45 Watt LED

Stephan Hiller · Juli 29, 2011, 00:29:46 VORMITTAG

Hallo Herr Höbel,

ich finde Ihren Ansatz durchaus interessant und halte es mit Wilfried "Versuch macht kluch".
Allerdings ist ihr Testbild soweit ich es erkennen kann ein normales Hellfeld Durchlicht Bild. 1/10000 sec wird bei Phasenkontrast oder DIC schnell mal den Faktor 2hoch5 also 32 mal länger und damit 1/312 sec (oder auf den üblichen Wert aufgerundet 1/250 sec).
Wir wollen aber eigentlich alle bei Phasenkontrast oder DIK blitzen und das dann wie angesprochen mit 10 µsec bis ca. max 0,5 msec. Ob die angedachte Flächen LED das hergibt?
Etliche 3,7 Watt Cree LEDs (mit angegebenen 180 Lm) betreiben Nutzer, die reines Hellfeld machen, im Bereich von 3 bis max 20 mA sonst blendet es schon - aber Phasenkontrast, Pol oder DIK erfordert bei diesen Typen schon 300 bis 500 mA für ein helles Beobachtungsbild. Blitzen im oben genannten Zeitbereich mit LEDs habe ich bisher nicht geschafft. Auch nicht mit der Cree XM-L und auch nicht mit der Luminus SST 50 die immerhin bis 5A bestromt werden kann und die im Vergleich zur angesprochenen Flächen LED wesentlich kleinere Emissionsflächen haben. Ca. 1100 Lumen wurden übrigens schon vor Jahren von der 6-Chip Osram OSTAR LEWE3B LED erreicht und das auf einer wesentlich kleineren Emissionsfläche.
Trotzdem bin ich auf Ihre Ergebnisse gespannt.

Grüße

Stephan Hiller

peter-h · Juli 29, 2011, 18:52:50 NACHMITTAGS

Was nicht im Datenblatt steht

Das LED-Muster ist angekommen und schon ist der Gedanke nahe dem Friedhof - noch nicht im Grab, aber

Es stören nicht die Einzel-LEDs, sondern die unterschiedliche Farbtemperatur.

Zur besseren Darstellung wurde die Farbsättigung angehoben und ein Weichzeichner verwendet. Deutlich die andere Farbe zur Mitte hin.

Die Einzel-LEDs , leider durch die Einbettmasse nicht besser darstellbar.

Da die Flächendiode als "Ersatz" für die Leuchtfeldblende dienen sollte und sich somit unscharf in der Bildebene zeigt, sind diese Farbverschiebungen extrem störend.

Hinsichtlich der Helligkeit nur soviel.

1. bisherige Cree am Olympus BH2 an der Leuchtfeldblende gemessen 16 000 Lux bei 750mA
2. Cree CXA Chip nahe der Leuchtfeldblende und ebenso gemessen 60 000 Lux bei 100mA

Ob man linear extrapolieren darf? Vermutlich nicht.
Nun kommt noch ein Versuchsaufbau mit Timer für die Idee der LED-Blitzsteuerung. Danach wird dann die LED eine andere Funktion bekommen. Versuch macht kluch

wie Wilfried schrieb.

Viele Grüße
Peter

wilfried48 · Juli 29, 2011, 20:37:56 NACHMITTAGS

Zitat von: peter-h in Juli 29, 2011, 18:52:50 NACHMITTAGS
[Hinsichtlich der Helligkeit nur soviel.

1. bisherige Cree am Olympus BH2 an der Leuchtfeldblende gemessen 16 000 Lux bei 750mA
2. Cree CXA Chip nahe der Leuchtfeldblende und ebenso gemessen 60 000 Lux bei 100mA

Ob man linear extrapolieren darf? Vermutlich nicht.

Hallo Peter,

selbst wenn man nicht linear extrapolieren kann wäre der Unterschied enorm.

