DE102019129932B4 - Optische Detektionseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionseinrichtung - Google Patents

Optische Detektionseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionseinrichtung Download PDF

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Abstract

Optische Detektionseinrichtung mit folgenden Merkmalen:a) eine Lichtdetektionseinrichtung (8), die eingerichtet ist zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Reaktion auf Licht, dass eine Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) erreicht,b) eine Lichtemissionseinrichtung (1), die ein Lichtquellenfeld (2) aufweist, das eine Vielzahl von separat elektrisch ansteuerbaren elektrischen Lichtquellen aufweist, die in einer Matrixstruktur oder einer auf andere Weise definierten zweidimensionalen geometrischen Anordnung über das Lichtquellenfeld (2) verteilt angeordnet sind,c) wobei die Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) über einen Untersuchungsbereich (5), an der ein mittels der optischen Detektionseinrichtung zu untersuchendes Objekt anordenbar ist, optisch mit einer Lichtemissionsseite des Lichtquellenfelds (2) gekoppelt ist, sodass von den Lichtquellen abgegebenes Licht durch den Untersuchungsbereich (5) auf die Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) strahlt, dadurch gekennzeichnet, dassd) im Strahlengang zwischen der Lichtemissionsseite des Lichtquellenfelds (2) und dem Untersuchungsbereich (5) ein optisches Verkleinerungssystem (3, 4) angeordnet ist, das zur optischen Verkleinerung eines von den Lichtquellen des Lichtquellenfelds (2) abgegebenen Lichtmusters eingerichtet ist, sodass der Untersuchungsbereich (5) mit einem gegenüber dem von dem Lichtquellenfeld (2) abgegebenen Lichtmuster verkleinerten Lichtmuster bestrahlt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine optische Detektionseinrichtung mit folgenden Merkmalen:
    1. a) eine Lichtdetektionseinrichtung, die eingerichtet ist zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Reaktion auf Licht, dass eine Lichtdetektionsseite der Lichtdetektionseinrichtung erreicht,
    2. b) eine Lichtemissionseinrichtung, die ein Lichtquellenfeld aufweist, das eine Vielzahl von separat elektrisch ansteuerbaren elektrischen Lichtquellen aufweist, die in einer Matrixstruktur oder eine auf andere Weise definierten zweidimensionalen geometrischen Anordnung über das Lichtquellenfeld verteilt angeordnet sind,
    3. c) wobei die Lichtdetektionsseite der Lichtdetektionseinrichtung über einen Untersuchungsbereich, an der ein mittels der optischen Detektionseinrichtung zu untersuchendes Objekt anordenbar ist, optisch mit einer Lichtemissionsseite des Lichtquellenfelds gekoppelt ist, sodass von den Lichtquellen abgegebenes Licht durch den Untersuchungsbereich auf die Lichtdetektionsseite der Lichtdetektionseinrichtung strahlt.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer solchen optischen Detektionseinrichtung. Mit solchen optischen Detektionseinrichtungen können Objekte, die im Untersuchungsbereich der optischen Detektionseinrichtung angeordnet werden, zum Beispiel eine Probe, auf optische Weise untersucht werden. Durch ein Lichtquellenfeld mit einer großen Anzahl von separat elektrisch ansteuerbaren elektrischen Lichtquellen kann eine hohe Auflösung bei der optischen Untersuchung erreicht werden. Eine gattungsgemäße optische Detektionseinrichtung ist aus der EP 3 320 567 B1 bekannt. Aus der EP 1 157 297 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Objektabbildung bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Untersuchungsmöglichkeiten einer solchen optischen Detektionsvorrichtung noch weiter zu verbessern.
  • Dies wird bei einer optischen Detektionseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass im Strahlengang von der Lichtemissionsseite des Lichtquellenfelds und dem Untersuchungsbereich ein optisches Verkleinerungssystem angeordnet ist, das zur optischen Verkleinerung eines von den Lichtquellen des Lichtquellenfelds abgegebenen Lichtmusters eingerichtet ist, sodass der Untersuchungsbereich mit einem gegenüber dem von dem Lichtquellenfeld abgegebenen Lichtmuster verkleinerten Lichtmuster bestrahlt ist. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die optische Auflösung deutlich erhöht werden kann. Es ist insbesondere möglich, optische Untersuchungen jenseits der Diffraktionsgrenze durchzuführen.
