DE3643842A1 - Verfahren zur beruehrungslosen bestimmung der raeumlichen lage eines auf der oberflaeche eines koerpers befindlichen objektpunkts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die DE-OS 29 41 053 ist eine lichtstrommodulierende opto­ elektrische Wegmeßvorrichtung bekannt, bei der zur Messung dif­ fuses Licht verwendet wird, das durch trübes, lichtdurchlässiges Material erzeugt wird, welches vor den lichtempfindlichen Sen­ soren angeordnet ist. Mit Hilfe eines solchen Diffuslicht-Vor­ hangs, in den das Meßobjekt eintaucht, wird die Position des Meßobjekts in diesem Bereich festgestellt.

Bei diesem einachsigen Wegmeßsystem dient das trübe, licht­ durchlässige Material dazu, die Gleichmäßigkeit der Empfind­ lichkeit sicherzustellen, das heißt, die Unterschiede der ver­ schiedenen Sende- und Empfangslichtbausteine zu kompensieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu finden, das ohne Abschattungsprobleme und mit einem Ge­ ringstmaß an konstruktivem und zeitlichem Aufwand die direkte einachsige, zweiachsige oder dreiachsige Messung der Koordi­ naten von Punkten einer Objektoberfläche auf berührungslosem Weg ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk­ malen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen, die einige Ausführungsbeispiele optischer Systeme zur Abbildung ei­ nes Objektpunkts in ein optisch trübes Medium schematisch ver­ anschaulichen, erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht eines optischen Empfangs­ systems zur Abbildung eines Objektpunktes bzw. einer Marke in ein optisch trübes Me­ dium, welches den Bildraum ganz oder teil­ weise ausfüllt,

Fig. 2 die Seitenansicht des Systems nach Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht des Systems nach Fig. 1,

Fig. 4 ein optisches Sende-/Empfangssystem zur räumlichen Lagebestimmung durch Abbildung eines Objektpunktes bzw. Marke in ein op­ tisch trübes Medium, welches den Bildraum ganz oder teilweise ausfüllt, sowie eine mögliche Fotodetektoren-Anordnung,

Fig. 5 ein optisches Sende-/Empfangssystem zur flächenhaften Lagebestimmung durch Abbil­ dung eines Objektpunktes bzw. Marke in ein optisch trübes Medium, welches die Bildebe­ ne ganz oder teilweise ausfüllt, sowie eine mögliche Fotodetektoren-Anordnung,

Fig. 6 ein Fotodetektoren-Array in Prinzipdarstel­ lung,

Fig. 7 ein optisches Empfangssystem zur Abbildung eines Objektpunktes bzw. einer Marke in ein optisch trübes Medium, an dessen Beran­ dung mehrere Lichtauskoppelstrahlen derart angebracht sind, daß eine gezielte Licht­ führung (z. B. mittels Lichtleiter) über einen Lichtchopper auf nur einen Fotodetek­ tor möglich ist.

Fig. 8 eine Anordnung, bei der anstatt einer auf einem Körper befindlichen Marke eine mit einer Öffnung versehene Blende zwischen dem optisch trübenMedium und einer Licht­ quelle den Objektpunkt bildet und bei der der Abstand in Achsrichtung (= optischer Achse) konstant bleibt und nur die laterale Ablage des von der Blende erzeugten Licht­ punktes von der optischen Achse detektiert wird,

Fig. 9 eine Anordnung zum Erkennbarmachen der Win­ kellage des optisch trüben Mediums bezüg­ lich der optischen Achse eines Sendesystems, bestehend aus Lichtquelle und Optik, durch Detektion des Differenzsignals der beiden Fotodetektoren,

Fig. 10 ein als Hohlzylinder mit Innendurchmesser d _i ausgebildeter Körper, der aus optisch trü­ ben Medium besteht,

Fig. 11 ein in den Hohlraum des optisch trüben Medi­ ums gemäß Fig. 10 einsetzbarer und in s- und ϕ-Richtung frei beweglicher Zylinder mit Außendurchmesser etwas kleiner d _i , wobei die­ ser Zylinder eine Lichtquelle einschließlich Optik trägt, die in radialer Richtung ein Lichtbündel abstrahlt, dessen Fokuspunkt im optisch trüben Medium liegt,

