Mikrometergenaue Vermessung großer Objekte

Die berührungslose optische Vermessung von Objekten mit Messunsicherheiten im Bereich von Mikrometern ist mit hochauflösenden Industriekameras in Verbindung mit Subpixel-Interpolation seit Jahren Stand der Technik. Allerdings ist bei Verwendung fest positionierter Kameras das auswertbare Blickfeld je nach Ortsauflösung der Kamera und gewünschter Genauigkeit auf einige Quadratzentimeter beschränkt. Eine Möglichkeit zur optischen Vermessung beliebig großer Objekte ist die Verwendung mehrerer parallel arbeitender Kameras, deren Position relativ zueinander dann genauer als die gewünschte Messunsicherheit bekannt sein muss. Diese Positionierung in einer industriellen Umgebung über einen längeren Zeitraum hinweg und unter wechselnden Bedingungen auf einige Mikrometer konstant zu halten sowie die gemeinsame Kalibrierung der Kameras ist nicht unproblematisch. Eine andere Möglichkeit zur Vermessung großer Objekte ist die Bewegung einer Kamera mit der entsprechenden Präzision über das gesamte zu vermessende Objekt. Dazu sind beispielsweise Koordinaten-Messmaschinen geeignet, die allerdings für viele Anwendungen zu groß, zu teuer und oftmals auch zu langsam sind. Mit den genannten Verfahren ist die hochpräzise Vermessung von Objekten in der Größenordnung von Metern mit Messunsicherheiten von einigen Mikrometern möglich, aber mit einigen Problemen verbunden. Hier wird eine Methode zur Vermessung bzw. Justierung großer Objekte auf Anwendungen vorgestellt, bei denen zwei flache Objekte zueinander in eine bestimmte Lagebeziehung gebracht werden müssen. Dies ist beispielsweise bei der Herstellung von Multilayer-Platinen erforderlich, da dies die präzise Justierung von Filmen zueinander erfordert. Eine weitere Anwendung ist die Drucktechnik, wenn ein Druckbild in exakter Positionierung auf ein Substrat aufzubringen ist. Im Folgenden wird als Beispiel eine Applikation beschrieben, bei der mit einer Siebdruckmaschine mehrere Lagen mit einer maximalen Abweichung von 5 µm übereinander auf ein Substrat gedruckt werden müssen. Dazu wurde ein spezieller Sensor entwickelt, der in Abschnitt 3 eingehender beschrieben wird.