CN101978303A - 用于光学扫描设备的二维辐射斑阵列 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学扫描设备(10)，其包括：斑生成器(20)，用于在格点P_mn＝mT₁+nT₂(m＝1至L₁，n＝1至L₂)处生成二维辐射斑阵列(8)，其中，T₁是第一格矢量，T₂是第二格矢量；以及扫描装置，用于沿扫描方向穿过辐射斑阵列扫描样品(26)，使得辐射斑相对于样品示踪出基本上等距的线(81、82、83)。根据本发明，扫描方向和第一格矢量T₁之间的角γ最多与扫描方向和第二格矢量T₂之间的角一样大，并且比L₁/L₂小于0.6。根据优选的实施例，L₁与Λ的不同小于1.0，或L₁等于Λ，容差为10％，A由

定义，D是格对角线的长度，R是分辨率。本发明还涉及一种光学扫描方法。

Description

用于光学扫描设备的二维辐射斑阵列

技术领域

本发明涉及一种光学扫描设备，其包括：

-斑生成器，用于在格点

P_mn＝mT₁+nT₂(m＝1至L₁，n＝1至L₂)

处生成二维辐射斑阵列，其中，T₁是第一格矢量，T₂是第二格矢量；以及

-扫描装置，用于沿扫描方向穿过辐射斑阵列扫描样品，使得辐射斑相对于样品示踪出基本上等距的线。

本发明涉及一种光学扫描方法，其包括步骤：

-在格点

P_mn＝mT₁+nT₂  其中(m＝1至L₁，n＝1至L₂)

处生成二维辐射斑阵列，其中，T₁是第一格矢量，T₂是第二格矢量；以及

-沿扫描方向穿过辐射斑阵列扫描样品，使得辐射斑相对于样品示踪出基本上等距的线。

背景技术

光学扫描显微术是一种用于提供显微样品的高分辨率图像的良好建立的技术。根据该技术，在样品中生成一个或若干个不同的高强度辐射斑。由于样品调制辐射斑的辐射，探测并分析来自辐射斑的辐射产生关于该辐射斑处的样品的信息。通过扫描样品相对于辐射斑的相对位置，得到样品的全二维或三维图像。该技术应用于生命科学(生物标本的检验和研究)、数字病理学(使用显微镜载玻片的数字化图像的病理学)、基于诊断学的自动图像(例如用于子宫颈癌、疟疾、结核病)以及工业计量学领域。

可以从任何方向通过沿该方向收集离开辐射斑的辐射而对样品中所生成的辐射斑进行成像。具体地，可以以透射方式，即通过探测样品远侧的辐射对辐射斑进行成像。可替代地，可以以反射方式，即通过探测样品近侧的辐射对辐射斑进行成像。在共焦扫描显微术技术中，通常经由生成辐射斑的光学器件，即斑生成器以反射方式对辐射斑进行成像。

US 6,248,988提出一种多斑扫描光学显微镜，其特征在于以照明对象的多个分离的聚焦光斑的二维阵列和针对每个分离的斑探测来自对象的光的对应的阵列探测器。于是，与斑的行成微小的角度地对阵列和对象的相对位置进行扫描允许以像素细列对对象的整个区域相继地进行照明和成像。从而，扫描速度大幅度地增加。

针对该目的而要求的辐射斑阵列一般由准直光束生成，该准直光束由斑生成器适当地调制，以便在离斑生成器一定距离处形成辐射斑。根据现有技术，斑生成器是折射类型或衍射类型的。折射型斑生成器包括诸如微透镜阵列的透镜系统，而衍射型斑生成器包括诸如在WO2006/035393中提出的二元相结构的相结构。

辐射斑阵列成像于其上的探测器通常具有不与一显著不同的宽高比。换句话说，敏感面积典型地是大约方形的。现有的图像传感器典型地具有适合于在常规的显示器上查看图像的宽高比3∶4或4∶5。为成本考虑，使用现有的部件是优选的。而且，为了最大地使用图像传感器的敏感面积，辐射斑阵列的宽高比通常选择为匹配图像传感器的宽高比。

本发明的目的在于提供用于使用二维斑阵列光学扫描样品的装置和方法，其中，与现有技术相比，通量增加。

发明内容

根据本发明，扫描方向和第一格矢量T₁之间的角γ最多与扫描方向和第二格矢量T₂之间的角一样大，并且比L₁/L₂小于0.6。因而，这两个格矢量中的T₁是比另一个格矢量更与扫描方向对准的格矢量。如附录B中所示，小于或等于

