CN102239426B - 图像数据的提供 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于提供图像数据的方法和装置。该方法包括以下步骤：在目标对象处提供来自照射源的入射照射；并且经由至少一个检测器检测由目标对象散射的照射的强度。还经由至少一个检测器检测没有目标对象时由照射源提供的照射的强度。响应于没有目标对象时所检测到的照射的强度和检测到的由目标对象所散射的照射的强度，来提供图像数据。

Description

图像数据的提供

技术领域

本发明涉及用于提供可用于构造目标对象的区域的图像的类型的图像数据的方法和装置。具体地，但不排他地，本发明涉及使用利用未知探测函数的迭代过程来提供这种图像数据的方法。 

背景技术

用于获取关于目标对象(有时被称为样本)的空间信息的很多类型的成像技术是众所周知的。例如，在传统的透射成像中，通过平面波照明来照射对象。由该对象散射的波被透镜再干涉以形成图像。在非常短的波长成像(X射线或电子)的情况下，该技术具有很多与由透镜所引起的像差和不稳定性相关的已知问题，这限制了所产生的图像的分辨率和可识度。通常可实现的分辨率比理论限制大很多倍。其他类型的成像技术也是众所周知的，但这些中的许多具有诸如分辨率限制、长数据收集次数或需要复杂和昂贵的设备的问题。 

在WO 2005/106531中已经公开了用于高分辨率成像的技术。该文档(其全部内容结合于此作为参考)公开了用于提供构造目标对象的区域的图像的图像数据的方法和装置，该方法包括在目标对象处提供来自照射源的入射照射的步骤。经由至少一个检测器检测由目标对象所散射的照射强度，并且响应于检测到的强度来提供图像数据，而没有关于目标对象的后目标对象孔径和入射照射的高分辨率定位问题。还公开了通过使用诸如透射函数或照明函数的可移动软变探测函数而经由迭代过程来提供这种图像数据的方法。 

本领域中的技术人员现在将在WO 2005/106531中所公开的技术称为超高分辨率成像技术(ptychographical)迭代引擎(或PIE)。这对于关于来自一组衍射图案测量的对象的区域的图像数据的恢复是强大的技术。每个衍射图案均是通过用相干照射的已知波阵面来照射对象而形成，并且需要波阵面的强度集中在与对象相互作用的局部横向区域(其中，其与所述对象相互作用)。这种波阵面的实例是当由平面波在离孔径短距离处照射这种波阵面时所产生的，或者通过由平面波照射的凸透镜来产生焦斑。该技术还适用于通过平面波照射来照亮目标并且后目标对象孔径用于选择由对象的区域散射的照明的情况。 

在该意义上，衍射图案是在距对象一定距离并在与照明波阵面的传播的方向正交的平面处由光学构造产生的强度的分布。该平面被设计为测量平面，并且在该平面处所进行的测量由Ψ_k(u)表示，其中，u为合适的坐标矢量。应当注意，当测量平面与采样平面之间的距离较小时，衍射图案已知为近场衍射图案。当该距离较大时，该衍射图案已知为远场衍射图案。 

超高分辨率成像技术取决于使用诸如CCD照相机等合适的记录设备在测量平面处记录的几个衍射图案。对象的横向位置和局部照明波阵面对于每个图案均是不同的。 

为了提供探测函数的有用的图像数据特性，必须已知或估计探测函数本身，该探测函数可能是与后目标对象孔径相关的透射率函数或与入射照射相关的照明函数。如果所使用的探测函数是精确的，则这需要建立技术的时间消耗或者导致不精确。此外，迭代过程可能是耗时的。 

