éclairage loupes

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Messagede penfieldam » 21 Mar 2025 12:56

Bonjour à tous,
Avant de commencer, je tiens à préciser que je suis légèrement hors sujet, mais je viens à vous après des heures de recherche infructueuses sur le net .
Je pense que votre communauté possède des connaissances en optique et en lumière qui pourraient grandement m'aider.

J'ai pour projet de réaliser des loupes binoculaire grossissante (montées sur une monture de lunettes) pour réaliser du travail de précision. La partie grossissante est maintenant bien avancée et fonctionne très bien ( on reste malgré tout encore dans du prototype imprimé en PLA).
loupes1.jpg
Vue d'ensemble des loupes + éclairage
Exif et Meta MicroCartouche loupes1.jpg (81.89 Kio) Vu 481 fois


En plus de la partie grossissement il me faut réaliser un éclairage puissant et lui aussi monté sur la monture des lunettes.

J'ai réalisé un prototype de "boitier" sur batterie pour l'alimentation de la led.
Brièvement : j'ai deux 18650 en série avec bms
: un Buck Converter 5v (je compte diminuer la tension pour la rapprocher au plus possible de la tension de ma led d'éclairage),
: Atmega 328p (pour la gestion des modes d'éclairage, indication du niveau de charge, et le signal pwm pour contrôler un mosfet monté en série avec la led)
(Le montage est probablement loin d'être parfait mais a le mérite de fonctionner depuis quelques semaines sans avoir pris feux )
voir photo 2
Le cahier des charges pour la lumière est le suivant:
1/ être le plus compacte possible (donc on oublie le ventirad avec watercooling pour refroidir la led)
2/ Consommation la plus basse possible (idéalement il faudrait pouvoir tenir plusieurs heures sans avoir à recharger le boîtier)
3/ Avoir un faisceau lumineux bien focalisé ( je voudrais qu'à 45 centimètres le spot lumineux ne dépasse pas 7 cm de diamètre et ai une luminosité autour des 50 K lux)
Mon problème porte sur le dernier point.
J'arrive à avoir un faisceau bien défini, mais la luminosité ne dépasse pas les 4K lux.
test lumen.jpg
faisceau lumineux 4k LUX
Exif et Meta MicroCartouche test lumen.jpg (108.48 Kio) Vu 480 fois


Comme led j'ai une Cree XML2T6 6500k achetée sur Ali
led.jpg
XML2
Exif et Meta MicroCartouche led.jpg (59.6 Kio) Vu 480 fois


Selon le datasheet, à 700 mA je devrais avoir 305 lm sur 120° ( ce qui devrait normalement me permettre d'avoir une intensité lumineuse théorique bien supérieure à mes 4k lux, si bien focalisée).
Je me suis donc demandé si la led était bien une XML2t6.
J'ai mesuré une intensité lumineuse de 100 Lux à 1 mètre et 300 à 54 cm ce qui me porte à croire qu'elle dégage bien les 300 lumens annoncés.
Je ne peux pas augmenter l'intensité car ma led chauffe déjà beaucoup, et vu mon rendement lumineux je devrais monter beaucoup trop haut en ampérage pour avoir la luminosité désiré.
Sur cette photo vous pouvez voir une vue en coupe de la dernière version de ma lumière avec dissipateur thermique imprimé en aluminium .
coupe lumiére.jpg
vue en coupe
Exif et Meta MicroCartouche coupe lumiére.jpg (56.74 Kio) Vu 480 fois


Pour focaliser mon faisceau j'utilise 2 lentilles. La première (en PMMA qui à tendance à fondre) est censée me concentrer le faisceaux sur 10°.
lentilles2.jpg
lentille 1
Exif et Meta MicroCartouche lentilles2.jpg (52.18 Kio) Vu 480 fois


La deuxième est est placée de sorte à ce que la source lumineuse soit située au foyer de lentille 2 ( ici une lentille bi convexe, mais j'ai fait de nombreux test avec d'autres).
Pour le moment c'est le seul moyen que j'ai trouvé pour avoir un faisceau étroit, bien défini, circulaire et sans projeter l'image de la puce LED.
Ca "fonctionne" mais je pense avoir des pertes lumineuses énormes.
Il y a sans doute moyen d'avoir beaucoup mieux.
J'ai essayé avec des lentilles asphériques, mais même si elles concentrent bien mon faisceau lumineux elles me donnent une projection carré de ma puce led.

Voici un exemple de se qui se fait déjà dans le commerce et que je souhaite reproduire:
loupesthai.jpg
exemple1
Exif et Meta MicroCartouche loupesthai.jpg (67.88 Kio) Vu 480 fois


Y aurait-il quelqu'un pouvant m'éclairer?



Merci d'avance à tous et encore désolé pour le hors sujet !
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Re: éclairage loupes

Messagede Maraussan » 21 Mar 2025 19:38

Bonsoir à tous.

Voici un exemple de se qui se fait déjà dans le commerce et que je souhaite reproduire...

Je me trompe peut-être, mais si cette réalisation commerciale délivre les 50K Lux que tu souhaites, il est pas interdit de démonter l'ensemble afin de voir comment celui-ci est réalisé. La réalisation doit être proche de celles des dernières générations de torches professionnelles.
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Re: éclairage loupes

Messagede penfieldam » 21 Mar 2025 21:08

Maraussan a écrit:Bonsoir à tous.

Voici un exemple de se qui se fait déjà dans le commerce et que je souhaite reproduire...

