[DIY] Centreur optique sous broche

[Rebus]

Bonjour,

Oui, les tubes de carton noir, mais le positionnement par rapport au prisme, qui devrait donner une image dans le bon sens (?) me semble un peu plus compliqué.
En fait je ne sais pas "par quel bout commencer"
Une distance de 10 à 15mm entre la surface de la pièce et l'objectif me semble une bonne valeur.
Le prisme ensuite à quelle distance de l'objectif ? (réponse prévisible : ça dépent de l'objectif utilisé)
Et enfin l'oculaire par rapport au prisme ? (réponse tout aussi prévisible ....)
J'ai vu (de l'extérieur) plusieurs modèles de centreurs sur le net, mais pas de description de la conception.

C'est sûr ce n'est pas un accessoire de première nécessite, la pinnule c'est pas mal, mais ça fait partie des projets sur la longue liste ....

 

[pierrepmx]

Un truc tout bête Pierre lorsque tu fais un appareil de centrage posé pour qu'il ne glisse pas du tout est d'y coller du 3M gris en bande de 20mm. ou moins pour les nez de marche d'escalier dessous, j'emploie ce matériau pour plein de trucs à l'atelier lorsque je ne veux pas de mouvement, genre garnissage de serre-joints, il n'y a que si tu chauffes en soudant trop près que cela se décolle.

Dans le mê me genre d'idées astucieuses :

Sur le premier article (MEW N°1), l'auteur a incrusté un joint torique sous le pied pour servir d'antidérapant.

Quelqu'un sur le net dit aussi en avoir fait un dans un aimant de haut-parleur. Sans intérêt sur l'alu, bien sur !

 

[gaston48]

Bonjour Rebus
Fait nous des photos de ce dont tu disposes.
N’essaye pas de descendre à une conception
à base de composants élémentaire tel que des lentille isolées.
Si ce sont des éléments de microscope, normalement tu as ce qu’il te faut pour
faire un système de haute qualité.
A la base tu as simplement un objectif et un oculaire les deux sont séparés
par un tube à une distance normalisé de 150 ou 160 mm cette distance
tu peux la « plier » à l’aide d’un prisme un d’un miroir.
Un objectif de microscope est caractérisé par une puissance, un champ de
vision et une distance de travail ( la distance qui sépare la lentille frontale
de l’objet que tu observes).
Il faut que tu sélectionnes un objectif entre 4X et 10X pour avoir une distance
de travail entre 16 mm et 6 mm , un champ de 5mm à 2 mm de diamètre
ce qui correspond ( pour information) à un focale entre 30 mm et 16 mm.

A 160 mm de l’épaulement de l’objectif (environ) tu vas disposer l’épaulement de l’oculaire.

L’oculaire est une loupe complexe qui va grossir un plan image de ta pièce
de diamètre 20 mm que va former l’objectif exactement à l’entrée de cet oculaire
et c’est exactement à cet endroit (Ou se trouve également un diaphragme)
que tu va disposer une petite fenêtre gravé d’un croix :
le réticule (ou une rondelle avec 2 cheveux collé en croix).
Avec ce principe, tu n’auras aucune erreur de parallaxe si tu déplaces l’œil
à gauche ou à droite. Virtuellement, c’est comme si la croix était gravé sur ta pièce.
Ce principe est incontournable un objectif, un oculaire, une image intermédiaire
ou tu disposes un réticule.
Il y a différent principe optique d’oculaire chacun avec ses qualités.
Un type d’oculaire, le Huygens ne permet pas facilement d’intercaler le réticule.
L’image de l’objectif est à l’intérieur de l’oculaire après une lentille d’entrée.
il sont long de 2x leur diamètre et ont donc une lentille à chaque extrémité.

