WO1993003350A1

WO1993003350A1 - Optische bauelemente zum optischen abtasten der oberfläche eines objektes, dessen oberfläche licht zu reflektieren, zu streuen oder zu brechen imstande ist

Info

Publication number: WO1993003350A1
Application number: PCT/DE1991/000618
Authority: WO
Inventors: Gebhard Birkle
Original assignee: Birkle Sensor Gmbh + Co.
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1993-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft optische Bauelemente zum Abtasten der Oberfläche eines Objektes (15, 28), mit einem ersten Spiegelkörper (9, 20, 51), der eine Durchgangsöffnung (10, 21, 52) zum Durchbewegen des Objektes (15, 28) unter Beleuchtung mittels einer Lichtquelle durch den Spiegelkörper aufweist, der eine ringförmige Spiegelfläche (11, 31) besitzt, die das Licht (16, 16', 29, 29') radial zur Hauptachse (14, 22) des Spiegel- oder Brechungskörpers auf das Objekt rings dessen Umfang und umgekehrt umlenkt, wobei in Richtung der Hauptachse des ersten Spiegelkörpers sich ein zweiter optischer Körper (1, 19, 50) mit planen Spiegelflächen (2, 2', 5', 6', 7', 8', 23, 23', 24, 24', 25, 25') befindet, der oberhalb der Durchgangsöffnung des ersten Spiegelkörpers ebenfalls eine Durchgangsöffnung (4, 21, 52) für das Objekt besitzt, mit einem opto-elektronischen Sensor (13, 27) und einer elektrischen Auswerteeinrichtung. Zwei der Spiegelflächen des zweiten Körpers (1, 19, 50, 54) sind als keilflächen (2, 2', 23, 23') zueinander geneigt gestaltet und optisch zur Spiegelfläche (11, 31, 57) des ersten Körpers (9, 20, 51) symmetrisch gerichtet, wobei die Durchgangsöffnung (4, 21, 52, 55) durch den zweiten Körper beide Keilflächen symmetrisch durchsetzt, so daß das Strahlenbündel in zwei Teilstrahlenbündel (16, 16', 29, 29') zerlegt auf je eine der Keilflächen fällt, denen weitere Spiegel- oder Brechungsflächen (5', 6', 7', 8', 24, 24', 25, 25') gegenüberstehen dergestalt, daß die Teilstrahlenbündel von den Keilflächen getrennt auf die Spiegel- oder Brechungsflächen umgelenkt und auf dieselbe Keilfläche im Bereich der der Durchgangsöffnung entgegengesetzt liegenden Hälfte (61') des zweiten Körpers zurückgeworfen und danach die Keilflächen die Teilstrahlenbündel wieder zu einem Strahlenbündel zusammensetzen.

Description

i Optische Bauelemente zum optischen Abtasten der Oberfläche eines Objektes, dessen Oberfläche Licht zu reflektieren, zu streuen oder zu brechen imstande ist

3

* Technisches Gebiet: s Die Erfindung betrifft optische Bauelemente zum optischen Abtasten der Ober-

⁶ fläche eines Objektes, dessen Oberfläche Licht zu reflektieren, zu streuen oder zu

⁷ brechen imstande ist, gemäß dem Oberbegriff des Ansprüche 1 und 5.

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⁹ Stand der Technik:

^*° Durch die DE-Al-3 822 303 bzw. die WO 89/05468 ist eine Vorrichtung zum

¹¹ optischen Abtasten der Oberfläche eines bewegbaren Objektes bekannt-

¹² geworden, dessen Oberfläche Licht zu reflektieren oder zu streuen imstande ist,

¹³ mit einer Lichtquelle und einem optischen kegel- oder schalenförmigen, innen

¹⁴ verspiegelten Ringspiegel mit einer umlaufenden Spiegelfläche und einer dazu

¹⁵ zentrisch angeordneten Durchgangsöffnung zum Durchgang des Objektes durch

¹⁶ den Ringspiegel, wobei in Richtung der Hauptachse des Ringspiegels, innerhalb

¹⁷ dessen Öffnungswinkels und über dessen Durchgangsöffnung sich ein weiterer

¹⁸ Spiegel befindet und mit einem opto-elektronischen Sensor und einer elek-

¹⁹ trischen Auswerteeinrichtung, wobei das Licht nach Reflexion oder Streuung am

²⁰ Objekt auf die Spiegelflächen der Spiegel geworfen, auf den Sensor gelenkt und

²¹ in der Auswerteeinrichtung ausgewertet wird. Die Lichtquelle beleuchtet das

²² Objekt rings dessen Umfang im Bereich der Durchgangsöffnung des Ring-

²³ spiegeis dergestalt, daß das vom Objekt rings des Umfangs reflektierte oder ^M gestreute Licht gleichzeitig peripher auf die Spiegelfläche des Ringspiegels fällt.

²⁵ Der zweite Spiegel besitzt eine schräg geneigte, ebene Spiegelfläche, die das

²⁶ reflektierte oder gestreute Licht auf den Sensor leitet, der ein vollständiges

²⁷ Umfangsband detektiert, das einer Umfangsfläche des Objektes von vor-

²⁸ gegebener Breite entspricht. Mit dieser Vorrichtung ist eine vollständige

²⁹ ringförmige Abtastung optisch schwierig zu realisieren, insbesondere bei langen,

³⁰ kontinuierlich abzutastenden Objekten, weil aufgrund der Geometrie abge-

³¹ schattete Bereiche auf dem Objekt auftreten.

ERSATZBLATT i Technische Aufgabe:

² Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, optische Bauelemente der genannten

³ Gattung weiter zu entwickeln, mit denen die Oberfläche von beliebig langen

⁴ Objekten, vorzugsweise während einer Bewegung des Objektes, mit einer dem

⁵ Problem der Umfangsabtastung angepaßten Abbildungsmethode abgetastet

⁶ werden kann, um damit eine optische Abbildung bzw. ein Bildsignal hoher

⁷ Auflösung fiir die Wiedergabe eines kontinuierlich wanderenden Bereiches einer

⁸ bestimmten vorgebbaren Breite des Umfangs des Objektes als abgebildete Um- fangslinie oder -band zu gewinnen.

