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WO2018109350A1 - Dispositif de protection employé dans un système de détection par imagerie sans lentille et système de détection par imagerie sans lentille employant ledit dispositif - Google Patents

Dispositif de protection employé dans un système de détection par imagerie sans lentille et système de détection par imagerie sans lentille employant ledit dispositif Download PDF

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WO2018109350A1
WO2018109350A1 PCT/FR2017/053503 FR2017053503W WO2018109350A1 WO 2018109350 A1 WO2018109350 A1 WO 2018109350A1 FR 2017053503 W FR2017053503 W FR 2017053503W WO 2018109350 A1 WO2018109350 A1 WO 2018109350A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
viewing
source
sensor
radiation
light radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2017/053503
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre-Alexandre Setier
Anais ALI CHERIF
Pierre BLANDIN
Guilhem Couderc
Yves Fouillet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba ABX SAS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Horiba ABX SAS
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Horiba ABX SAS, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to EP17821979.6A priority Critical patent/EP3555594A1/fr
Publication of WO2018109350A1 publication Critical patent/WO2018109350A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G03H2001/0447—In-line recording arrangement

Definitions

  • the present invention relates to a protection device used in a system for detecting objects of interest in a sample, and to a detection system using said protection device.
  • Such a system consists of a source of light radiation, typically a light diode, which illuminates a transparent display chamber in which the sample to be analyzed is placed,
  • the system includes a sensor, generally of the CMOS type, which acquires the images. These images are holograms, resulting from the interference between the light field diffracted by the objects of interest and the light field of the bottom that has passed through the viewing chamber without being diffracted. Once acquired images, they are processed by a suitable processing unit.
  • the processing unit will be adapted to perform different types of programs, for example cell counting and / or tracking of species positions in the sample.
  • WO2014 / 071962A1 also describes a system for optical analysis of a sample, of imaging type without a lens.
  • the object of the invention is therefore to propose a protection device intended to be used in a detection system as defined above and making it possible to overcome the drawbacks of the prior solutions by proposing a solution in which the dust or other impurities , slipping between the radiation source and the sensor, will not interfere with the analysis of the sample.
  • a protection device intended to be used in an object detection system of interest dispersed in a sample, said system comprising:
  • An image sensor A transparent viewing zone intended to receive said sample, said viewing zone being positioned between said source of light radiation and said sensor, said radiation source being intended to emit said light radiation in the direction of said viewing zone so as to illuminate said light source; zone following at least one plane, said object plane, and said sensor being arranged to acquire on its surface an image of the sample from the radiation transmitted through the viewing zone by said radiation source,
  • Said device comprising protection means to be inserted between the source (1) of light radiation and said viewing zone (Z) to protect said viewing area from the deposition of impurities, said protection means comprising at least one transparent protective surface configured to form a deposition surface of the impurities, said surface being arranged at a distance which is chosen sufficient from the viewing area so that any impurity deposited thereon forms a diffraction pattern on the image acquired by the sensor which is much larger, less contrasted and more diffuse than diffraction patterns from the diffraction of the objects of interest of the sample present in the viewing area.
  • the object of the invention is to allow the impurities to be deposited on the protective surface rather than in the viewing zone and then to position the protective surface in a suitable manner with respect to the visualization so that the diffraction patterns from the impurities that are present are sufficiently different from those that come from the objects of interest present in the viewing area.
  • differs sufficiently it is meant that these diffraction patterns must be easily distinguishable from those derived from objects of interest.
  • the solution of the invention can operate whatever the coherence length chosen for the source of light radiation. However, it is necessarily of particular interest when the coherence length of the source is high. In this situation, the principle of the invention makes it possible to place the protective surface in the coherence zone of the source, so as to ensure that the impurities present in this zone are deposited on the protective surface rather than in the viewing area, and thus produce diffraction images more diffuse and less contrasting than those from the objects of interest present in the viewing area.
  • the protection means are chosen so as to define said protective surface at said sufficient distance taking into account the size of the objects of interest targeted in the sample with respect to the size of the impurities, the intensity of the light radiation emitted by said source of light radiation, the position of the source of light radiation with respect to the sensor, the resolution of the sensor employed and the position of the viewing area relative to the sensor.
  • the protective surface is flat.
  • the protection means comprise a protection piece comprising said protective surface.
  • the protection piece has a first so-called upper face forming the protective surface and bearing means opposed to said upper face, and intended to be supported on the support of the system and one or more lateral faces arranged between said upper face and said support means.
  • the support means comprise a lower face opposite to said upper face and parallel thereto.
  • said piece is made of a transparent solid material.
  • said piece is hollow and defines an internal volume filled with a gas, gas mixture or vacuum.
  • said piece has a thickness defined between its upper face and its lower face corresponding to said positioning distance of the protective surface.
  • the protective part comprises a lid formed of a plate and a collar on its periphery, said surface of protection being arranged on the plate, said flange being arranged to form said support means against the support at the periphery of said viewing chamber.
  • the device comprises means for fixing said protection piece.
  • the invention also relates to a system for detecting objects of interest dispersed in a sample, comprising:
  • a transparent viewing zone intended to receive said sample, said viewing zone being positioned between said source of light radiation and said sensor, said radiation source being intended to emit said light radiation in the direction of said viewing zone so as to illuminate said light source; zone following at least one plane, said object plane (P), and said sensor being arranged to acquire on its surface an image of the sample from the radiation transmitted through the viewing zone by said radiation source,
  • said system comprising:
  • a protection device interposed between the radiation source and said viewing area.
  • the viewing zone is located in a viewing chamber integrated into a support.
  • the viewing chamber comprises two opposite walls traversed by said radiation and said upper wall and lower wall, said upper wall having a first so-called inner face, located in the viewing chamber and a second face, said outer face. located outside said viewing chamber.
  • the viewing chamber comprises two opposite walls traversed by said radiation and said upper wall and lower wall, said upper wall having a first so-called inner face, located in the viewing chamber and a second face, said outer face. located outside said viewing chamber, and in that said protective surface of the protective device is formed by the outer face of said upper wall.
  • the viewing zone is located on the surface of a support.
  • the viewing zone is located in a viewing cavity formed by a recess formed on the surface of a support.
  • the protective surface is positioned at a distance from the sensor surface of between 1 and 100% of the total distance between the radiation source and the surface of the sensor.
  • the system comprises a housing adapted to receive said protective device removably.
  • the source of light radiation comprises at least one light emitting diode or laser.
  • the senor is of the CMOS type.
  • Figures 1 A and 1 B illustrate the principle of the invention.
  • the system is in accordance with the state of the art and in Figure 1B, the detection system is according to the invention, that is to say provided with a protective surface.
  • FIG. 2 represents an image obtained with a detection system according to the state of the art, that is to say without a protective surface within the meaning of the invention.
  • FIG. 3A shows an image obtained with a detection system according to the invention, that is to say including a protective surface inserted at a height of 2 cm above the surface of the sensor.
  • FIG. 3B represents an image obtained with a detection system according to the invention, that is to say including a protective surface inserted at a height of 12 cm above the surface of the sensor.
  • FIGS. 4A and 4B show, respectively in a cross-sectional view and in a view from above, a first variant embodiment of a support including a viewing zone intended to receive a light radiation from the system.
  • FIGS. 5A and 5B show, respectively in cross-sectional view and in plan view, a second variant of FIG. providing a support including a viewing area for receiving light radiation from the system.