Fig. 12 ein optisches Empfangssystem zur eindimensio­ nalen (in Richtung der optischen Achse) Lage­ bestimmung durch Abbildung eines Objektpunktes bzw. einer Marke in ein als zylindrischer oder prismatischer Stab ausgebildetes optisch trübes Medium, wobei eine 1 : 1 Abbildung vorliegt und nur die achsfernen Strahlen zur Detektion ge­ langen,

Fig. 13 ein koaxial in das Empfangssystem gemäß Fig. 12 eingebautes Sendesystem, bestehend aus Licht­ quelle und Sendeoptik,

Fig. 14 ein optisches Sende-/Empfangssystem zur eindi­ mensionalen (in Richtung der optischen Achse) Lagebestimmung durch Abbildung eines Objekt­ punktes bzw. Marke in ein optisch trübes Medium, welches den Bildraum in Richtung der optischen Achse ganz oder teilweise ausfüllt, wobei der Objektabstand bis zur objektnahen Hauptebene der Empfangslinse der Brennweite F entspricht und nur die achsfernen Strahlen zur Detektion gelangen,

Fig. 15 ein in das Empfangssystem gemäß Fig. 14 inte­ grierter Umlenkspiegel aus massivem optischen Material mit Strahlumlenkung durch Totalreflexion oder durch verspiegelte Grenzflächen,

Fig. 16 eine in das Empfangssystem gemäß Fig. 14 inte­ grierte Umlenkeinheit, bestehend aus einem Ke­ gelspiegel und aus einem innenverspiegelten Konus.

In den Prinzipdarstellungen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 ein das optisch trübe Medium 2 mit geeignetem Transmissions- und Streuverhalten enthaltende Gehäuse bezeichnet, im Bereich dessen Oberseite eine Abbildungsoptik 3 in Form einer Sammel­ linse angebracht ist. Der neben der optischen Achse 5 der Abbildungsoptik liegende Objektpunkt 6 wird mittels der Optik 3 in das den Bildraum 4 ganz oder teilweise ausfüllende trübe Medium 2 abgebildet, wodurch der Bildpunkt 6′ erhalten wird.

In diesen Figuren ist auch die Lage des Objektpunkts 6 und des Bildpunkts 6′ koordinatenmäßig erfaßt. Dabei ist mit x _o der Abstand des Objektpunkts 6 von der optischen Achse 5 in x-Rich­ tung, mit y _o der Abstand des Objektpunkts von der optischen Achse in y-Richtung und mit z _o der objektseitige Abstand des Objektpunktes von der Hauptebene 7 der Optik bezeichnet. Die entsprechenden Abstände des Bildpunkts 6′ sind _B , _B und _B . Die Koordinaten _B , _B und _B des Bildpunkts werden nun über den Verlauf des Streu- und Transmissionsverhaltens der Lichtaus­ breitung im trüben Medium 2 mittels photosensitiver Elemente am Rand oder in Randnähe des trüben Mediums erfaßt und zur Auswer­ tung gebracht.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der auf einem Prüf­ lingskörper 8 befindliche Objektpunkt durch eine Marke 9 ver­ körpert, wobei die Marke 9 auch auf die Oberfläche des Prüf­ lingskörpers projiziert sein kann.

Die Marke 9 wird mittels der aus der Lichtquelle 10 und der Sam­ mellinse 3 gebildeten optischen Baugruppe innerhalb des op­ tisch trüben Mediums 2 abgebildet. Durch diese Abbildung 9′ der Marke 9 liegt am Abbildungsort 9′ ein Streuzentrum vor. Die von diesem Zentrum ausgehende Lichtstrahlung wird mit Hilfe eines oder mehrerer optoelektronischer Wandler 11 in ein elektrisches Signal 12 umgewandelt, das gegebenenfalls über einen Verstärker 13 einer Schaltungsanordnung 14 zugeführt und in dieser ausgewertet wird.

