CN105225909A - 一种扫描电镜样品台定位装置及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描电镜样品台定位装置及其定位方法。本发明的定位装置包括：摄像头、图像采集系统调节架、图像采集系统基台、样品台座、定位样品、图像控制器和数据处理及输出系统；本发明通过引入定位样品台，结合图像采集与处理过程，采用扫描电镜样品台坐标系标定方法，实现了样品台上不同样品位置的定位，省去了在扫描电镜小视野中通过小范围移动样品台来进行样品寻找和定位的繁琐且易出错的过程，实现样品的准确、快速定位，极大提高了扫描电镜实验效率，能够为扫描电镜用户节省大量样品搜索与定位所花费的时间与费用。

Description

一种扫描电镜样品台定位装置及其定位方法

技术领域

本发明涉及扫描电镜样品制备，具体涉及一种扫描电镜样品台定位装置及其定位方法。

背景技术

扫描电子显微镜(简称扫描电镜)是用来观察、研究微米纳米尺度材料形貌、成分及光电特性的大型科学仪器。在使用扫描电镜观察所需研究的材料(样品)时，材料需要承载于扫描电镜的样品台上；样品台固定于扫描电镜样品台架上，通过操纵扫描电镜样品台架的空间位置来观察样品不同位置处的形貌、成分等特性。

为了观察样品台上的不同样品或同一样品上的不同位置，需要对所观察样品进行寻找和定位。目前，扫描电镜中定位样品往往根据扫描电镜视野中实际所观察到的区域特征来判定样品位置并进行视野区域内的小幅度移动。

由于扫描电镜通常用于观察微纳米尺度的材料结构，所以其观察视野往往非常小，在最小放大倍数(约30～40倍)下，视野也仅在毫米量级；而当在电镜中附加小视野的光阑后，比如FEINovaNanoSEM430扫描电镜的InLens模式，低真空高分辨模式，背散射模式等，最大的视野范围仅有百微米至几十微米量级。因此，在如此小的视野下进行数十毫米范围中样品的寻找是非常困难且费时的。

发明内容

为了实现扫描电镜中所观察样品的精确快速定位，本发明提供一种扫描电镜样品台定位装置及其定位方法，通过巧妙的设计实现扫描电镜中不同样品或样品不同部分处位置坐标的确定。

本发明的一个目的在于提供一种扫描电镜样品台定位装置。

本发明的扫描电镜样品台定位装置包括：摄像头、图像采集系统调节架、图像采集系统基台、样品台架、定位样品台、图像控制器和数据处理及输出系统；其中，在图像采集系统基台上分别安装样品台架和图像采集系统调节架；在样品台架上安装定位样品台；在图像采集系统调节架上正对着定位样品台的位置安装摄像头，通过图像采集系统调节架实现摄像头的高度调节和水平调节；摄像头通过数据传输线连接至图像控制器，采集定位样品台的图像数据；图像控制器再将图像数据传输至数据处理及输出系统；数据处理及输出系统对采集到的定位样品台的图像进行局域坐标系标定、扫描电镜样品台坐标系原点位置校正以及样品位置坐标计算及输出。

摄像头、数据传输线和图像控制器构成图像采集系统；其中，摄像头采用可见光摄像头或者红外摄像头，采集图像数据，具有固定的工作距离；摄像头通过数据传输线连接至图像控制器；图像控制器向摄像头发送数据采集指令，控制摄像头进行图像采集操作；摄像头采集图像完成后，将图像数据通过数据传输线传送至图像控制器；工作距离指摄像头得到清晰图像时，在摄像头镜头的光轴方向，摄像头镜头到所观察物的距离。

图像采集系统调节架包括：高度调节系统和水平调节系统；其中，水平调节系统固定于高度调节系统上，由高度调节系统调节水平调节系统的高度位置；摄像头刚性连接在图像采集系统调节架的水平调节系统上，通过图像采集系统调节架中的水平调节系统与图像采集系统调节架中的高度调节系统之间的刚性连接，由图像采集系统调节架中的高度调节系统来调节摄像头的高度，由图像采集系统调节架中的水平调节系统来调节摄像头的水平度。