发明内容

本发明的目的是至少部分地消除上述问题。 

本发明的某些实施方式的目的是提供适于提供图像数据的方法和装置，该图像数据可以或不可以用于构造目标对象的区域的图像，并且可在不知道需要的探测函数的情况下使用。 

本发明的某些实施方式的目的是提供用于提供图像数据的方法和装置，其中，使用有效地产生有用结果的迭代过程。 

根据本发明的第一方面，提供了一种用于提供构造目标对象的区域的图像的图像数据的方法，该方法包括以下步骤： 

在目标对象处提供来自照射源的入射照射，并且经由至少一个检测器来检测由目标对象散射的照射的强度； 

经由至少一个检测器来检测没有目标对象时由照射源提供的照射的强度；以及 

响应于没有目标对象时所检测的照射的强度和由目标对象散射的照射的强度，经由迭代过程提供图像数据。 

根据本发明的第二方面，提供了一种用于提供产生目标对象的区域的图像的图像数据的装置，包括： 

定位装置，用于将目标对象定位在预定位置； 

照射源，用于在由定位装置定位的目标对象处提供入射照射； 

至少一个检测器设备，用于检测由所述目标对象散射的照射的强度，定位装置用于将入射照射或后目标孔径定位在关于目标对象的一个或多个位置；以及 

处理装置，用于响应于没有目标对象时检测到的照射的强度和由目标对象散射的照射的检测强度，经由迭代过程来提供图像数据。 

本发明的某些实施方式提供以下优点，在迭代过程期间，使用用于确定与目标对象相关的对象函数的运行估计的探测函数的运行估计来逐步地迭代计算探测函数本身。 

本发明的某些实施方式提供以下优点，在迭代过程期间，使用用于确定与目标对象相关的对象函数的运行估计的探测函数的运行估计来逐步地迭代计算探测函数本身。 

本发明的某些实施方式提供了以下优点，在分析目标对象之前和/或之后可以有效地测量来自光学装置(没有目标)的照明。这消除了在其他时间对要测量的探测函数的需要。 

本发明的某些实施方式提供了使用经由迭代过程收集的图像数据并由此构造图像来提供高分辨率图像的方法。 

附图说明

本发明的某些实施方式提供了以下优点：可以提供表示目标对象的特性的图像数据，其然后被处理为数据以确定目标对象的某些其他特性。因此，不需要使用该图像数据来构造图像。 

下文中，现在将参考附图仅通过实例描述本发明的实施方式，其中： 

图1示出了在目标对象处的入射； 

图2示出了探测函数和具有目标对象的衍射图案的形成； 

图3示出了相位复原算法；以及 

图4示出了探测函数和没有目标对象的衍射图案的形成。 

图5示出了可用于构造目标对象的区域的高分辨率图像的图像数据的装置。 

在附图中，相同的参考标号表示相同的部件。 

具体实施方式

图1示出了散射图案如何形成并用于确定对应于关于目标对象的结构的信息的图像数据。应理解，该目标对象指位于引起照射的散射的入射照射的路径上的任何样本和物品。应理解，该目标对象应至少部分地对入射照射透明。该目标对象可具有或不具有某一重复结构。可选地，目标对象可以在基于反射的照射来测量散射图案的情况下完全或部分地反射。 

使入射照射10落在目标对象11上。应理解，术语照射在广义上被理解为来自照射源的能量。这将包括包含从诸如电子和/或声波发射的X射线的电磁照射。这种照射可以由波函数Ψ(r)来表示。本领域技术人员应理解，该波函数包括实部和虚部。这可以由波函数模和相位来表示。Ψ(r)^*是Ψ(r)的共轭复数，并且Ψ(r)Ψ(r)^*＝|Ψ(r)|²，其中，|Ψ(r)|²是可为波函数测量的强度。 

当入射照射10经过样本11并在样本11之外时被散射。因此，当入射照射从样本出射时，入射照射的波函数相对于在样本的前目标侧的入射照射的波函数，将在振幅和相位上更改。发生的散射可以包括傅立叶衍射、折射和/或菲涅耳衍射以及任何其他形式的散射，其中由于在样本之后传播所以更改入射照射的特性。如果在距离样本长距离处设置诸如CCD检测器12的检测器的阵列，则在衍射面13形成衍射图案。如果检测器12位于距样本距离D处，其中D足够长以从点源有效形成衍射图案，则将形成傅立叶衍射图案。如果通过将检测器设置得更近，形成更接近样本的衍射面，则将形成菲涅耳衍射图案。 

