一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器

专利摘要:
本实用新型涉及一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器，包括循迹结构和工作区域，所述循迹结构位于所述工作区域的外侧，所述工作区域包括多个子区域，所述子区域包括矩阵二维栅格结构，多个所述子区域中至少二个矩阵二维栅格的计量尺寸不同，所述循迹结构包括循迹标识，所述循迹标识位于所述工作区域外侧，所述循迹标识用于辅助引导操作者定位所述矩阵二维栅格结构位置。通过提供了不同计量尺寸的矩阵二维栅格结构，扩大了标准器可适用的仪器型号范围；解决了现有技术中在校准不同倍率镜头时需要多次更换标准器，测量效率低，影响测量结果准确性的问题。
公开号:CN214333693U
申请号:CN202023126234.0U
申请日:2020-12-22
公开日:2021-10-01
发明作者:方丹；王云祥；黄红平；王震
申请人:Suzhou Institute Of Metrology；
IPC主号:G01B11-30

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及三维显微镜校准技术领域，尤其涉及一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器。
[n0002] 基于重构法的三维显微镜是一种非接触式测量工件三维表面形貌的测量设备，其基本原理是通过采集大量二维断层图像经软件重构后得到工件表面的三维图像。目前常见的基于重构法的三维显微镜主要包括白光干涉仪、共聚焦显微镜、光学三维扫描测量仪等，具有快速、非接触式测量获得材料粗糙度、二维/三维表面分析以及高分辨率成像的特点，广泛应用于半导体电路、LED、太阳能电池、薄膜材料、MEMS、精密机械零部件、摩擦磨损等各个领域。
[n0003] 目前该类三维显微镜产品校准相关的国家规范尚处空白状态，用于其校准的标准器也仍不完善，作为一种三维图像测试设备，其纵向校准可以使用台阶高度标准器实现，但横向校准的标准器尚不完善。考虑到该类仪器的三维重构特性，要求标准器的线纹立体形貌中横向与纵向垂直度高，传统的线纹尺等标准器不再适用，可考虑使用用于微纳米尺寸长度校准的一维栅格或二维栅格。为了同时测量仪器在平面横向扫描的线性效应和放大倍率，推荐使用二维栅格开展横向校准。但由于三维显微镜类产品不同倍率镜头带来测量范围跨度较大，目前市场上已有的二维栅格均为尺寸单一，需要配备多种尺寸标准开展校准工作，会大大增加标准器的购买及维护成本。
[n0004] 因此，需要一种可适用多种型号仪器并且可以提高测量效率和准确率的标准器来解决上述技术问题。
[n0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器。解决了现有技术中在校准不同倍率镜头时需要多次更换标准器，测量效率低，影响测量结果准确性的问题。
[n0006] 本实用新型的技术效果通过如下实现的：
[n0007] 一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器，包括循迹结构和工作区域，所述循迹结构位于所述工作区域的外侧，所述工作区域包括多个子区域，所述子区域包括矩阵二维栅格结构，多个所述子区域中至少二个矩阵二维栅格的计量尺寸不同，所述循迹结构包括循迹标识，所述循迹标识位于所述工作区域外侧，所述循迹标识用于辅助引导操作者定位所述矩阵二维栅格结构位置。工作区域为三维光学显微镜的横向测长示值误差、图形畸变的校准提供了多种不同计量尺寸的矩阵二维栅格结构，提高了标准器可适用的仪器型号范围，也省去了在校准不同倍率镜头时更换标准器的过程，提高了测量的效率和准确性，有助于保证测量结果的一致性。循迹标识使得在测量前可以快速定位标准计量尺寸栅格位置，从而实现测量过程中标准样板的可循迹、快速与重复性测量。
[n0008] 进一步地，所述循迹结构为正方形。
[n0009] 进一步地，所述循迹标识位于所述正方形四边内侧。
[n0010] 进一步地，所述循迹标识为三角形，所述三角形的一个顶点指向所述工作区域。