  • Das optische Verkleinerungssystem kann relativ kleinbauend und kostengünstig aus kostengünstigen optischen Elementen bereitgestellt werden. Das optische Verkleinerungssystem sowie die übrigen optischen Elemente erfordern keine besonderen Eingriffe des Benutzers, insbesondere keine gesonderte Ausrichtung während des Betriebs.
  • Die erfindungsgemäße optische Detektionseinrichtung ermöglicht beispielsweise eine Auflösung von Strukturen an dem zu untersuchenden Objekt in Nanometer-Bereich. Dabei kann normales vom Menschen wahrnehmbares Licht genutzt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die erfindungsgemäße optische Detektionseinrichtung mit Licht einer einzigen Wellenlänge, im Unterschied zu weißem Licht, betrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise durch Anwendung kurzwelligen Lichts der Durchmesser des Diffraktionslimits verringert werden kann, da bei Licht einer Wellenlänge Spektralkomponenten mit größeren Wellenlängen vermieden werden können.
  • Im Gegensatz zu Mikroskopen, die auf einer steuerbaren Laserlichtquelle beruhen, kann durch die erfindungsgemäße optische Detektionseinrichtung ein wesentlich vereinfachter und kostengünstigerer Aufbau erzielt werden. Zudem kann die gesamte optische Detektionseinrichtung viel kleiner realisiert werden. Zudem erlaubt der Einsatz der erfindungsgemäßen Lichtemissionseinrichtung mit einem Lichtquellenfeld eine vereinfachte Erzeugung von Lichtmustern, allein durch Softwaresteuerung mit hoher Geschwindigkeit, insbesondere wechselnde Lichtmuster mit hoher Frequenz erzeugt werden. Die Schaltfrequenzen zur Ansteuerung der Lichtquellen können zum Beispiel in Megahertz-Bereich liegen. Eine solche Lichtemissionseinrichtung kann auch als segmentierte Lichtemissionseinrichtung bezeichnet werden.
  • Die optische Detektionseinrichtung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die Lichtdetektionseinrichtung auf einer Seite des Untersuchungsbereichs und die Lichtemissionseinrichtung auf der gegenüberliegenden, anderen Seite des Untersuchungsbereichs angeordnet ist, sodass das Licht in einem gradlinig verlaufenden Strahlengang von der Lichtemissionsseite zur Lichtdetektionsseite gelangt. Die Anordnung zwischen der Lichtdetektionseinrichtung und der Lichtemissionseinrichtung kann auch anders gestaltet sein, beispielsweise indem im Strahlengang des Lichts ganz oder teilweise lichtablenkende Elemente angeordnet sind, wie beispielsweise Spiegel, halbdurchlässige Spiegel, dichroische Strahlteiler und ähnliche Elemente.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das optische Verkleinerungssystem wenigstens ein Kollimationselement aufweist, das an der dem Lichtquellenfeld zugeordneten Seite des optischen Verkleinerungssystems angeordnet ist, wobei das Kollimationselement zum optischen Sammeln des von den Lichtquellen des Lichtquellenfelds abgegebenen divergierenden Lichts eingerichtet ist. Dies hat den Vorteil, dass als Lichtquellen des Lichtquellenfelds einfache, handelsübliche Bauelemente eingesetzt werden können, beispielsweise Leuchtdioden, beziehungsweise Displays mit LED-Technologie oder einer vergleichbaren lichtabgebenden Technologie. Insbesondere können auch Lichtquellen eingesetzt werden, die im Sinne eines Lambertstrahlers einen relativ breiten Lichtabgabewinkel aufweisen, was für die Funktionalität einer solchen optischen Detektionseinrichtung eigentlich ungünstig ist. Durch die Anordnung eines Kollimationselements an der dem Lichtquellenfeld zugeordneten Seite kann das divergierende Licht der Lichtquellen aber gesammelt werden und beispielsweise in einen parallelen Strahlengang gewandelt werden, der entweder direkt oder über eines oder mehrere weitere optische Elemente zum Untersuchungsbereich geleitet wird.