的宽高比μ＝L₁/L₂是对于给定帧率的光电探测器以及给定延伸量和分辨率的阵列而言使得扫描设备的通量最大的必要条件。尽管已针对具有方形单位晶格的阵列推导出该比值(参见附录B)，但其还可以有利地应用于具有六角形单位晶格的阵列的情况，后者与具有方形单位晶格的阵列非常相似，因为对于这两种阵列类型，格矢量T₁和T₂具有相同的量值(即，|T₁|＝|T₂|)并定义具有可相比的量值的角。在方形单位晶格的情况下，T₁和T₂定义直角，而在六角形单位晶格的情况下，T₁和T₂定义60°的角。延伸量D(阵列的较长对角线的长度)一般由收集光学系统、即在与样品相互作用之后收集斑阵列的光学系统的可用视场确定。对于给定值的延伸量D和给定分辨率R，宽高比μ＝L₁/L₂和数量L₁并不独立(再次参见附录B)。因而，条件μ＜0.6隐含地对L₁设置上限。如从附录A所看到的，由此改进了阵列的对准容差。范围L₁/L₂＜0.6也是优选的，因为假设用于(使用例如像素化图像传感器)探测辐射斑所要求的最小读出周期(帧率的倒数)与光斑阵列的图像的尺寸成比例，则通量相对于现有技术增加。在附录A和B中进一步阐明这些方面。在该应用中同义地使用符号(L_x，L_y)和(L₁，L₂)。在提到具有方形单位晶格的阵列时，通常使用符号(L_x，L_y)。

比L₁/L₂可以小于0.4。事实上，对于β＝2D/R的足够大的值和给定的帧率F，使通量最大化要求L₁/L₂＜0.4。

比L₁/L₂可以小于0.2。事实上，对于β＝2D/R的足够大的值和给定的帧率F，使通量最大化要求L₁/L₂＜0.2。

值L₁可以有利地是2、3或4。假设探测器的帧率与敏感面积的尺寸成反比，如果用于对辐射斑阵列进行成像的探测器的敏感面积与阵列的尺寸匹配，则这些值是有利的。而且，对于L₁的这些值，对准容差尤其大。

根据优选实施例，在单位晶格的形状、分辨率和格对角线的长度固定的约束下，乘积L₁L₂是最大值或格单位晶格的面积是最小值，其中容差为10％。假设探测器的帧率是给定的或帧率与辐射斑的面积的尺寸成反比，由此使扫描设备的通量最大化。

格的单位晶格优选为方形或六角形。具有方形单位晶格的格尤其易于实现。具有六角形格晶格的格允许最紧密的辐射斑填塞，由此使单位面积的辐射斑数量最大化。

根据优选实施例，L₁与Λ的不同小于1.0，或L₁等于Λ，容差为10％，Λ由

定义，D是格对角线的长度，R是分辨率。如附录B中所示，对于具有固定的帧率的任何给定的探测器，由此通量最佳。

优选地，光学扫描设备还包括探测器和用于在探测器上生成辐射斑阵列的光学图像的成像光学器件。更优选地，探测器是像素化图像传感器。

优选地，探测器具有基本上圆形的视场，并且，格对角线的图像的测量值介于探测器的视场的直径的0.9和1.0倍之间。因而，辐射斑阵列的图充裕地适配到视场中。

探测器可以具有宽高比在3∶4和4∶3之间的敏感面积。尽管敏感面积的宽高比不匹配辐射斑阵列的宽高比，但这样的探测器容易获得，且提供经济的解决方案。有利地，敏感面积的未使用部分可以是无效的，以增加帧率。

斑生成器优选包括二元相结构或微透镜阵列。斑生成器因而允许调制入射辐射束，以在离斑生成器期望的距离处形成期望的辐射斑阵列。

光学扫描设备可以是显微镜。

根据本发明的光学扫描方法的特征在于，扫描方向和第一格矢量T₁之间的角γ最多与扫描方向和第二格矢量T₂之间的角一样大，并且比L₁/L₂小于0.6。

该方法可以包括在探测器上生成辐射斑阵列的光学图像的额外步骤。优选地，探测器是像素化图像传感器。

优选地，探测器的一部分敏感面积是无效的。如上所述，辐射斑的阵列的宽高比优选充分小于一。然而，标准的图像传感器具有大约方形的矩形敏感面积，宽高比不小于3∶4。因而，在将根据本发明的阵列投射到图像传感器上时，传感器表面的大部分是多余的。于是，通过使表面的未使用部分无效，即通过仅读出被辐射斑阵列覆盖的表面部分，可以大幅度地增加传感器的帧率。

