DE3404900A1 - Optischer projektor - Google Patents

Description

Optischer Projektor

Die Erfindung bezieht sich auf optische Projektoren und insbesondere solche Projektoren, die Lichtstrahlen auf einen
Gegenstand projizieren und die Position des Gegenstandes bestimmen, indem ein charakteristisches Merkmal des reflektierten Lichtes abgetastet wird, und die zusätzlich die Funktion haben, die Wirkungen von Richtinstabilitäten in der Lichtquelle zu vermindern, wenn Laserlicht„verwendet wird.

Optische Dreiecksmessung bzw. Triangulation wird üblicherweise verwendet, um die räumliche Lage eines Punktes auf einen Gegenstand zu bestimmen. Eine Bauart eines optischen Triangulationssystems verwendet üblicherweise zwei Linsensysteme: ein Projektionslinsensystem, um einen Lichtstrahl auf den Gegenstand zu projizieren, und ein Empfangslinsensystem, um reflektiertes Licht zu empfangen. Von der Position des empfangenen Lichtes abgeleitete Information wird dazu verwendet,
die Position des Gegenstandes zu bestimmen.

Andere Typen optischer Systeme projizieren Licht auf den Gegenstand und bestimmen die Position des Gegenstandes, indem der Schärfegrad des reflektierten Lichtes abgestastet wird, nachdem es durch ein Linsensystem verarbeitet worden ist.

Im allgemeinen sind diese zwei Arten von optischen Projektionssystemen komplex. Wenn diese Systeme Laserlicht verwenden,
unterliegen diese Systeme weiterhin dem Einfluß eines charakteristischen Merkmals, das vielen Laserlichtquellen von Natur aus anhaftet, nämlich der Richtinstabilität (pointing instability) . Die Richtinstabilität bezieht sich auf die sporadische und unvorhersehbare Winkelabweichung des Laserlichtstrahls von seiner idealen Bahn.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen neuen und verbesserten optischen Projektor zu schaffen, der optische Triangulationstechniken verwendet, aber trotzdem nur eine einzige Linse benutzt, um sowohl einen Lichtstrahl auf einen Gegenstand zu projizieren als auch durch den Gegenstand reflektiertes Licht zu empfangen. Der neue und verbesserte Projektor soll die Anwesenheit eines Gegenstandes an einem vorbestimmten räumlichen Punkt abtasten. Weiterhin soll ein neuer und verbesserter optischer Projektor geschaffen werden, der Licht auf einen Gegenstand projiziert und ein Signal in Abhängigkeit davon erzeugt, ob der Punkt, an dem das Licht durch den Gegenstand reflektiert wird, an einem bestimmten Brennpunkt der Linse angeordnet ist. Weiterhin sollen durch den neuen und verbesserten optischen Sensor die Wirkungen der Richtinstabilität in Lasern vermindert werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Lichtbündel auf eine erste Seite einer Linse nicht-parallel zur optischen Achse der Linse projiziert. Die Linse bündelt den Lichtstrahl auf einen Gegenstand der an einem Punkt auf einer zweiten Seite der Linse angeordnet ist. Das an diesem zweiten Punkt (im Gegensatz zu einem nahegelegenen Punkt) reflektierte Licht wird durch die Linse zurück auf einen Photodetektor fokussiert. Eine mit dem Photodetektor verbundene Einrichtung erzeugt ein Signal, welches anzeigt, ob das Licht an dem zweiten Punkt reflektiert wurde und ob sich somit der Gegenstand an dem zweiten Punkt befindet.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Figuren 2 und 3 stellen die in Figur 1 gezeigte Einrichtung dar,

die Lichtstrahlen empfängt, die durch zwei unter

schiedlich angeordnete Gegenstände reflektiert werden. Figur 4 ist eine schematisehe Darstellung eines Lasers.

Figur 5 stellt das in Figur 1 ge2eigte Ausführungsbeispiel dar, das zur Messung des Radius eines Turbinentriebwerkrotors verwendet ist.

