成像芯片保护装置的制作方法

1.本公开涉及芯片成像技术领域，具体涉及一种成像芯片保护装置。


背景技术：

2.在电子显微镜的成像系统中，图像芯片的选择和使用非常关键。由于其高昂的造价，因此对于图像芯片的保护和合理使用以延长其使用寿命显得尤为重要。现有的电子显微镜中，通常使用两种成像芯片：间接电子探测芯片(ccd或cmos)，或直接电子探测芯片。两种成像芯片的区别在于间接电子探测芯片(ccd或cmos)使用由电子信息转换成的光学信息成像，而直接电子探测芯片直接使用电子信息成像。虽然两种芯片成像原理不同，但是都会在电子显微镜成像过程中接触到高能电子束的辐射。由于长期曝光于高能电子的辐射，成像芯片的使用寿命将受到影响并缩短。
3.在电子显微镜对样品进行成像时，虽然会对整个样品进行成像，但是样品最后成像的照片中，主要信息将集中于成像系统控制软件中人为设定的感兴趣区域，也就是roi(region of interest)区域。roi区域外其他无重要信息区域无意义的曝光会增加芯片被辐射和曝光的总时长，减低芯片有效使用时间。同时因为roi外其他无重要信息区域也将被成像，总体成像时长将被延长。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种成像芯片保护装置。
5.本公开实施例中提供了一种成像芯片保护装置。
6.具体地，所述成像芯片保护装置，包括：
7.位于成像芯片上方的开口构造，具有一开口区域；其中，透过样品后含有样品成像信息的高能电子束或光子，部分穿过所述开口区域后在所述成像芯片上成像，得到在所述样品的图像中的感兴趣区域；所述图像中的非感兴趣区域对应的高能电子束或光子的部分被所述开口构造遮挡。
8.可选地，所述开口构造包括：第一挡板；所述第一挡板上设置有第一开口作为所述开口区域。
9.可选地，还包括：第一驱动件，与所述第一挡板连接，用于驱动所述第一挡板根据所述成像芯片上与所述图像中的感兴趣区域移动。
10.可选地，所述开口构造还包括：滑动挡片，活动设置于所述第一开口位置处。
11.可选地，所述开口构造包括：一组或两组芯片保护组件；每组所述芯片保护组件包括能够打开或者闭合的两个遮挡组件；当两个所述遮挡组件打开时形成所述开口区域。
12.可选地，所述两组芯片保护组件中，每组所述芯片保护组件包括的两个所述遮挡组件的闭合方向不同。
13.可选地，两组所述芯片保护组件分上、下层设置。
14.可选地，上层的两个所述遮挡组件沿水平面x轴方向闭合；和/或
15.下层的两个所述遮挡组件沿水平面y轴方向闭合。
16.可选地，所述遮挡组件包括：外壳、第二挡板和第二驱动件；
17.所述外壳的内部设置有所述第二驱动件，所述第二驱动件的一端与所述第二挡板的底部连接，并将所述第二挡板固定于所述外壳顶部。
18.可选地，当两个所述遮挡组件闭合时，所述第二挡板的遮挡区域不小于所述成像芯片的曝光区域。
19.可选地，所述第二挡板包括：第一部分和第二部分；
20.其中，所述外壳的顶部设置第二开口；所述第一部分位于所述第二开口上方，与所述第二驱动件连接；
21.所述第二部分为所述第一部分延伸出所述第二开口外的部分。
22.可选地，所述第二挡板的材质为金属或者有机材料。
23.可选地，还包括：滑轨，设置在所述外壳的顶部；所述第二挡板与所述滑轨活动连接。
24.可选地，还包括：
25.控制器，与所述第二驱动件电连接，用于控制所述遮挡组件的打开或者闭合。
26.可选地，所述控制器为压电控制器。
27.可选地，所述遮挡组件包括：xy平移台和第三挡板；所述第三挡板为l型挡板，能够在所述xy平移台的x方向、y方向移动。
28.本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
29.本公开实施例提供的成像芯片保护装置，包括：位于成像芯片上方的开口构造，具有一开口区域；其中，透过样品后含有样品成像信息的高能电子束或光子，部分穿过所述开口区域后在所述成像芯片上成像，得到在所述样品的图像中的感兴趣区域；所述图像中的非感兴趣区域对应的高能电子束或光子的部分被所述开口构造遮挡。该技术方案通过位于成像芯片上方的开口构造，遮挡部分透过样品后含有样品成像信息的高能电子束或光子，未被遮挡的高能电子束或光子穿过开口区域后在成像芯片上成像，从而减少了成像芯片被辐射和曝光的区域范围，延长了芯片有效使用时间，同时缩短了总体成像时长。
30.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
31.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