高度调节系统包括齿轮、齿条、滑动导轨、滑块、齿轮转轴、齿轮转轴固定轴承和调节旋钮；其中，齿轮固定在齿轮转轴上；齿轮转轴固定在两个齿轮转轴固定轴承上；两个齿轮转轴固定轴承分别固定在滑动导轨的两侧；齿轮转轴的两端连接调节旋钮；齿轮与齿条相互咬合配合，构成齿轮齿条传动机构；齿条固定在滑块上，滑块夹在滑动导轨中；滑动导轨固定在图像采集系统基台上；通过调节旋钮带动齿轮转动，同时，齿轮转动带动齿条进行直线运动，与齿条固定的滑块在滑动导轨中进行直线运动，实现高度位置的调节。

水平调节系统包括固定连杆、连接固定板、调平定位板、调平定位板固定夹、调节顶丝和调节弹簧；其中，连接固定板通过固定连杆与高度调节系统的滑块刚性连接；连接固定板上开有多个螺纹通孔，在螺纹通孔内分别装配调节顶丝；调平定位板上与连接固定板相对的表面设置多个调节顶丝限位槽，多个调节顶丝限位槽与多个调节顶丝相配合，实现调平定位板与连接固定板之间的限位装配；通过调节连接固定板上的调节顶丝可以实现调平定位板的方向调节；调平定位板上与调平定位板固定夹相对的表面开设有调节弹簧定位槽，在调节弹簧定位槽内装配调节弹簧；在调平定位板固定夹上与调平定位板上的调节弹簧定位槽相对应开设有调节弹簧定位槽；调平定位板上的调节弹簧定位槽与调平定位板固定夹上的调节弹簧定位槽通过调节弹簧相互配合，实现弹性连接；调平定位板固定夹刚性连接在连接固定板上。通过调节连接固定板上的多个调节顶丝，实现调平定位板的水平调节。

图像采集系统基台包括：图像采集系统基台板、样品台架定位孔、定位固定螺纹孔和图像采集系统调节架固定夹；其中，图像采集系统基台板上开设有样品台架定位孔，样品台架通过样品台架定位孔固定在图像采集系统基台板上；图像采集系统基台板上还开设有定位固定螺纹孔，图像采集系统调节架通过图像采集系统调节架固定夹，固定在图像采集系统基台板上的定位固定螺纹孔上。

样品台架包括：多个定位支杆、样品台固定板和固定孔；其中，样品台固定板安装在多个定位支杆上；多个定位支杆与图像采集系统基台板上的样品台架定位孔相互配合，实现样品台架的定位；样品台固定板上开设有多个固定孔，定位样品台通过固定孔固定在样品台固定板上。

定位样品台包括：固定支杆、样品台板、十字定位线和两个定位孔；其中，固定支杆与样品台架中的样品台固定板上的开孔相互配合，样品台板通过固定支杆固定在样品台固定板上；样品台板上刻划有两条相互垂直的定位线，构成十字定位线，十字定位线的交叉点在样品台板的中心；在其中一条定位线上并且位于另一条定位线的两侧开设有两个定位孔，两个定位孔的中心间距离为预先设定的标准值，用于在数据处理及输出系统中标定定位样品台的局域坐标系的像素比例尺寸。

数据处理及输出系统用于图像处理和数据计算，包括图像采集接口部分、坐标系标定部分、坐标计算及输出部分；其中，图像采集接口部分接收图像控制器采集到的图像数据并呈现在显示屏上，实现图像数据的采集、存储及打开操作；图像采集接口部分所采集的图像是载有扫描电镜样品的定位样品台的俯视图像，能够清晰呈现定位样品台上的定位线和定位孔；坐标系标定部分依照定位样品台的图像数据中的定位线和定位孔实现二维平面直角坐标系(局域坐标系)的标定，以及该二维平面直角坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中的位置校正；坐标计算及输出部分依据需要计算出定位样品台的图像数据中各个样品或同一样品不同位置在扫描电镜样品台坐标系中的位置坐标。