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¹¹ Darstellung der Erfindung und deren Vorteile:

¹² Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Vorrichtung, bei der

¹³ zwei der Spiegelflächen des zweiten Körpers als Keilflächen unter einem Winkel

¹ 5 zueinander geneigt länglich gestaltet und optisch zur Spiegelfläche des ersten

¹⁵ Körpers symmetrisch gerichtet sind und die gemeinsame Kante der Keilflächen

¹⁶ zentrisch oberhalb der Durchgangsöff ung des ersten Körpers verläuft und die

¹⁷ Durchgangsöffhung durch den zweiten Körper beide Keilflächen symmetrisch in » einer der Hälften des zweiten Körpers durchsetzt, so daß das Strahlenbündel in

¹⁹ zwei Teilstrahlenbündel zerlegt auf je eine der Keilflächen fällt, denen weitere ⁰ plane Spiegel- oder Brechungsflächen gegenüberstehen dergestalt, daß die ¹ Teilstrahlenbündel von den Keilflächen getrennt auf die Spiegel- oder Bre- ² chungsflächen umgelenkt und auf dieselbe Keilfläche im Bereich der der Durch- ³ gangsöffnung entgegengesetzt liegenden Hälfte des zweiten Körpers zurück- ⁴ geworfen und danach die Keilflächen die Teilstrahlenbündel wieder zu einem ge- ⁵ meinsamen Strahlenbündel zusammensetzen und das Licht auf den Sensor fällt. 6 ⁷ Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, daß der zweite ⁸ Körper ein keilförmiger Spiegelkörper mit dreieckigem Querschnitt ist, dessen ⁹ Keilflächen als Spiegelflächen ausgebildet sind, wobei den Keilflächen je zwei zu-

ERSATZBLÄΓT ^*■ einander schräg gerichtete Spiegelflächen von Spiegelkörpern gegenüberstehen ² und daß der erste Spiegelkörper ein Ringspiegel in Form eines Toroids ist.

3 Beide Körper können einstückig aus einem durchsichtigen, prismatisch-zylindri- ^s sehen, optischen Gegenstand mit einer durchgehenden Längsbohrung bestehen,

⁶ dessen unterer Teil zylindrisch gestaltet ist und am Ende eine innenliegende,

⁷ kegelstumpfförmige Spiegelfläche aufweist und dessen oberer Teil prismatisch

⁸ mit einer Mehrzahl von optisch wirksamen Spiegelflächen ausgebildet ist, von

⁹ denen zwei die Keilflächen bilden. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind ⁰ in den jeweils abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

1

² Die optischen Bauelemente besitzen den hervorstechenden Vorteil, daß diese

³ zum Abtasten von beliebig langen Objekten mit vorzugsweise zylindrischen Querschnitten, die durchscheinend, durchsichtig oder undurchsichtig sind, aber

⁵ deren Oberfläche Licht zu reflektieren oder zu streuen imstande ist, höchst

⁶ vorteilhaft geeignet sind, weil die beiden Keilflächen als Spiegelflächen des zweiten optischen Körpers ein Lichtbündel, welches von unten auf die Umge- bung der Durchgangsöffnung auf die Keilflächen auftritt, in zwei Teil- Strahlenbündel zerlegen und nach Umlenkung entfernt von der Durchgangs- Öffnung wieder zusammensetzen, so daß abgeschattete Bereiche auf dem Objekt vermieden werden. In vorteilhafter Weise ist es möglich, durch das Abbildungs- System hindurch das Objekt am Umfang gleichmäßig zu beleuchten.

Eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper ein keilförmiger Spiegelkörper mit dreieckigem Querschnitt ist und die unter einem Winkel (δ) zueinander geneigten Keilflächen als Spiegelflächen ausgestaltet und symmetrisch zur Spiegelfläche des ersten Körpers gerichtet sind und die gemeinsame Kante der Keilflächen zentrisch oberhalb der Durchgangsöffnung des ersten Körpers verläuft und die Durchgangsöffhung durch den zweiten Körper beide Keilflächen symmetrisch durchsetzt, wobei das

ERSATZBLÄΓT ¹ Lichtstrahlenbündel auf die erste Keilfläche gerichtet ist, von dort auf die unter

² dieser Keilfläche liegende Hälfte der Spiegelfläche des ersten Körpers fällt, auf das Objekt geleitet, dieses durchdringt und auf die gegenüberliegende Hälfte der Spiegelfläche des ersten Körpers trifft, von wo es auf die zweite Keilfläche reflektiert und von dieser umgelenkt wird und danach auf den Sensor fällt.

In weiterer Ausgestaltung hierzu kann der erste und/oder der zweite optische Körper aus zwei voneinander trennbaren Teilkörpern bestehen und der erste Körper ein ringförmiges Toroid ist. Des weiteren können beide Körper einstückig aus einem durchsichrigen, prismatisch-zylindrischen, optischen Ge- genstand mit einer durchgehenden Längsbohrung bestehen, der endseitig eine innenliegende, rotationssysmmetrische, kegelstumpf- oder schalenförmige Spiegelfläche aufweist und der im oberen Bereich mit zwei Keilflächen als Spiegelflächen ausgebildet ist, denen je eine Planfläche auf dem Umfang des Gegenstandes gegenübersteht.

Der Winkel, unter dem die Keilflächen des keilförmigen Körpers oder des pris- manschen Teils zueinander geneigt sind, kann ein spitzer oder ein überstumpfer Winkel δ sein. Des weiteren können den Keilflächen je zwei schräg gerichtete Brechungsflächen von Brechungskörpern gegenüberstehen.

Mit dem erfindungsgemäßen optischen Bauelement gemäß Patentanspruch 5 können in vorteilhafter Weise durchsichtige Objekte beliebiger Länge auf ihre Oberflächenbeschaffenheit abgetastet werden.