Im Falle der Anordnung gemäß Fig. 5 sind auf einer senkrecht zur optischen Achse 5 stehenden Ebene zwei oder mehr Photodetekto­ ren 11 an den Grenzflächen 15 des trüben Mediums 2 oder im Medium selbst angebracht. Mit diesen Photodetektoren wird die Streulichtintensität und/oder deren Verlauf gemessen. Am oder im optisch trüben Medium können auch zwei oder mehr Photodioden angebracht sein, deren elektrische Signale mit elektronischen Differenzverstärkerschaltungen aufwertbar sind. Das optisch trübe Medium kann mit der optischen Baugruppe 3, 10 zur Abbildung der Marke 9 baulich vereinigt sein.

Die Fotodetektoren 11 können aus einem Element oder, wie Fig. 6 zeigt, aus mehreren Elementen bestehen.

Nach Fig. 7 wird die Streulichtverteilung des Bildpunktes 9′, 6′ im optisch trüben Medium 2 nicht direkt an der Berandung mittels Fotodetektoren ausgewertet, sondern über die Lichtleiter 34 einem Lichtchopper 21, der von einem Elektromotor 20 angetrieben wird, zugeführt. Auf der dem Lichtleiter 34 abgewandten Seite des Lichtchoppers 21 befindet sich nur ein Fotodetektor 11, der sequentiell über die Öffnung 35 mit den Signalen der Lichtleiter 34 beaufschlagt wird. Durch die Auswertung des Bildpunktes mit nur einem Fotodetektor wird erreicht, daß unterschiedliche Nicht­ linearitäten und Alterungen der sonst in einer Vielzahl notwendiger Detektoren durch die Auswertung mit einem Detektor ausgeschaltet wird.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, können der Objektpunkt 6 oder die Marke 9 ohne weiteres auch durch eine Blende 22 realisiert sein, deren Öffnung 23 sich zwischen einer Lichtquelle 10 und dem optisch trüben Medium 2 befindet. Bei gleich bleibendem Ab­ stand (z. B. 4 F) in Achsrichtung werden die Abweichungen des ausgeblendeten Lichtpunktes bezogen auf die optische Achse in x- und y-Richtung detektiert. Die Blende 22 kann amPrüflings­ körper 8 befestigt sein und mit diesem bewegt werden, oder aber die Blende 22 und der Prüflingskörper 8 stehen fest und das trübe Medium 2 wird einer Bewegung unterworfen. Eine optische Baugruppe 3, die eine Abbildung des ausgeblendeten Lichtstrahls in das optisch trübe Medium ermöglicht, befindet sich hier im Abstand 2 F vor der Blendenöffnung 23. Je nach Anordnung der Fotodetektoren 11 an den Grenzflächen 15 des optisch trüben Mediums, können anstatt einer Abweichungskoordinate von der optischen Achse auch zwei Abwei­ chungsrichtungen bzw. -koordinaten detektiert werden.

Im Falle einer drehbaren Anordnung des optisch trüben Mediums 2 und eine senkrecht zur optischen Achse 5 stehende Achse läßt sich, wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, die Winkellage des optisch trüben Mediums 2 bezüglich der optischen Achse 5 durch das sich ändernde Differenzsignal der beiden Fotodetektoren 11 erkennen. Durch ge­ eignete Rechenschaltungen und Fotodetektor-Anordnungen lassen sich somit sowohl eine Winkellage als auch zwei senkrecht zueinander stehende Winkellagen erkennen.

Wie die Fig. 10 und 11 zeigen, kann das optisch trübe Medium 2 einen Hohlraum 2′ aufweisen, in dem sich ein in s- und ϕ-Richtung frei beweglicher Zylinder 25 befindet, der eine Öffnung 26 besitzt. Der Zylinder 25 beinhaltet im Bereich der Öffnung 26 eine Licht­ quelle und gegebenenfalls eine Optik, die in radialer Richtung ein Lichtbündel abstrahlt, dessen Fokuspunkt im optisch trüben Medium 2 liegt. An den äußeren Grenzflächen 15 oder in der Nähe der äußeren Grenzflächen des optisch trüben Mediums 2 befinden sich Fotodetektoren 11. Mit Hilfe dieser in geeigneter Anordnung angebrachter Fotodetktoren 11 und einer Auswerteschaltung können die axiale Lage (s-Richtung) des Bildpunktes 6′ sowie dessen Win­ kellage ϕ erfaßt werden.

