Bestes Bild nur mit Streuscheibe - wieso ?

Lupus · März 30, 2015, 22:24:07 NACHMITTAGS

Hallo Gerd,

ZitatDas geht doch aber nur, wenn man genug Platz und einigermaßen lange Strahlenwege hat.

warum denn das? Man kann doch an der bisherigen Anordnung (nur LED mit Mattscheibe im Abstand) eine Linse montieren, ohne dass der Abstand größer wird. Oder hab ich etwas bei der Anordnung falsch verstanden?
Außerdem würde ich bei Umrüstung oder Bau einer kritischen Beleuchtung nie eine Einzel-LED sondern einen der in großer Auswahl erhältlichen LED-Arrays in 12V oder 220V verwenden. Das minimiert die notwendige Homogenisierung der Leuchtfläche.

Und eine Köhlersche Beleuchtung bringt keinen signifikanten Vorteil gegenüber einer optimalen kritischen Beleuchtung.

Hubert

Gerd Schmahl · März 31, 2015, 20:27:22 NACHMITTAGS

Hallo Hubert,
wahrscheinlich habe ich etwas falsch verstanden:

ZitatDie Lichtquelle wird dabei in die Eintrittspupille der beobachtenden Optik abgebildet.

Das hat mich wohl zu sehr an die Köhlersche Beleuchtung erinnert.

Beste Grüße und vielen Dank!
Gerd

Ulf Roth · April 04, 2015, 12:09:26 NACHMITTAGS

Zitat von: Lupus in März 30, 2015, 20:42:05 NACHMITTAGSMaximale Lichtstreuung und minimaler Lichtverlust schließen sich für Mattscheiben aus. Normalerweise sollte eine sorgfältig mit feinem Sandpapier mattierte Plexiglasscheibe reichen, je feiner die Körnung desto geringer die Streuung. Man kann auch beide Seiten mattieren.

habe mein Problem nun gelöst, indem ich eine selbstklebende diffuse Folie auf die weniger gebauchte Seite der Kollektorlinse aufgeklebt und dann ausgeschnitten habe. Mit diese Folien werden u.a. die Scheiben von Duschen belegt.

Die Folie ist rel. weich, so dass sie sich ohne Falten auch über die Krümmung legen lässt:

Die Oberfläche ist einen Tick weniger strukturiert, als die Folie von den bisher verwendeten Klarsichthüllen (hintere Häfte):

Als nächstes werde ich noch eine runde 2mm Plexischeibe für den Filterhalter damit belegen (u.U. auch beidseitig), damit ich wahlweise eine noch weichere Darstellung erhalte. Der Lichtschluckfaktor ist bei der Folie übrigens sehr gering.

10 x 10 cm Folie gibt es für 1 EUR incl. Porto beim eBay-Mitglied tiptopcarbon*de oder 381091215113

Ulf

Lupus · April 06, 2015, 16:28:45 NACHMITTAGS

Hallo Ulf,

ZitatDer Lichtschluckfaktor ist bei der Folie übrigens sehr gering.

die Streuwirkung auch. Meiner Meinung nach viel zu gering. Ich habe eine ähnliche Klarsichthülle doppellagig getestet, im Bild sieht man die Streuwirkung um eine Punktlichtquelle (1 cm des Maßstabes entspricht ca. 1° Streuwinkel). Die erreichten etwa 2° Streuung sind zu wenig:

Das zweite Bild zeigt im Vergleich die Streuung einer Transparent-Zeichenfolie:

Für eine ausreichende Ausleuchtung des Kondensors mit einer n.A. von 0.65 wie bei deinem Mikroskop benötigt man beispielsweise etwa 25° gleichmäßige Ausleuchtung durch die Leuchtfläche, das folgende Bild zeigt die geometrischen Verhältnisse der kritischen Beleuchtung mit einem angenommenen typischen Kondensor-Abbildungsmaßstab 3:1. Wenn die Kollektorlinse unterhalb der Mattscheibe nicht optimal angepasst ist, benötigt man einen noch größeren Diffusor-Winkel:

Hubert

Ulf Roth · April 08, 2015, 02:49:35 VORMITTAG

Zitat von: Lupus in April 06, 2015, 16:28:45 NACHMITTAGS
ZitatDer Lichtschluckfaktor ist bei der Folie übrigens sehr gering.
die Streuwirkung auch. Meiner Meinung nach viel zu gering.

Hallo Hubert,

bei mir bin ich mit der Linse (bzw. Folie) etwas weiter von der Lichtquelle weg, es macht sich hier nicht ganz so stark bemerkbar wie auf deinen Bildern. Aber du hast recht, die Streuwirkung hält sich in engen Grenzen. Das hier erst verwendete Pergamentpapier war wesentlich besser, der Lichtschluckfaktor aber im Gegensatz zu dieser Klebefolie gewaltig.