In vorteilhafter Weise kann der Sensor ein stehendes oder fordaufendes Bild erzeugen, so daß ein Bereich vorgebbarer Breite des gesamten Umfangs des Objektes oder nur ein Teil desselben bei Stillstand oder Bewegung des Objektes als optische Abbildung bzw. Bildsignal, zum Beispiel in Form eines abgebildeten Umfangsbandes oder eines Teils desselben, mit höchster Auflösung gewonnen werden kann. Dabei kann die Oberfläche des Objektes regelmäßig oder diffus reflektieren, das Objekt kann ein hohes oder geringes Reflexionsvermögen haben. Besitzt das Objekt auf seiner Oberfläche Unregelmäßigkeiten, Löcher, Ausbrüche, Abbruche, Abplatzungen, Kantenbeschädigungen oder sonstige Anomalien, so verändeπ sich dadurch die Reflexion oder Streuung oder Brechung oder der Lichtdurchlaß gegenüber der normalen Oberfläche; diese optische Änderung der Lichtintensität kann erfindungsgemäß detektiert werden. Wird das Objekt bewegt, so erscheint auf dem Sensor ein fortschreitendes Bildsi- gnal entsprechend der durchlaufenden, abgetasteten Umfanglinie. Diese Ausführungsformen, insbesondere diejenige, die als einstückiger optischer Gegenstand ausgeführt ist, lassen sich in einfacher Weise aus Kunstglas pressen, so daß die Bauelemente streng dem Objekt angepaßte und preiswerte Problem- lösungen erlauben.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen: Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines optischen Bauelementes mit zwei Keilflächen als Spiegelflächen und weiteren Spiegelkörpern mit Spiegelflächen

Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines optischen Bauelementes, das aus einem einstückigen, durchsichtigen Gegenstand mit zwei Keil- flächen als Brechungsflächen und weiteren Brechungsflächen besteht Figur 3 eine perspektivische Darstellung eines weiteren optischen Bauelementes mit zwei Keilflächen als Spiegelflächen und weiteren Spiegelkörpern, wobei das Bauelement zur Durchleuchtung von durchsichtigen Objekten geeignet ist Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines optischen Bauelementes gemäß demjenigen der Figur 2 mit einem die Durchgangsöffhung durch- dringenden Längsschlitz zum Einführen beispielsweise eines Fadens in das Bauelement ¹ Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Bauelementes gemäß

² der Figur 3 in integraler Gestaltung zur Durchleuchtung von durch-

³ sichtigen Objekten

⁴ Figur 6 einen Teilausschnitt eines Ringspiegels in Form eines transparenten

⁵ Spiegelkörpers als Toroid mit einer zylinderförmigen umlaufenden

⁶ Linsenfläche zur Verlagerung des geometrischen Ortes der Schnitt-

⁷ punkte sämdicher Randstrahlen auf die Oberfläche des abzutastenden

⁸ Objektes und

⁹ Figur 7 einen Teilausschnitt eines weiteren Ringspiegels in Form eines trans-

¹⁰ parenten Spiegelkörpers als Toroid mit einer konvex gekrümmten, um-

¹¹ laufenden Linsenfläche zur angepaßten Korrektur des Verlaufs des geo-

¹² metrischen Ortes der Strahlen des Lichtbündels auf dem Objekt in

¹³ bezug auf die Geometrie des opto-elektronischen Sensors.

¹⁵ Wege zur Ausfuhrung der Erfindung:

¹⁶ Das optische Bauelement gemäß der Figur 1 zeigt in perspektivischer schemati-

¹⁷ scher Darstellung einen unteren Ringspiegel 9, der eine Durchgangsöffhung 10

¹ zu Durchführen eines zylindrischen Objektes 15 aufweist und der eine innen

¹⁹ angeordnete, hohlkegel- oder schalenförmige, rotationssymmetrische Spiegel-

²⁰ fläche 11 aufweist. Oberhalb des Ringspiegels 9 befindet sich auf seiner Haup-

²¹ tachse 14 ein zweiter optischer Körper, der als länglicher Keil 1 gestaltet ist und

²² der im Hauptschnitt einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist. Der Keil 1 be-

²³ sitzt eine nach oben weisende Grundfläche 60 und zwei plane, unter einem Win-

²⁴ kel d zueinander geneigte Keilflächen 2, 2', die als Spiegelflächen ausgebildet

²⁵ sind, wobei der Winkel d entweder ein spitzer oder ein überstumpfer Winkel ist; ^M im gezeigten Beispiel ist der Winkel d ein überstumpfer Winkel.

27

²⁸ Der Keil 1 wird, ausgehend von der Grundfläche 60, in Richtung der Hauptach-

²⁹ se 14 von einer Durchgangsöffnung 4 durchsetzt, die beide Keilflächen 2, 2' ⁰ symmetrisch durchdringt und deren Querschnitt mittig zur langen Mittelinie 58 ¹ der oberen Deckfläche 60 des Keils 1 angeordnet ist, wobei in der Projektion die

² Durchgangsöffhung 4 zentrisch innerhalb des Ringspiegels liegt, so daß die

³ gemeinsame Kante 3 der Keilflächen 2, 2' einen Durchmesser des Ringspiegels und, falls die Durchgangsöffhung 4 kreisrund ist, auch der Durchgangsöffhung 4

⁵ bildet. Die Hauptachse 14 durchstößt somit die gemeinsame Kante 3 der Keil-

⁶ flächen 2, 2' und teilt den Winkel d in zwei gleiche Hälften. Die Durchgangs-

⁷ Öffnung 4 dient zum Durchbewegen des Objektes 1 durch das Bauelement. Des

⁸ weiteren befindet sich die Durchgangsöffhung 4 vorzugsweise nur innerhalb der

⁹ einen Hälfte 61 der Grundfläche 60 des Keils 1, wenn man sich denselben durch ⁰ die kurze Mittellinie 59 der Grundfläche 60 in zwei gleiche Hälften 61, 61' ge¬ teilt denkt, was aus der Figur 1 ersichdich ist.

