權(quán)利要求書(shū)： 1.一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，其特征在于，首先在樣品臺(tái)上標(biāo)記一個(gè)長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)，在電鏡中記錄四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在視場(chǎng)中心時(shí)樣品臺(tái)的坐標(biāo)信息，隨后粘貼樣品，粘貼樣品時(shí)需將四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)露出，并在樣品臺(tái)正上方對(duì)粘貼樣品后的樣品臺(tái)成像，然后讀取四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)和樣品放置在成像照片中的坐標(biāo)信息，利用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)系變化計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標(biāo)信息，最后在樣品臺(tái)控制面板內(nèi)輸入樣品位置信息實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航。

2.如權(quán)利要求1所述的一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，其特征在于，對(duì)樣平臺(tái)成像以及計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標(biāo)信息均在同一個(gè)一體裝置中進(jìn)行。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，其特征在于，所述一體裝置為手機(jī)。

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，其特征在于，所述利用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)系變化計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標(biāo)信息，具體包括：若樣品臺(tái)上標(biāo)記的四個(gè)點(diǎn)為O、X、Y和M，其中 且 且在電鏡中四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在視場(chǎng)中心時(shí)坐標(biāo)信息為Os(Osx，Osy)、Xs(Xsx，Xsy)、Ys(Ysx，Ysy)、Ms(Msx，Msy)，其中下標(biāo)s代表電鏡樣品室坐標(biāo)系下個(gè)點(diǎn)的位置，下標(biāo)x和y分別代表橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；

當(dāng)四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)和某個(gè)樣品放置在成像照片中的坐標(biāo)信息為Oi(Oix，Oiy)、Xi(Xix，Xiy)、Yi(Yix，Yiy)、Mi(Mix，Miy)、P1i(P1ix，P1iy)時(shí)，其中下標(biāo)i代表手機(jī)圖像坐標(biāo)系下各點(diǎn)的位置，下標(biāo)x和y分別代表橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；則該樣品在電鏡坐標(biāo)系下的位置P1通過(guò)以下公式計(jì)算得出：

其中P1s(P1sx，P1sy)表示樣品在電鏡坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。

說(shuō)明書(shū)： 一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及電子顯微鏡(簡(jiǎn)稱(chēng)電鏡)表征領(lǐng)域，特別涉及一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)[0002] 電子顯微鏡樣品腔室為真空狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法直接觀察到樣品的放置位置，而電子光路系統(tǒng)的最小放大倍率也達(dá)到了20倍作用的放大效果且低倍下二次電子像畸變

嚴(yán)重，由此電子顯微鏡的樣品位置導(dǎo)航功能顯得尤為重要。常見(jiàn)的掃描電鏡樣品導(dǎo)航功能

多由生產(chǎn)廠家配置，一部分廠家通過(guò)記錄標(biāo)準(zhǔn)樣品臺(tái)的特定位置坐標(biāo)，使用時(shí)將樣品放在

該特定位置，通過(guò)配套軟件驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)馬達(dá)將樣品移動(dòng)到該坐標(biāo)下實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能，另外一

部分廠家通過(guò)在樣品倉(cāng)室安裝CCD，通過(guò)CCD成像和內(nèi)置軟件實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航。對(duì)于無(wú)開(kāi)發(fā)電

子顯微鏡權(quán)限的單位和個(gè)人，往往只有通過(guò)改良樣品臺(tái)定位特殊樣品位置，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)多

樣品的導(dǎo)航。廠家的樣品導(dǎo)航系統(tǒng)依賴(lài)軟、硬件的升級(jí)，從而導(dǎo)致價(jià)格高昂，且往往無(wú)法對(duì)

老舊的電子顯微鏡進(jìn)行升級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，用以解決未配置導(dǎo)航裝置的電子顯微鏡難以實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航的問(wèn)題。

