Mikro-Forum

http://www.elektor.de/elektronik-news/power-led-module-mit-richtig-power.1348222.lynkx?utm_source=DE&utm_medium=email&utm_campaign=news

Herzliche Grüße

Detlef Kramer

Hier wird es aber nicht ohne aktive Kühlung gehen. Siehe auch die neuen Kaltlichtquellen von Zeiss mit einer Lichtleistung von 900 Lumen, gemessen an der Spaltringleuchte. Als Lichtquelle dient eine einzige Power-LED mit entsprechend hoher Leistung, massivem Kühlkörper und sehr leisem Pabst-Lüfter.
Farbtemperatur ohne Filter 6200K, dazu gibt es Filter für 3400 K und 5600K
Zum Vergleich, die große KL2500 LCD liefert etwa 600 Lumen bei einer Lampenlebensdauer von 50h.

Werner Jülich

Diese Led gibt es in der Bucht um ca 50-, die 100 Watt Version um ca 80-90 Euros, manchmal auch billiger.
Die Fläche ist leider sehr groß, man benötigt da ein Linsensystem um es so klein wie die zu ersetzende Leuchtfläche einer (Halogen)Lampen-Wendel in den Strahlengang zu projizieren.

nG
Bernd

Zitat von: BEKLO in Mai 14, 2010, 11:53:30 VORMITTAG
Diese Led gibt es in der Bucht um ca 50-, die 100 Watt Version um ca 80-90 Euros, manchmal auch billiger.

Lieber Bernd, ich konnte in der Bucht nichts dazu - auch zu den o.a. Preisen - finden, hast du einen Link?
Welche Art Linse müsste vorgesetzt sein, damit das Licht entsprechend einer Halogen-Wendel gebündelt kommt?
Ist so etwas nicht "aufzutreiben" ?

Danke für deine Hinweise...!

Eine Led z.B. Ebay Nr: 280491617349   100Watt  54 Euros
sowie Ebay Nr:    390193121107       100 Watt ca 76 Euros

oder: Ebay Nr: 320403028424  50 Watt 40 Euros
beide Anbieter bieten auch tlw. Netzteile dazu an.

Es gibt aber noch viele andere Anbieter.

Als Kollektorlinse habe ich die Linse eines defekten Autoscheinwerfers (Xenon) versucht, geht recht gut.
Brennpunkt war in 12 cm Entfernung.

netten Gruß
Bernd

Lieber Bernd,

du hast geschrieben:

Zitat von: BEKLO in Mai 15, 2010, 15:10:40 NACHMITTAGS
Eine Led z.B. Ebay Nr: 280491617349   100Watt  54 Euros
.... oder: Ebay Nr: 320403028424  50 Watt 40 Euros

Es gibt aber noch viele andere Anbieter.

Kann man denn, deiner Erfahrung nach davon ausgehen, dass das Qualitäts-LEDs sind - bei den deutschen Händlern kosten die ja von 150 bis 200 EUR -- oder ist es einfach nur ein Bucht-Produkt...? Was kann man denn falsch machen - wenn z.B. eine Mikroskop angesetzte Beleuchtung mit 50 Watt und damit bei 4000 Lumen mit den 50 Watt High-Power-LEDs nach grober Schätzung doch event. heller als eine 150 WATT Halogen

Zitat von: BEKLO in Mai 15, 2010, 15:10:40 NACHMITTAGSAls Kollektorlinse habe ich die Linse eines defekten Autoscheinwerfers (Xenon) versucht, geht recht gut. Brennpunkt war in 12 cm Entfernung.

Danke für deine Hinweise!

Viele Grüße: christian

Hallo Christian,

das ist mit Sicherheit mit Kanonen nach Spatzen geschossen. ein solches Geschoss (50 oder 100 W) braucht so gut, wie niemand wirklich. Mir ging es bei meinem Hinweis in erster Linie auch nicht um diese Boliden, sondern eine Reihe anderer LEDs dieses Herstellers im Bereich bis 10 W, die man wahrscheinlich ohne Zusatz-Kollektor betreiben könnte. Es ging mir vor allem um eine allgemeine Information, weil viele hier im Forum die spannende Entwicklung der LED-Fortschritte aufmerksam verfolgen.

Detlef

Lieber Detlef,

du schreibst:

Zitat von: Detlef Kramer in Mai 15, 2010, 19:16:37 NACHMITTAGS
Hallo Christian,
das ist mit Sicherheit mit Kanonen nach Spatzen geschossen. ein solches Geschoss (50 oder 100 W) braucht so gut, wie niemand wirklich. M

Wenn man nun aber eine 100 Watt oder gar 200 Watt Halogen-Beleuchtung erreichen und event. gar übertreffen möchte - bei
wunderbarer Tageslicht-Qualität OHNE Filter-Einsatz und auch dimmbar - dann wäre das doch - nehmen wir dabei eine professionelle Kühlung und
Steuerung an und auch die passende Abstrahl-Charakteristik der LED -sicherlich nicht SO ober-exotisch. Herr Jülich schrieb im anderen Thread zum Blitz, dass bis dato diesseits des Kollektors nie mehr als 1000 Lumen angekommen sind - ist das aber nicht auf den Einsatz einfach "schwächerer" LEDs zurückzuführen, weil es eben bisher noch keine so leistungsfähigen LEDs gab wie heute...?

Danke auch dir für alle Hinweise / Bedenken / Aufklärungen!

schönen Sonntag,

Christian

Zitat von: typestar in Mai 16, 2010, 10:44:05 VORMITTAG
Herr Jülich schrieb im anderen Thread zum Blitz, dass bis dato diesseits des Kollektors nie mehr als 1000 Lumen angekommen sind - ist das aber nicht auf den Einsatz einfach "schwächerer" LEDs zurückzuführen, weil es eben bisher noch keine so leistungsfähigen LEDs gab wie heute...?

Hallo,

es ist sicher keine Kunst mit einem entsprechend dimensionierten Kollektor annähernd die volle Lichtleistung also mehr als 1000 lm hinter den Kollektor zu bringen (denn iregendwo muss das Lciht ja hingehen), aber die Frage ist, ist diese auch optisch verwertbar ? Das heisst können wir danach eine saubere Köhlersche Beleuchtung (maximale Leuchtdichte in der Objektebene und trotzdem gleichmässige Ausleuchtung) erreichen ? Hierfür ist nämlich nicht die Lichtleistung massgebend, sondern die Leuchtddichte der Quelle also die Lichtleistung die die Quelle pro Fläche und Raumwinkeleinheit abgibt gemessen in lumen/m2 x Stearad. Und da sind diese extremen 10 x 10 Vieldiodenchips eben viel schlechter, weil sie natürlich bei weitem nicht die Leuchtdichten der Eindiodenchips erreichen sonst müssten sie 30 000 lm spucken (die beste Cree Einchipdiode hat 300 lm) und dichtest gepackt sein, was sie natürlich nicht sein können (Stichwort Wärmeableitung).

Falls einer auf die Idee kommen sollte man könne durch Verkleinerung der Diodenfläche dieser 100 W Dioden Leuchtdichte gewinnen, so muss ich ihm leider sagen, dass der Raumwinkel dann entsprechend zunimmt und die Leuchtdichte eine Konstante ist, die durch Abbildung maximal erhalten werden kann,  jedoch wegen der mit der Abbildung verbundenen Effekte (endliche Linsendurchmesser, Reflexionen, Absorption..) sogar noch abnimmt.

Also zusammengefasst:
diese 100 Chip "Power" LEDs sind für die Mikroskopie uninteressant und es wird nur unnötig viel Leistung verbraten.
Wir müssen also leider mit dem langsameren Fortschritt bei Power LEDs mit mehr Leuchtdichte leben.

viele Grüsse
Wilfried

P.S.: Das soll jetzt nicht heissen, dass man mit einer 4 Chip Diode nicht in manchen Lampengehäusen noch etwas holen kann. Das liegt aber natürlich nicht an der höheren lumenzahl der 4 chip Diode, sondern daran, dass ihre grössere Fläche zufällig auf die Optik dieses Lampengehäuses besser passt und sie trotzdem noch extrem dicht gepackt ist.