  • Figures 6A and 6B show, respectively in a cross-sectional view and in a view from above, a third embodiment of a support including a viewing area for receiving a light radiation system.
  • FIGS 7A to 7C show various embodiments of the invention.
  • an axis (X) is defined which extends in a vertical direction.
  • the terms “upper”, “lower”, “above”, “below”, “high” and “low” are to be understood by taking this vertical axis (X) as a reference.
  • This axis (X) corresponds to the main direction of illumination by the source of light radiation.
  • the heights that will be defined below are in particular to be considered along this axis (X).
  • the detection system of the invention operates on the principle of lensless imaging which is known and which has already been described in the state of the art, especially in the documents already listed above.
  • the invention is implemented independently of the coherence length of the source of light radiation.
  • the system of the invention is described for an application for detecting objects of interest dispersed in a fluid and thus forming a sample to be analyzed.
  • the objects of interest are, for example, non-exhaustively, particles, droplets, microbeads, blood cells such as white blood cells, red blood cells or platelets, bacteria, cell aggregates.
  • the sample to be analyzed can be placed:
  • a viewing chamber 30 has transparent walls that can be traversed over its height by the light radiation 10 which must illuminate the sample.
  • these transparent walls are therefore at least arranged in two planes substantially perpendicular to the axis (X) defined above and therefore correspond to its upper wall 31 and to its bottom wall 32.
  • These two walls each have an inner face 310a, 320a located in the viewing chamber 30 and an outer face 310b, 320b located outside of the viewing chamber 30.
  • a support 3 will be made of a fully transparent material and may include, substantially in its middle, the viewing chamber 30, which is placed in the sample to be analyzed. It may comprise fluidic or even microfluidic channels (not shown) opening into said chamber and used to inject the sample into the chamber.
  • the support 3 is made of a transparent material such as glass, PMMA (polymethyl methacrylate), COC ("Cyclic Olefin Copolymer" - cycloolefin polymer) or other similar material.
  • the support 3 may be positioned removably or fixed in a suitable housing of the system. The housing will be advantageously accessible from outside the system.
  • the sample to be analyzed comprises objects of interest 4 dispersed in a fluid.
  • the objects of interest subjected to a light radiation, form diffraction patterns on the sensor.
  • the objects of interest typically have a diameter of between 1 and 100 ⁇ m.
  • the source 1 of light radiation comprises for example a point source such as a light emitting diode.
  • a diaphragm may be used to increase the spatial coherence of the light radiation emitted by the light-emitting diode.
  • Any other source of coherent or partially coherent light radiation may be provided, such as for example a laser diode.
  • the sensor 2 is intended to acquire images of the light radiation transmitted through the viewing zone, in which the sample to be analyzed is placed.
  • the image acquired by the sensor 2 comprises a plurality of diffraction patterns 40 each derived from the diffraction of the light radiation on an object of interest contained in the sample.
  • each acquired image comprises several distinct diffraction figures, each generated by the diffraction of the light radiation on an object of interest.
  • each figure is formed of a circular central zone, whose intensity is homogeneous, and of concentric rings surrounding said central zone and having alternately low and high intensities.
  • a defined rate for example a rate of 40 images per second.
  • the sensor 2 used is preferably of the CMOS type (for "Complementary Metal Oxide Semiconductor”). In a variant, it may be of the CCD (for "Charge Coupled Device”) type.
  • the system may or may not include a processing unit, comprising at least one microprocessor and storage means, responsible for recovering the images acquired by the sensor and for processing them according to a determined analysis program (counting, position tracking). .).
  • a processing unit comprising at least one microprocessor and storage means, responsible for recovering the images acquired by the sensor and for processing them according to a determined analysis program (counting, position tracking). .).
  • the source 1 of light radiation emits light radiation 10 towards the viewing zone Z.
  • the viewing zone Z is struck by the radiation following at least one object plane, which may be a median object plane P.
  • the light radiation 10 first strikes the outer surface 310b of the upper wall. 31 of the support. The light radiation 10 passes through the upper wall 31 of the support. Then it crosses the viewing room in several planes superimposed objects, in which there are objects of interest.
  • the median object plane P is represented at all these object planes, this median object plane being that which passes through the viewing zone Z in the middle of its height.
  • the radiation diffracted by the objects of interest 4 passes through the bottom wall 32 of the support to strike the surface of the sensor 2.
  • FIG. 1A it can indeed be seen that if a dust 5 or other impurity is deposited on the external face 310b of the upper wall 31 of the viewing chamber 30, this latter will form a diffraction pattern 50 on the image acquired by the sensor 2.
  • Figure 2 illustrates this phenomenon.
  • FIG. 2 it is indeed noted on the generated hologram that it is difficult to differentiate the diffraction patterns 40 originating from the diffraction of the light radiation on the objects of interest of the sample to be analyzed, diffraction patterns 50 from the diffraction of light radiation on dust or impurities that have deposited on the outer face of the upper wall of the display chamber.
  • the invention is therefore intended to prevent dust or impurities deposited on the outer face 310b of the upper wall 31 of the display chamber 30 from disturbing the analysis and in particular, be considered as an object of interest of the sample by the processing unit during the processing of the image acquired by the sensor 2.
  • the invention is particularly of interest when the support 3 remains permanently in the system and it is therefore exposed to dust or ambient impurities. Other benefits will be listed below.
  • the invention therefore consists in providing the system with a protection device provided with protection means comprising at least one transparent protective surface 6 which is interposed between the radiation source and the viewing chamber.
  • protection means are thus arranged for:
  • the viewing zone Z of the impurity deposit on its surface and,
  • the protective surface 6 deport the deposit of dust and impurities in a plane sufficiently far from the object plane P of the viewing zone Z, while allowing the light radiation 10 to pass.
  • the dust or impurities which are deposited on this protective surface 6 will be visible on the image acquired by the sensor 2, but their diffraction patterns will be much more spread out and less contrasted. Thus they will not be considered during the processing implemented by the processing unit UC.
  • the protective surface 6 will preferably be flat and located in a plane perpendicular to the axis (X).
  • this protective surface 6 has several important characteristics:
  • Sufficient height means a height H for which the dust is sufficiently outside this object plane P of the viewing zone Z, so that they can not be considered during the image processing.
  • FIG. 1B illustrates the principle of the invention, in comparison with the known solution of FIG. 1A, in which the protective surface within the meaning of the invention is not present.
  • the protective surface 6 is in fact positioned at a sufficient height H so that the dust 5 which is deposited thereon form diffraction patterns 50 on the image acquired by the sensor 2 which are much more large, less contrasted and more diffuse than the diffraction patterns 40 from the diffraction of objects of interest 4 of the sample present in the display chamber.
  • the height H is always greater than the height Hp and always lower than the height Htot.
  • the height H of the protective surface will be between 1% and 100% of the total height Htot (100% corresponding to the height of the radiation source relative to the surface of the sensor).
  • This height H chosen for the position of the protective surface 6 corresponds indeed to the height for which the diffraction spots obtained for a dust on the surface of the sensor 2 will have a diameter of first minimum (corresponding to the diameter of the ring the darker) at least twice that of a particle to be detected.
  • the height H is between 2 and 5 cm. If the height Hp is greater than 1 cm, the height H is for example between 5 and 12 cm. Exemplary embodiments will be described hereinafter with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the protection device and the height of the protective surface must be selected in particular according to the size of the objects of interest present in the sample.
  • FIG. 7A it is formed of a piece 60 independent.
  • This solution will be particularly suitable for being associated with a support comprising a viewing chamber 30 integrated in the support 3 as shown in Figures 4A and 4B.
