Астрономия и микроскопия

Duke, светодиоды действительно это шаг к идеалу, спираль лампы это хуже. Но все равно не идеал, неравномерность свечения тоже имеется.
Но в освещение важны и коллектор и конденсор, они далеки от идеала.
Можно сделать фото без препарата, сначала настроив все с препаратом, и потом в редакторе проанализировать фото белого поля, окажется, что оно далеко не белое и равномерное.

При фотосъёмке на цифровые камеры поле никогда белым не будет (если белое, то это уже пересвет). Камера устанавливает такое освещение, чтобы белое было серым. Тогда все изменения интенсивности (если только они не выходят за рамки динамического диапазона матрицы) будут видны. А вот на сером уже вся неравномерность и вылазит. Даже глазом становится заметно. А камера вообще тупой прибор, никакой адаптации, всё на чистоту кажет. Так что для фото осветитель должен быть намного совершеннее, чем для визуала. Да, кстати, и схема Келера годится только для визуала. Для фото совсем иные методы и другие схемы освещения. Можно посмотреть в книгах по микрофотографии.

Совершенно верно на сером фоне, и баланс белого тоже проверять надо, а то камера авто балансом может выставить серый ( в смысле белый), а в реальности синяя составляющая зашкаливает из-за светодиода. В итоге на снимке имеем 4 бит на красный, 4 бит на зеленый и 8 бита не зеленый, потому что автобаланс усилил красный и зеленый в 16 раз для уравновешивания, и мы потеряли цветовое разрешение из-за плохого источника света.
Это, конечно, очень грубое допущение, но показывает сколько разных тонкостей в освещении.

как бы небыли привлекательны мощные одиночные светодиоды
построить на основе одного светодиода очень хороший универсальный осветитель не получится

многие мне не поверят- но это вывод основанный на
практике - понимании - и очень больших
моих технических возможностях-

в качестве примера фото
схема света уважаемого бренда
почти бытовое решение
ну и на что способен такой осветитель?
я бы ответил --чтото увидеть- да еще и с неравномерным ограниченным по размеру и углам зрения полем
что это критическое- или околокритическое- или псевдокеллер
несмотря на полубытовое исполнение цена устройств по этой схеме весьма внушительна
излучающий светодиод имеет видимо какой то уникальный рассеиватель
которого нам никто не даст- но это видимо не значительно улучшило общие свойства прибора

Псевдокелер это скорее всего, используется чуть ли не в каждом китайском микроскопе, где требования к освещению поля невысокие.
Не видно на схеме, есть полевая диафрагма или нет. Теоретически она с этой схемой не нужна.
Относительно светодиодного освещения - а что вы понимаете под "универсальным осветитель" ?

_________________
МБИ-3, МБИ-11, МБС-2, МБИ-4, МИН-8, МББ-1А, КФ-1, КФ-4, МФА-2

Не понимаю что Вы хотите, у Nikon куча разных микроскопов и осветители сделаны по разному. Цены у Nikon высокие и так все знают, у Zeiss еще выше. Приведенная схема микроскопа не лучше китайского, скорее всего, только что оптика более дорогая.
Вопрос где Келер, где критическое освещение, спросите у Дмитра более точно.
Но скорее всего бывает полный Келер, упрощенный Келер и критическое.
Ваша идея освещения, чем она отличается от того, чтобы просто в осветитель в отсек для фильтров вставить матовый фильтр?
В осветителе ОИ-19 он идет в комплекте, как правило, используется для того, чтобы убрать изображение спирали лампы.

Со светодиодом требования к качеству исполнения оптики коллектора ниже, ведь когда имеется здоровенный равномерно светящийся источник, не имеет значения ни линейный хроматизм, ни хру, ну максимум будет по краям проекции источника радуга, хотя скорее всего полевая отрежет, ее видно будет только со слабыми типа 8х объективами, а с 10х уже все будет чики-пуки, в центре изображения истоника будет идеальное. Т.е. с апланатическим конденсором, типа ои-14 или панкратикой мби, проекция источника на препарат будет вполне близка к теоретической. Я собираюсь снять спектры люминесценции с различных видов бумаги, у нее пик 480-530 нм, как раз на яме спектра белого светодиода, вообщем, попытаюсь подобрать толщину и тип бумажного фильтра для различной цветовой температуры диодов, чтобы в итоге получить приемлемую спектральную характеристику.