Ein kleiner Lichtblick ?

Bisher verwende ich eine Seoul Z-LED P4 weiß 240 Lumen mit 130° Austrittswinkel. Nun habe ich eine Cree XR-E 7090 R2, weiß, 242 Lumen mit 90° bestellt und hoffe, dass hierdurch die optische Ankopplung günstiger wird.
In Kürze werde ich dazu berichten. Nach einer Mitteilung soll es eine Steigerung um bis zu 2,5-facher Helligkeit geben. Abwarten !

Grüße
Peter Höbel

Hallo Herr Höbel,

glauben sie mir etwa nicht?  ;)

Grüße

Stephan Hiller

Aber Herr Hiller,

sicher glaube ich Ihnen  ;D aber ein Entwicklerleben prägt und ich werde messen  ;). Ein Olympus und ein Zeiss sind schon in Wartestellung.

Schöne Grüße
Peter Höbel

Hallo Herr Hiller,

Ihr Tipp war gut, nein sehr gut !
Heute kam die Post mit den neuen LEDs von Cree und sofort wurde der Zustand mit "alter" LED von Seoul Z-LED P4 gemessen. Dann umgebaut auf Cree XR-E R2 und wieder gemessen --- es stimmt !  ;D
An einem Olympus BH-2 (BHT) eine Steigerung um den Faktor 2,6 ! , bei einem Zeiss Standard 16 eine Steigerung um den Faktor 2,3.

Besten Dank für diese Empfehlung.  Was werden wir in 2 oder 3 Jahren wohl haben ? Abgabe von LEDs nur unter Vorlage eines Waffenscheins  ???

Schöne Grüße
Peter Höbel

Hallo Herr Höbel,

ich verstehe sie gut, ich glaube nach 20 Jahren Industrieerfahrung auch nur was ich selbst gesehen/gemessen habe. Eine gehörige Portion Skepsis (auch gegenüber eigenen Messungen) hat noch nie geschadet. Schön, dass Sie's bestätigt haben. Ich hab in den letzten Jahren fast ausschließlich Cree LEDs verbaut - jetzt wissen sie warum  :D. Für UV geht an den Nichias aber noch kein Weg vorbei.
Viele LED "Bastler" und ich meine das "Bastler " absolut nicht negativ schielen nur nach "Lumen" und  "Watt". Aber der "Richstrahlwert" wie wir Elektronenmikroskopiker sagen ist hier die entscheidende Größe. Und die Kollektoren der alten Mikroskope sind nicht von ungefähr auf die Größe der Leuchtwendeln der alten Niedervoltlampen hin optimiert worden. Wenn man den Aufwand niedrig und das Resultat optimal halten möchte muss man eben geeignete LEDs suchen, deren abstrahlende Fläche gut mit der Größe der zu ersetzenden Leuchtwendeln "matcht" und die zudem in dieser Fläche eine optimale Leuchtdichte aufbringen. Und dann kommt noch die Abstrahlcharakteristik der jeweiligen LED dazu. Wie sie gesehen haben kann das schnell mal den Faktor 2 oder mehr ausmachen, obwohl die Leistungsdaten und die Größe der emittierenden Fläche nahezu identisch sind (wie bei der Seoul P4 und der Cree XR-E). Seoul hat das übrigens auch erkannt und bietet von der P4 eine Version mit 90 Grad Linse an, die man aber leider hier nirgens kaufen kann und die nur in den Spezifikationsblättern existiert  ???.

Lassen wir uns überraschen, was wir in ein paar Jahren für neue "Lichtkanonen" (Zitat Thomas Pletsch) werden kaufen können. Derzeit geht der Trend leider unerfreulicherweise zu immer stärkerer Miniaturisierung der Ein-Chip LEDs bei zwar höherer Lumen/Watt Zahl aber eben leider auch bei kleineren Abstrahlflächen und unangenehmerweise immer stärker miniaturisierten Gehäusen. Diese Mini-"Boliden" sind als Mehr-Chip Varianten thermisch fast unbeherrschbar geworden.
Die von Herrn Kramer eingangs erwähnten 50 und 100 Watt LEDs sind solange sie ohne neu gerechnete Kollektoroptiken in alten Lampenhäusern eingebaut werden reine "Verschwendung". Und das Rechnen und Bauen neuer Optiken übersteigt leider die Möglichkeiten und das Potential der meisten "LED - Bastler" (mich eingeschlossen): aber die "großen Mikroskophersteller" beginnen  langsam das Potential dieser neuen Lichtquellen zu erkennen (auch mein Arbeitgeber) nachdem wir es im Mikroforum seit Jahren vormachen  ;D.

Mit erleuchtenden
Grüßen an alle LED-Bastler

Stephan Hiller

Hallo Herr Hiller,

Ich oute mich gerne als elektro-optischer Laie und LED-Bastler und wage deshalb die Frage - nicht nur an Sie:

Bei der klassischen Beschreibung der Mikroskopoptik wird doch stets von einer möglichst punktförmigen, kohärenten Lichtquelle ausgegangen, deren radiär ausstrahlendes Licht durch den Kollektor (und ggf. Reflektorspiegel) 'eingefangen' und in einen parallelen Strahlengang umgewandelt wird, welcher dann durch die Leuchtfeldblende begrenzt wird.

So gesehen wäre eine kleine Leuchtfläche doch eher förderlich, mal abgesehen von der schwierigen Handhabbarkeit solcher winziger SMD-Bauteile?

Durch die Fokussierung des Kollektors wird die Glühwendel / Chipfläche in die Ferne projiziert, wobei es letztlich nur wichtig ist, dass deren Fläche das runde Blickfeld möglichst gleichmäßig ausleuchtet. D.h., die leuchtende Fläche des Chips sollte möglichst klein, rund und homogen sein.

Oder ist da etwas falsch in 'meiner' Optik? Inwieweit kann eine Optik auf eine flächige/ungleichmäßige Lichtquelle optimiert werden, außer dass man eine mattierte Linse/Fläche einbezieht?

Mit besten Grüßen - Ihrer Empfehlung folgend habe ich mich übrigens soeben mit Cree-Dioden eingedeckt!

Alfons

Hallo Herr Renz,

sie durchmischen zwei Dinge. Gleichmäßigkeit der Lichtquelle (Homogenität der abstrahlenden Fläche) ist bei Glühwendeln immer schwierig zu erreichen. Viele Halogenlampen benutzen Spiegel um das nach hinten abgestrahlte Licht wieder nach vorne zu bringen (zum Kollektor und zwar vorzugsweise zwischen die Wendeln des nach vorne abgegebenen Lichts um so eine so gut es geht homogen abstrahlende Fläche zu erreichen). Ein übriges tut dann die hier häufig zusätzlich eingebrachte Mattscheibe oder mattierte erste Kollektorlinse). Dieses ist bei LEDs natürlich viel besser gelöst (Lambert Strahler). Sie haben zudem eine viel homogenere Leuchtfläche, weshalb man hier auf Mattscheiben eigentlich verzichten könnte (und die Intensität nochmal steigen kann).
Zur punktförmigen Ausdehnung der Lichtquelle: Schauen sie sich mal den Köhler-Strahlengang genauer an. Die Leuchtquelle wird in die hintere Brennebene des Objektivs (darstellbar mit einer Amici Bertrand Linse) sowie in die Ebene der Kondensorblende "abgebildet". Wäre sie Punkt-förmg könnte das Bild nicht richtig ausgeleuchtet werden. Hier gibt es auch eine schöne "wissenschaftliche" Darstellung in der diese Problematik gut dargestellt ist und die auch schon Gegenstand einer längeren Diskussion im alten Mikroforum war. (Herr Linkenheld wird sich sicherlich erinnern). Wenn sie möchten suche ich den Möllring Artikel mal raus.

