FR 3086071 A1 20200320 FR 1858232 A 20180913 « Procédé, microscope et ensemble d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission » La présente invention concerne un procédé d'imagerie holographique 5 numérique hors axe en transmission. Elle concerne également un microscope d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission, et un ensemble d'imagerie mettant en oeuvre un tel microscope. Le domaine de l'invention est le domaine de l'imagerie holographique 10 numérique hors axe en transmission utilisant une lentille d'imagerie et plus généralement un moyen de focalisation. Etat de la technique 15 Il existe actuellement différentes techniques d'imagerie holographique numérique en transmission en vue de réaliser une image holographique tridimensionnelle d'un objet : imagerie holographique dans l'axe, imagerie holographique hors axe, imagerie holographique avec traceur, imagerie holographique sans traceur, imagerie holographique avec objectif 20 d'imagerie, etc. La présente invention concerne l'imagerie holographique numérique hors axe en transmission avec lentille, ou objectif d'imagerie. Actuellement la plupart des procédés d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission avec un microscope à objectif mettent en oeuvre une unique onde d'illumination. Ces procédés ne permettent pas 25 de réaliser réellement une image holographique 3D d'un objet. On connait le document « 4D holographic microscopy of zebrafish larvae microcirculation » de Donnarumma et al. qui décrit l'utilisation de deux ondes d'illumination simultanées. Ce procédé permet d'améliorer les techniques d'imagerie holographique connues jusqu'à lors. Cependant, ce 30 procédé souffre d'imprécisions au niveau de la description des images des objets, cette insuffisance ne permet pas l'élimination des fausses coïncidences entre deux objets différents, pouvant aboutir à la détection d'objets non existants. 2 Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission avec objectif d'imagerie plus précis que les procédés existants. Encore un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission avec objectif d'imagerie présentant une vitesse d'acquisition plus rapide de sorte à suivre, dans le temps, les déplacements tridimensionnels d'objets discrets. Enfin, un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission avec objectif d'imagerie plus précis et/ou plus rapide, tout en étant plus versatile. Exposé de l'invention ces buts par un L'invention permet d'atteindre au moins l'un de transmission d'un procédé d'imagerie holographique numérique hors axe en objet, ledit procédé comprenant : d'une image dudit - au moins une itération d'une étape d'acquisition lumineuses, dites objet comprenant les étapes suivantes : illumination dudit objet avec plusieurs ondes ondes d'illumination, cohérentes à une onde, dite de référence, chaque onde d'illumination provoquant la diffusion par ledit objet d'une onde, dite onde objet, focalisation de chaque onde objet vers un capteur numérique par un moyen de focalisation, détection d'au moins une figure d'interférence entre les ondes objet et ladite onde de référence par au moins un capteur numérique ; et - une étape de construction numérique de ladite image holographique à partir de l'au moins une figure d'interférence ; caractérisé en ce que l'étape d'illumination comprend une émission d'au moins trois ondes d'illumination non-coplanaires pour l'acquisition d'une seule image. 3 Le procédé selon l'invention propose donc d'utiliser au moins trois ondes d'illumination non-coplanaires pour l'acquisition d'une même image holographique tridimensionnelle d'un objet et de récupérer les ondes objets provenant de l'objet par un moyen de focalisation. 5 Ainsi, le procédé selon l'invention permet de réaliser une image holographique réellement tridimensionnelle d'un objet, en une seule acquisition, contrairement aux procédés utilisant une seule onde d'illumination. De plus, le procédé selon l'invention est plus précis que les procédés 10 de l'état de la technique car il ne souffre pas de fausses coïncidences dues à l'insuffisance de description des images des objets par deux ondes d'illumination. En effet, l'utilisation d'au moins trois ondes d'illumination non-coplanaires permet d'éliminer, par exemple par triangulation, les points correspondants aux croisements des ondes d'illumination. 15 En outre, le procédé selon l'invention, utilisant un objectif d'imagerie, peut être mis en oeuvre par tous les microscopes à objectif, ce qui permet une mise en oeuvre plus simple et plus versatile. De plus, l'utilisation d'un moyen de focalisation permet d'augmenter la précision de l'image et adapter la taille du champ imagé au capteur 20 numérique et à la résolution. Avantageusement, le moyen de focalisation peut être une lentille de microscope, ou un objectif de microscope. De préférence, le moyen de focalisation peut être concave. 25 Le capteur numérique peut être un capteur CCD, un capteur CMOS, un capteur Foveon, ou tout capteur électronique photosensible. L'étape d'illumination peut réaliser une émission d'au moins deux 30 ondes d'illumination de manière simultanée. En particulier, l'étape d'illumination peut réaliser une émission de toutes les ondes d'illumination de manière simultanée. Une telle émission simultanée d'au moins deux ondes d'illumination permet de réaliser plus rapidement l'étape d'acquisition. - 4 - Alternativement, ou en plus, l'étape d'illumination peut réaliser une émission d'au moins deux ondes d'illumination de manière non-simultanée. En particulier, l'étape d'illumination peut réaliser une émission toutes 5 les ondes d'illumination de manière non-simultanée, c'est-à-dire à tour de rôle. L'émission des ondes d'illumination de manière non-simultanée permet de faciliter la détection de la ou des figures d'interférence, ainsi que le traitement des figures d'interférence lors de l'étape de traitement 10 numérique. Suivant un mode de réalisation particulier et nullement limitatif, les ondes d'illumination peuvent être émises à tour de rôle, par groupes. Par exemple, l'étape d'illumination peut réaliser une émission d'un premier 15 groupe d'une ou plusieurs ondes d'illumination simultanées, puis une émission d'un deuxième groupe d'une ou plusieurs ondes d'illumination simultanées. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, au moins 20 une onde d'illumination peut être générée par réflexion, d'une onde, dite onde source, sur une matrice de micro-miroirs (ou « DMD » pour « Digital Micromirror Device » en anglais). L'utilisation d'un DMD permet de simplifier l'obtention des ondes d'illumination non-coplanaires. L'architecture du microscope mettant en 25 oeuvre le procédé selon l'invention se trouve simplifié. En effet, le DMD est un dispositif qui est facile à utiliser et qui limite le nombre de composants pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. De plus, le DMD permet d'obtenir une fréquence d'acquisition très grande permettant un suivi dans le temps du déplacement de l'objet et donc 30 une imagerie holographique 4D. Suivant un exemple de réalisation mettant en oeuvre un DMD, l'étape d'illumination peut comprendre les opérations suivantes : - éclairage de la matrice de micro-miroirs par l'onde source ; 5 - commande de ladite matrice de micro-miroirs pour obtenir, à tour de rôle, deux motifs non-parallèles ; et - sélection d'au moins un ordre de diffraction émis par ladite matrice pour l'un desdits motifs et d'au moins deux ordres de diffraction émis 5 par ladite matrice l'autre des motifs. Dans cet exemple de réalisation, les ondes d'illumination non-coplanaires sont obtenues à partir de deux motifs affichés sur le DMD à tour de rôle. Les ondes d'illumination sont donc émises en deux groupes, l'un des groupe étant émis avant l'autre groupe. 10 Au moins un des groupes comprend au moins deux ondes d'illumination émises simultanément correspondant chacune à un ordre de diffraction de l'onde source par le DMD. Suivant un autre exemple de réalisation mettant en oeuvre un DMD, 15 l'étape d'illumination peut comprendre les opérations suivantes : - éclairage de la matrice de micro-miroirs par l'onde source ; - commande de ladite matrice de micro-miroirs pour obtenir, à tour de rôle, trois motifs non-parallèles, en particulier trois motifs formant entre eux un angle de 45° ; 20 - sélection d'au moins un ordre de diffraction pour chaque motif. Dans cet exemple de réalisation, les ondes d'illumination non-coplanaires sont obtenues à tour de rôle. Les ondes d'illumination sont donc émises à tour de rôle. 25 Suivant un mode de réalisation, au moins une onde d'illumination est générés par réflexion d'une onde, dite source, sur au moins un miroir. En particulier, plusieurs, voir toutes, les ondes d'illumination peuvent être générées, chacune, par réflexion de l'onde source sur au moins un miroir dirigé vers l'objet. 30 Au moins un miroir peut être un miroir semi-réfléchissant. Suivant un exemple de réalisation avantageux : - au moins deux ondes d'illumination peuvent être générées par réflexion d'une onde, dite source, sur au moins un premier et un 6 deuxième miroirs semi-réfléchissants présentant des inclinaisons différentes ; et - au moins une onde d'illumination est générée par réflexion de l'onde source sur un troisième miroir, alignés avec lesdits 5 premier et deuxième miroirs semi-réfléchissants, et présentant une inclinaison différente desdits premier et deuxième miroirs semi-réfléchissants. Le troisième miroir peut être totalement, ou partiellement, réfléchissant. 10 Ainsi, chaque miroir émet une onde d'illumination par réflexion d'une onde source émise dans une même direction. L'onde source est partiellement réfléchie par les premier et deuxième miroirs pour obtenir deux ondes d'illumination. Une partie de l'onde source traverse les premier et deuxième miroirs pour atteindre le troisième miroir 15 qui la réfléchit, partiellement ou totalement, pour obtenir une troisième onde d'illumination. Avantageusement, l'étape de construction de l'image holographique peut comprendre : 20 - plusieurs itérations d'une phase, dite de nettoyage, comprenant les étapes suivantes : génération, à partir de la figure d'interférence fournie par l'étape d'acquisition, d'au moins une série d'images 2D, chaque image correspondant à une profondeur différente 25 par rapport au plan du capteur numérique ; pour chaque série d'images, obtention d'une matrice d'intensités tridimensionnelle à partir des images de ladite série ; et sélection d'au moins un point, dit point brillant, à partir de 30 l'au moins une matrice d'intensités tridimensionnelle ; - mémorisation dudit au moins un point brillant ; et 7 - suppression du champ rayonné par ledit au moins un point brillant dans ladite figure d'interférence pour l'itération suivante de ladite phase de nettoyage ; - élaboration d'une image holographique à partir desdits points 5 brillants mémorisés lors de ladite phase de nettoyage. Ainsi, chaque point de l'objet peut être identifié à tour de rôle. Par conséquent, le procédé selon l'invention permet de construire une image holographique tridimensionnelle d'un objet point par point. L'étape de construction de l'image holographique a pour but de 10 reconstruire l'objet dans un espace 3D de dimension bien plus grande que la dimension de l'espace 2D dans lequel la figure d'interférence a été obtenue à l'étape d'acquisition. La reconstruction est néanmoins possible parce que la solution décrivant l'objet est parcimonieuse dans l'espace 3D, et parce que les équations de reconstruction holographique permettant de calculer le 15 champ pour chaque distance de reconstruction sont des équations linéaires. Dans ces conditions, la mesure de la figure d'interférence obtenue à l'étape d'acquisition peut être considérée comme une acquisition comprimée du signal décrivant l'objet dans l'espace 3D. La reconstruction de l'image holographique peut être faite en utilisant l'une des nombreuses méthodes de 20 reconstruction d'une acquisition comprimée, en particulier une reconstruction par poursuite ou par poursuite orthogonale, connues en tant que telles par l'homme du métier. Avantageusement, les images générées lors de l'étape de génération 25 de la phase de nettoyage peuvent être des images holographiques reconstruites en amplitude et phase (images complexes au sens mathématique). Les différentes images d'une série peuvent correspondre, chacune, à une profondeur différente par rapport au plan du capteur numérique. 