[0004] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：首先在樣品臺(tái)上標(biāo)記一個(gè)長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)，在電鏡中記錄四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在視場(chǎng)中心時(shí)樣品臺(tái)的坐標(biāo)信息，隨后粘貼樣品，粘貼

樣品時(shí)需將四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)露出，并在樣品臺(tái)正上方對(duì)粘貼樣品后的樣品臺(tái)成像，然后讀取四

個(gè)標(biāo)記點(diǎn)和樣品放置在成像照片中的坐標(biāo)信息，利用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)系變化計(jì)算出樣品位置

在掃描電鏡中的坐標(biāo)信息，最后在樣品臺(tái)控制面板內(nèi)輸入樣品位置信息實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航。

[0005] 由于電子顯微鏡為大型分析設(shè)備，為了預(yù)防電腦病毒等，一般進(jìn)行了物理隔離，無(wú)法實(shí)時(shí)上傳圖片或者利用程序處理數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明的系統(tǒng)通常需要準(zhǔn)備一個(gè)成像設(shè)備和

一個(gè)具備程序處理能力的計(jì)算設(shè)備，而為了簡(jiǎn)化硬件，以及簡(jiǎn)化工作人員的操作，本發(fā)明優(yōu)

選將成像設(shè)備和計(jì)算設(shè)備整合成一體設(shè)備，從而一體設(shè)備成像之后還可以之間在一體設(shè)備

中計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡的坐標(biāo)信息。

[0006] 進(jìn)一步的，考慮到現(xiàn)在的人們一般都是隨身攜帶手機(jī)且手機(jī)具備程序處理能力，本發(fā)明優(yōu)選將手機(jī)作為上述的一體設(shè)備。

[0007] 進(jìn)一步的，根據(jù)實(shí)施例，所述利用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)系變化計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標(biāo)信息，具體可包括：

[0008] 若樣品臺(tái)上標(biāo)記的四個(gè)點(diǎn)為O、X、Y和M，其中 且 且在電鏡中四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在視場(chǎng)中心時(shí)坐標(biāo)信息為Os(Osx，Osy)、Xs(Xsx，Xsy)、Ys(Ysx，Ysy)、Ms(Msx，Msy)，

其中下標(biāo)s代表電鏡樣品室坐標(biāo)系下個(gè)點(diǎn)的位置；

[0009] 當(dāng)四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)和某個(gè)樣品放置在成像照片中的坐標(biāo)信息為Oi(Oix，Oiy)、Xi(Xix，Xiy)、Yi(Yix，Yiy)、Mi(Mix，Miy)、P1i(P1ix，P1iy)時(shí)，其中下標(biāo)i代表手機(jī)圖像坐標(biāo)系下各點(diǎn)

的位置，下標(biāo)x和y分別代表橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；則該樣品在電鏡坐標(biāo)系下的位置P1通過(guò)以下

公式計(jì)算得出：

[0010][0011][0012][0013] 其中P1s(P1sx，P1sy)表示樣品在電鏡坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。[0014] 本發(fā)明的有益效果是：[0015] 1.本發(fā)明基于手機(jī)成像和程序計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)個(gè)人智能手機(jī)或電腦完成電子顯微鏡樣品導(dǎo)航功能，對(duì)設(shè)備軟硬件需求低，且普適性好。

[0016] 2.本發(fā)明基于精確的坐標(biāo)信息實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，導(dǎo)航精度高。附圖說(shuō)明[0017] 圖1為標(biāo)記長(zhǎng)方形頂點(diǎn)的樣品臺(tái)示意圖。[0018] 圖2為樣品在樣品臺(tái)照片中的位置示意圖。具體實(shí)施方式[0019] 為了解決未配置導(dǎo)航裝置的老舊電子顯微鏡難以實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，首先在樣品臺(tái)上標(biāo)記一個(gè)長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)，在電鏡中

記錄四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)在視場(chǎng)中心時(shí)樣品臺(tái)的坐標(biāo)信息，隨后粘貼樣品，粘貼樣品時(shí)需將四個(gè)標(biāo)

