CN216900172U

CN216900172U - 一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置

Info

Publication number: CN216900172U
Application number: CN202121469530.2U
Authority: CN
Inventors: 姚烨; 孙超; 胡长城
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2031-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，属于扫描电镜分析装置技术领域，包括扫描电镜装置、外置光学成像设备及电脑；扫描电镜装置与外置光学成像设备均与电脑连接，实现数据互通；所述扫描电镜装置由主机及样品交换仓组成，样品交换仓位于主机上，样品交换仓内设置有样品台。所述外置光学成像设备用于采集样品台全貌图。通过分别采集扫描电镜图像和样品台全貌图的对应三对点，完成对中，实现样品定位和导航。此装置不改造电镜结构，不受特定样品台限制，不额外占用空间，不需要坐标数据处理系统。即可低成本运行在现有设备上，随时导航和定位样品。尤其擅长解决样品数目过多的情况，节约时间，便捷灵活。

Description

一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置

技术领域

本实用新型属于扫描电镜分析装置技术领域，具体涉及一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置。

背景技术

扫描电子显微镜是表征材料形貌信息的大型贵重仪器。为节约测试时间成本和经济成本，通常采用大样品台以承载更多个数的样品。然而，在默认工作距离8mm下，电镜即使在最小放大倍数30倍下，视野也仅约为5mm×4mm大小，探测不了小样品台全貌，更别说大样品台全貌了。当样品个数较多时(如50个)，显然很难在此小视野范围找到样品。这极大地耽误了测试时间。

现有技术中，通过获得厂家开发软硬件权限，往往价格高昂且权限不易获得，实施困难。或者需要电镜外置的大的图像采集系统和坐标数据处理系统，同样造价较高、占用空间、实施复杂且需要特定样品台。因此，开发出一套结构紧凑、使用灵活的外置导航定位装置，满足对大数量样品进行扫描电镜的测试，可大大方便本领域的测试过程并节约成本。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的是为扫描电镜提供一种低成本且便捷的样品导航和定位装置。此装置不改造电镜结构，不受特定样品台限制，不额外占用空间，不需要额外坐标数据处理系统，即可低成本运行在现有设备上，随时导航和定位标记和未标记的样品，均适用于样品数目多或少的情况，节约时间和经济成本，便捷灵活。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，包括扫描电镜装置、外置光学成像设备及电脑；扫描电镜装置与外置光学成像设备均与电脑连接，实现数据互通；所述扫描电镜装置由主机及样品交换仓组成，样品交换仓位于主机上，样品交换仓内设置有样品台，所述外置光学成像设备用于采集样品台全貌图像，电脑通过分别采集扫描电镜图像和样品台图像的对应三对点，完成对中，实现样品定位和导航。

优选地，所述扫描电镜装置通过数据线与电脑连接，所述外置光学成像设备通过数据线或局域网与电脑连接。

优选地，所述外置光学成像设备用为手机、工业相机、数码相机或带摄像头的平板电脑。

优选地，所述外置光学成像设备位于样品台正上方。

优选地，所述外置光学成像设备通过立柱固定在扫描电镜装置的主机上。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型可对满足电镜本身条件限制的任意样品台的定位，从而不受特定标识样品台限制，不受样品台形状限制，不受样品台尺寸限制。

本实用新型用于采集样品台全貌图的外置图像采集设备，仅满足可以对样品台全貌成像即可，要求少，可替代设备多，方便灵活成本低。

本实用新型中，手机拍摄的位置不一定是将样品台放置的样品交换仓上，由于手机取用灵活，可以在任意位置处完成上述操作，如桌面，地面等。

本实用新型中，手机摄像头与样品台平面不局限于平行，可成一定角度。平行是一种优选方案，此时无视线遮挡，定位更准。

本实用新型通过定位样品全貌图不共线三点和扫描电镜图相对应的不共线三点，即可完成这两个平面的对中，从而不需要输入位置坐标，直接点击样品全貌图的样品位置，完成样品定位。

本实用新型扫描电镜采集的图像方向(即XY轴方向，水平面方向)，可以不与样品台方向(即XY轴方向，水平面方向)一致，增加了样品台放置的灵活度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型节省了成本投入，操作简单灵活，即可完成大数目样品的定位和导航，且可以在测试过程中，随时定位整个样品台全貌图的各个位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置在图像采集装置下的样品台全貌图示意图；

图3为本实用新型的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置在扫描电镜下的图像,(a)是图像采集装置位置A_p处扫描电镜视野示意图；(b)是图像采集装置位置B_p处扫描电镜视野示意图；(c)是图像采集装置位置C_p处扫描电镜视野示意图；

图4是本实用新型在任意位置处的一个实施例的显示界面的示意图。(a)方框处放大倍数相对较小的示意图；(b)是方框处放大倍数较大的示意图；

图中：扫描电镜主体1、样品交换仓2、样品台3、手机4、立柱5、数据线6、电脑7。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本实用新型所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本实用新型的具体实施方式如下：