  • the piece is indeed positioned directly in contact with the outer face 310b of the upper wall 31 of the viewing chamber 30. It thus forms an additional thickness above said chamber, said thickness partly defining the height H of the protective surface.
  • the dust is thus deposited on the protective surface 6 and not on the outer face of the upper wall of the viewing chamber.
  • This piece 60 is positioned on the upper wall so as to leave no space between it and the upper wall of the viewing chamber.
  • the part 60 thus formed can be housed in a housing adapted to the upper wall 31 of the chamber 30.
  • it can be made integral with the support (for example by gluing, screwing ...) on the wall upper chamber or kept fixed in the system and independent of the support. In the latter case, it must be positioned sufficiently close to the upper wall 31 of the chamber to prevent dust from sliding between the two elements.
  • the protection device comprises a lid-shaped part 61 which thus comprises a plate 610 on which the protective surface is formed and a flange 61 1.
  • This solution will in particular be perfectly adapted to be associated with a support whose viewing zone Z is not closed, as in FIGS. 5A, 5B and 6A, 6B. But it will also be adapted for a viewing chamber configuration as shown in Figures 4A and 4B.
  • This cover 61 indeed encompasses the viewing zone Z (located in a cavity 300 of the support in FIG.
  • this cover 61 can be made integral with the support, by any possible means of fixation (glue, screws, etc.) or permanently maintained in the system independently of the support. In the latter case, the connection between the flange 61 1 and the support 3 must be sufficiently tight to prevent dust or impurities from becoming lodged in the space between the chamber 30 and the cover 61.
  • the protective surface 6 is advantageously perpendicular to the axis (X) and parallel to the upper face 31 of the support 3.
  • the protection device is integrated in the support 3.
  • This solution will be perfectly suitable for a solution where the viewing zone Z is located in a viewing chamber integrated into the support as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the protection means of the protective device are thus formed by the thickness of the upper wall 31 of the support.
  • the protective surface 6 is therefore formed directly by the outer face 310b of the upper wall 31 of the viewing chamber.
  • the upper wall 31 of the viewing chamber 30 has a greater thickness, which allows to deport its outer face 310b upwards and thus to move the critical area of dust deposit outside the object plane P.
  • Figures 2 to 3B provide a better understanding of the principle of the invention and its interest.
  • Figures 2 to 3B were obtained by observing blood diluted 1/1000 in a PBS buffer solution (for "Phosphate Buffered Saline").
  • the sample is placed in a viewing chamber as shown in FIG. 4A, 100 ⁇ thick, and the bottom of this chamber is 1 mm thick.
  • the bottom of the chamber is positioned at approximately 500 ⁇ from the surface of the sensor 2.
  • Hp 1.5 mm.
  • the detection system is provided with no protective surface. It can be seen in the generated image that the deposited dust forms diffraction images 50 which can be confused with the diffraction images 40 which correspond to the objects of interest to be analyzed. The treatment is thus made difficult by the presence of dust in the object plane P of the viewing area. Conversely, in FIG. 3A, with a protective surface 6 positioned at a sufficient height H above the object plane P of the viewing zone, it can be seen on the image acquired by the sensor 2 that the dust which are deposited on the surface form diffraction patterns 50 much more spread out and with a lower contrast than the diffraction patterns 40 which correspond to the objects of interest of the sample.
  • the protective surface is formed by the thickness of a part 60 positioned on the outer face of the upper wall of the viewing chamber.
  • the piece has for example a thickness of 1 cm, so as to be at a sufficient height H of the surface of the sensor, as already described above, for example at least 2 cm.
  • FIG. 3B illustrates the image obtained with a protective surface 6 positioned at a height H of 12 cm, that is to say corresponding to 80% of the total height Htot between the surface of the sensor 2 and the source 1 of light radiation.
  • H the height of 12 cm
  • FIG. 3A it can be seen in FIG. 3B that the dusts deposited on the protective surface 6 form diffraction patterns 50 that are even more spread out and more diffuse than in FIG. 3A. They will not be considered during the analysis of the sample.
  • the position of the protective surface (the height H defined above), so as to adapt the system to the intended application, to the size of the objects of targeted interest with respect to the size of the impurities, the intensity of the light radiation emitted, the position of the light source (the height Htot defined above), the resolution of the sensor employed or the position in height of the viewing chamber (the height Hp of the object plane defined above).
  • the solution used described above it will be for example:

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de protection destiné à être employé dans un système de détection d'objets d'intérêt dispersés dans un échantillon, ledit système comportant : - une source (1) de rayonnement lumineux destinée à émettre un rayonnement lumineux (10) suivant une direction principale (X), - un capteur (2) d'image, - une zone de visualisation (Z) transparente destinée à recevoir ledit échantillon et positionnée entre ladite source (1) de rayonnement lumineux et ledit capteur (2), et ledit capteur (2) étant agencé pour acquérir sur sa surface une image de l'échantillon à partir d'un rayonnement transmis à travers la zone de visualisation par ladite source de rayonnement, - ledit dispositif comportant des moyens de protection à intercaler entre la source (1) de rayonnement lumineux et ladite zone de visualisation (Z) pour protéger ladite zone de visualisation du dépôt d'impuretés.

Description

Dispositif de protection employé dans un système de détection par imagerie sans lentille et système de détection par imagerie sans lentille employant ledit dispositif
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un dispositif de protection employé dans un système de détection d'objets d'intérêt dans un échantillon, et à un système de détection utilisant ledit dispositif de protection.
Etat de la technique
Pour analyser des objets d'intérêt contenus dans un échantillon, comme par exemple des cellules, des bactéries ou des virus, Il a été proposé récemment des systèmes de détection par imagerie sans lentille. Ces systèmes présentent l'avantage d'être peu coûteux par rapport aux solutions classiques telles que les microscopes optiques.
Un tel système est constitué d'une source de rayonnement lumineux, typiquement une diode lumineuse, qui illumine une chambre de visualisation transparente dans laquelle est placé l'échantillon à analyser,
En dessous de la chambre, le système comporte un capteur, généralement de type CMOS, qui réalise l'acquisition des images. Ces images sont des hologrammes, issus de l'interférence entre le champ lumineux diffracté par les objets d'intérêts et le champ lumineux du fond qui a traversé la chambre de visualisation sans être diffracté. Une fois les images acquises, celles-ci sont traitées par une unité de traitement adaptée.
Ensuite, selon l'application visée, à partir des images obtenues, l'unité de traitement sera adaptée pour exécuter différents types de programmes, par exemple de comptage de cellules et/ou de suivi de position d'espèces dans l'échantillon.
Le principe de détection par imagerie sans lentille a déjà été décrit dans l'état de la technique, dans le cadre de différentes inventions. C'est le cas notamment dans les demandes de brevet US2014/160236A1 , FR3028038A1 , US9212985B2.
Le document WO2014/071962A1 décrit également un système d'analyse optique d'un échantillon, de type à imagerie sans lentille.
La publication de 2012 intitulée "Digital Holographie Microscopy For Three- Dimensional Studies of Bacteria" de James L Flewellen propose de réaliser un microscope holographique numérique (DHM) qui puisse fonctionner à la fois en mode "inline" ou en mode "Off-Axis". L'analyse simple des images holographiques, sans reconstruction, est limitée à des échantillons de faible concentration. Une étape de reconstruction holographique permet de mettre en œuvre une analyse sur des échantillons de plus forte concentration. Cependant, les images doivent être acquises dans un environnement propre, c'est-à- dire sans poussière. Chaque impureté qui se glisse entre le capteur et la source de rayonnement aura une image sur le capteur et sera donc susceptible d'être prise en compte dans le traitement effectué.
