樹莓派相機：模組、版本和用途完整指南

如果你正在考慮添加一個 將相機連接到你的樹莓派 無論您是從事視訊專案、智慧家庭、監控，還是只是進行一些簡單的嘗試，面對如此眾多的版本、感測器和技術規格，都很容易迷失方向。官方和相容的攝影機模組生態系統已經發展壯大，如果您不清楚每個模組的功能，很容易做出錯誤的選擇。

接下來您將找到一份非常全面的指南，內容是關於… 樹莓派相機模組 最常見的選擇包括：高清攝影機、v3 相機模組（及其 NoIR 版本）、基於 IMX219 感測器的經典 Pi NoIR，以及透過 CSI 介面連接的通用視訊模組。您將了解每種模組的功能、最適合的項目類型，以及在相容性、組裝和影像品質方面需要考慮的因素。

官方樹莓派總部攝影機：專業品質，可更換鏡頭

La 官方樹莓派總部攝像頭 這款模組專為需要接近專業或工業級影像品質的使用者而設計。它是一款無鏡頭模組，可與可互換的CS或C卡口鏡頭搭配使用，從而相容於各種定焦鏡頭、變焦鏡頭，甚至其他格式的轉接鏡頭。

他心中騎著一匹馬 索尼IMX477傳感器 它採用 1/3 英寸（約 8,5 毫米對角線）格式感測器，分辨率為 12,3 萬像素。與先前的模組相比，其主要優勢之一是單位可用面積內像素密度更高，從而帶來更高的影像清晰度。 提高光敏感性 在低光源條件下性能顯著提高，這對於夜間監視或拍攝至關重要。

此模組附帶 CS 轉 C 介面適配器 它包含所有必要的接口，因此您可以輕鬆安裝 CS 和 C 鏡頭。此外，還提供 M12 轉 CS 接環轉接器，方便您使用小型 M12 型鏡頭，這些鏡頭通常用於小型相機和嵌入式視覺系統。這使得 HQ 成為需要精細控制光學元件的專案的理想選擇。

樹莓派HQ攝影機是經典V2模組的高階替代品，目標使用者是 要求嚴苛的工業和消費應用例如安全攝影機、機器視覺系統、攝影測量專案或任何影像保真度和安裝專用光學元件的可能性至關重要的場景。

一個非常有趣但又微妙的細節是，這有可能 移除紅外線 (IR) 濾光片 該感測器旨在提高在黑暗環境下使用紅外線燈時的性能。這是一個不可逆的操作，只有在您完全了解操作步驟的情況下才能進行；事實上，官方提供了詳細的操作指南，強烈建議您不要輕易移除感測器，因為一旦移除就無法恢復原狀。

就相容性而言，這款相機可與… 所有樹莓派型號 具有 CSI 連接器的模組都可以使用，因為它們與其他官方模組使用相同的扁平電纜。唯一的區別是，Raspberry Pi Zero（以及 Zero 2W）的連接器較小，需要使用專用的 FFC 電纜。對於 Raspberry Pi 5，還需要使用適配新型攝影機連接器的專用扁平電纜。在任何情況下，都建議使用 CSI 連接器。 最新版本的樹莓派作業系統 避免攝影機偵測和支撐問題。

高清攝影機PCB包含 四個安裝孔 這些特性便於將其安裝在定制結構、箱體或底盤上，並且底板上配有標準的 1/4 英寸螺紋，可直接連接到傳統的三腳架和相機支架上。這在演播室三腳架或固定監控位置使用時非常實用。

需要注意的是，官方的HQ相機套裝僅包含以下內容： 攝影機模組、CS-C適配器和FPC電纜 長度約為 20 厘米，用於連接 Raspberry Pi。套件中不包含鏡頭，因此您需要單獨購買一個（根據您的項目，可以是定焦鏡頭、變焦鏡頭或專用鏡頭）。