Donc pour sélectionner un bon oculaire, tu le colles sur ton œil et par l’arrière,
tu approches et rentres le petit doigt dans la monture si à un moment donné,
tu vois l’ongle net, c’est bon, c’est là qu’il faut disposer le réticule. Si tu butes sur
une lentille avec l’impossibilité d’avoir quelque chose de net, c’est un Huygens.
Un oculaire qui convient à un ensemble optique assez court vissé sur un
tube. C’est dans ce tube que tu intercales le réticule.

Un oculaire dispose d’un grossissement X10 par exemple. C’est le produit
Du grossissement de l’oculaire par celui de l’objectif qui te donne le
grossissement total.
Les normes que je t’indique sont les plus courantes il y en a d’autres avec
des objectifs à l’infini, des distance de travail beaucoup plus grande etc
ces objectifs sont optimisés pour travailler à ces distances, tu peux plus
ou moins moduler ces distances, mais tu dégrades leurs qualités.

Pour l’éclairage, évite de faire un système coaxial avec une lame semi ou autre
Quelques led autour de l’objectif sont bien suffisantes.

Si tu n’intercales rien dans les 160 mm, ton image est inversée. En fonction
du type de prisme, tu peux arriver à redresser l’image. Mais même si tu restes
inversé ça perturbe un peu les mouvements sur la machine mais ça reste
tout à fait exploitable

 

[pierrepmx]

Salut Rebus,

on dirait que ton projet va prendre un coup d'accélérateur !

 

[Rebus]

Salut Rebus,

on dirait que ton projet va prendre un coup d'accélérateur !

Bonjour,

Euh, oui ... j'ai l'impression d'être tombé sur LE SPECIALISTE.

D'abord merci d'avoir pris la peine de rédiger toutes ces explications.
Le matériel dont je dispose :

Je ne sais pas si c'est très visible, donc je décris :

- l'objectif : 20/0.40 (grossissement /focale ???)
- le prisme c'est un LITTROW 22x37,9x22mm avec une face réfléchissante
- après ce sont des lentilles de récupération
- l'occulaire est un morceau de télescope jouet avec un système de zoom.... je ne sais pas si c'est utilisable.

Voilà !

 

[Okapi]

Pas bête non plus le joint torique Pierre, sur la photo que tu montres la croix me semble bien grosse au niveau du trait par contre, si il faut s'aligner sur un trait de marquage fait au carbure, c'est pas trop évident, la solution que je préfère est le simple passage avec un burin bien centré croisé à 90° après avoir poli la surface, ensuite simplement se frotter le bout du doigt au crayon graphite et passer sur le trait te donne une ligne de 1/10ème au maximum, la crasse se chargera ensuite de conserver le noir dans le trait, et si on fait un cercle de 4-5mm. en plus, l'acquisition du point est facilitée, l'oeil est prévu pour centrer plus aisément au centre d'un cercle, le truc de la visée concentrique en fait, on a une précision de l'ordre du dixième déjà ainsi, j'avais un texte sur le nombre de lignes pour l'oeil humain(pouvoir séparateur) mais je ne le trouve plus de suite.

En photo on emploie la valeur d'une minute d'angle comme valeur standard de pouvoir de séparation de l'oeil, facile à partir de là de faire le calcul en fonction de la distance à laquelle on va regarder dans l'outil, j'ai fait un petit essai, avec un trait fait au carbure, on lit sans peine 10 lignes au mm. au travers d'un bout poli assez bien, pas top du top au niveau parallélisme en plus.
Après de toute manière cela n'a plus d'importance, c'est quand même juste pour faire des trous à la perceuse, si c'est pour aligner en vue d'un pointage xy, la pinule et les verniers sont plus fiables et plus rapides surtout.

 

[gaston48]

Bon, on commence :

Ton prisme Littrow est parfait, c’est un 60°. Il me semble qu’on le
désigne comme Littrow quand on l’utilise en dispersif (pour décomposer
la lumière) et comme Bauernfeind quand on l’utilise en imagerie…
Il n’inverse pas et ne retourne pas l’image.
Il est verre optique BK7 indice 1.5158.
La longueur de son trajet est de 38.106 + 13 mm d’étirement du trajet.