Figur 6 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 1 gezeigt. Dort weist eine symmetrische Doppelkonvexlinse 3 eine optische Achse 6 auf. Eine zweite Achsenart ist in dieser Erörterung signifikant, nämlich eine Achse, wie die Achse 9, die von der Linse 3 ausgeht und die optische Achse 6 an einem Punkt 12 schneidet, der in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Brennweiten (2F) von der Linse 3 entfernt ist. Die Achse 9 wird hier als eine Projektionsachse bezeichnet und ist als eine erste Bahn definiert, der die später beschriebenen Laserstrahlen folgen. Hauptbrennpunkte 15 und 18 sind auf der optischen Achse 6 an mit F bezeichneten Strecken auf gegenüberliegenden Seiten der Linse 3 angeordnet. Es gibt weiterhin Punkte, die hier als Doppelbrennpunkte 12 und 22 bezeichnet sind, die auf der optischen Achse 6 liegen und jeweils doppelt so weit von der Linse 3 entfernt sind, wie die Brennpunkte 15 und 18. Somit sind die vier Strecken F gleich.

Ein Bi-Zellen- oder Doppelelement-Photosensor, der erste und zweite Photodetektoren 24A und 24B mit einem dazwischen angeordneten Zwischenraum 24C aufweist, ist so angeordnet, daß ein erster der Doppelbrennpunkte 12 innerhalb des Zwischenraumes 24C liegt. Somit beleuchtet Licht, das an dem ersten Doppelbrennpunkt 12 fokussiert ist, wie beispielsweise Strahlen 27 und 29, beide Photodetektoren 24A und 24B. Aus folgendem Grund wird von den Strahlen 27 und 29 gesagt, daß sie beide Photodetektoren beleuchten trotz der Tatsache, daß diese Strahlen so gezeigt sind, daß sie sich an einem diskreten Punkt zwischen den Photodetektoren

24A-B schneiden: Es ist bekannt, daß der Querschnitt eines Laserstrahls eine Verteilung veränderlicher Lichtintensität mit einer theoretisch unbegrenzten Weite ist, aber eine sich schnell vermindernde Intensität jenseits gewisser Grenzen aufweist, wie beispielsweise den Grenzen, die durch die Strahlen 27 und 29 bezeichnet sind. Somit empfangen die Photodetektoren 24A und 24B jeweils eine gewisse Beleuchtung, obwohl Figur 1 nicht das zwischen den Strahlen 27 und 29 enthaltene Licht zeigt, das auf diese Photodetektoren auftrifft. Die besondere Kombination der Nulldifferenz in den Ausgangssignalen (die Nulldifferenz ist ein Nullsignal) von beiden Photodetektoren 24A-B zusammen mit einem endlichen Signal, das von jedem Photodetektor erzeugt wird, zeigt die Tatsache an, daß die Lichtstrahlen 27, 29 an dem ersten Doppelbrennpunkt 12 fokussiert sind. Das Auftreten dieser besonderen Kombination kann von einem Betrachter, der die Signale prüft, oder durch bekannte elektronische Schaltungsmittel festgestellt werden.

Eine Lichtquelle, wie beispielsweise ein Laser 29, projiziert ein Lichtbündel 31A in Richtung auf erste Reflexionsmittel, wie beispielsweise einen ersten Spiegel 32, der einen Lichtstrahl 31B auf zweite Reflexionsmittel, wie beispielsweise einen Spiegel 34 reflektiert, der einen Indexierstrahl 31C entlang der Projektionsachse 9 reflektiert. Der Indexierstrahl 31C ist vorzugsweise auf die Projektionsachse zentriert. Da die Projektionsachse 9 die optische Achse 6 kreuzt und den ersten Brennpunkt 12 schneidet und da der Indexierstrahl 31C der Projektionsachse 9 folgt, wird der Indexierstrahl 31C durch die Linse 3 an einem Punkt fokussiert, der zwei Brennweiten entlang der optischen Achse auf der anderen Seite der Linse 3 angeordnet ist, nämlich an dem zweiten Doppelbrennpunkt 22, Dies liegt daran, daß aufgrund der allgemeinen Eigenschaften von Linsen, wie beispielsweise der Doppelkonvexlinse 3, alle in die Linse 3 eintretenden Lichtstrahlen, die durch den ersten Doppelbrennpunkt 12 hindurchführen oder aus diesem austreten, an dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 fokussiert bzw. vereinigt werden, wie es durch die Strahlen 36A-B dargestellt ist. Alle

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Lichtstrahlen, die nicht durch den ersten Doppelbrennpunkt 12 hindurchführen und nicht aus diesem austreten, werden nicht an dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 vereinigt.