32.图1示出根据本公开的实施例的成像芯片保护装置的主视图；
33.图2示出根据本公开的实施例的成像芯片保护装置的前视图；
34.图3示出根据本公开的实施例的成像芯片保护装置的结构示意图；
35.图4示出根据本公开的实施例的成像芯片保护装置的结构示意图；
36.图5示出根据本公开的实施例的遮挡组件闭合时的状态示意图；
37.图6示出根据本公开的实施例的遮挡组件打开时的状态示意图；
38.图7示出根据本公开的实施例的遮挡组件的俯视图；
39.图8示出根据本公开的实施例的遮挡组件的侧视图；
40.图9示出根据本公开的实施例的另一成像芯片保护装置的结构示意图。
具体实施方式
41.下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
42.在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
43.另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
44.为至少部分地解决发明人发现的现有技术中的问题而提出本公开。
45.成像芯片使用与成像过程的原理如下：在电子显微镜成像控制软件中选定被成像样品的roi；在电子显微镜的镜筒中，高能电子束投射于被成像样品上；高能电子束穿过样品后垂直投射在成像芯片上的芯片接收电子束面上进行成像；成像芯片输出的样品成像信息输入至成像控制软件中，对roi进行图像分析与处理，生成最终样品照片。
46.如图1、2所示，成像芯片保护装置，包括：位于成像芯片1上方的开口构造2，具有一开口区域a0；其中，透过样品后含有样品成像信息的高能电子束或光子，部分穿过所述开口区域a0后在所述成像芯片1上成像，得到在所述样品的图像中的感兴趣区域；所述图像中的非感兴趣区域对应的高能电子束或光子的部分被所述开口构造2遮挡。
47.根据本公开的实施例，以x-y轴确定的平面为水平面，z轴垂直于水平面为例进行说明，成像芯片1水平设置，高能电子束从z轴方向穿过开口区域a0投射在成像芯片1上与图像中感兴趣区域相应的区域a1(以下简称区域a1)，开口构造2除开口区域a0外的部分将一部分高能电子束遮挡，避免了成像芯片1上与图像中非感兴趣区域相应的区域a2(以下简称区域a2)的曝光。对于不同的样品，需要分析的样品的图像中的感兴趣区域的大小不同，因此可以调整开口区域a0的大小以使成像芯片上曝光的区域a1与样品的图像中的感兴趣区域的大小适配，从而便于对不同样品进行分析。
48.根据本公开的实施例，所述开口构造2包括：第一挡板21；所述第一挡板21上设置有第一开口211作为所述开口区域a0。
49.根据本公开的实施例，所述开口构造2还包括：第一驱动件22，与所述第一挡板21连接，用于驱动所述第一挡板21根据所述成像芯片1上与所述图像中的感兴趣区域移动，使得区域a1与所述图像中的感兴趣区域范围适配，以减少成像芯片1上多余的曝光区域，延长了芯片有效使用时间，同时缩短了总体成像时长。
50.根据本公开的实施例，所述开口构造2还包括：滑动挡片23，活动设置于所述第一开口211位置处。
51.在本公开方式中，所述第一开口211位置处设置有滑轨，所述滑动挡片23设置在滑轨内，并能够在滑轨内滑动以改变第一开口211的开口大小。
52.在本公开方式中，滑动挡片23的数量可以为一个或两个，相应地可以从一侧打开或者闭合第一开口211，也可以从相对侧打开或者闭合第一开口211，本公开对此不做限制。
53.如图3-6所示，不同于图1、2所示在在第一挡板21上设置第一开口 211作为开口区域a0。图3-6示出的开口区域a0为两个所述遮挡组件3打开时形成的。具体地，所述开口构造2包括：一组或两组芯片保护组件；每组所述芯片保护组件包括能够打开或者闭合的两个遮挡组件3；当两个所述遮挡组件3打开时形成所述开口区域a0。
54.如图3所示，所述开口构造2包括：一组芯片保护组件，其中，两个所述遮挡组件3相对设置，例如可以沿水平面x轴方向闭合，或者沿水平面y轴方向闭合。通过控制两个遮挡组件3沿x轴方向或者y轴方向移动，形成所述开口区域a0。
55.如图4-6所示，所述开口构造2包括：两组芯片保护组件，所述两组芯片保护组件中，每组所述芯片保护组件包括的两个所述遮挡组件3的闭合方向不同，避免了一组芯片保护组件下成像芯片1上仍然有部分区域无需多余曝光的情况出现，能够从两个方向进一步减少区域a1的大小，相当于增加了被遮挡的区域a2的范围，从而延长了芯片有效使用时间，同时缩短了总体成像时长。
