FR2552895A1

FR2552895A1 - Microscope pour l'obtention d'images de haute resolution sans optique de precision

Info

Publication number: FR2552895A1
Application number: FR8415119A
Authority: FR
Original assignee: HUTCHIN RICHARD
Current assignee: HUTCHIN RICHARD
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1985-04-05
Also published as: GB2147764A; US4584484A; GB2147764B; DE3436275A1; GB8424191D0; JPS60100117A

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN SYSTEME D'OBTENTION D'UNE REPRESENTATION D'UNE IMAGE OPTIQUE D'UN ECHANTILLON EXAMINE. SELON CE PROCEDE ON EXPOSE L'ECHANTILLON A UNE CONFIGURATION D'INTENSITE SINUSOIDALE EN MOUVEMENT, ON ENREGISTRE UNE SERIE DE SIGNAUX PROPORTIONNELLE A L'INTENSITE DE LUMIERE TRANSMISE PAR L'ECHANTILLON, ON MODIFIE LA DIRECTION DU MOUVEMENT RELATIF ENTRE L'IMAGE DE LA CONFIGURATION ET L'ECHANTILLON, ON EXTRAIT DES DONNEES INDIQUANT DES VALEURS DE PHASE ET D'AMPLIFICATION DE SIGNAL ET ON APPLIQUE LA TRANSFORMEE DE FOURIER AUXDITES DONNEES DE MANIERE A RECONSTITUER L'IMAGE OPTIQUE DE L'ECHANTILLON. APPLICATION A LA MICROSCOPIE.

Description

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Microscope pour l'obtention d'images de haute résolution sans optique de précision L'invention concerne le domaine des appareils d'examen qui utilisent des configurations sinusoïdales d'éclairage pour

examiner des objets et en former des images de haute résolution et elle est facilement applicable au domaine de la micro5 scopie.

Dans la littérature, il est suggéré d'éclairer un objet avec une configuration de franges d'interférence formée par des rayons laser afin de mesurer l'amplitude d'une composante de Fourier Toutefois, on ne connaît aucun enseignement sur la 10 façon d'appliquer cette suggestion à la construction d'un appareil d'examen tel qu'un microscope Plus particulièrement, il n'est pas indiqué comment on peut mesurer la phase des composantes de Fourier ni comment il faut créer les différentes configurations de franges nécessaires pour réaliser un appa15 reil pratique Bien que la production de configurations d'interférence sur l'échantillon examiné par un microscope soit connue, on ne connaît aucune technique antérieure qui décrive le procédé et l'appareil de la présente invention Par exemple, la configuration d'interférence donnée par la disposition du 20 brevet US 3 162 713 sert à obtenir un contraste visuel et n'indique pas par ailleurs la présente invention D'autres brevets antérieurs tels que les brevets US 3 495 890, 3 511 554, 3 180 216, 3 558 210 et 3 182 551 décrivent divers microscopes

qui nécessitent des composants optiques de précision contrai25 rement à la présente invention qui a pour but principal d'éliminer les composants optiques de précision coûteux.

Un but de l'invention est donc de fournir une nouvelle

forme de microscopie qui permette d'obtenir une haute résolution avec une grande profondeur de champ sans composants opti30 ques de précision.

Bien que l'invention, sous sa forme préférentielle, s'applique à un microscope, d'autres applications peuvent s'appliquer à des télescopes, à des caméras vidéo ou à d'autres systèmes d'examen dans lesquels on désire récupérer

