TELECAMERE

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La funzione delle telecamere industriali è quella di catturare l’immagine proiettata sul sensore, attraverso una lente, per poterla trasferire attraverso un’interfaccia di comunicazione ad un PC e poterla quindi visualizzare, memorizzare o per effettuare su di essa delle misure o delle analisi.

Le telecamere hanno avuto una rapida evoluzione negli ultimi anni, dalle prime telecamere basate su tubi Vidicon o Plumbicon fino alle più moderne telecamere provviste di sensori CCD (Charge Coupled Device) e CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Le telecamere utilizzate nella visione industriale e scientifica richiedono una serie di caratteristiche non comuni nelle classiche webcam e nemmeno nelle più sofisticate macchine fotografiche presenti sul mercato: è ad esempio necessario avere un completo controllo del tempo di esposizione, dei guadagni e della risposta colorimetrica della camera stessa. È necessario potere controllare esattamente l’istante in cui la camera dovrà acquisire un’immagine tramite un eventuale segnale elettrico, pilotare con la medesima precisione un illuminatore in modo che produca il flash luminoso sincronizzato con la fase di acquisizione dell’immagine da parte della camera. Deve essere inoltre possibile trasferire nel modo più efficiente l’immagine verso il computer di elaborazione.

Una telecamera può essere schematizzata in tre macro blocchi:

  • Sensore.
  • Elettronica di pilotaggio e di eventuale conversione.
  • Interfaccia di comunicazione.

L’utilizzo di diversi sensori e di diverse interfacce contribuisce a creare il vasto mondo delle telecamere nei sistemi di visione.

IL SENSORE

Il sensore è un insieme di elementi fotosensibili in grado di accumulare luce e di convertirla in un segnale elettrico.
La disposizione di questi elementi fotosensibili in una matrice o lungo una singola linea definisce una prima distinzione tra telecamere matriciali e lineari.
La sensibilità degli elementi fotosensibili al completo spettro visibile o a definite bande come ad esempio al rosso, verde e blu definiscono camere monocromatiche o a colori.
In ambito scientifico, medicale o industriale vengono inoltre utilizzate telecamere sensibili a lunghezze d’onda non percepibili dal l’occhio umano, alcuni esempi sono:

  • Telecamere termiche in grado di rilevare la radiazione termica emessa da un corpo.
  • Telecamere x-ray sensibili alla gamma raggi x usata in ambito medicale o industriale.
  • Telecamere near IR e UV sensibili rispettivamente all’infrarosso e all’ultravioletto.

In funzione della lunghezza d’onda che la telecamera deve acquisire vengono usati sensori:

  • CCD o CMOS per la radiazione visibile e la radiazione near-IR.
  • Sensori CCD o CMOS con un substrato in grado di convertire la radiazione UV o la radiazione x-ray in radiazione visibile.
  • Sensori con tecnologie completamente differenti come i micro bolometri per le telecamere termiche.

I sensori delle telecamere moderne sono per lo più CMOS, ogni singolo pixel è composto di un materiale sensibile alla luce che converte i fotoni in carica elettrica. Un’elettronica di contorno si occupa di trasferire il segnale da ogni singolo pixel per formare l’immagine e trasferirla al computer tramite un’interfaccia.

In ambiente industriale la risoluzione delle telecamere può arrivare fino a 80 Megapixel e il numero di immagini acquisite al secondo può spingersi fino ad alcune centinaia utilizzando l’intero sensore e fino ad alcune migliaia selezionando una regione (ROI) del sensore. Fino a 100000 linee al secondo per le telecamere lineari.

Il collegamento Telecamera-Computer avviene attraverso standard di comunicazione e attualmente gli standard più diffusi sono basati su porte gigabit Ethernet e USB3, telecamere particolarmente performanti richiedono tuttavia delle schede dedicate all’interno del PC per poter essere utilizzate.

TELECAMERE BASATE SU SENSORE CMOS

Le telecamere con sensore CMOS sono diventate molto popolari negli ultimi anni. La qualità dell’immagine è migliorata significativamente e questo tipo di tecnologia è essenziale in alcuni tipi di applicazioni come nei sistemi ad altissima velocità.