本发明的另一个目的在于提供一种扫描电镜样品台的定位方法。

本发明的扫描电镜样品台的定位方法，包括以下步骤：

1)将待观察的扫描电镜样品粘接在定位样品台上，并且扫描电镜样品不能覆盖样品台板上的十字定位线的交叉点以及两个定位孔；

2)将载有扫描电镜样品的定位样品台下的固定支杆插入样品台架的样品台固定板上中心的固定孔中；

3)图像控制器控制摄像头进行图像采集，根据定位样品台的表面高度，通过图像采集系统调节架，调节摄像头的高度和水平度，得到定位样品台及其上扫描电镜样品的清晰无畸变的图像数据，在图像中能够清晰呈现定位样品台上的十字定位线和定位孔；

4)图像数据传输至数据处理及输出系统，通过数据处理及输出系统的图像采集接口读入所采集的载有扫描电镜样品的定位样品台的清晰图像，呈现在显示屏上；

5)将载有扫描电镜样品的定位样品台放入扫描电镜中，找到定位样品台上十字定位线的交叉点，并将交叉点移动至扫描电镜的观察视野范围的中心位置，在扫描电镜样品台坐标系中读出交叉点的坐标(Ox，Oy)；

6)通过数据处理及输出系统的坐标系标定部分标定扫描电镜样品台坐标系；

7)通过数据处理及输出系统的坐标计算及输出部分，确定各个样品位置在扫描电镜样品台坐标系中的位置坐标；

8)依据计算得到的样品的位置坐标列表，根据实验要求，将需要的样品位置的坐标(扫描电镜样品台坐标系中的实际样品位置坐标)输入到扫描电镜样品台位置控制系统中，从而实现需要的样品位置的寻找和定位。

其中，在步骤6)中，具体包括以下步骤：

a)标定图像数据中定位样品台的局域坐标系坐标轴：在图像上画一条线段，连接图像数据中定位样品台两定位孔中心，该线段两段延伸后作为定位样品台的局域坐标系X轴，线段右侧端点在X轴的正轴上，线段左侧端点在X轴的负轴上；线段的中点将落在十字定位线的交叉点处，即定位样品台的中心点，以该线段的中点作为局域坐标系原点；过线段的中点且与线段垂直的直线为居于坐标系Y轴，该直线在线段上方部分为Y轴的正轴，在线段下方部分为Y轴的负轴；

b)标定局域坐标系像素比例尺寸：测量连接图像数据中定位样品台两定位孔中心的线段的像素长度B，根据两定位孔中心的实际距离A，计算图像数据中单像素尺寸所代表的实际距离A/B，由此可以确定图像数据中定位样品台的局域坐标系坐标轴上每像素尺寸所代表的实际尺寸；

c)标定扫描电镜样品台坐标系：定位样品台上十字定位线的交叉点代表定位样品台局域坐标系的原点位置，由十字定位线的交叉点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标(Ox，Oy)确定局域坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标；将局域坐标系中各点坐标(x，y)同局域坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中坐标叠加得到(x+Ox，y+Oy)，即可得到扫描电镜样品台坐标系中相对应点的坐标。

在步骤7)中，具体包括以下步骤：

a)在图像数据中，依据实验要求确定待观察的多个不同的样品位置，读取这些样品位置点在定位样品台局域坐标系中的像素坐标，即该点到X坐标轴和Y坐标轴的垂直距离表示为以单像素尺寸为单位的像素长度，(Px，Py)；

b)确定样品位置点像素坐标在局域坐标系中的实际坐标，即以像素坐标乘以单像素尺寸所代表的实际距离(A/B)，得到((A/B)*Px，(A/B)*Py)；

c)确定样品位置点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标，即以样品位置点在局域坐标系中的实际坐标同局域坐标系原点在扫描电镜样品台坐标系中坐标叠加，得到((A/B)*Px+Ox，(A/B)*Py+Oy)；

d)依据上述方法步骤将图像数据中待观察样品位置在扫描电镜样品台坐标系中的位置坐标，以表格形式输出到计算机显示屏，从而完成坐标计算及输出。

本发明的优点：

本发明通过引入定位样品台，结合图像采集与处理过程，采用扫描电镜样品台坐标系标定方法，实现了样品台上不同样品位置的定位，省去了在扫描电镜小视野中通过小范围移动样品台来进行样品寻找和定位的繁琐且易出错的过程，实现样品的准确、快速定位，极大提高了扫描电镜实验效率，能够为扫描电镜用户节省大量样品搜索与定位所花费的时间与费用。