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seulement un petit nombre de composantes de Fourier pour obtenir une information structurale partielle ou renforcée, une information d'alignement, etc. Un mode d'exécution de l'invention vise à obtenir une représentation d'un échantillon localisé ou d'un sujet examiné en exposant cet échantillon localisé à une configuration de franges d'interférence sinusoïdale en mouvement produite par l'interférence d'énergie ondulatoire dirigée sur l'échantillon, cette configuration ayant des franges d'interférence qui 10 ont une fréquence spatiale qui varie entre une première et une deuxième valeurs pendant le mouvement ou le passage de la configuration de franges sur l'échantillon dans une première direction Pendant chaque passage de la configuration de franges mobile sur l'échantillon, une série de signaux sont enregis15 trés et sont proportionnels à l'intensité de l'énergie ondulatoire transmise depuis l'échantillon (par réflexion ou transmission au travers) pendant de multiples intervalles d'échantillonnage Une autre série de signaux est engendrée après que l'on ait modifié légèrement la direction de mouvement relatif 20 entre l'image de la configuration de franges mobile et l'échantillon en faisant tourner l'échantillon ou le faisceau par étapes et on répète l'enregistrement de signaux mentionné cidessus jusqu'à ce qu'il se présente des "tranches de Fourier" dans un nombre considérable de directions On traite ensuite 25 les données enregistrées en extrayant les valeurs de phase et d'amplitude de certaines au moins des composantes de Fourier des signaux enregistrés (qui contiennent une information équivalente aux composantes de Fourier de l'image de l'échantillon physique mesuré à une haute résolution) et on effectue ensuite 30 une transformation de Fourier pour obtenir des données qui puissent servir à reconstruire une image optique de l'échantillon ou du sujet examiné On croit qu'il est possible d'examiner l'objet ou le sujet au moyen de n'importe quel type d'énergie ondulatoire capable de produire des configurations 35 d'interférence comme la lumière visible, le son, les rayons X, les ondes de radio, les rayons gamma, les rayons infrarouges et ultraviolets Des applications utilisant les rayons X

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pourraient avoir une importance extrême dans les domaines médical, astronomique et industriel étant donné que l'invention ne nécessite pas de dispositifs de mise au point de haute précision et que l'on peut utiliser des rayons X alignés.

Selon un mode d'exécution de l'invention qui peut servir de microscope, on soumet un échantillon à examiner à une configuration d'éclairage mobile présentant des franges d'interférence alternativement claires et obscures et ayant une fréquence spatiale qui varie pendant le mouvement des franges 10 sur l'échantillon dans une première direction de manière à obtenir les composantes sinusoïdales de l'image optique de l'échantillon localisé exploré de l'échantillon La lumière réfléchie par l'échantillon est rassemblée par un détecteur de lumière à grand angle et produit une information d'entrée qui, 15 à son tour, aboutit à l'enregistrement d'une série de signaux proportionnels à l'intensité de la lumière réfléchie par l'échantillon localisé pendant plusieurs intervalles d'échantillonnage Une autre série de signaux est engendrée après que la direction de mouvement relatif entre l'image de grille et 20 l'échantillon ait été modifiée d'environ 1 par exemple, et ainsi de suite jusqu'à ce que des données soient enregistrées pour un nombre considérable de "tranches de Fourier" en travers de l'objet On extrait des données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude des composantes de Fourier des signaux 25 obtenus et on effectue ensuite une transformation de Fourier pour obtenir des données d'image permettant la reconstitution

d'une image optique de l'échantillon.

Dans un mode d'exécution, on modifie la fréquence "spatiale" des franges en dirigeant simultanément de la lumière 30 cohérente sur la partie examinée de l'échantillon et sur la surface d'un miroir plan placé perpendiculairement à un plan passant par l'échantillon, ce qui donne des franges d'interférence sur l'échantillon En faisant varier l'angle de la lumière incidente sur le miroir et sur l'échantillon, on peut 35 modifier de façon réglée la fréquence spatiale de la configuration d'exploration Plus précisément, on peut placer un miroir cylindrique auprès de la plateforme porte-échantillon et

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un miroir d'exploration tournant dirige un faisceau de laser sur le miroir cylindrique de manière à engendrer, à nouveau, le faisceau à angle variable dirigé sur l'échantillon et le miroir plan Dans un deuxième mode d'exécution, l'angle sus5 dit entre le faisceau lumineux et le miroir plan est maintenu constant et on peut modifier la longueur d'onde d'un laser accordable, par exemple, de manière à modifier la fréquence "spatiale" de la configuration de franges engendrée sur

l'échantillon examiné.