Vielen Dank für Deine Erklärungen und die Skizze

Ulf

Lupus · April 08, 2015, 09:16:59 VORMITTAG

Hallo Ulf,

mit Kollektorlinse würden meine Helligkeitsverteilungen auch gleichmäßiger aussehen - dann erkennt man aber nicht die Streuwirkung.

Eine gute Lichtverteilung ist trotz Lichtverlust das vorrangige Ziel.

Daher sollten "kritische Beleuchtungen" eine möglichst große Leuchtfläche der Lichtquelle (LED) haben und der Kollektor möglichst kurzbrennweitig sein - das reduziert die erforderliche Streuwirkung der Mattscheibe. Nicht ohne Grund verwendete man früher dafür Glühlampen mit großen Glühwendeln hinter der Mattscheibe.

Hubert

carypt · Februar 05, 2016, 00:11:56 VORMITTAG

also ich mit meinem spiegel-beleuchteten hertel-reuss mit 2 linsigem apertur kondensor finde es am besten den spiegel wegzunehmen , stattdessen ein papier dort hinzulegen und es ordentlich von der seite zu beleuchten . man kann sogar zentral die fläche schwärzen und dunkelfeld bei kleinen vergrößerungen erreichen und sonstige spielchen . ein gut gebündelter ledspot 3w ist schon gut . für 100x brauche ich aber mehr power . vielleicht wäre eine gekalkte fläche stärker reflektierend , ich weiß noch nicht .

liftboy · Februar 06, 2016, 12:27:55 NACHMITTAGS

Hallo erstmal,

nur so zur allgemeinen Info:
Für die Beleuchtung meiner Lomo-Kursmikros verwende ich eine Eigenbau-LED Leuchte

Lichtquelle ist eine schlichte Halo-Ersatzleuchte für 12V=~ für Stecksockel mit 12 Einzel-LEDs auf einer Platine.
Eingebaut in ein Alugehäuse, welches in den Lomo Sockel passt.
Da die LEDs einzeln in der Optik abgebildet wurden, habe ich eine dicke Kunststoffstreuscheibe eingefügt.
Mit einer alten Irisblende eines Zeiss/J Kondensors hat das bis zum 40er prima funktioniert.
Der Versuch, eine Köhlerbeleuchtung zu realisieren, brachte in interessantes Ergebnis.
Die Irisblende wurde durch einen kompletten Kondensor NA 1,2 ersetzt. Nun konnte ich die Streuscheibe als Lichtpunkt auf der Kondensorblende des Mikroskopes abbilden. Es ergab sich eine superhelle Beleuchtung, welche bis zum 100erÖl hervorragend ausleuchtete. Unangenehmer Nebeneffekt war eine exzessive Kontraststeigerung, die nur durch einlegen eine Streuscheibe in den Mikroskopkondensor-Filterhalter beseitigt werden konnte.
Die Ursache hierfür konnte noch nicht ermittelt werden.

Grüße
Wolfgang

Gerd Schmahl · Februar 06, 2016, 14:33:35 NACHMITTAGS

Hallo Wolfgang,

ZitatUnangenehmer Nebeneffekt war eine exzessive Kontraststeigerung, die nur durch einlegen eine Streuscheibe in den Mikroskopkondensor-Filterhalter beseitigt werden konnte.

Das klingt für mich nach viel zu kleiner Beleuchtungsapertur. Diese hängt ja nicht nur vom verwendeten Kondensor ab. Wenn das in den Kondensor eintretende Lichtbündel zu klein ist, nützt die schönste Kondensorapertur wenig. Ist wohl der gleiche Effekt wie bei einer zu sehr zugezogenen Leuchtfeldblende bei einem ansonsten nach dem köhlerschen Beleuchtungsprinzip gebauten Mikroskop.

Beste Grüße
Gerd

Bob · Februar 06, 2016, 15:48:51 NACHMITTAGS

Hallo zusammen,

ich habe vor Jahren mal eine optische Messvorrichtung konstruiert, bei der auch eine Steuscheibe zum Einsatz kam. Ein Kollege hatte ein Material aufgetrieben, das so weit ich erinnere Uhrenglas VOS hieß, ich meine Typ 1822. Es war ein weißlich neblig schimmerndes Acrylglas.
Das könnte sowas gewesen sein:

http://www.topacryl.ch/TCs/1822.gif

Das Material hatte eine sehr starke Steuwirkung und war gleichzeitig besonders lichtdurchlässig, in beiden Punkten weitaus besser als angerauhtes Glas. Die Beschaffung war aber auch damals schon schwierig.

In diesem thread wurde das Thema mit LED, Kondensor und Ausleuchtung Leuchtfeldblende gut beschrieben, und eine Lösung angeboten: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=15247.0.