На просвет? Структура бумаги будет или просматриваться или вносить неравномерность в освещение по полю. А вот для отражения, как Белых предлагает - это Ваше исследование интересно.


По моему любительскому опыту: полевая диафрагма нужна в проходящем свете, т.к. может быть достаточно сильное рассеяние в самом препарате, и именно это рассеяние, бывает, снижает контраст, особенно на высокоапертурных объективах; задача полевой диафрагмы - не освещать лишнего в самом препарате.

Бумаги разные бывают. Для настройки освещения использую на вид очень белую и довольно толстую бумагу. Обычно на просвет все настраиваю "на глаз ". Но при настройке отраженного света в МБИ-11 заметил, что в этой бумаге есть много флюоресцирующих вкраплений (как на бумажных купюрах, но только не волоски, а пятна размеров в единици-десятки микрон). При критическом освещении, с рассеиванием на бумаге, могут проектироваться конденсором в плоскости изображения.

ОИ-19 не удачно привел в пример, вот ОИ-9 в нем полевая диафрагма стоит после отсека фильтров.
А вот насчет, что светодиод требует низкое качество оптики, коллектора и конденсора не соглашусь, для фото ахроматизация обоих, всегда полюс, и главное, чтобы после такого дорогого хода, источник света не подвел, у светодиодов тоже есть свои проблемы, но спираль лампы, безусловно, хуже кристалла светодиода.
Панкратический конденсор дает выигрыш по КПД источника света, и позволяет удобно пользоваться фазовым контрастом и др, но качество он не увеличивает, те если верхушка апланат, то лучше не станет.

мои изыскания
получается что для создания хорошего освещения необходим большой или маленький плоский абсолютно равномерный диффузный источник
света---- маленький источник можно получить диафрагмой из большого- это одно и тоже
традиционными средствами его создать невозможно

но оказалось что его можно создать на дне белой шахты полного отражения- цилиндра освещая по кругу эту шахту изнутри
я провел эксперимент с созданием такого устройства

получилось диаметр выхода 35 мм и габариты всего устройства 65 на 75 мм диаметра
тепловая мощность 5-7 ватт- устройство из стеклоткани и бумаги спокойно выдерживает этот нагрев
получилось 22 светодиода - лента

яркость этого идеального белого пятна достаточна для изготовления из него любого типа осветителя для микроскопа
причем если корпус будет металический есть еще трехкратный запас по яркости или много больше с обдувом

установив диафрагму на выходе из цилиндра мы получаем абсолютный диффузный плоский оптически источник света нужного размера
нужной цветовой температуры и углом излучения 100 градусов- что достаточно для построения любого типа источника

1 без ничего прямо под столом это идеальный источник для малых увеличений- 0.5х- 4х- втом числе и широкоугольных расст 33-45-60-95 ит п
2 отдаленный от стола на 10 см с конденсором или без 4х-20х- 100х
3 отдаленный на 30 см от конденсора с полевой диафрагмой хороший келлер
4 имеющий дополнительный линзовый коллектор удаленный на 50 см имеющий полевую диафрагму и диафрагму размера тела свечения
келлер для гурманов

немного теории - такой источник в поскости диафрагмы выхода из него света чрезвычайно близок к идеальному
я сам в этом убедился- ни на глаз ни фотоспособом обнаружить неидеальность такого источника не удалось
но конечно при более мене разумном изготовлении- изготовление оказалось несложным- и много варриантов еще возможны

я не предлагаю этот прибор к изготовлению- я делюсь разработкой
возможно кому это потребуется
сам я попробовал разные варрианты использования и недостатков не обнаружил

Конденсор микроскопа это тот же объектив, только упрощенный, и его аберрации рассчитывают также для определенного расстояния до полевой диафрагмы коллектора. Как объектив рассчитан на конечную длину тубуса, тоже и с конденсором. Очень хороший конденсор можно получить, если применять 2 одинаковых объектив в качестве конденсора и объектива, но у высоко апертурных объективов маленькое рабочее расстояние, мешает такой реализации. Можно было бы планапохроматические конденсоры использовать

на рисунке показаны световые лучи
реального и моего источника света

сверху показаны поля полученные проекцией этих источников оптической системой

в преувеличенной упрощенной схематической форме

подобные конструкции применялись в технике -но наличие современных строенных компактных дешевых светодиодов
позволяет довести такую конструкцию до совершенства простейшими средствами- и компактно

А диоды используете те же, что и в осветителе отражённого света? Лента SMD 5060?