附图说明

图1为本发明的扫描电镜样品台定位装置的结构示意图，其中，(a)和(b)分别为两个不同角度的立体结构图；

图2为本发明的扫描电镜样品台定位装置中图像采集系统调节架的水平调节系统的结构示意图；

图3本发明的扫描电镜样品台定位装置的定位样品台的结构示意图；

图4本发明的扫描电镜样品台定位装置所采集到的图像数据的示意例。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本实施例的扫描电镜样品台定位装置包括：摄像头11、图像采集系统调节架、图像采集系统基台、样品台架、定位样品台、图像控制器和数据处理及输出系统；其中，在图像采集系统基台上分别安装样品台架和图像采集系统调节架；在样品台架上安装定位样品台；在图像采集系统调节架上正对着定位样品台的位置安装摄像头。图像控制器和数据处理及输出系统设置在计算机7中。

摄像头11、数据传输线12和图像控制器构成图像采集系统。

图像采集系统调节架包括：高度调节系统和水平调节系统；其中，水平调节系统固定于高度调节系统上；摄像头刚性连接在图像采集系统调节架的水平调节系统上。

高度调节系统包括齿轮21、齿条22、燕尾形滑动导轨23、燕尾形滑块24、齿轮转轴26、齿轮转轴固定轴承25和调节旋钮27；其中，齿轮21固定在齿轮转轴26上；齿轮转轴26固定在两个齿轮转轴固定轴承25上；两个齿轮转轴固定轴承25分别固定在滑动导轨的两侧；齿轮转轴26的两端连接调节旋钮27；齿轮21与齿条22相互咬合配合，构成齿轮齿条传动机构；齿条22固定在燕尾形滑块24上，燕尾形滑块夹在燕尾形滑动导轨23中；燕尾形滑动导轨23固定在图像采集系统基台。

如图2所示，水平调节系统包括固定连杆31、连接固定板32、调平定位板33、调平定位板固定夹34、调节顶丝35和调节弹簧36；其中，连接固定板通过固定连杆31与高度调节系统的燕尾形滑块24刚性连接；连接固定板32上开有多个螺纹通孔，在螺纹通孔内分别装配调节顶丝35；调平定位板33上与连接固定板32相对的表面设置多个调节顶丝限位槽，多个调节顶丝限位槽与多个调节顶丝35相配合，实现调平定位板33与连接固定板32之间的限位装配；调平定位板33上与调平定位板固定夹34相对的表面开设有调节弹簧定位槽，在调节弹簧定位槽内装配调节弹簧36；在调平定位板固定夹34上与调平定位板33上的调节弹簧定位槽相对应开设有调节弹簧定位槽；调平定位板上的调节弹簧定位槽与调平定位板固定夹上的调节弹簧定位槽通过调节弹簧36相互配合，实现弹性连接。摄像头11刚性连接在水平调节系统的调平定位板33上。

如图1所示，图像采集系统基台包括：图像采集系统基台板41、样品台架定位孔、定位固定螺纹孔和图像采集系统调节架固定夹42；其中，图像采集系统基台板41上开设有样品台架定位孔，样品台架通过样品台架定位孔固定在图像采集系统基台板41上；图像采集系统基台板41上还开设有定位固定螺纹孔，图像采集系统调节架的燕尾形滑动导轨23通过图像采集系统调节架固定夹42，固定在图像采集系统基台板41上的定位固定螺纹孔上。

如图1所示，样品台架包括：多个定位支杆51、样品台固定板52和固定孔；其中，样品台固定板52安装在多个定位支杆51上；多个定位支杆51与图像采集系统基台板41上的样品台架定位孔相互配合，实现样品台架的定位；样品台固定板52上开设有多个固定孔，定位样品台通过固定孔固定在样品台固定板52上。

定位样品台包括：固定支杆61、样品台板62、十字定位线63和两个定位孔64；其中，固定支杆61与样品台架中的样品台固定板上的开孔相互配合，样品台板62通过固定支杆固定在样品台固定板52上；样品台板上刻划有两条相互垂直的定位线，构成十字定位线63，十字定位线的交叉点在样品台板的中心；在其中一条定位线上并且位于另一条定位线的两端开设有两个定位孔64，如图3所示。