Ferner werden wegen der Reziprozitätseigenschaften von Linsen Lichtstrahlen, die von dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 in die Linse 3 eintreten, wie beispielsweise Strahlen 38A-B, die durch einen Gegenstand 40 reflektiert werden, in ähnlicher Weise auf den ersten Doppelbrennpunkt 12 zurückgeworfen, wie beispielsweise die Strahlen 27 und 29. Um noch einmal zu wiederholen, die Lichtstrahlen, die durch einen der Doppelbrennpunkte 12 oder 22 laufen (oder äquivalent aus diesem austreten) werden auf den anderen, reziproken Doppelbrennpunkt fokussiert. Da der Indexierstrahl 31C so wandert, als wäre er aus dem ersten Doppelbrennpunkt 12 ausgetreten, wird der Indexierstrahl 31C auf den zweiten Doppelbrennpunkt 22 fokussiert.

Wenn ein Gegenstand 40 genau an dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 vorhanden ist, wird Licht, das als Strahlen 38A-B reflektiert wird, die aus dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 austreten, durch die Linse 3 gesammelt und als Strahlen 27 und 29 auf die Photodetektoren 24A-B fokussiert, die an dem ersten Doppelbrennpunkt 12 angeordnet sind. Das durch die Photodetektoren 24A-B erzeugte Nullsignal zeigt an, daß die Lichtstrahlen 34A-B an dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 reflektiert wurden und folglich der Gegenstand 40 dort angeordnet ist.

Wenn die Reflexion durch den Gegenstand an einem anderen Punkt als dem zweiten zweiten Doppelbrennpunkt 22 erfolgt, wird das reflektierte Licht nicht genau an dem ersten Doppelbrennpunkt 12 vereinigt. Wie in Figur 2 gezeigt ist, wird Licht, das durch einen Gegenstand 45 reflektiert ist, der näher an der Linse 3 als der zweite Doppelbrennpunkt 22 angeordnet ist, durch die Linse 3 als Strahlen 48A-B fokussiert, die vorwiegend den ersten Photodetektor 24A beleuchten. Umgekehrt wird, wie es in Figur 3 gezeigt ist, Licht, das von einem Gegen-

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stand 49 reflektiert wird, der von der Linse weiter entfernt ist als der zweite Doppelbrennpunkt 22, als Strahlen, wie beispielsweise bei 51A-B gezeigt, fokussiert, die vorwiegend den zweiten Photodetektor 24B beleuchten. Somit zeigen durch die Photodetektoren 24A-B erzeugte Signale an, ob eine Reflexion durch den Gegenstand 40 an dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 erfolgt, und, wenn nicht, ob die Reflexion an einem Punkt näher an (innenseitig) oder weiter entfernt von (außenseitig) der Linse 3 als dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 erfolgt.

Ein Grund dafür, ob der Photodetektor 24A oder B in Figuren und 2 auf entsprechende Weise durch einen Gegenstand innenseitig oder außenseitig von dem zweiten Doppelbrennpunkt 22 beleuchtet wird, ist die Tatsache, daß das durch die Strahlen 36A und 36B begrenzte Indexierbündel nicht genau entlang der optischen Achse 6, sondern außerhalb der Achse wandert. Dies bedeutet, daß die Projektionsachse 9 nicht-parallel zur optischen Achse 6 ist und außermittig auf die Linse 3 trifft (die optische Achse 6 trifft die Linse 3 mittig). Infolgedessen ist das Indexierbündel 36 auf der unteren Seite der optischen Achse 6 in dem inneren Bereich (Bereich I) und auf der oberen Seite der optischen Achse 6 in dem äußeren Bereich (Bereich II) angeordnet. Ob die Reflexion durch den Gegenstand im Bereich I und unterhalb der optischen Achse 6 oder im Bereich II und oberhalb der optischen Achse 6 erfolgt, wird durch die Photodetektoren 24A-B durch das von ihnen empfangene reflektierte Licht festgestellt. Es wird nun die Verminderung der Wirkungen der Laserpunktinstabilitäten erörtert. Der Laser 29 gemäß Figur 1 kann, wie es in Figur 4 gezeigt ist, als eine Punktlichtquelle 60 angesehen werden, die zwischen zwei Grenzen enthalten ist, die Spiegel oder Strahlteiler bzw. Strahlsplitter 63 und 64 sein können. Die Punktquelle 60 projiziert einen Laserstrahl 66 durch den Strahlsplitter 63 und entlang, aber nicht notwendigerweise koinzident mit, einer Laserachse 68. Das heißt, der Laserstrahl kann um die Punktquelle 60 zufällig rotieren und dadurch Bahnen 66A-B folgen. Das Fehlen einer konstanten Koinzedenz mit der Laserachse 68 wird Punktinstabilität genannt.

