Hola Pelu
El tema es que los LEDs emiten un cono de luz de aproximadamente 90º (hay de 120º, 80º, etc.) Para que una lente pueda captar y aprovechar todo ese cono de luz y colimarlo el diámetro debería ser el doble de la distancia focal. Una lente de esas características es muy gruesa en el centro, por lo que tendría mucha aberración, entonces lo que se suele utilizar son lentes asféricas:
https://www.edmundoptics.es/resources/application-notes/optics/all-about-aspheric-lenses/Yo utilicé estas en el proyecto de iluminador para colimar y concentrar la luz en la guía líquida de luz (o fibra óptica):
https://www.edmundoptics.es/f/techspec-molded-aspheric-condenser-lenses/34725/Las linternas con LED, las típicas de aluminio que se pueden enfocar girando el cuerpo llevan este tipo de lentes y se puede proyectar la imagen del LED con bastante calidad sobre una pared alejada.
En sitios donde es mas crítica la calidad de las lentes, como en la entrada de luz del microscopio (la otra punta de la guía) si que se pueden utilizan lentes condensadoras acromáticas formadas por varias lentes para corregir las aberraciones cromáticas y esféricas.
Haciendo pruebas lo que mejor resultado me dio son los oculares de microscopio de 30mm de diámetro de 10x de los que se pueden utilizar con gafas, que tienen una pupila de salida (la última lente por el lado donde se mira) de mas de 20mm.
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Hugo González, en Flickr
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Hugo González, en Flickr
Yo al microscopio lo modifiqué con un ocular de este tipo en la entrada de la luz, ya sea para colocarle un LED directamente u la salida de la guía de luz para un iluminador exerno.
Saludos
Hugo