附图说明

图1示意地图示通用的多斑扫描显微镜；

图2示意地图示现有技术的辐射斑阵列；

图3示意地图示根据本发明的辐射斑阵列；

图4是根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在附图中，不同的图形中所出现的相同的或类似的特征被指定为使用相同的附图标记，并且不一定被描述不止一次。

图1示意地图示通用的现有技术的多斑扫描显微镜。该显微镜包括激光器12、准直器透镜14、分束器16、前向感测光电探测器18、斑生成器20、样品组件22、扫描台30、成像光学器件32、像素化光电探测器34、视频处理集成电路(IC)36以及个人计算机(PC)38。样品组件22由盖玻片24、样品层26和显微镜载玻片28构成。样品组件22放在耦合至电动机(未示出)的扫描台30上。成像光学器件32由用于制作光学图像的第一物镜透镜32a和第二透镜32b构成。物镜透镜32a和32b可以是复合物镜透镜。激光器12发射光束，该光束由准直器透镜14准直，并且入射在分束器16上。光束的透射部分由前向感测光电探测器18捕获，以用于测量激光器12的光输出。激光器驱动器(未示出)使用该测量的结果来控制激光器12的输出。光束的反射部分入射在斑生成器20上。斑生成器20调制入射光束，以在放于样品层26中的样品中产生光斑阵列。成像光学器件32在像素化光电探测器34上生成由扫描斑阵列照明的样品层26的光学图像。所捕获的图像由视频处理IC 36处理成数字图像，该数字图像由PC 38显示并可能进一步被处理。考虑到成本，光电探测器34优选为现有的图像传感器。有利地，如果应用开窗方法，则利用图像传感器34的总带宽。在该方法中，关闭行(和/或列)的部分，从而仅读出“窗口”内的像素。这给予帧率的增加，并且因而给予通量的增加，该通量等于总传感器面积与窗口面积之比。

参考图2，示意地显示根据现有技术在样品层26(参见图3)中生成的光斑的二维阵列8。光斑形成具有间距p和单位晶格面积p²的方形基本晶格的二维格。该阵列由标记(j，i)的L_x×L_y个斑组成，其中，i和j分别为1至L_x＝5和1至L_y＝4。所述格因而具有宽高比L_x/L_y＝1.25。所述格的两个主轴分别取为x方向和y方向。沿与x方向成斜交角γ＝arctan(1/L_x)＝11.31°的方向穿过样品扫描阵列。因而，每个斑沿x方向扫描线81、82、83、84、85、86，相邻的线之间的y间隔是R/2，其中R是分辨率，R/2是采样距离。分辨率以psinγ＝R/2和pcosγ＝L_xR/2与角γ有关。所扫描的“带”的宽度是w＝LR/2。通量(每次扫描的面积)是

其中，F是图像传感器的帧率。

现在参考图3，示意地显示根据本发明的辐射斑的阵列8。该阵列包括L_x＝2列和L_y＝7行，从而给予该阵列宽高比L_x/L_y＝0.286。扫描角γ是arctan(1/L_x)＝26.565°。参数β＝2D/R的测量值为

其中，D是阵列8的对角线的长度。对于β的该特定值和图像传感器34的给定帧率，通量B因此最大(参见附录B)。

另一示范性的实施例(未示出)使用28×142斑阵列，所以有3946个斑和宽高比0.20。分辨率是0.51μm，间距是7.20μm，视场是1.04mm(其适配安装于成像侧的20×物镜)。对准斜交角的精确度必须胜过1.3mrad，这是可行的。图像传感器可以具有1024×1280像素(1.3Mpix，宽高比4∶5)，并具有标称帧率500Hz。通过使用开窗，可以以因子4增加帧率。通量为0.53mm²/sec，这允许在大约7分钟对典型的相关面积15mm×15mm的组织病理学载玻片进行成像。

通过使用非方形的斑阵列，特别是使用六角形的斑阵列，可以获得通量的进一步增加。通常，阵列可以由按照R_nm＝np₁E₁+mp₂E₂给出的阵列中的斑的横向位置表征，其中，n和m是标记斑的整数，E₁和E₂是阵列的平面中的独立的单位矢量，并且，p₁和p₂是E₁和E₂方向上的间距。间距必须大于任意两个斑之间的最小允许距离。如果p₁＝p₂＝p，则得到最紧密的斑填塞(并且因此得到最大数量的斑)。而且，单位矢量E₁和E₂之间的角α必须大于π/3＝60°，以便维持最小斑分离p。经证实，阵列L中的斑的总数独立于α，并且，斑阵列的宽高比与1/sinα成比例。由此可见，对于六角形斑阵列(α＝π/3)，得到最小宽高比。因而，与方形阵列的情况相比，在图像传感器的读出中使用开窗可以以因子