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Die Drehwirkungeh der Punktinstabilität können dadurch vermindert werden, daß der Laser 29 in Figur 1 so angeordnet wird, daß die Summe der Strecke 71, nämlich dem Abstand zwischen den Reflexionspunkten 73 und 75 auf den Spiegeln 34 und 32, zusammen mit der Strecke 78, nämlich dem Abstand zwischen der Punktlichtquelle 60 und dem Reflexionspunkt 75 auf dem Spiegel 32, gleich der Strecke 81 ist, nämlich dem Abstand zwischen dem ersten Doppelbrennpunkt und dem Reflexionspunkt 73 auf dem zweiten Spiegel 34. Die beschriebene Anordnung des Lasers 29 hat die Wirkung, daß die Punktquelle 60, die die Drehmitte des projizierten Strahls 66 ist, an einem virtuellen Ursprung angeordnet wird, nämlich an dem ersten Doppelbrennpunkt 12. Demzufolge haben Punktinstabilitäten die Wirkung, den Indexierlichtstrahl 31C um diesen virtuellen Ursprung zu drehen, und diese Drehung verändert nicht die Fokussierung des Lichtstrahles 36 auf den zweiten Doppelbrennpunkt 22: Der Indexierlichtstrahl tritt unabhängig von einer Drehung im Endeffekt aus dem ersten Doppelbrennpunkt aus. Deshalb ist die Wirkung von Punktinstabilitäten im Laser 29 theoretisch eliminiert und in der Praxis wesentlich vermindert.

Der vorstehende Projektor kann zum Messen des Durchmessers eines umlaufenden Werkstückes verwendet werden, während dieses bearbeitet wird. Wie in Figur 5 gezeigt ist, wird ein umlaufendes Werkstück 90 durch eine Schleifmaschine 93 auf einen gewünschten Radius 95 geschliffen. Das Werkstück kann ein Rotor 96 eines Gasturbinentriebwerkes sein und kann Turbinenschaufeln, wie beispielsweise Schaufeln 98A-Y (es sind nicht alle gezeigt), tragen, die in Schlitzen oder Nuten, wie den Nuten 101A-Y, lose gehaltert sind, wenn der Rotor 96 in Ruhe ist. Im Betrieb läuft der Rotor 96 um_;und die Zentrifugalkraft drückt die Schaufeln 98A-Y radial nach außen. Wenn Betriebsdrehzahlen von 5000 bis 10 000 U/min erreicht werden, wird die Zentrifugalkraft genügend groß, damit die Schaufeln 98A-Y fest in ihre Lage in ihren entsprechenden Nuten 101A-Y gedrückt werden.

Wenn angenommen wird, daß der Rotor 96 und auch die Schaufeln 98a-Y unter Zentrifugalbelastung ihre Abmessungen ändern, so ist

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-ti es wünschenswert, den tatsächlichen Radius 9 5 von der Spitze 103 jeder Schaufel zur Mitte 105 des Rotors zu messen, so daß der Schleifer 93 alle Schaufelradien auf eine präzise und gleichförmige Abmessung schleifen kann. Um den Radius von jeder Schaufelspitze 103 während des Umlaufes zu messen, wird der oben beschriebene Projektor wie folgt verwendet. Die Linse 3 wird so angeordnet, daß ihre optische Achse 6 radial mit dem Rotor 96 fluchtend und der zweite Doppelbrennpunkt 22 nahe den Spitzen 103 der umlaufenden Schaufeln angeordnet ist. Wenn eine Schaufelspitze, wie beispielsweise die Spitze der Schaufel 98T, den zweiten Brennpunkt exakt kreuzt, zeigen die Photodetektoren 24A-B dieses Ereignis an. Wenn eine Schaufelspitze 103 der Schaufel 98S in den Bereich I oder eine Schaufelspitze 103 der Schaufel 98U in den Bereich Il eintritt, zeigen die Photodetektoren 24A-B dieses entsprechend an in der Weise, wie es vorstehend in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben wurde.

