RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Obtention de résultats optimaux pour les applications industrielles 2 RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Introduction Facteurs clefs pour le choix de l'éclairage Ce rapport donne aux utilisateurs de stéréomicroscopes des conseils utiles qui leur permettront de sélectionner des systèmes d'éclairement ou d'éclairage optimaux pour l'observation des échantillons. Lors de la sélection du mode d'éclairage adéquat, il faut tenir compte de plusieurs facteurs importants afin d'obtenir une observation microscopique et une imagerie d'échantillon de grande qualité : >> Sur quels types d'échantillons va porter l'observation ? >> Quelles caractéristiques des échantillons seront analysées ? >> Quelles difficultés rencontre-t-on avec les modes d'éclairage actuels ? >> Est-il nécessaire d'accéder à l'échantillon pendant l'observation microscopique, p. ex., pour une manipulation avec un scalpel, des pincettes, un fer à souder ou d'autres outils ? L'éclairage utilisé pour l'observation microscopique a un effet très important sur la qualité d'image finale. Le choix de l'éclairage pour l'obtention des meilleurs résultats dépend du type d'échantillon et de ses caractéristiques d'intérêt, ainsi que de l'application et du but de l'observation microscopique [1, 2, 3, 4]. L'information suivante vise à aider les utilisateurs de microscopes à choisir les systèmes d'éclairage qui fournissent les meilleurs résultats d'imagerie. Avantages de l'éclairage par LED (diode luminescente) La technique d'éclairage microscopique par LED offre plusieurs avantages pour l'imagerie microscopique, en comparaison des lumières halogènes couramment utilisées. Ces avantages sont : >> plus longues durées de vie (de 25 000 à 50 000 heures) >> faible consommation électrique >> température de couleur naturelle >> source de " lumière froide " → dégagement de chaleur moindre (utile pour les échantillons sensibles à la température) >> design compact très pratique >> température de couleur constante même à de faibles niveaux de luminosité. Il se peut que les utilisateurs d'un microscope doivent essayer plusieurs modes d'éclairage afin de trouver l'éclairage optimal [5, 6]. Les utilisateurs peuvent convenir d'une démonstration des divers systèmes d'éclairage avec un représentant de Leica Microsystems ou un revendeur agréé avant de décider lequel ils vont acheter. Les systèmes d'éclairage de la série Leica LED5000 sont surtout utilisés pour les stéréomicroscopes à haute performance tels que, p. ex., Leica M125, M165 ou M205 [7]. Les systèmes de la série Leica LED3000 sont surtout utilisés pour les stéréomicroscopes de routine tels que, p. ex., Leica S4, S6, S8 APO, M50, M60 ou M80 [7]. Des informations de base sur les séries Leica LED5000 et LED3000 sont fournies ci-après. AUTEURS James DeRose Rédacteur scientifique, Stereo & Digital Microscopy Marketing, Leica Microsystems AG, Suisse Matthias Schacht Chef de produit, Stereo Microscopy, Leica Microsystems AG, Suisse RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Vue d'ensemble des systèmes d'éclairage par LED (diode luminescente) La lampe annulaire (RL) produit un éclairage brillant et uniforme de l'échantillon ; il est approprié à de nombreux types d'échantillons. Des diffuseurs et des équipements de lumière polarisée sont par ailleurs disponibles pour les deux types de lampe annulaire. Ces accessoires réduisent les problèmes liés à l'éblouissement et à la mise en évidence des spots. L'éclairage coaxial (CXI), où le rayon de lumière est guidé à travers l'optique et réfléchi par l'échantillon, est remarquablement efficace avec des échantillons lisses et réfléchissants. Il est particulièrement utile quand il faut évaluer de fines fissures