本发明涉及用于以多个视图对物体进行光学成像的设备和方法，其中在显微镜系统中提供该物体。所产生的光学图像可以用于使物体(该物体可以是有待被研究的样品或显微镜系统的构件)在不发生碰撞的情况下移动。此外，这些图像可以用于确定样品上的关注部位的位置，以使其可供用于以显微镜系统进行更精确的研究。
背景技术：
1、显微镜系统例如可以是光学显微镜、x射线显微镜、扫描电子显微镜(sem)、离子显微镜(fib)或fib-sem组合式设备。
2、借助扫描电子显微镜(sem)或离子显微镜(fib)可以通过与带电粒子(电子或离子)交互作用来对被定位在显微镜的物镜下方的物体进行成像。物体例如可以是显微镜下的样品，但还可以是显微镜系统的样品台或显微镜系统的其他构件，例如显微操作针。
3、通常，粒子射束显微镜仅能够对相对较小的视场进行成像。然而，经常要研究相对较大的样品(例如整个晶片)并且因此将其布置在显微镜系统的视场中。因此，挑战在于使物体的关注部位相对于显微镜系统的物镜被精确定位。
4、这由于在电子显微镜或离子显微镜中要被成像的物体布置在闭合的样品室中而在真空条件下变得困难。为了确保电屏蔽和辐射屏蔽，样品室的壁一般来说由金属制成，因而使用者无法看到样品室的内部。
5、但是，x射线显微镜或光学显微镜也可能配备有不透光的样品室，在显微镜下进行研究期间在该样品室中提供样品。因此，即使在这些显微镜系统中也有困难的是：在使用者没有直接的视线接触的情况下，使用者须在样品室中对样品或其上布置有样品的样品台进行导航。
6、无论如何都应防止有待被研究的样品与诸如物镜透镜、探测器、操作器或气体注入系统等各种显微镜部件之间发生碰撞，这是因为碰撞可能会导致损坏样品和/或显微镜。
7、如果样品的几何形状是已知的或已被预先检测，那么可以通过借助3d模型预先计算可能的碰撞事件来避免发生碰撞。然而，显微镜样品的几何形状通常并非精确已知的并且通过3d扫描方法进行检测在大多数情况下是费时且昂贵的。
8、虽然在许多应用情形下还可设想借助于关联性方案来实现对样品的精确定位。例如可能已经存在出自于先前已在其中研究样品的其他显微镜类型的、关于样品的数据。或者存在通过对样品表面进行全景拍摄而产生的、关于样品的数据，样品的位置是精确已知的。但是，适合的关联性系统并非可供用于任何使用者。此外，对于许多应用情形而言对样品进行预先检测是过于费时的。
9、在电子显微镜和离子显微镜中，通常使用两种不同的解决方案来进行导航和防止发生碰撞。
10、已知的是所谓的chamberscope相机解决方案，其中安置在样品室处或其中的摄像机(chamberscope相机)在与同样安装的照明装置组合的情况下允许看到腔室的内部。
11、在此，通常以侧视图对样品进行成像，从而使得使用者例如可以跟踪样品台的移位，以避免发生碰撞。
12、然而，在最简单的实施方式中，使用者须在样品台(以及其上所接纳的样品)进行任何移动时、然而还在其他可移位的显微镜部件(例如探测器、操作器、气体注入系统、真空光阑)进行移动时始终看到相机图像。避免发生碰撞、但还有对样品进行粗略定位仅基于相机图像和使用者的经验来进行。
13、此外，现代的方法虽然提供了如下可能性，即：借助于图像识别方法或人工智能(künstlicher intelligenz，ki)来识别样品，以支持使用者。但是，作为基础，这些方法使用chamberscope相机的相同的图像。
14、此外，为了进行导航，可以使用所谓的导航相机，借助于导航相机可以将样品表面上的关注部位有针对性地定位在显微镜的视场中。为此目的，用导航相机来拍摄样品的俯视图像。
15、所获得的俯视图像用于确定某个部位在样品表面上的位置。在此，要么已知相机位置，要么借助已知的部位或标记来使图像与样品台坐标产生关联。接着，可以借助于概览图像来在样品室中对样品进行导航。
16、典型地，在此为使用者显示：显微镜的视场当前处于照片上的哪个部位处。通过选择在照片上的位置来使样品(通过移动样品台)移动至相对于显微镜物镜的对应位置。
17、所提及的解决方案的缺点是：需要至少两个相机(用于拍摄俯视图的导航相机、用于拍摄侧视图的chamberscope)。这导致成本过高且样品室中的自由空间较小，因此一般来说限制了可移位的构件的可移动性。
18、以下可以被视为相关的现有技术：
19、de 10 2017 201 706 a1(berger)
20、ep 2793069 a1(gaiduk等人)
21、us11239051 b2(yoshihara&oominami)
22、de 11 2015 006 181 b4(ishizawa等人)
23、de 10 2021 109 820 b3(diemer)。
24、在de 102017201706 a1中描述了一种用于在粒子射束设备中对物体进行成像的成像单元。照明单元具有两种切换状态，通过该照明单元可以用具有两个不同光谱范围的光来对物体进行照明。
25、ep 2793069 a1描述了一种具有用于观察样品的观察传感器的数码显微镜。
26、us11239051 b2公开了一种粒子射束设备，其中可以借助粒子射束设备和相机来观察同一视场。
27、de 112015006181 b4描述了ccd相机拍摄样品台的图像，其中在所拍摄的图像上显示测量参考点。此外，de 10 2021 109 820 b3公开了如何用导航相机来拍摄光学图像。