Während eines Betriebs mit hoher Drehzahl werden die Photodetektoren 24A-B über ein Differenzverstärkersystem 110 mit einem Oszilloskop 112 verbunden, und die Oszilloskopkurve wird durch bekannte Mittel immer dann getriggert, wenn eine Schaufel 98 die optische Achse 6 kreuzt. Wenn angenommen wird, daß der Rotor 96 25 Schaufeln 98A-Y (nicht alle sind gezeigt) trägt, zeigt das Oszilloskop 112 Informationen an 25 Stellen (nicht alle sind gezeigt) auf seinem Bildschirm 112A, wie beispielsweise Punkten 116S-U entsprechend den Positionen der Rotorspitzen 103 der Schaufeln 98S-U in bezug auf den zweiten Punkt 22. Beispielsweise entspricht der Punkt 116S auf der Kurve 114 der Spitze 103 der Schaufel 98S usw. Die Spitze 103 der Schaufel 98T erzeugt kein Spannungssignal auf der Kurve 110, da die Spitze genau den zweiten Doppelbrennpunkt 22 schneidet. Jedoch erzeugt die Spitze 103 der Schaufel 98S, die in den Bereich I eintritt, eine positive Spannungsspitze 116S. Die Spitze 103 der Schaufel 98U, die in den Bereich II eintritt, erzeugt eine negative Spitze oder Nadel 116U. Die Oszillatorkurve 114 wiederholt sich

-B-für jede Umdrehung des Turbinenrotors 96.

Die Länge einer bestimmten Schaufel kann dadurch ermittelt werden, daß die Linse 3 bewegt wird, bis die der interessierenden Schaufel entsprechende Spannungsspitze verschwindet. Zu dieser Zeit ist bekannt, daß die Spitze 103 den zweiten Brennpunkt 22 kreuzt. Somit können die tatsächlichen Positionen der Spitzen 103 und somit die Länge von jeder Schaufel 98A-Y jeweils einzeln bestimmt werden bei den tatsächlichen Drehgeschwindigkeiten des Gasturbinenrotors 96. Eine weitere Erläuterung dieser Turbinenschaufelmessung ist in der US-PS 4 074 enthalten.

Vorstehend wurdealso ein optisches Projektionssystem beschrieben, bei dem ein indexierendes Lichtbündel auf eine Linse projiziert wird, so daß der indexierende Lichtstrahl wirkungsmäßig von einem virtuellen Ursprung ausgeht, der an einem ersten Doppelbrennpunkt auf der optischen Achse angeordnet ist und einen Abstand von zwei Brennweiten von der Linse hat. Somit hat eine Drehung des indexierenden Lichtstrahls um den ersten Doppelbrennpunkt im wesentlichen keine Wirkung auf die Schärfe des indexierenden Lichtstrahls auf einen reziproken, zweiten Doppelbrennpunkt, der auf der anderen Seite der Linse angeordnet ist. Ein Gegenstand, der nahe dem reziproken Brennpunkt angeordnet ist, reflektiert Licht,das dann von der Linse eingefangen wird. In Abhängigkeit von der relativen Lage des Gegenstandes in bezug auf den reziproken Brennpunkt wird das durch die Linse eingefangene Licht unterschiedlich auf eine Photodetektoreinrichtung fokussiert. Die Photodetektoreinrichtung unterscheidet unter den verschiedenen Reflexionsarten und erzeugt Signale, die die relative Lage des Reflexionspunktes in bezug auf den reziproken Brennpunkt angeben. Der optische Projektor kann dazu verwendet werden, die Positionen einer Hochgeschwindigkeitsfolge von Gegenständen zu ermitteln, die nahe an dem reziproken Brennpunkt vorbeilaufen, wie beispielsweise den Spitzen von Turbinenschaufeln in einem schnell umlaufenden Rotor eines Gasturbinentriebwerkes.' Ein signifikanter Aspekt