Ich konnte das so auch schon beobachten: Der Kondensor eines Zeiss Jena LG guckt über den Spiegel zur weit entfernten Köhlerleuchte. Bei Mikroskopen mit Beleuchtung im Fuß muss er anders ausgelegt sein.

Viele Grüße,

Bob

rhamvossen · Februar 06, 2016, 17:58:14 NACHMITTAGS

Hallo Wolfgang,

ZitatUnangenehmer Nebeneffekt war eine exzessive Kontraststeigerung, die nur durch einlegen eine Streuscheibe in den Mikroskopkondensor-Filterhalter beseitigt werden konnte.

Das klingt für mich nach viel zu kleiner Beleuchtungsapertur. Diese hängt ja nicht nur vom verwendeten Kondensor ab. Wenn das in den Kondensor eintretende Lichtbündel zu klein ist, nützt die schönste Kondensorapertur wenig. Ist wohl der gleiche Effekt wie bei einer zu sehr zugezogenen Leuchtfeldblende bei einem ansonsten nach dem köhlerschen Beleuchtungsprinzip gebauten Mikroskop.

Ich denke Gerd hat recht. Bei optimieren von die Beleuchtung muss man eigentlich immer mit ein Phasenteleskop im Tubus schauen wie es aussieht, dan sieht man wieviel von der Apertur des Objektivs ausgeleuchtet wird und auch wie homogen es ausgeleuchtet wird. Beste Grüsse,

Rolf

Lupus · Februar 06, 2016, 18:29:50 NACHMITTAGS

Hallo,

ich habe den Eindruck dass die Diskussionen über den richtigen Beleuchtungsaufbau oft von der missverständlichen Definition der köhlerschen Beleuchtung geleitet sind. Grundsätzlich sieht jede Beleuchtung mit Kondensor so aus wie ich es in der vorangegangenen schematischen Zeichnung dargestellt habe, schon zu Zeiten der Petroleumlampe. Wichtig ist immer dass die abgebildete Leuchtfläche eine homogene Intensitätsverteilung hat, und der Kondensor über den gesamten lichtquellenseitigen Aperturwinkel vollständig ausgeleuchtet ist.

Köhler hatte dann die Idee, die durch den Kondensor abzubildende thermische Lichtquelle über einen vorgeschalteten Strahlengang (Kollektor) als eigenes reelles Bild zu erzeugen, mit verschiedenen Vorteilen, u.a. die besonders effiziente Nutzung der abgestrahlten Lichtmenge. Aber die kritische Beleuchtung war genauso verbreitet, und die meisten früheren Mikroskope mit separatem Spiegel bildeten nur eine diffuse Lichtquelle direkt durch den Kondensor ab. Entweder das diffuse Himmelslicht, oder z.B. eine Flamme. Und später eine elektrische Lichtquelle mit Mattscheibe und Blaufilter. Die wurde dann oft mit einer Optik ins Unendliche abgebildet um vom Abstand der Lichtquelle zum Mikroskop relativ unabhängig zu sein. Und wegen der hohen Wärmeentwicklung war ein großer Abstand auch wünschenswert. Dann musste der Kondensor entsprechend angepasst werden, und dessen Brennebene in der Objektebene liegen. Das hat mit einer Köhlerbeleuchtung nichts zu tun, denn die zeichnet sich gerade dadurch aus, dass das Lichtquellenbild im endlichen Abstand vor dem Kondensor liegt.
Im anderen Fall, ohne Zusatzoptik, ist der Kondensor für einen bestimmten endlichen Abstand der Lichtquelle konstruiert. Man sollte immer zuerst überprüfen, wie der Kondensor des Mikroskopes ausgelegt ist.

Bei niedrigen n.A. lässt sich der Kondensor durch Verschieben auf beide Arten verwenden. Wenn er allerdings für eine hohe n.A. ausgelegt und gut korrigiert ist, müsste die Beleuchtung an die ursprüngliche Konstellation angepasst werden da sonst der Abbildungsfehler des Kondensors zu groß wird und z.B. die Beleuchtungsapertur nicht mehr optimal einstellbar ist: Also entweder die Lichtquelle mittels Optik ins Unendliche abbilden oder eben wie meist bei moderneren kritischen Beleuchtungen die Lichtquelle etwa in der Entfernung des Mikroskopfußes montieren.

Das Dilemma beim Erzeugen der homogenen Leuchtfläche ist, dass ein zu guter Diffusor, egal ob Mattscheibe im Durchlicht oder Papier o.ä. als Reflektor, zwar zu einer homogenen Ausleuchtung führt, aber auch zu hohen Lichtverlusten, die bei hohen Vergrößerungen spürbar sind. In dem Fall ist nach meiner Erfahrung immer die Kombination aus einer gering streuenden Mattscheibe und davor montierter Feldlinse zur Vermeidung des Hotspot die beste Lösung. Der Selbstbau einer solchen kritischen Beleuchtung ist relativ problemlos, während beim Bau einer Köhlerbeleuchtung ohne richtige Abstimmung der einzelnen Elemente meist eine zu geringe Beleuchtungsapertur entsteht, trotz scheinbar homogener Ausleuchtung (die entsteht fast automatisch), mit der Folge eines zu großen unnatürlichen Kontrastes.