30 L'étape de génération peut réaliser une génération d'une seule série d'images, à partir de la figure d'interférence correspondant à la somme de toutes les illuminations, sans sélection des illuminations. Dans ce cas, une 8 matrice d'intensité, dite globale, est générée pour la somme de toutes les illuminations. Alternativement, ou en plus, l'étape de génération peut réaliser une génération d'au moins trois séries d'images, chacune des au moins trois 5 séries étant obtenue en sélectionnant dans la figure d'interférence fournie par l'étape d'acquisition le signal holographique correspondant à l'une des ondes d'illuminations, et donc à une des directions d'illumination. Dans ce cas, plusieurs matrices d'intensité, dite individuelles, sont générées, chaque matrice d'intensités correspondant à une onde d'illumination, ou à une 10 direction d'illumination. A chaque itération de la phase de nettoyage, la ou les matrices d'intensité tridimensionnelles sont utilisées pour déterminer la position et l'intensité du point, ou du diffuseur, le plus brillant. 15 Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour déterminer la position et l'intensité du point le plus brillant. Le point le plus brillant peut-être déterminé comme étant : i) le point présentant l'intensité maximale dans la matrice d'intensité globale obtenue pour la somme de toutes les 20 illuminations ; ii) le point présentant l'intensité maximale dans le produit des matrices d'intensités individuelles correspondant aux différentes directions d'illumination ; Hi) le point présentant l'intensité maximale selon i) ou ii), en y 25 ajoutant les points voisins dans le plan correspondant à la même profondeur de reconstruction, iv) le point présentant l'intensité maximale selon i) ou ii) en y ajoutant des points situés à des profondeurs d'illumination différentes mais dont l'intensité est proche du maximum. 30 L'étape de suppression du champ rayonné par le ou les points brillants peut comprendre une soustraction du champ rayonné par ce ou ces de la figure d'interférence fournie par l'étape d'acquisition. 9 Lors de l'étape de suppression, il peut être nécessaire de normaliser la brillance, ou d'ajuster le gain, du ou des points brillants sélectionnés, et le champ rayonné qui en résulte, de manière à ce qu'après suppression du champ rayonné l'énergie restante dans la figure d'interférence soit minimale. 5 La normalisation correspond au passage d'une méthode de poursuite à une méthode de poursuite orthogonale. De manière générale, il est possible de trouver plus de détails sur la phase de nettoyage dans le document « 4D holographic microscopy of 10 zebrafish larvae microcirculation » de Donnarumma et al. Le procédé selon l'invention peut comprendre plusieurs itérations de l'étape d'acquisition. Les itérations peuvent être réalisées à une fréquence supérieure ou 15 égale à 24 images par secondes. De plus, le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une étape de construction d'une vidéo holographique à partir des images holographiques obtenues. Ainsi, il est possible de réaliser un suivi holographique d'un objet en 4D. 20 Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un microscope d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission, comprenant : 25 des moyens d'illumination d'un objet avec plusieurs ondes lumineuses, dites ondes d'illumination, cohérentes et identiques à une onde, dite de référence, chaque onde d'illumination provoquant la diffusion par ledit objet d'une onde, dite onde objet ; - au moins un moyen de focalisation de chaque onde objet vers un 30 capteur numérique ; et - au moins un capteur numérique d'au moins une figure d'interférence entre les ondes objet et ladite onde de référence ; - 10 - caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination sont agencés pour émettre au moins trois ondes d'illumination non-coplanaires pour l'acquisition d'une seule image. 5 Plus généralement, le microscope peut comprendre des éléments agencés pour mettre en oeuvre toutes les étapes du procédé selon l'invention. Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse, les moyens 10 d'illumination peuvent comprendre une matrice de micro-miroirs (ou « DMD » pour « Digital Micromirror Device » en anglais) configuré pour afficher au moins deux motifs non-parallèles pour l'acquisition de chaque image. Le DMD peut être configuré pour mettre en oeuvre l'un des exemples 15 décrits plus haut. Alternativement, ou en plus, les moyens d'illumination peuvent comprendre des miroirs réfléchissants ou semi-réfléchissants agencés pour réfléchir une onde, dite source, partiellement ou totalement. 20 En particulier les miroirs peuvent être non-coplanaires. Suivant un exemple de réalisation non limitatif, les moyens d'illumination peuvent comprendre : - au moins deux miroirs semi-réfléchissants présentant des inclinaisons différentes ; et 25 - au moins un miroir réfléchissant, alignés avec lesdits miroirs semi-réfléchissants et présentant une inclinaison différente desdits miroirs semi-réfléchissants. Dans ce cas, chacun des miroirs fournit une onde d'illumination par réflexion d'une partie de l'onde source. 