增加通量，即，以该方式可以实现通量增加15％。

参考图4，显示根据本发明的方法的流程图。该方法包括同时发生的步骤：生成辐射斑阵列、穿过阵列扫描样品和在像素化图像传感器上生成光学图像。

虽然在附图和上述的说明书中详细地图示并描述了本发明，但附图和说明书被认为是示范性的且非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。在不背离本发明的范围的情况下，还可以实现上面未描述的等同物、组合和修改。

动词“包括”及其派生词不排除“包括”所指的实体的其他步骤或元件的存在。不定冠词“一”或“一个”不排除该冠词所指的对象的多个。还注意到，单个单元可以提供权利要求书中所提到的若干个装置的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些特征的事实上不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求书中的附图标记不应当被解释为限制其范围。

附录A：斜交角容差

斑阵列由L_x列和L_y行组成，并具有间距p。扫描方向与行成角度γ，从而这组斑生成一组等距扫描线。线间隔是R/2，其中R是分辨率。该扫描方法意味着：

psinγ＝R/2

pcosγ＝L_xR/2

在US 6,248,988中也给出这些关系。由此可见，x方向上的斑的数量由下式给出：

$L_x=\cot \mathrm{\γ}=\sqrt{{\left(\frac{2p}{R}\right)}^2-1}$

在不对准的情况下，(如依据分辨率R、间距p和列L_x的数量所定义的)角γ可以具有不同的值γ′＝γ+δγ。问题是这将如何影响图像。假定我们以标记行和列的一对整数(i，j)标记阵列中的斑，于是i为从1至L_y，并且，j为从1至L_x。在左下斑(L_y，1)处取我们的(x，y)坐标系的原点，则斑(i，j)的x和y位置由下式给出：

x_ij＝cosγ′(j-1)p-sinγ′(L_y-i)p

y_ij＝sinγ′(j-1)p+cosγ′(L_y-i)p

展开到δγ的一阶且以R和L_x消去p和γ，给出：

$x_{\mathrm{ij}}=[(j-1)L_x+i-L_y]\frac{R}{2}-[j-1+L_x(L_y-i)]\frac{R}{2}\mathrm{\δ\γ}$

$y_{\mathrm{ij}}=[j-1+L_x(L_y-i)]\frac{R}{2}+[(j-1)L_x+i-L_y]\frac{R}{2}\mathrm{\δ\γ}$

在良好地对准的情况下，δγ＝0，斑位于等距扫描线上，间隔距离R/2。我们可以以取值1，2，3，....，L_xL_y的整数指数k＝i-1+L_x(L_y-j)标记扫描线。于是，具有指数k的扫描线的y值仅为(k-1)R/2。在扫描方向(x方向)上，在相邻的扫描线之间存在着延迟。都在同一行的扫描线之间的延迟是L_x个样品(扫描仪以间隔R/2取样)，一行的最后一个扫描线和相邻行的第一个扫描线之间的延迟是L_x(L_x-1)+1个样品。

在未对准的情况下，不同的扫描线不再是等距的，并且，相邻的扫描线的延迟不再是整数个样品。这将导致失真图像。同一行中相邻的扫描线之间的间隔现在为(1+L_xδγ)R/2，并且在y方向上总计为一致的拉伸量，这没有太大问题，因为这意味着图像分辨率现在稍有不同，即R′＝(1+L_xδγ)R。一行的最后一个扫描线和相邻行的第一个扫描线之间的间隔为(1-(L_x(L_x-1)+1.)δγ)R/2≈(1-(L_x ²+1)δγ)R′/2，其以量(L_x ²+1.)δγR′/2不同于拉伸的分辨率R′。这必须远远小于标称的扫描线间隔R/2，所以我们必须要求：

$\mathrm{\&delta;\&gamma;}<<\frac{1}{{L_x}^2+1}={\sin }^2\mathrm{\&gamma;}={\left(\frac{R}{2p}\right)}^2$