  • Die Lichtemissionseinrichtung kann auch als Vertical-external-cavity surface-emitting-laser (VECSEL) - Array oder oder vertical-cavity surface-emitting-laser (VCSEL)) ausgebildet sein. Die Lichtquellen können auch als Laserdioden ausgebildet sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das optische Verkleinerungssystem wenigstens eine im Strahlengang des von dem Lichtquellenfeld abgegeben Lichts dem Kollimationselement nachgeordnete optische Einrichtung, z.B. eine Linse, eine Anordnung von Linsen oder ein Objektiv, zur Abbildung des von dem Kollimationselement aufgenommenen Lichts auf einen verkleinerten Abbildungsmaßstab aufweist. Dies erlaubt eine besonders hochauflösende Untersuchung eines Objekts im Untersuchungsbereich. Durch die optische Einrichtung wird im Untersuchungsbereich ein verkleinertes Abbild eines vom Lichtquellenfeld abgestrahlten Lichtmusters im Untersuchungsbereich projiziert. Dabei ist die optische Einrichtung zumindest in Bezug auf den Untersuchungsbereich auf eine bestimmte Untersuchungsebene des Untersuchungsbereichs, an der das zu untersuchende Objekt zu platzieren ist, fokussiert. Die optische Einrichtung kann zum Beispiel ein Mikroskopobjektiv oder irgendeine andere Art von Linse oder Linsenanordnung sein.
  • Der Gesamt-Verkleinerungsmaßstab kann dabei abhängig von der numerischen Apertur des Kollimationselements und/oder der optischen Einrichtung festgelegt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die optische Detektionseirichtung im Strahlengang des Lichts zwischen dem Untersuchungsbereich zu der Lichtdetektionsseite der Lichtdetektionseinrichtung ein optisches Vergrößerungssystem aufweist, durch das von dem Untersuchungsbereich aufgenommenes Lichtmuster in ein an der Lichtdetektionsseite ankommendes vergrößertes Lichtmuster umgewandelt wird. Auf diese Weise kann das im Untersuchungsbereich verkleinerte Abbild des vom Lichtquellenfeld abgegebenen Lichtmusters wieder auf einen Maßstab vergrößert werden, der an die Charakteristika der Lichtdetektionseinrichtung angepasst ist, beispielsweise an dessen Abmessungen und/oder Auflösung. Das optische Vergrößerungssystem kann zum Beispiel ein Vergrößerungsobjektiv oder irgendeine andere vergrößernde Linsenanordnung aufweisen. Das optische Vergrößerungssystem ist in Richtung des Untersuchungsbereichs auf die Untersuchungsebene fokussiert.
  • Ein solches optisches Vergrößerungssystem ist nicht in jedem Fall erforderlich und somit optional. Wird als Lichtdetektionseinrichtung z.B. ein globales Detektionselement, z.B. eine einzelne Photodiode, verwendet, kann das optische Vergrößerungssystem ohne weiteres entfallen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtdetektionseinrichtung ein oder mehrere Lichtsensorelemente aufweist, wobei die Anzahl der Lichtsensorelemente geringer ist als die Anzahl der Lichtquellen des Lichtquellenfelds. Dies erlaubt den Einsatz einfacher und kostengünstiger Lichtdetektionseinrichtungen, die auch ohne besonders große Auflösung aufgrund der wesentlich höheren Auflösung des Lichtquellenfelds im Ergebnis eine besonders hohe Auflösung der Detektionseinrichtung ermöglichen. Dies ist dadurch möglich, dass über das Lichtquellenfeld variable Lichtmuster erzeugt werden können, die dazu führen, dass das im Untersuchungsbereich angeordnete Objekt unterschiedlich beleuchtet wird. Aus den an der Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Lichtmustern lässt sich dann rechnerisch das im Untersuchungsbereich angeordnete Objekt mit einer wesentlich erhöhten Auflösung rekonstruieren, die deutlich über der Auflösung der Lichtdetektionseinrichtung liegt. Die Lichtdetektionseinrichtung kann zum Beispiel als Kamera ausgebildet sein, zum Beispiel als CCD- oder CMOS-Kamerachip. Die Lichtdetektionseinrichtung kann auch Fotodioden oder ähnliche Elemente aufweisen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Durchmesser jeder Lichtquelle des Lichtquellenfelds weniger als 500 Nanometer beträgt. Durch solche Nano-Lichtquellen können Lichtmuster mit besonders hoher Auflösung erzeugt und über das optische Verkleinerungssystem