45 Watt LED

[peter-h]

Liebe LED-Freunde,

hat schon jemand die Cree CXA2011, warmweiß, 2600lm mit schlaffen 45 Watt eingebaut oder Versuche damit angestellt? Ein Muster habe ich bestellt und der Hintergedanke ist, damit eine Blitzleuchte zu bauen. Es gibt dann keinen Unterschied zwischen Einstell- und Blitzleuchte. Die 2600 Lumen kann man mit einer Glühlampe von 150 Watt vergleichen. Wenn die optische Ankopplung gut gelingt, so soll es doch für Blitzaufnahmen reichen.

Viele Grüße
Peter

[wilfried48]

Hallo Peter,

au ja fein, da könnte man ja endlich mit dem technischen Fortschritt da weiter machen wo wir
im letzten thread aufgehört haben.

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=2308.0

Damals hatte ich ja schon gezeigt, dass mit einer 3 Watt LED im Pulsbetrieb im normalen Hellfeld 1/20000sec möglich sind.

Mit der 10 fachen Leistung und im Pulsbetrieb müsste ein Blitzersatz eigentlich endgültig möglich sein.

Es müsste nur einer die Optik exakt an die grossflächige LED anpassen und einen entpechenden Blitzgenerator mit 10 bis 20 A Pulsstrom und entsprechend kurzen Pulsen bauen.

Ich habe ja damals schon keine Zeit gefunden den teuren Laborpulsgenerator durch ein entsprechend von der Kamera getriggertes billiges Pulsgerät zu ersetzten.

Aber wenn du etwas in die Hand nimmst ist es aber doch immer nachhaltig von Erfolg gekrönt 

Ich bin gespannt !

viele Grüsse
Wilfried

[crabtack]

teuren Laborpulsgenerator

Da könnte auch ein Computernetzteil reichen.
Die Billigen haben schon so um die 14A.

Gruß
Olaf

[TPL]

Lieber Peter und Wilfried,
es ist schon irre, wie rasant die Entwicklung in dieser Branche verläuft!
Und deshalb will ich jetzt auch ausnahmsweise 'mal nicht über spektrale Verteilungen jammern, sondern fragen, ob es nicht vielleicht ein Mikroskop-Leuchtmittel gibt, das einen ähnlich riesigen Durchmesser (gut 15 mm) der Lichtquelle hat, wie diese LED. Die dazu gehörige Kollektoroptik müsste dann doch geeignet sein...

@ Olaf,
die Sorte Pulse, die ein Computernetzteil liefert, ist hier wahrscheinlich nicht gemeint.

Strahlende Grüße, Thomas

[wilfried48]

Hallo,

sorry ich hatte ganz übersehen,dass es ja ein Array mit grosser Fläche ist und seriell geschalteten LEDs. Man bräuchte also einen Pulsgenerator mit entsprechend hoher Spannung und "nur" 1 bis 2 Ampere.

aber ich lese gerade diesen interessanten Beitrag, wo wir uns über das Thema LED mit grosser Fläche
und entsprechend angepasster Optik schon einmal unterhalten haben

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=5909.msg40770#msg40770

und Herr Husemann und ich der Meinung waren, dass es nur auf die Leuchtdichte der LED ankommt und nicht auf die Gesamtleistung, wenn sie nur über eine grössere Fläche der LED erzeugt wird und nicht über eine höhere Leuchtdichte.

Insofern möchte ich wieder "zurückrudern" und befürchte dass auch die 45 W LED keine kürzeren Blitzzeiten erlaubt weil die Leuchtdichte ja vermutlich nicht grösser ist.

viele Grüsse
Wilfried

[Stefan_O]

Hm, ich lese gerade mit und grübele in verschiedene Richtungen. Kann ich den Durchmesser der Lichtquelle nicht optisch verkleinern, z.B. durch eine weitere Linse zwischen LED und Mikroskop? In modernen Lichtquellen brennt eine grosse Xenon-Kurzbogenlampe, deren Licht komplett in einen Lichtwellenleiter eingespeist wird, dessen Ende ja fast punktförmig ist. Oder liege ich da völlig falsch?