由此可见，从对准的观点出发，较小的L_x是有利的，并且因此，较小的比2p/R是有利的。该条件也足以保证相邻的扫描线之间的延迟远远小于采样距离R/2。

附录B：通量

以下，考虑具有方形单位晶格的格。类似的考虑应用于具有非方形单位晶格的格，特别是具有六角形单位晶格的格。

扫描设备的通量B定义为每次扫描的面积。在二维阵列的情况下，

$B=\frac{1}{4}{\mathrm{LR}}^{2}F$

其中，R是分辨率，L＝L_xL_y是辐射斑的总数量，并且，F是帧率。格间距p满足(参见图2)

$p^2=\frac{R^2}{4}(1+L_x^2).$

格对角线的长度D满足

$p^2{L}_x^2+p^2{L}_y^2=D^2$

该式子可以重新写成：

$(1+L_x^2)(L_x^2+L_y^2)=\frac{4D^2}{R^2}={\mathrm{\&beta;}}^2.$

假设参数固定。因而，根据

$L_y^2=\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{1+L_x^2}-L_x^2,$

行数L_y取决于列数L_x。因而，我们得到点的总数L和列数L_x之间的下列关系：

$L^2=L_x^2(\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{1+L_x^2}-L_x^2)$

其可以表达为：

$f\left(q\right)=\frac{{\mathrm{\&beta;}}^{2}q}{1+q}-q^2$

其中，

且f＝L²。f相对于q的一阶导数和二阶导数是

$f^{\&prime;}\left(q\right)=\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{{(1+q)}^2}-2q,$

$f^{\&prime;\&prime;}\left(q\right)=-\frac{2{\mathrm{\&beta;}}^2}{{(1+q)}^3}-2.$

对于q＝q₀，一阶导数f′看起来等于零，其中，q₀满足：

$\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{2}=q_0{(1+q_0)}^2.$

而且，f″(q₀)是负数。因此，对于q＝q₀，f(q)呈现最大值。还注意到，这还是唯一的最大值。结论是，对于给定值β和给定帧率F，如果L_x是最好地满足

$\frac{\mathrm{\&beta;}}{\sqrt{2}}=L_x(1+L_x^2)$

的整数，则通量是最大值。换句话说，为了在约束β＝恒量下使通量最大，L_x必须与实数Λ的不同小于1，Λ满足

$\frac{\mathrm{\&beta;}}{\sqrt{2}}=\mathrm{\&Lambda;}(1+{\mathrm{\&Lambda;}}^2).$

要提及的是，借助于拉格朗日乘子或通过使用作为独立变量的比x＝2p/R或宽高比而以独立变量L_x和L_y运行并考虑约束

可以建立相同的结果。

对于L_x和L_y的任何值，宽高比

$\mathrm{\&mu;}=\frac{L_x}{L_y}$

满足

$\frac{1}{{\mathrm{\&mu;}}^2}=\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{q(1+q)}-1.$

将以上所确定的最佳值q₀代入q并且使用恒等式β²＝2q₀(1+q₀)²，得到

$\frac{1}{{{\mathrm{\&mu;}}_0}^2}=1+2q_0$

其中，μ₀是针对q＝q₀的宽高比，即，μ₀是最佳宽高比。由于q₀≥1，因而最佳宽高比满足

${\mathrm{\&mu;}}_0\&le;\sqrt{\frac{1}{3}}\&ap;0.577.$

最佳间距p₀，即针对q＝q₀的间距

被发现满足

$p_0^2=\frac{D^2}{2q_0(1+q_0)}\&le;\frac{D^2}{4}.$

在具有非方形单位晶格，特别是具有六角形单位晶格的格的情况下，类似的关系成立，其中左手侧由单位晶格的面积代替。

还有可能建立斑的数量和宽高比之间的直接关系。从以上的方程式消去L_x给出：

$L=\frac{\mathrm{\&beta;}}{\sqrt{{\mathrm{\&mu;}}^2+1}}\sqrt{\frac{-1+\sqrt{1+\frac{4{\mathrm{\&beta;}}^2{\mathrm{\&mu;}}^2}{{\mathrm{\&mu;}}^2+1}}}{1+\sqrt{1+\frac{4{\mathrm{\&beta;}}^2{\mathrm{\&mu;}}^2}{{\mathrm{\&mu;}}^2+1}}}}.$

