique 17 du système d'imagerie 6 illustré sur la figure 3, la face 28A de la première lamelle est située en regard de la matrice 24 de photocapteurs 26, c'est-à-dire que l'échantillon 4 comprenant des cellules adhérées à la face 28A de la première lamelle est disposé entre la première lamelle 28 et la matrice 32 de microlentilles 34. Ce mode de réalisation permet de s'affranchir de l'épaisseur de la première lamelle 28 dans le réglage de la distance entre les objets 22 à imager et le sommet des microlentilles. Cette configuration a l'avantage d'obtenir des distances très petites, quasi-nulles, entre les objets 22 et les microlentilles 34 et de réaliser des images au plus près des photocapteurs 26. Selon un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 4, la première lamelle 28 est posée sur le sommet des microlentilles 34. La distance H entre le sommet des microlentilles et la face 28B en regard des microlentilles de la première lamelle 28 est alors nulle. Dans ce cas le réglage de la distance entre la face 28A de support de l'échantillon et le sommet des microlentilles revient à choisir une épaisseur E de la première lamelle 28 adaptée pour que la distance mesurée selon l'axe optique Z des photocapteurs 26, entre la face de support de l'échantillon 28A et le sommet des microlentilles 34 soit sensiblement compris entre 0 et 1500 �m. Néanmoins, il faut noter que le premier milieu 36 est toujours présent dans les interstices entre les microlentilles et la première lamelle 28 et par conséquent agit toujours sur les cônes d'acceptance des photocapteurs 26. Selon une quatrième variante représentée sur la figure 5, la première lamelle 28 comporte une lame 45 et une lamelle amovible 46 accolée à la lame 45 et définissant la face de support de l'échantillon, et dont la somme des épaisseurs de la lame El et de la lamelle amovible E2 est par conséquent égale à l'épaisseur E de la première lamelle 28. Cette variante facilite également le retrait de l'échantillon sans modifier la distance H entre la première lamelle 28 et le sommet des microlentilles 34 préalablement réglée. La présence de la seconde lamelle 40, par exemple en verre, est surtout nécessaire dans le cas d'une utilisation en fluorescence, par exemple pour imager des fluorophores ou des � quantum dots �. Dans ce mode de réalisation, la première et la seconde lamelles 28, 40 sont de préférence des filtres optiques. De manière préférentielle pour cette utilisation, la source lumineuse 18, alors source d'excitation, est monochromatique. Le second filtre 40 n'est pas nécessaire si la longueur d'onde d'excitation est filtrée par le premier filtre 28. Par exemple en supprimant la seconde lamelle 40 et en utilisant une première lamelle 28 de verre comme filtre, l'absorbance du verre dans l'ultra-violet (UV) filtre la lumière d'excitation si elle est dans l'UV. Un deuxième exemple consiste en une première lamelle 28 dont la face 28A ou la face 28B est recouverte d'un empilement filtrant, réalisé par empilement de couches diélectriques, qui absorbe la longueur d'onde d'excitation. Selon une variante, le système optique 17 du système d'imagerie 6 comprend un filtre ou un réseau de filtres dédiés situé entre la matrice 24 de photocapteurs 26 et la matrice 32 de microlentilles 34. Par exemple, ce filtre ou réseau de filtre est intégré dans l'élément séparateur 37. Les filtres peuvent être différents sous des microlentilles adjacentes afin de caractériser un même échantillon 4 selon au moins deux longueurs d'onde différentes. Selon une autre variante, la seconde lamelle 40 est un filtre directionnel afin de compenser l'absence d'un système de collimation de la source lumineuse 18 qui entraîne des distorsions dans l'image. Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 6, la source lumineuse 18 est agencée afin de faire passer la lumière dans la première lamelle 28 de façon perpendiculaire à l'axe optique Z de façon à éclairer l'échantillon 4 ou les objets 22 depuis l'intérieur de la lamelle. Selon une autre variante, soit une des lamelles 28, 40 est un polariseur, soit les deux lamelles 28, 40 sont des polariseurs croisés. Dans le premier cas, la source lumineuse 18 émet une lumière polarisée rectilignement. Par exemple, la source lumineuse 18 est un écran à cristaux liquides (LCD). Dans le deuxième cas, la source lumineuse 18 n'émet pas de lumière d'excitation polarisée, et la lumière d'excitation est alors polarisée par le second polariseur 40. Dans les deux cas, la lumière d'excitation est arrêtée par le premier polariseur 28 tandis que la lumière d'émission fluorescente issue de l'échantillon 4 est polarisée et transmise par le premier polariseur 28. L'intensité est moindre dans cette configuration mais le rapport signal sur bruit par rapport à une transmission directe de la lumière d'excitation est augmenté. De préférence, le second polariseur 40 est en contact direct avec le liquide consistant le second milieu 42 pour éviter une dépolarisation de la lumière d'excitation à l'interface air/liquide. Selon un autre mode de réalisation illustré sur la figure 7, la première lamelle 28 comprend une pluralité de microchambres ou puits 48 communicantes ou non communicantes entre elles. Les microchambres 48 sont de préférence arrangées en matrice, par exemple les microchambres 48 sont formées sur ou gravées dans la première