Essai de 2 objectifs de « relief phase contraste » Olympus sur un microscope CK2
Comparaison avec le contraste d’Hoffman (et le contraste interférenciel)

Pendant l'année 2009, j’ai été intrigué par des objectifs Olympus marqués d’un RP sur Ebay et j’ai voulu en savoir plus.
Cela correspond à une technique baptisée « relief phase contrast » dont j’ai trouvé la description sur une brochure publicitaire (réf. 1). Intrigué, je les ai acquis et j’ai testé en fin d'année cette technique avant de la comparer aux autres utilisables dans les mêmes circonstances : sur un microscope inversé avec des boites de cultures en plastique qui ne permettent pas de travailler en contraste interférentiel.

I) matériel
Je suis équipé en microscopie dans la marque Olympus. Je possède depuis longtemps un microscope  BHS. Avec le développement des sites d’enchères sur internet, j’ai complété celui-ci par des accessoires et d’autres microscopes de la marque achetés d’occasion.

J’ai acheté en particulier aux états unis il y a quelques années, un Olympus inversé CK2.
(l'alimentation est en 110v mais j’y ai adjoint un transformateur 110-220V datant du passage au 220v en France !).

 CK2 Olympus

Je l’ai d'abord utilisé avec des objectifs A4PL, A10PL pour lesquels les anneaux de phases étaient fournis et LWD20PL (ce dernier a une bague de réglage d’épaisseur de couvre objet de 0 à 2mm).


L’an passé, j’ai acheté les 2 objectifs olympus :
10x achro RP O.N. 0,25 et
40x LWDCDPlanFRP O.N.0,55

à l’origine de cet article.

A noter, le 40x est prévu pour une épaisseur de couvre-objet de 1mm !
Alors que le 10X est pour un classique 0,17.
objectif RPC olympus
J’ai fabriqué des anneaux de phase correspondant pour la glissière du condenseur d’origine du CK2 mais celui-ci avait une ouverture insuffisante pour le 40X.

Or à la même époque, les hasards de l'occasion m'ont fait  acheter 2 ensembles de matériel Nikon Diaphot pour le contraste d’Hoffman.
J’ai ainsi rassemblé un jeu de 3 objectifs et modulateurs HMC et j'ai 2 condenseurs Nikon d’ouverture 0,5.

L’un a été associé aux objectifs
pour contraste d’Hoffman :

plan 10x 0,25               
LWD20x 0,40    
LWD40x 0,50


C'est maintenant mon matériel
standart sur ce microscope inversé.

objectifs HMC

Le second de ces  condenseurs Nikon à 4 orifices en tourelle, sert pour des bricolages et en particulier pour ce relief contraste .
J'ai réalisé des anneaux de phase  par découpage dans du carton, en vérifiant le bon positionnement avec une lunette de centrage.

condenseurs HMC diaphot adaptés CK2

Une brochure associée aux microscopes Olympus CK(réf. 1) m’a donné un modèle pour  réaliser les anneaux adaptés aux 2 objectifs pour ce « Relief Phase Contrast (RPC) »

principe RPC Olympus

Il faut noter que la brochure consacrée aux microscopes plus récents CKX (réf.2) décrit une technique différente le « Relief contrast (RC) » qui semble très proche du contraste d’Hoffman (HMC).
 relief contrast 

Est-ce que les brevets de cette technique sont devenus exploitables par Olympus ?
Je n’ai pas les détails de l’histoire, mais mes tests en opposant les 2 techniques vont aussi séparer les 2 générations de matériels.


2) résultats des tests
Pour communiquer plus que mes impressions subjectives, j'ai réalisé quelques images avec un appareil numérique Nikon.
J'ai pris pour sujet à plusieurs reprises, les classiques cellules de l'épithélium buccal (grattage de l'intérieur de la joue).

Les images sont toutes rééchantillonnées pour atteindre un format de 500 pixels de large.