Pour limiter la présence d'impuretés, il est possible de travailler dans des enceintes blanches munies par exemple de systèmes de filtration de poussières, mais cela s'avère particulièrement contraignant. Il est également possible d'agir sur le traitement des images acquises, mais cela s'accompagne souvent d'une perte d'informations.
Par ailleurs, il est proposé d'employer des supports ou cartes jetables de manière à ce que les parois transparentes de la chambre de visualisation, qui sont traversées par le rayonnement lumineux, soient le plus propres possible, et dénuées de poussières le temps de l'analyse. Cependant, le dépôt d'impuretés sur la carte reste possible après son déballage et une fois installée. Une autre solution est d'injecter directement l'échantillon à analyser dans une chambre de visualisation réutilisable, ce qui fait que le support reste à demeure dans le système de détection. Cependant, cette dernière pratique pose toujours le problème du dépôt de poussières sur le support et entraîne des difficultés dans le traitement des images obtenues.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de protection destiné à être employé dans un système de détection tel que défini ci-dessus et permettant de pallier les inconvénients des solutions antérieures, en proposant une solution dans laquelle les poussières ou autres impuretés, venant se glisser entre la source de rayonnement et le capteur, ne viendront pas perturber l'analyse de l'échantillon.
Exposé de l'invention
Ce but est atteint par un dispositif de protection destiné à être employé dans un système de détection d'objets d'intérêt dispersés dans un échantillon, ledit système comportant :
Une source de rayonnement lumineux destinée à émettre un rayonnement lumineux suivant une direction principale,
Un capteur d'image, Une zone de visualisation transparente destinée à recevoir ledit échantillon, ladite zone de visualisation étant positionnée entre ladite source de rayonnement lumineux et ledit capteur, ladite source de rayonnement étant destinée à émettre ledit rayonnement lumineux en direction de ladite zone de visualisation de manière à éclairer ladite zone suivant au moins un plan, dit plan objet, et ledit capteur étant agencé pour acquérir sur sa surface une image de l'échantillon à partir du rayonnement transmis à travers la zone de visualisation par ladite source de rayonnement,
Ledit dispositif comportant des moyens de protection à intercaler entre la source (1 ) de rayonnement lumineux et ladite zone de visualisation (Z) pour protéger ladite zone de visualisation du dépôt d'impuretés, lesdits moyens de protection comprenant au moins une surface de protection transparente configurée pour former une surface de dépôt des impuretés, ladite surface étant agencée à une distance qui est choisie suffisante de la zone de visualisation pour que toute impureté qui s'y dépose forme une figure de diffraction sur l'image acquise par le capteur qui est bien plus grosse, moins contrastée et plus diffuse que des figures de diffraction issues de la diffraction des objets d'intérêt de l'échantillon présent dans la zone de visualisation.
On comprend de ce qui précède que l'objectif de l'invention est de laisser les impuretés se déposer sur la surface de protection plutôt que dans la zone de visualisation et ensuite de positionner la surface de protection de manière adaptée par rapport à la zone de visualisation pour que les figures de diffraction issues des impuretés qui sont présentes diffèrent suffisamment de celles qui sont issues des objets d'intérêt présents dans la zone de visualisation. Par l'expression "diffèrent suffisamment", on entend que ces figures de diffraction doivent pouvoir être facilement différenciables de celles issues des objets d'intérêts.
Dans la solution de l'invention, il ne s'agit donc pas d'essayer de supprimer les impuretés, ni de supprimer les images de diffraction issues des impuretés en réglant la longueur de cohérence de la source mais plutôt de s'adapter à la présence des impuretés et de faire en sorte que celles-ci génèrent des figures de diffraction suffisamment différentes de celles des objets d'intérêt.
La solution de l'invention peut fonctionner quelle que soit la longueur de cohérence choisie pour la source de rayonnement lumineux. Cependant, elle présente forcément un intérêt particulier lorsque la longueur de cohérence de la source est élevée. Dans cette situation, le principe de l'invention permet en effet de placer la surface de protection dans la zone de cohérence de la source, afin de faire en sorte que les impuretés présentes dans cette zone viennent se déposer sur la surface de protection plutôt que dans la zone de visualisation, et produisent ainsi des images de diffraction plus diffuses et moins contrastées que celles issues des objets d'intérêt présents dans la zone de visualisation.
Selon une particularité de l'invention, les moyens de protection sont choisis de manière à définir ladite surface de protection à ladite distance suffisante en tenant compte de la taille des objets d'intérêt ciblés dans l'échantillon par rapport à la taille des impuretés, de l'intensité du rayonnement lumineux émis par ladite source de rayonnement lumineux, de la position de la source de rayonnement lumineux par rapport au capteur, de la résolution du capteur employé et de la position de la zone de visualisation par rapport au capteur.
Pour faire en sorte que les figures de diffraction issues des impuretés diffèrent suffisamment de celles des objets d'intérêt, il faudra donc tenir compte de ces différents paramètres d'entrée.
Selon une autre particularité, la surface de protection est plane.
Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de protection comportent une pièce de protection comprenant ladite surface de protection.
Selon une particularité, la pièce de protection présente une première face dite supérieure formant la surface de protection et des moyens d'appui opposées à ladite face supérieure, et destinés à être en appui sur le support du système et une ou plusieurs faces latérales agencées entre ladite face supérieure et lesdits moyens d'appui.
Selon une autre particularité, les moyens d'appui comportent une face inférieure opposée à ladite face supérieure et parallèle à celle-ci.
Selon un mode de réalisation particulier, ladite pièce est réalisée dans un matériau plein transparent.
Selon un autre mode de réalisation particulier, ladite pièce est creuse et définit un volume interne rempli d'un gaz, mélange de gaz ou vide.
Selon une particularité, ladite pièce comporte une épaisseur définie entre sa face supérieure et sa face inférieure correspondant à ladite distance de positionnement de la surface de protection.
Selon un mode de réalisation particulier, la pièce de protection comporte un couvercle formé d'un plateau et d'une collerette sur son pourtour, ladite surface de protection étant agencée sur le plateau, ladite collerette étant agencée pour former lesdits moyens d'appui contre le support en périphérie de ladite chambre de visualisation.
Selon une particularité, le dispositif comporte des moyens de fixation de ladite pièce de protection.
L'invention concerne également un système de détection d'objets d'intérêt dispersés dans un échantillon, comprenant :
Une source de rayonnement lumineux destinée à émettre un rayonnement lumineux suivant une direction principale,
Un capteur d'image,
Une zone de visualisation transparente destinée à recevoir ledit échantillon, ladite zone de visualisation étant positionnée entre ladite source de rayonnement lumineux et ledit capteur, ladite source de rayonnement étant destinée à émettre ledit rayonnement lumineux en direction de ladite zone de visualisation de manière à éclairer ladite zone suivant au moins un plan, dit plan objet (P), et ledit capteur étant agencé pour acquérir sur sa surface une image de l'échantillon à partir du rayonnement transmis à travers la zone de visualisation par ladite source de rayonnement,
ledit système comportant :
Un dispositif de protection conforme à celui défini ci-dessus, intercalé entre la source de rayonnement et ladite zone de visualisation.
Selon un mode de réalisation particulier, la zone de visualisation est localisée dans une chambre de visualisation intégrée dans un support.
