WO2022073957A1 - Installation pour l'acquisition d'images et procede associe - Google Patents

Installation pour l'acquisition d'images et procede associe Download PDF

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WO2022073957A1
WO2022073957A1 PCT/EP2021/077350 EP2021077350W WO2022073957A1 WO 2022073957 A1 WO2022073957 A1 WO 2022073957A1 EP 2021077350 W EP2021077350 W EP 2021077350W WO 2022073957 A1 WO2022073957 A1 WO 2022073957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
acquisition surface
views
optical equipment
installation according
orientation assembly
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/077350
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas PANIER
Georges DEBREGEAS
Matthieu DUJANY
Cathie VENTALON
Volker Bormuth
Original Assignee
Sorbonne Universite
Centre National De La Recherche Scientifique
Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale - I.N.S.E.R.M.
Ecole Normale Superieure
Etat Francais Represente Par Le Delegue General De L'armement
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 Sorbonne Universite, Centre National De La Recherche Scientifique, Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale - I.N.S.E.R.M., Ecole Normale Superieure, Etat Francais Represente Par Le Delegue General De L'armement filed Critical Sorbonne Universite
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0032—Optical details of illumination, e.g. light-sources, pinholes, beam splitters, slits, fibers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052—Optical details of the image generation
    • G02B21/0076—Optical details of the image generation arrangements using fluorescence or luminescence
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes
    • G02B21/367—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes providing an output produced by processing a plurality of individual source images, e.g. image tiling, montage, composite images, depth sectioning, image comparison

Definitions

  • the invention relates to an installation for acquiring at least one image.
  • the invention also relates to a related method.
  • the zebrafish was chosen as a model organism by biologists in the late 1990s to study the early stages of embryonic brain development.
  • the zebrafish has several characteristics favorable to its observation in the laboratory. It turns out to be very easy to raise because of its abundant litters and its small size, it is quite resistant and its larva is transparent and adult in less than three months. Furthermore, the dimensions of its brain in the larval state (generally a cylinder 1 millimeter long with a diameter of 0.5 millimeter) easily allow imaging of its brain. It is thus possible to observe in real time the activation of the neurons of a living larva, without having to perform any physical cutting.
  • a laser sheet microscope 1 conventionally used in the functional imaging of a zebrafish brain comprises two main parts: the illumination arm 2 which is used to create the laser sheet 3 to illuminate a slice of the larva and the detection arm 4, orthogonal to the illumination arm 2, which will capture the view of this slice and in particular of the brain and its corresponding fluorescence.
  • a scan of the brain of a larva will consist of the acquisition of a succession of views corresponding to the different slices of the brain of the larva successively illuminated by the laser layer of the microscope.
  • the temporal resolution of a scan of the brain of a larva is of the order of 4 or 5 Hertz.
  • An object of the invention is to propose an installation which makes it possible to accelerate the acquisition of views.
  • An object of the invention is also to propose a method for acquiring views implemented by such an installation.
  • the invention proposes an installation for the acquisition of at least one image comprising:
  • An image-taking device comprising at least one acquisition surface
  • the installation comprises an orientation assembly arranged between the imaging device and the optical equipment to project onto the acquisition surface the views generated by the optical equipment, the orientation assembly comprising at least one mounted member movable relative to the acquisition surface in order to be able to project two successive views generated by the optical equipment onto two different zones of the acquisition surface, the movable member being arranged to be moved only in the absence of view projection on the acquisition surface, the imaging device being furthermore defined so that a number of images per second acquired by the imaging device is less than the number of views per second projected by the optical equipment on the acquisition surface so that each image acquired by the imaging device can contain at least two different views .
  • the orientation assembly makes it possible to place at least two views on the same image of the acquisition surface.
  • the invention therefore makes it possible to artificially divide the acquisition surface into at least two zones so as to associate a different view with each zone.
  • the invention it is thus possible to acquire views more quickly, in particular thanks to the mobility of the orientation assembly, and therefore to the movements of the views on the acquisition surface, when there is no recovery of views from the optical equipment by the orientation assembly.
  • the image pickup device like the optical equipment, can be standard items of commerce.
  • the optical equipment is a laser sheet microscope.
  • the image capture device is a digital camera.
  • the movable member is a mirror.
  • the orientation assembly comprises at least two moving parts.
  • each mobile member is mounted mobile in the installation along a single axis of rotation.
  • the orientation assembly includes means for galvanometric displacement of the movable member.
  • the installation also comprises a selection device making it possible to select only a portion of the view generated by the optical equipment, the portion which will be projected in service on the acquisition surface.
  • the installation is configured so that the orientation assembly moves in order to project successive views on the acquisition surface in service according to a serpentine movement.
  • the acquisition surface is programmed to be activated line of sight by line of sight.
  • the acquisition surface is programmed to be divided into at least two blocks of lines of sight, each block being able to operate independently.
  • the installation includes a control member for at least the imaging device and the orientation assembly.
  • control unit also controls the optical equipment.
  • orientation set is configured to display views on surface view lines acquisition so that the largest dimension of the views extends parallel to the lines.
  • the installation is configured to be able to project at least two successive views on the same line of the acquisition surface.
  • the movable member moves vis-à-vis the acquisition surface only in the absence of illumination of said acquisition surface.
  • the illumination of the acquisition surface is indirect.
  • the illumination of the acquisition surface is ensured by a lighting system which is switched off when the moving member moves vis-à-vis the acquisition surface.
  • the lighting system is integrated into the optical equipment.
  • the lighting system is an arm for illumination by laser sheet of the optical equipment.
  • the invention also relates to a method for acquiring images from an installation as mentioned above, the method comprising the successive steps of:
  • FIG. 1 Figure 1 has already been described and schematically illustrates a laser sheet microscope of the prior art. The invention will be better understood in the light of the following description with reference to the appended diagrammatic figures, among which:
  • FIG. 2a very schematically illustrates an installation according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2b Figure 2b very schematically illustrates a portion of the installation illustrated in Figure 2a;
  • FIG. 3 very schematically illustrates an installation according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4a represents the installation illustrated in FIG. 3 in a first image acquisition step
  • FIG. 4b represents the installation illustrated in FIG. 3 in a second image acquisition step
  • FIG. 4c represents the installation illustrated in FIG. 3 in a third image acquisition step
  • FIG. 4d represents the installation illustrated in FIG. 3 in a fourth image acquisition step
  • FIG. 5 schematically represents the displacement of a view on the acquisition surface of the image-taking apparatus of the installation illustrated in FIG. 3;
  • Figure 6 schematically represents the different stages of acquisition of an image by the taking images of the installation illustrated in FIG. 3 according to a first variant
  • FIG. 7 schematically represents the various steps for acquiring an image by the image pickup device of the installation illustrated in FIG. 3 according to a second variant
  • Figure 8 is an example of an image acquired by the imaging device of the installation illustrated in Figure 3.
  • the installation according to a first embodiment is used here for the purpose of observing an immobile element whether it is of organic origin (human, animal, plant ) or inorganic.
  • the installation comprises optical equipment 10 making it possible to acquire views of an element arranged at the input of the optical equipment 10.
  • the optical equipment 10 is a microscope. More specifically the optical equipment 10 is a laser sheet microscope. Consequently, the optical equipment 10 comprises an illumination arm 11 which serves to create the laser sheet and thus illuminates a slice of the element to be observed and a detection arm 12, orthogonal to the illumination arm, which goes capture the view of this slice.
  • the installation is thus shaped so that in the absence of illumination by the illumination arm 11, the detection arm 12 is blind and therefore cannot acquire views.
  • This type of optical equipment 10 being well known from the prior art, it will not be further detailed here.
  • the installation also comprises an image pickup device 13 comprising at least one acquisition surface 14.
  • the image pickup device 13 is for example a camera comprising a photographic sensor whose measurement portion here defines the acquisition surface 14.
  • the camera is for example a digital camera.
  • the camera is well known from the prior art and will not be detailed further in the present application.
  • both the laser sheet microscope and the camera are elements commonly available commercially.
  • an orientation assembly 15 which makes it possible to project onto the acquisition surface 14 the views transmitted by the optical equipment 10
  • the optical equipment 10 does not directly transmit the views that it generates to the imaging device 13 but transmits them indirectly via the orientation assembly 15 .
  • the detection arm 12 extends along a first direction Z
  • the illumination arm 11 along a second direction Y orthogonal to the first direction Z
  • the acquisition surface 14 extends in a plane defined by two axes A and B perpendicular to each other.
  • the first direction Z which is parallel to said plane.
  • the first direction Z is substantially vertical, as is the plane defining the acquisition surface 14.
  • the orientation assembly 15 comprises at least one movable member 16 vis-à-vis the acquisition surface 14 on the one hand but also the detection arm 12 on the other hand to be able to project views coming from the optical equipment 11 onto different areas of the acquisition surface 14.
  • the orientation assembly 15 comprises a single movable member 16.
  • Said movable member 16 is preferably movably mounted on a plate (not shown here) of the orientation assembly 15, plate itself fixed vis-à-vis the acquisition surface 14 and in this case the detection arm 12.
  • the movable member 16 is movably mounted on said plate according to at least one rotational movement around a first axis and preferably according to two rotational movements around a first axis and a second axis different from the first axis.
  • the movable member 16 is movably mounted on the plate along an axis A' and along an axis B' such that it is possible for the orientation assembly 15 to be able to move a view on the acquisition surface 14 along the two axes A and B defining the plane of said surface.
  • the movable member 16 is mounted to move about its two axes A' and B' in sufficient angular intervals to be able to move a view over the entire area of the acquisition surface 14.
  • the movable member 16 is a mirror.
  • the orientation assembly 15 preferably includes means for automatically moving the movable member 16 about its two axes A' and B'.
  • the automatic movement means include means for galvanometric movement of the movable member 16 such as at least one galvanometric motor.
  • the whole 15 comprises a first galvanometric motor for the rotation of the movable member 16 about its first axis A' and a second galvanometric motor for the rotation of the movable member 16 about its second axis B' .
  • the orientation assembly 15 also comprises a selection device 17 making it possible to select only a portion of the view generated by the optical equipment 10, selection device 17 arranged between the optical equipment 10 and the movable member 16, therefore upstream of the movable member 16.
  • this selection device 17 is directly incorporated in the optical equipment 10.
  • the selection device 17 comprises for example a lens-slot group.
  • said group comprises a pair of lenses 19 framing between them a slit 20 placed in the focal plane of said pair of lenses 19.
  • the view generated by the optical equipment 10 is received by the pair of lenses 19 and the associated slot 20 which in turn transfer to the movable member 16 the selected portion of the input view.
  • the installation is configured to be able to manually and/or automatically modify the lens-slit group, for example by modifying the relative height position of the slit 20 with respect to the pair of lenses 19, in order to to be able to adjust the portion of the view that you want to select. Subsequently, by "view” we will hear both the entire view generated by the optical equipment 10 and the selected portion of said view.
  • the installation also comprises a control member 21 for the installation and in particular for the orientation assembly 15.
  • the control member 21 is a calculator, a processor, a computer, a touch pad...