Grüße aus Oberkochen

Stephan Hiller

Hallo Herr Hiller,

wie recht Sie haben  ;D
Zitat :
Für UV geht an den Nichias aber noch kein Weg vorbei.
Nur sollte man diese LED auch mit großer Vorsicht einsetzen, immerhin LASER-Klasse 3B !
Und ohne ausgefeilte Kameratechnik geht dann nichts. Es sei denn man will sie für die Fluoreszenzanregung.

Schönen Tag
Peter Höbel

Lieber Alfons, lieber Herr Hiller,

vor allem ich erinnere mich sehr gut an die Diskussion im alten Forum, in der ich genau diese Argumentation vorbrachte und Klaus Henkel mich genüsslich zerpflückte.

Komisch, dass sich dies Ansicht so festsetzte. Ich weiß genau, dass ich in meinem cytologischen Praktikum bei Peter Sitte und Dr. Falk dieses Credo gelernt hatte. Dabei hat August Köhler (der übrigens an der TH Darmstadt Naturwissenschaften studiert hat) einen Gas-Glühstrumpf verwendet (große, homogene Fläche).

Herzliche Grüße
Detlef Kramer

Zitat von: Alfons Renz in Mai 20, 2010, 07:52:25 VORMITTAG
Hallo Herr Hiller,

Bei der klassischen Beschreibung der Mikroskopoptik wird doch stets von einer möglichst punktförmigen, kohärenten Lichtquelle ausgegangen, deren radiär ausstrahlendes Licht durch den Kollektor (und ggf. Reflektorspiegel) 'eingefangen' und in einen parallelen Strahlengang umgewandelt wird, welcher dann durch die Leuchtfeldblende begrenzt wird.

So gesehen wäre eine kleine Leuchtfläche doch eher förderlich, mal abgesehen von der schwierigen Handhabbarkeit solcher winziger SMD-Bauteile?

Oder ist da etwas falsch in 'meiner' Optik? Inwieweit kann eine Optik auf eine flächige/ungleichmäßige Lichtquelle optimiert werden, außer dass man eine mattierte Linse/Fläche einbezieht?

Alfons

Lieber Herr Renz!

Dr. Hiller hat ja schon das wesentliche dazu geantwortet. Die Sache mit der möglichst kleinen, punktförmigen Lichtquelle scheint ein unausrottbarer Irrtum zu sein, der durch die mikroskopische Literatur geistert. Was benötigt wird, ist eine möglichst große lichtabstrahlende Fläche möglichst hoher Leuchtdichte. Der Ursprung des Irrtums stellt sich nach meinen "Recherchen" wie folgt dar. Als Vorgängerin unserer heutigen Niedervolt- oder Halogen-Niedervoltlampen war die sogenannte Osram-Punktlichtlampe in Gebrauch, eine Wolframbogenlampe für Gleichstrom, die mit einem Vorschaltwiderstand betrieben wurde. Noch Péterfi (Mikrofotografie, Springer, Wien 1933) widmet ihr eine eingehende Beschreibung von mehreren Seiten (S. 62 ff.). Die beiden gegensätzlichen Forderungen nach hoher Leuchtdichte einerseits und möglichst großer Leuchtfläche andererseits wußte man mit den damaligen fabrikatorischen Möglichkeiten nicht anders als mit jener Punktlichtlampe zu begegnen. Die Forderungen, sie in der Mikrofotografie zu verwenden, erhoben damals alle einschlägigen Autoren. Als dann die Niedervoltlampe mit einer gedrängen Leuchtwendel aufkam, wurde die begrüßt und gleich verwendet, von den Mikrofotografen aber wurde schlicht ignoriert, daß die Forderung nach möglichtst kleiner Leuchtfläche und dadurch hoher Leuchtdichte nun anders erfüllt werden konnte, nämilich durch mäanderförmige Wendelstruktur.

Inwischen hatte sich aber offenbar unausrottbarer in den Köpfen und der Fachliteratur festgesetzt: Punktlichtlampe > Punktlicht > punktförmige Lichtquelle als am besten für die Mikroskopie und vor allem die Mikrofotografie. Mikrofotografen sind aber oftmals keine begnadeten Theoretiker, sondern Praktiker, sie schreiben eher selten Bücher über die theoretischen Grundlagen der Mikroskopie, sondern darüber, wie man gute Mikrofotos macht. Das notwendige technische Wissen holte man sich aus den älteren Werken der Vorgänger, wie in den Literaturverzeichnissen erkennbar ist. Anscheinend wurde so die falsche Forderung nach einer möglichst punktförmigen Lichtquelle "tradiert".

Kurt Michel räumt selbstverständlich mit dem begrifflichen Irrtum in seiner Mikrofotografie auf, aber dieses Werk verstand er eigentlich gar nicht als Lehrbuch , sondern Darstellung der Oberkochener Geräteentwicklungen, um patentrechtliche Ansprüche abzusichern. Daß es dennoch jahrzehntelang und wohl noch lange über den heutigen Tag hinaus als die Bibel der Mikrofotografie gelten kann, verdanken wir seiner Genialität, seinem Wissen und den Ressourcen, auf die er in Oberkochen, Göttingen und auch Jena zugreifen konnte.

Genug geschwätzt.

Grüße an alle Punktbeleuchter!
KH

Lieber Klaus,

ZitatGenug geschwätzt.

Ja aber mit brillanter Präzission und sprachlicher Klarheit! Habe ich mit Genuss gelesen! Danke! :)

Nur um vielleicht nochmal zusammenzufassen: Bei korrekter Köhler-Beleuchtung entwirft der Kollektor der Leuchte zunächst ein Bild der Lichtquelle in der Ebene der Kondensorblende, die sich ja in der unteren Brennebene des Kondensorsystems befindet. Es soll die Öffnung dieser Blende im maximalen Zustand voll und möglichst homogen ausfüllen, was mit einer "punkt"-förmigen Lichtquelle gar nicht erreichbar wäre und deshalb eine ausreichend große, möglichst homogene fächenhafte Quelle erfordert. Kollektor und Lichtquellenfläche müssen deshalb zueinander geeignet passen.

Der von der variablen Kondensorblende jeweils nicht abgedeckte Teil dieses Lichtquellenbildes (also das von ihr begrenzte "leuchtende Loch") wirkt für die folgende Abbildung des Objektes als stellvertretende Lichtquelle. Diese wird durch die Kombination von Kondensorsystem und Objektiv - durch die Objektebene (und das Objekt) hindurch - in die hintere (bildseitige) Brennebene des Objektivs und damit in die Öffnung seiner Aperturblende abgebildet. Dort ist ihr Bild bei herausgenommenem Okular oder mit dem Hilfsmikroskop als leuchtende Fläche zu sehen. Seine Größe entspricht der Beleuchtungs-Apertur und läßt sich mittels der Kondensorblende variieren. Um das Auflösungsvermögen des Objektivs voll zu nützen, sollte es die Aperturblende voll ausfüllen; die Beleuchtungsapertur NA(Bel.) also gleich der Objektivapertur NA(Obj.) sein. Für die Auflösungsgrenze d gilt ja nach Abbe    d  =  lambda(v) / [NA(Obj.) + NA(Bel.) ]   (mit NA(Bel.) < , maximal =  NA(Obj.) )
Aus Gründen des Kontrastes im mikroskopischen Bild macht man es (und damit die Beleuchtungsapertur) durch entsprechendes Zuziehen der Kondensorblende aber oft etwas kleiner als die Öffnung der Aperturblende des Objektivs (konventionelle "2/3 -Regel"). Seine Größe bestimmt natürlich auch die Helligkeit des Bildes mit; wegen des beschriebenen Einflusses auf das Auflösungsvermögen sollte diese aber nicht über die Kondensorblende geregelt werden.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