-leder vorliegenden Erfindung ist die optische Abtastung der Position eines Gegenstandes ohne Kollimation der Lichtstrahlen (ohne selbstverständlich das von dem Laser 29 direkt empfangene Licht, das selbst stark kollimiert ist). Das heißt, das Licht, das durch die Linse 3 als das. Indexierbündel projiziert ist, das durch die Strahlen 36A und 36B begrenzt ist, das durch die Strahlen 38A und 38B begrenzte, reflektierte Licht und das Licht, das auf die Photodetektoren 24A und 24B fokussiert und durch die Strahlen 27 und 29 begrenzt ist, sind alle nicht-kollimierte Lichttypen.

Es sind selbstverständlich noch weitere Ausführungsbeispiele möglich, Beispielsweise ist es bekannt, daß die Projektions-

die
achse 9/optische Achse 6 an anderen Punkten als dem ersten Doppelbrennpunkt 12 schneiden kann, und der Erfindungsgedanke ist trotzdem anwendbar. Das heißt, der erste Doppelbrennpunkt muß nicht exakt zwei Brennweiten von der Linse entfernt angeordnet sein. Vorzugsweise sollen jedoch die Bedingungen der folgenden Gleichung erfüllt sein:

B - F

darin ist:

A = Abstand von der Linse 3 in Figur 1 zum zweiten Doppelbrennpunkt 22,

B = Abstand von der Linse 3 zum ersten Doppelbrennpunkt und

F = Brennweite der Linse 3.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die Positionen der Photodetektoren 24A-B und des Lasers 29 ausgetauscht werden könnten, wie es in Figur 6 gezeigt ist. In einem derartigen Fall würde der Laserstrahl 101 von dem ersten Brennpunkt 12 ausgehen und durch ein Loch 102 in. einem Spiegel 103 hindurchtreten, um die Linse 3 zu erreichen. Licht, das durch den Gegenstand 40 reflektiert und durch die Linse 3 eingefangen wird, würde als ein

Lichtstrahl 107 auf den Spiegel 103 fokussiert und von dort auf die Photodetektoren 24A-B reflektiert werden.

Claims (1)

1. Ansprüche

   M / Optischer Projektor mit einer Linse, die eine optische Achse aufweist,
   gekennzeichnet durch:

   (a) eine Projektionseinrichtung (29, 32, 34), die auf einer ersten Seite der Linse (3) angeordnet ist, zum Projizieren eines Lichtstrahls (31) auf die Linse (3) nichtparallel zur optischen Achse (6) der Linse (3) zum

   (1) Fokussieren des Lichtstrahls (36A, B) auf eine zweite Seite der Linse (3) in Richtung auf einen Gegenstand (40) für eine Reflexion durch diesen und

   (2) Fokussieren des Lichtstrahls (38A, B), der durch die Linse (3) empfangen wird, in Richtung auf einen Photodetektor (24A, B) und

   (b) mit dem Photodetektor verbundene Mittel (110, 112) zum Erzeugen in Abhängigkeit von dem reflektierten Licht gemäß (a)(2) von Information, aus der die Position des Gegenstandes (40) abgeleitet werden kann.

   2. Optischer Projektor nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (31) gemäß (a) einer Bahn folgt, die die optische

   Achse (6) kreuzt, und daß der Lichtstrahl (36A, B) gemäß (a)(1), der auf den Gegenstand (40) fokussiert wird, einer Bahn folgt, die ebenfalls die optische Achse (6) kreuzt.

   3. Optischer Projektor nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Lichtstrahlen die optische Achse (6) an Punkten (12, 22) kreuzen, die von der Linse (3) äquidistant sind.

   4. Optischer Projektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch:

   (a) eine Lichtquelle zum Projizieren eines Lichtstrahls entlang einer ersten Bahn,

   (b) eine Linse mit einer Mitte, einer ersten und einer zweiten Seite und einer optischen Achse zum

   (1) Empfangen des Lichtstrahls auf einer ersten Seite und außermittig/

   (2) Fokussieren des Lichtstrahls in Richtung auf einen Gegenstand, der auf einer zweiten Seite der Linse angeordnet ist,

   (3) Empfangen von Licht, das durch den Gegenstand reflektiert ist, und

   (4) Fokussieren des Lichtes, das gemäß (b)(3) empfangen ist, auf einen Punkt auf der ersten Seite der Linse,

   (c) einen Photosensor, der nahe dem Punkt gemäß (b) (4) angeordnet ist zum

   (1) Empfangen des fokussierten Lichtes gemäß (b)(4) und

   (2) Erzeugen eines vorbestimmten Signals, wenn die Reflexion gemäß (b)(3) an einem vorbestimmten Punkt erfolgt.