D'autres buts, particularités et avantages de l'invention apparaîtront à l'étude de la description suivante, considérée conjointement avec les dessins sur lesquels:

la figure 1 montre l'utilisation d'un miroir plan pour la formation de la configuration de franges sur l'échantillon; 15 la figure 2 illustre la relation entre l'ouverture d'examen placée sur l'échantillon et la paroi latérale verticale du miroir de la figure 1; la figure 3 illustre une disposition optique préférentielle permettant de modifier l'angle d'incidence de la lu20 mière dirigée sur la structure de la figure 1; la figure 4 montre un deuxième mode d'exécution utilisant un laser accordable ainsi que certains composants qui seraient aussi utilisés avec le premier mode d'exécution; la figure 5 montre le signal de détecteur sur le con25 ducteur 34 et la figure 6 montre un autre mode d'exécution permettant

d'augmenter la résolution d'une caméra de télévision.

La figure 1 indique schématiquement un échantillon à examiner 1, placé sur une base 2 qui est perpendiculaire à un 30 miroir orienté verticalement 3 présentant une surface spéculaire 4 Généralement, l'échantillon-examiné sera formé seulement d'une petite partie du spécimen total à examiner et un dispositif à ouverture est placé par- dessus l'échantillon, ce dispositif étant mentionné plus loin La lumière cohérente incidente engendrée par exemple par un laser est dirigée sur l'échantillon comme l'indiquent les rayons 6 et 7 et est aussi dirigée sur le miroir 3 comme l'indique le rayon 8 qui est à

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son tour réfléchi comme l'indique le rayon 9, de sorte que l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence Le résultat est qu'une configuration de franges 11 est engendrée par suite de l'interférence entre la lumière réfléchie et la lu5 mière éclairant directement l'échantillon 1, la fréquence spatiale entre franges étant directement fonction de l'angle e indiqué en 12 Dans le mode d'exécution préférentiel, on peut réduire l'angle 8 d'environ 70 à presque O pour couvrir une large gamme de fréquences "spatiales" La lumière dispersée 10 sur un grand angle représenté par les flèches 13 et 14 est recueillie par une lentille ou un miroir et est dirigée sur un détecteur photo-électrique, non représenté sur la figure mais décrit ci-après Les éléments optiques recueillant la lumière dispersée peuvent être d'une basse qualité optique relative15 ment à la résolution finale de l'image à reproduire Cela s'oppose à l'utilisation de composants de haute qualité optique dans les appareils d'examen de la technique antérieure

tels que les microscopes.

Comme le montre la figure 3,1 a plaque porte-échantillon 20 16 et le miroir vertical 17 servant à créer les configurations de frange sont placés comme représenté Le miroir cylindrique 18 est placé autour de l'échantillon et du miroir et un générateur de lumière cohérente tel qu'un laser 19 dirige un faisceau lumineux sur un miroir d'exploration tournant qui, à son 25 tour, dirige un faisceau de rayonnement cohérent aligné sur le miroir vertical et l'échantillon,par l'intermédiaire du miroir cylindrique 18 Une lentille collimatrice 22 est de préférence placée entre le laser 19 et le miroir d'exploration 21 La rotation du miroir d'exploration cause à nouveau les varia30 tions désirées de l'angle d'incidence 8 mentionné plus haut et des franges sont engendrées avec une fréquence spéciale variable lorsque l'angle O varie Un convertisseur analogique-numérique, non représenté, est accouplé au mécanisme d'entrainement qui fait tourner le miroir d'exploration 21 pour établir 35 avec précision des valeurs de O de sorte que l'information de phase de Fourier peut être extraite avec un haut degré de perfection et que la nécessité d'une référence ponctuelle est 6 - éliminée Pour obtenir une précision de phase de 1/20 de cycle, qui est appropriée à la formation d'images de haute qualité, on peut démontrer qu'un codeur à seize bits suffit Il est important de noter que le miroir sert de référence de phase puisque la configuration de franges est toujours maximale au miroir L'objet éclairé doit être placé, par rapport à la surface du miroir, à une distance de deux fois son diamètre ou davantage On peut se représenter la configuration de franges sous la forme d'un soufflet en accordéon dont une partie laté10 rale est fixée en place à la surface du miroir, ce soufflet se dilatant à mesure que la fréquence "spatiale" des franges diminue, pendant chaque coupe de l'espace de Fourier A mesure que l'angle de faisceau O varie de O à u/2 radians, la fréquence spatiale de la configuration de franges varie de O à 2 15 cycles par longueur d'onde de la lumière; la période de configuration est égale à la longueur d'onde de la lumière divisée par 2 sin 8 La figure 5 illustre l'intensité d'un signal typique de lumière dispersée 51 en fonction de l'angle de faisceau 0 On notera qu'à mesure que O augmente, il se produit une di20 minution générale d'amplitude et de période La nature de ce

