DE3309584A1

DE3309584A1 - Optisches inspektionssystem

Info

Publication number: DE3309584A1
Application number: DE19833309584
Authority: DE
Inventors: Truman Frank Kellie; Ching Chung Lai; James David Landry
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1983-10-06
Also published as: US4532723A; IT1160841B; DE3309584C2; SE462768B; ES520558A0; SE8301574D0; IT8320297A0; JPS58169013A; JPH038483B2; ES8402931A1; CA1210472A; SE8301574L

Description

9O64-24NF-O4544

Optisches Inspektionssystem Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein optisches Inspektionssystem und im besonderen auf ein System· zum optischen Inspizieren der Oberfläche und mindestens einer Querabraessung eines Gegenstandes, in dem Beleuchtungsbereiche im wesentlichen gleichmäßiger Lichtintensität geschaffen werden, unabhängig von der Tatsache, daß die Lichtintensität der Lichtquelle über den Querschnitt des Lichtstrahles ebenso wie mit der Zeit variieren kann.

Für gewisse Arten hergestellter Gegenstände ist es vorteilhaft, diesen Gegenstand hinsichtlich seiner Konformität im Hinblick auf vorbestimmte Kriterien zu inspizieren, ohne daß man die inspizierten Gegenstände berührt. So müssen z.B. Kernbrennstoffpellets für Brennstoffstäbe nach dem Schleifen auf die Anwesenheit von Oberflächenfehlern, auf die Konformität bezüglich vorbestimmter Abmessungen und auf andere Anomalien untersucht werden, die die Leistungsfähigkeit der Pellets im Brennstoffstab beeinträchtigen können. Um eine Berührung mit den zylindrischen Pellets zu vermeiden, kann eine optische Inspektion vorgenommen werden, vorzugsweise mittels eines Systems, bei dem der ganze Inspektionsprozeß automatisiert ist. Um die zylindrische Oberfläche des interessierenden Gegenstandes zu inspizieren, wird ein Lichtstrahl auf die Oberfläche projiziert und es werden lichtempfindliche Elemente benutzt, um das Licht nachzuweisen, das von der Oberfläche des Gegenstandes reflektiert wird. Diese photoempfindlichen Elemente erzeugen Signale, die abgegeben werden und die repräsentativ sind für die Menge des reflektierten Lichtes, das auf sie auftrifft. Variationen in diesen abgegebenen Signalen werden interpretiert als Variationen in den Oberflächenmerkmalen des Gegenstandes entsprechend.

Eine Forderung zum richtigen Funktionieren einer solchen Vor-

richtung ist die, daß die Variationen der Intensität des reflektierten Lichtes nur durch Oberflächenmerkmale des Gegenstandes,nicht aber durch Variationen der Intensität des den Gegenstand beleuchtenden Lichtes erzeugt werden. Solche Lichtquellen, wie sie häufig für den beabsichtigten Zweck erhältlich sind, erfüllen diese Forderung nicht, da die Intensitätsverteilung des gelieferten Lichtes häufig Variationen über den Querschnitt des Lichtstrahles sowie Variationen mit der Zeit aufweist.

Ein anderes Problem im Zusammenhang mit dieser Art optischer Inspektionstechnik ergibt sich aus Variationen der Intensität des reflektierten Lichtes, die durch Variationen in den reflektiven Eigenschaften des inspizierten Gegenstandes verursacht sind. Wird ein Lichtstrahl durch eine glatte Oberfläche reflektiert, die glänzend ist, das heißt spiegelnd, dann breitet sich der reflektierte Strahl von dem Reflektionspunkt oder -ort auf der Oberfläche im wesentlichen in einer einzigen Richtung aus. Es gibt dann sehr wenig Lichtstreuung in zufällige Richtungen und somit erreicht ein hoher Anteil des refle-kcierten Lichtes , der üblicherweise als spiegelartig reflektiertes Licht bezeichnet wird, die photoempfindlichen Elemente. Wird jedoch ein Lichtstrahl durch eine glatte Oberfläche reflektiert, die stumpf ist, das heißt diffus, dann tritt eine stärkere Streuung des Lichtes in zufällige Richtungen auf und ein geringerer Anteil des reflektierten Lichtes, als diffus reflektiertes Licht bezeichnet, erreicht die photoempfindlichen Elemente.

Wird dagegen ein Lichtstrahl von einer Oberfläche reflektiert, die nicht glatt sondern rauh ist, das heißt von einer Oberfläche, die Irregularitäten aufweist, wie Risse oder Löcher, dann wird das Licht zu einem großen Ausmaß in zufällige Richtungen reflektiert und es kann spiegeiförmig oder diffus reflektiert sein. Die Reflektionsorte sind in diesem Falle nicht länger auf der Oberfläche lokalisiert sondern an den Wandungen oder dem Boden der Risse oder Löcher. Diese Orte sind zufällig orientiert und deshalb wird das Licht auch in

zufällige Richtungen reflektiert. Damit erreicht weniger reflektiertes Licht die photoempfindlichen Elemente als bei einer stumpfen Oberfläche . Damit die zur Inspektion benutzte Vorrichtung jedoch wirksam arbeiten kann, muß sie in der Lage sein, zwischen den verschiedenen vorbeschriebenen Bedingungen zu unterscheiden. Weiter muß sie dies auf einer kontinuierlichen Grundlage tun, da unterschiedliche Oberflächenbereiche inspiziert werden, während sich der Gegenstand durch ein Gesichtsfeld fortbewegt.

Eine weitere Anforderung an eine Vorrichtung zum optischen Inspizieren, wie sie im Vorliegenden diskutiert wird, ist die, daß das Licht in einer wirksamen Weise benutzt wird. Es werden üblicherweise zwei Arten von Lichtquellen benutzt, Quellen für Glühlicht und für kohärentes Licht, die beide Licht relativ geringer Intensität liefern. Obwohl Quellen für Glühlicht mit hoher Intensität erhältlich sind, erzeugen sie sehr viel Wärme, die im Zusammenhang mit dem Inspektionsverfahren unerwünscht sein mag. Andererseits sind Quellen für kohärentes Licht hoher Intensität außerordentlich teuer. Da praktische Betrachtungen den Einsatz von Lichtquellen geringer Intensität diktieren, muß ein Lichtverlust durch wirksames Sammeln des reflektierten oder durchgelassenen Lichtes und durch effektives Richten dieses Lichtes zu den photoempfindlichen Elementen vermieden werden. Außerdem muß der Lichtstrahl richtig fokussiert werden, um nur den Bereich zu beleuchten, der von den photoempfindlichen Elementen betrachtet wird. Für eine lineare Anordnung solcher Elemente muß der betrachtete Bereich daher ebenfalls linear sein.

Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum optischen Inspizieren der Oberfläche und anderer Merkmale von Gegenständen zu schaffen, mit der die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden werden. Die hierfür zu schaffende Vorrichtung soll Licht auf einen Beleuchtungsbereich des zu untersuchenden Gegenstandes projizieren, das in diesem Beleuchtungsbereich eine im we-

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sentlichen gleichförmige Intensitätsverteilung aufweist. Dabei soll diese Intensitätsverteilung im Beleuchtungsbereich unabhängig von der Verwendung einer räumlich ungleichförmigen Lichtquelle erreicht werden und sie soll auch erreicht werden unabhängig von der Verwendung einer Lichtquelle, deren Intensitätsverteilung mit der Zeit variieren kann. Im besonderen soll die zu schaffende Vorrichtung der vorgenannten Art einen Beleuchtungsbereich mit einem großen Verhältnis von Länge zu Breite erzeugen.

Es soll weiter eine neue und verbesserte Vorrichtung zur optischen Inspektion von Gegenständen geschaffen werden, die zu unterscheiden vermag zwischen Licht, das entweder von einer glatten Oberfläche, einer stumpfen Oberfläche oder einer rauhen Oberfläche reflektiert wird. Weiter soll die Vorrichtung die von dem zu untersuchenden Gegenstand reflektierte Lichtmenge maximal einfangen.

Schließlich ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Vorrichtung zum optischer. Inspizieren eines Gegenstandes zu schaffen, mit der eine Abmessung, wie die Höhe des Querschnittsbildes des inspizierten Gegenstandes,gemessen werden kann.

Das erfindungsgemäße optische Inspektionssystem umfaßt eine erste Beleuchtungseinrichtung, die Licht ungleichförmiger räumlicher Intensität erzeugt und deren Intensitätsverteilung mit der Zeit variieren kann. Dieses Licht wird durch eine Linse divergiert, um die Intensitätsmaxima des Lichtes in einer ersten Divergierungsrichtung auszubreiten. Eine sammelnde Linse vermindert die Divergenz unter Schaffung eines Lichtstrahles aus im wesentlichen parallelen Strahlen. Der Lichtstrahl wird dann in einer Richtung senkrecht zur Divergierungsrichtung konvergiert, um einen ersten langgestreckten Beleuchtungsbereich zu schaffen, der eine im wesentlichen gleichförmige Intensitätsverteilung aufweist, trotz der ungleichförmigen räumlichen Intensität der ersten

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Beleuchtungseinrichtung. Die Wirkung der Variation der Intensitätsverteilung mit der Zeit besteht darin, daß die jeweilige Intensitätsverteilung wechselt. Da das oben beschriebene Linsensystem jede dieser Verteilungen in eine räumlich gleichförmige Verteilung umwandelt, führt die Zeitveränderlichkeit der ersten Beleuchtungseinrichtung lediglich zu einer Variation zwischen entsprechenden räumlichen gleichförmigen Verteilungen, die nicht beeinträchtigen. Es wird somit ein erster Beleuchtungsbereich geschaffen, dessen einfallende Lichtintensität im wesentlichen gleichförmig in der Zeit und im Raum ist.

Ein in diesem ersten Beleuchtungsbereich vorhandener Gegenstand reflektiert Licht zu einer Anordnung von photoempfindlichen Elementen. Jedes Element erzeugt ein abgegebenes entsprechendes Signal, das eine Anzeige der Oberflächenmerkmale des Gegenstandes in einer Position auf der Oberfläche darstellt, die der bekannten Position jedes entsprechenden Elementes entspricht. Die Oberflächenmerkmale des Gegenstandes können daher aufgezeichnet bzw. abgebildet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt weiter eine zweite Beleuchtungseinrichtung, die wie die erste nicht-gleichmäßige Eigenschaften aufweisen kann. Das Licht wird durch eine Linse divergiert und dann gesammelt unter Schaffung eines zweiten Beleuchtungsbereiches im wesentlichen gleichmäßiger Intensität im Raum, und in der Zeit. Ein im zweiten Bereich vorhandener Gegenstand blockiert oder verdunkelt das Licht. Der nicht abgedeckte Teil des Lichtes wird durch eine zweite Anordnung photoempfindlicher Elemente nachgewiesen, die abgegebene Signale erzeugen, die indikativ sind für die Größe und die Position des abgedeckten Bereiches. Auf diese Weise kann eine Querschnittsabmessung< wie die Höhe des inspizierten Gegenstandesfgemessen werden.

Die vorliegende Erfindung schafft eine deutliche Erhöhung

in der Meßgenauigkeit durch Einsetzen von Relais- bzw. Übertragungslinsen mit einer großen öffnung und einem flachen Feld, um Licht von einem oder beiden Beleuchtungsbereichen auf eine oder beide Anordnungen aus photoempfindlichen Elementen zu fokussieren.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines Teiles der Erfindung, die dazu benutzt wird, Gegenstände zu beleuchten und Oberflächenmerkmale nachzuweisen,

Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht der Intensitätsverteilung des von einer ersten Beleuchtungseinrich- _t tung erzeugten Lichtstrahles,

Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht der Intensitätsverteilung des Lichtstrahles der Figur 2 nach einem Divergieren,

Figur 4 eine schematische Querschnittsansicht der Intensitätsverteilung des Lichtstrahles der Figur 3 nach seinem Konvergieren,

Figur 5 eine graphische Darstellung der Intensität in Abhängigkeit vom Abstand des Lichtstrahl-Querschnittes der Figur 4,

Figur 6 eine schematische Querschnittsansicht eines Lichtstrahles, der von einer glatten glänzenden zylindrischen Oberfläche spiegelnd reflektiert wird,