  • the control member 21 in particular manages the displacement means to cause a displacement of the movable member 16 optionally from information transmitted by the image pickup device 13 and/or from the optical equipment. tick 10.
  • control member 21 manages the orientation assembly so as to project successive views onto the acquisition surface 14 according to a serpentine movement.
  • control member 21 is configured to arrange a first view in the upper left corner of the acquisition surface 14 then to order the movement of the mobile member 16 so that the second image is projected at the same level as the first image and to its right. Then the third image is projected to the right of the second image and so on until the end of the line of views for view N.
  • the N+1th view is then projected below view N to start a new line of sight for which the images will be projected successively from right to left. At the next line of sight the images will be projected successively from left to right and so on.
  • the control unit 21 here also manages the selection device 17 to help a user select a portion of a view. Alternatively the selection device 17 is managed manually by the user.
  • the control unit 21 also manages the optical equipment 10, for example to control the generation time of the laser layer.
  • the control member 21 is typically programmed to synchronize at least the optical equipment 10 and the orientation assembly 15 in order to alternate the phases of displacement of the mobile member 16 with those of lighting and projections. of views on the acquisition surface 14.
  • the control member 21 can typically generate a periodic command to create the laser sheet, a periodic command to modify the positions of the mobile member 16, commands which are synchronized with each other.
  • the installation is configured so that in the absence of illumination by the illumination arm 11, the detection arm 12 is blind and cannot acquire views.
  • the installation is also shaped so as to limit the illumination of the acquisition surface 14 excluding incident rays coming from the orientation assembly 15.
  • the installation is thus shaped so that the surface acquisition 14 is not illuminated directly.
  • the installation is installed in a dark room, the illumination of the laser sheet of the optical equipment 10 here being sufficient to allow operation of the installation.
  • This second embodiment is identical to the first embodiment apart from the level of the orientation assembly.
  • the description that has just been made of the rest of the installation and in particular of the image pickup device 13 and of the optical equipment 10 of the first embodiment therefore also applies to the present second embodiment. embodiment.
  • an orientation assembly 35 which makes it possible to project onto the acquisition surface 14 the views transmitted by the optical equipment 10
  • the optical equipment 10 does not directly transmit the views that it generates to the imaging device 13 but transmits them indirectly via the orientation assembly 35 .
  • the detection arm 12 extends along a first direction Z
  • the illumination arm 11 along a second direction Y orthogonal to the first direction Z
  • the acquisition surface 14 extends in a plane defined by two axes A and B perpendicular to each other.
  • the first direction Z which is parallel to said plane.
  • the first direction Z is substantially vertical, as is the plane defining the acquisition surface 14.
  • the orientation assembly 35 comprises at least one movable member vis-à-vis the acquisition surface 14 on the one hand but also of the detection arm 12 on the other hand to be able to project views coming from the optical equipment 10 onto different areas of the acquisition surface 14.
  • the orientation assembly 35 comprises two moving parts 36, 37.
  • Each movable member 36, 37 is preferably movably mounted on a plate (not shown here) of the orientation assembly 35, plate itself fixed vis-à-vis the acquisition surface 14 and in the present case of the detection arm 12.
  • the two movable members 36, 37 are typically mounted one above the other on the plate so that a view transmitted by the optical equipment 10 is reflected by one of the two movable members 36 on the another mobile member 37 which itself will project the view onto the acquisition surface 14.
  • a first movable member 36 is movably mounted on said plate according to at least one rotational movement around a first axis and a second movable member 37 is movably mounted on said plate according to at least one rotational movement around a first axis. a second axis different from the first axis.
  • each moving member 36, 37 is mounted to move on the plate along a single respective axis of rotation.
  • the first movable member 36 is movably mounted on the plate along an axis B' and the second movable member 37 is movably mounted on the plate along an axis A' such that it is possible for the orientation assembly 35 to be able to move a view on the acquisition surface 14 along the two axes A and B defining the plane of said surface.
  • the two mobile members 37, 36 are mounted mobile around their respective axes A' and B' in sufficient angular intervals to be able to move a view over the entire area of the acquisition surface 14.
  • the lowest mobile member 36 which makes it possible to scan the length of the acquisition surface 14 and the highest mobile member 37 the width of said surface, or vice versa.
  • each movable member 36, 37 is a mirror.
  • the orientation assembly 35 preferably includes means for automatically moving the moving parts 36, 37 around the two axes A' and B'.
  • the automatic movement means comprise means for galvanometric movement of the moving parts 36, 37 such as at least one galvanometric motor.
  • the orientation assembly 35 comprises a first galvanometric motor for the rotation of the first mobile member 36 around its first axis B′ and a second galvanometric motor for the rotation of the second mobile member 37 around its second axis A'.
  • the orientation assembly 35 according to the second embodiment consequently allows faster movement of a view on the acquisition surface 14.
  • the orientation assembly 35 according to the first embodiment is however more easy to build.
  • the orientation assembly 35 also comprises a selection device 17 making it possible to select only a portion of the view generated by the optical equipment 10, selection device 17 arranged between the optical equipment 10 and the moving parts
  • this selection device 17 is incorporated directly into the optical equipment. It is also possible to have the selection device 17 arranged partly in the optical equipment 10 and partly in the orientation assembly 35.
  • the selection device comprises for example a lens-slot group.
  • FIG. 2b can here also be read applying this second embodiment.
  • said group comprises a pair of lenses 19 framing between them a slit 20 placed in the focal plane of said pair of lenses 19.
  • the view generated by the optical equipment 10 is received by the pair of lenses. 19 and the associated slot 20 which in turn transfer to the movable member 16 the selected portion of the input view.
  • the installation is configured to be able to manually and/or automatically modify the lens-slit group, for example by modifying the relative position in height of the slit 20 with respect to the pair of lenses, and this in order to be able to adjust the portion of the view that you want to select.
  • view will mean both the entire view generated by the optical equipment 10 and the selected portion of said view.
  • the installation also comprises a control member 38 of the installation. tion and in particular of the orientation assembly 35.
  • the control unit 38 is a calculator, a processor, a computer, a touch pad, etc.
  • the control member 38 in particular manages the displacement means to cause a displacement of the movable members 36, 37 optionally from information transmitted by the image pickup device 13 and/or the optical equipment 10 .
  • control member 38 manages the orientation assembly 35 so as to project successive views onto the acquisition surface 14 according to a serpentine movement.
  • control member 38 is configured to arrange a first view in the upper left corner of the acquisition surface 14 then to order the displacement of the mobile members 36, 37 so that the second image is projected at the same level. than the first image and to its right. Then the third image is projected to the right of the second image and so on until the end of the line of views for view N.
  • the N+1th view is then projected below view N to start a new line of views for which the images will be projected successively from right to left. At the following line of sight the images will be projected successively from left to right and so on.
  • the control unit 38 also manages the optical equipment 10, for example to control the generation time of the laser sheet.
  • the control member 38 is typically programmed to synchronize at least the optical equipment 10 and the orientation assembly 35 in order to alternate the phases of displacement of the moving members 36, 37 with those of lighting and projection of views on the acquisition surface 14.
  • the control member 38 can typically generate a periodic command to create the laser sheet, a periodic command to modify the positions of the mobile members 36, 37, commands which are synchronized between they.
  • the control unit 38 here also manages the selection device 17 to help a user select a portion of a view. Alternatively the selection device 17 is managed manually by the user.
  • the installation is configured so that in the absence of illumination by the illumination arm 11, the detection arm 10 is blind and cannot acquire views.
  • the installation is also shaped so as to limit the illumination of the acquisition surface 14 excluding incident rays coming from the orientation assembly 35.
  • the installation is thus shaped so that the surface acquisition 14 is not illuminated directly.
  • the installation is installed in a dark room, the illumination of the laser sheet of the optical equipment 10 being here sufficient to allow the operation of the installation.
  • control member 38 orders the generation of a laser layer NL by the illumination arm 11. This allows the detection arm 12 to acquire a view VI which is transmitted to the orientation assembly 35 which itself projects this view VI onto a first zone of the acquisition surface 14.
  • the control member 38 orders the generation of the laser sheet to be stopped. Consequently, the detection arm 12 cannot acquire sight. There is therefore no view transmission in the installation and therefore no view projection on the acquisition surface 14.
  • the control member 38 then orders a movement of at least one of the two members. mobile (for example the mobile member 37).
  • the control member 38 orders the generation of a new laser layer NL by the illumination arm 11. This allows the detection arm 12 to acquire a new view V2 which is therefore transmitted to the orientation assembly 35 which itself projects this new view onto a second zone of the acquisition surface 14 different from the first zone by moving the movable member 37 during the second step.
  • the image pickup device 13 is obviously defined so that a number of images per second acquired by the image pickup device 13 is less than the number of views per second projected by the orientation assembly 35 on the acquisition surface 14 so that each image acquired by the imaging device 13 can contain at least two different views.
  • Commercial imaging devices 13 are all defined by different parameters including a “frame rate” for “images per second” which easily makes it possible to ensure that the aforementioned characteristic is fulfilled by controlling the frequency of generation of the laser sheet by the control device 38.
  • the optical equipment 10 generates a luminous flux (“the sight”) which is directed towards the acquisition surface 14 by the orientation assembly 35: when the luminous flux strikes the acquisition surface 14, it then creates a charge at the level of the pixels of said acquisition surface 14 so as to constitute a view memory.
  • an electronic system of the apparatus of the imaging apparatus 13 At the end of the time required for the imaging device 13 to generate an image (defined by the “frame rate”), an electronic system of the apparatus of the imaging apparatus 13 “empties” the analog charges of all the pixels and transforms them into values (thus constituting “ the image "). By creating different view memories on the acquisition surface 14, the acquired image will therefore comprise different views.
  • each view projected onto the acquisition surface 14 has smaller dimensions than those of the acquisition surface 14 since the invention aims for each image to comprise at least two different views.
  • This can be ensured by adjustment of the optical equipment 10 and/or of the orientation assembly 38 (for example using the selection device 17 - indeed, the selection device 17 makes it possible to select the interesting portion of each view and thus avoid cluttering the acquisition surface 14 by displaying therein the entirety of each view generated by the optical equipment).
  • the installation thus described accelerates the recording of views in particular by only allowing movement of the moving parts 36, 37 in the absence of transmission of images from the optical equipment 10 to the acquisition surface 14.
  • the image pickup device 13 is defined so as to generate an image every a milliseconds, a being between 20 and 30 milliseconds.
  • Control member 38 then controls illumination arm 12 to generate a pulsed laser sheet every 0 milliseconds, 0 being between 0.5 and 1.5 milliseconds.
  • the installation is configured to ensure the recording of between 2 and 20 views per image, and preferably between 5 and 20 views per image, and more preferably between 10 and 20 views per image. It is thus possible to define on a single image, a succession of views over L lines of views and C columns of views. L is for example between 1 and 7 or 3 and 6 and C between 1 and 5 and more precisely, according to one option, between 2 and 5 for L and 2 and 4 for C.
  • the control member 38 will manage the illumination arm 11 to temporarily create a laser sheet illuminating a slice of the larva which will allow the detection arm 12 to acquire a view of this slice, and in particular of the brain and its fluorescence .