auf den Untersuchungsbereich projiziert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtquellen des Lichtquellenfelds Leuchtdioden (LEDs), Laser (z.B. vertical-external-cavity surface-emitting-laser (VECSEL) oder vertical-cavity surface-emitting-laser (VCSEL)) oder andere strukturierte Lichtquellen sind. Die Leuchtdioden können grundsätzlich Leuchtdioden jeder Art sein. Besonders vorteilhaft sind Galliumnitridbasierte Leuchtdioden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtdetektionseinrichtung mit der Lichtemissionseinrichtung über eine Steuereinrichtung gekoppelt ist, die zum Steuern der Vielzahl von Lichtquellen nach einem definierten Aktivierungsschema und für eine integrierte, synchronisierte Verarbeitung der von der Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Daten eingerichtet ist. Dies erlaubt eine rechnerische Verarbeitung der durch die Lichtdetektionseinrichtung empfangenen Daten, das heißt die vom Untersuchungsbereich aufgenommen Lichtmuster. Durch die Kopplung zwischen der Lichtdetektionseinrichtung und der Lichtemissionseinrichtung kann die Steuereinrichtung in Kenntnis der abgegebenen Lichtmuster aufgrund unterschiedlicher empfangener Lichtmuster ein Abbild eines im Untersuchungsbereich angeordneten Objekts mit erheblich höherer Auflösung bestimmen als es die Diffraktionsgrenze eigentlich erlaubt.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionseinrichtung der zuvor erläuterten Art, mit folgenden Merkmalen:
    1. a) separates oder gruppenweises Aktivieren einiger der Lichtquellen der Lichtemissionseinrichtung gemäß einem definierten Aktivierungsschema zum Aussenden von Licht, wie sequentiell oder gemäß definierten Mustern,
    2. b) Empfangen von emittiertem Licht direkt von den aktivierten Lichtquellen oder daraus resultierendem Licht durch die Lichtdetektionseinrichtung,
    3. c) Erfassen der von der Lichtdetektionseinrichtung erzeugten elektrischen Signale als Reaktion auf Licht, das die Lichtdetektionsseite der Lichtdetektionseinrichtung erreicht und/oder Speichern der elektrischen Signale oder der für sie repräsentativen Daten unter Bezugnahme auf das definierte Aktivierungsschema der Lichtquellen,
    4. d) Erzeugen einer mindestens zweidimensionalen Bilddarstellung eines zu untersuchenden Objekts, das im Untersuchungsbereich der optischen Detektionseinrichtung positioniert ist, aus den erfassten und/oder gespeicherten Signalen und/oder Daten.
  • Auch hierdurch lassen sich die zuvor erläuterten Vorteile realisieren.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fluoreszenzfähigkeiten eines im Untersuchungsbereich positionierten Objekts erfasst und bewertet werden. Auf diese Weise können auch fluoreszierende Moleküle mit der erfindungsgemäßen optischen Detektionseinrichtung mikroskopisch untersucht werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
    • 1 einen beispielhaften Aufbau einer optischen Detektionseinrichtung in Seitenansicht und
    • 2 eine weitere Ausführungsform einer optischen Detektionseinrichtung in Seitenansicht.
  • Die optische Detektionseinrichtung gemäß 1 weist eine Lichtemissionseinrichtung 1 auf, die ein Lichtquellenfeld 2 aufweist. Das Lichtquellenfeld 2 weist eine Vielzahl von separat elektrisch ansteuerbaren elektrischen Lichtquellen auf, die in einer Matrixstruktur oder in einer auf andere Weise definierten zweidimensionalen Anordnung über das Lichtquellenfeld 2 verteilt angeordnet sind. Die Lichtquellen des Lichtquellenfelds 2 geben Licht an einer Lichtemissionsseite ab, das auf ein Kollimationselement 3 trifft. Durch das Kollimationselement 3 wird das vom Lichtquellenfeld 2 abgebende, divergierende Licht in einen parallelen Strahlengang umgewandelt. Das vom Kollimationselement 3 abgegebene Licht trifft auf eine Linse 4, die das empfangende Licht auf einen kleineren Abbildungsmaßstab bringt und auf eine Untersuchungsebene eines Untersuchungsbereichs 5 projiziert.
  • Im Untersuchungsbereich 5, insbesondere in der Untersuchungsebene, kann ein Objekt angeordnet werden, dass mittels der optischen Detektionseinrichtung untersucht werden soll.