lamelle 28. L'épaisseur E intervenant dans le réglage de la distance entre la face 28A de la première lamelle 28 et le sommet des microlentilles 34 est alors la distance mesurée selon l'axe optique Z entre le fond des microchambres 48 et la face 28B de la première lamelle 28. Selon une variante illustrée sur la figure 8, les microchambres 48 sont formées dans l'intégralité de l'épaisseur E2 de la lamelle amovible 46 précédemment décrite et l'épaisseur intervenant dans le réglage de la distance H entre la face 28B de la première lamelle 28 et le sommet des microlentilles 34 est alors l'épaisseur El de la lame 45. Selon une variante, la pluralité de microchambres 48 forme une pluralité de zones d'écoulement ou microcanaux de l'échantillon destinés à faire circuler un fluide, par exemple l'échantillon 4, grâce à des moyens d'actionnement du fluide intégrés au système optique 17 du système d'imagerie 6. De façon connue, les moyens d'actionnement sont des micropompes, des microvalves, etc... La pluralité de microchambres 48 ou microcanaux est utilisée, par exemple pour réaliser du criblage en parallélisant les observations sur le même système optique 17 du système d'imagerie 6. De façon connue, les observations en parallèle permettent de reproduire les expériences, d'étudier plusieurs types cellulaires et/ou plusieurs densités de cellules, de varier l'organisation spatiale, les concentrations en réactifs, les conditions de culture, etc... On enregistre alors le signal optique issu de chaque microchambre 48 ou microcanal. De manière avantageuse, les images de chaque microchambre 48 ou microcanal correspondent à toute la surface inférieure de chaque puits ou zone d'étude 48 contrairement aux observations réalisées en transmission en microscopie optique classique. Un autre mode de réalisation destiné à réaliser des études en parallèle est représenté figure 9, le dispositif comprend alors une pluralité de systèmes d'imagerie 6 pilotés en parallèle par un même contrôleur électronique 8. Dans ce cas, le système informatique 10 gère les signaux provenant de chaque système d'imagerie 6 de manière synchronisée ou alternativement. De préférence, les systèmes d'imagerie 6 sont montés sur un même circuit électronique 8 et/ou assemblés dans un boîtier ou sur un râtelier, afin de simplifier la manipulation par l'opérateur et limiter la place prise par le dispositif 2 dans l'incubateur 14. Selon une variante, la première lamelle 28 est le fond d'une plaque à puits ou la paroi d'une flasque pour la culture cellulaire. Une matrice 24 de photocapteurs 26 surmontée de la matrice 30 d'éléments optiques est positionnée sous chaque puits d'une microplaque afin de visualiser les objets disposés sur le fond de chaque puits de la microplaque. L'épaisseur E est alors la distance entre le fond des puits de la microplaque et la face inférieure de la microplaque. Des systèmes d'imagerie selon l'invention peuvent également être disposés contre la paroi externe d'une ou de plusieurs flasques afin de caractériser les objets disposés sur la paroi interne de la flasque ou de plusieurs flasques. L'épaisseur E est alors l'épaisseur de la paroi de la flasque. Le système d'imagerie et le dispositif associé sont destinés à détecter et caractériser optiquement des objets, en particulier des cellules. Les microlentilles focalisent la lumière issue des zones de l'échantillon dans les zones sensibles correspondantes du silicium afin de collecter le maximum de lumière. L'intensité lumineuse est intégrée par chaque photocapteur. La matrice de microlentilles modifie le découpage (discrétisation) de l'espace réalisé par la matrice de photocapteurs. De plus, la première lamelle 28 engendre des effets de diffraction et d'interférence qui favorisent la visualisation d'objets à faible contraste tels que des cellules adhérées à la surface de la première lamelle, en particulier le contour de ces objets. Le champ de vision du système d'imagerie 6 correspond aux dimensions de la matrice 24 de photocapteurs 26. A titre d'exemple, le champ de vision est élargi par rapport à un microscope classique sur un rectangle de plusieurs mm2 et jusqu'à plusieurs cm2 de surface. Actuellement les images obtenues correspondent à un grossissement x4 en microscopie classique mais sur un champ plus grand d'environ 3,5x4,5 mm2 par rapport à un objectif d'ouverture numérique classique. Le grandissement des images diffère en fonction de la distance entre la face 28A, support de l'échantillon, de la première lamelle 28 et le sommet des microlentilles 34. En effet, si l'échantillon 4 ou les objets 22 sont éloignés de la matrice 24 de photocapteurs 26, l'image de l'échantillon ou des objets est étalés sur un nombre croissant de photocapteurs 26. La résolution dépend de la taille des pixels, cependant elle dépend également de la focale des microlentilles, de la distance entre l'échantillon 4 ou les objets 22 et la matrice de photocapteurs, et de l'indice de réfraction n du milieu 36. Le dispositif a des dimensions réduites, de préférence celle d'un cube de 10 cm de coté et est facilement installé dans un incubateur. Les dimensions réduites du dispositif présentent l'avantage de la grande portabilité du dispositif, en envisageant des applications au lit du patient, tel que le comptage de cellules du sang, ou de pouvoir être placé directement dans un incubateur en ajoutant seulement la présence d'un ordinateur dans la pièce de culture cellulaire. L'invention a été décrite dans le cadre d'applications biologiques avec des échantillons comprenant des cellules. Cependant elle s'applique à d'autres domaines par exemple pour visualiser des bactéries, des levures, des champignons, des pollens, des algues, des liposomes, des particules synthétiques, et/ou pour détecter des réponses optiques à des phénomènes physico-chimiques telles que visualiser la formation de cristaux dans des réservoirs sur la première lamelle 28. REVENDICATIONS1.