Blitzwürfel für Ortholux II mit 3D-Druck

Begonnen von Michael Müller, Dezember 17, 2022, 12:44:57 NACHMITTAGS

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Michael Müller

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Dezember 17, 2022, 12:44:57 NACHMITTAGS

Hallo in die Runde,

die Vor- und Nachteile einer Mikroblitz-Einrichtung am Mikroskop wurde bereits in mehreren Beiträgen eingehend beleuchtet. Für mich als "Tümpler" war ausschlaggebend, dass ein Mikroblitz

- es erlaubt, mit minimaler Lichtstärke (des Pilotlichtes) zu beobachten. Leider gibt es viele Organismen, die die oft hohen Lichtstärken, die bei DIK nötig sind, nicht gut vertragen und in Panik dem Licht ausweichen oder gar die Beleuchtung nicht überleben.

- einen konstanten, von der Lichtstärke des Pilotlichts unabhängigen Weißabgleichs der Fotos gewährleistet.

- kurze Belichtungszeiten unabhängig vom Pilotlicht ermöglicht. Will man mit der "normalen" LED-Beleuchtung kurze Belichtungszeiten realisieren, muss man vor dem Auslösen der Kamera typischerweise auf maximale Lichtstärke stellen, die aber für die Beobachtung unangenehm ist. Nur so erreicht man dann Belichtungszeiten kleiner als 1/500 s, die für ein "Einfrieren" der Bewegungsunschärfe nötig ist.

- Bewegungsunschärfen mit den typischen Brenndauern von kleiner als 1/2000 bei ISO 100 minimiert. Mit LED-Beleuchtung erreiche ich bei 100er DIK bei ISO 400 typischerweise nur 1/200 s.

Deshalb wollte ich mir endlich zu Weihnachten eine Blitzeinrichtung für mein Ortholux II schenken!

Bei einem Mikroblitz hat man prinzipiell die recht einfache Möglichkeit, den Blitz seitlich unter dem Kondensor einzuspiegeln. Ein solches Setup ist aber eher provisorisch, da beim "Normalbetrieb" Blitz und Strahlteiler unter dem Objekttisch stören und die ergonomische Bedienung einschränken. Für einen dauerhaft angebauten Mikroblitz an einem Mikroskop mit separaten Lampenhaus haben sich die "Stahlschmidt'schen Blitzwürfel" bewährt, die zwischen Lampenhaus und Stativ eingefügt werden und hier den Blitz in den "normalen" Strahlengang einspiegeln. So ist auch eine Blitzbeleuchtung unter "Köhlerbedingung" möglich, da die bestehende Leuchtfeldblende auch für den Blitz genutzt wird. Also musste es eine ähnliche Blitzwürfel-Lösung werden, bei dem die nötigen mechanischen Komponenten mit einem 3D-Drucker erstellt werden sollten. Meine Lösung sieht so aus:

Explusionszeichnung des Blitzwürfels: 1: Blitzhalter; 2: Deckel; 3: Seitenwand; 4: drehbarer Halter des Strahlteilers; 5: Wand Stativseite; 6: Lampenbajonett Stativseite; 7: Wand Lampenseite; 8: Bodenplatte; 9: Seitenwand mit Schwenkgriff; 10: federbelasteter Griff

Die zentrale Komponente ist der Halter des Strahlteiler (4), der schwenkbar ausgeführt würde. Dadurch ist es möglich, den Strahlteiler aus dem Strahlengang zu entfernen und den Beleuchtungsstrahlengang auch ohne Beeinträchtigungen durch den Blitz zu betreiben. Um einen sicheren Halt des ausgeschwenkten Strahlteilers zu gewährleisten, wurde der Schwenkgriff (10) mit einer Feder auch der Schwenkachse befestigt, so dass er gegen die Seitenwand drückt und in der oberen Stellung in die Aussparung einrastet. Zum Einschwenken des Strahlteiler muss der Griff nach Außen gezogen werden um eine freie Bewegung zu ermöglich. Lampen- und stativseitig wurden die Würfelwände (6 und 7) entsprechend den Maßen für das Lampenbajonett beim Ortholux II ausgeführt. Dadurch kann der Blitzwürfel zwischen Lampe und Stativ fest montiert werden und beeinträchtigt die Bedienung des  Mikroskops nicht weiter. Die Lichtöffnung (2) am Deckel des Blitzwürfels wurde so an die Maße der Kollektorlinse angepasst, dass man sie einfach direkt einlegen kann. Bei einem Transport sollte deshalb die Kollektorlinse entfernt werden, da sie nur durch die Schwerkraft gehalten wird. Durch diese Konstruktion sitzt der Blitz direkt auf der Kollektorlinse und der Abstand zur Blitzröhre ist nahezu optimal. Durch die Fresnel-Platte des Blitzes können keine Störungen im Bild entstehen, da sie sehr nahe an der Kollektorlinse sitzt und deshalb nicht scharf abgebildet wird. Auf der Oberseite wird ein Halter (1) für den Blitz angeschraubt, der natürlich auf die Maße des verwendeten Blitzgeräts angepasst ist.