本实施例的扫描电镜样品台的定位方法，具体包括以下步骤：

1)将待观察的扫描电镜样品65粘接在定位样品台上，并且扫描电镜样品不能覆盖样品台板上的十字定位线的交叉点以及两个定位孔，两个定位孔22的中心间距离为所设定标准值20mm，不能将扫描电镜样品65覆盖至样品台板62上的相互垂直的十字定位线63的交叉点附近区域(以交叉点为圆心半径2mm圆形区域内)以及两个定位孔64。

2)将载有扫描电镜样品的定位样品台下的固定支杆61插入样品台架的样品台固定板52上中心的固定孔中。

3)图像控制器控制摄像头11进行图像采集，根据定位样品台的表面高度，通过图像采集系统调节架，调节摄像头的高度和水平度，得到定位样品台及其上扫描电镜样品的清晰无畸变的图像数据，在图像中能够清晰呈现定位样品台上的十字定位线63和定位孔64。

4)图像数据传输至数据处理及输出系统，通过数据处理及输出系统的图像采集接口读入所采集的载有扫描电镜样品65的定位样品台的清晰图像，呈现在显示屏上。

5)将载有扫描电镜样品65的定位样品台放入扫描电镜中，找到定位样品台上十字定位线63的交叉点，并将交叉点移动至扫描电镜的观察视野范围的中心位置，在扫描电镜样品台坐标系中读出交叉点的坐标(Ox，Oy)。

6)通过数据处理及输出系统的坐标系标定部分标定扫描电镜样品台坐标系：

a)标定图像数据中定位样品台的局域坐标系坐标轴：在图像上画一条线段，连接图像数据中定位样品台两定位孔中心，该线段两段延伸后作为定位样品台的局域坐标系X轴，线段右侧端点在X轴的正轴上，线段左侧端点在X轴的负轴上；线段的中点将落在十字定位线的交叉点处，即定位样品台的中心点，以该线段的中点作为局域坐标系原点；过线段的中点且与线段垂直的直线为居于坐标系Y轴，该直线在线段上方部分为Y轴的正轴，在线段下方部分为Y轴的负轴；

b)标定局域坐标系像素比例尺寸：测量连接图像数据中定位样品台两定位孔中心的线段的像素长度B，根据两定位孔中心的实际距离20mm，计算图像数据中单像素尺寸所代表的实际距离20/B(mm)，由此可以确定图像数据中定位样品台的局域坐标系坐标轴上每像素尺寸所代表的实际尺寸；

c)标定扫描电镜样品台坐标系：定位样品台上十字定位线的交叉点代表定位样品台局域坐标系的原点位置，由十字定位线的交叉点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标(Ox，Oy)确定局域坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标；将局域坐标系中各点坐标(x，y)同局域坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中坐标叠加得到(x+Ox，y+Oy)，即可得到扫描电镜样品台坐标系中相对应点的坐标。

7)通过数据处理及输出系统的坐标计算及输出部分，确定各个样品位置在扫描电镜样品台坐标系中的位置坐标：

a)在图像数据中，依据实验要求确定待观察的多个不同的样品位置，读取这些样品位置点在定位样品台局域坐标系中的像素坐标，即该点到X坐标轴和Y坐标轴的垂直距离表示为以单像素尺寸为单位的像素长度，(Px，Py)；

b)确定样品位置点像素坐标在局域坐标系中的实际坐标，即以像素坐标乘以单像素尺寸所代表的实际距离(A/B)，得到((A/B)*Px，(A/B)*Py)；

c)确定样品位置点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标，即以样品位置点在局域坐标系中的实际坐标同局域坐标系原点在扫描电镜样品台坐标系中坐标叠加，得到((A/B)*Px+Ox，(A/B)*Py+Oy)。