樹莓派 v3 相機模組：IMX708 感應器，支援自動對焦和 HDR

El 樹莓派相機模組 v3 與前幾代產品相比，這代表著一次明顯的飛躍，尤其是在自動對焦、動態範圍和整體影像品質方面。這主要歸功於影像感測器。 索尼IMX708它擁有 11,9 萬像素的原生解析度和 7,4 毫米的對角線，能夠在照片和影片拍攝方面提供非常可靠的效果。

該模組集成了一個 電動自動對焦系統 相機採用 I2C 控制，並配備相位檢測自動對焦 (PDAF) 技術。因此，無需手動幹預，相機即可在不同距離快速準確地對焦，非常適合拍攝對象移動或距離不斷變化的項目，例如機器人、追蹤相機或動態縮時攝影。

相機模組 3 有多個版本：版本 標準和廣角此外，還有紅外線截止濾光片或不含紅外線截止濾光片（即所謂的NoIR版本）的型號。標準版對角線視角約75°，焦距為4,74毫米，光圈為F1.8，其視角與傳統相機類似。廣角版對角線視角增大至120°，焦距為2,75毫米，光圈為F2.2，非常適合覆蓋非常大的區域，例如用於室內監控或全景拍攝。

至於對焦範圍，標準型號通常在 10公分到無窮大窄角版本最近對焦距離約為 5 厘米，可以拍攝非常近的特寫照片，幾乎可以達到微距模式的效果。這種廣角和最近對焦距離的組合非常適合在狹小空間內進行創意項目和拍攝場景。

就解析度而言，此模組可提供靜態影像 4608×2592像素這意味著其細節足以滿足大多數業餘愛好者甚至輕度專業用戶的需求。視訊方面，它支援 1080p 50fps、720p 100fps 和 480p 120fps 等模式，在樹莓派和 CSI 介面本身的限制範圍內，既可以實現流暢的視訊錄製，也可以進行慢動作錄製。

相機模組 3 中的 IMX708 感光元件所採用的像素尺寸為 1,4微米×1,4微米 它可透過 CSI-2 介面提供 RAW10 輸出。它具有高信噪比 (SNR)，這意味著影像雜訊更少，並且 2D動態像素校正（DPC） 集成，以補償問題像素並提高結果的整體品質。

該模組的優勢之一是它支援… HDR（高動態範圍） 最高可達 300 萬像素。 HDR 技術旨在使拍攝的影像更接近人眼在明暗對比強烈的場景中的感知效果。雖然普通感測器通常可以處理大約 15 檔動態範圍，但人眼只能感知到大約 20-24 檔。為了彌補這一差距，HDR 模式會拍攝同一場景的多張不同曝光的照片，並將它們合成一張影像，從而更好地呈現極亮和極暗區域的信息，最終獲得更豐富的色彩和更均衡的對比度。

借助 HDR 技術，您可以防止陰影變得過於生硬。 高光部分曝光不足或過曝。 例如，在複雜的場景中，明亮的窗戶旁邊是黑暗的室內，這樣處理後的影像看起來更自然，更接近你實際看到的景象，高光和陰影部分都有細節。

v3 相機與庫完全相容 相機 已包含在最新版本的 Raspberry Pi OS 中，建議使用以下工具： libcamera-still （例如，2023年06月01日發布的32位元Pi OS Buster或更高版本）用於控制其功能，包括快速自動對焦。此外，該攝影機還支援Python庫。 Picamera2 來自 Raspberry Pi，這使得它能夠整合到腳本和自訂應用程式中。

在硬體相容性方面，此模組可與下列產品搭配使用： 所有樹莓派型號 除 Raspberry Pi 400 和 2016 年發布的 Raspberry Pi Zero（它們不包含相機介面）之外，所有具有 CSI 連接埠的 Raspberry Pi 都相容。相容的 Zero 型號需要… 專為 Raspberry Pi Zero 設計的相機連接線而對於 Raspberry Pi 5 來說，由於其攝影機連接器與前幾代產品相比發生了變化，因此需要使用特殊的扁平電纜。