2

³ Den Keilflächen 2, 2' des Keils 1 stehen auf jeder Seite Spiegelkörper 5, 6 bzw. 7, 8 gegenüber, die wenigstens je eine plane Spiegelfläche 5', 6', 7', 8' aufweisen, ^s wobei die Spiegelflächen 5', 6' bzw. 7', 8' bezüglich der Keilfläche 2' bzw. 2 und untereinander schräg zueinander gerichtet sind. Die Spiegelkörper 5, 7 befinden

⁷ sich im Bereich der vorderen Hälfte 61 des Keils 1, die Spiegelkörper 6, 8 befin-

⁸ den sich im Bereich der hinteren Hälfte 61' des Keils 1, um dergestalt das Licht

⁹ von der vorderen Hälfte 61 weg von der Durchgangsöffhung 4 zur hinteren ⁰ Hälfte 61' des Keils zu leiten, um aus dem störenden Bereich des Objektweges zu ¹ gelangen. Vorzugsweise unterhalb des Keils 1 und neben dem Ringspiegel 9 be- ² findet sich ein Sensor 13, vor dem sich eine Abbildungsoptik 12 zur optischen ³ Abbildung befinden kann. Der Sensor ist mit einer nichtgezeigten Auswerteein- ⁴ richtung elektrisch verbunden. 5 ⁶ Die Arbeitsweise des optischen Bauelementes ist folgende: ⁷ Das Objekt 15 wird im Bereich des Ringspiegels 9 - entweder von unterhalb ⁸ oder durch den Ringspiegel 9 hindurch - längs eines Umfangsringes 17 auf dem ⁹ Objekt 15 beleuchtet, so daß das reflektierte Licht radial auf die Spiegelfläche 11 ⁰ des Ringspiegels 9 fällt und nach oben in Richtung des Keils 1 reflektiert wird i und dort auf die Umgebung der Durchgangsöffhung 4 fällt, wobei für jede der

² Keilflächen 2, 2' des Keils 1 der Verlauf zweier Strahlenbündel 16, 16' gezeigt

³ ist. Die Keilflächen 2, 2' teilen das ankommende Licht in zwei Hälften auf,

⁴ wobei das Strahieπbündel 16 auf die Keilfläche 2 und das Strahlenbündel 16' auf ^s die Keilfläche 2' fällt. Von dort werden die Strahlenbündel 16, 16' in der Rei-

⁶ henfolge auf die Spiegelflächen 7' bzw. 5' der Spiegelkörper 7 bzw. 5 und von

⁷ dort auf die Spiegelflächen 8" bzw. 6' der gegenüberstehenden Spiegelkörper 8, 6

⁸ reflektiert, die die Strahlenbündel 16, 16' zurück auf die Keilflächen 2, 2' im Be-

⁹ reich der hinteren Hälfte 61' des Keils 1 werfen, wonach nach nochmaliger Re- flexion an den Keilflächen 2,2' die Strahlenbündel 16,16' wieder zusammenge¬ setzt werden. Anschließend wird das Licht dem Sensor 13 zugeleitet. Auf diese Weise wird durch die Zerlegung des reflektierten Lichtes in Teilstrahlenbündel und anschließender Zusammensetzung bewirkt, daß die Durchgangsöffhung 4 umgangen wird, in dem das Bild auf die hintere, die Durchgangsöffhung 4 nicht aufweisende Hälfte 61' des Keils 1 bezüglich beider Keilflächen 2, 2' transfor- miert und von dort zusammengesetzt wird.

Es ist technisch auch möglich, die den Keilflächen seitlich gegenüberliegenden optischen Körper zur Umlenkung des Lichtes auf den Keilflächen als Brechungs- körper auszubilden, insbesondere bei Verwendung einer monochromatischen Lichtquelle.

In Figur 2 ist ein optisches Bauelement aus einem einstückigen, durchsichtigen, prismatis i-zylindrischen Gegenstand 18 dargestellt, der beispielsweise Preßglas sein kann. Der optische Gegenstand 18 besteht aus einem prismatischen Teil 19 und einem daran angeformten zylindrischen Teil 20, wobei zentrisch durch beide Teile 19, 20 sich eine Durchgangsöffhung 21 erstreckt.

Der prismatische Teil 19 besitzt eine längliche, von seiner Deckfläche 62 ausgehende Einkerbung, die zwei optisch wirksame, plane Keilflächen 23, 23' ¹ ausbildet, die zueinander unter dem Winkel d geneigt und die als Spiegelflächen

² verspiegelt sind. Innerhalb des prismatischen Teils 19 stehen den Keilflächen 23,

³ 23' optisch wirksame, plane Spiegelflächen 24, 24' bzw. 25, 25' gegenüber; die geometrische Gestaltung, Anordnung und Funktion des Teils 19 entspricht

⁵ völlig dem Keil 1 und den zugeordneten Spiegelkörpern 5, 6, 7, 8 der Figur 1.

⁶ Unterhalb des prismatischen Teils 19 und neben dem zylindrischen Teil 20 be-

⁷ findet sich ein Sensor 27 und davor gegebenenfalls eine Abbildungsoptik 26.

8

⁹ Das untere Ende des zylindrischen Teils 20 besitzt eine kegel- oder schalenför-

¹⁰ mige, innenliegende, rotationssymmetrische Spielgelfläche 31, die eine ähnliche

¹¹ Gestaltung und die gleiche Funktion besitzt, wie die Spiegelfläche 11 des Ring-

¹² spiegeis 9. Die Hauptachse 22 der Spiegelfläche 31 fällt gleichzeitig wiederum

¹³ mit der Mittelachse der Durchgangsöffhung 21 zusammen. Eine nicht gezeigte

¹ Lichtquelle beleuchtet ein Objekt 28, welches sich in der Durchgangsöffhung 21

¹⁵ des Gegenstandes 18 befindet, im Bereich der Spiegelfläche 31 dergestalt, daß ^i« dadurch ein Umfangsring 30 auf dem Objekt 28 ausgeleuchtet wird. Das vom

¹⁷ Objekt 28 reflektierte Licht fällt radial auf die Spiegelfläche 31 und wird von

¹⁸ dort innerhalb des zylindrischen Teils 20 nach oben auf die Keilflächen 23, 23'

¹⁹ geworfen. Von den Lichtstrahlen sind wiederum zwei Strahlenbündel 29, 29' je

²⁰ für eine der Keilflächen 23, 23' in der Figur 2 gezeichnet.