入射照射10落在目标对象11的第一表面上。该入射照射在样本中散射，并且所透过的照射传播至形成衍射图案的衍射面13。 

图2更详细地示出了图1的过程。例如，通过弱透镜来粗略地聚集照射10，使得照亮目标对象的第一表面的区域。弱透镜当然可以包括任何适当的聚焦装置(诸如一组板)和用于电子束的电源或用于X射线的反射面。这种弱聚光足以基本上限制探测照射束。因此，尽管当然可以使用强聚焦 照射，但不必强烈地聚焦照射。这里，目标对象提供对象函数O(r)，该对象函数表示由于经过所关注的对象引入入射波的相位和振幅变化。入射在目标对象上的照明照射表示探测函数P(r)，其形成诸如由透镜或其他光学部件形成的焦散面或照明剖面所产生的照明函数的探测函数P(r)。P(r)为在对象的平面处计算的该波场的复杂平稳值。出射波函数ψ(r，R)定义当波从目标对象的下游表面出射时的散射照射。当该出射波传播经过空间时，其将在衍射面13处形成衍射图案ψ(u)。 

应理解，可以通过后目标孔径来使用未聚焦照射，而不是在目标上弱(或实际强烈地)聚焦照明。孔径位于目标对象之后，从而选择目标的区域来进行研究。该孔径形成在掩模中，使得孔径限定“支撑”。支撑为函数不等于零的函数区域。换句话说，在支撑的外部，该函数支撑为零。在支撑的外部，掩模阻挡照射的传输。术语孔径描述了照射的局部传输函数。这可以由在二维(具有0和1之间的模值)中的复杂变量表示。实例为具有变化的透射率的物理孔径区域的掩模。 

因此，入射照射落在样本的上游侧，并当其传输时由样本散射。在与对象相互作用之后，样本波O(r)由此形成为照射的出射波函数。以这种方式，O(r)表示二维复合函数，使得O(r)(其中，r为二维坐标)中的每点均具有与其相关联的复数。O(r)物理地表示将从由平面波照亮的对象发出的出射波。例如，在电子散射的情况下，O(r)将表示由于经过关注的对象而被引入入射波的相位和振幅变化。该孔径提供了探测函数P(r)(或传输函数)，其选择用于分析的对象出射波函数的一部分。应理解，不是选择孔径，传输光栅或其他这种滤波函数可以位于对象函数的下游。探测函数P(r-R)是孔径处于位置R处的孔径传输函数。探测函数可以表示为复合函数，其中，其复值由表示模数和相位变化(通过探测而被引入入射在其上的理想平面波)的模数和相位。 

出射波函数ψ(r，R)是当照射从孔径出射时照射的出射波函数。该出射波ψ(r，R)在衍射面形成衍射图案Ψ(u)。这里，r为实数空间中的矢量坐标，并且u为衍射空间中的矢量坐标。 

应理解，通过参考图1和图2所描述的孔径形成实施方式和非孔径实施方式，如果检测到散射照射的衍射面更接近样本移动，则将检测到菲涅耳衍射图案而不是傅立叶衍射图案。在这种情况下，从出射波ψ(r，R)至衍射图案Ψ(u)的传播函数将为菲涅耳变换而不是傅立叶变换。 

图3示出了根据本发明实施方式的迭代过程，其可以被用来恢复用于构造来自一组衍射图案的对象的区域的图像的类型的图像数据。所示出的迭代过程30从对象处的推测31和在所使用的探测函数的形式下的推测32开始。随后，这些初始推测在迭代过程中由运行推测替换。用于图像和/或探测函数的初始推测可以是随机分布，并且可以基于其他的测量或先前计算来自身预计算近似值。在多个点制作这些推测的模型，并由此由矩阵来表示。这些矩阵可以被存储并且可以由计算机或其他这种处理单元来操作。适当地，采样点被相等地间隔并形成矩形阵列。在k次迭代之后的探测函数估计由P_k(r)表示，并且k次迭代之后的恢复图像由O_k(r)来表示。探测函数和对象函数的原始猜测因此分别由P₀(r)和O₀(r)，其中，r为合适的坐标矢量。 

