一种光学系统和方法可以涉及捕获扩展的动态范围图像。在示例实施例中，一种方法包括：经由至少一个透镜元件接收入射光；由至少一个分束器将所述入射光分离成至少具有第一光子通量的第一部分和具有第二光子通量的第二部分，其中，第一光子通量比第二光子通量大至少一个数量级；使得第一图像传感器根据第一捕获时间捕获所述入射光的第一部分的第一图像，其中第一捕获时间小于已知帧时间的单个时隙周期，其中已知帧时间包括多个时隙周期，且其中多个时隙周期中的每一者对应于光源的至少一个灯段的照明周期；和使得第二图像传感器根据第二捕获时间捕获所述入射光的第二部分的第二图像，其中所述第二捕获时间是已知帧时间的至少一个时隙周期。