Figur 7 eine schematische Querschnittsansicht eines Lichtstrahles, der von einer glatten stumpfen zylindrischen Oberfläche diffus reflektiert wird,

Fiaur 8 eine schematische Querschnittsansicht eines Licht-

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Strahles, der durch ein stark vergrößertes Loch bzw. eine solche Vertiefung in einer zylindrischen Oberfläche reflektiert wird,

Figur 9 eine schematische Querschnittsansicht von Lichtstrahlen, die durch zwei verschiedene Oberflächen reflektiert und durch ein Linsensystem fokussiert werden,

Figur 10 eine perspektivische schematische Ansicht eines Teiles der Erfindung, das benutzt wird, Gegenstände zu beleuchten und Querschnittsbildabmessungen zu messen,

Figur 11 eine schematische Querschnittsansicht von zwei Trägerwalzen, die ein zylindrisches Pellet in einem zweiten Beleuchtungsbereich tragen und

Figur 12 eine Seitenansicht eines zylindrischen Pellets, das an den Enden zweier anderer solcher Pellets anliegt.

Figur 1 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächeninspektion.

Eine erste Beleuchtungseinrichtung, für die vorzugsweise eine Vieltyp-Laserquelle 3 benutzt wird, projiziert einen ersten Lichtstrahl 6 in der Ausbreitungsrichtung, die durch den Pfeil 9 bezeichnet ist. Der Begriff "Ausbreitungsrichtung", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bezieht sich auf die Richtung, in der der Lichtstrahl 6 in irgendeinem gegebenen Abschnitt des Strahles projiziert wird. Der Strahl kann durch Spiegel, Prismen oder ähnliche Vorrichtungen in andere Richtungen gelenkt werden und die Bezugszahl 6 wird in der ganzen Figur 1 zur Bezeichnung des Lichtstrahles benutzt, unabhängig davon, in welche Richtung er gelenkt ist oder welche Form ihm gegeben worden ist.

Die Ausbreitungsrichtung des Strahles 6 wird durch eine Reflektionseinrichtung 12, z.B. einen Spiegel, um 90° geändert. Der Strahl 6 wird durch eine zweite Reflektionseinrichtung, die in der veranschaulichten Ausführungsform der Figur 1 aus einem Prisma 15 besteht, redirigiert. Dieses Prisma 15 redirigiert den Lichtstrahl 6 wiederum um 90°, so daß er sich nun in einer Richtung parallel dem Pfeil 9 ausbreitet, bis er auf eine erste divergierende Einrichtung in Form der Linse 18 trifft. Die Linse 18 bricht den Lichtstrahl 6 und verursacht sein Divergieren in einer ersten Streuungsebene, die durch das Rechteck 21 veranschaulicht ist. Diese Ebene liegt parallel der Ausbreitungsrichtung, die durch den Strahl 9 gegeben ist und sie ist in der Ebene der Figur 1 angeordnet. Die Linie 24, die schematisch den Ort zeigt, wo der Lichtstrahl 6 den Spiegel 31 kreuzt, zeigt die vergrößerte Strahlbreite an diesem Ort. Der Spiegel 31 reflektiert den nun divergierenden Lichtstrahl 6 zu einer ersten Kollimierungseinrichtung in Form der Linse 33. Die Linse 33 bricht den Lichtstrahl 6 unter Verminderung des Divergierungsgrades, so daß sich alle Teile des Lichtstrahles nun in im allgemeinen parallelen Richtungen ausbreiten.Dies ist schematisch durch die Bezugszahlen 27 und 29 veranschaulicht, die die

Kreuzungsstellen des Strahles 6 mit den Linsen 33 bzw. 36 zeigen.

Die Linse 36 bricht den Lichtstrahl 6 unter Konvergieren aller Teile des Strahles 6 in Richtungen parallel zu einer Konvergierungsebene, die schematisch durch das Rechteck 39 wiedergegeben ist. Das Rechteck 39 liegt parallel zur Ausbreitungsrichtung des Strahles an diesem Orte und es steht senkrecht zur Divergierungsebene, die durch das Rechteck 21 wiedergegeben ist. Die Rechtecke 21 und 39 sind an zwei Orten der Figur 1 gezeigt, um weiter die Bezugsrichtungen zu veranschaulichen, die diese Rechtecke bilden. Es ist ersichtlich, daß der relativ flache Lichtstrahl 6, der aus der Linse 36 austritt, parallel zur Ebene des Rechteckes 21 verläuft, das heißt, er liegt nahezu parallel zur Zeichnungsebene. Die Linse 36 richtet und fokussiert den Lichtstrahl 5

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unter Bildung eines ersten langgestreckten Beleuchtungsbereiches 48, der ein großes Länge zu Breite-Verhältnis aufweist. Dieser Beleuchtungsbereich 48, der einen Teil eines größeren Betrachtungsfeldes einnimmt, ist detaillierter in Figur 4 gezeigt.

Der zur Erzeugung des Lichtstrahles 6 benutzte Multityp-Laser 3 wird benutzt wegen seiner hohen Abgabeleistung bei relativ geringen Kosten und wegen seines gleichförmigeren Intensitätsprofils im Querschnitt, verglichen mit anderen Lasern, die zu ähnlichen Kosten erhältlich sind.

Die momentane Intensitätsverteilung des Lichtstrahles 6 ist durch den Querschnitt der Figur 2 verans<haulicht. Die gezeigte Verteilung kann wegen des Multityp-Betriebes der Laserquelle in Abhängigkeit von der Zeit variieren. In Figur 2 sind die Intensitätsmaxima schematisch durch die Kreise 115 veranschaulicht. Bereiche geringerer Intensität sind durch die gestrichelten Kreise 118 wiedergegeben. Die Lichtintensität ändert sich graduell zwischen den Kreisen 115 und 118.