如果与对象的相对位置和探测函数相关的当前平移矢量由R_k表示，则对象分布处的推测和探测函数之间的关系由下列等式来模拟： 

Ψ_k(r，R_k)＝O_k(r)P_k(r-R_k)        ...............................1 

这为当前出射波阵面。根据本发明的实施方式，迭代过程用于更新对象推测。这由图3中的左手框33示出。也迭代地计算更新的探测函数推测，这由图3中的右手框34示出。 

参考对象推测的更新，第一步骤是确定步骤35处的出射波阵面ψ(r，R_k)。这通过使用以上所表示的等式1来执行。下一步骤是将出射波阵面传播至测量面，该测量面是通过使用相关波阵面的传播的适当模型而实现。该传播由操作符T表示，其中： 

Ψ_k(u)＝Γ[ψ_k(r，R_k)]        ..................................2 

步骤36所示的正向转换T产生传播的波阵面Ψ_k(u)，其中，u指测量平面内的坐标。由于Ψ_k(u)为复值，所以这可以写为： 

Ψ_k(u)＝A_k(u)exp(iθ_k(u))        ....................................3 

接下来，必须将这种模拟的波阵面与测量的衍射图案相比较。如果对象处的推测是正确的，则下面的等式适用于每个k值。 

$A_k\left(u\right)=\sqrt{{\mathrm{\Ω}}_k\left(u\right)}...4$

传播的出射波阵面的模数等于记录的衍射图案强度的平方根。通常，不是以下情况，即，对象处的推测将不正确地表示在采样点处的真对象。为了执行该等式，所传播的出射波阵面的模数由所记录的衍射图案强度的平方根替换，如以下所示： 

${{\mathrm{\Ψ}}^{\′}}_k\left(u\right)=\sqrt{{\mathrm{\Ω}}_k\left(u\right)}\exp \left(i{\mathrm{\θ}}_k\left(u\right)\right)...5$

在步骤37，所传播的出射波阵面的模数由所记录的衍射图案强度的平方根替换。 

然后，通过使用反向传播操作符而将校正的波阵面传播回至对象的平面： 

ψ′_k(r，R_k)＝Г^-1[Ψ′_k(u)]    .............................6 

该反向传播步骤39提供校正的出射波形ψ′_k(r，R_k)。然后计算更新步骤40以得出改进的对象推测O_k+1(r)。根据以下等式执行步骤40： 

$O_{k+1}\left(r\right)=O_k\left(r\right)+\mathrm{\α}\frac{P_k^{*}(r-R)}{{\left|P_k(r-R)\right|}_{\max }^2}({\mathrm{\ψ}}_k^{\′}(r,R)-{\mathrm{\ψ}}_k(r,R))...7$

该更新函数在图3中被标记为U1，其产生对象推测O_k+1(r)的更新。参数α管理对象推测的改变速率。该值应当在0和2之间调整，因为更高的值可能导致更新的对象推测中的不稳定性。根据本发明的实施方式，以与对象函数相同的方式重构探测函数。适当地，同时执行探测函数猜测和对象推测的更新。(应理解，探测函数可以可选地比对象函数更经常或更不经常地进行更新)。为了实现此，在测量平面中记录了进一步衍射图案，同时从该系统中去除目标对象。该进一步衍射图案在已经使用先前所述的衍射图案之后可以先于适当放置的目标对象或在去除目标对象之后被记录，或者为在适当地定位目标对象之前或之后所记录的衍射图案的组合。 

也就是说，记录的探测函数自身的衍射图案。这被表示为测量Ω_P(u)。该衍射图案的测量在图4中示出。 

在步骤32，P₀(r)被选择为探测函数处的初始推测，其可以是基于先前的其他测量或计算的随机数或近似值。以上述校正/更新步骤相同的方式进行，探测函数推测通过测量平面的转换来传播，使得： 