Selon une autre particularité, la chambre de visualisation comporte deux parois opposées traversées par ledit rayonnement et dites paroi supérieure et paroi inférieure, ladite paroi supérieure comportant une première face dite face interne, située dans la chambre de visualisation et une deuxième face, dite face externe située à l'extérieur de ladite chambre de visualisation.
Selon une autre particularité, la chambre de visualisation comporte deux parois opposées traversées par ledit rayonnement et dites paroi supérieure et paroi inférieure, ladite paroi supérieure comportant une première face dite face interne, située dans la chambre de visualisation et une deuxième face, dite face externe située à l'extérieur de ladite chambre de visualisation, et en ce que ladite surface de protection du dispositif de protection est formée par la face externe de ladite paroi supérieure. Selon un autre mode de réalisation particulier, la zone de visualisation est localisée sur la surface d'un support.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la zone de visualisation est localisée dans une cavité de visualisation formée par un creux réalisée sur la surface d'un support.
Avantageusement, la surface de protection est positionnée à une distance par rapport à la surface du capteur comprise entre 1 et 100% de la distance totale présente entre la source de rayonnement et la surface du capteur.
Selon une particularité, le système comporte un logement adapté pour recevoir ledit dispositif de protection de manière amovible.
Selon une autre particularité, la source de rayonnement lumineux comporte au moins une diode électroluminescente ou laser.
Selon une autre particularité, le capteur est de type CMOS. Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit faite en liaison avec les figures annexées listées ci-dessous :
Les figures 1 A et 1 B permettent d'illustrer le principe de l'invention. Sur la figure 1 A, le système est conforme à l'état de la technique et sur la figure 1 B, le système de détection est conforme à l'invention, c'est-à-dire muni d'une surface de protection.
La figure 2 représente une image obtenue avec un système de détection selon l'état de la technique, c'est-à-dire sans surface de protection au sens de l'invention.
- La figure 3A représente une image obtenue avec un système de détection selon l'invention, c'est-à-dire incluant une surface de protection insérée à une hauteur de 2 cm au-dessus de la surface du capteur.
La figure 3B représente une image obtenue avec un système de détection selon l'invention, c'est-à-dire incluant une surface de protection insérée à une hauteur de 12 cm au-dessus de la surface du capteur.
Les figures 4A et 4B représentent, respectivement suivant une vue en coupe transversale et suivant une vue de dessus, une première variante de réalisation d'un support incluant une zone de visualisation destinée à recevoir un rayonnement lumineux du système.
- Les figures 5A et 5B représentent, respectivement suivant une vue en coupe transversale et suivant une vue de dessus, une deuxième variante de réalisation d'un support incluant une zone de visualisation destinée à recevoir un rayonnement lumineux du système.
Les figures 6A et 6B représentent, respectivement suivant une vue en coupe transversale et suivant une vue de dessus, une troisième variante de réalisation d'un support incluant une zone de visualisation destinée à recevoir un rayonnement lumineux du système.
Les figures 7A à 7C représentent différentes solutions de réalisation de l'invention.
Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
Dans la suite de la description, on définit un axe (X) qui s'étend suivant une direction verticale. Les termes "supérieur", "inférieur", "au-dessus", "au-dessous", "haut" et "bas" sont à comprendre en prenant comme référence cet axe (X) vertical. Cet axe (X) correspond à la direction principale d'éclairement par la source de rayonnement lumineux. Les hauteurs qui seront définies ci-après sont notamment à considérer suivant cet axe (X).
Le système de détection de l'invention fonctionne sur le principe de l'imagerie sans lentille qui est connu et qui a déjà été décrit dans l'état de la technique, notamment dans les documents déjà listés ci-dessus.
La solution de l'invention décrite ci-dessous s'applique à tout système de détection travaillant en holographie. Celui-ci pourra être à un bras ou deux bras, de type en ligne ("inline") ou hors d'axe ("off-axis").
L'invention est mise en œuvre indépendamment de la longueur de cohérence de la source de rayonnement lumineux.
Le système de l'invention est décrit pour une application de détection d'objets d'intérêt dispersés dans un fluide et formant ainsi un échantillon à analyser. Les objets d'intérêt sont, par exemple, de manière non exhaustive, des particules, des gouttelettes, des microbilles, des cellules sanguines comme des globules blancs, des globules rouges ou des plaquettes, des bactéries, des agrégats de cellules.
On verra que selon la configuration de la zone de visualisation Z, l'échantillon à analyser pourra être placé :
Dans une chambre de visualisation 30 réalisée dans un support,
- Sur la surface d'un support 3 employé ou,
Dans une cavité 300 réalisée dans un support 3. De manière non limitative, le support 3 peut se présenter sous toute forme possible, par exemple sous la forme d'une carte (par exemple au format carte de crédit), d'une cartouche, d'une lame, d'une boîte de Pétri... Dans le support 3, de manière plus précise mais non limitative, une chambre de visualisation 30 comporte des parois transparentes pouvant être traversées sur sa hauteur par le rayonnement lumineux 10 lequel doit éclairer l'échantillon. A titre d'exemple et de manière non limitative, ces parois transparentes sont donc au moins agencées dans deux plans sensiblement perpendiculaires à l'axe (X) défini ci-dessus et correspondent donc à sa paroi supérieure 31 et à sa paroi inférieure 32. Ces deux parois comportent chacune une face interne 310a, 320a située dans la chambre de visualisation 30 et une face externe 310b, 320b située à l'extérieur de la chambre de visualisation 30.
De manière non limitative, un support 3 sera réalisé dans un matériau entièrement transparent et pourra comporter, sensiblement en son milieu, la chambre de visualisation 30, dans laquelle est placé l'échantillon à analyser. Elle pourra comporter des canaux fluidiques ou même micro-fluidiques (non représentés) débouchant dans ladite chambre et utilisés pour injecter l'échantillon dans la chambre. Avantageusement mais de manière non limitative, le support 3 est fabriqué dans un matériau transparent tel que le verre, le PMMA (Polyméthacrylate de Méthyle), le COC ("Cyclic Olefin Copolymer" - polymère de cyclooléfine) ou autre matériau similaire. Le support 3 pourra être positionné de manière amovible ou fixe dans un logement adapté du système. Le logement sera avantageusement accessible de l'extérieur du système.
L'échantillon à analyser comporte des objets d'intérêt 4 dispersés dans un fluide. Les objets d'intérêt, soumis à un rayonnement lumineux, forment des figures de diffraction sur le capteur. A titre d'exemple, les objets d'intérêt présentent typiquement un diamètre compris entre 1 et 100μιη.
La source 1 de rayonnement lumineux comporte par exemple une source ponctuelle telle qu'une diode électroluminescente. Optionnellement, un diaphragme, non représenté, peut être employé pour augmenter la cohérence spatiale du rayonnement lumineux émis par la diode électroluminescente. Toute autre source de rayonnement lumineux cohérente ou partiellement cohérente peut être prévue, comme par exemple une diode laser. Le capteur 2 est destiné à acquérir des images du rayonnement lumineux transmis à travers la zone de visualisation, dans laquelle est placé l'échantillon à analyser. L'image acquise par le capteur 2 comporte plusieurs figures de diffraction 40 issues chacune de la diffraction du rayonnement lumineux sur un objet d'intérêt contenu dans l'échantillon. Le capteur 2 sera par exemple adapté pour acquérir plusieurs images successives selon une cadence définie (par exemple une cadence de 40 images par seconde). Comme représenté sur les figures annexées, chaque image acquise comporte plusieurs figures de diffraction distinctes, générées chacune par la diffraction du rayonnement lumineux sur un objet d'intérêt. Pour des objets sphériques ou approximativement sphériques, chaque figure est formée d'une zone centrale circulaire, dont l'intensité est homogène, et d'anneaux concentriques entourant ladite zone centrale et présentant des intensités alternativement faibles et élevées. Pour des objets de forme moins régulière, on obtient des taches comparables mais sans symétrie de révolution.