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，包括扫描电镜装置、外置光学成像设备及电脑7；扫描电镜装置与外置光学成像设备均与电脑7连接，实现数据互通；所述扫描电镜装置由主机1及样品交换仓2组成，样品交换仓2位于主机1上，样品交换仓2内设置有样品台3，所述外置光学成像设备4固定在扫描电镜装置的主机1上，与样品台3平面平行，用于采集样品台3上的图像。

所述扫描电镜装置与外置光学成像设备均通过数据线6与电脑7连接。

所述外置光学成像设备用为手机、工业相机、数码相机或带摄像头的平板电脑。

所述外置光学成像设备位于样品台正上方。

所述外置光学成像设备通过立柱5固定在扫描电镜装置的主机1上。

本实用新型的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置的工作原理如下：

首先，将手机与电脑相连，以使电脑能够得到手机采集到的样品台全貌图。具体采集过程如下：将样品台放到打开的样品交换仓内，立柱固定在水平的实验台上；接着，将手机固定在立柱上，这样手机摄像头平面就和样品台平面平行，增加定位精度，调节立柱高度，使手机摄像头能够拍摄样品台全貌。之后，将样品台送进样品仓，将扫描电镜与同一台电脑相连，以使电脑上能够显示扫描电镜图像。在这一过程中，手机拍摄的位置不一定是将样品台放置的样品交换仓上，由于手机取用灵活，可以在与样品台面平行的任意位置处完成上述操作，如桌面，地面等。这一过程中，样品台不限于特定标识样品台，因为拍摄到的是样品台全貌图，可以很容易判断出是哪个样品。样品台也不限于形状，可以是圆形台也可以是方形台等。

用手机拍摄制好样的样品台全貌图，如图2所示。接着，将样品台全貌图像传输至连接扫描电镜信号的电脑后，将该图输入到扫描电镜样品台位置控制系统中，在此图上标定不在同一直线上的三点A_p，B_p，C_p，确定平面一。并在一个2英寸的样品台上粘贴了53个样品，每一个黑色小块代表制备的一个样品。其中，有三个特殊形状的样品方便接下来的对中，旁边的数字方便在没有特殊形状样品时，作为特征标识。由于，电镜默认视野中心即为样品台中心，为方便找样，通常这三点在样品中心附近。在这一个过程中，原则上这些数字记号可以是其他标记(如字母等)，也可以没有标记，因为样品在粘贴过程中，导电胶形状总是不同的，可以剪成不同形状来区分。

接着，将样品台送到电镜样品仓中。此时通常将电镜放大倍数调至低倍，但不局限于某一特定放大倍数。如图3所示，在扫描电镜默认工作距离的最大视野下，寻找图2标定的三点，在扫描电镜视野下标定为A_s，B_s，C_s，确定平面二。控制系统对这两个平面进行对中。对中后，即可实现样品台全貌图与扫描电镜图位置的一一对应关系。通过点击样品全貌图的任意位置，即可定位到该位置，从而在任意放大倍数下拍摄该处样品。图4是本实用新型的一个实施例的显示界面的示意图。点击样品全貌图任意位置，扫描电镜视野即可移动到该处。由于是低倍找样，图4(a)即是放大倍数相对较小的示意图；红色框即为待定位的位置，箭头指向即为扫描电镜视野，(b)是该位置处放大倍数较大的示意图；

通过上述步骤定位样品的位置，不需要手动输入坐标，即可通过点击样品全貌图任意位置从而实现快速定位。此外，由于能时刻看见样品台全貌，从而实现全部样品的定位。结果上，实现这一过程仅仅增加了不到五分钟的时间，大大节约了测试时间；而且利用手机作为摄像头，节约了经济成本。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims

1.一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，包括扫描电镜装置、外置光学成像设备及电脑；扫描电镜装置与外置光学成像设备均与电脑连接，实现数据互通；所述扫描电镜装置由主机及样品交换仓组成，样品交换仓位于主机上，样品交换仓内设置有样品台，所述外置光学成像设备用于采集样品台全貌图像，电脑通过分别采集扫描电镜图像和样品台图像的对应三对点，完成对中，实现样品定位和导航。

2.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，外置光学成像设备的摄像头与样品台平面平行。

3.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，所述扫描电镜装置通过数据线与电脑连接。

4.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，所述外置光学成像设备通过数据线或局域网与电脑连接。

5.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，所述外置光学成像设备用为手机、工业相机、数码相机、带摄像头的平板电脑。

6.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，所述外置光学成像设备位于样品台上方。

7.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，所述外置光学成像设备通过立柱固定在扫描电镜装置的主机上。

8.如权利要求1所述的一种适用于扫描电镜与光学相机联用的样品定位导航装置，其特征在于，所述对应三对点为样品台全貌图不共线三点，以及扫描电镜图像中与其对应的三点。