Принцип дії

Світло від знімального об'єктива потрапляє на кольороподільну дихроїчну призму, яка розділяє його на три складових потоку, що направляються до різних гранях призми. Випромінювання з найбільш короткою довжиною хвилі вибірково відбивається від дихроїчного покриття F1, яке пропускає решту світла далі. Так синя складова світла направляється до нижньої вихідної грані. Потім, поверхнею з покриттям F2 відділяється довгохвильова - червона частина спектру, яка потрапляє до верхньої вихідної грані. Зелене світло проходить через всі покриття, не відбиваючись і потрапляє до задньої вихідної грані призми. Таким чином, виходять три монохромних дійсних зображення об'єкта зйомки. Червоне і синє світло зазнає дворазового відбиття, в результаті чого виходять прямі (недзеркальні) зображення цих кольорів. Кожне з цих кольороподілених зображень потрапляє на окрему матрицю, відеосигнал з кожною з яких після обробки додається до загального. В результаті складання сигналів з трьох матриць виходить повний кольоровий телевізійний сигнал. Наведена оптична схема не є єдиною і різні виробники відеокамер можуть застосовувати різні кольороподільні системи. При розрахунку системи має враховуватися, що довжина ходу променів кожного кольору повинна бути однаковою з урахуванням різниці коефіцієнтів заломлення скла різних частин призми. Крім того, при проектуванні призм для використання з напівпровідниковими матрицями, не допускається отримання дзеркально перевернутих зображень, як це було можливо при використанні вакуумних передавальних трубок. В останніх це усувалося простою зміною полярності розгорток. Додаткову складність при конструюванні трьохматричних камер являє усунення впливу поляризації світла на якість кольороподілу.

Переваги трьохматричної системи:

• Висока роздільна здатність;

• Висока точність передачі відтінків кольору;

• Повна відсутність кольорового муару і, як наслідок - непотрібність застосуванняlow-pass фільтру;

• Непотрібність алгоритмів дебайеризаціі для відновлення втраченої інформації, обов'язкових для одноматричних систем з масивом кольорових фільтрів;

• Висока світлочутливість і співвідношення сигнал / шум завдяки відсутності втрат усвітлофільтрах;

• Можливість здійснення кольорокорекції постановкою додаткових світлофільтрівперед окремими матрицями, а не перед знімальним об'єктивом, дозволяє домогтися істотно кращої передачі кольору при нестандартних джерелах світла зі збереженням високої чутливості системи в цілому.

• Можливість підвищення ефективної роздільної здатності  всієї системи понад роздільної здатності окремої матриці вдвічі по одній з координат, зсунувши три матриці один щодо одного на 1/3 пікселя і провівши інтерполяцію трьох зображень з урахуванням цього зсуву. Дана технологія отримала найменування «Pixel shifting».

Недоліки системи:

• Велика вартість, значно перевершує вартість одноматричних камер;

• Габаритні розміри, принципово більші, ніж у систем з однією матрицею;

• Трьохматрична система не може використовуватися з ширококутними об'єктивам из малим заднім відрізком;

• Проблема зведення кольорів. Трьохматричні системи вимагають точного юстування. Чим більше фізичний розмір матриць і їхнє розширення, тим складніше домогтися необхідної точності;

• Чутливість до вібрацій, при наявності яких знижується якість одержуваного зображення. Це вимагає спеціальних методів боротьби з вібрацією.