21

²² Die Teilstrahlenbündel 29, 29' fallen je auf die der jeweiligen Hälfte der

²³ Spiegelfläche 31 zugeordneten Keilfläche 23, 23' und werden von dort zu den

² Spiegelflächen 24 bzw. 25, danach zu den Spiegelflächen 24' bzw. 25' und wie-

²⁵ derum zurück auf die Keilflächen 23, 23' außerhalb des Weges des abzutasten-

²⁶ den Objektes 28 geleitet, wobei die Keilflächen 23, 23' die Teilstrahlenbündel

²⁷ 29, 29' dergestalt umlenken, daß diese wieder zu einem Strahlenbündel zusam-

²⁸ mengesetzt werden, das, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Abbil-

²⁹ dungsoptik 26, auf den Sensor 27 geleitet wird. ¹ Figur 3 zeigt ein weiteres optisches Bauelement, bestehend aus einem Spie-

² gelkörper 32 in Form eines Keils 32, der aus zwei horizontal zueinander angeord-

³ neten Hälften 33, 33' bestehen kann, die geeignet beweglich gehaltert sind, so daß die Hälften 33, 33' voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden ^s können. Jede Hälfte 33, 33' des Keils 32 besitzt eine optisch wirksame Keilfläche

⁶ 34, 34' in Form einer Spiegelfläche und eine Aussparung 35, 35' die sich

⁷ zusammen zu einer senkrechten und innerhalb des Keils 32 symmetrisch

⁸ angeordneten Durchgangsöffhung ergänzen, die im angenäherten Zustand der

⁹ Hälften 33, 33' einen vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt für die Hindurch- ⁰ bewegung eines Objektes 46 aufweist. Im einander angenäherten Zustand der

Hälften 33, 33', der in Figur 3 gezeigt ist, verlaufen die Kanten 36, 36' der ² Hälften 33, 33' einander parallel.

3

⁴ Unterhalb des Keils 32 befindet sich ein Ringspiegel 37, der aus zwei Hälften 38, ^s 38' bestehen kann, wobei der Ringspiegel 37 eine Durchgangsöffhung 39 und

⁶ eine kegel- oder schalenförmige, innenliegende, rotationssymmetrische Spiegel-

⁷ fläche 40 mit einer Hauptachse 45 aufweist, die mit der Mittelachse der Durch-

⁸ gangsöffhungen sowohl des Keils 32 als auch des Ringspiegels 37 zusammenfällt;

⁹ die Durchgangsöffhung innerhalb des Keils 32 befindet sich zentrisch oberhalb

²⁰ der Durchgangsöffhung 39 des Ringspiegels 37, der ansonsten gleichermaßen ge-

²¹ staltet ist wie der Ringspiegel 9 des Bauelementes in Figur 1. Die beiden Hälften

²² 38, 38' des Ringspiegels 37 können in geeigneter Weise voneinanderweg und

²³ aufeinanderzu bewegt werden ähnlich wie die Hälften 33, 33' des Keils 32, um

²⁴ dergestalt ein beispielsweise feststehendes Objekt 46 zu umgreifen.

25 ⁶ Eine Lichtquelle 41 sendet Licht aus, welches durch eine Abbildungsoptik 42 ⁷ und eine Blende 43 feilt und von dem ein Strahlenbündel 47 in Figur 3 gezeigt ⁸ ist. Dieses Strahlenbündel 47 fällt auf die der Lichtquelle 41 zugewandte ⁹ Keilfläche 34' der Hälfte 33' des Keils 32 und wird von da auf die darunter ⁰ liegende Spiegelfläche 40 der zugeordneten Hälfte 38 des Ringspiegles 37 reflek- ¹ tiert und von dort radial auf das Objekt 46 geworfen, wodurch die der Hälfte 38

² des Ringspiegels 37 zugewandte Hälfte des Objektes 46 von außerhalb beleuch-

³ tet wird, so daß bei einem zylindrischen Objekt 46 auf demselben außen ein

⁴ halbkreisförmiger Umfangsring 48 ausgeleuchtet wird.

5

⁶ Da das Objekt 46 durchsichtig ist, durchdringt das Strahlenbündel 47 das

⁷ Objekt und beleuchtet die gegenüberliegende Hälfte 48' des Umfangsringes von

⁸ innerhalb des Objektes 46, und bildet nunmehr gleichsfalls die gegen-

⁹ überliegende Hälfte 48' des Umfangsringes ab, indem beide Hälften aufeinander ° projiziert werden, wonach das vom Objekt 46 abgehende Strahlenbündel 47' ra-

¹ dial auf die gegenüberliegende Hälfte 38' des Ringspiegels 37 fällt und von der

² Spiegelfläche 40 nach oben auf die Keilfläche 34 der Hälfte 33 des Keils 32 ge-

³ worfen und von dort auf einen Sensor 44 geleitet wird, vorzugsweise wiederum unter Vorschalten einer Abbildungsoptik 42'. Hinter der Keilfläche 34 und vor

⁵ der Abbildungsoptik 42' ist eine Abdeckscheibe 63 angeordnet zum Abdecken

⁶ der Ausschneidung innerhalb der Hälften 33,33' des Keils 32 in Richtung der

⁷ Achse 66. Eine derartige Vorrichtung dient zur Kontrolle von transparenten Ma-

⁸ terialien, insbesondere Glaszylinder oder Glasröhren.

⁰ Figur 4 zeigt eine Ausgestaltung eines optischen Bauelementes ebenfalls in Form ¹ eines einstückigen, durchsichtigen Gegenstandes 49, bestehend aus einem pris- matischen Teil 50 und einem daran angeformten zylindrischen Teil 51, wobei der Gegenstand 49 ähnlich dem in Figur 2 beschriebenen Bauelement gestaltet ⁴ ist. Der prismatische Teil 50 sowie der zylindrische Teil 51 werden gemeinsam von einer Durchgangsöffhung 52 durchsetzt, die einen nach außen offenen Längsschlitz 53 aufweist. Durch diesen Längsschlitz 53 kann beispielsweise ein Faden in den Gegenstand eingeführt und durchlaufend abgetastet werden. Das in Figur 3 gezeigte optische Bauelement kann ebenfalls geometrisch einstückig gestaltet sein, was in Figur 5 dargestellt ist. Ein zylindrischer, einstückiger, durchsichtiger Gegenstand 54, der eine zentrale Durchgangsbohrung 55 besitzt, ^*- weist an seinem unteren Ende eine kegel- oder schalenförmige, innenliegende