Donc si à partir d’un trajet linéaire de 160 mm tu intercales le prisme
pour plier le trajet… et que tu déplies de nouveau le trajet en remplaçant
le prisme par un bloc de BK 7 de 38.106, le trajet passe à 160 + 13 = 173 mm.

 

[gaston48]

L’objectif :
Il est beaucoup trop puissant pour notre application. Une lunette de centrage a
un grossissement global de X20. avec un objectif X4 par exemple et oculaire
de X5 .
Sa focale est très courte de l’ordre de 8.5 mm. Une très faible variation de
distance de travail peut positionner le plan image à l’infini ou à quelques
dizaine de mm de sa monture.
On peut quand même tenter de l’exploiter.
0.4 désigne l’ O.N, l’ouverture numérique. C’est une façon de quantifier
la luminosité de l’objectif. Elle tient compte de l’indice du milieu dans lequel
l’avant de l’objectif est susceptible de travailler.
La valeur correspond au sinus du ½ angle « du cône de lumière qui rentre dans
l’objectif » donc 2x 23°.
De tout cela, plus les caractéristiques plus détaillées qu’on trouve chez les
constructeurs (comme Edmund), on peut établir cette implantation en X20.

Il faudrait confirmer cette configuration par un montage. Pour cela, il faudrait
fabriquer un objet très lumineux, observable par l’objectif, afin de créer une
image (sur le plan image) observable avec un bout de calque disposé exactement
à 160 mm. L’ objet lumineux sera une petite boite à lumière éclairant une
fenêtre diffusante à la surface de laquelle il y aura « une structure « sans
épaisseur plus ou moins opaque, qu’on pourra identifier et mettre au point
sur le calque. Le champ observé est petit ! 1 mm de dia.
Un fraiseuse fait un excellent banc optique ! il faudra être dans la pénombre aussi

 

[gaston48]

Si cela se confirme, on peut tenter de le faire travailler à X10.
La distance de travail ne sera pas beaucoup plue éloigné mais le plan image sera à positionner à 75 mm
avec un champ observé de 2 mm cette foi.

 

[gaston48]

Si on intercale le prisme, cela donnerait ceci :

Et travailler à X6 positionne le plan image à 41, il n’y a plus la place d’intercaler le prisme.


Le plan image contient une image réel agrandi de l’objet. Elle est observable
avec un dépoli / calque mais aussi à l’œil nu. Pour faciliter son observation,
on peut déjà y disposer un réticule, simplement pour bien accommoder sur
un objet réel et se mettre à une quarantaine de cm. On doit observer une tache
lumineuse au centre représentant la partie central net du champ observé.
Avec une simple loupe d’ horloger par exemple, on peut observer la même
chose de plus près et grossi (Oc. de kepler). Mais dans les 2 cas la périphérie du champ
n’est pas collecté par l’œil et est perdu. C’est le rôle d’un des composants
de l’oculaire, la lentille « de champ » de refaire converger cette périphérie
perdu vers la pupille de l’œil. Cette lentille de champ et notre loupe d’horloger
constitue déjà un oculaire de Huygens si la lentille est avant le plan image
de Ramsden si la lentille est juste après…

 

[Rebus]

Gaston48, attends un peu .....

Laisse moi le temps d'essayer de comprendre tes schémas, j'ai encore pas fini de décortiquer le premier qu'il en arrive d'autres.

Ce que je retiens immédiatement c'est que l'objectif x20 n'est pas vraiment adapté à ce que je veux faire... il faut que j'en trouve un x4.

 

[Okapi]

Gaston48, attends un peu .....

Laisse moi le temps d'essayer de comprendre tes schémas, j'ai encore pas fini de décortiquer le premier qu'il en arrive d'autres.

Ce que je retiens immédiatement c'est que l'objectif x20 n'est pas vraiment adapté à ce que je veux faire... il faut que j'en trouve un x4.

