45 Watt LED

[Detlef Kramer]

Hallo,

das geht doch alles viel einfacher: die Fläche dieser LED ist doch offenbar so groß, dass ich sie überhaupt nicht abzubilden brauche. Ich befestige sie direkt unter der Kondensorblende und die Köhler-Bedingung ist erfüllt. Oder meinetwegen bilde ich sie mit einer Linse 1 : 1 oder leicht vergrößert ab. Also, warum ich da etwas verkleinern soll, nur um dieses kleine Bild dann wieder so zu vergrößern, dass es die Aperturblende ausleuchtet, verstehe ich nicht.

Herzliche Grüße

Detlef

[Werner Jülich]

Hallo Herr Dr. Kramer,
so wird es ja auch in der Praxis gemacht, siehe z.B. Axio Scope.A1 mit Durchlicht LED.

Werner Jülich

[Jens Jö]

Hallo,

wenn ich die Diskussion richtig verstanden habe, ging es darum, an dem bestehenden Beleuchtungspfad nichts zu verändern. Und dann muß ich halt die Leuchtwendel in ihrer echten Größe simulieren.
Alfred

[wilfried48]

Hallo,

das ist ja interessant, was für eine Fläche hat denn die LED im Axioskop und wie macht man das dann mit der
Leuchtfeldblende.
Beim Köhlerschen Strahlengang ist doch gerade der Witz, dass Lampenkollektor und Kondensor so zusammenspielen dass die Leuchtfeldblende (Ebene gleichmässiger Ausleuchtung) in die Objektebene, und die Aperturblende (Bild der Lichtquellenebene) in die hintere Brennebene des Objektivs abgebildet werden (verflochtener Strahlengang).

Gruss
Wilfried

[Werner]

Hallo Alfred!

Ein Parallelstrahl geht durch den Brennpunkt. Die Quelle muß also im Brennpunkt stehen. Aber nur eine KLEINE Fläche um die optische Achse wird zu Parallelstrahlen. Für Punkte außerhalb der Achse erscheint die Linse "gekippt", kein Parallelstrahl mehr, nur Astigmatismus und Koma, das Licht wird gestreut. Das ist dann auch nicht mehr verlustarm durch eine weitere Linse abbildbar. Probier mal mit einer Led und schräg gestellter Lupe oder einer vielfach-Led-Taschenlampe.
Eine gute Abbildung geht wirklich nur mit einer annähernd punktförmigen Quelle.
Mach mal eine Skizze mit der klassischen Strahlkonstruktion wie im Physikbuch.
Ein Linsensystem kann man rechnerisch IMMER zu einer Ersatz-Einzellinse vereinfachen. Ein Kamera- oder Mikroskop- oder TV-Zoomobjektiv (bis zu 17 Linsen) hat immer auch nur eine Brennweite, die Abbildungsgleichung gilt dann für diese.

Viele Grüße   -   Werner

[peter-h]

Liebe LED-Blitzfreunde,

und jene die mir den Spaß verderben wollen 
Ich hatte in einem Satz geschrieben : Wenn die optische Ankopplung gut gelingt ....
Was ich nicht geschrieben hatte nun aber angeklungen ist, ist der Umstand, dass ich am Mikroskop und der eigenen Beleuchtung keinen Umbau vornehme, ABER die Flächen-LED praktisch auf die Leuchtfeldblende legen werde. Mit 16mm Durchmesser der Austrittsfläche der LED paßt es recht gut bei einem Zeiss Standard.
Sicher verschenke ich jede Menge Strahlung, denn der Abstrahlwinkel wird mit 120° angegeben. Vielleicht kommt eine asphärische Kondensorlinse drauf um besser anzupassen. Das wird sich aber alles erst nach dem Versuchsaufbau zeigen.

Jedenfalls sparen die Pessimisten viel Geld, wenn sie gleich diesen Ansatz verwerfen und ich habe danach reichlich neue Meßergebnisse um für zukünftige Projekte aus der Erfahrung schöpfen zu können. Das ist es mir wert.

Das kleinste Problem ist die Ansteuerung der LED mit 45 Volt und 1 Ampere im Zeitbereich 10µs - 10ms.
Irgendwann werde ich versuchen zu berichten  Jetzt ist aber Arbeit angesagt.

Gruß
Peter

[Eckhard F. H.]

Hallo zusammen,

Es ist schön, daß im Forum mitunter Sachverhalte aufwallen und dann kontrovers diskutiert werden, die eigentlich zum Basiswissen der Optik gehören. So auch die punktförmige Fokussierung der Gesamtstrahlung einer Lichtquelle. Sie ist auch mein Problen und noch keineswegs gestemmt. 
Gruß - EFH

[Jens Jö]

Hallo Freunde, vor allem Wilfried und Werner,

vielen Dank, ich hab's endgültig begriffen.
Die ganze Zeit hatte mir folgendes Bild vorgeschwebt:

sprich: die LED vor dem Brennpunkt anzuordnen.
Bloß: so sieht die Wirklichkeit ja nicht aus. Das wäre eine LED, welche die Ebene einer punktförmigen Quelle darstellt, und schon sind wir wieder beim Punkt.
Facit: es geht wirklich nicht . . .

Danke und Gruß
Alfred

[Eckhard F. H.]

Hallo jaracim,
alles richtig bis auf Krümmungsradien! Bedenke aber, wenn LEDs einen scharf begrenzten Abstrahlwinkel hätten, sähe man man bei ihrer Betrachtung außerhalb dessen kein Licht.
Gruß - EFH

[Jens Jö]

Hallo EFH,

ne, ne, 120 Grad Abstrahlwinkel sind 120 Grad Abstrahlwinkel: der Kegel sieht schon so aus, und außerhalb ist Dämmerung.