Le capteur 2 employé est préférentiellement de type CMOS (pour "Complementary Métal Oxyde Semiconductor'). En variante, il pourra être de type CCD (pour "Charge Coupled Device').
Le système pourra inclure on non une unité de traitement, comprenant au moins un microprocesseur et des moyens de mémorisation, chargée de récupérer les images acquises par le capteur et de les traiter selon un programme d'analyse déterminé (comptage, suivi de position...).
Comme représenté sur la figure 1 A, de manière connue, la source 1 de rayonnement lumineux émet un rayonnement lumineux 10 en direction de la zone de visualisation Z. Dans la suite de la description, on considérera que la zone de visualisation Z est frappée par le rayonnement suivant au moins un plan objet, celui-ci pouvant être un plan objet P médian.
De manière non limitative, dans le cas d'une zone de visualisation Z comprise dans une chambre de visualisation 30 intégrée à un support 3 (figures 4A et 4B), le rayonnement lumineux 10 frappe d'abord la surface externe 310b de la paroi supérieure 31 du support. Le rayonnement lumineux 10 traverse la paroi supérieure 31 du support. Ensuite il traverse la chambre de visualisation suivant plusieurs plans objets superposés, , dans lesquels se trouvent des objets d'intérêt. Sur les figures 1 A et 1 B annexées, on a représenté le plan objet P médian à tous ces plans objets, ce plan objet médian étant celui qui traverse la zone de visualisation Z au milieu de sa hauteur. Enfin, le rayonnement diffracté par les objets d'intérêt 4 traverse la paroi inférieure 32 du support pour frapper la surface du capteur 2. Le problème technique résolu par l'invention est notamment compréhensible en se référant à la figure 1 A, sur laquelle l'échantillon à analyser est placé dans une chambre de visualisation 30.
Sur la figure 1 A, on peut en effet voir que si une poussière 5 ou autre impureté se dépose sur la face externe 310b de la paroi supérieure 31 de la chambre de visualisation 30, celle-ci formera une figure de diffraction 50 sur l'image acquise par le capteur 2. La figure 2 illustre ce phénomène. Sur la figure 2, on remarque en effet sur l'hologramme généré qu'il est difficile de différencier les figures de diffraction 40 issues de la diffraction du rayonnement lumineux sur les objets d'intérêt de l'échantillon à analyser, des figures de diffraction 50 issues de la diffraction du rayonnement lumineux sur des poussières ou impuretés qui se sont déposées sur la face externe de la paroi supérieure de la chambre de visualisation.
Dans cette configuration, on comprend que l'invention vise donc à permettre d'éviter que des poussières 5 ou impuretés qui se sont déposées sur la face externe 310b de la paroi supérieure 31 de la chambre de visualisation 30 puissent venir perturber l'analyse et notamment être considérées comme un objet d'intérêt de l'échantillon par l'unité de traitement lors du traitement de l'image acquise par le capteur 2. L'invention présente notamment un intérêt lorsque le support 3 reste à demeure dans le système et qu'il est donc exposé aux poussières ou impuretés ambiantes. D'autres avantages seront listés ci-après.
L'invention consiste donc à munir le système d'un dispositif de protection doté de moyens de protection comprenant au moins une surface de protection 6 transparente venant s'intercaler entre la source de rayonnement et la chambre de visualisation. Les moyens de protection sont ainsi agencés pour :
Protéger, de préférence de manière hermétique, la zone de visualisation Z du dépôt d'impuretés sur sa surface et,
- Grâce à la surface de protection 6, déporter le dépôt des poussières et impuretés dans un plan suffisamment éloigné du plan objet P de la zone de visualisation Z, tout en laissant passer le rayonnement lumineux 10.
Selon l'invention, les poussières 5 ou impuretés qui viennent se déposer sur cette surface de protection 6 seront visibles sur l'image acquise par le capteur 2 mais leurs figures de diffraction seront beaucoup plus étalées et moins contrastées. Ainsi elles ne seront pas considérées lors du traitement mis en œuvre par l'unité de traitement UC. La surface de protection 6 sera préférentiellement plane et située dans un plan perpendiculaire à l'axe (X).
Selon l'invention, cette surface de protection 6 présente plusieurs caractéristiques importantes :
Elle est la première surface rencontrée par le rayonnement lumineux 10 ;
Elle est la surface la plus exposée au dépôt de poussières ou impuretés, ce qui fait que les poussières viennent préférentiellement se déposer sur elle, plutôt que sur d'autres surfaces ;
Elle doit être transparente et avantageusement régulière pour laisser passer le rayonnement lumineux 10 émis par la source 1 sans le dégrader ;
Elle doit être positionnée à une hauteur H suffisante par rapport à la surface du capteur pour déplacer suffisamment les poussières hors du plan objet P dans lequel se trouve la chambre de visualisation. Par hauteur suffisante, on entend une hauteur H pour laquelle les poussières se trouvent suffisamment en dehors de ce plan objet P de la zone de visualisation Z, afin que celles-ci ne puissent pas être considérées lors du traitement de l'image.
La figure 1 B permet d'illustrer le principe de l'invention, en comparaison avec la solution connue de la figure 1 A. dans laquelle la surface de protection au sens de l'invention n'est pas présente. Sur la figure 1 B, la surface de protection 6 est en effet positionnée à une hauteur H suffisante de sorte que les poussières 5 qui s'y déposent forment des figures de diffraction 50 sur l'image acquise par le capteur 2 qui sont bien plus grosses, moins contrastées et plus diffuses que les figures de diffraction 40 issues de la diffraction des objets d'intérêt 4 de l'échantillon présent dans la chambre de visualisation.
Pour déterminer la hauteur H de positionnement de la surface de protection 6 par rapport à la surface du capteur 2, on doit tenir compte des paramètres suivants, référencés sur la figure 1 B :
La hauteur Htot de la source 1 de rayonnement lumineux par rapport à la surface du capteur,
La hauteur Hp du plan objet (P) par rapport à la surface du capteur, Par ailleurs, il faudra également respecter la condition suivante :
La hauteur H est toujours supérieure à la hauteur Hp et toujours inférieure à la hauteur Htot.
A partir de ces différents éléments et selon la hauteur Hp du plan objet (P) par rapport à la surface du capteur 2, la hauteur H de la surface de protection sera comprise entre 1 % et 100% de la hauteur totale Htot (100% correspondant à la hauteur de la source de rayonnement par rapport à la surface du capteur).
Cette hauteur H choisie pour la position de la surface de protection 6 correspond en effet à la hauteur pour laquelle les tâches de diffraction obtenues pour une poussière sur la surface du capteur 2 présenteront un diamètre de premier minimum (correspondant au diamètre de l'anneau le plus foncé) au moins deux fois supérieur à celui d'une particule à détecter.
Plus la hauteur Hp du plan objet (P) par rapport à la surface du capteur est faible, plus la hauteur H est faible.
