[发明专利]使用用于超光谱和荧光成像和形貌激光标测的单色图像传感器的宽动态范围

权利要求书

1.一种系统，包括：

发射器，所述发射器用于发射电磁辐射脉冲；

图像传感器，所述图像传感器包括用于感测反射的电磁辐射的像素阵列，其中所述像素阵列包括多个像素，每个像素能够被配置成短曝光像素或长曝光像素；以及

控制器，所述控制器包括与所述图像传感器和所述发射器电通信的处理器；

其中由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲的至少一部分包括以下中的一者或多者：

具有约513nm至约545nm的波长的电磁辐射；

具有约565nm至约585nm的波长的电磁辐射；

具有约900nm至约1000nm的波长的电磁辐射；

引起试剂发荧光的电磁辐射激发波长；或

激光标测图案。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述像素阵列包括以棋盘状图案布置的多个短曝光像素和多个长曝光像素，使得短曝光像素与长曝光像素相邻定位。

3.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述像素阵列中的所述多个像素中的每个像素包括传输门晶体管；

每个传输门晶体管与TX信号电通信；并且

所述TX信号为所述像素阵列中的所述多个像素的所述传输门晶体管提供全局操作。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述TX信号包括TX1信号和TX2信号；

所述像素阵列中的所述多个像素中的至少两个像素以双向像素共享在水平方向上共享浮动扩散；

所述TX1信号与位于奇数行上的所述双向像素共享的第一侧上的像素的传输门晶体管以及与位于偶数行上的所述双向像素共享的第二侧上的像素的传输门晶体管通信；并且

所述TX2信号与位于奇数行上的所述双向像素共享的所述第二侧上的像素的传输门晶体管以及与位于偶数行上的所述双向像素共享的所述第一侧上的像素的传输门晶体管通信。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像传感器在所述像素阵列的充电周期期间执行水平合并。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述像素阵列的像素分组共享浮动扩散，其中所述像素分组包括两个像素或四个像素。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述像素阵列设置在所述图像传感器的第一基板上，并且用于所述像素阵列的支撑电路远程设置在所述图像传感器的第二基板上。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像传感器被配置成生成多个曝光帧，其中所述多个曝光帧中的每个曝光帧对应于由所述发射器发射的电磁辐射脉冲。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，在所述图像传感器的所述像素阵列的读出周期期间所述像素阵列感测反射的电磁辐射以生成所述多个曝光帧，其中所述读出周期是所述像素阵列中的有效像素被读取时的持续时间。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，将所述多个曝光帧的至少一部分组合以形成图像帧。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器以一定的持续时间和频率用脉冲调制所述激光标测图案，使得所述激光标测图案对于所述系统的用户不可见。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲的至少一部分包括绿色波长的电磁辐射、红色波长的电磁辐射和蓝色波长的电磁辐射。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发射器被配置成在脉冲持续时间期间发射电磁辐射的多个子脉冲，所述多个子脉冲具有短于所述脉冲持续时间的子持续时间。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，由所述发射器发射的所述电磁辐射脉冲中的一个或多个电磁辐射脉冲包括作为单个脉冲或单个子脉冲以两个或更多个波长同时发射的电磁辐射。