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As câmaras coloridas 3 CCD incorporam um prisma e três sensores. A luz procedente do objeto passa através das lentes e divide-se em três direções ao chegar ao prisma. Em cada extremo do prisma encontra-se um filtro de cores (vermelho, verde e azul) e um sensor que captura a luz de cada cor proveniente do exterior. Internamente, a câmara combina as cores e gera um sinal RGB similar à que vê o olho humano.
A fidelidade das imagens das câmaras de 3 CCD é muito superior às câmaras de 1 CCD, porém existem algumas desvantagens inerentes a esse sistema. Por um lado, este tipo de câmaras necessita de mais luz, uma vez que o prisma faz com que seja menor a quantidade de luz que incide nos sensores, e, por outro lado, gera um efeito de aberração cromática devida à própria estrutura do prisma. Esse efeito pode ser corrigido colocando lentes desenhadas especificamente para esse tipo de câmaras.