I sensori CMOS utilizzano un substrato di materiale sensibile alla luce, ma a differenza dei sensori CCD, trasferiscono le cariche dal sensore all’elettronica interna della camera mediante un metodo di accesso casuale, invece di usare registri a scorrimento comunemente usati nei sensori CCD. Questo permette di ottenere telecamere in grado di acquisire un numero di immagini al secondo molto maggiore rispetto alle telecamere CCD.

I sensori CMOS possono lavorare in due modi in termini di trasferimento delle immagini, queste due modalità di funzionamento è chiamato: Rolling Shutter e Global Shutter.

Nei sensori CMOS ogni singolo pixel comprende l’area fotosensibile e l’elettronica di conversione da segnale analogico a digitale. Il vantaggio principale di sensori CMOS è la loro velocità. Questi dispositivi sono in grado di eseguire centinaia o addirittura migliaia di immagini al secondo.

Tuttavia, hanno alcuni svantaggi, come la presenza di rumore statico di fondo chiamato “Fixed pattern noise” e una minor sensibilità dovuta al fatto che parte del pixel è occupata dall’elettronica di conversione.

I nuovi sensori presentati recentemente sul mercato hanno tuttavia livelli di rumore estremamente bassi e un’elevata sensibilità.

Racchiudono quindi le migliori caratteristiche dei sensori CCD e dei CMOS. Negli ultimi anni la produzione di sensori basati su tecnologia CCD è in progressiva diminuzione.

ROLLING SHUTTER E GLOBAL SHUTTER

Molti dei sensori CMOS utilizzati a livello industriale sono basati su tecnologia denominata: Global Shutter, ovvero, tutti i pixel del sensore sono sensibili alla luce durante lo stesso tempo. I valori del segnale di integrazione sono memorizzate e poi scaricati nel periodo di trasferimento.

Tuttavia, esistono sensori CMOS dal costo inferiore che utilizzando la tecnologia Rolling Shutter. In questo caso viene usata un’architettura di controllo dell’esposizione tale per cui una finestra di integrazione si muove lungo le righe del sensore. In pratica ogni riga del sensore viene esposta per lo stesso tempo ma in istanti diversi. Questa modalità di funzionamento introduce una distorsione dell’immagine in caso di acquisizione di soggetti in movimento. Questa distorsione può essere evitata utilizzando illuminatori impulsati

TELECAMERE MATRICIALI

Il termine telecamera matriciale o ad area si riferisce al fatto che il sensore della telecamera copre un’area o che è formata da una matrice di N x M pixel. Molte telecamere matriciali utilizzate in ambito industriale producono l’immagine di un’area con un aspect ratio di 4/3. Questa proporzione proviene dai formati di cinema e televisione. Attualmente molte telecamere si adattano ai nuovi formati di alta definizione con rapporto 16/9. Esistono tuttavia telecamere che non rispettano nessuno di questi formati di immagine.

Le dimensioni di un sensore sono definite in pollici, tuttavia la dimensione effettiva del sensore non ha nulla a che fare con la dimensione della sua definizione ma si basa sul rapporto del primo CCD con tubi Vidicon. I formati più comuni attualmente sono 1/3 “, 1/2” e 2/3”.

TELECAMERE MATRICIALI MONOCROMATICHE

Le telecamere utilizzano un sensore basato su silicio e sensibile a tutto lo spettro della radiazione visibile da circa 400nm fi no a 1000nm con una diversa curva di risposta a secondo della lunghezza d’onda.

Ogni pixel (elemento fotosensibile) non è in grado di discriminare una specifi ca lunghezza d’onda e di conseguenza l’immagine prodotta da un sensore è un’immagine monocromatica anche detta “in toni di grigio” che contiene tutta l’informazione dello spettro visibile.

TELECAMERE MATRICIALI A COLORI

Esistono fondamentalmente due tecniche per creare telecamere a colori.

Entrambe si basano sull’utilizzo di filtri in grado di lasciare passare solo un determinato sottoinsieme di lunghezze d’onda dello spettro visibile.

I filtri utilizzati sono di tipo:

  • “R” in grado di lasciare passare la gamma del rosso presente nello spettro
  • “G” in grado di lasciare passare la gamma del verde presente nello spettro
  • “B” in grado di lasciare passare la gamma del blu presente nello spettro

Per questo motivo le telecamere a colori vengono anche chiamate telecamere RGB.