ou la qualité des surfaces. L'éclairage vertical proche (NVI), obtenu avec des LED positionnées très près de l'axe optique, fournit un éclairage presque sans ombres portées ; il est pratique pour l'observation d'échantillons comportant des fraisures et des trous profonds, ou de ceux qui requièrent de longues distances de travail. L'éclairage à spot (SLI) avec des cols de cygne flexibles fournit une lumière à fort contraste qui convient à de nombreux types d'échantillons. Les éclairages diffus et très diffus (DI et HDI) sont prévus pour les échantillons très réfléchissants, non plats ou arciformes, dont il est difficile d'obtenir des images en raison de l'important volume de lumière rétroréfléchie. L' éclairage multicontraste (MCI) fournit un contraste reproductible avec un éclairage provenant de 2 directions et angles différents ; il est utile pour les échantillons dont les détails sont difficiles à trouver. Le rétroéclairage (BLI) fournit une lumière transmise pour les échantillons transparents. 3 4 RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Résultats obtenus avec les éclairages Leica LED5000 et LED3000 Voici ci-après quelques exemples d'images de divers échantillons. Les images ont été enregistrées avec un stéréomicroscope Leica M165 équipé d'une caméra numérique Leica DFC495 et d'un système d'éclairage série LED3000 ou LED5000. Échantillon : circuit imprimé équipé (PCB) Éclairage à lampe annulaire (RL) : multiples caractéristiques de l'échantillon Éclairage vertical proche (NVI) : trous et fraisures Éclairage coaxial (CXI) : éraflures et texture de surface Éclairage à spot (SLI) : multiples caractéristiques de l'échantillon RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Échantillon : partie d'une prothèse de hanche Éclairage à lampe annulaire (RL) : multiples caractéristiques de l'échantillon Éclairage vertical proche (NVI) : trous et fraisures Éclairage très diffus (HDI) : zones réfléchissantes Éclairage à spot (SLI) : multiples caractéristiques de l'échantillon 5 6 RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Échantillon : micro-électronique Éclairage à lampe annulaire (RL) : multiples caractéristiques de l'échantillon Éclairage coaxial (CXI) : texture de surface Éclairage vertical proche (NVI) : trous et fraisures Éclairage très diffus (HDI) : zones réfléchissantes RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES Autres recommandations En plus de l'optique de grande qualité utilisée avec les microscopes de Leica Microsystems, lors de la sélection d'un système d'éclairage, il est important d'identifier les caractéristiques de l'échantillon à analyser et le champ visuel, c.-à-d. le champ d'objet, requis pour l'observation. Cela vaut également la peine de prendre en compte les avantages du codage informatique et la performance optique spécifique du microscope, c.-à-d., les lentilles d'objectif, qui peuvent être de type plan, planapochromatique, achromatique, etc. Lors du choix de l'éclairage, des éléments supplémentaires sont à prendre en considération : >> Il peut y avoir une incompatibilité entre certains systèmes d'éclairage et la performance optique requise. Par exemple, il n'est pas possible d'utiliser le système d'éclairage Leica LED5000 RL avec une lentille d'objectif 2.0x. >> Envisagez toujours de recourir à d'autres systèmes d'éclairage, tels qu'un éclairage à spot à LED (SLI) Leica avec un système à col de cygne, au lieu d'une lampe annulaire à LED (RL) Leica, lors de l'utilisation de stéréomicroscopes avec des tourelles porte-objectifs ou des configurations de microscope incluant de petites distances de travail. Conclusion Il n'est pas toujours facile de trouver le système d'éclairage optimal pour les échantillons observés au stéréomicroscope. Toutefois, les