[n0011] 进一步地，同一所述子区域中对应的所述矩阵二维栅格结构中栅格大小相同。
[n0012] 进一步地，同一所述子区域中对应的所述矩阵二维栅格结构中栅格的每行和每列的节距相同。
[n0013] 进一步地，所述子区域内标有所述矩阵二维栅格结构的节距。
[n0014] 进一步地，所述矩阵二维栅格结构中栅格的高度相同。
[n0015] 进一步地，多个所述子区域合并构成一个正方形。
[n0016] 进一步地，所述循迹结构和所述工作区域为一体化结构。
[n0017] 如上所述，本实用新型具有如下有益效果：
[n0018] 1)通过设置多种不同计量尺寸的矩阵二维栅格结构，提高了标准器可适用的仪器型号范围，省去了在校准不同倍率镜头时更换标准器的过程，提高了测量的效率和准确性，有助于保证测量结果的一致性。
[n0019] 2)通过设置循迹标识，使得在测量前可以快速定位标准计量尺寸栅格位置，从而实现测量过程中标准样板的可循迹、快速与重复性测量。
[n0020] 为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
[n0021] 图1为本申请实施例标准器结构示意图；
[n0022] 其中，图中附图标记对应为：
[n0023] 循迹结构1、循迹标识11、工作区域2、子区域21、第一子区域211、第二子区域212、第三子区域213、第四子区域214、第五子区域215、第六子区域216、矩阵二维栅格22、第一矩阵二维栅格221、第二矩阵二维栅格222、第三矩阵二维栅格223、第四矩阵二维栅格224、第五矩阵二维栅格225、第六矩阵二维栅格226。
[n0024] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[n0025] 实施例1：
[n0026] 一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器，所述的标准器整体外形为正方形，包括位于外层区域的遁迹结构1和位于内层区域的工作区域2，循迹结构1和工作区域2为一体化结构，循迹结构1位于所述标准器的外层区域，工作区域2位于所述标准器的内层区域，工作区域2设有6种不同计量尺寸的矩阵二维栅格22，分别为第一矩阵二维栅格221、第二矩阵二维栅格222、第三矩阵二维栅格223、第四矩阵二维栅格224、第五矩阵二维栅格225和第六矩阵二维栅格226，每个矩阵二维栅格22中栅格大小相同、栅格的每行和每列的节距相同，所述节距为所述栅格之间的距离，6个矩阵二维栅格22的栅格高度相同。
[n0027] 本实施例中，遁迹结构包括8个相同大小的循迹标识11，循迹标识11为三角形凸起结构，循迹标识11均匀分布在外层正方形四条边的内侧，外层正方形边长为20mm，每个三角形的一个顶点均指向工作区域2。通过循迹标识可以测量前快速定位标准计量尺寸栅格位置，从而实现测量过程中标准样板的可循迹、快速与重复性测量。
[n0028] 本实施例中，工作区域2为边长为15mm的正方形，由框线分为6个长方形的子区域21，分别为第一子区域211、第二子区域212、第三子区域213、第四子区域214、第五子区域215和第六子区域216，第一矩阵二维栅格221、第二矩阵二维栅格222、第三矩阵二维栅格223、第四矩阵二维栅格224、第五矩阵二维栅格225和第六矩阵二维栅格226分别位于第一子区域211、第二子区域212、第三子区域213、第四子区域214、第五子区域215和第六子区域216，6个矩阵二维栅格22下方均标有各自的节距尺寸文字标记，工作区域2的边框及6个子区域21中矩阵二维栅格22的高度均为100nm。