signal sera expliquée ci-après.

Quand l'invention est utilisée comme microscope,il faut que le faisceau de laser entrant soit d'un petit diamètre pour limiter la puissance (par exemple environ 1 mm) et il doit 25 rester centré sur l'échantillon pendant que le faisceau tourne Il doit donc être évident que le miroir cylindrique 18 dirige le faisceau sur l'échantillon et le miroir vertical, quelle que soit la position de rotation du miroir d'exploration Les aberrations de ce système optique sont négligeables 30 lorsqu'on utilise un faisceau lumineux de 1 mm, du moment que

le rayon du miroir cylindrique est supérieur à environ 2,5 cm.

Ainsi, l'exploration sur un quadrant ou davantage est facile à réaliser par la disposition de la figure 3 En outre, étant donné que les optiques sont réfléchissantes, à l'exception de 35 la lentille collimatrice 22, cette disposition fonctionne de

façon satisfaisante à toutes les longueurs d'onde.

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Il est désirable de localiser une partie de l'échantillon entier de façon que la configuration de franges d'interférence soit dirigée sur cette partie que l'on peut appeler un échantillon à l'examen Pour effectuer cette localisation, on pourrait masquer le dispositif d'éclairage ou disposer un arrêt de champ sur la lentille collectrice mentionnée plus haut, ou placer un masque par-dessus l'échantillon, ou sous l'échantillon dans le cas de lumière transmise à travers celui-ci Ou encore, comme expliqué ci-après, on peut utiliser 10 un système de formation d'image à faible résolution pour définir au sein de la zone d'échantillon de multiples régions dont on analysera chacune séparément pour déterminer les composantes de Fourier Alors, toutes les régions à haute résolution reconstituées pourraient être recouvertes comme des car15 reaux dans une mosaïque pour donner une image à résolution très supérieure de la région plus large de l'échantillon Dans le mode d'exécution préférentiel décrit, on utilise de la lumière réfléchie pour récupérer les composantes de Fourier de l'image et on placera un masque par-dessus l'échantillon Un 20 tel masque 23 est représenté schématiquement sur la figure 2 et comprend une ouverture 24 dans laquelle est formé un point

central 26.

Sur la figure 4, le laser accordable 27 dirige un faisceau de laser 28 sur l'échantillon porté par la base 2 et sur 25 le miroir vertical 3 Un collecteur à lumière de lentille 31, qui comprend une lentille de basse qualité optique 30, concentre à nouveau la lumière largement dispersée sur le photodétecteur 32 en passant par l'arrêt de champ 33 Les signaux électriques obtenus à la sortie 34 du détecteur 32 seront proportionnels à l'amplitude de l'intégrale de la lumière dispersée par l'échantillon examiné, sur un grand angle La longueur d'onde de la lumière engendrée par le laser accordable peut varier de 0,4 à 1,5 pm pendant un seul balayage Le convertisseur analogique-numérique 36 hache en fait le signal 35 de sortie du photodétecteur en 34 et il s'y enregistre une série de signaux proportionnelle à l'intensité de la lumière dispersée par l'échantillon pendant plusieurs intervalles 8 f 552895 d'échantillonnage dans le cadre de l'intervalle unique d'exploration On fait ensuite tourner le support d'échantillon 2 d'un angle p qui est typiquement de 0, 01 radian et on répète le processus de sorte que l'on enregistre des séries de signaux proportionnels à la lumière dispersée pour chaque exploration ou coupe de l'espace de Fourier, jusqu'à ce que l'avancement par rotation de la plaque de base, par exemple de , soit terminé Des données mémorisées obtenues, le processeur 37 extrait des données indiquant les valeurs de phase 10 et d'amplitude des composantes de Fourier des signaux et une fois que ce processus est achevé, le processeur soumet les données extraites à une transformation de Fourier ce qui, à nouveau, donne des données d'image qui permettent la reconstitution de l'image optique par des opérations bien connues de transformation de Fourier De telles données d'image pourraient être mémorisées sur des milieux magnétiques pour une utilisation future ou pourraient être transmises à une unité d'affichage à TRC, 40, qui recrée l'image optique de la partie localisée d'échantillon examinée On peut, bien entendu, faire varier par des techniques bien connues le degré de déplacement du faisceau électronique du TRC pendant des laps de temps donnés Si l'homme de l'art désire accroître le grossissement de l'image, il augmentera la vitesse du faisceau électronique du TRC de manière à assurer un grossissement accru de l'image optique reconstituée et affichée, ainsi qu'il est bien connu dans le domaine des affichages électroniques Voir brevet

