@McNugget:

Du hast recht. Das mit der unterschiedlich langen Belichtungszeit ist ja genau das Problem, wenn man die internen ADCs verwendet, da die recht langsam sind. Überträgt man das Bild gleichzeitig noch zum Host verschärft sich das Problem noch. Eine grobe Überschlagsrechnung habe ich ein paar posts weiter oben mal gemacht.

Wenn der Gain nicht die Ausgangsspannung verstärkt, bleibt nur VRef des ADC auf 2V+x (für ein bisschen Sicherheit) zu setzen, oder siehst Du noch eine andere Möglichkeit (ausser das Signal über OpAmp zu verstärken)?