Mit dem MWIR-3D-Sensor des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF lassen sich auch transparente Gegenstände dreidimensional scannen. Das heißt, die Bauteile können aus transparentem Kunststoff oder Glas bestehen oder glänzend metallische oder tiefschwarze Oberflächen haben. Auch die Kombination verschiedener Werkstoffe ist für den neuen 3D-Infrarot-Sensor kein Problem. Ein vorheriges Überziehen mit Lack ist nicht notwendig. Das Verfahren eignet sich aufgrund der Größe des Messfelds sowie der Auflösung und der Geschwindigkeit auch für die Qualitätskontrolle in Produktionsprozessen.
Möglich wird dies, weil die Forscher die Wärmestrahlung für die 3D-Erfassung nutzbar gemacht haben. Sie bezeichnen diese Methode daher als „3D-Sensorik im thermischen Infrarot“. Herzstück des Systems ist ein energiereicher CO2-Laser, mit dem das Messobjekt bestrahlt wird. Mit speziellen Linsen für hohe Leistungsdichten wird der Laserstrahl auf eine, das gesamte Objekt vertikal beleuchtende, Linie ausgeweitet. Für ein hochauflösendes Messergebnis wird diese Linie in einer speziell abgestimmten Sequenz über das Objekt bewegt. Die Energie des Laserlichts wird vom Messobjekt absorbiert und zum Teil wieder emittiert.
Zwei Wärmebildkameras analysieren diese thermische Signatur, die der schmale und intensive Infrarotstreifen auf dem Objekt hinterlässt, aus zwei verschiedenen Perspektiven. Eine selbst entwickelte Software errechnet aus den Informationen der zwei Blickwinkel anschließend räumliche Bildpunkte und fügt sie zu den exakten Abmessungen des Messobjektes zusammen.
Die für die 3D-Analyse eingebrachte thermische Energie ist so gering, dass das Objekt keinen Schaden nimmt. Der Temperaturunterschied zwischen erwärmter und nicht erwärmter Fläche liegt üblicherweise bei unter 3 °C. Aus diesem Grund eignet sich das Verfahren auch für sensible Materialien.
Mit adaptiver Spiegeloptik ist es dem Fraunhofer IOF gelungen, die Leistung des Lasers auf eine deutlich geringere Oberfläche zu fokussieren und damit viel schneller den notwendigen Kontrast für die Wärmebildkameras zu liefern. Erst dadurch war es möglich, bei einer Bildfeldbreite von 160 mm eine Genauigkeit von unter 10 µm für die 3D-Koordinaten zu erreichen.