Aaa..ber so darfst du nicht vergleichen, dein Lichtmessgerät schert sich nicht um die Aperturwinkel
die nachfolgende Optik aber schon. Die Apertur deiner Cree in der Köhlerbelechutung, wird durch die die Kollektorlinse ja
verkleinert (d.h. der Strahl wird paraleller und durch die Kondensorlinse wird mehr erfasst als bei dem auf der Leuchtfeldlblende liegenden Chip, der nach wie vor mit 120° Winkel strahlt. Der Richtstrahlwert also Strahlung/Fläche und Raumwinkel ist entscheidend wenn der Strahl danach optisch weiterverarbeitet wird.
Du musst also schon am Ende der Kette auf dem Kamerachip messen und da ist der Unterschied vermutlich nicht mehr so gross.

viele Grüsse
Wilfried

peter-h · Juli 29, 2011, 22:54:10 NACHMITTAGS

Hallo Wilfried,

natürlich ist es mir bewußt dass der Aperturwinkel hier eine ganz große Rolle spielt. Es war nur eine erste Messung, welche ich schnell durchführen konnte. Vielleicht kann ich noch mit einer Kondensorlinse eine kleine Verbesserung der Strahlführung erreichen. Aber das wesentliche KO-Kriterium bleibt die unterschiedliche Farbverteilung der Einzeldioden. Immerhin ist die LED noch als kleiner Flächenleuchter für ein Stemi brauchbar oder ich gebe sie in die Bucht.

Viele Grüße
Peter

peter-h · Juli 31, 2011, 11:18:28 VORMITTAG

Noch eine Ergänzung zur 45 Watt Cree LED.

Die im Datenblatt genannte Farbtemperatur von 3000K war zunächst kein Negativpunkt. Weitere Versuche zeigen aber, bedingt durch die übliche Lücke im Spektrum, dass die Canon 450D damit nicht zurecht kommt. Es gelingt mit allen verfügbaren Einstellungen kein sauberer Weißabgleich (zumindest mir nicht). Gespannt welche Überraschungen noch kommen

Sonntagsgruß
Peter

peter-h · Juli 31, 2011, 17:32:01 NACHMITTAGS

Liebe Mikroblitzer,

auch wenn es eher ernüchternd ist, so will ich doch ein Ergebnis zeigen. Eine kleine Versuchsschaltung ist fertig geworden und so konnte ich zunächst mit halber Leistung einige Versuche fahren. Das Bild ist nur in der Größe reduziert, keine sonstige Bearbeitung.
Im Prinzip also mit vielen Einschränkungen möglich, aber z.Zt. nicht empfehlenswert. Jetzt warte ich auf die Punkt-LED mit 500 Watt

Einen schönen Restsonntag.
Peter (H)

peter-h · Juli 31, 2011, 23:50:18 NACHMITTAGS

Und zum Abschluß noch 2 Bilder.

LED - BLITZ - DIC ?

Jeder darf sich nun seine Meinung bilden, still oder in schriftlicher Form

Bitte nur als Belichtungsvergleich bewerten!

Es war eine sehr lehrreiche neue Erfahrung

Mal sehen was die Zukunft bringt.
Grüße von einem der es wissen wollte.
Peter

Stephan Hiller · August 01, 2011, 00:26:53 VORMITTAG

Hallo Herr Höbel,

ich hab heute nochmal nachgemessen und es waren etliche LEDs neuerer, wie älterer Bauart dabei (Cree XM-L, Cree XR-E 7090, Nichia NS9W153MT, Seoul P4, Luminus SST 50, Nichia NS6W183T, Osram Golden Dragon LUW W5AM) keine dieser LEDs erreicht die Helligkeit, oder besser den "Richtstrahlwert" wie die Cree XR-E.
Meine Versuchsanordung:
Zeiss Standard GFL mit Trinokulartubus (fest 70% Kamera / 30% Binokularer Einblick)
Canon Power Shoot A95 (Shooting Mode AV, Einstellung 50 ASA, f 5,6)
LEDs in Lampenkollektor 15 mit Klarglaslinsenoptik (Position der LED jeweils von der Einschubtiefe optimiert auf gleichmässige Ausleuchtung beim 6,3x Objektiv)
Phasenkontrastobjektiv Ph2 40x/nA 0,65, Phasenkontrastkondensor IV Z7 mit Frontlinse apl. 0.63 in Position 2 (ph2)

