CN114518070A - 与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法、*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显微镜技术领域，公开了一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法、***，包括：获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像；对第一样品图像进行校准并计算第一样品图像的四个顶点坐标；获取样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像；对第二样品图像进行校准并计算第二样品图像的四个顶点坐标，其中，样品在第一样品图像和第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标；对第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。本发明可以在扫描探针显微镜下快速定位到需要扫描的目标区域。
Description
技术领域
本发明涉及显微镜技术领域，具体为一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法、***。
背景技术
扫描探针显微镜是一种跨越光学显微镜和电子显微镜两类仪器的精密成像仪器，可以用于微纳尺度领域的测量，例如材料的表面形貌表征和材料表面性质分析。然而扫描探针显微镜的扫描范围较小，对于目标区域尺寸在微米级甚至纳米级的样品，很难快速对样品进行高精确定位。
对于微米级的小尺寸样品，目前使用较多的方法是先在高倍率的显微镜下找到目标区域，之后转移到扫描探针显微镜下进行扫描。例如可以先在微分干涉显微镜下找到大致的目标区域，并用记号笔等标记工具对区域进行标记，接着将样品转移到扫描探针显微镜下，依据标记记号对样品进行扫描。或者是在扫描电子显微镜下找到目标区域，得到一张完成的扫描电子显微镜图像，接着将样品转移到扫描探针显微镜下，对照得到的扫描电子显微镜图像，对样品进行扫描。
但是，现有的扫描探针显微镜自带的光学显微镜只有200-500倍，成像范围小，对于常规光学显微镜难以观察到的显微结构如微管等，很难直接对微米级的目标区域进行快速定位。而如果先在微分干涉显微镜或扫描电子显微镜下找到目标区域，之后将样品从微分干涉显微镜或扫描电子显微镜转移到扫描探针显微镜下寻找该目标区域，这整个过程由于样品的位置发生了转移，也很难再次找到同一个位置点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有扫描探针显微镜很难进行定位的问题，提供了一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法、***。
为了实现上述目的，本发明提供一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，包括以下步骤：
获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标；
获取所述样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，对所述第二样品图像进行校准并计算所述第二样品图像的四个顶点坐标，其中，所述样品在所述第一样品图像和所述第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，所述第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标相同；
对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在所述第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。
作为一种可实施方式，所述高倍显微镜为扫描电子显微镜或微分干涉显微镜。
作为一种可实施方式，对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行代码解析，得到所述第一样品图像中的不同像素点，计算目标区域所在像素点的坐标即为所述目标区域的位置坐标。
作为一种可实施方式，每个像素点都由包括数字和字母组成的不同代码进行表示。
作为一种可实施方式，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行校准，得到所述第一样品图像的四个顶点，以其中一个顶点为原点，坐标设为(0，0)，再依次确定其他三个顶点的坐标。
作为一种可实施方式，所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜共用一个样品台和一个电动载物台，所述样品放置在所述样品台上，由所述电动载物台将所述样品和所述样品台分别移动到所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜的镜头下进行拍摄。
相应的，本发明还提供一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位***，包括以下模块：
第一获取模块：用于获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标；
第二获取模块：用于获取所述样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，对所述第二样品图像进行校准并计算所述第二样品图像的四个顶点坐标，其中，所述样品在所述第一样品图像和所述第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，所述第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标相同；
扫描区域计算模块：用于对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在所述第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。
作为一种可实施方式，对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行代码解析，得到所述第一样品图像中的不同像素点，计算每个像素点对应的坐标，得到目标区域所在像素点的坐标即为所述目标区域的位置坐标。
相应的，本发明还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器，与至少一个所述处理器通信连接的存储器；至少一个所述处理器用于读取所述存储器中的程序，用于执行所述方法。
相应的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述方法。