Gruss,
Stefan

[Werner]

Ich möchte ja kein Spielverderber sein ..

..aber seht Euch mal das Datenblatt an: http://www.cree.com/products/pdf/xlampcxa2011.pdf.
Die Led hat 20mm Leuchtfläche (!) und eine Flußspannung von 40V bei maximal 1 A! Das bedeutet, da sind 12 oder 13 großflächige 3W-Leds in Reihe geschaltet (mit dünnen Bond-Drähten!). Die ist für Raumbeleuchtung hervorragend geeignet (abgesehen vom Preis), aber nicht als Blitzlicht.
Die 20mm Leuchtfläche sind auch nicht ohne Verluste auf kleinen Durchmesser abbildbar.
Bei zu hohem Strom braucht nur 1 Draht durchzubrennen - und das ganze Geld dafür ist "verbraten" (weil irreparabel).

Ich hatte auch schon in Richtung Blitz-Led Überlegungen angestellt.
Ich würde eine 1-W-Led verwenden (ca 2mm Leuchtfläche) und ausprobieren, bei welchem Impulsstrom der Bonddraht durchbrennt. Diese Leds sind relativ günstig zu bekommen, da tut ein Zerschießen nicht so weh...

Aber warum eine Blitzröhre ersetzen? Die Teile inklusive Wandler sind praktisch kostenlos zu bekommen - aus alten Kameras oder Einmal-Kameras.
Mit einer Zylinderlinse oder einem Zylinderspiegel kann man eine Menge Licht auf ein Glasfaserbündel fokussieren, das andere Ende blitzt dann. Warscheinlich geht der Ellipsoid- oder Paraboloidspiegel eines Auto-Xenonlichts noch besser - aber leider habe ich noch keinen zum Testen. 

Noch was zu Beleuchtungleds:
Bei Pollin-Electonic gibt es (als 20-W-Halogen-Ersatz) 2,4-W-Leds mit 140 Lumen relativ günstig. Da sind 10 großflächige Leds verbaut.
Habe ich mir besorgt - und dann kam die Ernüchterung: Die Helligkeit sinkt auf 60% ab, wenn die Lampen einige Zeit brennen. Beim Anblasen mit Druckluft werden sie wieder heller - zu viel Leistung auf zu engem Raum - die Konstruktion müßte für bessere Kühlung komplett geändert werden.
Weniger unbefriedigend sind da die 1-W-Leds (6 Elemente), die sacken nur auf 83% ab - für die Flurbeleuchtung langts.

Das heißt auch: Eine güte Kühlung für Mikroskopleds ist unbedingt erforderlich. Test durch Anblasen mit Kältespray. Eventuell Kupfer-Ableitung zum Kühlkörper vorsehen. Ich arbeite (aus Faulheit) noch mit den Glühbirnen, irgendwann baue ich mir aber eine Led-Beleuchtung...

An Stefan:
Auch eine große Kurzbogenlampe hat einen Bogen von nur einigen Millimetern. Nur ein Teil der Gesamtstrahlung kann in eine Faser eingekoppelt werden. Weil die aber so hell sind, ist das unbedeutend. Die eingekoppelte Energie hängt nur von der Fläche der Linse ab. Ein Hohlspiegel hinter der Lampe erhöht die Lichtleistung, seitlich abgestrahltes Licht ist verloren. Man könnte nun 4 Linsen um die Lampe anordnen und 4 Lichtleiter zusammenführen, das vervierfacht die Fläche (und die Kosten), aber die Flächenhelligkeit bleibt gleich - viel Aufwand ohne Nutzen. Die Abbildung durch eine Optik ergibt auch die vierfache Fläche - und dann wird abgeblendet fürs richtige Köhlern.

Viele Grüße   -   Werner

[Stefan_O]

Nochmal, hm: bei einer modernen Xenonlampe sitzt der Lichtbogen im Brennpunkt eines Parabolspiegels, die Verluste sollten minimal sein. Alles seitlich abgestrahlte Licht geht in den Spiegel. Bei besagter LED sollte es als Flächenstrahler noch einfacher sein, mit einer Linse vor der Fläche das Licht komplett in eine Faser zu bringen, die dann als Punktstrahler fungiert, bzw ihren Ausgang dort hat, wo vorher der Glühfaden lag. Damit würde sich die Flächenhelligkeit erhöhen....? Das Prinzip mit dem LWL wurde schon 1985 in der Leitz Variolum umgesetzt. Ob der Aufwand sich lohnt, ist natürlich eine andere Frage.