US 3 221 009.

Bien que la figure 4 représente un laser accordable 27, on pourrait disposer un laser à fréquence fixe et les dispo30 sitifs optiques des figures 1 et 2 autour de l'échantillon éclairé et du miroir plan, de sorte que l'angle du rayonnement incident est modifié au lieu de la fréquence, comme expliqué précédemment Toutefois, les dispositifs collecteurs de lumière

à 33 seraient les mêmes dans un cas comme dans l'autre, 35 ainsi que les autres composants de la figure 4.

On peut engendrer une image à haute résolution d'un sujet examiné, selon les enseignements de l'invention, en

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utilisant un système de formation d'image à résolution relativement faible, tel qu'une caméra ordinaire de télévision, pour définir de multiples régions à l'intérieur de la zone ou du sujet Chacune des multiples régions peut être analysée sépa5 rément en ce qui concerne les composantes de Fourier qui peuvent être traitées dans un processeur de façon similaire aux données traitées par les autres modes d'exécution de l'invention Les régions à haute résolution ainsi reconstituées pourraient être recouvertes comme des carreaux dans une mosaïque 10 pour former une image du sujet examiné ayant une résolution très supérieure à celle de l'image que l'on peut obtenir avec le système de formation d'image à faible résolution à lui seul. Sur la figure 6, un sujet examiné 41 est éclairé par une configuration d'énergie à mouvement sinusoïdal 42 qui est pratiquement semblable aux configurations en mouvement mentionnées plus haut On peut faciliter ce processus d'éclairage

en utilisant un projecteur 43 pour projeter l'image sinusoldale 42 sur le sujet en passant par le diviseur de faisceau 20 44, le long de l'axe optique 45.

Une caméra ordinaire de télévision 46 serait placée comme indiqué pour examiner la scène 41 éclairée par la configuration 42 On a indiqué une section d'image 47 comportant l'écran de cible usuel dans les caméras de télévision pour 25 convertir une image optique en un signal vidéo électronique, cette section de formation d'image présentant un nombre donné d'éléments de cible, ainsi qu'il est bien connu Etant donné que le nombre d'éléments de cible est relativement limité en comparaison du nombre d'éléments d'image ou pixels concentrés 30 sur la section 47, il serait désirable d'augmenter fortement

la résolution de l'image donnée par la caméra de télévision.

On peut y procéder en traitant individuellement les données recueillies de chaque élément de cible, au sein de la section de formation d'image, de la façon décrite ci-après On effectue 35 la transformation de Fourier dans le processeur 47 et les données obtenues peuvent être appliquées à un affichage à haute résolution 48 qui donnera du sujet 41 une image de résolution très supérieure à celle de l'image que l'on pourrait obtenir avec la caméra de télévision 46 en l'absence des enseignements

de l'invention.