conseils et recommandations contenus dans ce rapport peuvent aider les utilisateurs intéressés par divers systèmes d'éclairage à trouver ceux qui fournissent des résultats d'imagerie optimaux pour l'observation au stéréomicroscope et l'enregistrement des images. Sur la page suivante, vous trouverez un guide de sélection rapide pour les systèmes d'éclairage des séries Leica LED3000 et LED5000. Ce guide peut être très utile pour les utilisateurs de microscopes désireux de trouver les systèmes d'éclairage les plus appropriés à des échantillons et applications particuliers. Références / lecture complémentaire 1. Nelson, L.: Sample Determines Lighting Techniques, Back to Basics Microscopy. R&D Magazine 43 (7): 49 (2001). 2. Diez, D.: Metallography – an Introduction: How to Reveal Microstructural Features of Metals and Alloys. Science Lab. 3. Christian, U., and Jost, N.: Metallography with Color and Contrast: The Possibilities of Microstructural Contrasting. Science Lab. 4. Ockenga, W.: Polarization Contrast: An Introduction. Science Lab. 5. Goeggel, D., and Schlaffer, G.: 3D Visualization of Surface Structures, Vertical Resolution – Small Steps, Big Effect. Science Lab. 6. Birlenbach, M., and Holenstein, R.: Higher Motivation, Longer Concentration – Ergonomics as a Competitive Advantage: Microscope Workplace Design in Quality Control. Science Lab. 7. Goeggel, D.: Factors to Consider When Selecting a Stereo Microscope. Science Lab. 7 8 RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES GUIDE DE SÉLECTION RAPIDE pour Leica LED3000 / LED5000 N° de commande Caractéristique de l'échantillon / application Échantillon plat Échantillon plat et poli Surface structurée / profil Surfaces luisantes Surfaces métalliques Éraflure Fraisure Trous de perçage / trous Surfaces réfléchissantes (p. ex. miroir) Échantillons translucides Échantillons transparents Caractéristique de l'éclairage Éclairage sans ombres portées (homogène) Éclairage brillant Grand champ d'objet Éclairage à contraste élevé Distance de travail – courte (< 50 mm) – moyenne (50–100 mm) – moyenne (100–150 mm) – grande (> 150 mm) Différents segments d'éclairage Réglages reproductibles Contraste reproductible Déplacement facile de l'échantillon Éclairage perpendiculaire Positionnement flexible de l'éclairage LED5000 HDI Très diffus LED5000 CXI Coaxial LED5000 NVI Vertical proche LED5000 MCI Multicontraste LED5000 SLI Point lumineux LED5000 RL Lampe annulaire LED3000 BLI Rétroéclairage LED3000 DI Diffus LED3000 NVI Vertical proche LED3000 MCI Multicontraste LED5000 LED3000 SLI Point lumineux Image LED3000 LED3000 RL Lampe annulaire Nom de l'éclairage 10450271 10450508 10450507 10450657 10450660 10450661 10450494 10450548 10450561 10450658 10450656 10450062 10450659 transparent – – – – – – 1) 1) – – – – 1) –2) –2) –2) –2) –2) –2) – – – – – – – – – – – – – – 1) 1) 1) 1) – – – 1) – – – – 1) – – – – – – 3) 3) – – – – – – 3) – – 3) 3) – 3) 3) – – – – – 3) – – – – = idéal ; = bien ; = pas idéal ; – = impossible ; 1) avec diffuseur pour réduire les reflets, avec kit de polarisation pour minimiser les reflets ; 2) possible avec des bases de diascopie dédiées (bases TL bases) ; 3) en combinaison avec le logiciel Leica Application Suite (LAS) – – – – – – – – – – – 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) – – – – – 9 RAPPORT TECHNIQUE CONCERNANT LA FABRICATION INDUSTRIELLE – LES SYSTÈMES D'ÉCLAIREMENT (ÉCLAIRAGE) POUR STÉRÉOMICROSCOPES N° de commande Combinaisons de microscopes S4 / S6 / S6 E / S8 APO M50 / M50 / M80 M125 M165 C M165 FC M205 A M205 C M205 FA Z6 / Z16 / Z6 APO / Z16 APO DMS300 / DMS1000 Caractéristiques techniques / spécification Connectivité SmartTouch Commande par Leica Application Suite Mode d'éclairage – LED – halogène Distance