   5. Optischer Projektor nach Anspruch 4, bei dem die Lichtquelle einer Punktinstabilität unterliegt, gekennzeichnet durch:

   (d) in der ersten Bahn gemäß (a) angeordnete Mittel zum (1) Empfangen des Lichtstrahls gemäß (a),

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   (2) übertragen des Lichtstrahls in Richtung der Linse entlang einer zweiten Bahn, die nicht-parallel zur optischen Achse ist, und

   (3) Erteilen des Lichtstrahles Charakteristiken eines Lichtstrahles, der von einer virtuellen Quelle projiziert ist, die eine andere Position als die Lichtquelle gemäß (a) hat.

   6. Optischer Projektor nach Anspruch 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß die virtuelle Quelle gemäß (d)(3) in einem Zwischenraum innerhalb des Photosensors enthalten ist.

   7. Optischer Projektor nach Anspruch 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (c) und der vorbestimmte Punkt gemäß (c)(2) jeweils zwei Brennweiten von der Linse entfernt angeordnet sind und jeweils auf der optischen Achse liegen.

   8. Verfahren zum optischen Prüfen eines Gegenstandes unter Verwendung einer Linse mit einer optischen Achse und einer Brennweite, dadurch gekennzeichnet daß:

   (a) aus einer Quelle ein Indexierlichtstrahl nicht-parallel zur optischen Achse auf die Linse projiziert wird zum Fokussieren des Lichtstrahles in Richtung auf den Gegenstand für eine Reflexion und

   (b) die Linse verwendet wird zum Fokussieren des durch den Gegenstand reflektierten Lichtes auf einen Photodetektor.

   9. Verfahren nach Anspruch 8,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Indexlerstrahl entlang einer Bahn wandert, die die optische Achse an einem Punkt schneidet, der zwei Brennweiten von der Linse entfernt ist.

   10. Verfahren nach Anspruch 8,

   dadurch gekennzeichnet, daß dem Indexierstrahl Charakteristiken eines Lichtstrahls gegeben wird» der von einer virtuellen Quelle an einer anderen Position als die Quelle gemäß Merkmal (a) projiziert wird.

   1"T. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß:

   (a) ein Laserstrahl auf die eine Seite der Linse entlang einer Bahn projiziert wird, die die optische Achse an einem Punkt schneidet, der zwei Brennweiten von der Linse entfernt ist,

   (b) die Linse verwendet wird zum Fokussieren des Laserstrahles auf einen Gegenstand, der auf der anderen Seite der Linse angeordnet ist, für eine Reflexion durch den Gegenstand ,

   (c) die Linse verwendet wird zum Fokussieren des durch den Gegenstand reflektierten Lichtes auf einen Sensor, der ein erstes Signal erzeugt, wenn das durch den Gegenstand reflektierte Licht von einem Punkt auf der optischen Achse reflektiert wird, der zwei Brennweiten von der Linse entfernt ist.

   12. Verfahren nach Anspruch 11,

   dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Signal erzeugt wird, wenn der Gegenstand näher an der Linse angeordnet ist als der Punkt gemäß Merkmal (c), und ein drittes Signal erzeugt wird, wenn der Gegenstand weiter entfernt von der Linse ist als der Punkt gemäß Merkmal Cc) .

   13. Verfahren nach Anspruch 11,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand die Spitze von einer von mehreren Gasturbinenrotorschaufeln ist und daß:
   (d) die Schaufeln um eine Mittelachse gedreht werden,

   (e) die optische Achse der Linse in einer im allgemeinen radialen Richtung ausgerichtet wird,

   (f) die ersten, zweiten und dritten Signale erzeugt werden in Abhängigkeit von einer Reflexion durch die Spitze von jeder umlaufenden Schaufel.