Risposta spettrale sensore monocromatico

Risposta spettrale sensore RGB

TELECAMERE CON SCHEMA BAYER

Le telecamere a colori che utilizzano questa tecnologia sono basate su un singolo sensore monocromatico sul quale è applicato un filtro R, G o B davanti ad ogni singolo pixel secondo uno schema predefinito. Questa tecnologia è nota come Bayer pattern e prende il nome da Bryce Bayer, ricercatore della Kodak che lo propose per primo.

  • Il filtro R lascia passare solo la radiazione rossa.
  • Il filtro G lascia passare solo la radiazione verde.
  • Il filtro B lascia passare solo la radiazione blu.

Come si può vedere, sono presenti il doppio dei pixel con filtro verde rispetto a quelli con blu o rosso. Questo rende la risposta della telecamera più simile alla risposta dell’occhio umano.

È evidente che un pixel con filtro R non conterrà informazione blu e verde, le informazioni mancanti per ogni pixel vengono ricostruite interpolando tra pixel adiacenti.

Questa interpolazione può essere effettuata direttamente dalla telecamera, in questo caso la telecamera trasferirà verso il PC un’immagine RGB, in alternativa la telecamere può trasferire l’immagine in scala di grigi non interpolata (RAW) es il computer si occuperà dell’interpolazione per produrre immagini RGB.

Schema di Bayer

TELECAMERE A PRISMA

Queste telecamere matriciali a colori incorporano un prisma e tre sensori.La luce dall’oggetto passa attraverso la lente ed è divisa dal prisma in tre direzioni. In ciascuno dei tre lati del prisma vi è un filtro colore (rosso, verde e blu) e un sensore che cattura la luce di ciascun colore. Internamente, la telecamera combina i colori RGB. In questo caso ogni pixel ha tutte le informazioni di colore, la risoluzione e la resa cromatica delle telecamere a prisma sono di gran lunga superiori a quelle a singolo sensore ma presentano degli inconvenienti. Le telecamere a prisma sono più delicate ed ingombranti, richiedono più luce poiché il prisma assorbe parte della luce che passa attraverso la lente e viene generato un effetto di aberrazione cromatica a causa della struttura del prisma. Questa aberrazione può essere corretta usando lenti appositamente progettate per telecamere a prisma.

Esempio di utilizzo del prisma

Con la stessa tecnologia del prisma vengono prodotte anche telecamere a quattro sensori in grado di acquisire immagini a colori e near-IR nonché telecamere a doppio sensore in cui un sensore può essere Bayer e uno monocromatico per la radiazione near-IR.

Esistono inoltre telecamere con due sensori monocromatici o due sensori Bayer, in questo caso si sfruttano due sensori basati sulla stessa tecnologia per produrre immagini ad altissima dinamica.

Questa tecnica utilizza i due sensori con differenti valori di guadagno o di tempo di integrazione, attraverso un opportuno software è possibile poi fondere le due immagini provenienti dai due sensori in un’unica immagine.

CARATTERISTICHE COMUNI DI TELECAMERE MATRICIALI

Di seguito una lista di caratteristiche comuni a tutte le telecamere matriciali.

Risoluzione

È il numero di pixel di cui è composto il sensore, in caso di telecamere basate su prisma è la dimensione di uno dei sensori.

Profondità immagine

È il numero di bit con cui viene rappresentato un singolo pixel, la profondità più comune è di 8 bit per le camere monocromatiche e di 24 bit per le telecamere a colori. Esistono tuttavia parecchie telecamere monocromatiche con uscita a 10, 12, 14 o 16 bit e telecamere a colori con uscita a 36 bit.

Dimensione pixel

La dimensione di un singolo pixel che compone il sensore, all’aumentare della dimensione del pixel tipicamente migliora la sensibilità e la qualità dell’immagine ma richiede lenti più grandi in grado di coprire l’intero sensore. Un pixel estremamente piccolo richiede lenti in grado di risolvere la dimensione del singolo pixel per non creare immagini sfuocate.

Fattore di riempimento

Il fattore di riempimento è la percentuale dell’area del pixel che è sensibile alla luce. Il caso ideale è del 100%, quando i pixel attivi occupano il 100% dell’area del sensore. I circuiti come i registri di lettura per i sensori CCD e l’elettronica di conversione per i sensori CMOS, riducono questo fattore in alcuni casi fino al 30%. L’effetto di questa riduzione si traduce in una sensibilità inferiore e nella produzione di una distorsione definita: aliasing. Per migliorare questi effetti, molti sensori con basso fattore di riempimento, utilizzano micro lenti che coprono ogni pixel incrementando il fattore di riempimento.

