CN106770690B - 一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置及校准方法 - Google Patents

一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置及校准方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置及校准方法，包括光栅测量系统、超声扫描显微镜、直线位移自动平移机构和校准平台，其中，所述直线位移自动平移机构安装在校准平台上，在校准平台上还安装有光栅测量系统，所述超声扫描显微镜正对校准平台，所述超声扫描显微镜和光栅测量系统均与计算机连接；校准时通过超声扫描显微镜扫描标准试块上相邻两幅图像指定点的像素灰度差值，计算出相应的实际尺寸值，并与光栅测量系统测量的直线位移自动平移机构的相应位移量进行比对，即可完成成像分辨力特性校准；本发明解决了目前超声扫描显微镜成像分辨力测量特性校准时标准试块安装困难以及对成像分辨力测量特性评价不全面等问题。

Description

一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置及校准方法
技术领域
本发明涉及一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置及校准方法，属于仪器设备校准技术领域。
背景技术
超声扫描显微镜主要用于物料检测（IQC）、失效分析（FA）、质量控制（QC）、质量保证及可靠性（QA/REL）、研发（R&D）等领域，可在不破坏物料电气性能和结构完整性的前提下进行检测，其量值准确与否直接关系到相关产品性能检测结果的准确性，扫描分辨力水平决定了超声扫描显微检测系统的检测能力，分辨力特性校准主要是用于验证检测系统的检测能力。通过对超声扫描显微检测系统成像分辨力特性和成像几何尺寸测量性能进行校准来进行检测系统的图像几何尺寸检测能力的验证，成像分辨力特性主要是研究检测系统的图像最小识别能力， 因此，设计一种装夹、安装方便的校准装置，对成像分辨力特性的校准工装具有非常重要的现实意义。
超声扫描显微镜成像分辨力特性的校准目前主要采用标准试块进行，使用时通过扫描标准试块横向截面图像来评价其成像分辨力测量特性，这种成像分辨力特性的校准存在如下问题：（1）标准试块数量有限，其测量数据样本量少，无法全面进行评价；（2）微小尺寸标准试块的加工及其困难，价格高昂，且无法装卡，因而对成像分辨力测量特性的校准不全面，不能保证其量值溯源结果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置及校准方法，以解决目前超声扫描显微镜成像分辨力测量特性校准时标准试块安装困难以及对成像分辨力测量特性评价不全面等问题。
本发明的技术方案：一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置，包括光栅测量系统、超声扫描显微镜、直线位移自动平移机构和校准平台，其中，所述直线位移自动平移机构安装在校准平台上，在校准平台上还安装有光栅测量系统，所述超声扫描显微镜正对校准平台，所述超声扫描显微镜和光栅测量系统均与计算机连接。
所述直线位移自动平移机构包括用于安装标准试块的平移块、丝杠和电机，其中，平移块安装在丝杠上，丝杠与电机连接。
所述电机的控制端口与计算机连接。
所述超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置的校准方法包括以下步骤：
步骤1：将标准试块通过平移块安装在直线位移自动平移机构上；
步骤2：通过超声扫描显微镜扫描标准试块的图像，并分析计算标准试块指定边缘的灰度图像；
步骤3：控制直线位移自动平移机构进行均匀移动，然后再通过超声扫描显微镜扫描关于标准试块的图像；
步骤4：分析计算出标准试块相邻两幅图像指定点的像素灰度差值，计算出相应的实际尺寸值；
步骤5：将前述实际尺寸值与光栅测量系统测量的直线位移自动平移机构的相应位移量进行比对，即可完成成像分辨力特性校准。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明具有结构简单和实现方便的优点，能够实现标准试块的快速安装和调整。
（2）本发明利用直线位移自动平移机构可产生大量的测量数据，其样本量完全满足校准需求，
（3）本发明提高了超声扫描显微镜成像分辨力测量特性校准的可靠性，提高了校准效率，解决了超声扫描显微镜成像分辨力测量特性校准时标准试块安装困难以及对成像分辨力测量特性评价不全面等问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的校准原理框图；
图中：1-校准平台，2-标准试块，3-丝杠，4-电机，5-数据采集和电机控制系统，6-计算机，7-光栅测量系统，8-超声扫描显微镜，9-平移块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1，本发明超声扫描显微镜8成像分辨力特性校准装置，包括光栅测量系统7、超声扫描显微镜8、直线位移自动平移机构和校准平台1，其中，直线位移自动平移机构安装在校准平台1上，在校准平台1上还安装有光栅测量系统7，超声扫描显微镜8正对校准平台1；直线位移自动平移机构包括用于安装标准试块2的平移块9、丝杠3和电机4，其中，平移块9安装在丝杠3上，丝杠3与电机4连接。
所述超声扫描显微镜8与计算机6连接，在计算机6内安装有扫描成像成像系统。
所述光栅测量系统7和电机4控制端口通过数据采集和电机控制系统5与计算机6连接。
所述计算机6内安装有校准软件。
如图2，所述超声扫描显微镜8成像分辨力特性校准装置的校准方法包括以下步骤：
步骤1：将标准试块2通过平移块9安装在直线位移自动平移机构上；
步骤2：通过超声扫描显微镜8扫描标准试块2的图像，并分析计算标准试块2指定边缘的灰度图像；
步骤3：控制直线位移自动平移机构进行均匀移动，然后再通过超声扫描显微镜8扫描关于标准试块2的图像；
步骤4：分析计算出标准试块2相邻两幅图像指定点的像素灰度差值，计算出相应的实际尺寸值；
步骤5：将前述实际尺寸值与光栅测量系统7测量的直线位移自动平移机构的相应位移量进行比对，即通过校准软件的比对校准，即可完成成像分辨力特性校准。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置的校准方法，所述校准装置包括光栅测量系统（7）、超声扫描显微镜（8）、直线位移自动平移机构和校准平台（1），其中，所述直线位移自动平移机构安装在校准平台（1）上，在校准平台（1）上还安装有光栅测量系统（7），所述超声扫描显微镜（8）正对校准平台（1），所述超声扫描显微镜（8）和光栅测量系统（7）均与计算机（6）连接，所述直线位移自动平移机构包括用于安装标准试块（2）的平移块（9）、丝杠（3）和电机（4），其特征在于，所述校准装置的校准方法包括以下步骤：
步骤1：将标准试块（2）通过平移块（9）安装在直线位移自动平移机构上；
步骤2：通过超声扫描显微镜（8）扫描标准试块（2）的图像，并分析计算标准试块（2）指定边缘的灰度图像；
步骤3：控制直线位移自动平移机构进行均匀移动，然后再通过超声扫描显微镜（8）扫描关于标准试块（2）的图像；
步骤4：分析计算出标准试块（2）相邻两幅图像指定点的像素灰度差值，计算出相应的实际尺寸值；
步骤5：将前述实际尺寸值与光栅测量系统（7）测量的直线位移自动平移机构的相应位移量进行比对，即可完成成像分辨力特性校准。
2.根据权利要求1所述的超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置的校准方法，其特征在于：平移块（9）安装在丝杠（3）上，丝杠（3）与电机（4）连接。
3.根据权利要求1所述的超声扫描显微镜成像分辨力特性校准装置的校准方法，其特征在于：所述电机（4）的控制端口与计算机（6）连接。
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