Réalisation d'une fibre optique

  Le but de cette page est de décrire la réalisation d'une fibre optique pour éclairage d'une loupe binoculaire, ou pour un microscope en épiscopie.

  L'éclairage sera en lumière du jour, et conviendra parfaitement aux prises de vues, puisque que l'électronique est basée sur un générateur de courant analogique.Il n'y a pas de banding. Les vidéos seront stables.

  Le système permet d'obtenir environ 200 lumens et peut fournir à 1 cm de la cible un éclairement de 2000000 de lux  (20 fois l'éclairement du soleil) Cela permet un confort exceptionnel. Cependant il faudra être prudent lors des réglages pour ne pas regarder le faisceau, car vous risquez un marquage de rétine. A l'origine je prévoyais 1000 lumens, mais les réglages sur fond noir, m'ont montré qu'aller plus loin comportait des risques.

  Le projet consiste à modifier une lampe Jansjö (70 lm) et d'y associer une fibre optique cohérente. Le coût de revient total est de 15 à 20 euros.

  Ce système permet un fort éclairage sous un angle important. Et cela réduit les problèmes de reflets dans les prises de vues, et dans les séquences de stacking (halos dûs aux reflets ponctuels). Il est en effet très important qu'un point éclairé de la cible le soit sous un angle solide important et ici on arrive à presque f/1. Les reflets ne seront plus des points mais de petites surfaces moins brillantes.



1- Liste du matériel


Phase1: Jansjö et fibre optique


   Il vous faut une lampe de bureau à LED Jansjö qu'on trouve chez Ikea à 13€. Prendre un modèle avec un long col. Je préfère un socle mais d'autres préfèrent des pinces...

jansjo-lampe-de-bureau-a-led-noir__0098927_PE240312_S4.JPG

  Il faut aussi un embout de fibre optique pour usage dentaire (fibre cohérente=Transfert d'images)  Curing Light Guide Rod Tip Glass LED Black 8×10mm Dental Optical Fiber  qu'on trouve sur eBay pour 5.06+2$ chez perfectshop999. (J'ai préféré en acheter 2 exemplaires pour équiper 2 lampes.)

FibreOptique.jpg


La partie ayant un diamètre de 10 mm entrera dans l'écrou-frein. et sera appliquée contre la LED. Le capuchon rouge devra être enlevé et constituera la sortie de la lumière.

Un joint évitera également un risque de court-circuit.



Phase2: Changer la LED de la lampe Jansjö


La lampe Jansjö comporte un générateur de courant de 700 mA. (ou 500 mA selon l'âge).

Nous changerons donc la LED par une acceptant 750 mA. Une LED 3w conviendra. Penser à choisir la bonne température de couleur. (Pour moi 6000K)

1116604-2.jpg  https://www.fasttech.com/products/1116604   1.06+0$  200 lm, 3W, 750 mA

Penser à acheter de la pâte thermique.



Phase3: Passer à 500 lumens (ou 1000 lm)


Trop dangereux pour mes yeux...  Changer la LED, la piloter avec un générateur de courant linéaire... (ex 10 W, 8x 7135, alimentés par du 5 volts + diode série)



Phase 1- La fibre optique


Modification de la Jansjö


  Il faut d'abord trouver une pièce en cuivre de 25,4 mm de diamètre (anneau de 25.4 mm). J'ai utilisé un vieil embout de tuyau d'arrosage.

  Ouvrir l'optique de la lampe (on peut détruire le condenseur optique) mais attention à ne pas casser l'embout de la lampe qui doit être en Zamac (cassant).

  Il faudra ensuite mettre l'anneau de cuivre dans la tête de la lampe. Il faudra donc limer les 2 petits reliefs de la tête. Si l'anneau ne tient pas bien (car trop petit) on pourra toujours placer une cale en aluminium pour que l'objet tienne à force. (capsule de lait par exemple)


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Elimination des reliefs 1h et 7h



Placer l'écrou-frein



Une fois la lampe capable de recevoir l'anneau de cuivre, on démontra celui-ci pour lui introduire à force l'écrou-frein (le frein orienté vers le coté extérieur)

20161102_160917.jpg

20161102_160951.jpg

Montage qui se placera contre la LED


Placer la fibre optique



Remonter le tout avec un joint pour éviter les court-circuits. et glisser la fibre optique.

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Anneau placé dans la tête, fibre optique prête à être glissée dans l'écrou (coté frein visible)

Résultats


20161017_175051.jpg  20161017_175104.jpg

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Phase 2-  Changer la LED

Attention: Il existe différents modèle de lampe Jansjö. Certaines sont pilotées par des transformateurs trop forts (genre 7V -> dangereux), d'autres par de générateur de courant 600mA (OK), d'autres par des transfo 4,2V (acceptable). Il vous faudra décider si la modification est possible...

20161102_160930.jpg



Changement de la LED


Dévisser les 2 vis. Tirer un peu sur la LED (collée sur l'embase). Le fil blanc est le positif, le fil noir le négatif.

Mettre et souder la nouvelle LED. Le fil blanc sur +, le fil noir sur -  .

Replacer le module LED en mettant de la pâte thermique, et revisser.

Attention: Cette manip fait prendre des risques car on n'aura plus de générateurs de courant 7135. On profite de la limitation du transfo...  Voir la Phase3


Comparaison


Comme j'ai équipé 2 lampes Jansjö, une sans changer la LED d'origine et l'autre avec une LED 6000K 250 lumens, il est facile de faire la comparaison:

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La nouvelle tête chauffera plus puisqu'elle émet plus de chaleur. Reste à voir si cela tiendra!  ???


20161020_122855_001.jpg

Le système s'insère bien dans un microscope... (second modèle)

Il faudrait essayer d'écraser l'embout pour voir si cela peut s'adapter aux forts grossissements...




Comparaison avec d'autres méthodes

Loupe d'horloger


  Il est possible de concentrer la lumière émise par une lampe Jansjö non modifiée en utilisant une loupe d'horloger. J'ai donc concentré cette lumière pour obtenir l'image de la puce émettrice d'environ 1 cm². Les zones éclairées sont insoutenables. J'ai donc fait cela sur une surface noire.

Voici les résultats:

20161103_172539.jpg

Sur-exposition!


20161103_172716.jpg

  Image obtenue en baissant la sensibilité. On peut voir à droite le carré représentant l'image de la puce obtenue avec la lampe d'horloger. A gauche la zone éclairée par mon système. On peut voir que seule la partie centrale du guide de lumière est éclairé. La tache lumineuse ne fait que 3 ou 4 mm.


  Après l'expérience je me suis aperçu que mon cache objectif (en plastique) avait fondu à l'endroit de la lumière concentrée!

20161103_172832.jpg

Le système avec loupe d'horloger n'a pas fait de dégats...


  L'utilisation d'une loupe d'horloger ne peut pas capter tout le flux lumineux émis par la puce. J'estime la perte de lumière à 75% (La lentille se trouve à l'endroit où le faisceau lumineux présente une surface éclairée  4 fois plus grande que la taille de la lentille)

  Personnellement je pense que l'éclairage fourni avec une loupe d'horloger augmente le problème des reflets plus gênants car la lentille est trop éloignée de la cible.



Avec un second condenseur


à écrire...   (utilisation d'un condenseur pour une concentration importante. Le second condenseur peut être plaqué contre la lampe sans modification)

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