Gruss,
Stefan

[Werner]

Hallo Stefan!

Der Spiegel ist ein Ellipsoidspiegel, in einem Brennpunkt ist der Bogen, im anderen der Eingang des Faserbündels. Das Faserbündel (ungeordnete Fasern) hat noch die erwünschte Nebenwirkung, die Beleuchtung zu homogenisieren. Am Faser-Eingang liegt das BILD des Bogens mit unterschiedlich hellen Zonen. Durch die Faser-Unordnung werden die unterschiedlichen Helligkeiten nun vermischt, sodaß ein gleichmäßig leuchtendes Faserende erscheint.

Einen Flächenstrahler kann man NICHT in einen Punkt abbilden! Eine Veranschaulichung ohne Formeln in der Ebene:
Die Fläche wird zu einer zur optischen Achse senkrechten Strecke. Zerlege die Strecke in 4 Teile, danach kommt eine Sammellinse im geeigneten Abstand. Das obere Viertel wird nun in der Bildebene als unteres Viertel (verkleinert) abgebildet. Das in der Quelle darunterliegende Viertel wird auch in der Bildebene abgebildet, und zwar oben anschließend an das erste Viertel, aber nicht auf dieselbe Stelle! Die folgenden Viertel werden wieder daran anschließend abgebildet, zwar verkleinert, aber doch als Stecke und nicht als Punkt.
Ein Linsensystem erzeugt immer ein BILD des Gegenstands.
Der Brennfleck der Sonne ist nie ein Punkt, immer eine runde Fläche, weil die Sonne ja auch rund ist.

Nun gibt es noch Wabenkondensoren, bestehend aus vielen, vielen kleinen Linsen. Damit wird eine große Fläche von einer kleinen Quelle (Wendel oder Bogen) GLEICHMÄSSIG ausgeleuchtet, und zwar gleichmäßiger als mit einer asphärischen Kondensorlinse. Die inneren Mikrolinsen haben eine andere Brennweite als die äußeren, jede erzeugt ein Bild der Wendel, angrenzend an das Bild der Nachbarlinse. So erscheint eine gleichmäßig helle Fläche in der Bildebene.

Viele Grüße   -   Werner

[Werner]

Noch´n Gedicht

Bei der 45-W-Led handelt es sich um eine Fläche von 2 cm Durchmesser!

Nehmt eine Led-Taschenlampe mit 8 oder mehr Leds, die haben etwa die Fläche. Nun probiert mit einer billigen Lupe oder einem höchst hochwertigen Foto- oder Repro- oder Astro-Objektiv, ob Ihr einen kleinen Brennfleck hinbekommt.

Bleibt nicht zulange auf   -   gute Nacht   -   Werner

[Jens Jö]

Hallo Werner,

Ein Linsensystem erzeugt immer ein BILD des Gegenstands.

Damit hast Du völlig recht, aber ich verstehe Dich trotzdem nicht. Mit einer 10x verkleinernden Abbildung mache ich aus einer LED mit 20mm Kantenlänge eine mit 2mm. Und jetzt erkläre mir bitte, warum dieses reelle Bild eine andere Wirkung hätte als ein primärer Strahler mit 2mm Kantenlänge.

Verwirrte Grüße
Alfred

P.S.
Jetzt haben wir uns gegenseitig überholt.

Nehmt eine Led-Taschenlampe mit 8 oder mehr Leds, die haben etwa die Fläche. Nun probiert mit einer billigen Lupe oder einem höchst hochwertigen Foto- oder Repro- oder Astro-Objektiv, ob Ihr einen kleinen Brennfleck hinbekommt.

Ja, natürlich kriege ich den kleinen Fleck hin. Habe ich soeben ausprobiert, und seine Helligkeit ist 10x größer als das Ausgangsbild . . .
Ich verstehe wirklich nicht, wo das Problem ist.