30 Bien entendu, le microscope selon l'invention peut en outre comprendre une source laser fournissant une onde, dite source, à partir de laquelle sont obtenues l'onde de référence et les ondes d'illumination. Le microscope selon l'invention peut être configuré pour réaliser une acquisition à une fréquence supérieure ou égale à 24 images par secondes. 5 Suivant encore un autre aspect de la présente invention, il est proposé un ensemble d'imagerie holographique numérique comprenant : - un microscope selon l'invention, et - au moins un module numérique de construction d'une image 10 holographique à partir d'au moins une figure d'interférence fournie par ledit microscope. L'ensemble selon l'invention peut en outre comprendre un module de génération d'une vidéo holographique à partir des images holographiques 15 fournies par le module de construction d'image holographique. Le module de génération peut en particulier être intégré, ou intégrer, le module de construction d'image. Le(s) module(s) numérique de construction d'image, respectivement 20 de génération vidéo, peu(ven)t être distant(s) du microscope, et peuvent ne pas être solidaire dudit microscope. Ce(s) module(s) peu(ven)t se trouver sur le même que le microscope, ou sur un site différent. Au moins un des modules numériques de construction d'image et de 25 génération vidéo peut être un module matériel, tel qu'un processeur ou une puce électronique, ou un module logiciel/informatique exécuté dans un appareil électronique ou informatique, tel qu'un ordinateur ou un serveur. 30 Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : - 12 - - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'un microscope selon l'invention ; - les FIGURES 2a-2d sont des représentations schématiques d'un 5 exemple d'utilisation du microscope de la FIGURE 1 ; - la FIGURE 3 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif d'un microscope selon l'invention ; - les FIGURES 4a-4b sont des représentations schématiques d'un 10 exemple d'utilisation du microscope de la FIGURE 3 ; - la FIGURE 5 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réalisation non limitatif d'un microscope selon l'invention ; - la FIGURE 6 est une représentation schématique d'un exemple 15 d'utilisation du microscope de la FIGURE 5 ; - la FIGURE 7 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un ensemble d'imagerie selon l'invention ; et - la FIGURE 8 est une représentation schématique sous la forme 20 d'un diagramme d'un exemple de réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de 25 caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une 30 partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. - 13 - La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation non limitatif d'un microscope selon l'invention. Le microscope 100, représenté sur la FIGURE 1, permet de réaliser 5 une ou des images holographiques d'un objet 102. Le microscope 100 comprend une source laser 104 émettant une onde laser 106, appelée onde source, vers un miroir semi-réfléchissant 108. Ce dernier sépare l'onde source 106 en deux ondes : - une onde, notée OR, traversant le miroir semi-réfléchissant 108, 10 et qui sera utilisée comme onde de référence pour l'imagerie holographique ; et - une onde 110, réfléchie par le miroir semi-réfléchissant 108, et qui sera utilisée pour générer au moins trois ondes d'illuminations non-coplanaires pour l'illuminer l'objet 102. 15 Pour générer les ondes d'illumination non-coplanaires, le microscope 100 comprend une matrice de micro-miroirs 112 (« DMD ») éclairé par l'onde 110. Le DMD 112 est configuré pour afficher à tour de rôle un premier 20 motif 1121, puis un deuxième motif 1122, lesdits deux motifs 1121 et 1122 étant non-parallèles entre eux. En particulier, chacun des motifs 1121-1122 est formé par une série de lignes parallèles entre-elles, et perpendiculaires à celles formant l'autre des motifs 1121-1122. Pour le motif vertical 1121, la réflexion de l'onde 110 sur le DMD 112 25 génère plusieurs ondes d'illumination parmi lesquelles : - une onde, notée 0I1°, correspondant à l'ordre de diffraction 0 du DMD 112 ; - une onde, notée 0I1-1, correspondant à l'ordre de diffraction -1 du DMD 112 ; et 30 - une onde, notée 011+1, correspondant à l'ordre de diffraction +1 du DMD 112 ; Ces trois ondes Oh°, 011+1, et 0I1-1 sont utilisées comme onde d'illumination de l'objet 102. - 14 - Ces trois ondes d'illumination 0I10, OI , et 0I1-1 sont émises de manière simultanée et sont coplanaires. De manière similaire, pour le motif 1122, la réflexion de l'onde 110 sur 5 le DMD 112 génère plusieurs ondes parmi lesquelles : - une onde, notée 012°, correspondant à l'ordre de diffraction 0 du DMD 112 ; - une onde, notée 012-1, correspondant à l'ordre de diffraction -1 du DMD 112 ; et 10 - une onde, notée 012+1, correspondant à l'ordre de diffraction +1 du DMD 112 ; Ces trois ondes 012°, CM», et CI sont aussi utilisées comme onde d'illumination de l'objet 102. Les trois ondes d'illumination 012°, 012+1, et 012-1 obtenues à partir du 15 motif 1122 sont coplanaires entre-elles et sont émises de manière simultanées. Cependant, les trois ondes d'illumination 012, 012+1, et 0I2-1 obtenues à partir du motif 1122, ne sont pas coplanaires avec les trois ondes 20 d'illumination 0I10, 011+1, et (DI» obtenues à partir du motif 1121. De plus, les ondes d'illumination 0I1°, 011+1, et 0I1-1 sont émises avant les ondes d'illumination 012°, 012+1, et 0I2-1. Par conséquent, l'objet 102 est éclairé avec un premier et un deuxième groupes d'ondes d'illumination, à tour de rôle. Les ondes 25 d'illumination du premier groupe ne sont pas coplanaires avec celles du deuxième groupe. Sur la FIGURE 1, la référence 0I+1 désigne soit l'onde 0I1+1 soit l'onde 012+1 en fonction du motif affiché par le DMD. Le même raisonnement s'applique par analogie aux références 01-1 et OI° utilisées sur la FIGURE 1. 