Die Linse 18 verursacht eine Verbreiterung des Lichtstrahles. Wie in Figur 3 gezeigt, führt diese Verbreiterung schließlich dazu, daß die Punkte maximaler Lichtintensität gleichmäßiger zwischen den Punkten 121 und 122 verteilt sind, das heißt, längs der horizontalen Abmessung des beleuchteten Bereiches 48. Die Linse 36 konvergiert den Beleuchtungsbereich längs der Vertikaldimension, das heißt, sie vermindert die Höhe der Querschnittsansicht, wie sich aus einem Vergleich der Figuren 3 und 4 ergibt. Das Ergebnis ist ein Beleuchtungsbereich 4 8 mit einem großen Länge-zu-Breite-Verhältnis.

Die Lichtintensitätsverteilung des Bereiches 48 ist weiter in Figur 5 veranschaulicht. Die Punkte 121 und 122 der Figur 5 entsprechen den gleich bezeichneten Punkten in den Figuren 3 und 4. Wie gezeigt, ist die Lichtintensität durchgehend relativ gleichmäßig. Eine solche Zeitveränderung der Intensitätsverteilung der Laserquelle 3 kann z.B. auf Grund des

Vieltyp-Betriebes auftreten, und er wird nur leichte Fluktuationen in der Verteilung des Lichtstrahles, der auf dem Beleuchtungsbereich 48 konvergiert, verursachen. Dies ist hauptsächlich der Tatsache zuzuschreiben, daß Änderungen in der Laserintensitätsverteilung zur Verschiebung der Intensitätsmaxima, wie bei 123 in Figur 5, zu neuen Positionen, wie dem durch gestrichelte Linien veranschaulichten Maximum 124, dienen. Da das vorherrschende Intensitätsniveau an allen Punk ten zwischen den Punkten 121 und 122 das der gestrichelten Linie 125 ist und da die Intensitätsmaxima 123 oder 124 nur kleine Intensitätsbruchteile hinzufügen, wie die durch den Abstand 126 angezeigte Zunahme, verändern die Positionsverschiebungen des Intensitätsmaximums 123 das vorherrschende Niveau der Grundlinie 125 nicht sehr.

In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Figur 1 gezeigt ist, projiziert die Linse 36 den ersten Beleuchtungsbereich auf einen Stapel 51, der die zylindrischen Pellets 53, 54, 55 und 57 einschließt. Obwohl dieser Stapel normalerweise eine große Anzahl von Pellets enthält, sind die gezeigten für die Erläuterung ausreichend. Der Stapel 51 befindet sich auf einem Paar rotierender Walzen 56 und 59.

Im Betrieb läßt eine nicht gezeigte Stoßeinrichtung den Stapel 51 in Richtung des Pfeiles 62 fortschreiten. Die Rotationsbewegung der Walzen 56 und 59 wird auf den Stapel 51 übertragen und mit der Translationsbewegung, die durch die Stoßeinrichtung übertragen wird, kombiniert und verursacht so den Stapel sich spiralförmig um seine eigene Achse zu bewegen. Folglich bestreicht der Beleuchtungsbereich 48 die Oberfläche des Stapels 51 auf einem spiralförmigen Pfad, während der Stapel rotiert und in Richtung des Pfeiles 62 fortschreitet. Das von dem Oberflächenbereich des beleuchteten Stapels reflektierte Licht wird durch die Linse 65 gesammelt, die das Licht auf einen Lichtdetektor 68 in Form einer linearen Anordnung photoempfindlicher Elemente fokussiert. Jedes lichtempfindliche Element empfängt reflektiertes

Licht von einem entsprechenden Unterabschnitt des beleuchteten Bereiches 48. Die Amplitude des von jedem Element des Lichtdetektors 68 abgegebenem Signals entspricht der Lichtmenge, die das Element zu irgendeinem gegebenen Augenblick erreicht.

Das auf die photoempfindlichen Elemente des Lichtdetektors projizierte Licht enthält Information hinsichtlich der Oberflächenmerkmale der Pellets des Stapels 51, die in den beleuchteten Bereich 48 eingetreten sind. In der folgenden Diskussion wird der konvergierende Lichtstrahl 6 als viele einfallende Lichtstrahlen umfassend behandelt, die sich alle in relativ parallelen Richtungen ausbreiten.

Die Figur 6 veranschaulicht ein Pellet 5 3a auf das ein Licht-· strahl 74a projiziert wird. Nimmt man an, das Pellet 53a habe eine glänzende Oberfläche, dann wird der einfallende Lichtstrahl 74a, wie dargestellt, spiegelartig reflektiert. Der reflektierte Strahl 75a in Figur 6 bewegt sich in einem Winkel 77a hinsichtlich einer Bezugslinie" 80a. Die Bezugslinie 80a steht senkrecht auf der Pelletoberfläche, das heißt senkrecht zu einer Tangente an der Pelletoberfläche am Reflexionsort, der in Figur 6 mit 83a bezeichnet ist.

Die Figur 7 ist ähnlich der Figur 6, doch veranschaulicht sie die Situation für ein Pellet 53b mit einer stumpfen Oberfläche. Das Pellet 53b reflektiert weniger Licht in einem Winkel 77b, obwohl der einfallende Lichtstrahl 74b identisch dem einfallenden Strahl 74a nach Figur 6 ist. Neben dem reflektierten Strahl 75b wird weiteres Licht diffus in zufällige Richtungen reflektiert, die durch die Strahlen 86b veranschaulicht sind.

Die Figur 8 zeigt ein Pellet 53c, das eine rauhe Oberfläche hat. In übertriebener Form bei 89 gezeigt, hat die Felletoberflache eine Vertiefung bzw. ein Loch. Der einfallende Lichtstrahl 74c erzeugt den reflektierten Strahl 75c an einem zufälligen Reflexionsort 83c. Spezifisch gibt es eine Vielzahl von Reflexionsorten für die jeweiligen Lichtstrahlen,

die zusammen den einfallenden Strahl bilden, und diese Reflexionsorte können sich irgendwo innerhalb der Vertiefung 89 befinden. Folglich hat auch der Reflexionswinkel 77c eine zufällige Größe, das heißt er kann kleiner, größer oder gleich dem Winkel 77a oder 77b sein. Der einfallende Lichtstrahl 74c wird daher in verschiedene zufällige Richtungen reflektiert. Das Reflexionsmuster der Strahlen 75b, die von einer stumpfen Oberfläche ausgehen und das Reflexionsmuster der Strahlen 75c, die von einer unebenen Oberfläche ausgehen, kann daher ähnlich sein. Beide Reflexionsmuster sind schematisch innerhalb des Bereiches gezeigt, der von der gestrichelten Linie 95 in Figur 8 begrenzt ist. Da an der Stelle, an der ein Loch ist, ein Teil der zylindrischen Oberfläche fehlt, wie in Figur 8 gezeigt ist, befindet sich der Reflexionsort in einem solchen Falle nicht auf der idealen zylindrischen Oberfläche 95, wie dies bei den Figuren 6 und 7 der Fall ist.