Vielen Dank für die interessanten Antworten,

Welche allerdings die Grundlagen der Bildentstehung wohl doch noch nicht genügend ausleuchten:

@ Klaus Henkel: Michel hat doch selbst die punktförmige Lichtquelle ins Spiel gebracht, indem er sie als Ausgangspunkt seiner theoretischen Überlegungen verwendete (S. 311 in meiner Ausgabe d. Grundzüge vom Jahr 1981), dann zu bedenken gab, dass es diese in der mikroskopischen Praxis nicht gebe und schließlich die Frage gestellt 'ob sich hierdurch (d.h. die ausgedehnte Lichtquelle) gegenüber den bisherigen Ergebissen Besonderheiten ergeben, die womöglich deren allgemeine Gültigkeit einschränken. Und fährt fort "Diese Frage ist leicht zu beantworten", verliert sich dann allerdings wieder in der Theorie, aus der ich destilliere: Bei Absorptionsobjekten: nein, bei Verzögerungsobjekten sei "im allgemeinen die Beleuchtung mit ausgedehnten Lichtquellen, d.h. mit großen Aperturen, ungünstig". Nicht jedoch, ohne dann sogleich "keinen Geringeren als Robert Koch" zu zitieren, der gerade das Gegenteil behaupte.

Wir befinden uns also in guter, wenn auch ignoranter Gesellschaft. Der Teufel steckt wohl in der dualen Natur des Lichts: wann immer man es mit einer Theorie zu fassen glaubt, sagt es ätsch und wird aus der Welle zum Photon und umgekehrt. Deshalb auch der 'konjugierte' Strahlengang, bei dessen Darstellung beide Sichten unter ein 'Joch' gezungen wurden:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures006/40611_20186819.jpg)

Für den Praktiker bleibt die Frage, ob denn bei optimaler Kollektoroptik nicht die "punktförmige" - die es ja in der Praxis nie geben kann, - d.h. die Leuchtdiode mit kleiner Fläche, nicht ebensogute Bilder liefern kann, ev. mit Mattscheibe ím Beleuchtungsstrahlengang, wie die von Einigen als unabdingbar erachteten 'ausgedehnten Leuchtflächen'.

Eine ganz praktische Frage also, die sich einem experimentellen Ansatz sicher nicht entziehen würde.

Ein Versuch mit Photo bringt immer mehr als viele Worte, und damit sei auch von meiner Seite genug geschwätzt

Alfons

Herr Renz, ich würde gerne noch dabeibleiben, bis alle Klarheiten restlos beseitigt sind, bitte Sie aber um genauere Kapitelangaben, denn meine Auflage ist die zweite, von 1964. Die beiden stimmen nicht überein. Auf welches Kapitel beziehen Sie sich?
KH

ZitatJa aber mit brillanter Präzission und sprachlicher Klarheit! Habe ich mit Genuss gelesen! Danke! Smiley

Und dazu so wisssenschaftlich!  ;)
Neckischer Gruß - Eckhard N.

Zitat von: Alfons Renz in Mai 20, 2010, 14:33:49 NACHMITTAGS

Für den Praktiker bleibt die Frage, ob denn bei optimaler Kollektoroptik nicht die "punktförmige" - die es ja in der Praxis nie geben kann, - d.h. die Leuchtdiode mit kleiner Fläche, nicht ebensogute Bilder liefern kann, ev. mit Mattscheibe ím Beleuchtungsstrahlengang, wie die von Einigen als unabdingbar erachteten 'ausgedehnten Leuchtflächen'.

Eine ganz praktische Frage also, die sich einem experimentellen Ansatz sicher nicht entziehen würde.

Hallo Herr Renz,

diese Frage dürften Ihnen viele hier im Mikroforum beantworten können, die von Niedervolt Beleuchtungen oder Halogen Lampen auf LED Beleuchtungen umgestiegen sind. Der Nachweis dafür denke ich ist experimentell hinreichend erbracht.
Aber nochmal, wenn sie eine wissenschaftliche Erklärung haben möchten, warum die Lichtquelle ein bestimmtes Mindestmaß aufzuweisen hat empfehle ich den Artikel von Friedrich Karl Möllring "Die Beleuchtung im Mikroskop". Wenn sie mir eine mail schicken, (hiller@smt.zeiss.com) dann sende ich Ihnen gern ein pdf dieses Artikels zu.

Grüße aus Oberkochen

Stephan Hiller

Sorry, Herr Hiller,
mein Verständnis der Problematik entspricht der von Herrn Renz: Die Lichtquelle ist im Idealfall so groß, daß sie das Okularbild gerade so erhellt. Wie man erreicht und keine Energie der Lichtquelle danderswo landet, ist ein anderes Thema.
Gruß - E. Nowack

so wie ich den strahlengang verstehe hätte ein grössenveränderliches leuchtmittel den effekt einer aperturblende, und nicht einer leuchtfeldblende

und ausser das man bei der idealen punktquelle den ganzen aufbau mechanisch nicht mehr eingerichtet bekommt fällt mir grade nix problematisches ein
aber ich hab auch kaum dunst von optik (geschweige denn von dem wellen-kram  ;D )

-----------edith schmeisst noch n bild in den post------------

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/40640_39914779.jpg)

so würd ich mir den strahlengang bei ner punktquelle vorstelln
die strahlengänge für die beleuchtung und die beobachtung sollten dann eigentlich gleich sein

Zitatso wie ich den strahlengang verstehe hätte ein grössenveränderliches leuchtmittel den effekt einer aperturblende, und nicht einer leuchtfeldblende

genau das haben Hiller und Henkel doch versucht klar zu machen. Wo ist das Problem?

Zitatdie strahlengänge für die beleuchtung und die beobachtung sollten dann eigentlich gleich sein

ja, dann wird vom Objekt ein Punkt auf der Netzhaut abgebildet, oder verstehe ich hier etwas falsch?

Leicht verwirrt, ich >:( >:( >:(

"Größenveränderliches Leuchtmittel von der Wirkung einer Aperturblende" ist bei der Köhler-Beleuchtung - und von der gehen auch die oben dargestellten Strahlengänge aus -  ja nicht die eigentliche Lichtquelle der Leuchte selbst, sondern die von der variablen Kondensorblende (sie bestimmt eben die Beleuchtungsapertur) begrenzte, allein beleuchtungswirksame Teilfläche ihres vom Kollektor dort entworfenen Bildes ; also die so genannte stellvertretende Lichtquelle.
Damit aber die variable freie Öffnung der Kondensorblende (ihr Durchmesser beträgt bei einem normalen Zeiss-Kondensor mit NA = 0,9 immerhin bis zu etwa 30 mm) durch das Bild der realen Lichquelle stets ausgeleuchtet werden kann, muß letztere nun mal - natürlich auch abhängig von der Auslegung des Kollektors - eine ausreichende Fläche haben. Die Ausleuchtung der voll geöffneten Kondensorblende ist notwendig, um auch die Aperturen der stärksten Objektive voll ausleuchten und ihr Auflösungsvermögen voll nutzen zu können. 
Späte Mikrogrüsse
H. Husemann

Zitat von: Stephan Hiller in Mai 20, 2010, 00:49:58 VORMITTAG
Aber der "Richstrahlwert" wie wir Elektronenmikroskopiker sagen ist hier die entscheidende Größe.

Lieber Stephan,

die Definition des Richtstrahlwerts in der Elektronenmikroskopie ist genau identisch mit dem was ich in meinem obigen Beitrag unter Leuchtdichte der Quelle erwähnt habe.
In der Elektronenmikroskopie ist es aber so, dass tatsächlich eine nahezu punktfömige Quelle (Feldemissionsquelle) den grössten Richtstrahlwert hat und daher sich am besten eignet.