  • This view is then projected onto a first zone of the acquisition surface 14 via the orientation assembly.
  • the control member 38 stops the lighting by the laser sheet and moves the moving parts 36, 37.
  • the control member 38 will manage the arm of illumination 11 to temporarily create a new illumination by the laser layer of another slice of the zebrafish: the detection arm 12 can consequently acquire another view of this new slice, another view which will therefore be projected on the acquisition surface 14 on a new zone of the latter thanks to the displacements carried out in the meantime of the mobile members 36, 37.
  • the image pickup device 13 will actually implement three phases to acquire an image:
  • the period of each phase can be parameterized for example via the control unit 21/38.
  • the imaging device 13 is configured to implement the three aforementioned phases not simultaneously for the entire acquisition surface 14, but line of sight by line of sight. views of said acquisition surface 14.
  • a line of sight is itself composed of a block of several lines of pixels of the acquisition surface 14.
  • orientation assembly 15/35 projects the views onto the acquisition surface 14 along a first line of sight then along a second line of sight. It is therefore then not necessary to prepare all of the acquisition surface 14 at once for the recording of an image from the moment when at least one line of sight of said surface is in its step. “Illumination” when the 15/35 orientation set begins to project sights onto this line of sight.
  • the height of the lines of sight can be parameterized for example via the control member 21/38.
  • the height of the lines of sight can be configured either directly or by setting the number of lines of sight.
  • the acquisition surface 14 is cut so as to present between 2 and 5 lines of sight.
  • care will be taken to harmonize the number of lines of sight of the acquisition surface with the movements of the orientation assembly 15/35 so that the latter follows the corresponding lines.
  • the period of each phase can be parameterized for example via the control unit 21/38 and this for each line of sight independently of the other lines of sight.
  • the image pickup device 13 is configured to successively activate the lines of sight from the highest to the lowest.
  • the first line of sight implements the “Preparation” phase.
  • the first line of sight implements the “Illumination” phase and the second line of sight implements the “Preparation” phase.
  • First views can thus be projected and stored on the first line of views.
  • the first line of sights implements the “Reading” phase, the second line of sights the “Illumination” phase and the third line of sights the “Preparation” phase. Second views can thus be projected and stored on the second line of views.
  • the second line of sight implements the “Reading” phase, the third line of sight the “Illumination” phase and a fourth line of sight the “Preparation” phase. Third images can thus be projected on the third line of sight.
  • the image pickup device 13 processes the data received from these different lines of sight to generate a corresponding image.
  • the imaging device 13 may gradually become out of sync with the rest of the installation, and in particular the illumination arm. 11, so that a line of sight L ends up in its “Preparation” phase when the effective illumination of the line of sight L begins.
  • the control unit 21/38 controls the image pickup device 13 by synchronizing the commands for controlling the optical equipment 10 and the orientation assembly 15/35 with the commands for control of the imaging device 13, based on an internal clock of one of its elements.
  • control member 21/38 is based on the internal clock of the image pickup device 13 to continuously adapt the control commands of said device, of the orientation assembly 15/35 and of the optical equipment 10 and thus to avoid a progressive shift of the image pickup device 13 with respect to the other elements of the installation.
  • the orientation assembly 15/35 is preferably programmed to display the views on the lines of sight of the acquisition surface 14 so that the largest dimension of the views extends parallel to the lines.
  • the imaging device 13 is programmed in order to work by blocks of independent lines of sight this which allows the first block to start implementing all three phases again even if the last block has not yet finished implementing them.
  • the acquisition surface 14 is cut so as to present between 2 and 4 blocks of lines of sight.
  • the acquisition surface 14 is cut so as to present two blocks of lines of sight, an upper block and a lower block.
  • the period of each phase can be parameterized for example via the control unit 21/38 and this for each block of lines of sight independently of the other block.
  • the upper block will comprise the first three lines of sight and the lower block will comprise the last three lines of sight.
  • the fourth line of sights implements the “Reading” phase
  • the fifth line of sights implements the “Enlightenment” phase
  • the sixth line of sights implements the “Preparation” phase.
  • the upper block becomes active again. Accordingly, the first line of sight implements the “Preparation” phase. Besides, the lower block is still active since the fifth line of sight implements the "Reading” phase and the sixth line of sight implements the "Illumination” phase.
  • both blocks are active. Accordingly, the first line of sight implements the “Illumination” phase and the second line of sight implements the “Preparation” phase. In addition, the sixth line of sight implements the "Reading" phase.
  • the first line of sight implements the “Read” phase
  • the second line of sight implements the “Illumination” phase
  • the third line of sight implements the “Prepare” phase.
  • the lower block is no longer active.
  • the image pickup device 13 thus proceeds to the recording of the image i at the same time as the image i+1 is being acquired thanks to the activation of the upper block.
  • the two blocks are active again.
  • the second line of sight implements the “Read” phase
  • the third line of sight implements the “Enlightenment” phase
  • the fourth line of sight implements the “Prepare” phase.
  • the invention may be used for applications other than what has been indicated and thus may be used for the purpose of observing a mobile element (whether of organic origin (human, animal, vegetable) or inorganic) but also for the purpose of surveillance, analysis, leisure...
  • a mobile element whether of organic origin (human, animal, vegetable) or inorganic
  • the invention can be used in a Non-Destructive Testing framework, under stroboscopic lighting...
  • the invention can thus be applied in many fields and for many purposes and the example given of zebrafish is therefore in no way limiting.
  • the optical equipment is a laser sheet microscope
  • the optical equipment may be composed of both a laser sheet microscope and other additional elements or may be or include another type of mi - croscope, such as a traditional microscope without laser lighting, or else be another type of optical equipment than a microscope such as for example subjective optical equipment such as a telescope... or objective optical equipment of the projector type pictures...
  • the image-taking device will be able to work in the visible, but also in other fields and for example in the infrared.
  • the imaging device may thus be of any type: infrared camera, thermal camera, film camera, digital camera, etc., provided that the camera is compatible with the rest of the installation.
  • the image capture device may not be a camera but may comprise a camera and one or more additional elements and/or comprise at least one element other than a camera such as for example an optical sensor.
  • the acquisition surface could thus directly be a photosensitive surface (film, photographic sensor surface, detector surface, etc.) or another type of surface.
  • the orientation set may be different from what has been indicated.
  • the movable member may be any other reflective surface such as a semi-reflecting plate or else a filter.
  • the mirror may be a simple plane mirror or be a more complex mirror such as a dichroic mirror.
  • the movable member may be uni-directional, bi-directional or other.
  • the orientation assembly may for example comprise a single unidirectional mobile member.
  • the orientation assembly may not include a selection device or may include another type of selection device.
  • the orientation set may also include more or less elements than what has been indicated.
  • the orientation assembly may comprise at least one lens, and preferably at least one pair of lenses, arranged between the movable member furthest downstream of the orientation assembly and the camera. pictures.
  • the orientation assembly may include a different number of moving parts than what has been indicated. If the orientation assembly comprises several mobile elements, they may be arranged differently from what has been indicated, for example side by side.
  • control means may be different and for example be electrostatic control means.
  • the mobile member moves vis-à-vis the acquisition surface only in the absence of illumination by the laser layer, ie when no view is transmitted by the optical equipment to the orientation assembly.
  • the installation may be shaped differently to ensure that the orientation assembly moves only when no view is projected onto the acquisition surface.
  • the installation could be configured to include a shutter temporarily blocking the transmission of views in the installation between the orientation assembly and the optical equipment and/or between the assembly of orientation and acquisition surface. It will therefore be possible to have an orientation assembly configured to continuously transmit views.
  • the shutter may be part of the optical equipment and/or of the orientation assembly and/or be an independent element arranged between the two.
  • the installation could be provided with an additional lighting system illuminating an acquisition region of the optical equipment.
  • the lighting system may be part of the optical equipment and/or the orientation assembly and/or be an independent element.
  • the lighting system may for example be based on diodes or laser. Lighting and stopping of said system can then be controlled alternately so that the orientation assembly cannot project views onto the acquisition surface.
  • the lighting system will preferably be a stroboscopic and/or pulsed lighting system.
  • the orientation assembly has been shown to project views onto the acquisition surface in a serpentine motion, the orientation assembly will be able to draw another motion onto the acquisition surface. Alternatively, instead of projecting the views line of views by line of views on the acquisition surface, the orientation assembly can work column of views by column of views on said acquisition surface.
  • the imaging device works line of sight by line of sight
  • the imaging device can work for example column of sight by column of sight or according to any other set .
  • the imaging device could for example only work according to two sets.
  • the lines of sight may be different, partially identical to each other or all identical to each other.
  • the blocks may be different, partially identical to each other or all identical to each other.
  • Lines of sight and/or blocks can be activated other than from top to bottom. For example, we can first activate the two central lines of sight and activate the other lines of sight by going up the lines of the upper block but going down the lines of the lower block.
  • the installation may take into account other parameters to optimize the temporal resolution of the images acquired, for example by working on the servo-control of the moving parts, in particular to take into consideration a heating time of moving parts and/or their stabilization in a given position.

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Abstract

L'invention concerne une installation pour l'acquisition d'au moins une image comprenant un appareil de prise d'images (13) comprenant au moins une surface d'acquisition (14), un équipement optique (10) générant des vues à destination dudit appareil, et un ensemble d'orientation (15;35) agencé entre l'appareil de prise d'images et l'équipement optique pour projeter sur la surface d'acquisition les vues générées par l'équipement optique, l'ensemble d'orientation comprenant au moins un organe monté mobile (16; 36,37) par rapport à la surface d'acquisition pour pouvoir projeter deux vues successives générées par l'équipement optique sur deux zones différentes de la surface d'acquisition, l'organe mobile étant agencé pour n'être déplacé qu'en l'absence de projection de vue sur la surface d'acquisition.

Description

Installation pour l'acquisition d'images et procédé associé
L'invention concerne une installation pour l'acquisition d'au moins une image.
L'invention concerne également un procédé associé.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Dans le domaine de la neuroscience, le poisson zèbre a été choisi comme organisme modèle par des biologistes à la fin des années 1990 pour étudier les premières phases du déve- loppement embryonnaire du cerveau.
En effet le poisson zèbre présente plusieurs caractéris- tiques favorables à son observation en laboratoire. Il s'avère très facile à élever du fait de portées abondantes et de sa petite taille, il est assez résistant et sa larve est transparente et adulte en moins de trois mois. Par ailleurs, les dimensions de son cerveau à l'état de larve (globalement un cylindre de 1 millimètre de long pour un diamètre de 0.5 millimètre) autorisent aisément une image- rie de son cerveau. On peut ainsi observer en temps réel l'activation des neurones d'une larve vivante, sans avoir à opérer de découpage physique.
L'étude des poissons zèbres s'est intensifiée suite à la réussite d'une modification génétique de cette espèce afin que le poisson zèbre produise une protéine qui fluoresce selon le taux de calcium à l'intérieur de ses neurones. En effet, le taux de calcium est directement lié à l'activité neuronale, puisque le canal à ions Ca2+ est l'un des prin- cipaux canaux de transmission synaptique. Lorsqu'un neu- rone s'active, il y a un afflux massif en ions Ca2+ qui va se traduire en un pic de fluorescence chez le poisson zèbre génétiquement modifié grâce à cette protéine. Comme les larves des poissons zèbres sélectionnés sont naturellement transparentes, on peut en conséquence observer l'intégra- lité de leur activité neuronale, sans avoir à opérer de découpage physique, par l'observation de ces pics de fluo- rescence.