Je me trompe peut-être, mais si cette réalisation commerciale délivre les 50K Lux que tu souhaites, il est pas interdit de démonter l'ensemble afin de voir comment celui-ci est réalisé. La réalisation doit être proche de celles des dernières générations de torches professionnelles.


Malheureusement j'ai déjà essayé, mais le système d'éclairage sur la dernière photo n'est pas le mien et le démontage n'est pas évident car bien collé.
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Re: éclairage loupes

Messagede Maraussan » 21 Mar 2025 21:58

Quelle marque et quel modèle ?
Les 50K Lux sont effectivement bien mesurés ?

Et pourquoi 50K Lux ? C'est considérable.
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Re: éclairage loupes

Messagede penfieldam » 21 Mar 2025 22:16

Maraussan a écrit:Quelle marque et quel modèle ?
Les 50K Lux sont effectivement bien mesurés ?

Et pourquoi 50K Lux ? C'est considérable.


La marque est Univet, voici le model en question:
Univet.jpg
Exif et Meta MicroCartouche Univet.jpg (26.69 Kio) Vu 413 fois

J'ai aussi mesuré un autre model de chez Zeiss, l'intensité lumineuse est comparable.
En fait le grossissement fait que l'image est beaucoup plus sombre et c'est pour travailler dans un milieu très peu éclairé.
D'où la nécessité d'avoir cette intensité lumineuse.
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Re: éclairage loupes

Messagede Maraussan » 21 Mar 2025 22:48

Il existe des entreprises institutionnelles pour ce genre de composants, comme Thorlabs ou Edmund Optics, et si l'on connait un peu la terminologie, les fabricants chinois référencés sous Aliexpress et autres sites.
Mais le service technique du fondeur de led devrait pouvoir te conseiller.

Ou bien déconstruire une réalisation commerciale...

https://fr.aliexpress.com/i/32803417335 ... pt=glo2fra
Réflecteur en 10 degrés à priori. C'est donc le réflecteur miroir métallisé qui fait l'essentiel du job, sans absorber une quelconque part de lumière et sans s’échauffer. Une lentille frontale est utilisée pour avant-tout obturer le collecteur d'illumination. Pour plus de concentration, cette lentille peut être double, les deux faces convexes face à face, mais je ne suis pas certain que le bilan global soit positif si tu recherches les 50K Lux.

PS, on trouve des réflecteurs miroir + lentille, le champ est alors de 5 degrés. A voir si ceux-ci sont compatibles avec ta Led.
La balle est dans ton camp...
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Re: éclairage loupes

Messagede penfieldam » 23 Mar 2025 10:38

Maraussan a écrit:Il existe des entreprises institutionnelles pour ce genre de composants, comme Thorlabs ou Edmund Optics, et si l'on connait un peu la terminologie, les fabricants chinois référencés sous Aliexpress et autres sites.
Mais le service technique du fondeur de led devrait pouvoir te conseiller.

Ou bien déconstruire une réalisation commerciale...

https://fr.aliexpress.com/i/32803417335 ... pt=glo2fra
Réflecteur en 10 degrés à priori. C'est donc le réflecteur miroir métallisé qui fait l'essentiel du job, sans absorber une quelconque part de lumière et sans s’échauffer. Une lentille frontale est utilisée pour avant-tout obturer le collecteur d'illumination. Pour plus de concentration, cette lentille peut être double, les deux faces convexes face à face, mais je ne suis pas certain que le bilan global soit positif si tu recherches les 50K Lux.

PS, on trouve des réflecteurs miroir + lentille, le champ est alors de 5 degrés. A voir si ceux-ci sont compatibles avec ta Led.
La balle est dans ton camp...


Bonjour,

Jai déjà exploré cette possibilité. Ce sont des réflecteurs TIR.
Dans l'idée la lentille au centre a surtout pour but de rendre parallèle les rayon lumineux qui ne touchent pas le réflecteur.
Le réflecteur quand à lui rend les rayon qui se reflètent sur lui parallèle aussi.

Il y a 2 problème à ça : l'encombrement (ça me force à avoir un système d'éclairage d'un gros diamètre)
le faisceau est concentré mais pas de manière propre avec un beau spot lumineux bien définie
1000012273.jpg
led + TIR
Exif et Meta MicroCartouche 1000012273.jpg (84.66 Kio) Vu 326 fois

1000012274.jpg
led+ TIR + LUX
Exif et Meta MicroCartouche 1000012274.jpg (122.13 Kio) Vu 326 fois


En revanche je pense avoir trouvé une piste ce week end.
J'ai reçu hier des lentilles asphérique (dites condenseur) avec des distances focales de l'ordre de quelques mm.
Ca me permet de capter un maximum de lumière en sortie de led vu qu'elle est quasiment collé à celle-ci.
Ensuite je place une plan/convexe avec une focale de quelques cm pour projeter l'image de la led condenseur.
et voila ce que j'obtiens:
1000012275.jpg
lentille condenseur
Exif et Meta MicroCartouche 1000012275.jpg (104.87 Kio) Vu 326 fois

1000012268.jpg
montage lentilles
Exif et Meta MicroCartouche 1000012268.jpg (69.25 Kio) Vu 326 fois

1000012276.jpg
mesure lux condenseur
Exif et Meta MicroCartouche 1000012276.jpg (99.29 Kio) Vu 326 fois


C'est déjà beaucoup mieux en therme de focalisation et puissance lumineuse 8-)
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