En outre, il semble possible d'éclairer le sujet 41 par une configuration sinusoïdale d'une énergie autre que la lumière, par exemple d'énergie acoustique Dans ce cas, la caméra de télévision serait remplacée par une série de microphones plus une lentille acoustique pour concentrer sur cette série l'énergie sonique émise par le sujet 41 On peut utiliser d'au10 tres formes d'énergie selon les enseignements de cet aspect de l'invention. Bien qu'on n'ait pas décrit très en détail la manipulation des données à l'intérieur du processeur 37, pour des raisons de clarté, de brièveté et d'économie, l'homme de l'art connaissant les techniques de transformation de Fourier pourra facilement réaliser le matériel et le logiciel nécessaires, compte tenu particulièrement de l'explication supplémentaire ci-après. On considèrera le mode d'exécution de la figure 1, dans 20 lequel une région de l'échantillon 1 est éclairée par une configuration d'interférence 11 sous un angle 12 appelé O Avec une longueur d'onde fixée X, on explorera de e = -0 à e = 70 et on mesurera la lumière dispersée par la région locale 24 de l'échantillon, indiquée sur la figure 2; la 25 région locale a un diamètre W et son centre 26 est à une distance d du miroir de référence 4 Après chaque exploration, on fera tourner l'échantillon d'un angle AS et on effectuera

une nouvelle exploration comme indiqué plus haut.

La fréquence spatiale de la configuration d'éclairage 30 est donnée par: K = 4 r sin O radians/unité de longueur À Le signal reçu au détecteur 32 est une onde sinusoïdale 35 modulée en phase et en amplitude, comme indiqué sur la figure Sa valeur est donnée par l'expression: il 2552895 Si (K,')=Iofdxdy I(x,y) w(x,y) l 1 + cos (Kxcos D + Ky sine + Rd) dans laquelle: 4 = angle de rotation de l'échantillon relativement à sa position initiale (x,y)= fonction de transmission de la fenêtre 24, qui est égale à l'unité à l'intérieur de la fenêtre et nulle à l'extérieur I(x,y) = configuration d'intensité de cible à déterminer 10 I O = constante proportionnelle au niveau moyen d'intensité du signal

l 1 + cos(Kxcos l = configuration de franges incidente sur la cible.

Le but de l'enregistrement et du traitement des données 15 est d'utiliser le signal 51 (K,O) pour un certain nombre de

valeurs de K et 4 afin d'obtenir une information sur l'intensité de cible I(x,y).

Dans ce cas, l'échantillonnage du signal 51 pendant une exploration en O chaque fois que Kd varie de 1/4 de cycle 20 ( 7/2 radians) Cela correspond à une variation d'angle de:

AO = X

4 d cos ( 0/2) On prendra des échantillons "plus proches" en O pour de petites valeurs de O et plus éloignés en O à mesure que 0 approche de 70 , étant donné que K varie plus lentement en

fonction de e à de plus grands angles.

L'étape 4 de O à N radians ( 180 ) en unités de 2 r/w radians, r étant le plus petit élément d'échantillon

(résolution) désiré dans l'image finale.

On met sous forme numérique toutes les mesures du

signal 51 du détecteur.

Avec les données enregistrées, on peut résoudre pour 35 I(x,y) comme suit: Pour chaque valeur de 4, calculer:

12 2552895

-12 52 (, ') = D 51 (K, 4) e-i K k Expression dans laquelle i = 1/-et est une variable correspondant à une position à l'intérieur de la fenêtre d'échantillon Calculer la somme ci-dessus pour toutes les valeurs de E données par:

d-/2 <-E<d+/2 par étapes de r.

52 (E;z) représente une reconstitution partielle de

l'image de l'échantillon suivant une direction angulaire 4.

Ensuite, calculer: w/2 w/2 i E K 53 (K, I) = z 52 (S + d, 4) e K E = -w/2

dans lequel E s'échelonne en unités de r.

Calculer la somme ci-dessus pour toutes les valeurs de K données par r 20 i < K < r r K s'échelonnant en unités de 2 w w 53 est maintenant une coupe de la transformation de

Fourier de l'intensité I(x,y) de l'échantillon suivant la direction A La transformation de 51 en 52 puis en 53 a éliminé du signal la porteuse sinusoïdale et récupéré les composantes de Fourier classiques de l'image de l'échantillon.