A cet effet, on s'appuie généralement sur un microscope à nappe laser. Comme visible à la figure 1, un microscope à nappe laser 1 classiquement utilisé dans l'imagerie fonc- tionnelle d'un cerveau de poisson zèbre comporte deux par- ties principales : le bras d'illumination 2 qui sert à créer la nappe laser 3 pour éclairer une tranche de la larve et le bras de détection 4, orthogonal au bras d'il- lumination 2, qui va capturer la vue de cette tranche et en particulier du cerveau et sa fluorescence correspon- dants.
Par conséquent, un scan du cerveau d'une larve va consister en l'acquisition d'une succession de vues correspondantes aux différentes tranches du cerveau de la larve successi- vement éclairées par la nappe laser du microscope. Or avec les dispositifs actuels la résolution temporelle d'un scan du cerveau d'une larve (correspondant au temps nécessaire à l'exploration de tout le volume dudit cerveau) est de l'ordre de 4 ou 5 Hertz.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer une installation qui permette d'accélérer l'acquisition de vues.
Un but de l'invention est également de proposer un procédé d'acquisition de vues mis en œuvre par une telle installa- tion.
RESUME DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, l'invention propose une installation pour l'acquisition d'au moins une image comprenant :
- Un appareil de prise d'images comprenant au moins une surface d'acquisition,
- Un équipement optique générant des vues à destination dudit appareil. Selon l'invention, l'installation comporte un ensemble d'orientation agencé entre l'appareil de prise d'images et l'équipement optique pour projeter sur la surface d'acqui- sition les vues générées par l'équipement optique, l'en- semble d'orientation comprenant au moins un organe monté mobile par rapport à la surface d'acquisition pour pouvoir projeter deux vues successives générées par l'équipement optique sur deux zones différentes de la surface d'acqui- sition, l'organe mobile étant agencé pour n'être déplacé qu'en l'absence de projection de vue sur la surface d'ac- quisition, l'appareil de prise d'images étant par ailleurs défini de sorte qu'un nombre d'images par seconde acquises par l'appareil de prise d'images soit inférieur au nombre de vues par seconde projetées par l'équipement optique sur la surface d'acquisition afin que chaque image acquise par l'appareil de prise d'images puisse contenir au moins deux vues différentes.
De la sorte, l'ensemble d'orientation permet de placer au moins deux vues sur une même image de la surface d'acqui- sition. L'invention permet donc de diviser artificielle- ment la surface d'acquisition en au moins deux zones de manière à associer à chaque zone une vue différente.
Grâce à l'invention, il est ainsi possible d'acquérir plus rapidement des vues notamment grâce à la mobilité de l'en- semble d'orientation, et donc aux déplacements des vues sur la surface d'acquisition, lors de l'absence de récupé- ration de vues en provenance de l'équipement optique par l'ensemble d'orientation.
De façon avantageuse l'appareil de prise d'images comme l'équipement optique peuvent être des éléments courants du commerce.
Si l'on se place dans le cadre d'une application d'étude de cerveaux de larves de poissons-zèbres, on peut ainsi positionner sur une même image au moins deux vues de tranches différentes du cerveau d'une larve de poisson- zèbre de sorte à améliorer la résolution temporelle d'un scan complet dudit cerveau. Cette application n'est bien entendu pas limitative comme on le verra par la suite.
Optionnellement l'équipement optique est un microscope à nappe laser.
Optionnellement l'appareil de prise d'images est une caméra numérique.
Optionnellement l'organe mobile est un miroir.
Optionnellement l'ensemble d'orientation comporte au moins deux organes mobiles.
Optionnellement chaque organe mobile est monté mobile dans l'installation selon un unique axe de rotation.
Optionnellement l'ensemble d'orientation comporte des moyens de déplacement galvanométrique de l'organe mobile. Optionnellement l'installation comporte également un dis- positif de sélection permettant de sélectionner une portion seulement de la vue générée par l'équipement optique, por- tion qui sera projetée en service sur la surface d'acqui- sition.
Optionnellement l'installation est configurée de sorte que l'ensemble d'orientation se déplace pour projeter en ser- vice des vues successives sur la surface d'acquisition se- lon un mouvement en serpentin.
Optionnellement la surface d'acquisition est programmée pour être activée ligne de vues par ligne de vues.
Optionnellement la surface d'acquisition est programmée pour être divisée en au moins deux blocs de lignes de vues, chaque bloc pouvant fonctionner de manière indépendante.
Optionnellement l'installation comporte un organe de com- mande d'au moins l'appareil de prise d'images et de l'en- semble d'orientation.
Optionnellement l'organe de commande contrôle également l'équipement optique.
Optionnellement l'ensemble d'orientation est configuré pour afficher les vues sur des lignes de vues de la surface d'acquisition de sorte que la plus grande dimension des vues s'étende parallèlement aux lignes.
Optionnellement l'installation est configurée pour pouvoir projeter au moins deux vues successives sur une même ligne de la surface d'acquisition.
Optionnellement l'organe mobile ne se déplace vis-à-vis de la surface d'acquisition qu'en l'absence d'un éclairage de ladite surface d'acquisition.
Optionnellement, l'éclairage de la surface d'acquisition est indirect.
Optionnellement, l'éclairage de la surface d'acquisition est assuré par un système d'éclairage qui est coupé lorsque l'organe mobile se déplace vis-à-vis de la surface d'ac- quisition.
Optionnellement, le système d'éclairage est intégré à l'équipement optique.
Optionnellement, le système d'éclairage est un bras d'il- lumination par nappe laser de l'équipement optique.
L'invention concerne également un procédé pour l'acquisi- tion d'images à partir d'une installation telle que préci- tée, le procédé comprenant les étapes successives de :
- projeter sur la surface d'acquisition une première vue,
- déplacer l'organe mobile relativement à la surface d'acquisition lorsque l'ensemble d'orientation cesse de recevoir de l'équipement optique des vues,
- projeter sur la surface d'acquisition une deuxième vue, le déplacement de l'organe mobile entre la projection de la première vue et de la deuxième vue permettant de projeter lesdites vues sur des zones différentes de la surface d'acquisition.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [Fig. 1] La figure 1 a déjà été décrite et illustre sché- matiquement un microscope à nappe laser de l'art antérieur. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la des- cription qui suit en référence aux figures schématiques annexées parmi lesquelles :
[Fig. 2a] La figure 2a illustre très schématiquement une installation selon un premier mode de réalisation de l'in- vention ;
[Fig. 2b] La figure 2b illustre très schématiquement une portion de l'installation illustrée à la figure 2a ;
[Fig. 3] La figure 3 illustre très schématiquement une installation selon un deuxième mode de réalisation de l'in- vention ;
[Fig. 4a] La figure 4a représente l'installation illustrée à la figure 3 dans une première étape d'acquisition d'image ;
[Fig. 4b] La figure 4b représente l'installation illustrée à la figure 3 dans une deuxième étape d'acquisition de 1'image ;
[Fig. 4c] La figure 4c représente l'installation illustrée à la figure 3 dans une troisième étape d'acquisition de 1'image ;
[Fig. 4d] La figure 4d représente l'installation illustrée à la figure 3 dans une quatrième étape d'acquisition de 1'image ;
[Fig. 5] La figure 5 représente schématiquement le dépla- cement d'une vue sur la surface d'acquisition de l'appareil de prise d'images de l'installation illustrée à la figure 3 ;
[Fig. 6] La figure 6 représente schématiquement les diffé- rentes étapes d'acquisition d'une image par l'appareil de prise d'images de l'installation illustrée à la figure 3 selon une première variante ;
[Fig. 7] La figure 7 représente schématiquement les diffé- rentes étapes d'acquisition d'une image par l'appareil de prise d'images de l'installation illustrée à la figure 3 selon une deuxième variante ;
[Fig. 8] La figure 8 est un exemple d'une image acquise par l'appareil de prise d'images de l'installation illus- trée à la figure 3.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 2a, l'installation selon un pre- mier mode de réalisation est ici utilisée dans un but d'ob- servation d'un élément immobile qu'il soit d'origine orga- nique (humaine, animale, végétale) ou inorganique.
A cet effet, l'installation comporte un équipement optique 10 permettant d'acquérir des vues d'un élément agencé à l'entrée de l'équipement optique 10.
Dans le cas présent l'équipement optique 10 est un micros- cope. Plus spécifiquement l'équipement optique 10 est un microscope à nappe laser. En conséquence l'équipement op- tique 10 comporte un bras d'illumination 11 qui sert à créer la nappe laser et ainsi éclairer une tranche de l'élément à observer et un bras de détection 12, orthogonal au bras d'illumination, qui va capturer la vue de cette tranche.
L'installation est ainsi conformée de sorte qu'en l'absence d'illumination par le bras d'illumination 11, le bras de détection 12 est aveugle et ne peut donc acquérir de vues. Ce type d'équipement optique 10 étant bien connu de l'art antérieur il ne sera pas davantage détaillé ici.
L'installation comporte par ailleurs, un appareil de prise d'images 13 comprenant au moins une surface d'acquisition 14. L'appareil de prise d'images 13 est par exemple une caméra comprenant un capteur photographique dont la portion de mesure définit ici la surface d'acquisition 14. La ca- méra est par exemple une caméra numérique.
Tout comme le microscope à nappe laser, la caméra est bien connue de l'art antérieur et ne sera pas détaillée davan- tage dans la présente demande.
De façon avantageuse, le microscope à nappe laser comme la caméra sont donc des éléments couramment disponibles dans le commerce.
Selon l'invention entre l'appareil de prise d'images 13 et l'équipement optique 11 est agencé un ensemble d'orienta- tion 15 qui permet de projeter sur la surface d'acquisition 14 les vues transmises par l'équipement optique 10. Ainsi dans l'installation, l'équipement optique 10 ne transmet pas directement les vues qu'il génère à l'appareil de prise d'images 13 mais les transmet indirectement par l'intermé- diaire de l'ensemble d'orientation 15.
De façon particulière, le bras de détection 12 s'étend selon une première direction Z, le bras d'illumination 11 selon une deuxième direction Y orthogonale à la première direction Z et la surface d'acquisition 14 s'étend dans un plan défini par deux axes A et B perpendiculaires entre eux. Par exemple, on a la première direction Z qui est parallèle audit plan.
Dans le cas présent, la première direction Z est sensible- ment verticale de même que le plan définissant la surface d'acquisition 14.
L'ensemble d'orientation 15 comporte au moins un organe mobile 16 vis-à-vis de la surface d'acquisition 14 d'une part mais également du bras de détection 12 d'autre part pour pouvoir projeter des vues provenant de l'équipement optique 11 sur des zones différentes de la surface d'ac- quisition 14.