  • Das Kollimationselement 3 und die Linse 4 sind Teile eines optischen Verkleinerungssystems, das zur optischen Verkleinerung eines von den Lichtquellen des Lichtquellenfelds 2 abgegeben Lichtmusters eingerichtet ist. Dementsprechend wird der Untersuchungsbereich 5 mit einem gegenüber dem von dem Lichtquellenfeld 2 abgegebenen Lichtmuster verkleinerten Lichtmuster bestrahlt.
  • Im weiteren Strahlengang gelangt das Licht von dem Untersuchungsbereich 5 zu einem optischen Vergrößerungssystem 6, das beispielsweise als ein Vergrößerungsobjektiv ausgebildet sein kann. Durch das optische Vergrößerungssystem 6 wird das vom Untersuchungsbereich 5 empfangene Lichtmuster in ein vergrößertes Lichtmuster gewandelt, dass auf eine Lichtdetektionsseite 7 einer Lichtdetektionseinrichtung 8 projiziert wird. Die Lichtdetektionseinrichtung 8 kann eines oder mehrere Lichtsensorelemente aufweisen, beispielsweise eine Matrix von Lichtsensorelementen.
  • Wird beispielsweise für das Lichtquellenfeld 2 eine Matrix mit einer sehr hohen Anzahl sehr kleiner Lichtquellen, wie es beispielsweise bei einem Smartphone-Display der Fall ist, eingesetzt, so kann durch Aktivieren unterschiedlicher Lichtquellen des Lichtquellenfelds 2 nacheinander der Bereich im Untersuchungsbereich 5, der durch das Licht bestrahlt ist, entsprechend verändert werden. Auf diese Weise kann ein im Untersuchungsbereich 5 angeordnetes Objekt durch Nacheinander-Einschalten unterschiedlicher Lichtquellen mit sehr hoher Auflösung abgescannt werden, beispielsweise im Bereich von weniger als 100 nm Schrittweite. Auf der Empfängerseite, das heißt durch die Lichtdetektionseinrichtung 8, können die hierdurch entstehenden Lichtmuster empfangen werden. Durch eine Steuereinrichtung, der sowohl eine Information über die von der Lichtdetektionseinrichtung 8 empfangenen Daten als auch der Ansteuerdaten der Lichtquellen des Lichtquellenfelds 2 zugeführt sind, kann ein Abbild des im Untersuchungsbereich 5 angeordneten Objekts mit extrem hoher Auflösung erzeugt werden.
  • Bei der Ausführungsform der 1 kann die Lichtdetektionseinrichtung 8 z.B. ein Kamerasensor sein, z.B. ein CCD-Sensor mit einer Vielzahl von Pixeln. Die 2 zeigt eine Ausführungsform der optischen Einrichtung, bei der als Lichtdetektionseinrichtung 8 eine einzelne Fotodiode eingesetzt wird. Dies hat den Vorteil, dass der gesamte Aufbau der optischen Detektionseinrichtung wesentlich vereinfacht werden kann und insbesondere kürzer bauend gestaltet werden kann, da das optische Vergrößerungssystem 6 hier entfallen kann. Das Licht wird somit vom Lichtquellenfeld 2 über das Kollimationselement 3, die Linse 4 und den Untersuchungsbereich 5 direkt auf die Lichtdetektionseinrichtung 8 übertragen.

Claims (11)

  1. Optische Detektionseinrichtung mit folgenden Merkmalen: a) eine Lichtdetektionseinrichtung (8), die eingerichtet ist zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Reaktion auf Licht, dass eine Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) erreicht, b) eine Lichtemissionseinrichtung (1), die ein Lichtquellenfeld (2) aufweist, das eine Vielzahl von separat elektrisch ansteuerbaren elektrischen Lichtquellen aufweist, die in einer Matrixstruktur oder einer auf andere Weise definierten zweidimensionalen geometrischen Anordnung über das Lichtquellenfeld (2) verteilt angeordnet sind, c) wobei die Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) über einen Untersuchungsbereich (5), an der ein mittels der optischen Detektionseinrichtung zu untersuchendes Objekt anordenbar ist, optisch mit einer Lichtemissionsseite des Lichtquellenfelds (2) gekoppelt ist, sodass von den Lichtquellen abgegebenes Licht durch den Untersuchungsbereich (5) auf die Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) strahlt, dadurch gekennzeichnet, dass d) im Strahlengang zwischen der Lichtemissionsseite des Lichtquellenfelds (2) und dem Untersuchungsbereich (5) ein optisches Verkleinerungssystem (3, 4) angeordnet ist, das zur optischen Verkleinerung eines von den Lichtquellen des Lichtquellenfelds (2) abgegebenen Lichtmusters eingerichtet ist, sodass der Untersuchungsbereich (5) mit einem gegenüber dem von dem Lichtquellenfeld (2) abgegebenen Lichtmuster verkleinerten Lichtmuster bestrahlt ist.