On peut maintenant trouver l'image I(x,y) en coordonnées polaires (pl O) par: w/r W i K cos ( O _ 1) I(plo) = E E K 53 (Ki 4 l) e i K os ( 35 -w = O r

1 3 2552895

Cette somme doit être effectuée avec K et 1 s'échelonnant respectivement en unités de 2 n/w et 2 r/w.

Pour trouver l'image I(X,Y) en coordonnées cartésiennes normales, poser p = /x 2 + y 2 et D = tg-1 (y,x) et évaluer la somme pour chaque point cartésien (x,y). Il est entendu que l'invention s'étend à des procédés et à des appareils autres que ceux qui sont mentionnés et décrits.

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Claims

REVENDICATIONS

1 Procédé d'obtention d'une représentation d'une image optique d'un échantillon examiné, caractérisé par les étapes suivantes: a) exposition de l'échantillon à une configuration d'inten5 sité sinusoïdale en mouvement, de phase connue et présentant des franges d'interférence alternativement claires et obscures ayant une fréquence spatiale qui varie entre une première et une deuxième valeurs pendant le mouvement de la configuration sur le spécimen dans une première direction; b) enregistrement d'une série de signaux proportionnelle à l'intensité de la lumière transmise par l'échantillon pendant de multiples intervalles tandis qu'on exécute l'étape a; c) modification de la direction du mouvement relatif entre l'image de la configuration et l'échantillon, avec évaluation 15 par angles donnés et répétition des étapes a et b pour chaque changement de direction; d) extraction des données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude d'au moins certaines des composantes de Fourier des signaux résultant de l'exécution des étapes a, b et c; et 20 e) application de la transformation de Fourier aux données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude pour obtenir des

données d'image permettant la reconstitution de l'image optique de l'échantillon.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le 25 fait que l'on engendre une image optique de l'échantillon examiné en réponse à la production des données d'image obtenues

en exécutant l'étape e.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait que l'on utilise les données d'image 30 pour moduler un faisceau produisant de la lumière.

4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on imprime un balayage au faisceau producteur de lumière dans une mesure suffisante pour obtenir une image

agrandie de l'échantillon examiné.

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Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé par le fait que l'étape b comprend l'étape consistant à recueillir et à intégrer sur un grand angle la lumière transmise de l'échantillon évalué, pendant l'exécution de l'étape a.

6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé par le fait que l'échantillon représente un sujet examiné qui est exposé à la configuration, les franges alternées étant des bandes d'amplitude maximale et minimale de si10 gnal et la lumière transmise du sujet étant sous forme d'énergie ondulatoire.

7 Système pour l'obtention d'une représentation d'une image optique d'un échantillon examiné, caractérisé par des moyens ( 3; 18; 28; 44) servant à exposer l'échantillon ( 1; 16; 15 41) à une configuration sinusoïdale en mouvement présentant des bandes alternées claires et obscures de phase connue ayant une fréquence spatiale qui varie entre une première et une deuxième valeurs pendant chaque passage de la configuration sur l'échantillon dans plusieurs directions; des moyens ( 36; 20 46) servant à enregistrer une série de signaux proportionnels à l'intensité de lumière transmise de l'échantillon pendant chaque passage de la configuration sur l'échantillon examiné dans chacune des directions; des moyens ( 37; 47) servant à extraire des données indiquant les valeurs de phase et d'am25 plitude des composantes de Fourier de signaux enregistrés par les moyens d'enregistrement; et des moyens servant à appliquer une transformation de Fourier aux données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude des composantes de Fourier des signaux enregistrés par les moyens d'enregistrement pour pro30 duire des données d'image permettant la reconstitution de

l'image optique de l'échantillon examiné.

8 Système selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'exposition comprennent un moyen de réflexion de lumière placé transversalement à un plan dans 35 lequel est situé l'échantillon et à une distance donnée de celui-ci pour établir la phase de la configuration relativement à la position de l'échantillon examiné ainsi que des moyens générateurs de faisceau lumineux servant à éclairer

simultanément le moyen de réflexion de lumière et l'échantillon examiné, par une lumière cohérente.