28、所提及的解决方案的缺点是：相应地仅能够从一个视角对样品进行成像。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提出一种相机系统，其中能够仅用一个相机来对处于显微镜系统的样品室中的物体的至少两个不同视图进行成像。
2、该目的通过具有权利要求1所述特征的相机系统来实现。从属权利要求2至9给出了有利的设计方案。
3、此外，目的在于，提出一种方法，借助该方法能够用一个光学相机拍摄物体的多个视图。该目的通过根据权利要求10以及从属权利要求11至13所述的方法来实现。
4、此外，本发明包括一种根据权利要求14所述的计算机程序产品，该计算机程序产品促使显微镜系统执行根据本发明的方法。
5、本发明的基本认识在于：在使用反射镜元件和具有至少两个图像区域(以下被称为子像场)的相机的情况下，能够仅用一个光学相机来拍摄同一物体的两个不同视图。
6、子像场被理解为图像传感器(相机传感器)的关联区域，其中该区域包括多个像素。例如，子像场可以包括十个像素(例如1像素×10像素或2像素×5像素)。特别有利的是，子像场包括多于十个像素。
7、因此，相机的图像传感器具有至少两个子像场，其中使物体的一个视图直接成像至一个子像场，同时使物体的另一个视图经反射镜元件成像至另一个子像场。由此，例如可以同时或相继地用同一相机拍摄物体的俯视图和侧视图。
8、重要的是，因此相机可以检测至少两个不同视场，这些视场经不同的射束路径被成像。即，也就是说，成像光束被分成至少两道子射束。成像子射束的射束路径的不同之处在于：在第一射束路径上，子射束在反射性元件处被反射，从而使得第一子射束被偏转至另外的方向。即，这意味着，经第一射束路径被成像至图像传感器的第一子像场的成像光束首先沿第一方向传播并在被反射之后沿第二方向传播。
9、然而，第二射束路径的子射束没有被偏转，因而保持了第二子射束的初始方向。第二射束路径上子射束的方向一般来说对应于第一射束路径上子射束的第一方向。
10、但是还可设想的是，相机系统包括多个反射性元件并且图像传感器对应地包括多个子像场，从而使得可以使多于两个子射束经不同的射束路径而成像。
11、子像场可以在图像传感器的像场中相继布置或彼此重合。此外可设想的是，(根据具体的应用情形)部分像场保持未被使用。这具有如下优点：可以减小须被处理和传递的数据量。
12、被成像的物体可以是显微镜下的样品，即应借助于所使用的显微镜系统进行研究的样品，即例如应以电子显微镜或离子显微镜进行研究的样品。为此目的，通常在显微镜系统的样品室中提供样品。但是，借助根据本发明的相机系统被成像的物体还可以是显微镜系统的构造单元。即，在样品室中通常存在功能性的、可移动的构造单元(例如样品台、显微操作器、可移位的探测器或气体注入系统)，但是还存在静态的构造单元(如显微镜系统的物镜)。观察构造单元尤为重要，以避免发生碰撞。
13、所使用的相机有利地是光学相机。为了照亮样品室，可以在样品室的壁中设置透光的窗口或者使用特殊的照明单元，该照明单元被布置在样品室的内部。原理上，进行照明的波长范围应与相机的图像传感器的灵敏范围相互协调。
14、例如可以使用红外光源，该红外光源发射例如波长为950nm的红外光。用红外光来照亮物体，从而使得能够借助于对红外光敏感的相机来对物体进行成像。然而，通过红外照明仅能够产生黑白图像。
15、但是，为了获得彩色图像，还可以使用辐射可见光的照明单元。因此，例如可以使用白光源，通过该白光源以白光来照亮物体。于是可以借助于相机的对相对应的波长范围敏感的图像传感器来产生物体的彩色图像。
16、有利地，物体的相应获得的图像可以在显微镜系统的显示器上被显示并且如有必要还可以借助于评估和控制单元被存储。
17、根据本发明的相机系统可以被用于不同类型的显微镜系统中。显微镜系统例如可以是扫描电子显微镜(sem)、离子显微镜(fib)或fib-sem组合式设备。但是还可设想的是，相机系统被用于光学显微镜或x射线显微镜中。当显微镜系统具有不透光的样品室、由此使得使用者无法直接观察到样品和/或有碰撞风险的构造单元时，使用相机系统总是特别有意义的。
18、所使用的相机可以被布置在不同的地方，例如在样品室的内部或外部或者在样品室的壁处或壁中。
19、在此重要的是，将相机布置成使得该相机以其一部分视场看到反射镜面。另一部分视场看到反射镜面的旁边。因此，相机的视场被分成两个区域，这些区域可以被指配有不同的功能。因此，一个区域可以作为chamberscope相机运行，而另一个区域提供给导航相机。已被证明有利的是，在此反射镜面被布置成倾斜于相机的光轴，例如成45°的角度。
20、相机系统的反射镜元件可以被布置在成像射束路径之一上的不同位置处。
21、但是，除了进行图像记录的基本功能之外，反射镜元件还可以被用于在对物体、更确切地说是显微镜下的样品进行照明时有针对性地引导光。为此目的，反射镜元件还可以被设计成使其是成像射束路径的一部分且是借以照亮样品的照明射束路径的一部分。
22、在另一个实施方式中，结合将像场分成对应多个子像场来使用多个反射镜元件，从而使得可以同时从多于两个不同方向实现物体的视图。
23、此外，本发明包括用于拍摄显微镜系统中的物体的光学图像的方法，其中显微镜系统包括根据本发明的相机系统。借助于相机系统来拍摄物体的至少两个不同视图并使其在所使用的图像传感器的各个子像场上成像。