Dans le cas présent, l'ensemble d'orientation 15 comporte un seul organe mobile 16. Ledit organe mobile 16 est de préférence montée mobile sur une platine (non représentée ici) de l'ensemble d'orientation 15, platine elle-même fixe vis-à-vis de la surface d'acquisition 14 et dans le cas présent du bras de détection 12.
De préférence, l'organe mobile 16 est monté mobile sur ladite platine selon au moins un mouvement de rotation autour d'un premier axe et préférentiellement selon deux mouvements de rotation autour d'un premier axe et d'un deuxième axe différent du premier axe. Par exemple, l'or- gane mobile 16 est monté mobile sur la platine selon un axe A' et selon un axe B' tels qu'il soit possible à l'en- semble d'orientation 15 de pouvoir déplacer une vue sur la surface d'acquisition 14 selon les deux axes A et B défi- nissant le plan de ladite surface. Préférentiellement, l'organe mobile 16 est monté mobile autour de ses deux axes A' et B' dans des intervalles angulaires suffisants pour pouvoir déplacer une vue sur toute l'aire de la surface d'acquisition 14.
Typiquement l'organe mobile 16 est un miroir.
L'ensemble d'orientation 15 comporte de préférence des moyens de déplacement automatique de l'organe mobile 16 autour de ses deux axes A' et B'. Par exemple les moyens de déplacement automatique comportent des moyens de dépla- cement galvanométrique de l'organe mobile 16 tel qu'au moins un moteur galvanométrique. Typiquement l'ensemble d'orientation 15 comporte un premier moteur galvanomé- trique pour la rotation de l'organe mobile 16 autour de son premier axe A' et un deuxième moteur galvanométrique pour la rotation de l'organe mobile 16 autour de son deu- xième axe B'.
De façon particulière, l'ensemble d'orientation 15 com- porte également un dispositif de sélection 17 permettant de sélectionner une portion seulement de la vue générée par l'équipement optique 10, dispositif de sélection 17 agencé entre l'équipement optique 10 et l'organe mobile 16, donc en amont de l'organe mobile 16. En variante ce dispositif de sélection 17 est directement incorporé dans l'équipement optique 10. On pourra aussi avoir le disposi- tif de sélection 17 agencé en partie dans l'équipement optique 10 et en partie dans l'ensemble d'orientation 15. Comme visible à la figure 2b et de manière non limitative, le dispositif de sélection 17 comporte par exemple un groupe lentille-fente. Optionnellement, ledit groupe com- porte une paire de lentilles 19 encadrant entre elles une fente 20 placée dans le plan focal de ladite paire de lentilles 19. En service la vue générée par l'équipement optique 10 est réceptionnée par la paire de lentilles 19 et la fente 20 associée qui transfèrent à leur tour à l'organe mobile 16 la portion sélectionnée de la vue d'en- trée.
L'installation est configurée pour pouvoir modifier ma- nuellement et/ou automatiquement le groupe lentilles- fente, par exemple par modification de la position relative en hauteur de la fente 20 vis-à-vis de la paire de lentilles 19, et ce afin de pouvoir ajuster la portion de la vue que l'on souhaite sélectionner. Par la suite, par « vue » on entendra aussi bien la vue entière générée par l'équipement optique 10 que la portion sélectionnée de ladite vue.
Selon un mode de réalisation particulier, et comme visible à la figure 2a, l'installation comporte également un organe de commande 21 de l'installation et en particulier de l'en- semble d'orientation 15. Typiquement, l'organe de commande 21 est un calculateur, un processeur, un ordinateur, une tablette tactile ...
L'organe de commande 21 gère notamment les moyens de dé- placement pour entraîner un déplacement de l'organe mobile 16 optionnellement à partir d'informations transmises par l'appareil de prise d'images 13 et/ou de l'équipement op- tique 10.
De préférence, l'organe de commande 21 gère l'ensemble d'orientation de manière à projeter des vues successives sur la surface d'acquisition 14 selon un mouvement en ser- pentin.
Ceci permet de limiter les déplacements de l'organe mobile 15 entre deux vues successives ce qui permet d'accélérer l'enregistrement de prise de vues.
De préférence, l'organe de commande 21 est configuré pour agencer une première vue dans le coin supérieur gauche de la surface d'acquisition 14 puis d'ordonner le déplacement de l'organe mobile 16 pour que la deuxième image soit pro- jetée au même niveau que la première image et à sa droite. Puis la troisième image est projetée à droite de la deu- xième image et ainsi de suite jusqu'au bout de la ligne de vues pour la vue N. La N+lème vue est ensuite projetée en- dessous de la vue N pour débuter une nouvelle ligne de vues pour laquelle les images vont être projetées successivement de la droite vers la gauche. A la ligne de vues suivantes les images seront projetées successivement de la gauche vers la droite et ainsi de suite.
La figure 5 peut donc également être lue en accord avec ce premier mode de réalisation.
L'organe de commande 21 gère également ici le dispositif de sélection 17 pour aider un utilisateur à sélectionner une portion d'une vue. Alternativement le dispositif de sélection 17 est géré manuellement par l'utilisateur.
L'organe de commande 21 gère également l'équipement optique 10 par exemple pour contrôler le temps de génération de la nappe laser.
L'organe de commande 21 est typiquement programmé pour synchroniser au moins l'équipement optique 10 et l'ensemble d'orientation 15 afin d'alterner les phases de déplacement de l'organe mobile 16 avec celles d'éclairages et de pro- jections de vues sur la surface d'acquisition 14. L'organe de commande 21 peut typiquement générer une commande pé- riodique de création de la nappe laser, une commande pé- riodique de modification des positions de l'organe mobile 16, commandes qui sont synchronisées entre elles.
Comme indiqué précédemment, l'installation est conformée de sorte qu'en l'absence d'illumination par le bras d'il- lumination 11, le bras de détection 12 soit aveugle et ne puisse acquérir de vues. Préférentiellement, l'installa- tion est également conformée de manière à limiter l'éclai- rage de la surface d'acquisition 14 hors rayons incidents provenant de l'ensemble d'orientation 15. L'installation est ainsi conformée de sorte que la surface d'acquisition 14 ne soit pas éclairée de manière directe. Par exemple l'installation est installée dans une chambre noire, l'éclairage de la nappe laser de l'équipement optique 10 étant ici suffisant pour permettre le fonctionnement de 1'installation .
En référence à la figure 3, un deuxième mode de réalisation va être à présent décrit.
Ce deuxième mode de réalisation est identique au premier mode de réalisation mis à part au niveau de l'ensemble d'orientation. La description qui vient d'être faite du reste de l'installation et en particulier de l'appareil de prise d'images 13 et de l'équipement optique 10 du premier mode de réalisation s'applique donc également pour le pré- sent deuxième mode de réalisation.
Selon l'invention entre l'appareil de prise d'images 13 et l'équipement optique 10 est agencé un ensemble d'orienta- tion 35 qui permet de projeter sur la surface d'acquisition 14 les vues transmises par l'équipement optique 10. Ainsi dans l'installation, l'équipement optique 10 ne transmet pas directement les vues qu'il génère à l'appareil de prise d'images 13 mais les transmet indirectement par l'intermé- diaire de l'ensemble d'orientation 35.
De façon particulière, le bras de détection 12 s'étend selon une première direction Z, le bras d'illumination 11 selon une deuxième direction Y orthogonale à la première direction Z et la surface d'acquisition 14 s'étend dans un plan défini par deux axes A et B perpendiculaires entre eux. Par exemple, on a la première direction Z qui est parallèle audit plan.
Dans le cas présent, la première direction Z est sensible- ment verticale de même que le plan définissant la surface d'acquisition 14.
L'ensemble d'orientation 35 comporte au moins un organe mobile vis-à-vis de la surface d'acquisition 14 d'une part mais également du bras de détection 12 d'autre part pour pouvoir projeter des vues provenant de l'équipement optique 10 sur des zones différentes de la surface d'acquisition 14.
Dans le cas présent, contrairement au premier mode de ré- alisation, l'ensemble d'orientation 35 comporte deux or- ganes mobiles 36, 37.
Chaque organe mobile 36, 37 est de préférence monté mobile sur une platine (non représentée ici) de l'ensemble d'orientation 35, platine elle-même fixe vis-à-vis de la surface d'acquisition 14 et dans le cas présent du bras de détection 12.
Les deux organes mobiles 36, 37 sont typiquement montés l'un au-dessus de l'autre sur la platine de sorte qu'une vue transmise par l'équipement optique 10 soit réfléchie par l'un des deux organes mobiles 36 sur l'autre organe mobile 37 qui lui-même va projeter la vue sur la surface d'acquisition 14.
De préférence, un premier organe mobile 36 est monté mobile sur ladite platine selon au moins un mouvement de rotation autour d'un premier axe et un deuxième organe mobile 37 est monté mobile sur ladite platine selon au moins un mou- vement de rotation autour d'un deuxième axe différent du premier axe. Préférentiellement chaque organe mobile 36, 37 est monté mobile sur la platine selon un unique axe de rotation respectif. Par exemple, le premier organe mobile 36 est monté mobile sur la platine selon un axe B' et le deuxième organe mobile 37 est monté mobile sur la platine selon un axe A' tels qu'il soit possible à l'ensemble d'orientation 35 de pouvoir déplacer une vue sur la surface d'acquisition 14 selon les deux axes A et B définissant le plan de ladite surface. Préférentiellement, les deux or- ganes mobiles 37, 36 sont montés mobile autour de leur axe respectif A' et B' dans des intervalles angulaires suffi- sants pour pouvoir déplacer une vue sur toute l'aire de la surface d'acquisition 14.
On a par exemple l'organe mobile 36 le plus bas qui permet de balayer la longueur de la surface d'acquisition 14 et l'organe mobile 37 le plus haut la largeur de ladite sur- face, ou inversement.
Typiquement chaque organe mobile 36, 37 est un miroir.
L'ensemble d'orientation 35 comporte de préférence des moyens de déplacement automatique des organes mobiles 36, 37 autour des deux axes A' et B'. Par exemple les moyens de déplacement automatique comportent des moyens de dépla- cement galvanométrique des organes mobiles 36, 37 tels qu'au moins un moteur galvanométrique. Typiquement l'en- semble d'orientation 35 comporte un premier moteur galva- nométrique pour la rotation du premier organe mobile 36 autour de son premier axe B' et un deuxième moteur galva- nométrique pour la rotation du deuxième organe mobile 37 autour de son deuxième axe A'.
L'ensemble d'orientation 35 selon le deuxième mode de ré- alisation permet en conséquence un déplacement plus rapide d'une vue sur la surface d'acquisition 14. L'ensemble d'orientation 35 selon le premier mode de réalisation est cependant plus simple de construction.
De façon particulière, l'ensemble d'orientation 35 com- porte également un dispositif de sélection 17 permettant de sélectionner une portion seulement de la vue générée par l'équipement optique 10, dispositif de sélection 17 agencé entre l'équipement optique 10 et les organes mobiles
36, 37 donc en amont desdits organes mobiles 36, 37.
En variante ce dispositif de sélection 17 est directement incorporé dans l'équipement optique. On pourra aussi avoir le dispositif de sélection 17 agencé en partie dans l'équi- pement optique 10 et en partie dans l'ensemble d'orienta- tion 35.