Φ_k(u)＝Γ[P_k(r)]            ..............................8 

其中，可以写为： 

Φ_k(u)＝B_k(u)exp(iγ_k(u))    .....................................9 

然后，通过在没有目标对象时在测量平面44中记录的模数替换该传播的波阵面的模数，来执行校正步骤43。 

然后，在步骤45，反向传回校正的波阵面，以给出： 

P_k′(r)＝Г^-1[Ф′_k(u)]         ....................10 

更新步骤46利用更新函数U2，其为： 

$P_{k+1}\left(r\right)=P_k\left(r\right)+\mathrm{\β}\frac{O_k^{*}(r-R)}{{\left|O_k(r-R)\right|}_{\max }^2}(P_k^{\′}\left(r\right)-{\mathrm{\ψ}}_k(r,R))...11$

该更新函数的结果产生用于探测函数的运行估计。参数β控制探测推测的改变速率。该值应当在0和2之间调节，因为更高的值可能导致更新探测推测中的不稳定性。在步骤35，探测函数的运行推测可用于产生出射波阵面以及得出在步骤42要转换的新估计，以在下一迭代中更新探测函数本身的运行估计。 

图5示出了可用于构造根据图1和图2所示的上述实施方式的目标对象的区域的高分辨率图像的图像数据的装置。照射源50将照明提供到将照射弱聚焦在目标11的所选区域上的透镜51上。入射照射具有入射波函数52和出射波函数53。该出射波函数传播经过距离D，其中，衍射图案形成在检测器12的阵列上。该距离D有利地足够长，使得传播的出射波函数53在远场中形成傅立叶衍射图案。该检测器阵列提供至少一个可以检测由目标对象11所散射的照射的强度的检测器。设置可以是微调节器的定位设备54，其可以如关于目标对象所期望的在一个或多个位置定位目标对象。以这种方式，来自光源50的照射可以入射在目标11的上游表面的不同位置上。 

可选地，在一些应用中，距离D足够小是有利的，使得所传播的出射波函数53在近场中的检测器阵列上形成菲涅耳衍射图案。 

控制单元55将控制信号提供至微调节器，并且从检测器阵列13中的每个像素检测器接收强度测量结果。控制单元55包括微处理器56、数据 存储器57以及可以包括用户显示器和用户输入键盘的用户界面58。控制单元可以连接至诸如用于远程控制的便携式电脑或PC的进一步处理设备。可选地，应理解，控制单元55可以由便携式电脑或PC来提供。控制单元55可以实时自动地控制图像数据的产生。可选地，用户可以使用用户界面58，以选择用于成像的目标对象的区域或提供进一步用户输入。 

在使用时，照射源50通过照射来照亮透镜51。目标对象11在控制单元55的控制下，由调节器54选择性地定位目标对象51。照射形成由检测器阵列12中的每个检测器在各个位置处检测到的衍射图案。来自这些检测器的结果被输入至控制单元，并且可以存储在数据存储器57中。如果仅使用一个位置来获得图像数据，则微处理器使用该检测到的信息和程序指令(包括关于上文所指出的算法的信息)来获得图像数据。然而，如果在完成图像数据之前需要一个以上的另外的位置，则控制单元接下来向调节器54(其将样本定位在另一选择的位置处)发送信号。调节器可以将样本放置在许多不同位置处的一个位置处。在重新定位之后，测量形成在检测器阵列上的另外的衍射图案，并且将结果存储在控制单元中。作为实例，阵列12可以为1200×1200个像素的CCD阵列。如果不需要进一步的强度测量，则在该阶段，通过使用以上所指出的算法根据两组新存储的结果组由控制单元产生图像数据。在用户界面1209或者PC或其他这种设备的远程显示器上，可以显示原始图像数据或者可以显示从图像数据产生的高分辨率图像。可选地或另外地，可以利用图像数据本身来确定与目标对象相关的特性(例如，通过与预定值相比较的数据值)。 