本发明的有益效果：本发明公开了一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法、***，通过获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像和在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，通过计算第一样品图像中目标区域的位置坐标，并在第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域，使得可以在扫描探针显微镜下快速定位到需要扫描的目标区域。
附图说明
图1为本发明实施例与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法步骤示意图。
图2本发明实施例与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法中所述第一样品图像的坐标计算示意图。
图3本发明实施例与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法中所述第二样品图像的坐标计算示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本实施例提供一种技术方案：一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，包括以下步骤：
步骤S100，获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标；
步骤S200，获取所述样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，对所述第二样品图像进行校准并计算所述第二样品图像的四个顶点坐标，其中，所述样品在所述第一样品图像和所述第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，所述第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标相同；
步骤S300，对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在所述第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。
在本实施例中，所述高倍显微镜为扫描电子显微镜或微分干涉显微镜，但在其他实施例中，也可以为其他种类的高倍显微镜。
对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行代码解析，得到所述第一样品图像中的不同像素点，计算目标区域所在像素点的坐标即为所述目标区域的位置坐标。
其中，所述第一样品图像和所述第二样品图像都是由很多的像素点组成的，每个像素点都由包括数字和字母组成的不同代码进行表示；所以所述第一样品图像和所述第二样品图像都可以用代码表示，而每个像素点都有对应的坐标，需要注意的是，本实施例中的坐标值是根据像素和厘米的关系将其参数映射到厘米单位的参数。
对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行校准，得到所述第一样品图像的四个顶点，以其中一个顶点为原点，坐标设为(0，0)，再依次确定其他三个顶点的坐标，如图2所示，为拍摄得到的第一样品图像依次计算得到的四个顶点坐标：A(0，0)、B(X1，0)、C(0，Y1)、D(X1，Y1)，如图3所示，为拍摄得到的第二样品图像依次计算得到的四个顶点坐标：E(0，0)、F(X1，0)、G(0，Y1)、H(X1，Y1)。
其中，对所述第一样品图像和所述第二样品图像进行校准就是找到所述第一样品图像和所述第二样品图像的四个顶点。
所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜共用一个样品台和一个电动载物台，所述样品放置在所述样品台上，由所述电动载物台将所述样品和所述样品台分别移动到所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜的镜头下进行拍摄。
具体的，本实施例在现有的所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜之间，增加了一个电动载物台和一个样品台，所述样品台放置在所述电动载物台上，所述样品台用于放置样品，当要由高倍显微镜对所述样品进行拍摄时，将样品放置在所述电动载物台上，所述电动载物台将所述样品台和所述样品移动到所述高倍显微镜的镜头下，当所述高倍显微镜拍摄完成后，再由所述电动载物台将所述样品台和所述样品移动到所述扫描探针显微镜的镜头下进行拍摄，这样所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜共用一个样品台，使得无论是在所述高倍显微镜的镜头下还是在所述扫描探针显微镜镜头下面所述样品相对于两个镜头的位置是一样的，所拍摄出来的图像的大小以及图像中所述样品所呈现出的摆放位置是一样的，在计算所述第一样品图像和所述第二样品图像各个顶点坐标的时候，得到的各个顶点对应的坐标数值是一样的，保证了后期可以根据第一样品图像中目标区域的位置坐标在第二样品图像中找到相同位置坐标的目标区域进行扫描；例如如图2所示为第一样品图像，所述第一样品图像共有A、B、C、D四个顶点，如图3所示为第二样品图像，所述第二样品图像共有E、F、G、H四个顶点，其中，所述第一样品图像和所述第二样品图像中样品所呈现的摆放位置是不变的，所述第一样品图像中的顶点A对应的就是所述第二样品图像中的顶点E，坐标都为(0，0)，所述第一样品图像中的顶点B对应的就是所述第二样品图像中的顶点F，坐标都为(X1，0)，所述第一样品图像中的顶点C对应的就是所述第二样品图像中的顶点G，坐标都为(0，Y1)，所述第一样品图像中的顶点D对应的就是所述第二样品图像中的顶点H，坐标都为(X1，Y1)。
在本实施例中，通过将高倍显微镜所拍摄的图像与扫描探针显微镜镜头下拍摄的图像进行关联，即根据高倍显微镜所拍摄的图像上目标区域的位置坐标，直接在扫描探针显微镜镜头快速找到微米级别的目标区域，利用扫描探针显微镜对针对性地对目标区域进行扫描，并得到所需要的具体的物理信息。
具体的，当所述样品为碳化硅时，所述碳化硅表面的微管、凸起、凹坑的尺寸大约在几微米到几十微米不等，这些缺陷的周围具有丰富的物理信息和电学信息，利用扫描探针显微镜可以得到这些信息，然而扫描探针显微镜受到自带的光学显微镜的放大倍率的限制，很难直接在扫描探针显微镜下直接观测到这些缺陷；而在现有技术中的解决办法是：当高倍显微镜为扫描电子显微镜时，先在扫描电子显微镜下进行扫描找到微管的位置，接着将碳化硅样品连同样品台从扫描电子显微镜的电动载物台上取下，安装在扫描探针显微镜的电动载物台上再次进行扫描观察，但是，由于是重新进行了安装，所述样品的位置会发生变化，因此很难在扫描探针显微镜下找到和在扫描电子显微镜下进行扫描得到的所述样品上的同一个点。
而根据本实施例所设计的软件的校准功能，本实施例的电动载物台会把样品分别传送到高倍显微镜和扫描探针显微镜镜头下的同一个位置进行扫描，得到两张扫描图像；再将扫描探针显微镜得到的扫描图像和高倍显微镜得到的扫描图像进行空间关联，直接根据在扫描电子显微镜下拍摄得到的目标区域也就是微管等的位置坐标，在扫描探针显微镜下扫描得到的图像中找到微管的目标区域位置和表面形貌。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位***，包括以下模块：