記點(diǎn)露出，并在樣品臺(tái)正上方對(duì)粘貼樣品后的樣品臺(tái)成像，然后讀取四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)和樣品放

置在成像照片中的坐標(biāo)信息，利用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)系變化計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡中的坐

標(biāo)信息，最后在樣品臺(tái)控制面板內(nèi)輸入樣品位置信息實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航。

[0020] 由于電子顯微鏡為大型分析設(shè)備，為了預(yù)防電腦病毒等，一般進(jìn)行了物理隔離，無(wú)法實(shí)時(shí)上傳圖片或者利用程序處理數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明的系統(tǒng)通常需要準(zhǔn)備一個(gè)成像設(shè)備和

一個(gè)具備程序處理能力的計(jì)算設(shè)備，而為了簡(jiǎn)化硬件，以及簡(jiǎn)化工作人員的操作，本發(fā)明優(yōu)

選將成像設(shè)備和計(jì)算設(shè)備整合成一體設(shè)備，從而一體設(shè)備成像之后還可以之間在一體設(shè)備

中計(jì)算出樣品位置在掃描電鏡的坐標(biāo)信息。如果成像設(shè)備與計(jì)算設(shè)備為單獨(dú)的設(shè)備，則成

像設(shè)備可以是手機(jī)、平板、數(shù)碼相機(jī)等各種拍照裝置，計(jì)算設(shè)備可以是臺(tái)式電腦或者筆記本

電腦。

[0021] 進(jìn)一步的，考慮到現(xiàn)在的人們一般都是隨身攜帶手機(jī)且手機(jī)具備程序處理能力，本發(fā)明優(yōu)選將手機(jī)作為上述的一體設(shè)備。

[0022] 以下通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。[0023] 實(shí)施例提供一種基于手機(jī)成像的掃描電鏡樣品導(dǎo)航方法，用以實(shí)現(xiàn)掃描電鏡(尤其是未配置導(dǎo)航裝置的老舊電子顯微鏡)多樣品的快速和精準(zhǔn)定位，具體方案如下：

[0024] 步驟一：在掃描電鏡樣品臺(tái)上標(biāo)記三個(gè)點(diǎn)O、X、Y，其中 且 此外再標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)M，如圖1所示使得O、X、Y和M四點(diǎn)連線構(gòu)成長(zhǎng)方形；

[0025] 步驟二：在做過(guò)標(biāo)記的樣品臺(tái)上粘貼樣品，注意不要遮擋住四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，將樣品臺(tái)水平放置在桌面上，利用手機(jī)照相功能在樣品臺(tái)正上方進(jìn)行拍照，拍照時(shí)保證照片內(nèi)的O、

X、Y三個(gè)點(diǎn)盡可能地保持 且 這里可利用手機(jī)相機(jī)網(wǎng)格工具協(xié)助拍照；

[0026] 步驟三：記錄O、X、Y、M和粘貼樣品區(qū)域幾何中心在手機(jī)照片內(nèi)的坐標(biāo)信息，如圖2所示這里以7個(gè)粘貼樣品區(qū)域?yàn)槔M(jìn)行說(shuō)明，手機(jī)照片內(nèi)的坐標(biāo)信息標(biāo)示為Oi(Oix，Oiy)、Xi

(Xix，Xiy)、Yi(Yix，Yiy)、Mi(Mix，Miy)、P1i(P1ix，P1iy)、P2i(P2ix，P2iy)…P7i(P7ix，P7iy)，下

標(biāo)i代表手機(jī)圖像坐標(biāo)系下各點(diǎn)的位置，下標(biāo)x和y分別代表橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；

[0027] 步驟四：將樣品放入電鏡樣品室，分別記錄O、X、Y和M在電鏡視場(chǎng)正中心時(shí)樣品臺(tái)的位置坐標(biāo)，記錄如下Os(Osx，Osy)、Xs(Xsx，Xsy)、Ys(Ysx，Ysy)、Ms(Msx，Msy)，下標(biāo)s代表電鏡