56.两组所述芯片保护组件分上、下层设置。具体地，上层的两个所述遮挡组件3沿水平面x轴方向闭合，下层的两个所述遮挡组件3沿水平面 y轴方向闭合。当两组遮挡组件3完全闭合时，成像芯片1上接收电子束面(即xy平面)将被完全覆盖，入射高能电子束可被完全阻挡。上层遮挡组件3在x轴方向上运动，下层遮挡组件3在y轴方向上运动直至露出的接收电子束面为接收成像必须电子束的最小矩形(也可以为其他形状、例如菱形)，此时，芯片接收电子束面上接收成像必要电子束的目标位置(区域a1)将被露出，而芯片其他位置(区域a2)被遮挡，以达成像需求的同时保护区域a2不被辐射和曝光的目的。
57.可以理解，上层的两个所述遮挡组件3沿水平面x轴方向闭合时，下层的两个所述遮挡组件3也可以沿与x轴呈预定角度的方向闭合；同理，下层的两个所述遮挡组件3沿水平面y轴方向闭合时，上层的两个所述遮挡组件3也可以沿与y轴呈预定角度的方向闭合；其中，预定角度可以根据实际情况可以灵活设置，本公开对此不予赘述。
58.如图7、图8所示，所述遮挡组件3包括：外壳31、第二挡板32和第二驱动件33；所述外壳31的内部设置有所述第二驱动件33，所述第二驱动件33的一端与所述第二挡板32的底部连接，并将所述第二挡板32 固定于所述外壳31顶部。
59.在本公开方式中，当两个所述遮挡组件3闭合时，所述第二挡板32 的遮挡区域不小于所述成像芯片1的曝光区域。也就是说，当第二挡板 32将区域a1暴露在高能电子束中时，第二挡板32能够完全遮挡区域a2，从而最大限度地延长了芯片有效使用时间，同时缩短了总体成像时长。具体地，每块第二挡板32的面积至少能够覆盖成像芯片1接收电子束面的二分之一，这样两块第二挡板32闭合时能够完全遮挡成像芯片1。
60.根据本公开的实施例，所述外壳31的顶部可以设置有第二开口311，第二驱动件33的一端穿过所述第二开口311后与第二挡板32的底部连接。在另一种实施方式中，外壳31的顶部也可以设置顶盖，在顶盖上开设有通道，以使第二驱动件33能够驱动第二挡板32移动，从而控制成像芯片1的曝光区域。
61.根据本公开的实施例，所述第二挡板32包括：第一部分321和第二部分322；其中，所述第一部分321位于所述第二开口311上方，与所述第二驱动件33连接；所述第二部分322为所述第一部分321延伸出所述第二开口311外的部分。
62.根据本公开的实施例，所述第二挡板32的材质为金属或者有机材质。例如，可吸收
高能电子束的金属或者高能电子束无法穿透的有机材料。
63.根据本公开的实施例，成像芯片保护装置还包括：滑轨，设置在所述外壳31的顶部；所述第二挡板32与所述滑轨活动连接。具体地，该滑轨可以为设置在第二挡板32下方的直线导轨，限制第二挡板32沿该直线导轨做线性运动。
64.根据本公开的实施例，成像芯片保护装置还包括：控制器，与所述第二驱动件33电连接，用于控制所述遮挡组件3的打开或者闭合。具体地，外壳31的侧面开设有一开口，一电机通过该开口与第二驱动件33连接，电机在控制器的指令下驱动遮挡组件3打开或者闭合。
65.需要说明的是，每个第二驱动件33可连接一个电机，两组芯片保护组件包括的四个第二驱动件33可连接四个电机，通过控制器的指令协调四个电机来调整开口区域a0的大小，以满足实际应用需要。当然，也可以适当减少电机的数目，本公开对此不做限制。
66.根据本公开的实施例，所述控制器为压电控制器，以提高定位精准度。
67.本公开实施例提供的成像芯片保护装置，选用高能电子束无法穿透的金属材料，被遮挡的区域a2可被保护免受高能电子束辐射，降低成像芯片上无意义的电子辐射的损害，从而增加芯片有效使用时长；同时，曝光于高能电子束后芯片成像时，区域a2因为保护，将不会有成像信息，减少无意义成像信息，减轻图像处理与分析负担，加快样品成像速率，缩短样品成像总时长。
68.如图9所示，本公开还提供了一种另一成像芯片保护装置，与图3
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图8中遮挡组件3不同的是，遮挡组件3包括：xy平移台31-2和第三挡板32-2，第三挡板32-2为l型挡板，可由常规电机或压电电机驱动下在xy平移台31-2上沿x方向、y方向移动。
69.成像芯片保护装置包括两个遮挡组件3，两个第三挡板32-2的l型开口相对设置，并且上下错开，防止挡板在移动时碰撞；l型挡板之间可相互耦合，l型挡板的大小使得闭合时可完全遮盖成像芯片1，打开时可完全露出成像芯片1即可。通过控制l型挡板在x方向、y方向的位移，可以将区域a1曝光在高能电子束下，而将区域a2遮挡，从而减少了成像芯片被辐射和曝光的区域范围，延长了芯片有效使用时间，同时缩短了总体成像时长。
70.以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。