30 Pour l'acquisition d'une même image, le DMD 112 est configuré pour alterner au moins une fois les motifs 1121 et 1122 de sorte à afficher au total - 15 - au moins une fois chaque motif 1121-1122. Dans ce cas, l'objet 102 est illuminé, à tour de rôle, au moins une fois : - avec les ondes d'illuminations Oh°, 0I1+ et °I1' simultanément ; et 5 - avec les ondes d'illuminations 0120, 012+1 et (DI» simultanément. Bien entendu, chaque motif 1121-1122 peut être affiché plusieurs fois, comme il sera décrit plus loin en référence à la FIGURE 2a. Dans le microscope 100 de la FIGURE 1, avant d'atteindre l'objet 102, 10 chaque onde d'illumination CH sortant du DMD 112 : - traverse une lentille 114 et un zoom 116: la lentille 114 et le zoom 116 permettent le conditionnement du faisceau provenant du DMD 112. Ils permettent d'une part de projeter l'image du DMD 112 dans le plan de l'objet 102 et dans le plan du capteur 15 numérique 126 utilisé. Ils permettent l'ajustement et d'adaptation des grossissements de l'image du DMD 112 dans le plan de l'objet 102, et l'ajustement des angles des faisceaux issus du DMD 112 dans le plan de l'objet 102. Le zoom 116 peut être disposé avant ou après la lentille 114 et les ondes 20 d'illumination peuvent éventuellement se croiser entre le zoom 116 et l'objectif d'imagerie 122 ; d'autres éléments optiques (objectif, lentilles, miroirs) peuvent être ajoutés ou être déjà présent dans le microscope avant ou après le zoom 116 et l'objectif d'imagerie 122 ; 25 - est réfléchie sur un miroir réfléchissant 118 dirigé vers l'objet 102 ; et - peut traverser un condenseur 120 qui permet, en remplaçant l'illumination laser par une source à lumière blanche, de rendre le dispositif compatible avec le fonctionnement habituel d'un 30 microscope en illumination champ clair. Chaque onde d'illumination CH provoque l'émission par l'objet 102 d'au moins une onde, dite objet, notée 00. - 16 - Chaque onde objet 00 émis par l'objet 102 traverse un objectif d'imagerie 122 permettant d'agrandir l'image et d'améliorer la résolution de l'image. 5 Le microscope 100 comprend en outre un cube séparateur 124, servant de miroir semi-transparent, recevant d'une part l'onde de référence OR et chaque onde objet 00, et les diriger vers un capteur numérique photosensible 126. En particulier, le cube séparateur 124 réfléchit l'onde de référence OR 10 vers le capteur numérique 126 et transmet chaque onde objet 00. Le capteur numérique photosensible 126 a pour fonction de détecter la figure d'interférence entre l'onde référence OR et chaque onde objet 00 émise par l'objet 102 pour chacun des au moins trois ondes d'illumination. Le capteur numérique 126 peut être, par exemple, un capteur CCD, un 15 capteur CMOS, un capteur Foveon, etc. De plus, de manière connue dans l'imagerie holographique, chaque onde d'illumination provoque trois ordres d'interférences au niveau du capteur numérique 126 : à savoir une interférence d'ordre 0, une 20 interférence d'ordre +1 et une interférence d'ordre -1. Pour décaler les ordres d'interférence +1 et -1 du centre de l'hologramme de Fourier, le cube séparateur 124 est décalé angulairement. 25 Les FIGURES 2a-2d sont des représentations schématiques d'un exemple d'utilisation du dispositif 100 de la FIGURE 1. Sur la FIGURE 2a, la flèche 202 représente le temps. Les références 204 et 206 désignent, chacune, une capture réalisée par le capteur 126. 30 Ainsi, pour chaque image 204 et 206, on comprend que le DMD 112 est commandé pour afficher à tour de rôle, et de manière alternée, quatre fois chacun des motifs 1121-1122. - 17 - La FIGURE 2b montre la figure d'interférence obtenue par le capteur 126 à chaque affichage du motif 1121 sur le DMD 112. Les trois tâches 208 correspondent aux interférences d'ordre -1 obtenues pour chacune des ondes d'illumination OU°, 0I1+1 et OU* Les 5 tâches 210 correspondent à l'ordre d'interférence +1 obtenu pour chacune des ondes d'illumination Oh°, 011+1 et 0I1-1, et les tâches 212 correspondent à l'ordre d'interférence 0 obtenu pour chacune des ondes d'illumination 0I10, 0I1+1 et 0I1-1. Généralement les tâches 208 sont nettes et sont utilisées pour la 10 génération de l'image holographique alors que les tâches 210 et 212 ne sont pas utilisées pour la génération de l'image holographique de l'objet 102, et sont éliminées. La FIGURE 2c montre la figure d'interférence obtenue par le capteur 15 126 à chaque affichage du motif 1122 sur le DMD 112. Les trois tâches 214 correspondent aux interférences obtenues pour chacune des ondes d'illumination 0120, 012+1 et 012* Les tâches 216 correspondent à l'ordre d'interférence +1 obtenu pour chacune des ondes d'illumination 012°, 012+1 et 0I/1, et les tâches 218 correspondent à l'ordre 20 d'interférence 0 obtenu pour chacune des ondes d'illumination 012°, 0I2+1 et O1z 1. Généralement les tâches 214 sont nettes et sont utilisées pour la génération de l'image holographique alors que les tâches 216 et 218 ne sont pas utilisées pour la génération de l'image holographique de l'objet 102, et 25 sont éliminées. La FIGURE 2d montre la figure d'interférence totale obtenue pour les deux motifs 1121-1122 pour chaque 204 ou 206. C'est cette figure d'interférence qui est ensuite utilisée pour générer 30 une image de l'objet 102. En particulier, comme indiqué plus haut, seule les interférences d'ordre -1, matérialisées par les tâches 208 et 214 sont utilisées. - 18 - La FIGURE 3 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation non limitatif d'un microscope selon l'invention. Le microscope 300, représenté sur la FIGURE 3, comprend tous les éléments du microscope 100 de la FIGURE 1 sauf la lentille 114, le zoom 5 116 et le condenseur 120. A la différence du microscope 100 de la FIGURE 1, dans le microscope 300 de la FIGURE 3, le DMD 112 est programmé pour afficher à tour de rôle trois motifs, à savoir le motif 1121, puis le motif 1122 et enfin un motif 1123 qui n'est pas parallèle aux motifs 1121 et 1122. En particulier, le motif 1123 10 est formé par des