Nun, warum ist das in der Lichtmikroskopie nicht so ? Erstens, weil man technisch keine nahezu punktförmige Quelle mit hoher Leuchtdichte (Richtstrahlwert) in lumen/m² x stearad realisieren kann und dann noch weil man eine gewisse Mindestausdehnung der Quelle braucht um die volle Apertur des grössten Mikroskopobjektivs noch auszuleuchten (in der Elektronenmikrokopie muss man dagegen nur kleine Aperturen ausleuchten).
Insofern hinkt der Vergleich Elektronenmikroskopie und Lichtmikroskopie etwas.

Aber klar ist, dass LEDs die grösser sind, als zum Ausleuchten der Objektivbrennebene des 100er Objektivs notwendig, ausser mehr Verlustleistung nichts bringen, auch nicht wenn man sie durch Verkleinerung an den Köhlerschen Beleuchtungsstrahlengang anpasst. Weil auch durch eine Verkleinerung lässt sich die Leuchtdichte (Richtstrahlwert) einer Lichtquelle nicht erhöhen.

viele Grüsse
Wilfried

Lieber Herr Henkel,
und alle Lichtoptik-Theoretiker,

Hier der Auszug aus Michel: Die Grundzüge der Theorie des Mikroskops:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures006/40665_65893722.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures006/40665_17288077.jpg)

Um aber die Diskussion nicht zu theoretisch werden zu lassen, möchte ich auf meine ursprüngliche Frage zurück kommen, und die bezog sich auf eine hier im Forum geäusserte Aussage, daß nämlich die Entwicklung zu immer kleineren Leuchtdioden für unsere Zwecke nachteilig sei.

Das leuchtet mir bislang immer noch nicht ganz ein, auch unter Berücksichtigung des letzten Beitrags von Wilfried: Was wäre denn die minimal notwendige Größe der Leuchtfläche in mm, und was für ein hierfür 'optimiertes' KondensorKollektorsystem wäre nötig - müsste dieses anders gebaut sein, als das der Standardoptik, etwa der Zeiss-Mikroskope?  

Könnte man nicht durch eine zusätzlich einzubringende Mattscheibe (nur dann, wenn nötig) die o.g. Probleme beheben und ansonsten die Vorzüge der immer punktförmiger werdenen Lichtquelle nutzen? Eine ganz praktische, weniger theretische Frage.

Mit besten Grüßen und herzlichem Dank an die vielen, für mich hochinteressanten Beiträge! Ich habe mein unzureichendes Verständnis der Grundzüge der Bildentstehung immer als großen Mangel empfunden, aber nie die Zeit gehabe, mich in die doch schwierige Materie mit der nötigen Ruhe einzuarbeiten.

Alfons

Morgendlicher "Nachschlag":
Im Prinzip könnte man auch meiner Meinung nach eine gut streuende Scheibe - z.B. aus Trübglas - direkt vor der Kondensorblende (also in der unteren Brennebene des Kondensors) positionieren. Bei genügend gleichmäßiger Beleuchtung wirkte dann ihre variable, von der Kondensorblende jeweils frei gelassene Fläche dort nicht mehr als stellvertretende, sondern als flächenhafte "primäre" Lichtquelle. Das ist natürlich mit einem starken Intensitätsverlust verbunden, und man könnte mit Hilfe der Sehfeldblende der Leuchte die Beleuchtung des Sehfeldes in der Objektebene nicht mehr begrenzen. (Köhlern wäre also "halbiert").
Auf der anderen Seite: Bei der viel genannten Kreutz-Blende zur schiefen Beleuchtung macht man ja Vergleichbares.
Und so sagen wir frei nach Mephisto: Grau, lieber Freund, ist alle Theorie; doch nichts ist praktischer, als eine gute Solche.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

Lieber Alfons,

mir geht es wohl ganz ähnlich, wie Dir: immer, wenn ich meine, ich hätte es gerafft, merke ich, dass ich doch noch irgendwo ein Problem habe.

in diesem Fall: es ist ja so, dass für die Bildentstehung durch Interferenz der vom Objekt gebeugten Wellen die Kohärenzbedingung erfüllt sein muss, d.h. es können nur Wellen zur Interferenz gelangen, die zum gleichen Zeitpunkt vom gleichen Ort (=Atom) der Lichtquelle emittiert wurden. Damit wären wir bei der Punktlichquelle. Das ist aber wohl Theorie, denn in der Praxis ist es so, dass die Objektstrukturen, die in der Regel ja keine reinen Kristalle sind, unter möglichst vielen Winkeln durchstrahlt werden müssen; deshalb die flächenhafte Ausleuchtung der Kondensor-Aperturblende.

Zu Deiner Frage, wie ein Kondensor für eine Punktlichtquelle, bzw. LED geringer Ausdehnung beschaffen sein sollte: es ist der Kollektor der den Strahl so aufweitet, dass die Aperturblende ausgeleuchtet wird, hat also mit dem Kondensor nichts zu tun. Die Kollektorlinse müsste als, bei gleicher Entfernung, eine umso geringere Brennweite besitzen, je kleiner die Fläche des LED-Chips ist.

Ich hoffe, das ist alles korrekt und verständlich.

Herzliche Grüße

Detlef

Bei solchen Diskussionen versucht man zwischendurch, auch für sich selbst mal wieder zusammenzufassen.
Reale, flächenhafte Lichtquellen muß man sich zusammengesetzt denken aus untereinander inkohärenten (Quasi-)Punktqellen. Auf jede von diesen kann man für die mikroskopische Abbildung die ursprünglichen Abbe´schen Überlegungen anwenden und wegen der Inkohärenz alle einzelnen Ergebnisse überlagernd addieren. Da wegen der Flächenhaftigkeit alle Beleuchtungsarten von gerade (in der opt. Achse) bis schief (vom achsenfernen Rande der Lichtquelle) gemeinsam auftreten, und Letztere das höhere Auflösungsvermögen haben, ergibt sich hier für die Auflösungsgrenze d = lambda(v) / [NA(Obj.) + NA(Bel.)] , mit NA(Bel.) < =  NA(Obj.) und damit d_min = lambda(v) / 2NA(Obj.) als theoretisches Optimum.
Insbesondere mit Annäherung von NA(Bel.) an NA(Obj.), d.h. bei weiterer Öffnung der Kondensorblende, nimmt aber - auch das beschreibt die Theorie - der Bild-Kontrast für zunehmend feinere Objektstrukturen bis zum Erreichen von d kontinuierlich ! (außerdem recht flach!) auf Null ab. Da jeder Strahlungsempfänger einen gewissen Mindestkontrast zur Unterscheidung verschiedener Bildhelligkeiten benötigt, ist die jeweils so berechnete Auflösungsgrenze nicht ganz erreichbar. (Theorie: Nur bei wirklich "punktförmiger" Lichtquelle, also bei NA(Bel.) = 0 , bliebe der Kontrast auch bei zunehmender Feinheit der Objektstrukturen konstant bei 1 und fiele erst bei Erreichen von d = lambda(v) / NA(Obj.) schlagartig auf Null ab.)
Trotz grauer Theorie: Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

Hallo Wilfried,

du hast natürlich recht, der Vergleich mit der "Lichtquelle" eines TEM hinkt etwas, aber mir ging es um die Veranschaulichung der "Leuchtdichte".

Herr Nowak,

das Thema der "übergroßen" LEDs war ja eingangs der Beginn dieses Threads und ich habe versucht darzulegen, dass solche LEDs nichts "bringen", wenn man sie in die Lampenhäuser von Mikroskopen einbaut, deren Kollektoren für wesentlich kleinere Lichtquellen ausgelegt sind.

Die Diskussion hat sich mitterweile sehr "abstrahiert" und ich möchte im folgenden noch ein paar Bilder zeigen, die das ganze wieder etwas "praktischer" veranschaulichen (was ja der Wunsch von Herrn Renz war).