调节器可以被用来将目标对象移出光学路径以实现没有要测量的目标对象时的衍射图案。可选地，该移动可受到另一调节器或用户干扰的影响。 

根据本发明的另一实施方式，扩散器覆盖后目标孔径。扩散器被设置为扩散来自目标的波阵面，使得入射在样本上的照射更均衡地散布在测量的衍射图案中的所有衍射角上。通过适当地使用散射器执行恢复照明函 数、探测函数所需要的测量，也可以自动地恢复扩散器的效果。因此，扩散器可以以任意方式扩散来自目标的波阵面，并且不需要知道扩散器的先验性质。 

扩散器的存在导致衍射图案的动态范围的减小。由于大多数检测器具有限制的动态范围，所以降低衍射图案的动态范围可以允许要确定的衍射图案的更正确的表示。此外，由于入射在样本上的照射更均衡地散布在所有衍射角上，可以减小提供图像数据所需要的入射光通量，从而降低引起对目标对象的损坏的可能性。 

可以使用具有任意转移函数的任何类型的扩散器。本领域技术人员应当理解，扩散器的选择将取决于所使用的照射的属性和期望的扩散效果。例如，对于可见光，扩散器可以包括毛玻璃扩散器。 

根据本发明又一实施方式，可以结合已知的探测函数来使用具有已知转移函数的扩散器。这种配置允许计算扩散的探测函数，允许使用预计算的探测函数来确定对象函数。 

在整个说明书的描述和权利要求书中，词语“包括”和“包含”和这些词语的各种变化(例如，“包括(comprising)”和“包括(comprises)”)指“包括但不限于”，并且不旨在(不)排除其他组成部分、添加物、部件、整数或步骤。 

在整个说明书的描述和权利要求书中，单数包括复数，除非上下文另有要求。特别地，这里使用了不定冠词，该说明书应当理解为包括复数和单数，除非上下文另有要求。 

应理解，结合本发明的特定方面、实施方式和实例所描述的特征、整数、特性、复合物、化学组成部分或族适用于本文所描述的任何其他方面、实施方式或实例，除非与这些不一致。 

Claims (17)

1.一种提供用于构造目标对象的区域的图像的图像数据的方法，包括以下步骤：

在目标对象处提供来自照射源的入射照射，并且经由至少一个检测器检测由所述目标对象散射的照射的强度；

估计(31)表示所述目标对象的区域的至少一个特性的对象函数；

估计(32)表示所述入射照射的至少一个特性的探测函数；

响应于检测到的由所述目标对象散射的照射的强度，经由迭代过程提供图像数据，其中，在所述迭代过程中，使用用于确定与所述目标对象相关的所述对象函数的运行估计的所述探测函数的运行估计来逐步地迭代地重新估计(33，34)所述对象函数和所述探测函数中的每个；

其中，所述迭代地重新估计所述对象函数和所述探测函数包括以下步骤：

将所估计的对象函数乘以所估计的探测函数，从而提供(35)出射波函数；

传播(36)所述出射波函数以提供(37)预期散射图案的估计；以及

根据检测到的由所述目标对象散射的照射强度，校正所述预期散射图案的至少一个特性。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

反向传播(39)所校正的预期散射图案，从而提供更新的出射波函数；以及

响应于所更新的出射波函数来更新(40)所述对象函数的运行估计。

3.根据权利要求2所述的方法，

其中，根据以下公式更新所述对象函数：

$O_{k+1}\left(r\right)=O_k\left(r\right)+\mathrm{\α}\frac{P_k^{*}(r-R)}{{\left|P_k(r-R)\right|}_{\max }^2}({\mathrm{\ψ}}_k^{\′}(r,R)-{\mathrm{\ψ}}_k(r,R))$

其中，О_k(r)是所述对象函数的当前(kth)估计，ψ_k(r,R)是当前出射波，ψ'_k(r,R)是傅立叶变换或菲涅耳变换已经被校正的所更新的出射波，并且P_k(r-R)是所述照明函数的当前(kth)估计，α是可被调整以最优化算法的性能的常量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

传播(42)所估计的探测函数以提供预期无目标散射图案的估计；以及

根据没有所述目标对象时检测的照射的强度，校正所述预期无目标散射图案的至少一个特性。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