lignes, parallèles entres elles, et formant un angle de 45° avec les lignes formant le motif 1121 et avec les lignes formant le motif 1122. De plus, le microscope 300 comprend trois miroirs 302-306, présentant des inclinaisons différentes, et positionnés pour réfléchir une 15 seule et unique onde d'illumination 01 pour chaque motif affiché par le DMD 112. Autrement dit, pour chaque motif, seul un ordre de diffraction renvoyé par le DMD 112 est réfléchi vers l'objet 102. Par exemple, le miroir 302 peut être positionné pour réfléchir uniquement l'onde, notée 01-1, provenant du DMD 112 et correspondant à 20 d'ordre « -1 » réfléchie par le DMD 112 pour le motif 1121. Les ondes d'ordre 0, notée 01°, et d'ordre +1, notée 01+1, réfléchies par le DMD 112 ne sont pas dirigées vers l'objet 102 et n'éclairent pas l'objet 102. De manière similaire, le miroir 304 peut être positionné pour sélectionner uniquement l'onde d'ordre « -1 », notée 021, réfléchie par le 25 DMD 112 pour le motif 1122, et le miroir 306 peut être positionné pour sélectionner uniquement l'onde d'ordre « -1 », notée 031, réfléchie par le DMD 112 pour le motif 1123. Ainsi, dans le microscope 300 de la FIGURE 3, l'objet 102 est illuminé 30 par trois ondes d'illumination émises à tour de rôle, et qui ne sont pas coplanaires. - 19 - Les FIGURES 4a-4b sont des représentations schématiques d'un exemple d'utilisation du dispositif 300 de la FIGURE 3. Sur la FIGURE 4a, la flèche 402 représente le temps. Les références 404 et 406 désignent chacune à une capture réalisée 5 par le capteur 126. Ainsi, pour chaque capture 404 et 406, on comprend que le DMD 112 est commandé pour afficher à tour de rôle trois fois une alternance des trois motifs 1121-1123 de sorte que lesdits motifs sont affichés à tour de rôle et que chaque motif 1121-1123 est affiché trois fois. 10 La FIGURE 4b montre la figure d'interférence totale obtenue par le capteur 126 pour chaque capture 404 ou 406. Les trois tâches 408 correspondent aux interférences d'ordre -1 obtenues pour les trois ondes d'illumination 011-1, 0I2-1 et 0131. Ces tâches 15 sont généralement nettes et sont utilisées pour la génération de l'image holographique. Les trois tâches 410 correspondent à l'ordre d'interférence +1 obtenue pour les trois ondes d'illumination 0I1-1, 0I31 et 0131. Ces tâches 410 sont généralement pas nettes et ne sont pas utilisées pour la génération 20 de l'image holographique. La tâche 412 correspond à l'ordre d'interférence 0 obtenue pour les trois ondes d'illumination OI1 1, 0131 et 0131. Cette tâche n'est généralement pas nette et n'est pas utilisée pour la génération de l'image holographique. 25 La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un troisième exemple de réalisation non limitatif d'un microscope selon l'invention. Le microscope 500, représenté sur la FIGURE 4, comprend tous les éléments du microscope 300 de la FIGURE 3, sauf le DMD 112. 30 A la place du DMD, le microscope 500 comprend une série de trois miroirs 502-506 alignés dans la direction de l'onde 110 et présentant des inclinaisons différentes entre-elles. Le miroir 502 est un miroir semi-réfléchissant. Il réfléchit une partie de l'onde 110, comme une première onde d'illumination, notée 011, vers le - 20 - miroir 302 qui la dirige vers l'objet 102. Le miroir 502 laisse passer une partie de l'onde incidente 110 vers le miroir 504. Le miroir 504 est un miroir semi-réfléchissant. Il réfléchit une partie de l'onde provenant du miroir 502, comme une deuxième onde 5 d'illumination, notée 012, vers le miroir 304 qui la dirige vers l'objet 102. Le miroir 504 laisse passer une partie de l'onde incidente 110 vers le miroir 506. Le miroir 506 est un miroir totalement réfléchissant. Il réfléchit toute l'onde provenant du miroir 504, comme une troisième onde d'illumination, 10 notée 013, vers le miroir 306, qui la dirige vers l'objet 102. Ainsi, on obtient trois ondes d'illumination 011-013 non coplanaires, et simultanées. 15 La FIGURE 6 montre la figure d'interférence totale obtenue par le capteur 126 avec le microscope 500 de la FIGURE 5. Les trois tâches 602 correspondent aux interférences d'ordre -1 obtenues pour les trois ondes d'illumination 0I1, 012 et 013. Ces tâches 602 sont généralement nettes et sont utilisées pour la génération de l'image 20 holographique. Les tâches 604 correspondent à l'ordre d'interférence +1 obtenue pour les trois ondes d'illumination 011, 012 et 013. Ces tâches 604 sont généralement pas nettes et ne sont pas utilisées pour la génération de l'image holographique. 25 Les sept tâches 606 correspondent à l'ordre d'interférence 0 obtenue pour les trois ondes d'illumination 0I1, 012 et 013. Ces tâches 606 sont généralement pas nettes et ne sont pas utilisées pour la génération de l'image holographique. 30 La FIGURE 7 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un ensemble d'imagerie selon l'invention. - 21 - L'ensemble d'imagerie 700 comprend un microscope selon l'invention 702, qui peut être par exemple l'un quelconque des microscopes 100, 300 ou 500 des FIGURES 1, 3 et 5. L'ensemble d'imagerie 700 comprend un module 704 de génération 5 d'image holographique. Ce module 704 est configuré pour construire une image holographique tridimensionnelle de l'objet à partir de la figure d'interférence totale acquise par le capteur numérique pout chaque acquisition. Cette figure d'interférence est par exemple celle représentée en FIGURE 2d, ou en FIGURE 4b ou encore en FIGURE 6, pour chaque image. 10 L'ensemble d'imagerie 700 peut en outre comprendre un module 706 de génération d'une vidéo holographique. Ce module 706 est configuré pour générer une vidéo à partir des images fournies par le module de génération d'image 704. Chacun des modules de génération d'image 704 et de génération de 15 vidéo 706 peut être réalisé par un composant électronique physique, de type processeur ou puce électronique, ou par un programme informatique. Les modules de génération d'image 704 et de génération de vidéo 706 peuvent être intégrés dans un même composant/programme, ou dans des composants/programmes indépendants. 