Zusammengebaut sieht das ganze dann so aus:

Gesamtansicht

Die Außenmasse (ohne Blitzhalter) des Blitzwürfels betragen 90mm * 100mm * 105mm - es handelt sich also eigentlich um einen "Blitzquader". Diese Maße sind durch die Abmessungen der Zukaufteile (Strahlteiler, Kollektorlinse, Blitz) und die Vorgaben des Lampenbajonetts bedingt. In der Realität am Mikroskop sieht die Mikroblitzeinrichtung dann so aus:

Blitz am Ortholux II

Als Blitz verwende ich einen Godox TT685II für Canon-Kameras mit drahtloser Fernsteuerung, der problemlos mit meiner EOS700D zusammen arbeitet. Der Blitz hat eine Leitzahl von 60 und damit genügend Power, um beim 100er DIK noch mit 1/8 der Maximalleistung richtig zu belichten. Ich betreibe den Blitz im TTL-Modus, der problemlos die Blitzstärke an Motiv / Objektiv anpasst. Lediglich eine Belichtungskorrektur von -1.7 EV musste eingestellt werden. Dies Belichtungskorrektur ist unabhängig vom verwendeten Objektiv, muss aber - wie bei normalen Fotos auch - manchmal ans Motiv angepasst werden. Um den Blitz mit einem Netzteil zu betreiben, habe ich die Batterien mit Batteriedummies ersetzt, an die ein 6V Netzteil angeschlossen sind. Für alle, die sich an einen Nachbau wagen wollen, habe ich die entsprechenden OpenSCAD-Dateien hier zum Download zusammengestellt. Eine Anpassung an die Geometrie anderer Strahteiler, Kollektorlinsen und Blitzgeräte ist problemlos möglich. Schwieriger wird die Anpassung an Lampenbajonette Mikroskop-Hersteller. Das ist zwar prinzipiell möglich, erfordert aber u. U. Änderungen der Strahlführung, da sich dann möglicherweise die Lage der Lichtachse ändert. Bei Problemen einfach nachfragen - alles ist irgendwie möglich...

Ich bin mit dieser Mikroblitz-Lösung sehr zufrieden und möchte sie nicht mehr missen. Leider fällt damit eine weitere Ausrede für meine Foto-Qualität weg - jetzt muss ich wohl doch lernen, wie man gute Fotos macht...

Viel Grüße

Michael

Gerne per Du

Ralf Feller

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#1

Dezember 17, 2022, 14:11:40 NACHMITTAGSLetzte Bearbeitung: Dezember 17, 2022, 14:21:05 NACHMITTAGS von Ralf Feller

Lieber Michael,

das ist eine tolle Konstruktion!

Danke fürs zeigen.

Als Nicht-Fotograf der auch keine Ahnung von Kameras hat habe ich nur noch eine Frage.

Auf der Kamera im Blitzschuh befindet sich ein Aufsatz.

Ist das die Funksteuerung für den Blitz?

Brauche ich also zwei Teile, den Blitz und etwas das in den Blitzschuh der Kamera gesteckt wird?

Und funktioniert das auch über PC-Steuerung (CanonUtilities) ?

LG Ralf

Michael Müller

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#2

Dezember 17, 2022, 16:08:15 NACHMITTAGS

Hallo Ralf,

ja, das ist die Funkfernsteuerung für den Blitz. Ich bin sicher, dass man den Blitz auch mit irgendwelchen Synchronkabeln anschließen kann, aber darum habe ich mich nicht gekümmert. Der Aufpreis für die Funksteuerung betrug ca. 30 € - ich bin sicher, dass Canon auch seinen Preis für Synchronkabel nimmt...

Die Funksteuerung ist natürlich reiner Luxus! Man kann bequem alle Parameter an der Kamera einstellen und muss nicht um das Mikroskop turnen, wenn man was ausprobieren will. Auch steht der Blitz im Halter auf dem Kopf, so dass das Einstellen lästig ist...