反向传播所校正的预期无目标散射图案，从而提供用于所述探测函数的运行估计；以及

响应于所更新的探测函数，更新所述探测函数的运行估计。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据以下公式更新所述探测函数：

$P_{k+1}\left(r\right)=P_k\left(r\right)+\mathrm{\β}\frac{O_k^{*}(r-R)}{{\left|O_k(r-R)\right|}_{\max }^2}(P_k^{\′}\left(r\right)-{\mathrm{\ψ}}_k(r,R))$

其中，O_k(r)是所述对象函数的当前(kth)估计，ψ_k(r,R)为所述当前出射波，P_k'(r)是已经使用测量Ω_P(u)校正了傅立叶变换

的所更新的照明函数，并且P_k(r)是所述照明函数的当前(kth)估计，β是可被调整以最优化所述算法的性能的常量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所估计的探测函数被传播以在Φ_k(u)＝Γ[P_k(r)]的测量平面中提供估计散射图案，其中，传播操作符Г适当地模拟所述对象的平面和所述测量面之间的传播，其中，Г包括傅立叶变换或菲涅耳变换，Φ_k(u)为所传播的kth照明函数推测，其模数必须匹配记录Ω_P(u)，并且P_k(r)是所述照明函数的当前(kth)估计。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，根据P_k'(r)＝Γ^-1[Φ'_k(u)]将所校正的无目标散射图案反向传播回对象平面，其中，所述传播操作符Г^-1适当地模拟在所述测量平面和所述对象平面之间的传播，其中，Г^-1包括反向傅立叶变换或反向菲涅耳变换，P_k'(r)是在所述对象的平面中的所校正的照明函数，并且Φ'_k(u)是所校正的衍射图案，其模数匹配所述照明函数的所记录的模数。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

同步于每次迭代更新所述探测函数的运行估计和对象函数的运行估计。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在使入射照射或后目标孔径处在关于所述目标对象的第一位置的情况下，检测由所述目标对象散射的照射的强度；

将所述入射照射或后目标孔径重新定位在关于所述目标对象的至少一个另外位置；

随后在使所述入射照射或后目标孔径处在所述至少一个另外位置的情况下，检测由所述目标对象散射的照射的强度；以及

响应于所检测的照射的在所述第一位置和所述至少一个另外位置处所散射的照射的强度来提供所述图像数据。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：

估计表示所述目标对象的所述区域的至少一个特性的对象函数；

估计表示在所述目标对象或所述后目标孔径处的入射照射的至少一个特性的探测函数。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

在将所述目标对象定位在所述照射源和所述检测器之间之前和/或之后，检测没有所述目标对象时所提供的照射的强度。

13.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

提供所述探测函数的初始估计作为先前模拟的探测函数或通过提供用于所述探测函数的随机近似值来提供所述探测函数的初始估计。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括提供被设置为扩散在所述检测器处检测到的照射的扩散器。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标对象至少部分地对所述入射照射透明，并且检测由所述目标对象散射的照射的强度包括检测由所述目标对象透过的照射的强度。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标对象至少部分地反射所述入射照射，并且检测由所述目标对象散射的照射的强度包括检测由所述目标对象反射的照射的强度。

17.一种用于提供产生目标对象的区域的图像的图像数据的系统，包括：

图像数据提供模块，用于响应于检测到的由所述目标对象散射的照射的强度，经由迭代过程提供图像数据，

其中，所述图像数据提供模块包括迭代模块，所述迭代模块使用用于确定与所述目标对象相关的所述对象函数的运行估计的所述探测函数的运行估计来逐步地迭代地重新估计所述对象函数和所述探测函数中的每个，所述对象函数表示所述目标对象的区域的至少一个特性，所述探测函数表示所述入射照射的至少一个特性；

其中，所述迭代地重新估计所述对象函数和所述探测函数包括以下步骤：

将所估计的对象函数乘以所估计的探测函数，从而提供(35)出射波函数；

传播(36)所述出射波函数以提供(37)预期散射图案的估计；以及

根据检测到的由所述目标对象散射的照射强度，校正所述预期散射图案的至少一个特性。