20 Au moins l'un des modules de génération d'image 704 et de génération de vidéo 706 peut être local ou distant du microscope 702. La FIGURE 8 est une représentation schématique d'un exemple de 25 réalisation non limitatif d'un procédé selon l'invention. Le procédé 800, représenté sur la FIGURE 8, comprend une étape 802 d'acquisition d'une figue d'interférence de l'objet. L'étape 802 comprend une étape 804 d'illumination de l'objet avec aux moins trois ondes d'illumination non-coplanaires. Cette étape 30 d'illumination 804 peut utiliser plus de trois onde d'illuminations, tant que l'une au moins de ces ondes n'est pas coplanaire avec les autres ondes. De plus, l'étape d'illumination 804 peut être réitérée à plusieurs reprises, comme décrit par exemple en référence aux FIGURES 2a et 4a. - 22 - L'étape d'acquisition 802 comprend une étape 806 de détection et de mémorisation d'une figure d'interférence obtenue pour toutes les illuminations réalisées lors de l'étape d'illumination 804. L'étape d'acquisition 802 peut être réalisée une seule et unique fois 5 lorsqu'on souhaite réaliser une seule image holographique de l'objet. Alternativement, l'étape d'acquisition 802 peut être réitérée à une fréquence donnée lorsqu'on souhaite réaliser plusieurs images holographiques, en particulier pour réaliser une vidéo holographique de l'objet. 10 La fréquence d'itération de l'étape d'acquisition 802 peut être supérieure ou égale à 24 images par secondes. Suite à l'étape d'acquisition 802, le procédé 800 comprend une étape 808 de construction numérique d'une image holographique de l'objet. 15 Cette étape de construction 808 est réalisée, à tour de rôle, pour chaque figure d'interférence mémorisée lors de chaque étape d'acquisition. L'étape de construction 808 comprend plusieurs itérations d'une phase 810, dite de nettoyage. Chaque itération de la phase de nettoyage 810 comprend les étapes suivantes. 20 Une étape 812 génère une ou plusieurs séries images à partir de la figure d'interférence, à savoir : - une seule série d'images, à partir de la figure d'interférence fournie par l'étape d'acquisition 802 et correspondant à la somme de toutes les illuminations, sans sélection des 25 illuminations ; et/ou - au moins trois séries d'images, chacune des au moins trois séries étant obtenue en sélectionnant dans la figure d'interférence fournie par l'étape d'acquisition 802 le signal holographique correspondant à l'une des ondes d'illuminations, et donc à une 30 des directions d'illumination Dans chaque série d'images, chaque image correspondant à une profondeur différente par rapport au plan du capteur numérique. - 23 - Chaque série d'images obtenue à l'étape 812 est convertie en une matrice d'intensités tridimensionnelle lors d'une étape 814. L'étape 814 fournit donc autant de matrices d'intensité que de série d'images générées lors de l'étape 812. 5 Une étape 816 réalise alors une sélection d'au moins un point brillant à partir de la ou des matrices d'intensités tridimensionnelles, selon l'une des techniques décrites plus haut. Lors d'une étape 818, le(s) champ(s) rayonné(s) par le ou les points sélectionnés lors de l'étape 816 est (sont) supprimés de la figure 10 d'interférence, pour une nouvelle itération de la phase de nettoyage 810. Eventuellement, l'étape de suppression 818 peut comprendre une normalisation de la brillance, ou un ajustement de gain, du ou des points brillants sélectionnés, et du ou des champs rayonnés qui en résultent, de manière à ce qu'après suppression des champs rayonnés, l'énergie restante 15 dans la figure d'interférence soit minimale. La phase de nettoyage 810 est réalisée autant de fois que nécessaire, et en particulier jusqu'à ce que l'énergie de la figure d'interférence ait été suffisamment réduite. Suivant un premier exemple, la phase de nettoyage peut être réalisée 20 jusqu'à ce que l'énergie totale restante dans la figure d'interférence soit inférieure ou égale à une fraction, par exemple 20%, de l'énergie totale initiale de la figure d'interférence avant le début de la phase de nettoyage. Suivant un deuxième exemple, la phase de nettoyage peut être réalisée jusqu'à ce que l'énergie du point le plus brillant dans la figure 25 d'interférence soit inférieure ou égale à une fraction, par exemple 1%, de l'énergie totale initiale dans la figure d'interférence avant le début de la phase de nettoyage. Suite à toutes les itérations de la phase de nettoyage 810, les points 30 mémorisés sont utilisés pour générer l'image holographique lors d'une étape 820. - 24 - L'étape 808 est réitérée pour chaque itération de l'étape d'acquisition 802 de sorte à générer une image holographique pour chaque étape d'acquisition 802. L'étape 808 peut en outre comprendre une étape de mémorisation de 5 l'image holographique obtenue. Le procédé 800 peut en outre comprendre une étape 822 générant une vidéo holographique de l'objet à partir des images holographiques réalisées par les différentes itérations de l'étape 808. Ainsi, il est possible de 10 suivre les mouvements de l'objet dans le temps. Bien entendu, l'invention n'est REVENDICATIONS1. Procédé (800) d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission d'un objet (102), ledit procédé (800) comprenant : - au moins une itération d'une étape (802) d'acquisition d'une image dudit objet (102) comprenant les étapes suivantes : illumination (804) dudit objet (102) avec plusieurs ondes lumineuses (01), dites ondes d'illumination, cohérentes à une onde (OR), dite de référence, chaque onde d'illumination (0I) provoquant la diffusion par ledit objet d'une onde (00), dite onde objet, focalisation de chaque onde objet (00) vers un capteur numérique (126) par un moyen de focalisation (122), détection (806) d'au moins une figure d'interférence entre les ondes objet (00) et ladite onde de référence (OR) par au moins un capteur numérique (126) ; et - une étape (808) de construction numérique de ladite image holographique à partir de l'au moins une figure d'interférence ; caractérisé en ce que l'étape d'illumination (804) comprend une émission d'au moins trois ondes d'illumination (0I) non-coplanaires pour l'acquisition d'une seule image. 