Par exemple, de manière non limitative, pour une hauteur totale Htot de 15 cm et une hauteur Hp du plan objet de 1 mm, la hauteur H est comprise entre 2 et 5 cm. Si la hauteur Hp est supérieure à 1 cm, la hauteur H est par exemple comprise entre 5 et 12 cm. Des exemples de réalisation seront décrits ci-après en liaison avec les figures 3A et 3B.
Le dispositif de protection et la hauteur de la surface de protection devront notamment être choisis en fonction de la taille des objets d'intérêt présents dans l'échantillon.
En fonction des différents paramètres évoqués ci-dessus, il faut noter qu'il sera aisé de choisir la hauteur H à laquelle la surface de protection devra être positionnée au- dessus de l'échantillon pour obtenir l'effet désiré.
Différentes solutions peuvent être mises en œuvre pour réaliser le dispositif de protection. Dans une première solution représentée à la fois sur la figure 1 B et reprise sur la figure 7A, il est formé d'une pièce 60 indépendante. Cette solution sera notamment parfaitement adaptée pour être associée à un support comprenant une chambre de visualisation 30 intégrée au support 3 telle que représentée sur les figures 4A et 4B. La pièce vient en effet se positionner directement au contact de la face externe 310b de la paroi supérieure 31 de la chambre de visualisation 30. Elle forme ainsi une épaisseur supplémentaire au-dessus de ladite chambre, ladite épaisseur définissant en partie la hauteur H de la surface de protection. Les poussières viennent ainsi se déposer sur la surface de protection 6 et non sur la face externe de la paroi supérieure de la chambre de visualisation. Cette pièce 60 est positionnée sur la paroi supérieure de manière à ne laisser aucun espace entre elle et la paroi supérieure de la chambre de visualisation. Elle a par exemple une forme à deux faces parallèles opposées et une ou plusieurs faces latérales, formant par exemple un parallélépipède ou un cylindrique (par exemple de révolution). Ses deux faces opposées, dont l'une définit la surface de protection 6, sont perpendiculaires à l'axe (X). Ces deux faces sont transparentes. Elle peut être réalisée dans un même matériau que celui employé pour le support 3 et déjà défini ci-dessus. Elle peut être pleine ou creuse. Dans le cas où elle est creuse, son volume interne est par exemple rempli d'un gaz, mélange de gaz (ex : air) ou est vide. La pièce 60 ainsi formée pourra venir se loger dans un logement adapté sur la paroi supérieure 31 de la chambre 30. Selon différentes variantes de réalisation, elle peut être rendue solidaire du support (par exemple par collage, vissage...) sur la paroi supérieure de la chambre ou maintenue fixe dans le système et indépendante du support. Dans ce dernier cas, elle doit être positionnée suffisamment proche de la paroi supérieure 31 de la chambre pour éviter que des poussières viennent se glisser entre les deux éléments.
Dans une deuxième solution représentée sur la figure 7B, le dispositif de protection comporte une pièce en forme de couvercle 61 qui comporte ainsi un plateau 610 sur lequel est formée la surface de protection et une collerette 61 1 . Cette solution sera notamment parfaitement adaptée pour être associée à un support dont la zone de visualisation Z n'est pas fermée, comme sur les figures 5A, 5B et 6A, 6B. Mais elle sera également adaptée pour une configuration à chambre de visualisation telle que représentée sur les figures 4A et 4B. Ce couvercle 61 vient en effet englober la zone de visualisation Z (localisée dans une cavité 300 du support sur la figure 7B) de manière suffisamment étanche en prenant appui sur le support 3 autour de la zone Z par sa collerette 61 1 , la surface de protection 6 étant alors formée par la face externe dudit plateau 610 et vient ainsi se positionner au-dessus de la zone de visualisation Z. Comme pour la première solution, ce couvercle 61 pourra être rendu solidaire du support, par tous moyens de fixation possibles (colle, vis...) ou maintenu à demeure dans le système de manière indépendante par rapport au support. Dans ce dernier cas, la liaison entre la collerette 61 1 et le support 3 devra être suffisamment étanche pour éviter que des poussières ou impuretés viennent se loger dans l'espace existant entre la chambre 30 et le couvercle 61 . De même la surface de protection 6 sera avantageusement perpendiculaire à l'axe (X) et parallèle à la face supérieure 31 du support 3.
Dans une troisième solution représentée sur la figure 7C, le dispositif de protection est intégré au support 3. Cette solution sera parfaitement adaptée pour une solution où la zone de visualisation Z est localisée dans une chambre de visualisation intégrée au support telle que représentée sur les figures 4A et 4B. Les moyens de protection du dispositif de protection sont ainsi formés par l'épaisseur de la paroi supérieure 31 du support. La surface de protection 6 est donc formée directement par la face externe 310b de la paroi supérieure 31 de la chambre de visualisation. Dans cette solution, la paroi supérieure 31 de la chambre de visualisation 30 comporte une épaisseur supérieure, ce qui permet de déporter sa face externe 310b vers le haut et donc d'éloigner la zone critique de dépôt des poussières en dehors du plan objet P.
D'autres solutions pourraient bien entendu être envisagées, en conservant les caractéristiques définies ci-dessus.
Les figures 2 à 3B permettent de mieux comprendre le principe de l'invention et son intérêt. Les figures 2 à 3B ont été obtenues en observant du sang dilué au 1/1000ème dans une solution tampon de PBS (pour "Phosphate Buffered Saline"). L'échantillon est placé dans une chambre de visualisation comme celle représentée en figure 4A, de 100 μιη d'épaisseur, et le fond de cette chambre mesure 1 mm d'épaisseur. Le fond de la chambre est positionné à environ 500 μιη de la surface du capteur 2. Ainsi nous avons la hauteur Hp=1 .5 mm. La source de rayonnement lumineux est une diode laser, positionnée à 15 cm de la surface du capteur (Htot=15 cm).
Sur la figure 2, le système de détection n'est muni d'aucune surface de protection. On peut voir sur l'image générée que les poussières qui se sont déposées forment des images de diffraction 50 qui peuvent se confondre avec les images de diffraction 40 qui correspondent aux objets d'intérêt à analyser. Le traitement est donc rendu difficile par la présence des poussières dans le plan objet P de la zone de visualisation. A l'inverse, sur la figure 3A, avec une surface de protection 6 positionnée à une hauteur H suffisante au-dessus du plan objet P de la zone de visualisation, on peut voir sur l'image acquise par le capteur 2 que les poussières qui se sont déposées sur la surface forment des figures de diffraction 50 beaucoup plus étalées et avec un moins bon contraste que les figures de diffraction 40 qui correspondent aux objets d'intérêt de l'échantillon. Dans cette solution, comme sur les figures 1 B et 7A, la surface de protection est formée par l'épaisseur d'une pièce 60 positionnée sur la face externe de la paroi supérieure de la chambre de visualisation. La pièce a par exemple une épaisseur de 1 cm, de manière à être à une hauteur H suffisante de la surface du capteur, comme déjà décrit ci-dessus, par exemple d'au moins 2 cm.
Pour sa part, la figure 3B illustre l'image obtenue avec une surface de protection 6 positionnée à une hauteur H de 12 cm, c'est-à-dire correspondant à 80% de la hauteur totale Htot entre la surface du capteur 2 et la source 1 de rayonnement lumineux. Comme sur la figure 3A, on peut voir sur la figure 3B que les poussières déposées sur la surface de protection 6 forment des figures de diffraction 50 encore plus étalées et plus diffuses que sur la figure 3A. Elles ne seront donc pas considérées lors de l'analyse de l'échantillon.