[Stefan_O]

Hallo Werner,

danke für die Ausführungen! Eine Korrektur sei gestattet: die Xenon gibt es mit Ellsoidspiegel mit Brennpunkt vor der Lampe, aber auch als Parabol ohne Brennpunkt. Davon habe ich welche hier.

Ansonsten schliesse ich mich Alfred an, ich bin auch verwirrt. Das sich physikalisch eine Fläche nicht als Punkt darstellen lässt, ist klar. Aber technisch reicht doch die Annährung? Wenn ich vor die LED eine Sammellinse setze, die ihren Brennpunkt dort hat, wo vor dem Umbau der Glühwedel der Halogenlampe gesessen hat, sollte das Lampenhaus ganz normal benutzbar sein?

Das Lampenhaus projiziert doch das Bild des Glühwedels verkleinert auf die Ebene der Leuchtfeldblende, wo das Bild als Lichtquelle wirkt, genau wie es ein verkleinertes Bild der LED tun würde? Es bräuchte halt ein anderes Linsensystem.

Gruss,
Stefan

[wilfried48]

H Wenn ich vor die LED eine Sammellinse setze, die ihren Brennpunkt dort hat, wo vor dem Umbau der Glühwedel der Halogenlampe gesessen hat, sollte das Lampenhaus ganz normal benutzbar sein?

Das Lampenhaus projiziert doch das Bild des Glühwedels verkleinert auf die Ebene der Leuchtfeldblende, wo das Bild als Lichtquelle wirkt, genau wie es ein verkleinertes Bild der LED tun würde? Es bräuchte halt ein anderes Linsensystem.

Hallo Stefan,
1) im Brennpunkt  der Sammellinse ist nicht das Bild der LED (dazu müsste sie unendlich weit weg sein so wie die Sonne bei der Lupe)
2) beim Köhlerschen Beleuchtungsstrahlengang projiziert das Lampenhaus das Bild der Lichtwendel nicht verkleinert auf die Ebene der Leuchtwendel sondern vergrössert auf die vordere Brennebene des Kondensors also in die Ebene der Aperturblende.

@all
Alle die im Köhlerschen Beleuchtungsstrahlengang durch Verkleinern einer grossen LED Fläche die Intensität erhöhen wollen lege ich nochmal den link auf die unsere frühere Diskussion zu diesem Thema nahe
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=5909.msg40770#msg40770
wo die Grenzen dieser Methode dargelegt sind (man muss halt auch die dabei entstehenden grösseren Aperturwinkel beachten).

viele Grüsse
Wilfried

[Werner]

Guten Morgen!

Um eine Fläche auf 1/10 verkleinert abzubilden, muß sie 10 Brennweiten vom Brennpunkt entfernt sein.
Das Bild ist dann 1/10 der Brennweite vom anderen Brennpunkt entfernt.
Bei einem Dia-Kondensor mit 2,5 cm Brennweite bedeutet das einen Abstand der Led von 27,5 cm.
Bei 6 cm Durchmesser der Linse erfaßt diese einen Raumwinkel (Kegel) von nur etwa 12°.
Die Led strahlt die Energie aber unter einem Winkel von 120° ab, man erfaßt also nur etwa 1/100 des Lichtstroms.
Die Led beleuchtet also vor Allem die Umgebung, das Bild hat 1/100 der Gesamthelligkeit.
Kraß ausgedrückt: wenn ich die Led weit genug wegstelle, erscheint sie auch kleiner.

Fazit: Eine großflächige Lichtquelle ist nicht adaptierbar. Je punktförmiger, desto besser. Relativ gut geeignet ist eine 1W oder 3W-Led, weil einer Halogenwendel am ähnlichsten. Am besten ist der positive Krater einer Bogenlampe (Kohle, Hg, Xenon).

Trotzdem noch einen schönen Tag   -   Werner


   

[Jens Jö]

Guten Morgen Werner,

klar doch: mit einer Lupe geht so was nicht. Mit 2 Linsen (dazwischen sind Unendlichstrahlen) geht das schon, oder sehe ich das falsch ?

Immer noch verwirrte Grüße
Alfred