该函数在通过以上的分析定义的点处取最大值。实际上，视场如此大以致可以容纳数千个斑。这意味着参数β非常大，典型地在范围1000-5000内。

对于β的这些值，最佳宽高比由下式给出良好的近似：

${\mathrm{\&mu;}}_0=\frac{1}{{\left(2\mathrm{\&beta;}\right)}^{1/3}}.$

对于β＞10，误差小于2％，并且，对于β＞1000，误差小于0.1％。

将最佳通量B₀(即，针对q＝q₀的通量)与利用具有相同的参数β的方形阵列获得的通量B_SQR相比较是有趣的。在恒等式

中取代L_y＝L_x并且针对

而求解，给出：

$L_x^2=\sqrt{\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{2}+\frac{1}{4}}-\frac{1}{2}.$

对于较大值的β，即，对于β＞＞1，，并且假设同一帧率F对于最佳阵列和方形阵列都相同，得到

$\frac{B_0}{B_{\mathrm{SQR}}}=\frac{L_0}{L_{\mathrm{SQR}}}=-\frac{\sqrt{f\left(q_0\right)}}{\sqrt{\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{2}+\frac{1}{4}}-\frac{1}{2}}\&ap;\frac{\mathrm{\&beta;}}{\sqrt{\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{2}}}=\sqrt{2}.$

对于较大值的β，通量因而相对于方形阵列而以大约1.4的因子增加。

接着，检查光电探测器适于辐射斑的阵列的情况，从而其帧率F与阵列的面积成反比：

$F~\frac{1}{p^{2}L}$

在该情况下，通量

与格单位晶格的面积成反比：

$B~\frac{1}{p^2}=\frac{4}{R^2(1+L_x^2)}$

于是，通量随着L_x减少而增加，并且，对于L_x＝1而具有最小值。

Claims (15)

1.一种光学扫描设备(10)，包括：

-斑生成器(20)，其用于在格点

P_mn＝mT₁+nT₂(m＝1至L₁，n＝1至L₂)

处生成二维辐射斑阵列(8)，其中，T₁是第一格矢量，T₂是第二格矢量；以及

-扫描装置，其用于沿扫描方向穿过所述辐射斑阵列扫描样品(26)，使得所述辐射斑相对于所述样品示踪出基本上等距的线(81、82、83)，

其中，所述扫描方向和所述第一格矢量T₁之间的角γ最多与所述扫描方向和所述第二格矢量T₂之间的角一样大，并且比L₁/L₂小于0.6。

2.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，所述比L₁/L₂小于0.4。

3.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，所述比L₁/L₂小于0.2。

4.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，L₁是2、3或4。

5.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，在单位晶格的形状、分辨率和格对角线的长度固定的约束下，乘积L₁L₂是最大值或格的单位晶格的面积是最小值，其中容差为10％。

6.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，所述格的单位晶格是方形或六角形。

7.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，L₁与Λ的不同小于1.0，或L₁等于Λ，其中容差为10％，Λ由下式定义：

$\sqrt{2}D/R=(1+{\mathrm{\&Lambda;}}^2)\mathrm{\&Lambda;},$

D是格对角线的长度，R是分辨率。

8.如权利要求1所述的光学扫描设备，还包括：

-探测器(34)；以及

-成像光学器件(32)，其用于在所述探测器上生成所述辐射斑阵列的光学图像。

9.如权利要求8所述的光学扫描设备，其中，所述探测器具有基本上圆形的视场，并且，格对角线图像的测量值介于所述探测器的所述视场的直径的0.9和1.0倍之间。

10.如权利要求8所述的光学扫描设备，其中，所述探测器具有宽高比在3∶4和4∶3之间的敏感面积。

11.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，所述斑生成器包括二元相结构或微透镜阵列。

12.如权利要求1所述的光学扫描设备，其中，所述光学扫描设备是显微镜。

13.一种光学扫描方法，包括以下步骤：

-在格点

P_mn＝mT₁+nT₂(m＝1至L₁，n＝1至L₂)

处生成二维辐射斑阵列(8)，其中，T₁是第一格矢量，T₂是第二格矢量；以及

-沿扫描方向穿过所述辐射斑阵列扫描样品(26)，使得所述辐射斑相对于所述样品示踪出基本上等距的线(81、82、83)，

其中，所述扫描方向和所述第一格矢量之间T₁的角γ最多与所述扫描方向和所述第二格矢量T₂之间的角一样大，并且比L₁/L₂小于0.6。

14.如权利要求13所述的光学扫描方法，其中，所述方法包括额外的步骤：

-在探测器(34)上生成所述辐射斑阵列的光学图像。

15.如权利要求13所述的光学扫描方法，其中，所述探测器的一部分敏感面积是无效的。

Images