Rapporto segnale/rumore

All’interno di un’immagine è il rapporto tra la componente d’immagine generata da segale reale e quella generata dal rumore. Questo parametro è uno dei più importanti per valutare la qualità di una telecamera.

Tempo d’esposizione o d’integrazione

Definisce il tempo in cui i pixel accumulano luce per produrre un’immagine. È particolarmente importante il minimo tempo d’integrazione per poter acquisire immagini di oggetti in rapido movimento. Per telecamere scientifiche è invece importante il massimo tempo d’integrazione per acquisire immagini con scarsa luminosità come ad esempio immagini astronomiche o immagini da microscopio.

Guadagno

È la possibilità di poter applicare un fattore moltiplicativo all’uscita della telecamera a livello analogico o a livello digitale in modo da amplificare il segnale rilevato.

Modalità di trigger

Per modalità di trigger si intendono le diverse possibilità di acquisire un’immagine o una sequenza di immagini a fronte di un segnale elettrico inviato alla telecamera.

Le più comuni sono:

  • Acquisizione su fronte di un segnale: in questo caso il tempo di integrazione e definito internamente alla camera.
  • Acquisizione sul un livello di un segnale, in questo caso il tempo di integrazione è determinato dalla durata del segnale di trigger.
  • Acquisizione di una sequenza predefinita di immagini (burst mode) a fronte di un segnale: con alcune telecamere è possibile variare i parametri di acquisizione tra un’immagine e la successiva, (cycling mode) questi parametri devono essere preventivamente impostati prima di iniziare la sequenza di acquisizione e vengono poi usati in modo ciclico.

Attacco per ottica

Definisce l’interfaccia meccanica di accoppiamento tra telecamera e ottica. L’attacco più comune per le telecamere matriciali e il C-mount, esistono tuttavia telecamere con attacco tipo CS, M12 tipicamente per camere di fascia bassa, attacco tipo fotografico F o M42 per telecamere di alta fascia con sensori particolarmente grossi. Si rimanda al capitolo dedicato alle ottiche per maggiori dettagli sui tipi di attacco.

TELECAMERE LINEARI

La più semplice definizione di telecamera lineare è una telecamera composta da un sensore avente una sola linea, per poter acquisire una scena bidimensionale come con una classica telecamera matriciale la telecamera si deve muovere rispetto all’oggetto o l’oggetto si deve muovere rispetto alla telecamera. Con questa tecnologia si possono acquisire immagini ad altissima risoluzione. Se la risoluzione perpendicolare al movimento è infatti limitata dalla lunghezza del sensore, la risoluzione verticale non è limitata e dipende solamente dal numero di linee che si vogliono acquisire.

A livello software si definisce infatti la dimensione verticale dell’immagine che consiste in un numero di linee definito dall’utente

Le telecamere lineari trovano impiego in tutte le applicazioni ove il materiale da analizzare è un oggetto con rapporto lunghezza/larghezza particolarmente alto oppure un insieme di oggetti che si presentano di fronte alla telecamera con alta frequenza.

La tecnologia delle telecamere lineari è stata sviluppata molto tempo fa per applicazioni di controllo dei materiai continui come carta, tela, piastre metalliche, ecc. attualmente si sta imponendo in molti altri processi produttivi e di controllo, che richiedono un’alta risoluzione e/o un alta velocità ad un prezzo competitivo.

L’utilizzo di telecamere lineari, anche se non è complesso, richiede una certa esperienza nelle applicazioni di visione rispetto a quella necessaria con le telecamere matriciali.

Le telecamere lineari utilizzano sensori lineari che in genere hanno tra i 512 e i 16.000 elementi (pixel), in grado di acquisire linee fino ad una frequenza di oltre 100000 linee/sec. Costruire un’immagine di alta qualità a partire da linee individuali richiede un alto grado di precisione. L’allineamento e i sincronismi del sistema richiedono attenzione se si vuole ottenere un’immagine corretta dell’oggetto da analizzare.

TELECAMERE LINEARI: CARATTERISTICHE TECNICHE

Le telecamere lineari si classificano abitualmente in termini di numero di elementi del sensore e di velocità. Esistono tipi speciali di telecamere lineari come le TDI e le telecamere a colori che si descriveranno più avanti.