Die Canon Utilities verwende ich nicht, sondern fotografiere direkt auf die Speicherkarte, nachdem ich im Live-View alles überprüft habe. Da die Kamera den Blitz aber problemlos erkennt und ansteuert, kann ich mir nicht vorstellen, dass es da vom PC aus Probleme gibt.

Viele Grüße

Michael

Gerne per Du

Stephan Hiller

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#3

Dezember 17, 2022, 23:18:57 NACHMITTAGS

Hallo Michael,

alle Achtung! Interessante und durchdachte Konstruktion die du da vorstellt. Ein sehr schönes Beispiel für Erweiterungen, die man mit einem 3-D Drucker für die Mikroskopie realisieren kann.

Ich sehe da im Hintergrund mein LED Steuergerät  ;) (für's Pilotlicht). Verrätst du noch, wo du die Blitz Kollektorlinse besorgt hast und welche Kenndaten sie hat?

Grüße

Stephan

Michael Müller

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#4

Dezember 18, 2022, 09:15:47 VORMITTAG

Hallo Stephan,

Zitat von: Stephan Hiller in Dezember 17, 2022, 23:18:57 NACHMITTAGS

Ich sehe da im Hintergrund mein LED Steuergerät

;) (für's Pilotlicht).

- ja, auch so eine Erweiterung, die ich nicht mehr missen möchte!

Die Kollektorlinse hat mir Jürgen Stahlschmidt überlassen, der sie für seine Blitzwürfel einsetzt. Deshalb kann ich - außer zur Geometrie - keine Daten dazu beitragen. Vielleicht liest Jürgen ja mit ...

Der Strahteiler ist von Schott und wurde bei eBay als Scheibe für einen Teleprompter in der Größe 125 mm * 125 mm * 4 mm angeboten. Er hat eine Transmission von 60% (und entsprechend eine Reflexion von 40%). Der Verkäufer hat ihn mir freundlicherweise in 4 Stücke a ca. 62 mm * 62 mm zugeschnitten - ich habe also noch 3 Stück zum Selbstkostenpreis (ca. 10€) abzugeben - wer Interesse hat, bitte melden  ;)...

Noch ein schönes Restwochenende

Michael

Gerne per Du

GMaier

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#5

Dezember 19, 2022, 12:48:58 NACHMITTAGS

Hallo Michael,

da hast Du Dich ja mächtig ins Zeug gelegt. Eine tolle Lösung; das macht noch mehr Lust auf 3D-Druck. Ich sollte mich vielleicht auch mal damit beschäftigen, wäre höchste Zeit, spätestens jetzt. Das ist ja nach dem Drehtisch schon die zweite 3D-Druck-Erweiterung für Dein Ortholux II, welche Du mit dem Forum teilst, danke dafür. Ein "Nachteil" Deiner Blitzeinspiegelung bleibt allerdings: Sie passt (noch) nicht an das Olympus BH-2!

Ich habe ja auch den Blitzwürfel, der unter dem Kondensor sitzt. Dieser hat bei meinem Zeiss AxioLab prima funktioniert, am Olympus BH-2 eigentlich auch. Nur: Ich habe mit dem Blitz ab dem 40er Objektiv einen leichten Hotspot auf meinen Aufnahmen. Diesen habe ich allerdings auch im Hellfeld, wenn ich mit der Leuchtfeldblende etwas schlampere. Mit dem Blitzwürfel unter dem Kondensor habe ich halt mit Blitz keine wirksame Leuchtfeldblende. Das Zeiss AxioLab war da gefühlt unempfindlicher, als das Olympus BH-2 was die Einstellung der Leuchtfeldblende angeht.

Eine Lösung, wie Du sie nun vorgestellt hat, hat aus meiner Sicht verschiedene Vorteile, z. B. mehr Arbeitsraum vor dem Mikroskop und/oder seitlich davon, mehr Platz zwischen Kondensor und Lichtaustritt und eine wirksame Leuchtfeldblende bei Dauer- und Blitzlicht.

Das hört sich alles sehr gut an, weiter so, viel Spaß damit. Danke für die Beschreibung der Lösung.

Viele Grüße

Gerhard

Peter V.

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#6

Dezember 19, 2022, 15:02:39 NACHMITTAGSLetzte Bearbeitung: Dezember 19, 2022, 17:11:24 NACHMITTAGS von Peter V.