Nur bei der Cree XR-E R2 bekomme ich im 40er Phasenbild eine Belichtungszeit von ca 1/400 sec (bei 1000 mA). Die Cree XM-L benötigt etwa den 3-fachen Strom um auf einen ähnlichen Wert zu kommen. Man muss der XM-L aber zu Gute halten, dass sie wegen Ihrer größeren Leuchtfläche das Gesichtsfeld bei kleinmaßstäbigen Objektiven sehr gleichmässig ausleuchtet und beim 40er Objektiv in obiger Anordnung die Objektivaustrittspupille (AP) nahezu vollständig ausgeleuchtet wird. Alle anderen LEDs finden sich weit abgeschlagen mit 1/60sec bis bestenfalls 1/125 sec.

Wir hatten ja dieses Thema schon einmal "beleuchtet" : https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=5909.msg40722#msg40722

und ich möchte hier noch die 2 Bilder zum Vergleich XR-E und XM-L ergänzen (die Position der vollständig geöffneten Kondensoraperturblende ist mit dem gelben Kreis markiert):

Im Hellfeld sind mit der Cree XR-E (oder der XM-L) mit Sicherheit ähnliche Blitzzeiten wie mit der von Ihnen gestesteten 45 Watt Flächen LED möglich- mit dem kleinen Unterschied, dass auch eine Leuchtfeldblende weiterhin benutzt werden kann und dass die Farbtemperatur der LED auch einen vernünftigen Weissabgleich der Kamera zulässt.

Fazit: wozu eine 45 Watt Flächen LED, wenn es die 3,7 Watt XR-E viel besser *) tut?

*) sie ist besser weil sie den für den Kollektor optimalen Abstrahlwinkel von ca. 90 Grad hat und der Chip eine höhere Leuchtdichte/Fläche aufweist und aus einer nahezu gleichmässigen Emissionsfläche besteht und nicht aus zig Einzel-Emittern die darüberhnaus noch unterschiedliche Farbtemperaturen emittieren.
Gäbe es die XM-L in einer "angenehmeren" Farbtemperatur (ca 4500 - 5000K) und auf einer leichter zu verarbeitenden kleinen Basisplatine, wäre sie eine Alternative zur XR-E, wenn man vom Aufwand der 3 A Ansteuerschaltung mal absieht.

Gerade sehe ich Ihre DIC Aufnahmen. Dazu die Frage: welches war die "herkömmliche" Cree? Eine XR-E R2? und wo saß die? Wieso kann mein GFL mit einem 70/30 Tubus 1/400s bei 50 ASA/f 5.6 im 40er Phasenkontrast und Ihre Anordnung nur 1/50 sec bei 200 ASA mit dem 20er DIK???
Fragen über Fragen.

Mit etwas verunsicherten Grüßen

Stephan Hiller

peter-h · August 01, 2011, 10:47:49 VORMITTAG

Guten Morgen Herr Hiller,

ja die Cree XR-E 7090 ist wirklich nicht schlecht ! Der Zug zur Cree XM-L T6 kam durch die größere Leuchtfläche, welche bei meinem Olympus BH2 eine gleichmäßigere Ausleuchtung bei geringer Vergrößerung bringt. Ähnlich wird es bei meinem Standard 16 sein, aber da ist noch die XR-E verbaut und reichte bisher für alle Anwendungen.

Nachtrag:
jetzt die Cree XM-L bei 3 Ampere gemessen -> 41000 Lux , der Abfall der Effektivität Lm/Watt wird deutlich !