Numero di elementi del sensore o numero di pixel

Quanto maggiore è il numero di pixel maggiore sarà la grandezza del sensore e della lente necessaria. La maggior parte dei sensori fino a 1024 pixel utilizzano lenti a passo C. Quando il sensore è di 2084 pixel o più, il formato della lente deve essere del tipo F o superiore come M42 o M72, affinché il diametro della lente sia abbastanza ampio da permettere alla luce di incidere su tutto il sensore e non produrre effetti di vignettatura.

Velocità o line rate

Si riferisce al numero di linee acquisite per unità di tempo.Telecamere lineari con particolare tecnologia “dual line” permettono di arrivare a line rate di 200 KHz.

Sincronizzazione

Nella maggior parte delle applicazioni con telecamere lineari la velocità degli oggetti che passano di fronte alla telecamere varia, per tanto è necessario sincronizzare la velocità di acquisizione della telecamera con la velocità di movimento dell’oggetto. Questo si realizza inviando un segnale trigger esterno generato ad intervalli di spazio regolare in modo che le linee si sincronizzino con il movimento. Questo si esegue generalmente mediante un encoder.

FPN e PRNU

A differenza di un sensore matriciale utilizzando un sensore lineare alcuni tipi di difetti possono divenire estremamente fastidiosi. Si pensi ad esempio ad un singolo pixel che ha una risposta leggermente diversa dagli altri. In un sensore matriciale questo fenomeno non causa particolari problemi poiché si tratta di un evento circoscritto. In una telecamera lineare si traduce in una linea continua con luminosità diversa rispetto al resto dell’immagine dando origine ad un effetto particolarmente visibile e fastidioso nell’image processing.

Esistono due tipi di errori tipici dei sensori che sono FPN (Fixed Pattern Noise) e PRNU (Photo Response Non Uniformity). Nelle telecamere lineari è particolarmente importante che il livello di errore di questo tipo, sia il più basso possibile.

Quando un’illuminazione uniforme incide sul sensore della telecamera, ogni pixel deve avere lo stesso valore di livello di grigio. Piccole variazioni di risposta di un pixel possono provocare valori leggermente diversi. La differenza tra la vera risposta del sensore e la risposta uniforme si definisce con il nome PRNU (Pixel Response Non Uniformity).

Quando sul sensore non incide luce i pixel possono avere una risposta leggermente diversa, questo tipo di difetto si chiama FPN (Fixed Pattern Noise).

La combinazione di questi difetti contribuisce a creare una non uniformità dell’immagine con un pattern a linee lungo la direzione di movimento.

Siccome il PRNU e FPN sono dipendenti dalle caratteristiche fisiche del sensore, è quasi impossibile eliminarli completamente, è però importante che questi valori siano il più basso possibile.

Flat field correction (compensazione non uniformità FPN e PRNU)

Il miglior modo di compensare la mancanza di uniformità del sensore causato da FPN e PRNU è mediante algoritmi di Flat Field Correction.

Questi algoritmi si basano sull’applicare fattori di offset e di guadagno pixel per pixel in modo da correggere rispettivamente l’FPN e il PRNU.

Possono essere implementati all’interno della telecamera o tramite software a livello PC o scheda di acquisizione in caso l’interfaccia di acquisizione della telecamera lo.

Senza queste correzioni l’immagine di una superficie illuminata uniformemente apparirebbe con leggere differenze, come linee verticali nell’immagine.

Allo stesso modo, questo tipo di correzioni permette di eliminare le non uniformità dell’illuminazione, così come l’effetto scuro nei bordi provocato da alcune lenti (effetto vignettatura).

TELECAMERE LINEARI MONOCROMATICHE

Come precedentemente detto le telecamere lineari sono composte da sensori monodimensionali, le risoluzioni variano da 512 a 16000 pixel e le immagini vengono composte affiancando più linee acquisite mentre il pezzo da acquisire scorre perpendicolare alla lunghezza del sensore.

Un elemento fondamentale da tenere in considerazione è l’illuminazione.

Mentre una telecamera matriciale arriva a frequenza massime di alcune migliaia di immagini al secondo, una telecamera lineare acquisisce singole linee a frequenze che possono arrivare a centinaia di migliaia di linee al secondo.