Zuvor jedoch noch die (partielle) Abschrift des bereits angesprochenen Artikels von Möllring (AP meint Austrittspupille):

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/40722_8000236.jpg)

Und jetzt die visuelle Veranschaulichung der Thematik. Dabei liegt mir besonders am Herzen zu verdeutlichen, dass sowohl die Kondesorapertur wie auch die Objektivapertur zu berücksichtigen sind. Die folgende Darstellung der Lichtquelle einer Cree XR-E LED aufgenommen mit Hilfe einer Amici Bertrand Linse von der hinteren Objektivbrennebene an einem Zeiss GFL Mikroskop denke ich erläutert die ganzen schon diskutierten theoretischen Sachverhalte recht anschaulich. Normalerweise kann man diese Aufnahmen nicht so einfach erzeugen, da die mattierte erste Kollektorlinse eine klare Abbildung der Lichtquelle verhindert. Ich habe daher diese erste mattierte Kollektorlinse im Zeiss Lampenkollektor 15 durch eine klare Linse getauscht um zu den folgenden Aufnahmen zu kommen. Die Kondensorblende ist immer gerade soweit geöffnet gewesen, dass sie die AP  (Austrittspupille) des Objektivs gerade nicht beschneidet. Die obere Bildreihe wurde mit einem 0,63 nA Kondensoer erstellt die untere mit einem nA 1,4. Gleiche Objektive stehen schräg (7-2-Uhr) gegenüber. Ein 100x Immersionsobjektiv habe ich nur mit dem nA 1,4 Kondensor benutzt.


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures006/40722_37681880.jpg)

Ich denke man erkennt deutlich, dass hochnumerische Objektive einen entsprechend hochnumerischen Kondensor benötigen um die AP vollständig auszuleuchten. Die Größe der Cree LED ist zusammen mit dem 1,4 Kondensor für das 100x Objektiv gerade noch ausreichend.
Ich denke damit wird meine Anmerkung verständlich dass LEDs mit kleinerer Leuchtfläche hier "problematisch" werden. Eine Mattscheibe bringt hier nichts, ausser dass man das Licht streut und damit Intensität verliert.

Allerdings bin ich nicht ganz einer Meinung mit Wilfried. Nämlich dass das Verkleinern des Leuchtfeldabbilds einer großflächigen LED (durch einen entsprechend neu berechneten Lampenkollektor) in die Austrittspupille des Objektivs nichts bringen würde. Man würde ja dadurch eine größere Fläche quasi verkleinert in die AP projizieren und damit müsste dort mehr Helligkeit zur Verfügung stehen. Die Leuchtdichte der Quelle selbst hat sich dadurch natürlich nicht geändert, aber für die Beleuchtung des Objekts sollte in diesem Fall mehr Intensität zur Verfügung stehen. Vorausgesetzt dass die größflächige LED die gleiche "Leuchtdichte" hätte wie eine kleinere LED. Oder lieg ich da falsch?

Grüße

Stephan Hiller

Lieber Wilfried,
lieber Stephan,

dieser Thread ist (mit den vorgehenden) eine wichtige Orientierungsgrundlage (für einen wie mich, der  von der "schieren" Lumenzahl im wahrsten Sinn des Wortes geblendet wurde; was Zahlen psychologisch so alles anrichten können... !)
Da ist es gut,  vor einem finalen LED-Umbau (m)eines Lampenhaus alle lichttechnischen "Imponderabilien" im Grund wirklich zu verstehen   ;)

Stephan, danke  für die schönen und "praktische" Illustrationen zum Kernproblem der Leuchtdichte und des Lichtstrahlwertes bzw. auch zur Korrelation von hoher Objektiv-Apertur und dem dafür adäquat notwendigen hochlichtstarken Kondensor.

Allerdings interessiert mich noch deine theoretische Annahme (als Frage an Wilfried), dass das Verkleinern des Leuchtfeldabbildes der großflächigen LEDs durch einen entsprechenden (jeweils) optisch neu berechneten  +ausgetauschten Lampenkollektor - bei vergleichbarer "Leuchtdichte" - doch etwas bringen würde/könnte, und am "Ende" (was ja das Wichtigste wäre) höhere Licht-Intensität herausschaut:

Zitat von: Stephan Hiller in Mai 22, 2010, 01:22:07 VORMITTAG
Man würde ja dadurch eine größere Fläche quasi verkleinert in die AP projizieren und damit müsste dort mehr Helligkeit zur Verfügung stehen. Die Leuchtdichte der Quelle selbst hat sich dadurch natürlich nicht geändert, aber für die Beleuchtung des Objekts sollte man in diesem Fall mehr Intensität zur Verfügung haben. Vorausgesetzt dass die größflächige LED die gleiche "Leuchtdichte" hätte wie eine kleinere LED.

Sind den Kollektorlinsen (wie im Nikon Diaphot z.B.) nicht vergleichsweise "einfache" optische Linsen?
Wären diese "neu" schwer zu berechnen und vor allem auch bezahlbar?
Wenn das alles einen Sinn hat/hätte - wer kann solche Linsen herstellen?

Oder müssen wir uns - wie Wilfried ja schreibt - halt eben (zumindest derzeit) entschleunigen in diesen Wünschen
nach hoch-effizienten LEDs im Mikroskop (also extrem hohe Leuchtdichte, beste Lumen/Wattzahl bei gleichzeitig möglichst
enger Abstrahl-Charakteristik bei gleichzeitig beherrschbarem Wärmehaushalt)

Danke für alle weiteren Hinweise und viele Grüße - bei diesem Pfingstwetter ist das sowie eine Lesezeit...

Viele Grüße:

Christian

Hallo Typestar,
Sie können sich die passende Linse/das Linsensystem ausrechnen und dann einmal in den Katalogen der Hersteller, Linos u.a., nachschlagen, ob sich da etwas Geeignetes findet. Auf diese Weise kann man eventuell bestehende Mikroskope umrüsten. Dummerweise kostet dies Geld und da geht es dann los.
Sollten Sie sich für ein neues Mikroskop entscheiden, so dürfen Sie davon ausgehen, dass den Entwicklern die hier gemachten Überlegungen nicht völlig fremd sind und die zur Abstrahlfläche passende Kollektoroptik geliefert wird.
Ob eine Kollektoroptik immer einfach aufgebaut ist, ist ein anderes Thema, aber auch das löst der Hersteller für Sie, denn meines Wissens haben Sie nur beim AUflichtilluminator die freie Wahl der Kollektoroptik, bis hin zur apochromatisch korrigierten.

Nehmen wir als Beispeil mal das neue Zeiss Axio Lab.A1.
Hier sitzt die Lampe unten im hinteren Stativteil. Sie haben die Wahl zwischen einer Halogenlampe mit Spiegel oder einer LED-Lampe, die aus mehreren Dioden besteht.
Werner Jülich

Hallo Herr Hiller,
Wenn Sie -wie im letzten Absatz Ihres letzten Beitrags angedacht- die Lichtquelle - und damit ihre Fläche - optisch in ein Bild von ihr verkleinern, vergrößern sie damit den Raumwinkel, in den dieses weiter strahlt, sodaß die Leuchtdichte des Bildes gegenüber der der Quelle nicht vergrößert werden kann (das ist meines Wissens auch eine "heilige Kuh" des II. Hauptsatzes der Thermodynamik).
Wohl aber können Sie so die Beleuchtungsdichte eines Objektes in dieser Bildebene erhöhen, weil der dort auffallende Lichtstrom auf eine kleinere Fläche konzentriert wird. Das ist bzw. war z.B. für die Fluoreszenzmikroskopie interessant, weil die Leuchtdichte eines Fluoreszenz-Objektes von der Beleuchtungsdichte durch die Erregerstrahlung abhängt. In der klassischen Durchlichtfluoreszenz ist es deshalb auch sinnvoll, für die Beleuchtung des Objektes durch die Erregerstrahlung eine höhere Kondensorapertur als die Apertur des jeweiligen Objektivs zu benutzen (was im normalen Durchlicht ja nicht der Fall ist). Aber im Gegensatz zum Durchlicht ist ja bei der Fluoreszenz der Strahlengang nicht durchgängig; die Fluoreszenzobjekte sind (angeregte) Selbstleuchter und die Erregerstrahlung kommt nicht mehr in den Abbildungsstrahlengang.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

Hallo Herr Husemann,

Zitat von: hinrich husemann in Mai 22, 2010, 13:11:42 NACHMITTAGS
Wohl aber können Sie so die Beleuchtungsdichte eines Objektes in dieser Bildebene erhöhen, weil der dort auffallende Lichtstrom auf eine kleinere Fläche konzentriert wird. Das ist bzw. war z.B. für die Fluoreszenzmikroskopie interessant, weil die Leuchtdichte eines Fluoreszenz-Objektes von der Beleuchtungsdichte durch die Erregerstrahlung abhängt.