8)依据计算得到的样品的位置坐标列表，根据实验要求，将需要的样品位置的坐标(扫描电镜样品台坐标系中的实际样品位置坐标)输入到扫描电镜样品台位置控制系统中，从而实现需要的样品位置的寻找和定位。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种扫描电镜样品台定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：摄像头、图像采集系统调节架、图像采集系统基台、样品台架、定位样品台、图像控制器和数据处理及输出系统；其中，在图像采集系统基台上分别安装样品台架和图像采集系统调节架；在样品台架上安装定位样品台；在图像采集系统调节架上正对着定位样品台的位置安装摄像头，通过图像采集系统调节架实现摄像头的高度调节和水平调节；所述摄像头通过数据传输线连接至图像控制器，采集定位样品台的图像数据；所述图像控制器再将图像数据传输至数据处理及输出系统；所述数据处理及输出系统对采集到的定位样品台的图像进行局域坐标系标定、扫描电镜样品台坐标系原点位置校正以及样品位置坐标计算及输出。

2.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述图像采集系统调节架包括：高度调节系统和水平调节系统；其中，所述水平调节系统固定于高度调节系统上，由高度调节系统调节水平调节系统的高度位置；所述摄像头刚性连接在图像采集系统调节架的水平调节系统上，通过水平调节系统与高度调节系统之间的刚性连接，由高度调节系统来调节摄像头的高度，由水平调节系统来调节摄像头的水平度。

3.如权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述高度调节系统包括齿轮、齿条、滑动导轨、滑块、齿轮转轴、齿轮转轴固定轴承和调节旋钮；其中，所述齿轮固定在齿轮转轴上；所述齿轮转轴固定在两个齿轮转轴固定轴承上；两个齿轮转轴固定轴承分别固定在滑动导轨的两侧；齿轮转轴的两端连接调节旋钮；所述齿轮与齿条相互咬合配合，构成齿轮齿条传动机构；所述齿条固定在滑块上，滑块夹在滑动导轨中；所述滑动导轨固定在图像采集系统基台上；通过调节旋钮带动齿轮转动，同时，齿轮转动带动齿条进行直线运动，与齿条固定的滑块在滑动导轨中进行直线运动。

4.如权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述水平调节系统包括固定连杆、连接固定板、调平定位板、调平定位板固定夹、调节顶丝和调节弹簧；其中，所述连接固定板通过固定连杆与高度调节系统的滑块刚性连接；所述连接固定板上开有多个螺纹通孔，在螺纹通孔内分别装配调节顶丝；所述调平定位板上与连接固定板相对的表面设置多个调节顶丝限位槽，多个调节顶丝限位槽与多个调节顶丝相配合，实现调平定位板与连接固定板之间的限位装配；通过调节连接固定板上的调节顶丝实现调平定位板的方向调节；调平定位板上与调平定位板固定夹相对的表面开设有调节弹簧定位槽，在调节弹簧定位槽内装配调节弹簧；在调平定位板固定夹上与调平定位板上的调节弹簧定位槽相对应开设有调节弹簧定位槽；调平定位板上的调节弹簧定位槽与调平定位板固定夹上的调节弹簧定位槽通过调节弹簧相互配合，实现弹性连接；所述调平定位板固定夹刚性连接在连接固定板上。

5.如权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述图像采集系统基台包括：图像采集系统基台板、样品台架定位孔、定位固定螺纹孔和图像采集系统调节架固定夹；其中，所述图像采集系统基台板上开设有样品台架定位孔，所述样品台架通过样品台架定位孔固定在图像采集系统基台板上；所述图像采集系统基台板上还开设有定位固定螺纹孔，所述图像采集系统调节架通过图像采集系统调节架固定夹，固定在图像采集系统基台板上的定位固定螺纹孔上。

6.如权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述样品台架包括：多个定位支杆、样品台固定板和固定孔；其中，所述样品台固定板安装在多个定位支杆上；多个定位支杆与图像采集系统基台板上的样品台架定位孔相互配合，实现样品台架的定位；样品台固定板上开设有多个固定孔，定位样品台通过固定孔固定在样品台固定板上。

7.如权利要求6所述的定位装置，其特征在于，所述定位样品台包括：固定支杆、样品台板、十字定位线和两个定位孔；其中，所述固定支杆与样品台架中的样品台固定板上的开孔相互配合，所述样品台板通过固定支杆固定在样品台固定板上；所述样品台板上刻划有两条相互垂直的定位线，构成十字定位线，十字定位线的交叉点在样品台板的中心；在其中一条定位线上并且位于另一条定位线的两侧开设有两个定位孔，两个定位孔的中心间距离为预先设定的标准值。