Die erste Beleuchtungseinrichtung der Figur 1 umfaßt zusätzlich zu dem Vieltyp-Laser 3 einen Vieltyp-Laser 227. Diese beiden Laser können entweder abwechselnd oder gemeinsam betrieben werden. Ein abwechselnder Betrieb kann zwischen den Inspektionen für eine längere Gebrauchsdauer sorgen, indem man einen Laser benutzt, bis er nicht mehr richtig funktioniert und ihn dann durch den anderen ersetzt. Zusammen benutzt können die Laser einen ersten Beleuchtungsbereich ergeben, der eine größere Intensität hat als mit nur einem Laser.

Der zweite Laser ist symmetrisch zum ersten Laser angeordnet, das heißt, daß er einen Lichtstrahl 228 in einer Ausbreitungsrichtung projeziert, die durch den Pfeil 230 wiedergegeben ist. Eine reflektierende Einrichtung, wie der Spiegel 233, reflektiert den Lichtstrahl 228 zu einer weiteren reflektierenden Einrichtung, wie einem Prisma 236. Das Prisma 236 projiziert den Lichtstrahl zu der ersten divergierenden Einrichtung 18, die das Licht divergieren läßt, so daß es in Richtungen parallel zur Ebene 21 fächerförmig auseinandergeht. Der Spiegel 31 reflektiert den Lichtstrahl 228 an Punkten, die durch die gestrichelte Linie 238 wiedergegeben sind, zu der ersten

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Kollimierungseinrichtung, das heißt der Linse 33. Der Lichtstrahl 228 kreuzt die Linse 33 an Punkten, die durch die gestrichelte Linie 33B gezeigt sind. Die Linse 33 reduziert den Divergenzgrad des Strahles. Die Strahlen des Lichtstrahles 228 breiten sich daher nach der Linse 33 alle in relativ parallelen Richtungen aus.

Der Lichtstrahl 228 tritt aus der Linse 33 aus und kreuzt die Linse 36 an Punkten, die durch die Linie 36B veranschaulicht sind. Die Linse 36 konvergiert alle Teile des Lichtstrahles 228 in Richtungen parallel zur Ebene 39, die sowohl senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahles 228 als auch senkrecht zur Divergenzrichtung steht. Folglich wird der Lichtstrahl 228 in einer Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung divergiert und in einer Richtung konvergiert, die senkrecht steht zur Divergenzrichtung als auch der Ausbreitungsrichtung, so daß man einen langgestreckten Beleuchtungsbereich mit einem großen Länge-zu-Breite-Verhältnis erhält. Dieser Beleuchtungsbereich, der vom Strahl 228 erzeugt wird, fällt mit dem Beleuchtungsbereich zusammen, der vom Lichtstrahl 6 erzeugt wird, und man erhält den ersten Beleuchtungsbereich 48, der mehr im Detail in Figur 3 gezeigt ist und der eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der Lichtintensität aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die optische Einrichtung 65 ein Linsensystem, das als eine Übertragungslinse mit einer großen öffnung und einem flachen Feld wirkt. Eine solche Linse dient dazu, viel von dem Licht ²^ sammeln, das von einem Punkt, wie 83b, reflektiert wird, unabhängig davon, ob das Licht im wesentlichen in einer einzigen Richtung reflektiert wird, wie von einer glänzenden Oberfläche, oder in viele zufällige Richtungen, wie von einer stumpfen Oberfläche. Diese Art des Sammelns ist schematisch im Querschnitt in Figur 9 gezeigt, die auch ausgewählte überlagerte Teile der Figuren 7 und 8 wiedergibt.

Das Linsensystem 65, das ein Linsenelement 101 einschließt,

sammelt die Strahlen 75b und 75c und fokussiert sie auf die Brennpunktebene 104. Die Strahlen 75b, die vom Reflexionsort 83b auf der Oberfläche 95 reflektiert werden, werden auf die Reihe 68 der photoempfindlichen Elemente fokussiert, die in der Brennpunktebene 104 angeordnet ist. Im Gegensatz dazu werden die Strahlen 75c, die vom Ort 83c reflektiert werden, der sich am Boden eines Loches befindet, auf den Punkt 107 fokussiert. Dieser Punkt 107 ist zwar auch in der Ebene des Brennpunktes lokalisiert, doch von der Anordnung 68 aus entfernt. Das Linsensystem 65 unterscheidet zwischen zufällig gerichteten Strahlen, wie einem Strahl 75c, der von einem Ort aus reflektiert wird, der entfernt ist von der idealen Oberfläche 95 und zufällig gerichteten Strahlen, wie den Strahlen 75b, die von einem Punkt auf der Oberfläche 95 reflektiert werden. Der Abstand zwischen dem Punkt 107 und der Anordnung 68 ist ein Anzeichen für die Entfernung des Reflexionsortes 83c von der Oberfläche 95. Die von den photoempfindlichen Elementen der Anordnung 68 erzeugten Abgabesignale geben daher den Grad an, zu dem die Oberfläche der Pellets 53 einer vorbestimmten Konfiguration entspricht, wie einer solchen der Oberfläche yb.