Das war es, was ich damit gemeint habe.
Aber vielleicht äussert sich Wilfried dazu ja auch noch.

Wie es Herr Jülich schon angesprochen hat beginnt hier die Grenze dessen, was selbst ein ambitionierter Amateur noch "stemmen" kann. Selbst wenn er die nötige Optik "rechnen kann" und die notwendigen Linsen "kaufen kann" braucht er immer noch die mechanische Umsetzung, und spätestens da wird's dann meist "uferlos" und extrem teuer.

Für mich ist daher der bessere Weg über den experimentellen Ansatz zu gehen (wie oben am Beispiel des GFL gezeigt) und aus der doch recht großen Auswahl an LEDs die auszusuchen, die die optischen Notwendigkeiten für einen gegebenen Kollektor möglichst gut erfüllt. Und wenn man es wirklich richtig macht, dann kann man sogar wie gezeigt nochmal den Faktor 2,5 gegenüber vergleichbaren LEDs rausholen. Und durch Ersatz der ersten mattierten Kollektorlinse durch eine "Klare" kann man sogar noch a "bisserl" mehr holen. Die abstrahlende Fläche der Ein-Chip LEDs (nicht die der mehr Chip LEDs!!) ist ja sehr homogen - viel homogener als die einer gewundenen Glühwendel - und daher kann auf die "Mattscheibe" zur Egalisierung dieser Helligkeitsunterschiede gut verzichtet werden (eine korrekte "Köhlerung" natürlich immer vorausgesetzt).

Grüße aus dem mitterweile sonnigen Oberkochen.

Stephan Hiller

Hallo Herr Hiller,

eine sehr schöne Zusammenstellung der Bilder der Objektivbrennebene. Dazu meine Frage.
Hat das GFL keine Streu- oder Mattscheibe nahe der Lichtquelle?
Bei meinem Olympus BH-2 bekomme ich immer ein schön ausgeleutetes Bild ohne jede Struktur der Lichtquelle. Ebenso sehe ich auch an einem Standard 16 nur eine gleichmäßige Leuchtfläche. Gab es also unterschiedliche Lichtwege (mit und ohne Streumittel) in den Zeiss Baureihen ?

Viele Grüße
Peter Höbel

Zitat von: Stephan Hiller in Mai 22, 2010, 13:43:27 NACHMITTAGS

Zitat von: hinrich husemann in Mai 22, 2010, 13:11:42 NACHMITTAGS
Wohl aber können Sie so die Beleuchtungsdichte eines Objektes in dieser Bildebene erhöhen, weil der dort auffallende Lichtstrom auf eine kleinere Fläche konzentriert wird. Das ist bzw. war z.B. für die Fluoreszenzmikroskopie interessant, weil die Leuchtdichte eines Fluoreszenz-Objektes von der Beleuchtungsdichte durch die Erregerstrahlung abhängt.

Das war es, was ich damit gemeint habe.
Aber vielleicht äussert sich Wilfried dazu ja auch noch.

Lieber Stephan,

dass die Erhöhung der Beleuchtungsdichte duch Verkleinerung einer gossen Lichtquelle für die Durchlichtmikroskopie wegen der damit verbundenen Erhöhung des Aperturwinkels nichts bringt, hat Herr Husemann ja nochmal deutlich gemacht.

Bliebe also noch die Fluoreszenzmikroskopie.
Natürlich schert sich das fluoreszierende Objekt nicht um den grösseren Apeturwinkel. Die Frage ist aber, ob es auch technisch ginge. Die letzte Beleuchtungsoptik muss ja dann einen entsprechend höheren Aperturwinkel verarbeiten. In der Elektronenmikroskopie geht es deshalb auf jeden Fall nicht, weil da dann die Linsenfehler zuschlagen. In der Lichtmikroskopie kann man zwar die Linsenfehler korrigieren aber ich zweifle auch hier bis zum praktischen Beweis des Gegenteils.

Deshalb bin ich nach wie vor der Meinung, dass die beste LED diejenige mit der höchsten Leuchtdichte ist, deren Fläche gerade so gross ist, dass sie über Kollektor und Kondensorlinse die hintere Brennebene des höchsten Mikroskopobjektivs gerade ausleuchtet.
Dass deine LED-Adaptionen dieses Kriterium gut erfüllen hast du ja in deinen obigen Abbildungsbeispielen bewiesen und deshalb sind sie ja auch so gut   :).

schöne Pfingstgrüsse auf die Ostalb

von Wilfried

Hallo Herr Hiller,
ich bin mir nicht ganz sicher, ob meine Darstellung richtig rübergekommen ist (das kann natürlich auch an Letzterer liegen). Der erste Absatz gilt zunächst ganz allgemein, z.B. auch für das Bild der Sonne bei der Benutzung ein Brennglases.
Bei der Beleuchtung eines normalen mikroskopischen Durchlicht-Objektes (eines, das wenig streut) mittels des Kondensors ist - korrekte Köhlerbeleuchtung vorausgesetzt- bei gegebener Lichtquelle und voll ausgeleuchteter Kondensorblende die Bildhelligkeit bestimmt durch den Öffnungsgrad der Kondensorblende, d.h. durch die damit gegebene Beleuchtungsapertur, solange letztere kleiner oder höchstens gleich der Objektivapertur ist diese also noch nicht ganz oder höchstens voll ausgeleuchtet ist. Eine Vergrößerung der Beleuchtungsapertur über die Apertur des Objektivs hinaus bringt hier (das Objekt streut kaum) keine Erhöhung der Bildhelligkeit. Das liegt daran, daß hier die Helligkeit  des betrachteten mikroskopischen Bildes nur noch durch die Größe (Fläche) des jeweiligen Bildes der stellvertretenden Lichtquelle (seine Leuchtdichte ist von seiner Größe unabhängig) innerhalb der Aperturblende des Objektivs bestimmt und letztlich durch diese "gedeckelt" wird.
Anders, wenn das Objekt stark streut. Die "überschüssige" Beleuchtungsapertur wirkt dann zunehmend wie eine zusätzliche Dunkelfeldbeleuchtung. Mit zunehmender Streuung wird der durchlaufende Strahlengang immer stärker gestört und das Objekt wirkt immer mehr wie ein Selbstleuchter.
Vollständig gilt das dann -wie schon erläutert - für die Fluoreszenz.
Meiner Einsicht nach muß "nur" dafür gesorgt werden, daß a) die voll geöffnete Kondensorblende durch das Bild der Lichtquelle voll ausgeleuchtet ist - und dafür ist das Zusammenpassen von Kollektor und Fläche der Lichtquelle zuständig - und b) die Leuchtdichte der Quelle genügend hoch ist.
Pfingstfreudige Mikrogrüsse (Auch in Ost-West-Falen zeigt sich bei etwas steigenden Temperaturen etwas mühsälig die Sonne)
H. Husemann
Jetzt lese ich gerade nach dem Schreiben auch die Antwort von Herrn Nisch. Wir sind da wohl nicht weit auseinander.

