[发明专利]一种用于彩色图像获取的系统和方法

权利要求书

1.一种用于获取彩色图像的成像系统，该成像系统包括：

图像传感器；

可调谐光谱过滤器，该可调谐光谱过滤器设置在朝着所述图像传感器的光传播的光学路径中；以及

控制器，该控制器连接至所述图像传感器并连接至所述可调谐光谱过滤器，并且该控制器适于通过在三个或更多个对应积分时间持续期间，顺序地操作所述可调谐光谱过滤器，以利用三个或更多个不同光谱过滤曲线顺序地过滤朝着所述图像传感器传递的光，来生成彩色图像；

其中，所述可调谐光谱过滤器是标准具，该标准具被配置为使得所述光谱过滤曲线的透射峰值具有处于50nm至80nm的范围中的全宽度半最大值FWHM和至少300nm的自由光谱范围；所述标准具包括一对反射表面，并且其中，所述反射表面中的至少一个包括下列各项中的至少一个：(i)具有至少n＝2.3的高折射率的层，或(ii)具有比n＝1小的低折射率的层；并且其中所述标准具的厚度不超出1mm；以及

其中，所述控制器适于操作所述可调谐光谱过滤器，使得所述三个或更多个不同光谱过滤曲线包括：与在可见光谱范围中的至少三个特定颜色相对应的至少三个光谱过滤曲线；和至少一个附加光谱过滤曲线，与透射通过在被调谐成所述至少三个光谱过滤曲线时的所述可调谐光谱过滤器的光强度相比，所述至少一个附加光谱过滤曲线适于将相对较高的光强度透射通过所述可调谐光谱过滤器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置且可操作用于在所述三个或更多个积分持续期间操作所述图像传感器，以分别获取所述三个或更多个不同光谱过滤曲线的光的三个或更多个图像；并且接收和处理来自所述图像传感器的、指示所述三个或更多个图像的读出数据，并且生成指示彩色图像的数据，该指示彩色图像的数据包括与所述彩色图像的每一个像素中的至少三个颜色的强度有关的信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，按照每一个光谱过滤曲线来限定所述积分时间的持续。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述控制器可操作用于自适应地基于要成像的场景来确定下列各项中的至少一个：所述三个或更多个不同光谱过滤曲线，和所述积分时间的所述持续。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器可操作用于在所述彩色图像的所述生成之前执行校准阶段；所述校准阶段包括如下步骤：

-将所述可调谐光谱过滤器调谐成所述三个或更多个不同光谱过滤曲线中的至少一个光谱过滤曲线；

-获取并处理来自所述图像传感器的、与通过所述至少一个光谱过滤曲线过滤的所述光相对应的读出数据，并且估计所述场景中的、具有所述光谱过滤曲线的光的强度；

-利用所述强度来确定获得通过所述光谱过滤曲线过滤的光的图像的最佳积分时间持续。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统，其中，所述控制器可操作用于估计所述三个或更多个不同光谱过滤曲线的三个或更多个图像中的至少一个图像的亮度，并且在确定所述亮度低于特定阈值时，操作所述可调谐光谱过滤器和所述图像传感器，以获得具有相似或相同光谱过滤曲线的另一图像。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，对来自所述图像传感器的、指示所述三个或更多个图像的所述读出数据的所述处理包括以下步骤：将图像融合处理应用至所述读出数据，以生成所述彩色图像；所述图像融合处理包括下列各项中的至少一个：

-处理所述三个或更多个图像，以确定所述图像之间的空间配准；

-基于下列各项中的至少一个来标准化所述三个或更多个图像的相应强度：相应图像的所述积分时间持续，与所述图像相对应的所述光谱过滤曲线，以及所述图像传感器的针对与所述光谱过滤曲线相对应的波长的敏感度；以及

-合并来自所述三个或更多个图像的所述数据，以生成指示所述彩色图像的数据。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述合并包括颜色插值，该颜色插值用于在和所述三个或更多个图像相关联的所述光谱过滤曲线与和所述彩色图像相关联的特定调色板之间转换。