Das optisch trübe Medium 2 kann, wie Fig. 12 zu entnehmen ist, als zylindrischer oder prismatischer Stab mit einem Verhältnis Länge zu Breite größer als 1 (1/d < 1) ausgebildet und im Bildraum angeordnet sein. Der Objektpunkt 6 bzw. die Marke 9 befindet sich in Fig. 12 im Abstand 2 F vor der optischen Baugruppe 3, von welcher die achsnahen Lichtstrahlen mittels einer Blende 25′ ausgeblendet werden und nur die achsfernen Lichtstrahlen in das trübe Medium 2 in Form des im Vorstehenden erwähnten Stabs zur Abbildung gelangen. Der in diesem Stab (Streustab) abgebildete Objektpunkt 6 bzw. die Marke 9 wird diffus und ungerichtet getreut. Die mittlere Lage dieses Streuzentrums ist ein Maß für den Abstand des Objektpunktes 6 bzw. der Marke 9 vom Objekt 3. An den Enden des Stabs befinden sich Fotodetektoren 11, die je nach Lage des Streuzentrums mittels geeig­ neter Differenzschaltungen 29 ein elektrisches Signal 30 erzeugen, das proportional dem Abstand des Objektpunktes oder der Marke ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 ist die Beleuchtungsquelle 10 zentral in der Abbildungsoptik 3 befestigt. Die Beleuchtungs­ quelle kann dabei auch eine Leuchtdiode oder eine im sichtbaren Bereich oder im nahen infraroten Wellenlängenbereich emittieren­ de Laserlichtquelle sein.

Wenn, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, der Objektpunkt 6 bzw. die Marke 9 im Abstand F vor der optischen Baugruppe 3 angeordnet ist, treten nach der optischen Baugruppe nahezu parallele Licht­ strahlen in den Bildraum ein. Zur Umlenkung der achsparallelen Strahlen auf das trübe Medium 2 in Form eines Stabs (Streustab) ist ein einfacher oder aus einfachen Spiegeln zusammengesetzter Umlenkspiegel 31 vorgesehen. Durch einen solchen Umlenkspiegel, der z. B. auch als kegeliges Prisma ausgebildet sein kann und eine kegelförmige Reflexfläche aufweist, wird die Vorzugsrich­ tung der Lichtstrahlen, die von der optischen Baugruppe weg wei­ sen, in der Mittellage exakt senkrecht auf den Stab gerichtet. Dadurch wird im Stab bzw. in randnahen Bereichen ein Intensitäts­ ring 28 erzeugt, dessen mittlere Lage dem Abstand des Objektpunk­ tes 6 bzw. der Marke 9 vom Objektiv 3 proportional ist. Der räum­ liche Umlenkspiegel kann, wie Fig. 15 zeigt, auch aus massivem Glas, Kunststoff oder aus einem anderen optischen Material beste­ hen und die Strahlenumlenkung kann durch Totalreflexion an der oder den Grenzflächen 15 oder durch verspiegelte Grenzflächen erfol­ gen. Dabei besteht auch die Möglichkeit, anstelle eines streuen­ den Stabs in der Mitte des Umlenkspiegels lediglich eine Boh­ rung 32 vorzusehen, deren Wand eine polierte, optisch klare Ober­ fläche aufweist. Alternativ kann anstelle eines Streustabs die Oberfläche der Bohrung eine geeignet aufgebrachte Struktur be­ sitzen, um die geforderten Streueigenschaften zu erzielen.

Beim Ausführungsbeipiel gemäß Fig. 16 besteht der räumliche Umlenkspiegel aus zwei Baugruppen, nämlich einem vor dem lin­ senseitigen Photodetektor 11 liegenden kegeligen Spiegel 31′ und einem zylindrischen oder konischen Spiegel 31′′, der kon­ zentrisch zum optisch trüben Medium in Form eines Streustabs 2 angeordnet ist.