Hallo Herr Höbel,

bei den Zeiss Standard Mikroskopen die mit einem Lampenkollektor 15 ausgestattet sind war die erste der 3 Kollektorlinsen (also die, die der Lichtquelle am nächsten ist) so wie bei Ihrem Olympus immer mattiert. Einen Schnitt durch diesen Lampenkollektor können sie übrigens in meiner Beschreibung zur LED Beleuchtung für die Zeiss Mikroskope im alten Mikroforum sehen:

http://www.mikroskopie-forum.de/produkte/Hochleistungs_LED_Beleuchtung.htm

Daher hätte ich auch in meinen Photos mit so einer Linse immer ein absolut homogen ausgeleuchtetes Bild der Objektivpupille gesehen ohne jedwede Struktur der Lichtquelle. Das wollte ich aber gerade nicht, weil ich zeigen wollte, dass die Lichtquelle bei einer Erhöhung der Objektivapertur immer kleiner in die Objektivaustrittspupille abgebildet wird (und bei einer Erhöhung der Kondensorapertur wird sie im Prinzip in der AP vergrößert - bezogen auf das gleiche Objektiv). Das erkennt man nun mal besser, wenn man die "Struktur" der Lichtquelle mit abbildet und das geht beim Zeiss Lampenkollektor 15 eben nur, wenn man die erste mattierte Kollektorlinse gegen eine Klare austauscht. Die klaren Linsen findet man häufig in den Auflichtlampen der älteren Zeiss Binokulare oder auch in der Köhlerleuchte, die man als kleine Beistelleuchte neben das Mikrsokop stellen kann.
Der Aufbau der Kollektoren dieser Lampen ist identisch zu dem der Kollektorrohre 15, die in den Stativfüßen der Standard Mikroskope verbaut wurden, so dass die Linsen gegeneinander austauschbar sind. Und das hab ich gemacht um diesen Effekt zu zeigen.


Schöne Pfingsten

Stephan Hiller

Hallo Herr Hiller,

besten Dank für Ihre Erläuterung zur Beleuchtung bei den Zeiss Standard Mikroskopen. Damit ist die Welt auch bei mir wieder in Ordnung.

Auch Ihnen schöne Pfingsten und Grüße
Peter Höbel

Zitatbei den Zeiss Standard Mikroskopen die mit einem Lampenkollektor 15 ausgestattet sind war die erste der 3 Kollektorlinsen (also die, die der Lichtquelle am nächsten ist) so wie bei Ihrem Olympus immer mattiert.

..also ich habe mindestens 2 dieser Beleuchtungsrohre für die 15 W Leuchte die klar sind. Sie sind praktisch neu.

Edit: Nr 46 70 50 wobei ich gestehen muss, dass ich noch in keiner Dokumentation die Unterscheidung mit mattiertem Kollektor und klarem Kollektor gefunden habe. Aber sie sind von CZ!
Dass die Stemi-Lampengehäuse klare Kollektoren haben ist bekannt, da kann man in den Filterhalter ein Mattfilter einlegen.

Hallo Herr Herrmann,

die Kollektorrohre, von denen sie welche mit klaren Linsen haben wie sehen die aus?

So:
(das sind die Kollektoren für Auflicht- oder Durchlichtbeleuchtungen bei Binos)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/40808_38808073.jpg):

oder in Auflichtkondensoren:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/40808_1532854.jpg)

oder so:
(das sind die im Fuß eingebauten Kollektoren bei vielen Zeiss Standard Mikroskopen)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/40808_1869568.jpg)

Grüße

Stephan Hiller

Hallo Herr Hiller,

sie sehen "oder so" aus! Siehe mein Edit

Hallo Herr Herrmann,

wenn sie die Zeiss Druckschrift Leuchten, Lampen, Blitzgeräte für Mikroskope (41-301-d) gültig bis zum Jahr 1982 haben, dann finden sie auf Seite 17 die von Ihnen erwähnte Einbauleuchte 6V / 15 W bestehend aus Beleuchtunsgrohr mit 3-linsigem Mattglaskollektor 46 70 50. Diesen Einbaukollektor gab es lt. dieser Broschüre nur mattiert. Wenn sie einen mit Klarglaslinsen haben, dann hat den jemand für spezielle Zwecke mal umgebaut (so wie ich für meine Dokumentation). Serie was das mit Sicherheit nie!

Die Leuchte 15 als Anbauleuchte (beschrieben auf Seite 18 in vorgenannter Produktschrift) gab es in den Ausführungen mit mattiertenm Kollektor 46 72 50 (vornehmlich für Durchlichtaufgaben) und als Lampengehäuse mit unmattiertem Kollektor 46 72 55 (vornehmlich für Auflicht). Diese Anbauleuchte konnte auch mit dem Blitzdoppelkollektor 46 70 20 (mit Blitzschieber 46 80 46) kombiniert werden (für Auflicht wie Durchlicht).

Wenn sie tatsächlich zwei 46 70 50 Kollektorrohre mit Klarglas haben, dann sollten sie diese nicht mit der Niedervoltlampe 38 00 18-1740 in der Lampenfassung 46 80 10-9903 benutzen. Das Bildfeld ist mit korrekt eingestelltem Fokus der Lampe mit diesen Kollektoren nicht absolut homogen ausgeleuchtet. Das war ja der Grund, warum Zeiss die ersten Linsen der Einbaukollektoren mattiert ausgeliefert hat. Auf Seite 11 der Leuchtenproduktschrift schreibt Zeiss: "... mit dem mattierten Kollektor können die Strukturen und Inhomogenitäten des Leuchtfeldes der Lichtquelle ausgeglichen werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung des Objektfeldes zu erreichen".
Damit wären wir wieder beim Thema.

Also schätzen sie sich glücklich wenn sie 2 solche Kollektoren haben, benutzen sie sie für LED Anwendungen aber bitte nicht für die Standard Niedervoltleuchte. Aus dem vorgegangenen Thread wissen sie jetzt ja, mit welchen LEDs man hier optimal arbeitet und mit dem Klargkaskollektor dürfte die Lichtausbeute gegenüber der Seoul P4 vermutlich nicht nur den Faktor 2,3 (wie Herr Höbel bestätigt hat) sondern nochmal höher liegen.

Grüße von der Ostalb

Stephan Hiller

Vielen Dank Herr Hiller für Ihre erschöpfenden Erläuterungen!

Ich erwähnte nicht die Einbauleuchte, sondern das Beleuchtungsrohr. Der Unterschied ist mir geläufig aus dem Handbuch, das ich Ihnen auf CD geschickt habe!

ZitatAlso schätzen sie sich glücklich wenn sie 2 solche Kollektoren haben, benutzen sie sie für LED Anwendungen aber bitte nicht für die Standard Niedervoltleuchte. Aus dem vorgegangenen Thread wissen sie jetzt ja, mit welchen LEDs man hier optimal arbeitet und mit dem Klargkaskollektor dürfte die Lichtausbeute gegenüber der Seoul P4 vermutlich nicht nur den Faktor 2,3 (wie Herr Höbel bestätigt hat) sondern nochmal höher liegen.

Genau dafür wollte ich sie haben und ich habe sie aus einer verlässlichen Zeiss-Quelle. Wer sie dort regelwidrig umgebaut hat kann ich nicht sagen, aber sie tut ihren Dienst sehr zufriedenstellend!

Inzwischen ist auch an mir der technische Fortschritt bei den LED-Entwicklungen nicht unerkannt vorbeigerauscht! :D

Erhellte Grüße

aus dem Nordschwarzwald