樣品室坐標(biāo)系下個(gè)點(diǎn)的位置；

[0028] 步驟五：計(jì)算在手機(jī)照片中樣品幾何中心坐標(biāo)的坐標(biāo)系中分別投影到 方向，具體計(jì)算公式如下：

[0029][0030] 步驟六：以樣品P1位置為例，對(duì)比手機(jī)照片和掃描電鏡坐標(biāo)系可知，[0031][0032][0033] 因此， 在 的投影向量分別是：[0034][0035] 同理，[0036][0037][0038] 假設(shè)SEM樣品坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)為Qs(0,0)，可得，[0039][0040] 由此可以計(jì)算得到P1在掃描電鏡坐標(biāo)系下的坐標(biāo)位置，在電鏡樣品臺(tái)控制窗口輸入該坐標(biāo)即可將P1位置的樣品移動(dòng)到電鏡視場(chǎng)中心。同理，可以計(jì)算P2、P3…P7坐標(biāo)位置；

[0041] 步驟七：基于以上計(jì)算方法，開(kāi)發(fā)電腦或手機(jī)程序，輸入電鏡坐標(biāo)系下Os、Xs和Ys坐標(biāo)，并基于手機(jī)照片讀取Oi、Xi、Yi、Mi、P1i、P2i…P7i坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算樣品幾何中心在

電鏡坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，通過(guò)在電鏡樣品臺(tái)控制系統(tǒng)輸入坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)樣品導(dǎo)航。

[0042] 為了驗(yàn)證實(shí)施例的實(shí)際效果，我們?cè)谏鲜鰧?shí)施例的基礎(chǔ)上給出了一個(gè)操作實(shí)例：如圖圖1所示圓形區(qū)域?yàn)闃悠放_(tái)示意圖，在樣品邊緣標(biāo)記一個(gè)直角坐標(biāo)系，使得OX⊥OY，另

外再取一點(diǎn)M，使得O、X、Y和M構(gòu)成長(zhǎng)方形。在樣品臺(tái)上粘貼樣品，并利用手機(jī)對(duì)樣品臺(tái)進(jìn)行

拍照，拍照要求樣品臺(tái)水平放置，手機(jī)處于樣品臺(tái)正上方拍照，使得手機(jī)照片中OiXi⊥

OiYi；之后讀取手機(jī)照片中Oi、Xi、Yi、Mi、P1i、P2i…P7i的位置坐標(biāo)(如表1和表2)，讀取樣

品臺(tái)坐標(biāo)系示意圖中的Os、Xs、Ys、Ms的位置坐標(biāo)(如表2)，再計(jì)算P1、P2…P7等樣品位置點(diǎn)

在電鏡坐標(biāo)系的計(jì)算坐標(biāo)，并對(duì)比電鏡坐標(biāo)系下的實(shí)測(cè)坐標(biāo)(見(jiàn)表3)，對(duì)比可知位置坐標(biāo)偏

差最大誤差為0.6mm，而我們電鏡樣品大小一般都是大于2mm，且電鏡的最小倍率視場(chǎng)也超

過(guò)1mm，因此本方法提供的樣品導(dǎo)航足以應(yīng)用于大部分電鏡實(shí)驗(yàn)中。

[0043] 表1樣品位置的實(shí)測(cè)坐標(biāo)[0044][0045][0046] 表2O、X、Y和M四個(gè)點(diǎn)在手機(jī)圖片和電鏡坐標(biāo)系下的實(shí)測(cè)坐標(biāo)[0047][0048] 表3P1、P2…P7等樣品位置點(diǎn)的計(jì)算坐標(biāo)和電鏡坐標(biāo)系下的實(shí)測(cè)坐標(biāo)[0049][0050]