Hallo Gerhard,

das erstaunt mich. Ich habe auch einen Blitzwürfel am BH-2 , habe aber noch nie einen Hot Spot bemerkt. Die Leuchtfeldblende ist bei mir eh ein Stiefkind, ich bin ja beharrlicher Köhler-Verweigerer

;) Und das einizige Objektiv, das ich kenne, bei dem korrektes Köhlern tatsächlich zwingend erforderlich ist, weil es ohne K. praktisch kein brauchbares Bild gibt, wurde mir ohnehin....abgeschwatzt

;)  Allerdings ist das auch ein ziemliches Hochleistungsobjektiv von Leica. Aber bei Oly S-Planen zumindest habe ich keine Hot Spot Probleme.

Herzliche Grüße

Peter

Dieses Posting ist frei von kultureller Aneigung, vegan und wurde CO2-frei erstellt. Für 100 Posts lasse ich ein Gänseblümchen in Ecuador pflanzen.

junio

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#7

Dezember 19, 2022, 15:59:30 NACHMITTAGS

Liebe Mikroblitzer!

Hallo Michael,

der "Stahlschmidtsche Blitzwürfel" stellt ist in erster Linie eine Lösung für Mikroskope mit eingebauter Beleuchtung dar und ist, wenn man von Sonderkonstruktionen einmal absieht, für solche Mikroskope eigentlich alternativlos. Du hast Dir das gebastelt, was ich bei meinen Konstruktionen einen Spiegelkasten nenne. Diese Lösung hat Leitz vor vielen Jahren für seine Mikroskope gebaut, während Zeiss den Doppelkollektor anbot. So ein Spiegelkasten ist sehr aufwendig in der Fertigung und damit auch viel teurer als der Blitzwürfel. Also habe ich den Würfel über 30 Jahre auch für Mikroskope mit angesetzter Beleuchtung angeboten.

Auch der Spiegelkasten ist nicht frei von Problemen. Die Verlängerung des Lichtweges kann einen Verlust der Beleuchtungsapertur bewirken. Der Doppelkollektor wiederum ist beim Mikroskopieren durch seine Blitzröhre nicht frei von Schattenbildungen im Beleuchtungsstrahlengang.

Hallo Stephan,

die von mir verwendeten Linsen für den Spiegelkasten sind Asphären. Du kommst wahrscheinlich leicht an die genauen technischen Daten. Sie sind m.W. identisch mit den Kollektorlinsen des Lampenhauses 100 der Zeiss-Endlichserie. Durchmesser 40mm, Dicke 17mm, Brennweite 27 mm, Schnittweite 15mm. Ich habe mir vor 30 Jahren diese Linsen in einer großen Stückzahl pressen lassen und habe nur noch eine winzige "eiserne" Reserve. Es kommt hinsichtlich der Dimensionierung aber auch nicht so ganz darauf an.

Für meinen Blitzwürfel verwende ich aus Platzgründen Kollektorlinsen mit kleinerem Durchmesser und 25mm Brennweite.

Hallo Gerhard, von der Hot-Spot-Problematik hast Du mir nichts gesagt. Ich rate einmal zu einer mechanischen Blende. Direkt unter dem Präparat wäre sie sehr klein. Auf dem Blitzwürfel platziert wäre sie natürlich größer. Versuch macht "kluch"!

Einige Dinge zur Blitztechnik am Mikroskop kann man übrigens auch auf meiner Internetseite erfahren.

www.miroskoptechnik-hagen.de

Beste Grüße von Jürgen aus Hagen

http://www.mikroskoptechnik-hagen.de

Michael Müller

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#8

Dezember 20, 2022, 09:56:59 VORMITTAG

Hallo Jürgen,

vielen Dank, dass Du meine Begriffsverwirrung etwas gerade gezogen hast - da hatte ich wohl was falsch verstanden...

Hallo Gerhard,

3D-Druck und Mikroskopie verträgt sich hervorragend. Diese Technik schließt die Lücke zwischen einer guten Idee und deren praktischer Ausführung, an der ich dann immer wieder gescheitert bin. Wenn Du da also prinzipiell daran interessiert bist und bereit Dich etwas einzuarbeiten, solltest Du auf keinen Fall zögern. Wenn man bereit ist, Kompromisse bei den maximalen Baumaßen, der Druckgeschwindigkeit und -genauigkeit in Kauf zu nehmen gibt es schon Druckermodelle knapp über 100€...