De manière non limitative, le dispositif de sélection com- porte par exemple un groupe lentilles-fente. La figure 2b peut ici également être lue en application de ce deuxième mode de réalisation.
Optionnellement, ledit groupe comporte une paire de len- tilles 19 encadrant entre elles une fente 20 placée dans le plan focal de ladite paire de lentilles 19. En service la vue générée par l'équipement optique 10 est réception- née par la paire de lentilles 19 et la fente 20 associée qui transfèrent à leur tour à l'organe mobile 16 la portion sélectionnée de la vue d'entrée.
L'installation est configurée pour pouvoir modifier ma- nuellement et/ou automatiquement le groupe lentilles- fente, par exemple par modification de la position relative en hauteur de la fente 20 vis-à-vis de la paire de len- tilles, et ce afin de pouvoir ajuster la portion de la vue que l'on souhaite sélectionner. Par la suite par « vue » on entendra aussi bien la vue entière générée par l'équi- pement optique 10 que la portion sélectionnée de ladite vue.
Selon un mode de réalisation particulier, l'installation comporte également un organe de commande 38 de l'installa- tion et en particulier de l'ensemble d'orientation 35. Ty- piquement, l'organe de commande 38 est un calculateur, un processeur, un ordinateur, une tablette tactile ...
L'organe de commande 38 gère notamment les moyens de dé- placement pour entraîner un déplacement des organes mobiles 36, 37 optionnellement à partir d'informations transmises par l'appareil de prise d'images 13 et/ou de l'équipement optique 10.
De préférence, comme visible à la figure 5, l'organe de commande 38 gère l'ensemble d'orientation 35 de manière à projeter des vues successives sur la surface d'acquisition 14 selon un mouvement en serpentin.
Ceci permet de limiter les déplacements des organes mobiles 36, 37 entre deux vues successives ce qui permet d'accélé- rer l'enregistrement de prise de vues.
De préférence, l'organe de commande 38 est configuré pour agencer une première vue dans le coin supérieur gauche de la surface d'acquisition 14 puis d'ordonner le déplacement des organes mobiles 36, 37 pour que la deuxième image soit projetée au même niveau que la première image et à sa droite. Puis la troisième image est projetée à droite de la deuxième image et ainsi de suite jusqu'au bout de la ligne de vues pour la vue N. La N+lème vue est ensuite projetée en-dessous de la vue N pour débuter une nouvelle ligne de vues pour laquelle les images vont être projetées successivement de la droite vers la gauche. A la ligne de vues suivantes les images seront projetées successivement de la gauche vers la droite et ainsi de suite.
L'organe de commande 38 gère également l'équipement optique 10 par exemple pour contrôler le temps de génération de la nappe laser. L'organe de commande 38 est typiquement programmé pour synchroniser au moins l'équipement optique 10 et l'ensemble d'orientation 35 afin d'alterner les phases de déplacement des organes mobiles 36, 37 avec celles d'éclairages et de projections de vues sur la surface d'acquisition 14. L'or- gane de commande 38 peut typiquement générer une commande périodique de création de la nappe laser, une commande périodique de modification des positions des organes mo- biles 36, 37, commandes qui sont synchronisées entre elles. L'organe de commande 38 gère également ici le dispositif de sélection 17 pour aider un utilisateur à sélectionner une portion d'une vue. Alternativement le dispositif de sélection 17 est géré manuellement par l'utilisateur.
Comme indiqué précédemment, l'installation est conformée de sorte qu'en l'absence d'illumination par le bras d'il- lumination 11, le bras de détection 10 soit aveugle et ne puisse acquérir de vues. Préférentiellement, l'installa- tion est également conformée de manière à limiter l'éclai- rage de la surface d'acquisition 14 hors rayons incidents provenant de l'ensemble d'orientation 35. L'installation est ainsi conformée de sorte que la surface d'acquisition 14 ne soit pas éclairée de manière directe. Par exemple l'installation est installée dans une chambre noire, l'éclairage de la nappe laser de l'équipement optique 10 étant ici suffisant pour permettre le fonctionnement de 1'installation .
En référence aux figures 4a à 4d, nous allons à présent décrire les étapes d'acquisition d'une image par l'inter- médiaire de l'installation selon le deuxième mode de réa- lisation, étant entendu que ce qui suit est entièrement applicable au premier mode de réalisation à la différence qu'il faut gérer les deux pivotements d'un seul organe mobile 16 au lieu de gérer les pivotements uniques de deux organes mobiles 36, 37 distincts.
En référence à la figure 4a, et selon une première étape, l'organe de commande 38 ordonne la génération d'une nappe laser NL par le bras d'illumination 11. Ceci permet au bras de détection 12 d'acquérir une vue VI qui est transmise à l'ensemble d'orientation 35 qui projette lui-même cette vue VI sur une première zone de la surface d'acquisition 14.
En référence à la figure 4b, et selon une deuxième étape, l'organe de commande 38 ordonne l'arrêt de la génération de la nappe laser. En conséquence le bras de détection 12 ne peut acquérir de vue. Il y a donc absence de transmission de vue dans l'installation et donc absence de projection de vues sur la surface d'acquisition 14. L'organe de com- mande 38 ordonne alors un déplacement d'au moins l'un des deux organes mobiles (par l'exemple l'organe mobile 37). En référence à la figure 4c, et selon une troisième étape, une fois le ou les organes mobiles déplacés, l'organe de commande 38 ordonne la génération d'une nouvelle nappe la- ser NL par le bras d'illumination 11. Ceci permet au bras de détection 12 d'acquérir une nouvelle vue V2 qui est donc transmise à l'ensemble d'orientation 35 qui projette lui- même cette nouvelle vue sur une deuxième zone de la surface d'acquisition 14 différente de la première zone de par le déplacement de l'organe mobile 37 au cours de la deuxième étape.
En répétant ainsi en alternance la première étape ou la troisième étape avec la deuxième étape, on vient projeter rapidement plusieurs vues sur la surface d'acquisition 14 de l'appareil de prise d'images 13 ce qui permet sur une même image dudit appareil d'enregistrer différentes vues comme visible à la figure 4d.
A cet effet, l'appareil de prise d'images 13 est évidemment défini de sorte qu'un nombre d'images par seconde acquises par l'appareil de prise d'images 13 soit inférieur au nombre de vues par seconde projetées par l'ensemble d'orientation 35 sur la surface d'acquisition 14 afin que chaque image acquise par l'appareil de prise d'images 13 puisse contenir au moins deux vues différentes. Les appa- reils de prise d'images 13 du commerce sont tous définis par différents paramètres dont un « frame rate » pour « images par seconde » ce qui permet aisément de s'assurer de remplir la caractéristique précitée en contrôlant la fréquence de génération de la nappe laser par l'organe de commande 38.
De manière plus générale, bien que dans la présente demande on parle de « vue » et d' « image », il faut bien entendu comprendre qu'il n'y a pas un réel transfert d'une photo- graphie entre les différents éléments de l'installation : c'est en réalité un flux lumineux qui va circuler dans l'installation depuis l'équipement optique 10 jusqu'à la surface d'acquisition 14. Ainsi, et en réalité, l'équipe- ment optique 10 génère un flux lumineux (« la vue ») qui est dirigé vers la surface d'acquisition 14 par l'ensemble d'orientation 35 : lorsque le flux lumineux frappe la sur- face d'acquisition 14, il créé alors une charge au niveau des pixels de ladite surface d'acquisition 14 de sorte à constituer une mémoire de vue. A l'issue du temps néces- saire pour l'appareil de prise d'images 13 pour générer une image (défini par le « frame rate »), un système élec- tronique de l'appareil de l'appareil de prise d'images 13 « vide » les charges analogiques de tous les pixels et les transforme en valeurs (constituant ainsi « l'image »). En créant sur la surface d'acquisition 14 différentes mémoires de vue, l'image acquise va donc comprendre différentes vues.
On parlera toutefois par la suite de « vue » ou d' « image » pour faciliter la compréhension de l'inven- tion.
On retient par ailleurs que pour la présente demande il faut distinguer les vues acquises et générées par l'équi- pement optique 10 des images acquises par l'appareil de prise d'images 13 puisque l'invention vise à ce que chaque image comporte au moins deux vues différentes.
En outre l'installation est conformée de sorte que chaque vue projetée sur la surface d'acquisition 14 présente des dimensions moins importantes que celles de la surface d'ac- quisition 14 puisque l'invention vise à ce que chaque image comporte au moins deux vues différentes. Ceci peut être assuré par réglage de l'équipement optique 10 et/ou de l'ensemble d'orientation 38 (par exemple à l'aide du dis- positif de sélection 17 - en effet, le dispositif de sé- lection 17 permet de sélectionner la portion intéressante de chaque vue et ainsi d'éviter d'encombrer la surface d'acquisition 14 en y affichant l'intégralité de chaque vue générée par l'équipement optique).
L'installation ainsi décrite accélère l'enregistrement de vues notamment en n'autorisant un déplacement des organes mobiles 36, 37 qu'en l'absence de transmission d'images de l'équipement optique 10 à la surface d'acquisition 14. Par exemple, l'appareil de prise d'images 13 est défini de sorte à générer une image toutes les a millisecondes, a étant compris entre 20 et 30 millisecondes. L'organe de commande 38 contrôle alors le bras d'illumination 12 pour générer une nappe laser impulsionnelle toutes les 0 milli- secondes, 0 étant compris entre 0.5 et 1.5 millisecondes. De la sorte, environ toutes les 0.5 à 1.5 millisecondes, une vue est projetée sur la surface d'acquisition 14 (on rappelle que l'installation est conformée de sorte qu'en l'absence d'éclairage par la nappe laser, la surface d'ac- quisition 14 ne peut enregistrer de vue du fait de l'ab- sence d'éclairage) ce qui permet à l'appareil de prise d'images 13 d'enregistrer entre 13 et 60 vues par image. Optionnellement, l'installation est configurée pour assu- rer l'enregistrement d'entre 2 et 20 vues par image, et préférentiellement entre 5 et 20 vues par image, et préfé- rentiellement encore entre 10 et 20 vues par image. On peut ainsi définir sur une seule image, une succession de vues sur L lignes de vues et C colonnes de vues. L est par exemple compris entre 1 et 7 ou 3 et 6 et C entre 1 et 5 et plus précisément, selon une option, entre 2 et 5 pour L et 2 et 4 pour C.
Toutes ces données sont fournies à titre indicatif et ne sont donc pas limitatives. Le nombre de vues par image dépendra notamment des résolutions spatiales et tempo- relles visées par l'utilisateur pour chaque application donnée.