[n0029] 本实施例中，第一子区域211中第一矩阵二维栅格221的每行的节距为100μm，每列的节距为100μm，第一矩阵二维栅格221下方有文字标记“100μm”；第二子区域212中第二矩阵二维栅格222的每行的节距为50μm，每列的节距为50μm，第二矩阵二维栅格222下方有文字标记“50μm”；第三子区域213中第三矩阵二维栅格223的每行的节距为20μm，每列的节距为20μm，第三矩阵二维栅格223下方有文字标记“20μm”；第四子区域214中第四矩阵二维栅格224的每行的节距为10μm，每列的节距为10μm，第四矩阵二维栅格224下方有文字标记“10μm”；第五子区域214中第五矩阵二维栅格225的每行的节距为5μm，每列的节距为5μm，第五矩阵二维栅格225下方有文字标记“5μm”；第六子区域216中第六矩阵二维栅格226的每行的节距为2μm，每列的节距为2μm，第六矩阵二维栅格226下方有文字标记“2μm”。工作区域为三维光学显微镜的横向测长示值误差、图形畸变的校准提供了6种不同计量尺寸的矩阵二维栅格，提高了标准器可适用的仪器型号范围，也省去了在校准不同倍率镜头时更换标准器的过程，提高了测量的效率和准确性，有助于保证测量结果的一致性。
[n0030] 具体地，在测量校准时可左右移动标准器以从其多个子区域中选择一个子区域作为校准区置于物镜视野中，该所选择的校准区的出现在物镜视野中的栅格的数量在预定范围内，避免了出现在物镜视野中的栅格数过多或过少的情况，否则可能出现在放大倍率大时物镜视野中的栅格数过少而导致计算精度不够、或者在放大倍率小时物镜视野中的栅格数过多而导致计算量大且费时的情况，当更换为放大倍率更大或更小的另一个物镜来校准时，可再相应地移动标准器以选择栅格更小或更大的另一个校准区。
[n0031] 如上所述，本实用新型具有如下有益效果：
[n0032] 1)通过设置多种不同计量尺寸的矩阵二维栅格结构，提高了标准器可适用的仪器型号范围，省去了在校准不同倍率镜头时更换标准器的过程，提高了测量的效率和准确性，有助于保证测量结果的一致性。
[n0033] 2)通过设置循迹标识，使得在测量前可以快速定位标准计量尺寸栅格位置，从而实现测量过程中标准样板的可循迹、快速与重复性测量。
[n0034] 在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中设备位于图中以及设备相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
[n0035] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
[n0036] 以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种用于三维显微镜横向示值误差校准的标准器，其特征在于，包括循迹结构(1)和工作区域(2)，所述循迹结构(1)位于所述工作区域(2)的外侧，所述工作区域(2)包括多个子区域(21)，所述子区域(21)包括矩阵二维栅格(22)结构，多个所述子区域(21)中至少二个矩阵二维栅格(22)的计量尺寸不同，所述循迹结构(1)包括循迹标识(11)，所述循迹标识(11)位于所述工作区域(2)外侧，所述循迹标识(11)用于辅助引导操作者定位所述矩阵二维栅格(22)结构位置。
[0002] 2.根据权利要求1所述的标准器，其特征在于，所述循迹结构(1)为正方形。
[0003] 3.根据权利要求2所述的标准器，其特征在于，所述循迹标识(11)位于所述正方形四边内侧。
[0004] 4.根据权利要求3所述的标准器，其特征在于，所述循迹标识(11)为三角形，所述三角形的一个顶点指向所述工作区域(2)。
[0005] 5.根据权利要求1所述的标准器，其特征在于，同一所述子区域(21)中对应的所述矩阵二维栅格(22)结构中栅格大小相同。
[0006] 6.根据权利要求5所述的标准器，其特征在于，同一所述子区域(21)中对应的所述矩阵二维栅格(22)结构中栅格的每行和每列的节距相同。
[0007] 7.根据权利要求6所述的标准器，其特征在于，所述子区域(21)内标有所述矩阵二维栅格(22)结构的节距。
[0008] 8.根据权利要求7所述的标准器，其特征在于，所述矩阵二维栅格(22)结构中栅格的高度相同。
[0009] 9.根据权利要求1所述的标准器，其特征在于，多个所述子区域(21)合并构成一个正方形。
[0010] 10.根据权利要求1所述的标准器，其特征在于，所述循迹结构(1)和所述工作区域(2)为一体化结构。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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