12.3 MP、C/CS 镜头接口、50 美元:Raspberry Pi High Quality Camera 上市

MagPi Weekly 编辑部|2020 年 4 月 30 日|英国 剑桥

基金会自研团队 5 年磨一剑——一只能接专业镜头、用 Sony IMX477 传感器的相机模块。50 美元起步,主板设计师 Simon Martin 本人写的发布博文。

Raspberry Pi High Quality Camera 装在三脚架上。前部 C/CS 接口可以接专业相机镜头。摄影:Jeff Geerling / Wikimedia Commons,CC BY 2.0
Raspberry Pi High Quality Camera 装在三脚架上。前部 C/CS 接口可以接专业相机镜头。摄影:Jeff Geerling / Wikimedia Commons,CC BY 2.0

Raspberry Pi 基金会今天发售 Raspberry Pi High Quality Camera——一款 12.3 MP、Sony IMX477 传感器、可换镜头的官方相机模块。售价 50 美元(仅传感器板,不含镜头),与之配套的两款官方镜头 6 mm CS 镜头(25 美元)16 mm C 镜头(50 美元) 同步上市。

发售博文由基金会硬件工程师 Simon Martin 撰写,他也是这块相机模块的主设计师——这是基金会近年来罕见地让工程师本人而不是 Eben Upton 发"上市公告"。Martin 是基金会 2015 年起的硬件工程师,此前主导了 Sense HAT(Astro Pi 同款扩展板)的设计。

HQ Camera 核心规格

  • 图像传感器Sony IMX477——12.3 MP(4056×3040),1/2.3 英寸 sensor 尺寸;
  • 像素尺寸:1.55 μm × 1.55 μm;
  • 镜头接口C / CS-mount——标准工业与监控相机镜头接口,向后兼容;
  • 最高视频:1080p 60fps、4K 30fps(受 Pi 主板 SoC 解码能力限制);
  • 快门:电子卷帘快门(rolling shutter),不支持全局快门;
  • HDR:硬件 HDR 支持(Pi 4 上可启用);
  • 板型:38 × 38 mm(与 Pi Zero 相同尺寸);
  • 连接:标准 15-pin CSI-2 摄像头排线,与所有 Pi 主板兼容(Pi 1B+ 及更新)。

与原版 Camera Module v2 的对比

项目Camera Module v2(2016)HQ Camera(2020)
传感器Sony IMX219Sony IMX477
像素8 MP12.3 MP
像素大小1.12 μm1.55 μm(光通量 +90%)
镜头固定C/CS 可换
售价$25$50(仅传感器)

最关键的差异是像素大小——同一个 1/2.3" sensor 上 12.3 MP 比 8 MP 像素少(实际只多 50%),单像素面积反而增加 90%——这对低光环境性能是决定性的。

为什么要可换镜头?

Simon Martin 在博文中解释得很直接:

5 年里我们最常收到的功能请求不是"更多像素",是"能不能接专业镜头"。Pi Camera v1/v2 都用胶水固定的塑料镜头——成像质量被这个镜头限死。HQ Camera 第一次把成像质量上限交给用户:你买什么镜头,就能拍多好。

C/CS-mount 是工业相机与早期 CCTV 行业的标准——一只 35 美元的二手 8mm CCTV 镜头能立刻提升 Pi Camera 的成像质量到接近入门级 DSLR 的水平。Pi 用户社区中"用 HQ Camera 拍微距、拍天文、拍野生动物" 在 2020 年下半年成为最活跃的话题之一。

显微镜场景

Martin 特别提到一个具体应用:"HQ Camera 加一只 USB 显微镜镜头能做成 200 美元成本的高质量数字显微镜。我们已经看到几位科学家用它做细胞培养记录,几所中学把这套装置带进生物课。"

业内反应

DIYPhotography 把 HQ Camera 称为 "the most exciting Pi product of 2020"——主要驱动是"将定制视觉计算硬件的门槛从 500 美元降到 100 美元"。Jeff Geerling 在 YouTube 上的 30 分钟评测视频在两天内播放破百万——评测重点是 HQ Camera + 16 mm 镜头在 1080p 视频会议中的画质表现"明显优于市售 100 美元以下的网络摄像头"。

timing 巧合

HQ Camera 上市恰好在 2020 年 4 月 30 日——欧美各国新冠疫情爆发后远程办公与远程教育需求暴增的时期。基金会原本计划的 2 月上市被供应链推迟到 4 月底——意外地碰上了"远程视频会议摄像头全球短缺"的窗口。HQ Camera 在 5 月与 6 月一度断货——这是 Pi 配件第一次因为"远程办公"而供不应求。


关于 Raspberry Pi High Quality Camera Raspberry Pi 基金会的第二代官方相机模块,基于 Sony IMX477 传感器、C/CS 可换镜头接口。2020 年 4 月 30 日发售,售价 50 美元(仅传感器)。

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