權(quán)利要求書： 1.一種掃描電鏡樣品導航方法，其特征在于，首先在樣品臺上標記一個長方形的四個頂點，在電鏡中記錄四個標記點在視場中心時樣品臺的坐標信息，隨后粘貼樣品，粘貼樣品時需將四個標記點露出，并在樣品臺正上方對粘貼樣品后的樣品臺成像，然后讀取四個標記點和樣品放置在成像照片中的坐標信息，利用數(shù)學上的坐標系變化計算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標信息，最后在樣品臺控制面板內(nèi)輸入樣品位置信息實現(xiàn)樣品導航。

2.如權(quán)利要求1所述的一種掃描電鏡樣品導航方法，其特征在于，對樣平臺成像以及計算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標信息均在同一個一體裝置中進行。

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

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種掃描電鏡樣品導航方法，其特征在于，所述利用數(shù)學上的坐標系變化計算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標信息，具體包括：若樣品臺上標記的四個點為O、X、Y和M，其中 且 且在電鏡中四個標記點在視場中心時坐標信息為Os(Osx，Osy)、Xs(Xsx，Xsy)、Ys(Ysx，Ysy)、Ms(Msx，Msy)，其中下標s代表電鏡樣品室坐標系下個點的位置，下標x和y分別代表橫坐標和縱坐標；

當四個標記點和某個樣品放置在成像照片中的坐標信息為Oi(Oix，Oiy)、Xi(Xix，Xiy)、Yi(Yix，Yiy)、Mi(Mix，Miy)、P1i(P1ix，P1iy)時，其中下標i代表手機圖像坐標系下各點的位置，下標x和y分別代表橫坐標和縱坐標；則該樣品在電鏡坐標系下的位置P1通過以下公式計算得出：

其中P1s(P1sx，P1sy)表示樣品在電鏡坐標系下的坐標。

說明書： 一種掃描電鏡樣品導航方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及電子顯微鏡(簡稱電鏡)表征領(lǐng)域，特別涉及一種掃描電鏡樣品導航方法。

背景技術(shù)[0002] 電子顯微鏡樣品腔室為真空狀態(tài)，實驗過程中無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到了20倍作用的放大效果且低倍下二次電子像畸變

嚴重，由此電子顯微鏡的樣品位置導航功能顯得尤為重要。常見的掃描電鏡樣品導航功能

多由生產(chǎn)廠家配置，一部分廠家通過記錄標準樣品臺的特定位置坐標，使用時將樣品放在

該特定位置，通過配套軟件驅(qū)動樣品臺馬達將樣品移動到該坐標下實現(xiàn)導航功能，另外一

部分廠家通過在樣品倉室安裝CCD，通過CCD成像和內(nèi)置軟件實現(xiàn)樣品導航。對于無開發(fā)電

子顯微鏡權(quán)限的單位和個人，往往只有通過改良樣品臺定位特殊樣品位置，但無法實現(xiàn)多

樣品的導航。廠家的樣品導航系統(tǒng)依賴軟、硬件的升級，從而導致價格高昂，且往往無法對

老舊的電子顯微鏡進行升級。

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

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：首先在樣品臺上標記一個長方形的四個頂點，在電鏡中記錄四個標記點在視場中心時樣品臺的坐標信息，隨后粘貼樣品，粘貼

樣品時需將四個標記點露出，并在樣品臺正上方對粘貼樣品后的樣品臺成像，然后讀取四

個標記點和樣品放置在成像照片中的坐標信息，利用數(shù)學上的坐標系變化計算出樣品位置

在掃描電鏡中的坐標信息，最后在樣品臺控制面板內(nèi)輸入樣品位置信息實現(xiàn)樣品導航。

[0005] 由于電子顯微鏡為大型分析設備，為了預防電腦病毒等，一般進行了物理隔離，無法實時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)通常需要準備一個成像設備和

一個具備程序處理能力的計算設備，而為了簡化硬件，以及簡化工作人員的操作，本發(fā)明優(yōu)

選將成像設備和計算設備整合成一體設備，從而一體設備成像之后還可以之間在一體設備

中計算出樣品位置在掃描電鏡的坐標信息。

[0006] 進一步的，考慮到現(xiàn)在的人們一般都是隨身攜帶手機且手機具備程序處理能力，本發(fā)明優(yōu)選將手機作為上述的一體設備。

[0007] 進一步的，根據(jù)實施例，所述利用數(shù)學上的坐標系變化計算出樣品位置在掃描電鏡中的坐標信息，具體可包括：

[0008] 若樣品臺上標記的四個點為O、X、Y和M，其中 且 且在電鏡中四個標記點在視場中心時坐標信息為Os(Osx，Osy)、Xs(Xsx，Xsy)、Ys(Ysx，Ysy)、Ms(Msx，Msy)，

其中下標s代表電鏡樣品室坐標系下個點的位置；

[0009] 當四個標記點和某個樣品放置在成像照片中的坐標信息為Oi(Oix，Oiy)、Xi(Xix，Xiy)、Yi(Yix，Yiy)、Mi(Mix，Miy)、P1i(P1ix，P1iy)時，其中下標i代表手機圖像坐標系下各點