² Spiegelfläche 57 auf. An seinem oberen Ende besitzt der optische Gegenstand 54

³ eine keilförmige Aussparung unter Bildung von zwei schräg zueinander geneigten Teilflächen 64, 64', die nach innen weisend als Spiegelflächen ausgebildet sind. Im Bereich der Teilflächen 64, 64t ist der optische Gegenstand 54 auf seinem Umfang abgeplattet unter Bildung zweier sich gegenüberliegender, planparalle- 1er Flächen 56, 56'. Die Wirkungsweise dieses optischen Bauelementes ist gleich der Wirkungsweise des unter Figur 3 beschriebenen Bauelementes. Der in sämtlichen optischen Bauelementen eingesetzte opto-elektronische Sensor ist vorzugsweise ein CCD-Bauelement mit einer geraden oder ringförmigen Linien- zeile. Ebenso ist es denkbar, einen CCD-Matrix-Sensor einzusetzen und den Umfangsring in der Bildebene softwaremäßig zu definieren.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Teile von ringförmigen Spiegelkörpern 67 bzw. 68 zur Vermeidung von Abbildungsfehlern, die aufgrund der Krümmung einer Spiegelfläche in tangentialer Richtung auftreten, wie es die Ringspiegel der vor- gehend beschriebenen Figuren darstellen, weshalb sich die Randstrahlen nach ihrer Reflektion nicht in einem geometrischen Ort schneiden, der auf der Oberfläche des Objektes liegt, sondern in einem Ort, der außerhalb der Oberfläche des Objektes liegt; bei rotatioπssymmetrischen Spiegelkörpern sind die geometrischen Orte Kreise. Andere zwischen den Randstrahlen liegende Strahlen schneiden sich radial auf den Bündelmittellinien zwischen den geome- arischen Orten, was einen Verzug der Schnittpunkte über die Achsen des Lichtbündels ergibt. Dieser Verzug ist bei einem Kegelspiegel am augenfälligsten, er tritt jedoch auch bei anderen Spiegelformen auf, die als Spiegelkörper gestaltet sind und bei denen die Spiegelfläche in einer Richtung gekrümmt ist.

In den Figuren 6 und 7 sind mit den Bezugsziffern 74, 74' die Lichtbündel mit den radialen Randstrahlen 75, 76, 75', 76' und den tangentialen Randstrahlen 77, 78, 77', 78' eines abzubildenden Objektpunktes von Objekten 72, 72' mit- tels eines (nichtgezeigten) Objektives gezeigt. Die Spiegelkörper 67, 68 bestehen je aus einem transparenten Körper in Form eines Toroids mit der Hauptachse 73, 73', der durch je eine obere, vorzugsweise ebene, Oberfläche 69, 69', eine rückseitige, schräg geneigte und in Richtung der Schräge ebene, innen verspiegelte Spiegelfläche 70, 70' und eine umlaufende, der Hauptachse 73, 73' der Spiegelkörper 67, 68 zugewandte Oberfläche 71, 71' der Höhe h begrenzt ist. In Figur 6 ist die Oberfläche 71 zylindrisch und stellt eine zylindrische Linsenfläche der Höhe h dar; in Figur 7 ist die Oberfläche 71' konvex gewölbt. Durch die konvexe Krümmung der Linsenfläche 71' kann eine Anpassung der Abbildung an spezifische Erfordernisse des Objektes oder auch der Geometrie des verwendeten opto-elektronischen Sensors erreicht werden.

Beispielsweise treffen sich in Figur 6 sowohl die radialen, als auch die tangentialen Randstrahlen 75, 76, 77, 78 auf einem geometrischen Ort, der eine kreisförmige Umfangslinie 79 auf dem Mantel des Objektes 72 bildet. In Figur 7 schneiden sich die tangentialen Randstrahlen 77', 78' in einem geometri- sehen Ort, der ebenfalls eine kreisförmige Umfangslinie 79 auf dem Mantel des Objektes 72 bildet; hingegen schneiden sich die radialen Randstrahlen 75', 76' auf einem geometrischen Ort, der innerhalb des Objektes 72' liegt, so daß dieselben auf den gepunkteten Umfangslinien 80, 80' des Objektes 72' auftref- fen. Durch die konvexe Krümmung der Oberfläche 71' wird eine vorteilhafte Adaption von marktüblichen Sensorgeometrien von CCD-Bausteinen an bei- spielsweise zylindrische oder runde oder sonstwie stabförmige Objekte erreicht.

Des weiteren kann die rückseitige, schräg geneigte und in Richtung der Schräge ebene, umlaufend-innen verspiegelte Spiegelfläche halbdurchlässig sein, so daß diese einen Teilerspiegel zu bilden imstande ist. Die Beleuchtung des Objektes kann dann auch durch die halbdurchlässige Spiegelfläche und das transparente Toroid hindurch erfolgen. ¹ Die dem Mittelpunkt des Spiegelkörpers zugewandte Linsenfläche kann in ihrer Krümmung in Richtung der Hauptachse des Spiegelkörpers veränderbar sein,

³ dergestalt, daß die Brennweite der Linsenflächen veränderbar ist, um den Spiegelkörper an Objekte unterschiedlicher Geometrie, insbesondere an zylindri- * sehe Objekte mit unterschiedlichem Durchmesser, anzupassen. Dazu kann der

⁶ Spiegelkörper aus flexiblem, transparentem Material bestehen und beispielsweise

⁷ mit einer massiven, ringförmigen, transparenten Lochscheibe abgedeckt sein.

⁸ Wird auf die Lochscheibe, symmetrisch oder unsymmetrisch, ein Druck

⁹ ausgeübt, so verformt sich der Spiegelkörper, wobei aufgrund der Volumenver-

⁰ kleinerung die innere, zylindrische Linsenfläche umlaufend bombiert wird und

¹ eine bezüglich der Richtung der Hauptachse konvexe, veränderbare Form an-

² nimmt, ähnlich der in Figur 7 gezeigten Gestaltung der Linsenfläche 71'.

