Mikrospiegel ersetzen Löcher

Mit einem Spezialmikroskop ist es möglich, Ebenen im Raum getrennt abzubilden. Diesen Effekt nutzt ein Messgerät, das Oberflächen berührungslos abtastet. Statt mit einer teuren Lochblende arbeitet es mit einem mechatronischen Serienbauteil aus Videoprojektoren.

Das räumliche Abbild von einer lebenden Zelle entsteht dank einer raffinierten optischen Einrichtung. Aufgenommen wird es von einem Konfokalmikroskop, dessen feiner und fokussierter Lichtstrahl die Zelle Punkt für Punkt und Ebene für Ebene abtastet. Winzige Löcher in einer rotierende Scheibe blenden den Strahl aus der Lichtquelle aus. Dank dieser Blende wird es möglich, dass das Mikroskop nur jeweils eine Ebene abbildet – davor und dahinter sieht es schwarz.

Ganz ähnlich, doch ohne Lochscheiben, arbeitet ein optisches Messgerät, das als Prototyp im Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT gebaut wurde. So wie ein Konfokalmikroskop Ebenen im Raum unterscheiden kann, misst das Gerät die Höhe und den Ort kleinster Objekte. Ingenieur Frank Bitte erklärt, wie das Gerät ohne »echte Löcher« auskommt: »Wir haben die teuren Nipkow-Scheiben, die nur in kleinen Stückzahlen gefertigt werden, durch ein billigeres Massenprodukt ersetzt: das Digital Micromirror DeviceTM DMD.« Seit längerem werden solche elektronischen Bauteile dazu eingesetzt, um Videos digital zu projizieren. Im Messgerät des IPT trägt der DMD auf der Größe eines Daumennagels fast eine halbe Million bewegliche Mikrospiegel. Jeder einzelne kann unabhängig von den anderen elektrisch angesteuert und verkippt werden. So lassen sich viele feine Lichtstrahlen einzeln in die gewünschten Richtungen reflektieren.

Neben dem geringeren Preis bietet der DMD weitere Vorteile, wie Bitte erläutert: »Je nach gewünschter Bildqualität, die ein Konfokal-mikroskop liefern soll, rastert der Lichtstrahl die Objekte mit verschiedenen Mustern und Geschwindigkeiten. Dazu müssten andere Nipkow-Scheiben eingesetzt werden, worauf wegen des Aufwands meist jedoch verzichtet wird. Flexibler ist der DMD, der sich einfach, weil elektronisch anpassen lässt. Darüber hinaus treten mit ihm Störungen durch Vibration oder Reibung wie bei der rotierenden Scheibe nicht auf.«

Das Messprinzip wurde vom Unternehmen GFM patentiert, mit dem das Fraunhofer-Institut in einem von der EU geförderten Projekt kooperiert. Das Gerät selbst stellt seine Leistungsfähigkeit auf der Hannover Messe unter Beweis. In Halle 17 am Stand C/D 50 tastet es berührungslos Prüfkörper mit kleinsten Stufen ab und kann deren Ort und Höhe auf rund ein tausendstel Millimeter genau ermitteln. Ein mögliches Einsatzgebiet: Leiterbahnen auf mikroelektronischen Schaltungen messen und prüfen.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Frank Bitte
Telefon: 02 41/89 04-2 59, Fax: 02 41/89 04-1 98, bitte@ipt.fhg.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

• http://www.ipt.fhg.de/
• http://www.fraunhofer.de/german/press/md/index.html