Die gemessenen Lux wurden direkt auf der Leuchtfeldblende des Oly. gemessen und sollten nur die geringen Unterschiede zeigen. Vermutlich werden beide LEDs für längere Zeit die besten LED-Quellen darstellen. Aber vor 5 Jahren hätten wir die Entwicklung sicher nicht so rasant vermutet.

Viele Grüße
Peter Höbel

Stephan Hiller · August 01, 2011, 13:21:53 NACHMITTAGS

Hallo Herr Höbel,

beruhigend, dass sie da hinsichtlich der Mikroskopie-geeigneten LEDs zu einer ähnlichen Beurteilung kommen. Was mir aber immer noch nicht klar ist: warum haben sie mit der Cree XR-E 7090 mit dem 20er Objektiv im DIC bei 200 ASA und 750 mA LED Strom nur 1/50 sec Belichtungszeit und ich am GFL mit derselben LED im Phasenkontrast sogar bei einem 70/30 Split-Tubus bei 50 ASA und f 5,6 ca 1/400sec bei 1000mA LED Strom?

Irgendwie beunruhigt mich das ein wenig, so viel effizienter wird doch das Kollektorsystem des betagten GFL nicht sein, oder??

Immer noch grübelnd ...

Stephan Hiller

peter-h · August 01, 2011, 14:25:53 NACHMITTAGS

Hallo Herr Hiller,

ich werde demnächst einen Versuch am Standard 16 mit dem Beleuchtungsrohr 46 70 50 mit Mattlinse vornehmen.
Objektiv Planachr. Ph2 40/0,65 und Kondensor II Z 46 52 70 . Zur Kamera dann über einen Fototubus mit 100% zur DSLR.
Damit haben wir sehr ähnliche Verhältnisse.

Gruß
Peter Höbel

peter-h · August 01, 2011, 16:48:34 NACHMITTAGS

Hallo Safari,

meine Messungen bezüglich der Lux-Werte sind mit einem MAVOLUX electronic gemacht. Die sonstigen Angaben bezogen sich auf die DSLR Canon 450D über ein Mipro/Projektiv 80mm + Kameraadapter mit f=110mm , somit Faktor 1,375x.
Und da der Kamera Chip eine Diagonale von ~ 27mm hat sind das in der Zwischenbildebene 19,6mm, also maximale Ausnutzung des Sehfeldes.
Das erste Bild in diesem Thread mit der Belichtung von 1/10000s wurde mit einer CMOS Kamera , Typ DFK72 gemacht.
Ich hoffe die Angaben sind ausreichend.

Gruß
Peter

peter-h · August 01, 2011, 17:53:45 NACHMITTAGS

Hallo Herr Hiller,

hier noch mein letzter Versuch, nun aber am Standard 16.
Objektiv 40/0,65 Ph2 , Kondensor II Z , Cree XR-E bei 1000mA , Fototobus mit 100% zum Foto. Adaption zur DSLR über S-Kpl 10x/20 Br. + 40mm Objektiv zur Canon 450D manueller Modus. Einstellung auf 100 ASA 1/200s.
Durch das Beleuchtungsrohr mit Mattglas erscheinen mir nun die Werte besser vergleichbar.
Fazit : Das Olympus schluckt recht viel Licht im Beleuchtungsstrahlengang.

Gruß
Peter Höbel

Stephan Hiller · August 01, 2011, 18:28:55 NACHMITTAGS

Hallo Herr Höbel,

OK, damit liege ich mit meinen am GFL gemessenen Werten nicht mehr weit weg. Der Klarglaskollektor ohne Mattscheibe erklärt den Unterschied.

Und da sag einer mal dass Zeiss nicht tolle Optik hatte in den alten GFL's.

Ich weiss schon, warum ich dieses Mikroskop so schätze - und ich glaube ich bin da nicht der Einzige im Forum.

Grüße aus dem Zeiss Werk in Oberkochen

Stephan Hiller