Claims (25)

1. Verfahren zu Bestimmung der räumlichen Lage eines auf der Oberfläche eines Körpers befindlichen Objektpunkts mit Hilfe optoelektronischer, eine Abbildungsoptik und eine Lichtquelle enthaltender Mittel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Objektpunkt in ein optisch trübes Me­ dium abgebildet wird, der abgebildete Punkt über den Ver­ lauf des Streu- und Transmissionsverhaltens der Licht­ ausbreitung im trüben Medium räumlich mittels photosen­ sitiver Elemente einer die räumliche Lage des Objekt­ punkts erkennbar machenden Auswerteschaltung zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektpunkt eine auf der Oberfläche eines Prüflings­ körpers befindliche Marke ist, die mittels einer opti­ schen Baugruppe innerhalb des optisch trüben Mediums ab­ gebildet wird, und daß die sich durch die Abbildung er­ gebende ortsabhängige Intensitätsverteilung des Streu­ lichts auf optoelektronischem Weg in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer senkrecht zur optischen Achse (5) des optischen Systems stehenden, das optisch trübe Medium (2) verkörper­ den Ebene wenigstens zwei Photodetektoren (11) an den Grenzflächen des Mediums oder im Medium nahe dessen Grenz­ flächen angebracht sind, mittels derer die Streulichtin­ tensität und/oder deren Verlauf meßbar ist.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am oder im optisch trüben Medium wenigstens zwei in Richtung der optischen Achse (5) liegende Photodetektoren (11) angebracht sind, deren elektrische Signale mit elektronischen Differenz­ verstärkerschaltungen auswertbar sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch trübe Medium (2) mit den optischen Mitteln (3) zur Abbildung des Objektpunkts oder der Marke eine Baueinheit bildet.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Photodetektoren (11) ausgebil­ deten photosensitiven Elemente den Helligkeitsverlauf im optisch trüben Medium (2) in der Nähe der Grenzschicht in elektrische Signale umwandeln, die mittels einer elektro­ nischen Rechenschaltung auswertbar sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Photodetektoren (11), daß mit deren elektri­ schen Signale eine Differenzschaltung zur Signalauswertung benutzbar ist.

8. Anordnung nach denAnsprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Streulichtverteilung des Bildpunktes (9′, 6′) im optisch trüben Medium (2) nicht direkt an der Berandung mittels Photodetektoren ausgewertet, sondern über die Licht­ leiter (34) einem Lichtchopper (21) zugeführt wird, wobei auf der den Lichtleitern abgewandten Seite nur ein Photodetektor (11) positioniert ist und dieser über die Öffnung (35) sequen­ tiell mit den Signalen der Lichtleiter (34) beaufschlagt wird.

9. Anordnung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildung des Objektpunkts bzw. der Marke mittels der photosensitiven Elemente in drei räumlichen Achsen _B , _B und _B erfaßt und ausgewertet wird.

10. Verfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der auf einem Prüflingskörper (8) befindliche Objekt­ punkt (6) ein mittels einer Schlitz- oder Lochblende (22) ausgeblendeter Lichtstrahl ist, dessen laterale Abweichung von der optischen Achse (5) bei gleichbleibendem axialen Ab­ stand mittels Photodetektoren erfaßt wird.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Blendenöffnung (23) eine optische Baugruppe (3) im Ab­ stand 2 F angeordnet ist, die eine Abbildung des ausgeblende­ ten Lichtstrahls (10′) in das optisch trübe Medium (2) er­ möglicht, wobei mittels an der Grenzfläche des optisch trü­ ben Mediums angebrachter Photodetektoren (11) wahlweise eine von der optischen Achse (5) oder zwei von dieser Achse ab­ liegende Richtungen erfaßbar sind.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch trübe Medium (2) um eine senkrecht zur optischen Achse (5) stehende Achse (5′) drehbar ist, wodurch sowohl eine Winkellage als auch zwei zueinander senkrecht stehende Winkellagen durch geeignete Rechenschaltungen und Photodetek­ tor-Anordnungen erkennbar sind.