從物理角度來看，該模組的PCB保持著… 非常緊湊的尺寸標準版尺寸為 25 × 24 × 11,5 毫米，廣角版尺寸為 25 × 24 × 12,4 毫米，重量約 4,3 公克。這使其成為空間至關重要的項目（例如小型機器人、輕型無人機或嵌入式設備）的理想整合方案。

使用樹莓派進行 NoIR 版本和紅外線攝影

在樹莓派適用的攝影機範圍內， NoIR 版本 （源自英文「No Infrared filter」）在暗光攝影和影片拍攝，或需要捕捉可見光譜之外資訊的專案中發揮著至關重要的作用。這些模組摒棄了大多數感測器中內建的傳統紅外線截止濾光片，使紅外線光能夠直接照射到感測器上。

一個很好的例子是 Raspberry Pi 相機 HD Pi NoIR這是一款相機板，可透過CSI連接埠連接到任何樹莓派或運算模組，產生高清照片和影片。與標準相機模組的主要區別在於它沒有紅外線濾光片，因此配合紅外線照明器使用時，非常適合在低光源環境下進行攝影和攝影。

這款相機基於影像感測器 索尼 IMX219PQ這款CMOS感光元件提供高速、高靈敏度的成像功能，以曾經是舊款v2相機的核心零件而聞名。與該版本一樣，Pi NoIR模組提供… 低影像污染減少固定圖案雜訊和模糊等現象，同時整合自動曝光、白平衡和亮度偵測等自動控制功能。

在其眾多技術特點中，以下幾點尤為突出： 8萬像素定焦鏡頭 （包含一個用於必要時調整焦距的小工具），相容於 1080p、720p60 和 VGA90 視訊分辨率，並配備一條 15 針扁平電纜，可直接連接到主機板的 CSI 連接埠。其 NoIR 特性使其成為夜間縮時攝影計畫和野生動物監測的理想選擇。 安全攝像頭 在戶外使用紅外線照明或視覺系統，這些系統使用傳統可見光譜以外的波長。

在的情況下，中 相機模組 v3此外，還有NoIR版本，它將IMX708感測器、自動對焦和HDR功能與無需紅外線濾光片即可工作的特性相結合。這大大簡化了那些需要具備自動對焦和良好影像品質的現代化模組，但又需要適用於夜視專案或近紅外線分析的使用者的需求。

適用於樹莓派和其他系統的通用視訊模組

除了官方攝影機外，還有 通用視訊模組 這些模組被整合到電腦系統（不僅限於樹莓派，還包括其他單板電腦或嵌入式平台）中，用於產生高品質照片和高清影片。本質上，這些模組是整合了鏡頭、控制電子元件和數位介面的影像感測器，通常基於CSI-2等標準。

這些模組最大的吸引力在於： 它們可以減少圖像污染。 這些功能常見於價格較低的解決方案中，可以減輕靜態雜訊和清晰度損失。它們整合了一系列內部控制功能：自動白平衡、亮度調節、曝光控制，以及在某些情況下，針對低光源場景的高階操作模式。

其優點之一是能夠提供 高品質影像和高數據頻寬這使得它們特別適合用於製作慢動作影片、長時間縮時攝影、高清錄製以及電腦視覺應用。由於它們可以製造得非常小巧且功耗極低，因此在智慧型手機、平板電腦、遊戲機、電視以及許多其他連網裝置中，它們被廣泛應用。

在樹莓派的上下文中，通常的用法是連接一個 FPC扁平電纜 從相機模組到主機板的CSI插槽。連接後，即可透過作業系統和相應的庫（libcamera、Picamera2等）存取攝像頭，其工作方式與官方模組類似，前提是硬體相容且驅動程式可用。

一個特別有趣的點是將這些模組與…結合使用 LED 紅外線 （紅外線）。借助外部紅外線照明和在該範圍內響應良好的感測器，無需可見光即可設置夜間攝影系統、隱蔽監視攝影機或全黑暗視覺項目，非常適合保護隱私或在觀察期間不打擾動物。