8.一种扫描电镜样品台的定位方法，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：

1)将待观察的扫描电镜样品粘接在定位样品台上，并且扫描电镜样品不能覆盖样品台板上的十字定位线的交叉点以及两个定位孔；

2)将载有扫描电镜样品的定位样品台的固定支杆插入样品台架的样品台固定板上的固定孔中；

3)图像控制器控制摄像头进行图像采集，根据定位样品台的表面高度，通过图像采集系统调节架，调节摄像头的高度和水平度，得到定位样品台及其上扫描电镜样品的清晰无畸变的图像数据，在图像中能够清晰呈现定位样品台上的十字定位线和定位孔；

4)图像数据传输至数据处理及输出系统，通过数据处理及输出系统的图像采集接口读入所采集的载有扫描电镜样品的定位样品台的清晰图像，呈现在显示屏上；

5)将载有扫描电镜样品的定位样品台放入扫描电镜中，找到定位样品台上十字定位线的交叉点，并将交叉点移动至扫描电镜的观察视野范围的中心位置，在扫描电镜样品台坐标系中读出交叉点的坐标(Ox，Oy)；

6)通过数据处理及输出系统的坐标系标定部分标定扫描电镜样品台坐标系；

7)通过数据处理及输出系统的坐标计算及输出部分，确定各个样品位置在扫描电镜样品台坐标系中的位置坐标；

8)依据计算得到的样品的位置坐标列表，根据实验要求，将需要的扫描电镜样品台坐标系中的实际的扫描电镜样品位置坐标，输入到扫描电镜样品台位置控制系统中，从而实现需要的扫描电镜样品位置的寻找和定位。

9.如权利要求8所述的定位方法，其特征在于，在步骤6)中，具体包括以下步骤：

a)标定图像数据中定位样品台的局域坐标系坐标轴：在图像上画一条线段，连接图像数据中定位样品台两定位孔中心，该线段两段延伸后作为定位样品台的局域坐标系X轴，线段右侧端点在X轴的正轴上，线段左侧端点在X轴的负轴上；线段的中点将落在十字定位线的交叉点处，即定位样品台的中心点，以该线段的中点作为局域坐标系原点；过线段的中点且与线段垂直的直线为居于坐标系Y轴，该直线在线段上方部分为Y轴的正轴，在线段下方部分为Y轴的负轴；

b)标定局域坐标系像素比例尺寸：测量连接图像数据中定位样品台两定位孔中心的线段的像素长度B，根据两定位孔中心的实际距离A，计算图像数据中单像素尺寸所代表的实际距离A/B，由此确定图像数据中定位样品台的局域坐标系坐标轴上每像素尺寸所代表的实际尺寸；

c)标定扫描电镜样品台坐标系：定位样品台上十字定位线的交叉点代表定位样品台局域坐标系的原点位置，由十字定位线的交叉点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标(Ox，Oy)确定局域坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标；将局域坐标系中各点坐标(x，

y)同局域坐标系的原点在扫描电镜样品台坐标系中坐标叠加得到(x+Ox，y+Oy)，即得到扫描电镜样品台坐标系中相对应点的坐标。

10.如权利要求8所述的定位方法，其特征在于，在步骤7)中，具体包括以下步骤：

a)在图像数据中，依据实验要求确定待观察的多个不同的样品位置，读取这些样品位置点在定位样品台局域坐标系中的像素坐标，即该点到X坐标轴和Y坐标轴的垂直距离表示为以单像素尺寸为单位的像素长度，(Px，Py)；

b)确定样品位置点像素坐标在局域坐标系中的实际坐标，即以像素坐标乘以单像素尺寸所代表的实际距离(A/B)，得到((A/B)*Px，(A/B)*Py)；

c)确定样品位置点在扫描电镜样品台坐标系中的坐标，即以样品位置点在局域坐标系中的实际坐标同局域坐标系原点在扫描电镜样品台坐标系中坐标叠加，得到((A/B)*Px+Ox，(A/B)*Py+Oy)；

d)依据上述方法步骤将图像数据中待观察样品位置在扫描电镜样品台坐标系中的位置坐标，以表格形式输出到计算机显示屏，从而完成坐标计算及输出。