Un sensore matriciale può quindi esporre per tempi dell’ordine dei millisecondi mentre un sensore lineare, se usato al massimo della sua velocità, può esporre per tempi dell’ordine dei microsecondi.

L’illuminazione da utilizzare con una telecamera lineare dovrà essere molto più intensa di quella utilizzabile con una telecamera matriciale con il vantaggio che per le telecamere lineari la luce può essere concentrata lungo una sola linea e non su un area.

TELECAMERE LINEARI TDI

In una telecamera lineare convenzionale l’esposizione massima è limitata dalla frequenza di linea. Questo significa che è necessaria molta più luce che in una telecamera matriciale dove la massima esposizione è limitata dalla frequenza di frame.

Questo può limitare la velocità alla quale la telecamera lineare può funzionare e rende praticamente impossibili le applicazioni ad alta velocità e bassa illuminazione come nel caso in cui si debba utilizzare un illuminazione diffusa.

La tecnologia TDI (Time Delay Integration) sposta le cariche accumulate da una linea alla successiva in modo sincronizzato con il movimento dell’oggetto, per catturare riprese multiple della stessa linea e sommarle, ottenendo così una linea con sensibilità amplificata.

Le telecamere più moderne sono dotate di sensori a 256 linee selezionabili (stadi TDI), in questo modo la sensibilità della telecamera viene amplificata di 256 volte rispetto ad una telecamera lineare convenzionale.

TELECAMERE LINEARI A COLORI

Come per le telecamere matriciali, anche per le telecamere lineari l’utilizzo di filtri e prismi permette di creare telecamere a colori. Esistono differenti tipi di telecamere lineari a colori, a seconda del numero di sensori che includono e della loro disposizione all’interno della telecamera.

TELECAMERE BILINEARI

La tecnologia bilineare è basata sul concetto delle telecamere con filtro di Bayer descritto precedentemente nella sezione delle telecamere matriciali. In questo caso si utilizza un sensore a due linee, sui pixel della prima linea viene applicato un filtro verde. Ai pixel della seconda linea viene applicato un filtro rosso e blu in modo alternato come mostrato in figura.

L’immagine catturata da questi sensori viene interpolata e a partire da questa linea si genera un’immagine a colori nello spazio RGB a piena risoluzione. Anche in questo caso l’interpolazione può avvenire all’interno della telecamera o a livello PC. I sensori bilineari vengono ampiamente utilizzati anche in telecamere monocromatiche, in questo caso non utilizzate come un vero e proprio TDI ma consentono comunque di duplicare la sensibilità di una telecamera a singolo sensore.

TELECAMERE TRILINEARI

In questo tipo di dispositivi il sensore è composto da tre linee distinte, per motivi di accesso ai pixel di oggi linea le tre linee vengono separate da un numero preciso di pixel.

Le telecamere che utilizzano questi sensori sono definite: trilineari. Lo spazio tra i sensori è compensato attraverso operazioni a livello software. Questa tecnologia caratterizzata da una buona sensibilità (simile alle telecamere monocromatiche) si può utilizzare solo in applicazioni con superfici piane e con telecamera posizionata perpendicolarmente rispetto all’oggetto da riprendere.

Il vantaggio di queste telecamere rispetto alle bilineari è rappresentato dall’assenza di interpolazione.

TELECAMERE A PRISMA

Come per le telecamere matriciali, anche in questo caso tre sensori vengono posizionati nei tre lati di un prisma. Questo tipo di telecamera si può utilizzare in qualsiasi applicazione in ragione del fatto che i pixel R, G e B coincidono con la stessa posizione sull’oggetto inquadrato.

Occorre considerare che il prisma riduce la trasmissione della luce e per tanto il sensore dovrà essere più sensibile o in alternativa si dovrà utilizzare un’illuminazione più intensa. Il prisma introduce inoltre un’aberrazione cromatica che può essere corretta con lenti speciali.

TELECAMERE QUADRI-LINEARI

Sono l’ultima novità nel campo delle telecamere lineari a colori. Sono telecamere con 4 sensori capaci di lavorare simultaneamente nei canali rosso, verde, blu e near-IR oppure con 4 polarizzazioni della luce differenti. Queste telecamere possono essere realizzate sia con la tecnica dell’affiancare quattro linee con opportuni filtri su ogni linea, sia con la tecnica del prisma, 4 distinti sensori e di e di filtri inter referenziali per permettere uscite separate con un asse ottico comune.