  2. Optische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Verkleinerungssystem (3, 4) wenigstens ein Kollimationselement (3) aufweist, das an der dem Lichtquellenfeld (2) zugeordneten Seite des optischen Verkleinerungssystems (3, 4) angeordnet ist, wobei das Kollimationselement (3) zum optischen Sammeln des von den Lichtquellen des Lichtquellenfelds (2) abgegebenen divergierenden Lichts eingerichtet ist.
  3. Optische Detektionseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Verkleinerungssystem (3, 4) wenigstens eine im Strahlengang des von dem Lichtquellenfeld (2) abgegebenen Lichts dem Kollimationselement (3) nachgeordnete optische Einrichtung, z.B. eine Linse (4), eine Anordnung von Linsen oder ein Objektiv, zur Abbildung des von dem Kollimationselement (3) aufgenommenen Lichts auf einen verkleinerten Abbildungsmaßstab aufweist.
  4. Optische Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Detektionseinrichtung im Strahlengang des Lichts zwischen dem Untersuchungsbereich (5) zu und der Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) ein optisches Vergrößerungssystem (6) aufweist, durch das von dem Untersuchungsbereich (5) aufgenommenes Lichtmuster in ein an der Lichtdetektionsseite (7) ankommendes vergrößertes Lichtmuster umgewandelt wird.
  5. Optische Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtdetektionseinrichtung (8) ein oder mehrere Lichtsensorelemente (7) aufweist, wobei die Anzahl der Lichtsensorelemente (7) geringer ist als die Anzahl der Lichtquellen des Lichtquellenfelds (2).
  6. Optische Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser jeder Lichtquelle des Lichtquellenfelds (2) weniger als 500 Nanometer beträgt.
  7. Optische Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen des Lichtquellenfelds (2) Leuchtdioden (LEDs), Laser oder andere strukturierte Lichtquellen sind.
  8. Optische Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtdetektionseinrichtung (8) mit der Lichtemissionseinrichtung (1) über eine Steuereinrichtung gekoppelt ist, die zum Steuern der Vielzahl von Lichtquellen nach einem definierten Aktivierungsschema und für eine integrierte, synchronisierte Verarbeitung der von der Lichtdetektionseinrichtung (8) empfangenen Daten eingerichtet ist.
  9. Optische Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Detektionseinrichtung als hochauflösendes Mikroskop ausgebildet ist.
  10. Verfahren zum Betreiben einer optischen Detektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: a) separates oder gruppenweises Aktivieren einiger der Lichtquellen der Lichtemissionseinrichtung (1) gemäß einem definierten Aktivierungsschema zum Aussenden von Licht, wie sequentiell oder gemäß definierten Mustern, b) Empfangen von emittiertem Licht direkt von den aktivierten Lichtquellen oder daraus resultierendem Licht durch die Lichtdetektionseinrichtung (8), c) Erfassen der von der Lichtdetektionseinrichtung (8) erzeugten elektrischen Signale als Reaktion auf Licht, das die Lichtdetektionsseite (7) der Lichtdetektionseinrichtung (8) erreicht und/oder Speichern der elektrischen Signale oder der für sie repräsentativen Daten unter Bezugnahme auf das definierte Aktivierungsschema der Lichtquellen, d) Erzeugen einer mindestens zweidimensionalen Bilddarstellung eines zu untersuchenden Objekts, das im Untersuchungsbereich (5) der optischen Detektionseinrichtung positioniert ist, aus den erfassten und/oder gespeicherten Signalen und/oder Daten.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluoreszenzfähigkeiten eines im Untersuchungsbereich (5) positionierten Objekts erfasst und bewertet werden.
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