Gewerbliche Anwendbarkeit:

Die erfindungsgemäßen optischen Bauelemente eignen sich zur Überprüfung der ⁶ Oberfläche von Objekten nach vorgegebenen Gütekriterien. Die Objekte können dabei stehend oder bewegt abgetastet werden. Beispielsweise können mit

⁸ den Bauelementen, längliche, transparente und nichttransparente Körper, wie

⁹ Bleistifte, Lippenstifte, Glasröhren, textile Fäden, Seile und vieles mehr auf ihre ⁰ Oberflächenbeschaffenheit einschließlich nach Mustern und der Farbe abgetastet ¹ werden. i

Liste der Bezugszeichen: 1 keilförmiger Spiegelkörper, Keil 2, 2' plane, optisch wirksame Keilflächen 3 Kante 4 Durchgangsöffhung 5, 6, 7, 8 Spiegelkörper 5', 6', 7', 8' plane Spiegelflächen 9 Ringspiegel 10 Durchgangsöffhung 11 kegelförmige, innenliegende Spiegelfläche 12 Abbildungsoptik 13 Sensor

14 Hauptachse

15 Objekt 16, 16' Teilstrahlenbündel

17 beleuchteter Umfangsring auf dem Objekt

18 einstückiger, durchsichtiger Gegenstand

19 prismatischer Teil

20 zylindrischer Teil

21 Durchgangsöffhung 22 Hauptachse 23, 23' plane, optisch wirksame Keilflächen 24, 24', 25, 25' optisch wirksame, plane Flächen 26 Abbildungsoptik 27 Sensor 28 Objekt 29, 29' Teilstrahlenbündel 30 beleuchteter Umfangsring auf dem Objekt 31 kegelförmige, innenliegende Spiegelfläche 32 Keü

59 kurze Mittellinie der Grundfläche des Keils 60 Grundfläche des Keils 61, 61' gleichgroße Hälften der Grundfläche des Keils 62 Spiegel- oder Brechungsfläche 63 Abdeckscheibe 64, 64' Keilflächen 65 gemeinsame Kante der Keilflächen 64, 64' 66 Achse 61, 68 Spiegelkörper 69, 69' Oberflächen 70, 70' innen liegende Spiegelflächen 71, 71' innere, dem Objekt zugewandte Oberflächen 72, 72' Objekte 73, 73' Mittelachsen 74, 74' Srahlenbündel 75, 75', 76, 76' Randstrahlen in radialer Richtung 77, IT, 78, 78' Randstrahlen in tangentialer Richtung 79, 79', 80, 80' geometrische Orte der Schnittpunkte der Randstrahlen δ Winkel

Claims

¹ Patentansprüche:

2

³ 1. Optisches Bauelement zum optischen Abtasten der Oberfläche eines Objektes

⁴ (15,28) insbesondere bewegbares Objekt, dessen Oberfläche Licht zu reflektie-

⁵ ren, zu streuen oder zu brechen imstande ist, mit einem ersten Spiegelkörper

⁶ (9,20,51), der eine zentrisch angeordnete Durchgangsöffhung (10,21,52) zum

⁷ Durchbewegen des Objektes (15,28) unter Beleuchtung mittels einer Lichtquelle

⁸ durch den Spiegelkörper aufweist, der eine rotationssymmetrische, kegel- oder

⁹ schalenförmige, innenreflektierte Spiegelfläche (11,31) besitzt, die den Strahlen-

¹⁰ gang der Lichtstrahlen 16,16',29,29') im wesendichen radial zur Hauptachse

¹¹ (14,22) des Spiegelkörpers auf das Objekt rings dessen Umfang und umgekehrt

¹² umzulenken imstande ist, wobei in Richtung der Hauptachse des ersten Spiegel-

¹³ körpers innerhalb dessen öffhungswinkels und über dessen Durchgangsöffhung

¹ sich ein zweiter optischer Körper (1,19,50) mit planen Spiegelflächen ^» (2,2',5',6',7',8^,,23,23', 24,24',25,25') befindet, der senkrecht oberhalb der

¹⁶ Durchgangsöffhung des ersten Spiegelkörpers ebenfalls eine Durchgangsöffhung

¹⁷ (4,21,52) fiir das Objekt besitzt, und gegebenenfalls mit einem nachgeschalteten

¹⁸ opto-elektronischen Sensor (13,27) und einer elektrischen Auswerteeinrichtung,

¹⁹ dadurch gekennzeichnet,

²⁰ daß zwei der Spiegelflächen des zweiten Körpers (1,19,50,54) als Keilflächen

²¹ (2,2',23,23') unter einem Winkel (d) zueinander geneigt länglich gestaltet und

²² optisch zur Spiegelfläche (11,31,57) des ersten Körpers (9,20,51) symmetrisch

²³ gerichtet sind und die gemeinsame Kante (3,58) dieser Keilflächen zentrisch

²⁴ oberhalb der Durchgangsöffhung (10,21,52,55) des ersten Körpers (9,20,51,54)

²⁵ verläuft und die Durchgangsöffhung (4,21,52,55) durch den zweiten Körper

²⁶ beide Keilflächen symmetrisch in einer der Hälften (61,61') des zweiten Körpers

²⁷ durchsetzt, so daß das Strahlenbündel in zwei Teilstrahlenbündel (16,16',

²⁸ 29,29') zerlegt auf je eine der Keilflächen fällt, denen weitere plane Spiegel- oder

²⁹ Brechungs-flächen (5^,,6^,,7',8^,,24,24',25₎25') gegenüberstehen dergestalt, daß die

³⁰ Teilstrahlen-bündel von den Keilflächen getrennt auf die Spiegel- oder ^* Brechungsflächen umgelenkt und auf dieselbe Keilfläche im Bereich der der

² Durchgangsöffhung entgegengesetzt liegenden Hälfte (61') des zweiten Körpers

³ zurückgeworfen und danach die Keilflächen die Teilstrahlenbündel wieder zu einem gemeinsamen Strahlenbündel zusammensetzen und das Licht auf den

* Sensor (13,27) fällt.