Die Lichtmenge, die von der Linse 65 gesammelt wird, ist relativ unabhängig davon, ob das das Licht reflektierende Pellet wie in Figur 6 glänzend oder wie in Figur 7 stumpf ist. In beiden Fällen werden die reflektierten Lichtstrahlen, die Reflexionswinkel haben, die allgemein mit 77b und 77c bezeichnet sind, so daß die reflektierten Strahlen das Linsenelement 101 innerhalb seiner Peripherie 110 treffen, gesammelt. Die so gesammelten Strahlen werden dann mehr oder weniger genau auf die Anordnung 68 aus photoempfindlichen Elementen fokussiert, wobei die Genauigkeit der Fokussierung vom Grad der Entfernung des Reflexionsortes 83c von der Oberfläche 95 abhängt. Die auf ein einzelnes photoempfindliches Element fokussierte Lichtmenge aus einer einzelnen Subregion ist daher relativ unabhängig vom Grad der Zerstreuung und so-

mit von der Reflektivität der Pelletoberfläche.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung weist die Anordnung 68 1024 photoempfindliche Elemente auf. Jedes Element "betrachtet" einen kleinen Abschnitt (Subregion) des von dem einfallenden Lichtstrahl beleuchteten Bereiches. Die von den photoempfindlichen Elementen abgegebenen Signale werden einer datenverarbeitenden Schaltung (nicht gezeigt) zugeführt, die in der Lage ist, die Merkmale der Pelletoberfläche in dem Maße aufzuzeichnen, wie diese Pelletoberfläche spiralförmig in der oben beschriebenen Weise abgetastet wird. Eine solche Abbildung lokalisiert nicht nur isolierte Löcher, sondern gestattet auch die Bestimmung, ob die abgegebenen Signale das Vorhandensein eines längeren Risses in der Oberfläche anzeigen. Das Verarbeiten der abgegebenen Signale kann auch die Gesamtmenge der fehlenden Oberfläche bestimmen lassen, z.B. als Prozent der gesamten Oberfläche der Pellets. Dies mag dann als Wertzahl hinsichtlich der Annehmbarkeit eines besonderen Pellets bei der Inspektion dienen.

Zusätzlich zu dem vorbeschriebenen ersten Beleuchtungsbereich, der in den Figuren 1, 3 und 4 mit der Bezugsziffer 48 bezeichnet ist, enthält das Betrachtungsfeld einen zweiten Beleuchtungsbereich, der in Figur 10 veranschaulicht ist. Die Figur 10 zeigt auch eine zweite Beleuchtungseinrichtung, die eine Multityp-Laserquelle 130 einschließt, die einen zweiten Lichtstrahl 131 projiziert. Die anfängliche Ausbreitungsrichtung dieses Strahles ist durch den Pfeil 132 angezeigt und dieser Strahl kann eine Lichtintensitätsverteilung ähnlich der in Figur 2 haben. Reflektierende Einrichtungen, wie die Spiegel 133 und 136, redirigieren den Strahl 131 und projizieren ihn zu einer Divergierungseinrichtung in Form einer Linse 139. Diese Linse 139 bricht den Lichtstrahl 131 und zerstreut ihn in einer Ebene parallel seiner Ausbreitungsrichtung, wobei diese Ebene schematisch durch das Rechteck 141 veranschaulicht ist. Eine zweite Kollimierungseinrichtung in Form einer Linse 150 reduziert den Divergenzgrac und schafft einen Lichtstrahl, dessen Querschnittsabrr.essungen

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im wesentlichen parallel bleiben. Eine weitere reflektierende Einrichtung in Form eines Spiegels 153 reflektiert das Licht zu einem zweiten Beleuchtungsbereich, der allgemein mit der Bezugszahl 156 bezeichnet ist, wobei auch dieser zweite Beleuchtungsbereich ein großes Länge-zu-Breite-Verhältnis aufweist. Die Intensitätsverteilung des auf den zweiten Beleuchtungsbereich projezierten Lichtes ähnelt der in Figur gezeigten.

Ein untersuchter Gegenstand, wie das zylindrische Pellet in Figur 10 wird einen Teil des Strahles 131 abdunkeln bzw. blockieren. Der abgedunkelte Teil des Strahles ist im Anschluß mit der Bezugsziffer 157 bezeichnet und er befindet sich zwischen einem Paar durchgelassener Teile 159 und des Strahles 131. Die durchgelassenen Teile des Strahles werden auf einen Spiegel 165 projiziert und dort zu einer zweiten optischen Einrichtung 168 reflektiert. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die letzgenannte optische Einrichtung 168 ein Linsensystem, das aus einer Anzahl von Linsenelementen besteht. Die Walzen 56 und 59, die das Pellet 53 tragen, weisen jeweils einen Schlitz 171 auf, der bei der Walze 56 nicht erkennbar ist, am den unteren Teil des Lichtstrahles 131, das heißt, den Teil 162, unbeeinträchtigt unter dem Pellet 53 durchzulassen.

Das Linsensystem 168 wirkt als eine Ubertragungslinse mit einer großen Öffnung und einem flachen Feld, ähnlich dem oben erläuterten Linsensystem 65. Dieses Linsensystem ist auf die Ebene senkrecht zur Figur 11 fokussiert und angedeutet durch die zentrale Linie, die durch die Punkte 221 und 221A verläuft. Dieses Fokussieren unterstützt das Einfangen von Licht, das an diesen Punkten gebrochen wird und das sonst das Bild des verdunkelten Abschnittes 157, das auf eine Anordnung 174 aus photoempfindlichen Elementen projiziert ist, unscharf machen würde. Dieses Linsensystem dient zum Fokussieren der Teile 159 und 162 des Lichtstrahles auf den Detektor 174. In einer bevorzugten Ausführungsform

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nach der vorliegenden Erfindung umfaßt der Detektor 174 eine lineare Anordnung von tausendvierundzwanzig photoempfindlichen Elementen. Jedes Element entspricht einem Unterbereich des Beleuchtungsbereiches 156. übertragenes Licht von dem Bereicht 156, das auf die Elemente der Anordnung 174 projiziert ist, liefert Information hinsichtlich der Abmessungen des blockierenden Gegenstandes, der quer zum Lichtstrahl liegt. Im Falle des Pellets 53 ist der Abstand zwischen den Teilen 159 und 162 des Strahles ein Maß für den Durchmesser des Pellets im Beleuchtungsbereich 156. Dieser Abstand wird durch die Bezugsziffer bezeichnet und ist auf den photoempfindlichen Elementen als ein Bereich 180 wiedergegeben, der nicht beleuchtet ist. Eine nicht-gezeichnete datenverarbeitende Schaltung kann zum Verarbeiten der abgegebenen Signale, die von der Anordnung 174 erzeugt werden, benutzt werden, und automatisch den Pelletdurchmesser errechnen. Weiter erhält man Information hinsichtlich der Bestimmung, ob das Pellet 53 einem perfekten zylindrischen Körper entspricht, indem man die Durchmesserabweichung während des Rotierens des Pellets 5 3 um seine eigene Achse mißt. Ein im wesentlichen konstanter Durchmesser zeigt einen hohen Grad von Rundheit an, d.h. das der erforderliche Standard erfüllt ist.