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

公式計算得出：

[0010][0011][0012][0013] 其中P1s(P1sx，P1sy)表示樣品在電鏡坐標系下的坐標。[0014] 本發(fā)明的有益效果是：[0015] 1.本發(fā)明基于手機成像和程序計算，可實現(xiàn)個人智能手機或電腦完成電子顯微鏡樣品導航功能，對設備軟硬件需求低，且普適性好。

[0016] 2.本發(fā)明基于精確的坐標信息實現(xiàn)導航，導航精度高。附圖說明[0017] 圖1為標記長方形頂點的樣品臺示意圖。[0018] 圖2為樣品在樣品臺照片中的位置示意圖。具體實施方式[0019] 為了解決未配置導航裝置的老舊電子顯微鏡難以實現(xiàn)樣品導航的問題，本發(fā)明公開了一種掃描電鏡樣品導航方法，首先在樣品臺上標記一個長方形的四個頂點，在電鏡中

記錄四個標記點在視場中心時樣品臺的坐標信息，隨后粘貼樣品，粘貼樣品時需將四個標

記點露出，并在樣品臺正上方對粘貼樣品后的樣品臺成像，然后讀取四個標記點和樣品放

置在成像照片中的坐標信息，利用數(shù)學上的坐標系變化計算出樣品位置在掃描電鏡中的坐

標信息，最后在樣品臺控制面板內(nèi)輸入樣品位置信息實現(xiàn)樣品導航。

[0020] 由于電子顯微鏡為大型分析設備，為了預防電腦病毒等，一般進行了物理隔離，無法實時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)通常需要準備一個成像設備和

一個具備程序處理能力的計算設備，而為了簡化硬件，以及簡化工作人員的操作，本發(fā)明優(yōu)

選將成像設備和計算設備整合成一體設備，從而一體設備成像之后還可以之間在一體設備

中計算出樣品位置在掃描電鏡的坐標信息。如果成像設備與計算設備為單獨的設備，則成

像設備可以是手機、平板、數(shù)碼相機等各種拍照裝置，計算設備可以是臺式電腦或者筆記本

電腦。

[0021] 進一步的，考慮到現(xiàn)在的人們一般都是隨身攜帶手機且手機具備程序處理能力，本發(fā)明優(yōu)選將手機作為上述的一體設備。

[0022] 以下通過實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明。[0023] 實施例提供一種基于手機成像的掃描電鏡樣品導航方法，用以實現(xiàn)掃描電鏡(尤其是未配置導航裝置的老舊電子顯微鏡)多樣品的快速和精準定位，具體方案如下：

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

[0025] 步驟二：在做過標記的樣品臺上粘貼樣品，注意不要遮擋住四個標記點，將樣品臺水平放置在桌面上，利用手機照相功能在樣品臺正上方進行拍照，拍照時保證照片內(nèi)的O、

X、Y三個點盡可能地保持 且 這里可利用手機相機網(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)域幾何中心在手機照片內(nèi)的坐標信息，如圖2所示這里以7個粘貼樣品區(qū)域為例進行說明，手機照片內(nèi)的坐標信息標示為Oi(Oix，Oiy)、Xi

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

標i代表手機圖像坐標系下各點的位置，下標x和y分別代表橫坐標和縱坐標；

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

樣品室坐標系下個點的位置；

[0028] 步驟五：計算在手機照片中樣品幾何中心坐標的坐標系中分別投影到 方向，具體計算公式如下：

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

[0041] 步驟七：基于以上計算方法，開發(fā)電腦或手機程序，輸入電鏡坐標系下Os、Xs和Ys坐標，并基于手機照片讀取Oi、Xi、Yi、Mi、P1i、P2i…P7i坐標，實現(xiàn)自動計算樣品幾何中心在

電鏡坐標系下的坐標，通過在電鏡樣品臺控制系統(tǒng)輸入坐標實現(xiàn)樣品導航。

[0042] 為了驗證實施例的實際效果，我們在上述實施例的基礎上給出了一個操作實例：如圖圖1所示圓形區(qū)域為樣品臺示意圖，在樣品邊緣標記一個直角坐標系，使得OX⊥OY，另

外再取一點M，使得O、X、Y和M構(gòu)成長方形。在樣品臺上粘貼樣品，并利用手機對樣品臺進行

拍照，拍照要求樣品臺水平放置，手機處于樣品臺正上方拍照，使得手機照片中OiXi⊥

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

品臺坐標系示意圖中的Os、Xs、Ys、Ms的位置坐標(如表2)，再計算P1、P2…P7等樣品位置點

在電鏡坐標系的計算坐標，并對比電鏡坐標系下的實測坐標(見表3)，對比可知位置坐標偏

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也超

過1mm，因此本方法提供的樣品導航足以應用于大部分電鏡實驗中。

[0043] 表1樣品位置的實測坐標[0044][0045][0046] 表2O、X、Y和M四個點在手機圖片和電鏡坐標系下的實測坐標[0047][0048] 表3P1、P2…P7等樣品位置點的計算坐標和電鏡坐標系下的實測坐標[0049][0050]