de travail recomm. (mm) Nb de LED (TL) Nb de niveaux de luminosité Nb de scénarios d'éclairage Bus CAN / CTL2 Durée de vie des LED (heures) (50 % de l'intensité) Température de couleur (K) Compatibilité avec FusionOptics Alimentation électrique par induction Consommation électrique (W) Panneau de commande sur le col de cygne Panneau de commande intégré Diamètre interne / taille de l'objectif (mm) = idéal ; = bien ; LED5000 HDI Très diffus LED5000 CXI Coaxial LED5000 NVI Vertical proche LED5000 MCI Multicontraste LED5000 SLI Point lumineux LED5000 RL Lampe annulaire LED3000 BLI Rétroéclairage LED3000 DI Diffus LED3000 NVI Vertical proche LED3000 MCI Multicontraste LED3000 RL Lampe annulaire Image LED5000 LED3000 SLI Point lumineux LED3000 Nom de l'éclairage 10450271 10450508 10450507 10450657 10450660 10450661 10450494 10450548 10450561 10450658 10450656 10450062 10450659 – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – 4) – – – – – – – – – – – 4) – – – 60–150 – – – – – 60–150 – 50–200 – – – 50–80 – – – – – 5–400 – – – 60–70 24 10 2 10 4 10 2 10 36 10 36 10 40 10 2 10 9 10 2 10 2 10 132 10 9 3 9 1 1 1 19 3 5 1 1 3 50,000 50,000 50,000 50,000 30,000 30,000 50,000 50,000 50,000 50,000 50,000 30,000 5,600 5,600 5,700 5,600 6,000 6,000 5,600 5,600 5,700 5,600 6,200 6,500 – – – – – – – – – – – – – – – – – 15 5 10 10 10 10 10 5 15 15 10 25 – – – – – – – – – 65 – 80 – – 58 – – – 58 – – – = pas idéal ; – = impossible ; 4) avec objectif achromatique de 65 mm de diamètre (objectif MD) 80 – www.leica-microsystems.com La déclaration d'Ernst Leitz en 1907, " avec l'utilisateur, pour l'utilisateur ", Leica Microsystems – une société internationale avec un solide réseau décrit la collaboration fructueuse avec l'utilisateur final et la force d'in- de service après-vente dans le monde entier : novation de Leica Microsystems. Nous avons développé cinq valeurs Une présence dans le monde entier Tél. Fax d'entreprise perpétuant cette tradition : Pioneering, High-end Quality, Australie ∙ North Ryde +61 2 8870 3500 Team Spirit, Dedication to Science, et Continuous Improvement. Pour 2 9878 1055 nous, le respect de ces valeurs signifie : Living up to Life. Autriche ∙ Vienne +43 1 486 80 50 0 1 486 80 50 30 Belgique ∙ Diegem INDUSTRY DIVISION L'objectif de la division Industrie de Leica Microsystems est de soutenir ses clients dans leur quête d'un résultat final de la plus haute qualité qui soit. Leica Microsystems propose les systèmes d'imagerie les plus performants et les plus innovants, permettant d'observer, de mesurer et d'analyser les microstructures dans les applications industrielles de routine et de recherche, la science des matériaux, le contrôle qualité, les expertises médico-légales et les applications éducatives. Canada ∙ Concord/Ontario +32 2 790 98 50 2 790 98 68 +1 800 248 0123 847 405 0164 Danemark ∙ Ballerup +45 4454 0101 4454 0111 France ∙ Nanterre Cedex +33 811 000 664 1 56 05 23 23 Allemagne ∙ Wetzlar +49 64 41 29 40 00 64 41 29 41 55 Italie ∙ Milan +39 02 574 861 02 574 03392 Japon ∙ Tokyo +81 3 5421 2800 3 5421 2896 Corée ∙ Séoul +82 2 514 65 43 2 514 65 48 Pays-Bas ∙ Rijswijk +31 70 4132 100 70 4132 109 +852 2564 6699 2564 4163 21 6387 6606 21 6387 6698 République populaire de Chine ∙ Hong Kong ∙ Shanghai +86 Portugal ∙ Lisbonne +351 21 388 9112 21 385 4668 Singapour +65 6779 7823 6773 0628 Espagne ∙ Barcelone +34 93 494 95 30 93 494 95 32 Suède ∙ Kista +46 8 625 45 45 8 625 45 10 Suisse ∙ Heerbrugg +41 71 726 34 34 71 726 34 44 Royaume-Uni ∙ Milton Keynes +44 800 298 2344 1908 246312 +1 800 248 0123 847 405 0164 États-Unis ∙ Buffalo Grove/lllinois Copyright © by Leica Microsystems (Schweiz) AG, CH-9435 Heerbrugg, 2015. Sous réserve de modifications. 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