- Système d'imagerie d'un échantillon (4) comprenant une matrice (24) de photocapteurs (26), une première lamelle (28) disposée en regard de la matrice (24) de photocapteurs définissant une face (28A) de support de l'échantillon, et un ensemble (30) d'éléments optiques, disposé entre la matrice (24) de photocapteurs et la première lamelle (28), l'ensemble (30) d'éléments optiques comportant une matrice (32) de microlentilles (34) caractérisé en ce que l'ensemble (30) d'éléments optiques comprend un milieu optique (36) disposé entre la matrice (32) de microlentilles et la première lamelle (28), l'indice de réfraction du milieu optique (36) étant sensiblement compris entre 1 et l'indice de réfraction des microlentilles (34), et en ce que la distance mesurée selon l'axe optique (Z) des photocapteurs (26) entre la face de support de l'échantillon (28A) et le sommet des microlentilles (34) est sensiblement comprise entre 0 et 1500 �m. 2.- Système d'imagerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance mesurée selon l'axe optique (Z) des photocapteurs (26) entre la face de support de l'échantillon (28A) et le sommet des microlentilles (34) est inférieure ou égale à -150x F x n + 400 x F , où F est la focale des microlentilles (34) mesurée dans l'air et n l'indice de réfraction du milieu optique (36) et en ce que l'indice de réfraction du milieu optique (36) est sensiblement compris entre 1 et 1,64. 3.- Système d'imagerie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une source lumineuse (18) destinée à éclairer l'échantillon (4). 4.- Système d'imagerie selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source lumineuse (18) est disposée au-dessus de l'échantillon afin de réaliser une image en transmission. 5.- Système d'imagerie selon la revendication 3, caractérisé en ce que la source lumineuse (18) est disposée afin d'éclairer dans la première lamelle (28) du système d'imagerie (6) de façon perpendiculaire à l'axe optique du système d'imagerie (6). 6.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la source lumineuse (18) est apte à éclairer avec une longueur d'onde comprise entre 200 nm et 800 nm. 7.- Système d'imagerie selon la revendication 6, caractérisé en ce que la source lumineuse (18) est une lumière blanche. 8.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le milieu optique (36) est un liquide. 9.- Système d'imagerie selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une cuvette (38) contenant le liquide et l'échantillon. 10.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde lamelle (40) disposée telle que l'échantillon (4) est situé entre la première lamelle (28) et la seconde lamelle (40). 11.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la face (28A) de support de l'échantillon (4) de la première lamelle (28) est disposée en regard de la matrice de photocapteurs. 12.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins une des lamelles (28, 40) a subi un traitement de surface destiné à modifier l'adhérence d'au moins une des lamelles (28, 40) vis-à- vis d'un objet (22) de l'échantillon (4). 13.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la première lamelle (28) comporte une lame (45) et une lamelle amovible (46) accolée à la lame et définissant la face (28A) de support de l'échantillon (4). 14.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage (44) de la distance, mesurée selon l'axe optique (Z) des photocapteurs (26), entre la face de support de l'échantillon (28A) et le sommet des microlentilles (34). 15.- Système d'imagerie selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de réglage (44) comportent au moins une céramique piézoélectrique. 16.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la première lamelle (28) comprend une pluralité de microchambres 48 ou microcanaux. 17.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que la première lamelle (28) et/ou la seconde lamelle (40) sont des filtres optiques ou des polariseurs. 18.- Système d'imagerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les photocapteurs sont aptes à détecter une lumière émise entre 200 nm et 800 nm par bioluminescence, chimiluminescence ou fluorescence. 19.- Dispositif (2) de caractérisation et de détection d'un échantillon (4) caractérisé en ce qu'il comprend un système d'imagerie (6) selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, un contrôleur électronique (8) et un système informatique (10) destiné à commander le système d'imagerie (6). 20.- Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux systèmes d'imagerie pilotés en parallèle par le contrôleur électronique (8). 21.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'incubation (14) dans laquelle le système d'imagerie (6) et l'échantillon (4) sont placés.15