De manière avantageuse, il est possible de prévoir une solution de réglage de la position de la surface de protection (la hauteur H définie ci-dessus), de manière à adapter le système à l'application visée, à la taille des objets d'intérêt ciblés par rapport à la taille des impuretés, à l'intensité du rayonnement lumineux émis, à la position de la source lumineuse (la hauteur Htot définie ci-dessus), à la résolution du capteur employé ou à la position en hauteur de la chambre de visualisation (la hauteur Hp du plan objet définie ci-dessus). Selon la solution employée décrite ci-dessus, il s'agira par exemple :
Pour la première solution, d'utiliser des pièces interchangeables présentant chacune une épaisseur différente ;
Pour la deuxième solution, d'employer des couvercles interchangeables présentant chacun une collerette de hauteur différente ;
- Pour la troisième solution, de proposer différents supports présentant chacun une paroi supérieure d'épaisseur différente. L'invention décrite ci-dessus, présente donc un certain nombre d'avantages, lesquels :
Elle est simple à mettre en œuvre car elle peut consister simplement en l'ajout d'une pièce transparente sur la paroi supérieure de la chambre de visualisation ;
Elle permet de résoudre le problème du dépôt de poussières ou d'impuretés sur la zone de visualisation, situation qui se présente fréquemment lorsque le support qui est destiné à recevoir l'échantillon reste à demeure dans le système ou même lorsque le support est jetable ;
Elle peut facilement s'adapter à l'application visée et aux différentes contraintes de fonctionnement, notamment en réglant la position en hauteur de la surface de protection.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de protection destiné à être employé dans un système de détection d'objets d'intérêt dispersés dans un échantillon, ledit système comportant :
Une source (1 ) de rayonnement lumineux destinée à émettre un rayonnement lumineux (10) suivant une direction principale (X),
Un capteur (2) d'image,
Une zone de visualisation (Z) transparente destinée à recevoir ledit échantillon, ladite zone de visualisation étant positionnée entre ladite source (1 ) de rayonnement lumineux et ledit capteur (2), ladite source (1 ) de rayonnement étant destinée à émettre ledit rayonnement lumineux (10) en direction de ladite zone de visualisation de manière à éclairer ladite zone suivant au moins un plan, dit plan objet (P), et ledit capteur (2) étant agencé pour acquérir sur sa surface une image de l'échantillon à partir du rayonnement transmis à travers la zone de visualisation par ladite source de rayonnement,
Ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de protection à intercaler entre la source (1 ) de rayonnement lumineux et ladite zone de visualisation (Z) pour protéger ladite zone de visualisation du dépôt d'impuretés, lesdits moyens de protection comprenant au moins une surface de protection (6) transparente configurée pour former une surface de dépôt des impuretés, ladite surface étant agencée à une distance qui est choisie suffisante de la zone de visualisation pour que toute impureté qui s'y dépose forme une figure de diffraction (50) sur l'image acquise par le capteur (2) qui est bien plus grosse, moins contrastée et plus diffuse que des figures de diffraction (40) issues de la diffraction des objets d'intérêt (4) de l'échantillon présent dans la zone de visualisation.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de protection sont choisis de manière à définir ladite surface de protection (6) à ladite distance suffisante en tenant compte de la taille des objets d'intérêt ciblés dans l'échantillon par rapport à la taille des impuretés, de l'intensité du rayonnement lumineux émis par ladite source (1 ) de rayonnement lumineux, de la position de la source (1 ) de rayonnement lumineux par rapport au capteur (2), de la résolution du capteur (2) employé et de la position de la zone de visualisation (Z) par rapport au capteur (2).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface de protection (6) est plane.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de protection comportent une pièce de protection comprenant ladite surface de protection (6).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce de protection présente une première face dite supérieure formant la surface de protection (6) et des moyens d'appui opposées à ladite face supérieure, et destinés à être en appui sur le support (3) du système et une ou plusieurs faces latérales agencées entre ladite face supérieure et lesdits moyens d'appui.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'appui comportent une face inférieure opposée à ladite face supérieure et parallèle à celle- ci.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite pièce (60) est réalisée dans un matériau plein transparent.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite pièce (60) est creuse et définit un volume interne rempli d'un gaz, mélange de gaz ou vide.
9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite pièce comporte une épaisseur définie entre sa face supérieure et sa face inférieure correspondant à ladite distance de positionnement de la surface de protection (6).
10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce de protection comporte un couvercle (61 ) formé d'un plateau (610) et d'une collerette (61 1 ) sur son pourtour, ladite surface de protection (6) étant agencée sur le plateau, ladite collerette (61 1 ) étant agencée pour former lesdits moyens d'appui contre le support (3) en périphérie de ladite chambre de visualisation (30).
1 1 . Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation de la pièce de protection.
12. Système de détection d'objets d'intérêt dispersés dans un échantillon, comprenant :
Une source (1 ) de rayonnement lumineux destinée à émettre un rayonnement lumineux (10) suivant une direction principale (X),
Un capteur (2) d'image,
Une zone de visualisation (Z) transparente destinée à recevoir ledit échantillon, ladite zone de visualisation étant positionnée entre ladite source (1 ) de rayonnement lumineux et ledit capteur (2), ladite source (1 ) de rayonnement étant destinée à émettre ledit rayonnement lumineux (10) en direction de ladite zone de visualisation de manière à éclairer ladite zone suivant au moins un plan, dit plan objet (P), et ledit capteur (2) étant agencé pour acquérir sur sa surface une image de l'échantillon à partir du rayonnement transmis à travers la zone de visualisation par ladite source de rayonnement,
ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte :
Un dispositif de protection conforme à celui défini dans les revendications 1 à 1 1 , agencé entre la source (1 ) de rayonnement et ladite zone de visualisation (30).
13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone de visualisation (Z) est localisée dans une chambre de visualisation (30) intégrée dans un support (3).
14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que la chambre de visualisation (30) comporte deux parois opposées traversées par ledit rayonnement et dites paroi supérieure (31 ) et paroi inférieure (32), ladite paroi supérieure (31 ) comportant une première face dite face interne (310a), située dans la chambre de visualisation et une deuxième face, dite face externe (310b) située à l'extérieur de ladite chambre de visualisation.
15. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que la chambre de visualisation (30) comporte deux parois opposées traversées par ledit rayonnement et dites paroi supérieure (31 ) et paroi inférieure (32), ladite paroi supérieure comportant une première face dite face interne (310a), située dans la chambre de visualisation et une deuxième face, dite face externe (310b) située à l'extérieur de ladite chambre de visualisation, et en ce que ladite surface de protection (6) du dispositif de protection est formée par la face externe de ladite paroi supérieure.
16. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone de visualisation est localisée sur la surface (31 ) d'un support (3).
17. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone de visualisation est localisée dans une cavité (300) de visualisation formée par un creux réalisée sur la surface d'un support.
18. Système selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que la surface de protection (6) est positionnée à une distance (H) par rapport à la surface du capteur comprise entre 1 et 100% de la distance totale (Htot) présente entre la source (1 ) de rayonnement et la surface du capteur.
19. Système selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte un logement adapté pour recevoir ledit dispositif de protection de manière amovible.
20. Système selon l'une des revendications 12 à 19, caractérisé en ce que la source (1 ) de rayonnement lumineux comporte au moins une diode électroluminescente ou laser.
21 . Système selon l'une des revendications 12 à 20, caractérisé en ce que le capteur (2) est de type CMOS.
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