Viele Grüße

Michael

Gerne per Du

rlu

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#9

Dezember 20, 2022, 14:32:54 NACHMITTAGSLetzte Bearbeitung: Dezember 21, 2022, 08:36:23 VORMITTAG von rlu

Hallo,

ich hätte da noch ein Idee, vielleicht kann man die realisieren.

Evtl. von einer alten Spiegelreflex den Mechanismus ausbauen und in den Lichtweg setzen.

Dann kann man vor dem Foto den Spiegel in den Lichtweg runterklappen.

Wie machst du es, dass du dir die Augen nicht verblitzt?

Hier wäre auch noch eine Lösung interessant.

Liebe Grüße

Rudolf

Michael Müller

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#10

Dezember 20, 2022, 17:47:29 NACHMITTAGS

Hallo Rudolf,

ich hatte auch anfangs Bedenken ob der eingespiegelte Blitz beim Beobachten nicht blendet. Erstaunlicherweise empfand ich das aber nicht als unangenehm. Wahrscheinlich kommt da gar nicht so viel Energie im Präparat an und wird dann gleichmäßig auf das Sehfeld verteilt?

Jedenfalls gibt es da kein Blendungsproblem.

Viele Grüße

Michael

Gerne per Du

GMaier

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#11

Dezember 22, 2022, 13:23:00 NACHMITTAGS

Liebe Forumsteilnehmer,

in Zusammenhang mit Michaels Lösung zur Blitzeinspiegelung bin ich auf folgendes gestoßen:

https://www.ebay.com/itm/265357232852

Kennt das Produkt "Microscope illuminator adjustable Flash/LED light housing" jemand hier im Forum und welche Erfahrungen wurden damit ggf. schon gesammelt?

Viele Grüße

Gerhard

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Michael Müller

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#12

Dezember 23, 2022, 10:13:16 VORMITTAG

Hallo Gerhard,

da sich bisher noch keiner gemeldet hat, nehme ich mal an, dass noch keiner Erfahrungen damit gesammelt hat.

Prinzipiell schaut das Ganze recht ähnlich zu meinem Entwurf aus. Der gravierendste Unterschied, den ich sehe, ist, dass (wenn ich die Beschreibung richtig verstehe) nur eine "Kollektorlinse" für Blitz und LED vorhanden ist. Diese Linse ist auch noch als "Diffuser" ausgeführt.

Eine Kollektorlinse muss sehr nahe an der Lichtquelle sitzen, um einen großen Raumwinkel zu bedienen. Sitzt sie weiter entfernt, geht sehr viel Licht vorbei und die Lichtausbeute sinkt dramatisch. Bei mir sitzen die Linsen (sowohl LED als auch Blitz) ca. 2,5 cm von der Quelle. Sind die Linsen bei dem vorgestellten Teil ca. 10 cm von der Quelle entfernt, sinkt die Lichtausbeute (geometrisch) bereits auf ca. 1/16. Genaueres lässt sich natürlich aus der Ferne nicht sagen.

Bei der eingebauten 20W LED ergibt das natürlich noch genügend Licht. Beim Blitz wird das aber schon kritischer. Wenn die maximale Leistung noch beim 100er DIK reicht (was zu überprüfen wäre), wird sicherlich die Maximalleistung des Blitzes abgefragt. Mein Blitz hat bei der Maximalleistung eine Brenndauer von 1/300 s. Das wäre mir zu wenig (bzw. zu viel), um schnelle Bewegungen "einzufrieren".

Was mich auch stören würde, ist, dass der Blitz wohl nicht fest aufliegt, sondern in beliebiger Höhe "festgeschnallt" wird. Vielleicht ist das aber kein Justierungsproblem... Auch finde ich es ungeschickt, dass der Strahlteiler nach oben offen ist. Da sollte - bzw. muss - man sich irgendwas für den Staubschutz einfallen lassen.

Die Ansteuerung der LED ist zumindest nicht mit PWM realisiert, was meiner leidvollen Erfahrung nach immer Probleme mit Streifen im Foto bringt. Irgendeine Art von Konstantstromquelle ist da sicher besser. Bevor ich sowas kaufen würde, würde ich das aber nochmal genauer abklären.

Wenn also die Lichtleistung ausreicht und die LED gut angesteuert wird, ist das meiner Ansicht nach eine interessante Alternative. Leider ist es kein deutscher Verkäufer, dann könnte man sichs einfach mal zum Ausprobieren schicken lassen..

Schöne und interessante Feiertage

Michael

Gerne per Du