Par exemple, si l'on se place dans l'application particu- lière et non limitative d'étude de larve de poisson-zèbre, au cours de la première étape, l'organe de commande 38 va gérer le bras d'illumination 11 pour créer de manière tem- poraire une nappe laser éclairant une tranche de la larve ce qui va permettre au bras de détection 12 d'acquérir une vue de cette tranche, et en particulier du cerveau et de sa fluorescence. Cette vue est ensuite projetée sur une première zone de la surface d'acquisition 14 via l'ensemble d'orientation. De préférence alors, grâce au dispositif de sélection 17, seule la portion de la vue où le cerveau de la larve est visible est conservée afin de ne pas encombrer la surface d'acquisition 14 par des informations inutiles. Lors de la deuxième étape, l'organe de commande 38 stoppe l'éclairage par la nappe laser et déplace les organes mo- biles 36, 37. Puis lors de la troisième étape, l'organe de commande 38 va gérer le bras d'illumination 11 pour créer de manière temporaire une nouvelle illumination par la nappe laser d'une autre tranche du poisson-zèbre : le bras de détection 12 peut en conséquence acquérir une autre vue de cette nouvelle tranche, autre vue qui va donc être pro- jetée sur la surface d'acquisition 14 sur une nouvelle zone de celle-ci grâce aux déplacements effectués entretemps des organes mobiles 36, 37.
En alternant ainsi les étapes d'éclairages et celles de déplacements des organes mobiles 36, 37, on peut enregis- trer sur une même image plusieurs vues de tranches diffé- rentes du cerveau de larve d'un poisson-zèbre (comme il- lustrée à la figure 8) alors qu'avec les dispositifs de l'art antérieur une seule vue d'une unique tranche était associée à chaque image de l'appareil de prise d'images. On améliore ainsi la résolution temporelle d'un scan du cerveau d'une larve (correspondant au temps nécessaire à l'exploration de tout le volume dudit cerveau). Les inven- teurs ont ainsi pu mettre au point un prototype permettant d'assurer un scan du cerveau d'une larve avec une résolu- tion temporelle d'environ 50 Hertz soit environ dix fois plus vite qu'avec les dispositifs de l'art antérieur.
Selon un autre aspect, et indépendamment de l'application visée, mais également du mode de réalisation choisi, l'ap- pareil de prise d'images 13 va en réalité mettre en œuvre trois phases pour acquérir une image :
- Une phase « Préparation » de préparation de la surface d'acquisition,
- Une phase « Illumination » d'exposition de la surface d'acquisition aux flux lumineux successifs en provenance de l'ensemble d'orientation 15/35,
- Une phase « Lecture » pour vider les charges analo- giques de tous les pixels de la surface d'acquisition et les transformer en valeurs
Optionnellement, la période de chaque phase est paramé- trable par exemple par l'intermédiaire de l'organe de com- mande 21/38.
En conséquence, au cours de la phase « Lecture » et de la phase « Préparation », il n'est pas possible pour l'ins- tallation de projeter des vues sur la surface d'acquisition 14 ce qui diminue la résolution temporelle de l'installa- tion.
Ainsi de préférence, et selon une première variante, l'ap- pareil de prise d'images 13 est configuré pour mettre en œuvre les trois phases précitées non pas simultanément pour toute la surface d'acquisition 14, mais ligne de vues par ligne de vues de ladite surface d'acquisition 14. Une ligne de vue est elle-même composée d'un bloc de plusieurs lignes de pixels de la surface d'acquisition 14.
Ceci permet de paralléliser des phases entre deux lignes de vues consécutives et ainsi augmenter la résolution tem- porelle de l'installation.
Ceci est particulièrement avantageux pour le cas où l'en- semble d'orientation 15/35 projette les vues sur la surface d'acquisition 14 le long d'une première ligne de vues puis le long d'une deuxième ligne de vues ... Il n'est donc alors pas nécessaire de préparer d'un coup toute la surface d'ac- quisition 14 à l'enregistrement d'une image à partir du moment où au moins une ligne de vues de ladite surface est dans son étape « Illumination » lorsque l'ensemble d'orientation 15/35 commence à projeter des vues sur cette ligne de vues.
Optionnellement, la hauteur des lignes de vues est paramé- trable par exemple par l'intermédiaire de l'organe de com- mande 21/38. La hauteur des lignes de vues est paramétrable soit directement, soit par l'intermédiaire du paramétrage du nombre de lignes de vues. Par exemple la surface d'ac- quisition 14 est découpée de manière à présenter entre 2 et 5 lignes de vues.
De préférence on veillera à harmoniser le nombre de lignes de vues de la surface d'acquisition avec les mouvements de l'ensemble d'orientation 15/35 afin que celui-ci suive les lignes correspondantes.
Optionnellement, la période de chaque phase est paramé- trable par exemple par l'intermédiaire de l'organe de com- mande 21/38 et ce pour chaque ligne de vues indépendamment des autres lignes de vues.
De préférence, l'appareil de prise d'images 13 est confi- guré pour activer successivement les lignes de vues de la plus haute à la plus basse.
Ceci est particulièrement avantageux dans le cas où la projection des vues sur la surface d'acquisition 14 suit un profil en serpentin.
En référence à la figure 6, on va détailler cette première variante (on retient que cette variante est également ap- plicable au premier mode de réalisation comme au deuxième mode de réalisation).
A l'instant ti, la première ligne de vues met en œuvre la phase « Préparation ».
A l'instant t2, la première ligne de vues met en œuvre la phase « Illumination » et la deuxième ligne de vues met en œuvre la phase « Préparation ». Des premières vues peuvent ainsi être projetées et mémorisées sur la première ligne de vues.
A l'instant ts, la première ligne de vues met en œuvre la phase « Lecture », la deuxième ligne de vues la phase « Illumination » et la troisième ligne de vues la phase « Préparation ». Des deuxièmes vues peuvent ainsi être pro- jetées et mémorisées sur la deuxième ligne de vues.
A l'instant t4, la deuxième ligne de vues met en œuvre la phase « Lecture », la troisième ligne de vues la phase « Illumination » et une quatrième ligne de vues la phase « Préparation ». Des troisièmes images peuvent ainsi être projetées sur la troisième ligne de vues.
Etc.
Une fois les différentes lignes de vues soumises aux trois phases, l'appareil de prise d'images 13 traite les données reçues de ces différentes lignes de vues pour générer une image correspondante.
Il peut toutefois arriver qu'avec cette activation ligne de vues par ligne de vues l'appareil de prise d'images 13 puisse progressivement se désynchroniser vis-à-vis du reste de l'installation, et notamment du bras d'illumina- tion 11, de sorte qu'une ligne de vues L finisse par se retrouver dans sa phase « Préparation » alors que l'illu- mination effective de la ligne de vues L commence. Pour pallier cet inconvénient, l'organe de commande 21/38 contrôle l'appareil de prise d'images 13 en synchronisant les ordres de commande de l'équipement optique 10 et de l'ensemble d'orientation 15/35 avec les ordres de commande de l'appareil de prise d'images 13, en se basant sur une horloge interne de l'un de ses éléments. De préférence, l'organe de commande 21/38 se base sur l'horloge interne de l'appareil de prise d'images 13 pour adapter en continu les ordres de commande dudit appareil, de l'ensemble d'orientation 15/35 et de l'équipement optique 10 et ainsi d'éviter un décalage progressif de l'appareil de prise d'images 13 vis-à-vis des autres éléments de l'installa- tion.
Néanmoins, on retient qu'avec cette première variante, du temps demeure perdu notamment au cours de la phase « Pré- paration » de la première ligne de vue et de la phase « Lecture » de la dernière ligne de vue. En effet aucune ligne de vue de la surface d'acquisition 14 n'est alors dans une étape « Illumination » de sorte qu'aucune vue ne peut être enregistrée.
Pour limiter cet effet, l'ensemble d'orientation 15/35 est de préférence programmé pour afficher les vues sur les lignes de vues de la surface d'acquisition 14 de sorte que la plus grande dimension des vues s'étende parallèlement aux lignes.
En complément ou en remplacement de cette maitrise des orientations des vues, et selon une deuxième variante, ap- plicable aux deux modes de réalisation, l'appareil de prise d'images 13 est programmé afin de travailler par blocs de lignes de vues indépendants ce qui permet au premier bloc de recommencer à mettre en œuvre les trois phases même si le dernier bloc n'a pas encore fini de son côté de les mettre en œuvre.
On évite ainsi un temps mort entre l'enregistrement de deux images successives.
Par exemple la surface d'acquisition 14 est découpée de manière à présenter entre 2 et 4 blocs de lignes de vues. Dans le cas présent, la surface d'acquisition 14 est dé- coupée de manière à présenter deux blocs de lignes de vues, un bloc supérieur et un bloc inférieur.
Optionnellement, la période de chaque phase est paramé- trable par exemple par l'intermédiaire de l'organe de com- mande 21/38 et ce pour chaque blocs de lignes de vues indépendamment de l'autre bloc.
En référence à la figure 7, on va détailler cette deuxième variante (on retient que cette variante est également ap- plicable au premier mode de réalisation comme au premier mode de réalisation).
Si l'on divise la surface d'acquisition en six lignes de vues, le bloc supérieur va comprendre les trois premières lignes de vues et le bloc inférieur va comprendre les trois dernières lignes de vues.
En cours de fonctionnement, à l'instant tn, le bloc supé- rieur n'est pas actif mais le bloc inférieur est bien ac- tif. En conséquence, la quatrième ligne de vues met en œuvre la phase « Lecture », la cinquième ligne de vues met en œuvre la phase « Illumination » et la sixième ligne de vues la phase « Préparation ».
A l'instant tn+i, le bloc supérieur redevient actif. En conséquence, la première ligne de vue met en œuvre la phase « Préparation ». Par ailleurs le bloc inférieur est tou- jours actif puisque la cinquième ligne de vue met en œuvre la phase « Lecture » et la sixième ligne de vue met en œuvre la phase « Illumination ».
A l'instant tn+2, les deux blocs sont actifs. En consé- quence, la première ligne de vue met en œuvre la phase « Illumination » et la deuxième ligne de vue met en œuvre la phase « Préparation ». Par ailleurs la sixième ligne de vue met en œuvre la phase « Lecture ».
A l'instant tn+3, seul le bloc supérieur est actif. En con- séquence, la première ligne de vue met en œuvre la phase « Lecture », la deuxième ligne de vue met en œuvre la phase « Illumination » et la troisième ligne de vue met en œuvre la phase « Préparation ». En revanche le bloc inférieur n'est plus actif. L'appareil de prise d'images 13 procède ainsi à l'enregistrement de l'image i en même temps que l'image i+1 est en cours d'acquisition grâce à l'activation du bloc supérieur.
A l'instant tn+4, les deux blocs sont de nouveau actifs. La deuxième ligne de vue met en œuvre la phase « Lecture », la troisième ligne de vue met en œuvre la phase « Illumi- nation » et la quatrième ligne de vue met en œuvre la phase « Préparation ».
Etc.
Sur une même image de l'appareil de prise d'images 13 il est donc possible d'exposer la surface d'acquisition 14 ligne de vue par ligne de vue mais en outre de lancer l'acquisition de deux images à la fois ce qui est avanta- geux dans le cadre de la présente invention d'augmentation de la résolution temporelle.