攝影機與樹莓派和CSI線相容

與任何 樹莓派攝影機最重要的方面之一是確保與你將要使用的特定開發板相容。並非所有型號都使用相同的攝影機接口，也不是所有樹莓派版本都能在不使用適配器的情況下支援相同的模組。

在先前的幾代產品（Raspberry Pi 1 B+、2、3、4 和大多數衍生型號）中，標準的 CSI 攝影機介面允許直接連接。 HQ攝影機、v3攝影機和Pi NoIR 使用隨附的 15 針 FPC 連接線。值得注意的是，Raspberry Pi Zero（以及 Zero 2W）的攝影機介面較小，因此您始終需要一條 Zero 專用的連接線，確保其兩端介面相符。

在樹莓派 5 系列中，攝影機介面發生了變化，因此… 高清攝像頭，例如攝像頭模組v3 需要使用特殊的扁平電纜（型號和長度各不相同，例如 RASP CAM FPC 20、30 或 50）將板上的 CSI 連接埠連接到模組的標準連接器。務必根據您的設定中攝影機和電路板之間的距離選擇合適的長度。

同樣重要的是要記住： 樹莓派400 2016 年發布的 Raspberry Pi Zero 版本沒有相機接口，因此無法直接使用 CSI 模組。在這種情況下，唯一的選擇是 USB 攝影機或其他替代方案。

無論主機板和記憶體模組的組合如何，都強烈建議配備 更新的軟件最新版本的 Raspberry Pi OS 包括對驅動程式的不斷改進、對新模組（如 v3 相機）的支援、錯誤修復，以及 libcamera 和 Picamera2 等工具，這些工具已經準備好利用所有這些高級功能。

在許多經銷商中，購買模組（例如…）時，通常的做法是… 相機 v3連接所需的200毫米扁平電纜已包含在內。但是，如果您的專案需要更長的距離或在機櫃內進行更複雜的佈線，我們提供各種長度的FPC電纜，以確保您不會遇到電纜不足的問題。

能源效率和永續性標籤

除了純粹的技術特性之外，還有一些關於…的提及 能源效率 部分樹莓派生態系統產品和配件已經獲得了永續性認證。這對於降低系統整體功耗尤其重要，特別是如果您打算將攝影機作為監控系統的一部分全天候運作。

在歐洲背景下， 歐盟能源標籤 它可作為產品能源效率的指標，在某些情況下，還能收集噪音水平、用水量或具體使用資訊等額外數據。雖然它最常見於家用電器，但其原理也適用於任何長時間通電的組件，例如帶有攝影機的樹莓派。

這個標籤使消費者更容易比較類似產品； 節省電費同時，這些措施也有助於減少歐盟和英國的溫室氣體排放。例如： 氣候承諾友好 他們重點介紹了那些在 AG 等級評定中達到 A、B 或 C 級能源效率的產品，並指出它們比同類產品更有效率。

從實際角度來看，樹莓派的相機模組通常具有以下特點： 非常低的消耗 與其他電子設備相比，相機本身可能比較節能，但如果搭配強大的紅外線照明、持續錄影以及始終開啟的樹莓派，長期來看，其能耗影響仍然相當顯著。因此，選擇節能組件並將攝影機配置為僅在必要時（例如，透過運動偵測）啟動，可顯著降低能耗。

歸根究底，考慮能源效率不僅關乎省錢，而且… 永續性和環境責任尤其是如果您要部署多個網路攝影機，或作為永久安裝的一部分，需要始終保持攝影機開啟狀態。

綜上所述，選擇其中之一 適用於樹莓派的攝像頭 這涉及到權衡影像品質、專案類型、低光性能需求、與主機板型號的兼容性，以及（在較小程度上）能效和運行時間。從配備高解析度感光元件和可更換鏡頭的HQ相機，到具備自動對焦、HDR和廣角或NoIR版本的v3模組，再到採用IMX219和通用視訊模組以及紅外線LED的經典Pi NoIR，幾乎可以滿足您能想到的任何應用場景。