Hubert

hebi19 · Februar 06, 2016, 19:47:08 NACHMITTAGS

Hallo Hubert

Erst mal ganz herzlichen Dank für deine Ausführungen.
Mir wird mehr und mehr klar, warum manche Beleuchtungsesperimente nicht zum Erfolg führen und andere scheinbar auf Anhieb problemos funktionieren.

Ich habe ein altes Steindorf auf LED umgebaut. Zuerst habe ich dort wo der Glüwendel sass die 3w power-LED eingebaut. Das Ergebnis war nicht befridigend bei allen Vergrößerungen. Die LED sitzt auf einem Metallwinkel in der früheren Glühlampenhaltung. Durch "kröpfen" des Metallwinkels habe ich sie im Vergleich zu vorher und somit auch zum Glühwendel dann um ca 8 mm tiefer gesetzt und das Ergebnis war "fast voll befriedigend". Lediglich bei der kleinsten Vergrößerung (4x Objektiv) muss der Kondenso abgesenkt werden (was vorher mit Glühwendel genauso war).
Ich gehe jetzt davon aus, dass die im Fuß eingebaute Optik eine kritische Beleuchtung ohne Duffusionsscheibe realisiert. Durch den tieferne Einbau wird mit dem Abstrahlwinkel der LED die kleine LED-Fläche auf die mechanische Lage und Größe des früheren Wendels abgebildet und somit funktioniert die Beleuchtung wie vorher. Lediglich der bei Glühlampe notwendig Blaufilter konnte eingespart werden.

Bei meinem LOMO habe ich das gleiche Problem wie Wolfgang. Die von ihm gebaute Streuscheiben-LED-Beleuchtung mit der Streuscheibengröße etwas kleiner als die Öffnung im LOMO-Fuß geht mit dem 100xObjektiv nicht. Ich habe auch noch den LOMO Dunkelfeldkondensor und der benötigt dann doch eine noch größere Beleuchtungsapertur, oder habe ich da was verkehrt verstanden?

Martin

Lupus · Februar 06, 2016, 20:46:29 NACHMITTAGS

Hallo Martin,

eine richtige kritische Beleuchtung ohne Mattscheibe geht eigentlich nicht, außer wenn als Notbehelf das Bild der Glühwendel durch den Kondensor so stark defokussiert wird, dass das Bild in der Objektebene doch wieder relativ homogen wird - so wird es allerdings (leider) auch bei vielen Mikroskopen gemacht. Der Nachteil ist dann, dass man keine Leuchtfeldblende verwenden kann, beim optimierten Selbstbau wäre das aber möglich. Ich kann es mir jetzt nur so vorstellen, dass durch den größeren Abstand der LED zum Kondensor das Bild der LED noch stärker defokussiert wird und daher das Bild wieder homogen ausgeleuchtet.

Ein Dunkelfeldkondensor benötigt natürlich eine maximale Beleuchtungsapertur, wobei mir der genaue Aufbau nicht klar ist, vor allen Dingen was das mit der Irisblende soll, ich kenne dieses LOMO nicht. Leuchtfeldblende? Aber die begrenzt ja normalerweise gerade die Beleuchtungsapertur nicht, außer man hat den Abstand der LEDs mit Mattscheibe vollkommen falsch zum Kondensor, genauer gesagt der Abstand der Irisblende zum Kondensor.

Warum soll die Leuchtfläche mit Mattscheibe kein 100x ausleuchten, falls der Kondensor die notwendige n.A. hat, das verstehe ich jetzt nicht.

Ich gehe davon aus dass das ein LED-Array ohne bündelnde Vorsatzlinsen vor den LEDs ist.

Hubert

carypt · Februar 19, 2016, 01:02:33 VORMITTAG

ich habe jetzt 2x 10w cree-led-spots (8°) auf mein untergelegtes papier gerichtet , das ist bei 100x hell genug . ich darf nur nicht auf das papier gucken .
wikipedia recherche albedo brachte mich zu reflektions-prüfkörpern , wo barium-sulfat quasi reflektor-standart (diffus) ist . bariumsulfat ist nicht wirklich giftig und in manchen weißfarben enthalten . gegenüber titanweiß hat es gleichmäßige reflektion über das gesamte spektrum , so in etwa . besonderes feature : es ist die weiße schicht auf manchen fotopapieren . eine streuscheibe unter dem kondensor kann dennoch das bild schärfen , aber dunkler dann .
ahoi , carypt