Et au moins quand tu auras réussi à faire un viseur après tout ça, tu auras une longue barbe blanche…

 

[gaston48]

J’ai tout mon temps Rebus, digère les schémas à ton rythme .
Je t’invite à quand même faire des manips avec ce dont tu disposes.
Le plus important est de prendre son temps pour fignoler l’aspect mécanique
du banc d’expérimentation optique. On passe souvent à coté de résultats
qui confirme la théorie par ce que les éléments sont mal positionnés
par ce que tenus « en l’air ».
une lunette de centrage pour machine outils n’est pas autre chose qu’un
microscope. Donc à la base, une système optique qui peut se résumer à
2 lentilles positives. Google regorge d’informations.
Faudrait peut être voir du coté des objectifs en monture C pour vidéo surveillance.
En le disposant inversé, monture vers l’objet, on dispose d’une distance de
travail d’une quinzaine de mm. Il y a des focales dans les 20 mm qui
pourrait convenir.

 

[Rebus]

Bonjour Gaston48,

Merci pour cette quantité d'informations, en si peu de temps ...
Je suis loin d'avoir 1/10 de tes connaissances en optique, j'ai eu simplement dans le passé la passion de la photo et donc du développement et tirage en argentique.
J'avais pensé également à ces petits binoculaires que l'on utilise pour la manipulation des composants CMS.
Lle grossissement est plus réduit et donc la distance de travail et le champs seraient peut être plus adaptés à un centreur?

Mais, le réticule se positionne où dans la chaîne optique pour être net comme l'objet et ne pas avoir d'erreur de parallaxe ?

 

[JeanYves]

Bsr ,

Je crois que je vais m'en faire un , je n'en ai pas vraiment besoin mais ça occupe ! .
J'ai plusieurs objectifs de camera de surveillance et des oculaires qui trainent .
Avec un miroir , car il me manque le prisme .

 

[stanloc]

Bonsoir,
Je n'avais pas vu ce post et c'est pourquoi je demandais à Okapi des précisions au sujet de son dispositif qu'il vient de nous montrer au chapitre FRAISAGE.
@gaston48 ; je me doutais depuis longtemps que tu avais des connaissances ailleurs qu'en mécanique et je viens d'en avoir la preuve. Je vois lorsque tu évoques les verres que c'est ton domaine.
Je pense que l'on peut modifier ton schéma optique (j'ai rien à y redire) en se basant sur le principe des lunettes autocolimatrices. Peut-être donc placer une LED blanche au fond du cylindre vertical, sous l'attachement à la broche. Un "condenseur" (une lentille plan-convexe toute bête) transforme le faisceau divergent de la LED en faisceau parallèle qui éclaire un cube constitué de 2 prismes accolés par leur hypothénuse. Ce faisceau est repris par l'objectif qui le focalise sur le coup de pointeau. La lumière réfléchie vient de nouveau sur le cube et est réfléchie à 90° par la diagonale du cube et rejoint l'oculaire en passant comme déjà dit sur le réticule.
Le tube de visée est seulement perpendiculaire au lieu de faire un angle peut-être plus commode pour la vision mais bon????

Je vous signale que pour faire un réticule de la meilleure qualité qui soit il ne faut pas prendre ni des cheveux ni des fils métalliques, la "chose" irremplaçble même de nos jours,c'est du FIL D'ARIANE que les araignées nous fabriquent en longueurs énormes et gratuitement.
Stan

 

[moissan]

ça donne des idée !

avec de l'optique classique il faut des lentilles assez grande pour qu'on puisse mettre l'oeil devant

avec un ojetif de camera video il faut mettre l'oeil dans une position trop precise pour que ça marche ... donc c'est pratiquement inutilisable

conclusion il faut utiliser une camera video entiere ... c'est encore plus precis que l'oeil devant quelque lentille car il n'y a plus aucunne influence de la position de l'oeil ... et il n'y a plus besoin de prisme ou miroir de renvoi