2. Procédé (800) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape d'illumination (804) réalise une émission d'au moins deux ondes d'illumination (0I) de manière simultanée (011-013). 3. Procédé (800) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'illumination (804) réalise une émission d'au moins deux ondes d'illumination (OU-1-0131) de manière non-simultanée. 4. Procédé (800) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une onde d'illumination (OU est générée par réflexion, d'une onde (110), dite onde source, sur une matrice de micro-miroirs (112) (« Digital Micromirror Device » en anglais). - 26 - 5. Procédé (800) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape d'illumination (804) comprend les opérations suivantes : - éclairage de la matrice de micro-miroirs (112) par l'onde 5 source (110) ; - commande de la matrice de micro-miroirs (112) pour obtenir, à tour de rôle, deux motifs non-parallèles (1121-1122) ; et - sélection d'au moins un ordre de diffraction émis par ladite matrice de micro-miroirs (112) pour l'un desdits motifs (1121-1122) et d'au moins 10 deux ordres de diffraction émis par ladite matrice de micro-miroirs (112) l'autre des motifs (1121-1122) . 6. Procédé (800) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape d'illumination (804) comprend les opérations suivantes : 15 - éclairage de la matrice de micro-miroirs (112) par l'onde source (110) ; - commande de la matrice de micro-miroirs (112) pour obtenir, à tour de rôle, trois motifs non-parallèles (1121-1123) ; et sélection d'au moins un ordre de diffraction pour chaque motif 20 (1121-1123). 7. Procédé (800) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une onde d'illumination (OU est générée par réflexion d'une onde (110), dite source, sur au moins un miroir (502-506). 25 8. Procédé (800) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de construction (808) de l'image holographique comprend : - plusieurs itérations d'une phase (810), dite de nettoyage, comprenant 30 les étapes suivantes : - génération (812), à partir de la figure d'interférence fournie par l'étape d'acquisition (802), d'au moins une série d'images 2D, - 27 - chaque image correspondant à une profondeur différente par rapport au plan du capteur numérique (126) ; pour chaque série d'images, obtention (814) d'une matrice d'intensités tridimensionnelle à partir des images de ladite série ; et 5 sélection (816) d'au moins un point, dit point brillant, à partir de l'au moins une matrice d'intensités tridimensionnelle ; - mémorisation (816) dudit au moins un point brillant ; et - suppression (818) du champ rayonné par ledit au moins un point brillant dans ladite figure d'interférence pour l'itération suivante de 10 ladite phase de nettoyage (810) ; - élaboration (820) d'une image holographique à partir desdits points brillants mémorisés lors de ladite phase de nettoyage. 9. Procédé (800) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs itérations de l'étape d'acquisition (802) à une fréquence supérieure ou égale à 24 images par secondes, ledit procédé (800) comprenant en outre une étape (822) de construction d'une vidéo à partir desdites images. 20 10. Microscope (100;300;500) d'imagerie holographique numérique hors axe en transmission, comprenant : des moyens (112;502-506) d'illumination d'un objet (102) avec plusieurs ondes lumineuses (01), dites ondes d'illumination, cohérentes à une onde (OR), dite de référence, chaque onde 25 d'illumination provoquant la diffusion par ledit objet (102) d'une onde (00), dite onde objet ; - au moins un moyen (122) de focalisation de chaque onde objet (00) vers un capteur numérique (126) ; et - au moins un capteur numérique (126) d'au moins une figure 30 d'interférence entre les ondes objet (00) et ladite onde de référence (OR) ; - 28 - caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination (112;502-106) sont agencés pour émettre au moins trois ondes d'illumination non-coplanaires pour l'acquisition d'une seule image. 5 11. Microscope (100;300) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d'illumination comprennent une matrice de micro-miroirs (112) (ou « Digital Micromirror Device » en anglais) configuré pour afficher au moins deux motifs (1121-1123) non-parallèles pour l'acquisition de chaque image. 10 12. Microscope (500) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'illumination comprennent : - au moins deux miroirs semi-réfléchissants (502,504) présentant des inclinaisons différentes ; et 15 - au moins un miroir réfléchissant (506), alignés avec lesdits miroirs semi-réfléchissants (502,504) et présentant une inclinaison différente desdits miroirs semi-réfléchissants (502,504). 20 13. Microscope (100;300;500) selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une source laser (104) fournissant une onde (106,110), dite source, à partir de laquelle sont obtenues l'onde de référence (OR) et les ondes d'illumination (OU. 25 14. Ensemble (700) d'imagerie holographique numérique comprenant : - un microscope (702) selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, et - au moins un module numérique (704) de construction d'une image holographique à partir d'au moins une figure 30 d'interférence fournie par ledit microscope (702). 15. Ensemble (700) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module (706) de génération d'une vidéo - 29 - holographique à partir des images holographiques fournies par le module (704) de construction d'image holographique.