13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch trübe Medium (2) einen Hohl­ raum (2′) aufweist, in dem sich ein mit einer Öffnung (26) versehener Zylinder (25) befindet, der eine Lichtquelle (10) enthält, welche Licht durch die Öffnung (26) in radialer Richtung aussendet und damit im optisch trüben Medium (2) einen Fokuspunkt erzeugt.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an den oder in der Nähe der äußeren Grenzflächen (15) des op­ tisch trüben Mediums Photodetektoren so angeordnet sind, daß diese zusammen mit einer diesen nachgeschalteten Auswerte­ schaltung die axiale Lage und die Winkellage des Fokuspunktes erkennbar machen.

15. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü­ chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Objekt­ punkt (6) für eine mittlere Meßposition im Abstand 2 F vor der optischen Baugruppe (3) befindet, das optisch trübe Me­ dium (2) als zylindrischer, im Bildraum angeordneter Streu­ stab ausgebildet ist, von der optischen Baugruppe die achs­ nahen Lichtstrahlen ausgeblendet werden, daß der mittels der achsfernenLichtstrahlen im Streustab abgebildete Objekt­ punkt diffus und ungerichtet gestreut wird, derart, daß die Mitte des Streuzentrums den Abstand des Objektpunkts zum Objektiv (3) darstellt und daß an den Enden des Streustabs Photodetektoren (11) angeordnet sind, die je nach Lage des Streuzentrums mittels Differenzschaltungen ein dem Abstand des Objektpunktes proportionales Signal erzeugen.

16. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü­ chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Objekt­ punkt (6) für eine mittlere Meßposition im Abstand F vor der optischen Baugruppe (3) befindet, das optisch trübe Medium (2) als zylindrischer, im Bildraum angeordneter Streustab ausgebildet ist, von der optischen Baugruppe die achsnahen Lichtstrahlen ausgeblendet werden, daß das Licht des mittels der achsfernen Lichtstrahlen im Streustab bzw. in randnahen Bereichen entstehenden Intensitätsringes (28) diffus und un­ gerichtet gestreut wird, derart, daß die Intensitätsringmitte den Abstand des Objektpunktes zum Objektiv (3) darstellt, und daß an den Enden des Streustabs Photodetektoren (11) an­ geordnet sind, die je nach Lage des Intensitätsringes (28) mittels Differenzschaltungen ein dem Abstand des Objektpunk­ tes proportionales Signal erzeugen.

17. Anordnung nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeich­ nt, daß die Lichtquelle (10) zentral in der dem optisch trüben Medium (2) räumlich vorgeordneten Abbildungsoptik (3) befestigt ist.

18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem optisch trüben Medium (2) in Form eines Streustabs wenigstens ein Umlenkspiegel (31) zugeordnet ist, der die nahezu achs­ parallelen Strahlen auf dem Streustab umlenkt.

19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (31) aus massivem Glas, Kunststoff oder aus einem anderen optischen Material besteht und die Umlenkung des Lichtstrahls durch Totalreflexion an der oder den Grenz­ flächen oder durch verspiegelte Grenzflächen (15) erfolgt.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (31) eine kegelförmig gestaltete Spiegelfläche aufweist und der Streustab in der Spiegelmitte angeordnet ist.

21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der räumliche Umlenkspiegel aus einem vor dem linsenseitig lie­ genden Photodetektor (11) befindlichen kegeligen Spiegel (31′) und aus einem konzentrisch zum optisch trüben Medium (2) in Form des Streustabs angeordneten zylindrischen oder konischen Spiegel (31′′) besteht.

22. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch trübe Medium durch eine in der Mitte des Umlenkspie­ gels (31) angeordnete Bohrung (32) mit aufgerauhter Struktur verkörpert ist.

23. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch trübe Medium (2) ein Fest­ körper, eine Flüssigkeit, ein Gas oder eine Mischform hier­ von ist.

24. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (10) im sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich emittiert.

25. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch trübe Medium (2) mattiert und/oder optisch poliert ist und an seinen Grenzflächen oder im Medium eingearbeitete Photodetektoren (11) besitzt.