Aber die Strahlen verlaufen eben nicht so, als ob dahinter ein Punktstrahler wäre . . .

[wilfried48]

Ich befestige sie direkt unter der Kondensorblende und die Köhler-Bedingung ist erfüllt.

Hallo Detlef,

die Idee ist gut und könnte mit so gossflächigen und einigermassen kalten Flächenstrahler LEDs angegangen werden.
Es ist aber nur eine Köhlerbedingung erfüllt, die zweite, dass die Kollektorlinse in der hinteren Brennebene eine gleichmässig ausgeleuchtete Leuchtfeldblende besitzt die gleichzeitig in die Objektebene abgebildet wird ist damit natürlich schwierig zu erfüllen.

Ich hatte noch einen alten 5x5 Led Array mit 1cm x 1cm und 15 Watt hier und habe den mal direkt unter den Kondensor vom Zeiss GFL gehalten. Die kleine Vergrösserung 4x wird nicht mehr gleichmässig ausgeleuchtet aber ab 10x sieht es gut aus und auch die Apertur des Objektivs ist bis 40x gut ausgeleuchtet. Also mit einem dichter gepackten Array von 15 x 15 mm hätte man Chancen. Ob es aber heller wird als mit der Hiller LED 3,7 W LED, die ich gleichzeitig drin habe wage ich zu bezweifeln. Bis jetzt habe ich allerdings nur 0,2 A bei 15 V gefahren also ca. 3 W und die  Hiller LED im richtigen Köhlerschen Strahlengang noch sehr hell dagegen. Ich muss aber erst einen richtigen Kühlkörper drehen, dass ich den Array voll ausfahren kann (17,2V bei 1A max).
Ich werde dann wieder berichten.

viele Grüsse
Wilfried

[Eckhard F. H.]

...und außerhalb ist Dämmerung.

Eben! Also trifft immer noch Energie aus. Zieht man dazu ins Kalkül, daß diese ´Dämmerung´ außerdem schädliches Streulicht darstellt, ist der Idealzustand nicht erreicht: Bündelung einer großflächigen Lichtquelle zu einer kleinflächigeren bis annähernd punktförmigen.
Gruß - EFH

[Jens Jö]

schädliches Streulicht

das ist doch alles lösbar: Papierkegel drum und es gibt kein Streulicht mehr.

Ok, die optische Abbildung haben wir ja nun ausreichend diskutiert. Was den Peter-H aber erwartet, sind ganz andere Probleme.
Die Energie solcher Blitze wird in Joule oder Ws angegeben und reicht von 30Ws für meinen Einmal-Wegwerfblitz bis zu 160Ws bei einem METZ 60-CT4.
Geblitzt wird dabei ca. 1/1000 bis 1/40000 Sekunde lang.
Bereits meine Wegwerfkanone stellt also 30 Kilowatt für die Dauer von 1ms zur Verfügung.
Wie man dagegen mit 45W anstinken möchte, ist mir ein Rätsel . . .

[wilfried48]

Bereits meine Wegwerfkanone stellt also 30 Kilowatt für die Dauer von 1ms zur Verfügung.
Wie man dagegen mit 45W anstinken möchte, ist mir ein Rätsel . . .

Hallo Jaracim
Ganz einfach, weil dein Blitz mit dieser Pulsleistung nur einen ganzen Raum ausleuchtet. Wenn du mit ihm aber im Mikroskop ein Objektfeld von 1mm ausleuchtest nutzt du natürlich vielleicht nur 1/1000 dieser Pulsleistung und es reicht offenbar trotzdem ein Bild zu belichten. Die 45 Watt Diode bei richtig optischer Anordnung kann nahezu volkommen in die 1mm fokussiert werden und schon wäre man wieder zusammen.

@Detlef
ich habe nun schnell einen Kühlkörper für meinen 17 W LED Array gedreht sodass ich die vollen 17W (17,2V, 1A)fahren
kann.
Ergebnis: Bei Anodrnung des Arrays unter dem Kondensor möglichst nahe der Aperturblendenebene ist das ganze immer noch nicht so hell, wie die Hillersche LED, die im Köhlerschen Beleuchtungsstrahlengang eingebaut ist.
Ich bin auf Peters Ergebnisse gespannt.
Da mein 17 W Array ein etwas betagtes Produkt ist habe ich jetzt auch mal die neue 45 W Cree CXA2011 bestellt, denn
nur Versuch macht kluch. Aber ich mache mir keine grossen Hoffnungen. Zur Not kann ich den LED Array immer noch für ein anderes Beleuchtungsprojekt verwenden wo nur Leistung und nicht Leistungsdichte gefragt ist.

viele Grüsse
Wilfried

[peter-h]

Ich will, ich muß mich ja nicht rechtfertigen, welchen Blödsinn ich baue 

Das folgende Bild ist mit einem Objektiv 10x und Kameraadapter 0,5x aufgenommen. Also ein Musterobjekt.


Belichtung 1/10 000s , LED Cree Cree XM-L T6 , gerade mal mit nur 700mA betrieben. Nach Datenblatt sollen es dann ca. 280 Lumen sein. Es wurde nur LED gegen Halogenleuchte getauscht. So funzelig sind also die LEDs garnicht. Voll mit 3 Ampere betrieben schaffe ich nur überbelichtete Bilder, denn kürzer als 1/10 000s geht es bei mir nicht.

Gruß
Peter