Optique pour projecteur a leds

[gregmittel]

Bonjour à tous.
Voici mon problème :
J'essaye de fabriquer un projecteur à leds de forte puissance. Point de vue électronique aucun soucis, mais pour tout ce qui est optique.... je suis pas très doué.
Je souhaite faire un projecteur longue portée avec un angle de 5 à 8° d'ouverture.
J'utilise 6 leds de puissance. Les leds sont disposées en cercle de diamètre 35mm et ont chacune un angle de diffusion de 120° (il n'y a pas moins).
Point de vue contraintes, il faut que le canon rentre dans un tube de 100mm de diamètre et de 200mm de long.
Je pensais utiliser seulement un condenseur au plus près des leds pour rendre mon faisceau étroit, mais le résultat est moche ! (j'ai pris l'idée sur les projecteurs robotisés de spectacle avec lampes à décharge HMI, réflecteur et condenseur)
Comment calculer la focale nécessaire, sachant que ma source n'est pas un point.
Je précise que je n'ai pas besoin d'avoir un faisceau net, même au contraire, il faut juste qu'il soit très serré.
Une seule lentille peut-elle suffire ? Comment dimensionner l'ensemble ?
Merci d'avance pour vos idées.
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[LPFR]

Bonjour.
Si vous voulez que le cercle de LEDs se projette comme un cône de 8° d'ouverture il faut que la focale de votre lentille soit f = (35/2)/tg(4°) = 250 mm.
Par contre, si vous voulez que les 120° de rayonnement des LEDs entre dans la lentille, alors son diamètre devrait être 2.tg(60°).250 = 866 mm. Ce qui est absurde.
Tel quel, votre problème n'est pas soluble.
Au revoir.

[gregmittel]

Bonjour et merci pour cette réponse, c'est clair, net et précis.
Du coup, (vu que 80cm de diamètre pour une lentille c'est pas vraiment envisageable...) est-il possible d'utiliser des colimateurs pour chaque led (réflecteur+lentille) pour ensuite mettre une lentille convexe pour uniformiser le faisceau ?
Les optiques pour leds toutes faites ne vont pas en dessous de 15°.
Le problème sera aussi que les 6 leds avec colimateurs prendront beaucoup plus que les 35mm de diamètre original...
Est-ce que cela reste possible ?
Sinon, créer 6 faisceaux de 5° le plus proche possible ? Peut-on mettre plusieurs lentilles a la suite pour passer de 120° à 5° ?
Merci d'avance.

[LPFR]

Re.
Le problème est qu'ne LED n'est pas une source ponctuelle. Donc, l'angle minimal du cône est donné par la surface effective de la puce et la focale de la lentille que l'on met dessus (le plastique d'encapsulation pour les diodes ordinaires.
Les diodes de forte puissance sont souvent un assemblage de plusieurs puces LEDs sur un même radiateur. Ce qui équivaut à avoir une grosse puce.

Et si ce sont des LEDs blanches, alors c'est pire, car la lumière ne vient même pas de la puce, mais d'une surface recouverte de matériel fluorescent accolé à la puce.

Donc, les solutions de mettre des lentilles en cascade pour augmenter la directivité ne fonctionnent pas. Elles ne font pas mieux qu'avec une seule.

Vous pourriez mettre plusieurs projecteurs, avec une seule LED pour chacun puis les réunir en les faisant converger. Mais je ne pense pas que vous gagnerez grand chose. Pour avoir des faisceaux puissants et directifs, la seule solution est d'avoir des sources très petites avec des puissances par unité de surface énormes. C'est ce que l'on fait avec des lampes à arc et avec des lasers. Mais pas avec des LEDs ni avec autre type de source lumineuse.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]