1ere série (à l'échelle 0,5 = 2 photosites pour 1 pixel dans l'image):
Contraste de Phase                                                                                               "Relief phase contrast" Olympus
10x








40x
comparaison phase et relief phase contrast
2e série (rééchantillonnée pour garder le cadre donné  par le projectif NFK2,5x):
Phase "Relief phase contrast" Olympus
10x phase 10x 10x relief phase
40x phase 40x 40x relief phase
A 40x, j'ai réalisé aussi des vues en contraste d'Hoffman et en contraste interférenciel mais je n'ai pas retrouvé le mème champ après changement de microscope.
40x HMC 40x 40xCI
Contraste d'Hoffman Contraste interférenciel

2e sujet test: toujours avec des objectifs 40x, observations d'une goutte de liquide surnageant d'un yaourt nature  pour y repèrer les bactéries responsables de la transformation du lait:  lactobaciles allongés et chainettes de streptocoques, parmi des globules de graisse

Contraste de phase Relief phase contrast
phase relief phase
40xHMC 40xCI
Contraste d'Hoffman Contraste interférenciel
Pour terminer, 3 exemples recadrés sur une mème ligne pour faciliter la comparaison:
40x Phase 40x relief phase contrast 40x Hoffman
Contraste de phase Relief phase contrast Contraste d'Hoffman

Mème comparaison avec les bactéries du yaourt, cette fois, à l'échelle 1/2
phase
Relief phase
HMC
Contraste de phase Relief phase contrast Contraste d'Hoffman

3) discussion

Ces techniques sont consommatrices de lumière. Une bonne partie du cône d’éclairage est obturée et il y a de plus une plaque de phase ou un modulateur dans l’objectif.

Les images en RPC ont globalement l’aspect du contraste de phase mais le halo n’est présent que d’un seul coté. Cela donne une légère impression de relief mais qui n’a rien à voir avec celle du CI.  Cette technique RPC  me semble apporter peu. Elle a pourtant été proposée récemment (2007) sous une forme voisine par un médecin travaillant en Roumanie Joerg Piper (réf. 3).
Il semble que la firme Zeiss (réf. 4) a utilisé aussi une idée voisine quelque temps (Variable relief contraste = Varel) avant de développer en 2003, un contraste interférenciel adapté aux boites plastiques PlasDIC. (réf. 5)

Le contraste interférenciel (CI) est bien supérieur chaque fois que l’on peut l’utiliser.

Le contraste de Hoffman (HMC) est intéressant avec du matériel en plastique incompatible avec le CI. C’est semble t il la solution Olympus actuelle sous le nom de « Relief contrast ».

Ces techniques reliées à une illumination oblique sont toutefois intéressantes car elles n’ont qu’un faible cout et peuvent être mises en œuvre par des amateurs bricoleurs.

Le plas DIC serait vraisemblablement  intéressant, mais il est réservé dans le commerce aux appareils Zeiss. Je me demande toutefois s'il ne serait pas possible de le réaliser avec un prisme CI pour lumière réfléchie? c'est une nouvelle piste de bricolage...

Daniel Nardin

 


Bibliographie, références internet :

(1) Olympus relief phase contrast
 Brochure CK :                 http://www.iolympus.cz/mikroskopy/prospekty/Relief%20phase%20contrast.pdf

(2) Olympus relief contrast
 Brochure CKX:               http://www.iolympus.cz/mikroskopy/prospekty/CKX2.pdf

(3) relief phase contraste   http://www.relief-phase-contrast.com/index.html
Piper  J. : Relief-Phasenkontrast - eine universell einsetzbare Modifikation des Phasenkontrasts mit verbesserter Bildqualität, Mikrokosmos 96 / 4, 223-229, 2007

(4) Zeiss Varel                 http://www.zeiss.de/C1256F8500454979/0/877D55B12C3A9095C1256F8E003506DE/$file/varel.pdf
                                        http://www.smt.zeiss.com/C12567BE0045ACF1/Contents-Frame/B14DDA7D7E2CA1D9C1256FB6002A5EA1

(5) Zeiss PlasDIC            http://www.zeiss.de/C12567BE00472A5C/EmbedTitelIntern/Article-PlasDic_e/$File/GIT_Arcticle.pdf

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Dernière mise à jour: samedi 16 janvier 2010

une version anglaise de ce texte est parue dans le journal en ligne  de microscopie anglais miscape en janvier 2010