La capture d'image en couleurs est parfois requise. Principalement, deux techniques sont privilégiées pour numériser la couleur : soit on décime la résolution d'un seul capteur par un réseau de filtre couleur (filtre de Bayer, 3 couleurs (Fig.35) ou plus (Fig.36), soit on décompose la lumière en plusieurs composantes avec un système de prismes qui fabriquent chacun l'image de la composante couleur de l'objet sur un détecteur dédié à cette couleur (Fig. 37).
L'image finale est ensuite reconstruite par des algorithmes d'association des composantes, qui gèrent la sensibilité chromatique, le gain, et la décomposition spectrale du signal lumineux. Ces algorithmes assurent la « démozaïsation » de l'image 38.
Une dernière possibilité est d'empiler les diodes photosensibles et de réaliser le filtrage par une sélection de la longueur d'onde sur la profondeur du capteur (Fig.39).