6

⁷ 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

⁸ daß der zweite Körper ein keilförmiger Spiegelkörper (1) mit dreieckigem Quer-

⁹ schnitt ist, dessen Keilflächen (2,2') als Spiegelflächen ausgebildet sind, wobei ° den Keilflächen je zwei zueinander schräg gerichtete Spiegelflächen (5',6',7',8') von Spiegelkörpern (5,6,7,8) gegenüberstehen und daß der erste Spiegelkörper ein Ringspiegel in Form eines Toroids (9) ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Körper einstückig aus einem durchsichtigen, prismatisch-zylindri¬ schen, optischen Gegenstand (18,49) mit einer durchgehenden Längsbohrung

⁷ (21,52) bestehen, dessen unterer Teil (20,51) zylindrisch gestaltet ist und am Ende eine innenliegende, kegelstumpfförmige Spiegelfläche (31,62) aufweist und

⁹ dessen oberer Teil (19,50) prismatisch mit einer Mehrzahl von optisch wirksa- ⁰ men Spiegelflächen (23,23',24,24',25,25', 56,56') ausgebildet ist, von denen zwei ' die Keilflächen (23,23') bilden. 2 ³

4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangs- oder Längsbohrung (52) innerhalb des oberen optischen ⁵ Körpers oder des einstückigen, optischen Gegenstandes (49) seidich einen über ⁶ die gesamte Länge des Körpers oder Gegenstandes (49) verlaufenden Längs- ⁷ schlitz (53) aufweist.

5. Optisches Bauelement zum optischen Abtasten der Oberfläche eines durch- sichtigen Objektes (46), insbesondere bewegbares Objekt, dessen Oberfläche

Licht zu reflektieren, zu streuen oder zu brechen imstande ist, mit einem ersten Spiegelkörper (37,54), der eine zentrisch angeordnete Durchgangsöffhung (39,55) zum Durchbewegen des Objektes (46) unter Beleuchtung mittels einer Lichtquelle (41) durch den Spiegelkörper aufweist, der eine rotationssymmet- tische, kegel- oder schalenförmige, innenreflektierte Spiegelfläche (40,57) besitzt, die den Strahlengang der Lichtstrahlen (47,47') im wesentlichen radial zur Hauptachse (45) des Spiegelkörpers auf das Objekt rings dessen Umfang und umgekehrt umzulenken imstande ist, wobei in Richtung der Hauptachse des er- sten Spiegelkörpers innerhalb dessen öffhungswinkels und über dessen Durchgangsöffnung sich ein zweiter optischer Körper (32,54) mit planen Spiegelflächen (34,34',56,56'64,64') befindet, der senkrecht oberhalb der Durchgangsöffhung des ersten Spiegel- oder Brechungskörpers ebenfalls eine Durchgangsöffhung (35,35',55) fiir das Objekt besitzt, und gegebenenfalls mit einem nachgeschalteten opto-elektronischen Sensor (44) und einer elektrischen Ausweπeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper ein keilförmiger Spiegelkörper (32,54) mit dreieckigem Querschnitt ist und die unter einem Winkel (d) zueinander geneigten Keilflächen (34,34', 64,64') als Spiegelflächen ausgestaltet und symmetrisch zur Spiegelfläche (40,57) des ersten Körpers (37,54) gerichtet sind und die gemeinsa- me Kante (36,36',65) der Keilflächen zentrisch oberhalb der Durchgangsöffhung (39,55) des ersten Körpers verläuft und die Durchgangsöffhung (35,35', 55) durch den zweiten Körper beide Keilflächen symmetrisch durchsetzt, wobei das Lichtstrahlenbündel (47) auf die erste Keilfläche (34',64) gerichtet ist, von dort auf die unter dieser Keilfläche liegende Hälfte (38) der Spiegelfläche (40,57) des ersten Körpers (37,54) fällt, auf das Objekt (46) geleitet, dieses durchdringt und auf die gegenüberliegende Hälfte (38') der Spiegelfläche (40,57) des ersten Körpers (37,54) trifft, von wo es auf die zweite Keilfläche (34,64') reflektiert und von dieser umgelenkt wird und danach auf den Sensor fällt. ¹ 6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

² daß der erste und/oder der zweite optische Körper (32,37) aus zwei voneinander

³ trennbaren Teilkörpern (33,33',38,38') bestehen und der erste Körper (37) ein

⁴ ringförmiges Toroid ist.

5

⁶

7. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

⁷ daß beide Körper einstückig aus einem durchsichtigen, prismatisch-zylindri-

⁸ sehen, optischen Gegenstand (54) mit einer durchgehenden Längsbohrung (55)

⁹ bestehen, der endseitig eine innenliegende, rotationssysmmetrische, kegelstumpf- ⁰ oder schalenförmige Spiegelfläche (57) aufweist und der im oberen Bereich mit zwei Keilflächen (64,64') als Spiegelflächen ausgebildet ist, denen je eine Plan- ² fläche (56,56') auf dem Umfang des Gegenstandes gegenübersteht.

3 8. Bauelement nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, ' daß der Winkel, unter dem die Keilflächen (2,2', 23,23', 34,34', 64,64') des ⁶ keilförmigen Körpers (1,32) oder des prismatischen Teils (19,54) zueinander ge¬ neigt sind, ein spitzer oder ein überstumpfer Winkel (d) ist.

⁹

9. Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

²⁰ daß der Sensor ein CCD-Bauelement (13,27,44) in Form einer Linien- oder

²¹ Ringzeile oder einer Matrix ist.

22

²³

10. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

² daß den Keilflächen je zwei schräg gerichtete Brechungsflächen von Brechungs-

²⁵ körpern gegenüberstehen.

26

²⁷

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

²⁸ daß der Spiegelkörper ein durchsichtiger Körper (67,68) in Form eines Toroids

²⁹ ist, dessen äußere rückseitig-umlaufende, schräg geneigte Oberfläche als innen

³⁰ verspiegelte Spiegelfläche (70,70') ausgebildet ist, wobei die der Hauptachse (73,73') des Spiegelkörpers (67,68) zugewandte innere umlaufende Oberfläche als zylindrische oder als gewölbte Linsenfläche (71,71') gestaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere umlaufende Linsenfläche (71') konvex oder konkav gewölbt ist und daß gegebenenfalls die Brennweite und/oder die Wölbung der Linsenfläche in Richtung der Hauptachse des Spiegelkörpers veränderbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere rückseitig-umlaufende, schräg geneigte Spiegelfläche (70,70') halbdurchlässig als Teilerspiegel ausgeführt ist.