Fig. 11 zeigt schematisch einen Teil der Vorrichtung der Fig. 10 im Querschnitt durch die Schlitze 171 in den Walzen und illustriert die Vorrichtung und das Verfahren zum Bestimmen der Rundheit des Pellets weiter. Die Walzen 56 und 59 enthalten Schlitze 171, die sich zwischen der Walzenoberfläche 183 und einer Schaftoberfläche 186 erstrecken. Die Walzen 56 und 59 sind so angeordnet, daß sie das Pellet 53 an Punkten 189 bzw. 192 abstützen. Bin Bezugsraarkierer, wie eine Messerkante 204, ist zur Schaffung eines Bezugspunktes 207 angeordnet. Das Pellet 53 rotiere in Richtung des Pfeiles 222. Der Lichtstrahl 131 ist begrenzt zwischen der oberen Kante und der unteren Kante 209. Es wird in Richtung des Pfeiles auf den Beleuchtungsbereich 156 projiziert, der ir. der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Wie oben ervär.r.-., weiser, die

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Walzen 56.und 59 im Bereich 156 bis zu den zentralen Schäften 186 Schlitze 171 auf, um die volle Höhe des Strahles 131 durchzulassen. Das Pellet 53 verdunkelt einen Teil des Strahles 131. Der verdunkelte Querabstand 177, der sich zwischen den durchgelassenen Strahlabschnitten 159 und 162 befindet, ist durch die obere Kante 214 und die untere Kante 215 begrenzt. Die Messerkante 204 verdunkelt einen Teil des Strahles 131 nahe der unteren Kante 209, und ergibt so eine neue Unterkante 213 des durchgelassenen Strahlteils 162, die ohne die Keile 204 bei 209 läge.

Die übertragenen Strahlteile 159 und 162 treffen nach der folgenden Behandlung durch das Linsensystem 168 auf die photoempfindlichen Elemente der Anordnung 174. Die Abgabesignale dieser Elemente enthalten Information, aus der der Querabstand 177 bestimmt werden kann. In ähnlicher Weise kann der Abstand 218, der durch die Kanten 213 und 214 begrenzt ist, bestimmt werden. Jede Veränderung in diesen beiden Abständen während das Pellet 53 in Richtung des Pfeiles 222 rotiert, zeigt eine Abweichung in der Rundheit des Pellets an.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die gegenüberliegenden Enden jedes Pellets vorzugsweise abgeschrägt. Dies ist in Fig. veranschaulicht, in der das Pellet 54 in Seitenansicht mit seinen abgeschrägten Facetten 225 und 226 gezeigt ist. Diese Abschrägung begünstigt die Grenze zwischen dem Pellet 54 und den benachbarten Pellets 53 und 55. Aufgrund

der obigen Erläuterung der Fig. 11 ist klar, daß die Querabmessung 177 sich vermindert, wenn der abgeschrägte Pelletabschnitt in den Beleuchtungsbereich 156 eintritt. Dies geschieht, wenn sich der Pelletstapel in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Fig. 11 bewegt und den vermindert>en Durchmesser des abgeschrägten Abschnittes in das Gesichtsfeld bringt. Diese Veränderung wird durch die Signale der Anordnung 174 angezeigt, auf der nun zusätzliche Elemente beleuchtet werden. Diese Signalvariation kann dazu benutzt werden, den Beginn oder das Ende eines Pellets anzuzeigen und gestattet auch das Zählen der Zahl der Pellets, die den Bereich 156 passieren und gestattet

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das Messen der Pelletlänge, wenn die lineare Pelletgeschwindigkeit bekannt ist.

Die Länge der Lichtpfade, die in den Fig. 1 und 10 gezeigt ist, ist durch die optischen Eigenschaften der verschiedenen eingesetzten Linsen bestimmt, die ihrerseits gemäß den optischen Wirkungen ausgewählt sind, die man wünscht. Um jeden Lichtpfad in einem relativ geringen Volumen zu enthalten, sind die verschiedenen Spiegel und Prismen gezeigt, die den Lichtstrahl wie erforderlich umdirigieren. Der tatsächliche Abstand zwischen der Lichtquelle und ihrem entsprechenden Beleuchtungsbereich ist daher beträchtlich kürzer, als der Pfad des umdirigierten Lichtstrahles, so daß die Vorrichtung in einem Gehäuse relativ geringer Größe untergebracht werden kann.

Die offenbarte Erfindung schafft einen ersten und einen zweiten Beleuchtungsbereich, in denen die Lichtintensität im wesentlichen gleichmäßig ist, ungeachtet der Tatsache, daß räumlich ungleichmäßige und im allgemeinen mit der Zeit variierende Lichtquellen benutzt werden. Billigere Lichtquellen, wie Multityp-Laser, können daher benutzt werden. Die Lichtstrahlen werden zu dem ersten bzw. zweiten Beleuchtungsbereich projiziert. In diesen Bereichen reflektieren die hinsichtlich ihrer Oberflächenmerkmale zu untersuchenden Gegenstände das Licht. Die hinsichtlich ihrer abmessungsmäßigen Konformität untersuchten Gegenstände verdunkeln einen Teil des Lichtstrahles. Der Einsatz von Linsen, die einen großen Teil des Lichtes, der zu den Anordnungen von photoempfindlichen Elementen gerichtet ist, sammeln, halten den Lichtverlust minimal und gestatten den Einsatz billigerer Lichtquellen geringer Intensität. Diese Linsen fokussieren das Licht auf die Anordnungen von photoempfindlichen Elementen, die ihrerseits Signale liefern, die Anzeichen für die Oberflächenmerkmale und Abmessungsmerkmale sind.