9 Système selon la revendication 8, caractérisé par des moyens de commande de faisceau lumineux servant à modifier l'angle d'incidence du faisceau lumineux cohérent relativement au moyen de réflexion de lumière pour produire sur l'échantillon examiné une configuration d'interférence ayant une fréquence spatiale qui varie à mesure que l'angle d'incidence 10 varie.

Système selon l'une des revendications 8 et 9,

caractérisé par le fait que le moyen de réflexion de lumière

constitue un miroir plan ( 3) pratiquement placé perpendiculairement au plan de l'échantillon.

11 Système selon l'une des revendications 8 à 10,

caractérisé par le fait que l'angle d'incidence varie entre environ O et 70 pendant chaque passage de la grille sur

l'échantillon examiné.

12 Système selon l'une des revendications 9 à 11,

caractérisé par le fait que les moyens de commande de faisceau lumineux comprennent un miroir cylindrique ( 18) placé autour du moyen de réflexion de lumière et de l'échantillon examiné et comprennent en outre un miroir d'exploration tournant ( 21) placé le long de l'axe de projection optique des moyens géné25 rateurs de faisceau lumineux pour modifier la direction de la lumière sur l'échantillon examiné, en passant par le miroir cylindrique, de manière à faire varier l'angle d'incidence

lors de la rotation du miroir d'exploration.

13 Système selon la revendication 12, caractérisé en 30 ce qu'un collimateur ( 22) est placé entre la source lumineuse

( 18) et le miroir tournant ( 21).

14 Système selon l'une des revendications 8 à 13,

caractérisé par le fait que les moyens générateurs de faisceau lumineux comprennent des moyens servant à modifier la longueur 35 d'onde ( 42) du faisceau lumineux pour engendrer sur l'échantillon examiné une configuration d'interférence ayant une fréquence spatiale variable.

Système selon l'une des revendications 7 à 14,

caractérisé par le fait que les directions de passage de la configuration sur un échantillon examiné diffèrent les unes

des autres d'un angle d'environ 0,01 radian.

16 Système selon l'une des revendications 7 à 15,

caractérisé par le fait que les moyens d'enregistrement comprennent un dispositif d'entrée présentant un transducteur de lumière qui intègre la lumière transmise de l'échantillon

examiné sur un angle étendu.

17 Système selon l'une des revendications 7 à 16, dans

lequel l'échantillon représente un sujet examiné, caractérisé par le fait que les moyens d'enregistrement comprennent une caméra de télévision ( 46) présentant dans sa section d'image un nombre donné d'éléments de cible pour résoudre l'image optique du sujet, que les moyens d'extraction d'une série de données ( 47) indiquant les valeurs de phase et d'amplitude des composantes de Fourier de signaux reçus par chacun des éléments de cible des moyens d'enregistrement fournissent de multiples séries de données, et que les moyens appliquant une transformation de Fourier aux séries de données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude des composantes de Fourier des signaux enregistrés par les moyens d'enregistrement, produisent des données d'image qui permettent la reconstitution

d'une image optique du sujet, ayant une résolution très supé25 rieure à celle que peut donner la caméra de télévision.

18 Système selon l'une des revendications 7 à 16, dans

lequel l'échantillon représente un sujet examiné, caractérisé par le fait que les moyens d'enregistrement comprennent une série de détecteurs d'énergie présentant un nombre donné d'éléments dans leur section d'image pour résoudre l'image du sujet, ainsi que des moyens de concentration des signaux sur la série de détecteurs d'énergie, que les moyens d'extraction extraient des données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude des composantes de Fourier de signaux reçus par chacun 35 des éléments de cible des moyens d'enregistrement, et que les moyens de transformation de Fourier des données indiquant les valeurs de phase et d'amplitude de la composante de Fourier

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des signaux enregistrés par les moyens d'enregistrement, produisent des données d'image qui permettent la reconstitution d'une image du sujet ayant une résolution supérieure à celle que peut donner la série de détecteurs.