第一获取模块：用于获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标；
第二获取模块：用于获取所述样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，对所述第二样品图像进行校准并计算所述第二样品图像的四个顶点坐标，其中，所述样品在所述第一样品图像和所述第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，所述第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标相同；
扫描区域计算模块：用于对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在所述第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。
对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行代码解析，得到所述第一样品图像中的不同像素点，计算目标区域所在像素点的坐标即为所述目标区域的位置坐标。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种电子设备，关于组成部分，可参见前述相关说明，重复之处不再冗述，包括：至少一个处理器，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述至少一个处理器用于读取所述存储器中的程序，用于执行上面所述方法。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，关于组成部分，可参见前述相关说明，重复之处不再冗述，所述介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上面所述方法。
本发明虽然己以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标；
获取所述样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，对所述第二样品图像进行校准并计算所述第二样品图像的四个顶点坐标，其中，所述样品在所述第一样品图像和所述第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，所述第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标相同；
对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在所述第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。
2.根据权利要求1所述的与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，其特征在于，所述高倍显微镜为扫描电子显微镜或微分干涉显微镜。
3.根据权利要求1所述的与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，其特征在于，对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行代码解析，得到所述第一样品图像中的不同像素点，计算目标区域所在像素点的坐标即为所述目标区域的位置坐标。
4.根据权利要求3所述的与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，其特征在于，每个像素点都由包括数字和字母组成的不同代码进行表示。
5.根据权利要求1所述的与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，其特征在于，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行校准，得到所述第一样品图像的四个顶点，以其中一个顶点为原点，坐标设为(0，0)，再依次确定其他三个顶点的坐标。
6.根据权利要求1所述的与扫描探针显微镜联用***的快速定位方法，其特征在于，所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜共用一个样品台和一个电动载物台，所述样品放置在所述样品台上，由所述电动载物台将所述样品和所述样品台分别移动到所述高倍显微镜和所述扫描探针显微镜的镜头下进行拍摄。
7.一种与扫描探针显微镜联用***的快速定位***，其特征在于，包括以下模块：
第一获取模块：用于获取样品在高倍显微镜下拍摄得到的第一样品图像，对所述第一样品图像进行校准并计算所述第一样品图像的四个顶点坐标；
第二获取模块：用于获取所述样品在扫描探针显微镜下拍摄得到的第二样品图像，对所述第二样品图像进行校准并计算所述第二样品图像的四个顶点坐标，其中，所述样品在所述第一样品图像和所述第二样品图像中所呈现的摆放位置相同，所述第一样品图像的四个顶点坐标和所述第二样品图像的四个顶点坐标相同；
扫描区域计算模块：用于对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标，在所述第二样品图像中根据所述位置坐标找到对应的扫描区域。
8.根据权利要求7所述的与扫描探针显微镜联用***的快速定位***，其特征在于，对所述第一样品图像进行代码解析，计算目标区域的位置坐标的步骤包括：对所述第一样品图像进行代码解析，得到所述第一样品图像中的不同像素点，计算每个像素点对应的坐标，得到目标区域所在像素点的坐标即为所述目标区域的位置坐标。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，与至少一个所述处理器通信连接的存储器；至少一个所述处理器用于读取所述存储器中的程序，用于执行如权利要求1-6中任一项所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-6任一项所述的方法。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117491686A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 北京至格科技有限公司 | 一种待测样品微观结构测量定位方法以及*** |
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2022
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| CN117491686A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-02 | 北京至格科技有限公司 | 一种待测样品微观结构测量定位方法以及*** |
| CN117491686B (zh) * | 2023-12-29 | 2024-03-19 | 北京至格科技有限公司 | 一种待测样品微观结构测量定位方法以及*** |
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