Während eine bevorzugte Ausführungsforir. der vorliegenden Erfindung offenbart wurde, können verschiedene Modifikationen

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vorgenomiuen werden, um die Erfindung an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Obwohl zum Beispiel Laserquellen beschrieben wurden, ist auch der Einsatz von Glühlicht-Quellen in Situationen möglich, in denen kohärentes Licht keine Primäranforderung ist und die erzeugte Wärme toleriert werden kann. Außerdem kann die Art und Weise, in der der Lichtstrahl durch den Gebrauch von Spiegeln und Prismen umgeleitet wird, variiert werden, um sich einer besonderen Situation anzupassen. Wo die Kompaktheit unwichtig ist und ein im wesentlichen linearer Lichtpfad möglich ist, können die Spiegel und Prismen völlig weggelassen werden.

Obwohl eine Anordnung aus photoempfindlichen Elementen offenbart ist, die ein Detektor ist, kann doch ein abtastender Elektronendetektor, wie eine Fernsehkamera, benutzt werden.

Der Einsatz von Übertragungslinsen mit großer Öffnung und flachem Feld ergibt eine hohe Wirksamkeit beim Sammeln des Lichtes sowie bei der genauen Fokussierung. Gewisse Anwendungen mögen diese Merkmale nicht erfordern, so daß dann ein anderes und möglicherweise billigeres Linsensystem benutzt werden kann.

Die Erfindung ist auch nicht begrenzt auf die Untersuchung zylindrischer Pellets, sondern sie kann auf die Untersuchung von Gegenständen einer anderen Geometrie ausgedehnt werden, ebenso wie auf die Untersuchung anderer Merkmale. Während daher eine Vorrichtung zur Bestimmung der Eigenschaften reflektierter und verdunkelter Lichtstrahlen, die auf Gegenstände projiziert wurden, offenbart ist, ist die Erfindung auch anwendbar auf die Untersuchung lichtdurchlässiger Gegenstände. So können zum Beispiel Kapazitätsmessungen ausgeführt werden, bei denen der Lichtstrahl hinsichtlich der Intensität durch ein transparentes oder durchscheinendes Material nur geschwächt statt blockiert wird. In einem solchen Falle kann man die räumliche Intensitätsverteilung des durch das Material hindurchgelassenen Lichtes mit dem durch ein Bezugsmaterial durchgelassenen Licht vergleichen.

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Claims

Patentansprüche

1.'Vorrichtung zum optischen Inspizieren von Gegenständen, die in einem Gesichtsfeld vorhanden sind, gekennzeichnet durch:

eine erste Beleuchtungseinrichtung, um einen ersten Bereich innerhalb des Gesichtsfeldes zu. beleuchten, eine zweite Beleuchtungseinrichtung, um einen zweiten Bereich innerhalb des Gesichtsfeldes zu beleuchten, eine erste Detektoreinrichtung zur Lieferung einer ersten Vielzahl von Signalen, von denen jedes einem anderen vorbestimmten Unterbereich des genannten ersten Bereiches entspricht, wobei jedes der ersten Vielzahl von abgegebenen Signalen repräsentativ ist für die Lichtmenge, die von einem Abschnitt des Gegenstandes reflektiert wird, der in dem ersten Unterbereich vorhanden ist und

eine zweite Detektoreinrichtung zur Lieferung einer zweiten Vielzahl abgegebener Signale, von denen jedes einem anderen vorbestimmten Unterbereich des zweiten Bereiches entspricht, wobei jedes der zweiten Vielzahl abgegebener Signale repräsentativ ist für das Licht, das von einem Abschnitt des Gegenstandes, der sich in dem zweiten Unterbereich befindet, abgedeckt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Detektoreinrichtung jeweils eine lineare Anordnung photoempfindlicher Elemente umfassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter

ein erstes optisches Untersystem umfaßt, das zwischen der ersten Beleuchtungseinrichtung und dem Gesichtsfeld angeordnet ist, um das zu dem Gesichtsfeld projizierte Licht derart zu formen, daß der erste Bereich als ein langgestreckter im wesentlichen linearer Bereich mit einem großen Länge-zu-Breite-Verhältnis festgelegt wird und ein zweites optisches Untersystem, das zwischen der zweiten Beleuchtungseinrichtung und dem Gesichtsfeld angeordnet ist, um das zu dem zweiten Gesichtsfeld projizierte Licht derart zu formen, daß der genannte zweite Bereich als ein länggestreckter Bereich mit einem großen Längezu-Breite-Verhältnis geschaffen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Beleuchtungseinrichtung je mindestens eine Quelle kohärenten Lichtes umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Beleuchtungseinrichtung ein Paar im Abstand

voneinander angeordneter Quellen kohärenten Lichtes umfaßt, und das erste optische Untersystem eine optische Linsenanordnung umfaßt, die zwischen dem Paar im Abstand angeordneter Lichtquellen und dem Gesichtsfeld positioniert ist, wobei diese Linsenanordnung das Paar von Lichtstrahlen, das durch das erste optische Untersystem zum Gesichtsfeld projiziert wird, so formt, daß es durch den genannten ersten Bereich hindurch zusammenfällt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine reflektierende Einrichtung umfaßt, um den ersten und den zweiten Lichtstrahl umzudirigieren, wobei diese reflektierende Einrichtung den Pfad jedes der Lichtstrahlen in einen Raum faltet, in dem der tatsächliche Abstand zwischen jeder der Beleuchtungseinrichtun-■ gen und dem Gegenstand kürzer ist als der Pfad des jeweiligen Lichtstrahles.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Ubertragungslinse mit einer großen Öffnung und einem flachen Feld umfaßt, die vor mindestens einer der Detektoreinrichtungen quer zum entsprechenden Strahl angeordnet ist, wobei diese Übertragungslinse Licht über einen relativ großen Bereich sammelt und es zu den Elementen der genannten Detektoreinrichtung leitet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter eine Bezugsmarkierungseinrichtung umfaßt, die im zweiten Beleuchtungsbereich angeordnet ist, um eine Bezugsposition zu definieren, von der aus der Abstand bis zu einer Grenze des abgedeckten Teiles des zweiten Lichtstrahles gemessen werden kann.