On a ainsi décrit dans tous les modes de réalisation une installation simple de construction permettant d'accélérer la prise de vues. L'installation est en outre modulaire et permet de régler de nombreux paramètres parmi lesquels le nombre de vues par image et le temps d'illumination de la surface d'acquisition.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, l'invention pourra être employée pour d'autres applications que ce qui a été indiqué et ainsi pourra être employée dans un but d'observation d'un élément mobile (qu'il soit d'origine organique (humaine, animale, végétale) ou inorganique) mais également dans un but de surveillance, d'analyse, de loisir ...On pourra par exemple employer l'invention dans un cadre de Contrôle Non Des- tructif, sous éclairage stroboscopique ... L'invention peut ainsi être appliquée dans de nombreux domaines et pour de nombreuses finalités et l'exemple donné des poissons- zèbres n'est donc en aucun cas limitatif.
Bien qu'ici l'équipement optique soit un microscope à nappe laser, l'équipement optique pourra être composé à la fois d'un microscope à nappe laser et d'autres éléments addi- tionnels ou pourra être ou comporter un autre type de mi- croscope, tel qu'un microscope traditionnel sans éclairage laser, ou bien être un autre type d'équipement optique qu'un microscope comme par exemple un équipement optique subjectif comme un télescope ... ou un équipement optique objectif de type projecteur d'images ...
Par ailleurs, l'appareil de prise d'images pourra travail- ler dans le visible, mais également dans d'autres domaines et par exemple dans l'infrarouge. L'appareil de prise d'images pourra ainsi être de tout type : caméra infrarouge, caméra thermique, caméra argen- tique, caméra numérique ... à condition que la caméra soit compatible avec le reste de l'installation. L'appareil de prise d'images pourra ne pas être une caméra mais comporter une caméra et un ou des éléments additionnels et/ou com- porter au moins un élément autre qu'une caméra comme par exemple un capteur optique. La surface d'acquisition pourra ainsi être directement une surface photosensible (pelli- cule, surface de capteur photographique, surface de détec- teur ...) ou bien un autre type de surface.
L'ensemble d'orientation pourra être différent de ce qui a été indiqué. Ainsi en place d'être un miroir, l'organe mobile pourra être toute autre surface réfléchissante telle qu'une lame semi-réfléchissante ou bien un filtre. Le mi- roir pourra être un simple miroir plan ou être un miroir plus complexe tel qu'un miroir dichroïque. L'organe mobile pourra être uni-directionnel, bi-directionnel ou autre. L'ensemble d'orientation pourra par exemple comporter un unique organe mobile unidirectionnel.
L'ensemble d'orientation pourra ne pas comporter de dispo- sitif de sélection ou pourra comporter un autre type de dispositif de sélection.
L'ensemble d'orientation pourra par ailleurs comporter da- vantage ou moins d'éléments que ce qui a été indiqué. Par exemple, l'ensemble d'orientation pourra comporter au moins une lentille, et de préférence au moins une paire de lentilles, agencée entre l'organe mobile le plus en aval de l'ensemble d'orientation et l'appareil de prise d'images. L'ensemble d'orientation pourra comporter un nombre diffé- rent d'organes mobiles que ce qui a été indiqué. Si l'en- semble d'orientation comporte plusieurs éléments mobiles, ils pourront être agencés différemment de ce qui a été indiqué par exemple les uns à côtés des autres.
Par ailleurs, en place de moyens de commande galvanomé- triques, les moyens de commande pourront être différents et par exemple être des moyens de commande électrosta- tiques.
Par ailleurs, dans les modes de réalisation décrits, l'or- gane mobile ne se déplace vis-à-vis de la surface d'acqui- sition qu'en l'absence d'éclairage par la nappe laser i.e. lorsqu'aucune vue n'est transmise par l'équipement optique à l'ensemble d'orientation. On pourra toutefois conformer autrement l'installation pour s'assurer que l'ensemble d'orientation ne se déplace que lorsqu'aucune vue n'est projetée sur la surface d'acquisition. Par exemple, l'ins- tallation pourra être conformée pour comporter un obtura- teur bloquant temporairement la transmission de vues dans l'installation entre l'ensemble d'orientation et l'équipe- ment optique et/ou entre l'ensemble d'orientation et la surface d'acquisition. On pourra en conséquence avoir un ensemble d'orientation configuré pour transmettre en con- tinu des vues. L'obturateur pourra faire partie de l'équi- pement optique et/ou de l'ensemble d'orientation et/ou être un élément indépendant agencé entre les deux. En place d'un obturateur, l'installation pourra être pourvue d'un sys- tème d'éclairage additionnel éclairant une région d'acqui- sition de l'équipement optique. Le système d'éclairage pourra faire partie de l'équipement optique et/ou de l'en- semble d'orientation et/ou être un élément indépendant. Le système d'éclairage pourra par exemple être à base de diodes ou de laser. On pourra alors commander alternative- ment un éclairage et un arrêt dudit système de manière que l'ensemble d'orientation ne puisse projeter des vues sur la surface d'acquisition. Le système d'éclairage sera de préférence un système d'éclairage stroboscopique et/ou im- pulsionnel.
Dans tous les cas, on veillera également à ce que la surface d'acquisition ne soit pas éclairée de manière directe. On évitera ainsi de préférence de placer l'appareil de prise d'images à la lumière ambiante. De la même manière on évi- tera de placer l'équipement optique à la lumière ambiante. Bien que l'on ait indiqué que l'ensemble d'orientation projetait des vues sur la surface d'acquisition selon un mouvement en serpentin, l'ensemble d'orientation pourra dessiner un autre mouvement sur la surface d'acquisition. En alternance, au lieu de projeter les vues ligne de vues par ligne de vues sur la surface d'acquisition, l'ensemble d'orientation pourra travailler colonne de vues par colonne de vues sur ladite surface d'acquisition.
De la même façon, bien qu'ici l'appareil de prise d'images travaille ligne de vues par ligne de vues, l'appareil de prise d'images pourra travailler par exemple colonne de vues par colonne de vues ou selon tout autre ensemble. L'appareil de prise d'images pourra par exemple travailler seulement selon deux ensembles. Les lignes de vues pourront être différentes, partiellement identiques entre elles ou toutes identiques entre elles. De même les blocs pourront être différents, partiellement identiques entre eux ou tous identiques entre eux. On pourra ajuster les temps des dif- férentes phases d'une ligne de vues à une autre et/ou d'un bloc à un autre. On pourra activer les lignes de vues et/ou les blocs autrement que du haut vers le bas. Par exemple on pourra d'abord activer les deux lignes de vues centrales et activer les autres lignes de vues en remontant les lignes du bloc supérieur mais en descendant les lignes du bloc inférieur.
Pour la présente demande les notions de « haut », « bas », « ligne », « colonne » ...doivent s'entendre selon la posi- tion en service de l'installation et en particulier de l'appareil de prise d'images.
Bien qu'ici seul les organes mobiles puissent être dépla- cés, on pourra avoir une partie ou toute l'installation mobile par exemple relativement à l'élément à observer.
En variante ou en complément de ce qui a été décrit, l'ins- tallation pourra prendre en compte d'autres paramètres pour optimiser la résolution temporelle des images acquises par exemple en travaillant sur l'asservissement des organes mobiles notamment pour prendre en considération un temps de chauffe des organes mobiles et/ou leur stabilisation dans une position donnée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation pour l'acquisition d'au moins une image comprenant :
- Un appareil de prise d'images (13) comprenant au moins une surface d'acquisition (14),
- Un équipement optique (10) générant des vues à desti- nation dudit appareil, l'installation comporte un ensemble d'orientation (15 ;35) agencé entre l'appareil de prise d'images et l'équipement optique pour projeter sur la surface d'acqui- sition les vues générées par l'équipement optique, l'en- semble d'orientation comprenant au moins un organe monté mobile (16 ; 36,37) par rapport à la surface d'acquisition pour pouvoir projeter deux vues successives générées par l'équipement optique sur deux zones différentes de la sur- face d'acquisition, l'organe mobile étant agencé pour n'être déplacé qu'en l'absence de projection de vue sur la surface d'acquisition, l'appareil de prise d'images étant par ailleurs défini de sorte qu'un nombre d'images par seconde acquises par l'appareil de prise d'images soit in- férieur au nombre de vues par seconde projetées par l'équi- pement optique sur la surface d'acquisition afin que chaque image acquise par l'appareil de prise d'images puisse con- tenir au moins deux vues différentes.
2.Installation selon la revendication 1, dans laquelle l'équipement optique (10) est un microscope à nappe laser.
3.Installation selon la revendication 1 ou la revendi- cation 2, dans laquelle l'appareil de prise d'images (13) est une caméra numérique.
4.Installation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'organe mobile (16 ; 36,37) est un miroir.
5.Installation selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'ensemble d'orientation (15 ; 35) comporte au moins deux organes mobiles.
6.Installation selon la revendication 5, dans laquelle chaque organe mobile (16 ; 36,37) est monté mobile dans l'installation selon un unique axe de rotation.
7.Installation selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle l'ensemble d'orientation (15 ; 35) comporte des moyens de déplacement galvanométrique de l'organe mo- bile.
8.Installation selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant également un dispositif de sélection (17) per- mettant de sélectionner une portion seulement de la vue générée par l'équipement optique (10), portion qui sera projetée en service sur la surface d'acquisition.
9.Installation selon l'une des revendications 1 à 7 con- figurée de sorte que l'ensemble d'orientation (15 ; 35) se déplace pour projeter en service des vues successives sur la surface d'acquisition selon un mouvement en serpentin.
10. Installation selon l'une des revendications 1 à
9, dans laquelle la surface d'acquisition (14) est pro- grammée pour être activée ligne par ligne.
11. Installation selon l'une des revendications 1 à
10, dans laquelle la surface d'acquisition (14) est pro- grammée pour être divisée en au moins deux blocs de lignes, chaque bloc pouvant fonctionner de manière indépendante.
12. Installation selon l'une des revendications 1 à
11, comprenant un organe de commande (21 ; 38) d'au moins l'appareil de prise d'images et de l'ensemble d'orienta- tion.
13. Installation selon la revendication 12, dans la- quelle l'organe de commande (21 ; 38) contrôle également l'équipement optique.
14. Installation selon l'une des revendications pré- cédentes, dans laquelle l'ensemble d'orientation est con- figuré pour afficher les vues sur des lignes de vues de la surface d'acquisition (14) de sorte que la plus grande dimension des vues s'étende parallèlement aux lignes.
15. Installation selon l'une des revendications pré- cédentes, configurée pour pouvoir projeter au moins deux vues successives sur une même ligne de la surface d'acqui- sition.
16. Installation selon l'une des revendications pré- cédentes, dans laquelle l'organe mobile ne se déplace vis- à-vis de la surface d'acquisition qu'en l'absence d'un éclairage de ladite surface d'acquisition.
17. Procédé pour l'acquisition d'images à partir d'une installation selon l'une des revendications 1 à 13, le procédé comprenant les étapes successives de :
- projeter sur la surface d'acquisition (14) une pre- mière vue,
- déplacer l'organe mobile relativement à la surface d'acquisition lorsque l'ensemble d'orientation (15 ; 35) cesse de recevoir de l'équipement optique des vues,
- projeter sur la surface d'acquisition une deuxième vue, le déplacement de l'organe mobile entre la projection de la première vue et de la deuxième vue permettant de projeter lesdites vues sur des zones différentes de la surface d'acquisition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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