Raspberry Pi Camera Module 3 공식 출시

라즈베리파이 공식 카메라 모듈 v3

7년 만에 3번째 카메라가 출시되다.

Raspberry Pi Camera Module 의 세번째 버전이 출시되었다. 지난 2016 년 v2 이후에 7년만 이다. 기존 버전과 동일한 $25 의 저렴한 가격을 유지하면서 성능은 크게 향상 되었다. 새로운 카메라 모듈의 사양을 분석하여 정리하였다.

(출처) raspberrypi 공식 홈페이지

새로운 카메라 모듈, v3 

지난 2016년 카메라 모듈 V2 이후에, 이번 2023년 V3에서 개선된 내용이다.

최신 고해상도 소니 이미지 센서 채용

지난 V2 의 IMX219 처럼, 이번에도 Sony 의 IMX 이미지 센서, IMX708 이미지 센서를 탑재하였다. IMX708 센서는 비교적 최신에 출시된 약 12M pixel (4608x2592) 이미지 센서이다. 센서의 크기로 보았을 때, 최신 고프로 카메라의 센서와 비교할 수 있을 정도로 큰 사이즈의 센서이다. 큰 이미지 센서를 통해 저조도에서 화질 개선을 기대해볼 수 있다.

HDR (High Dynamic Range) 

실내에서 창 있는 부분을 촬영할 경우를 예를 들어보자. 창 밖에 노출을 맞추면 실내는 지나치게 어둡다. 반면에 실내에 노출을 맞추면 창밖은 지나치게 밝게 나와서 계조가 거의 없어지는 현상이 생긴다.

창밖기준의 노출 측정(좌측), 실내기준의 노출 측정(우측) - (출처) raspberrypi 공식 홈페이지

V3 의 IMX708 센서는 HDR (High Dynamic Range)을 지원한다. 위의 예시처럼, 촬영 장면에 밝고 어두운 부분이 극명하게 차이나는 경우, 큰 효과를 볼 수 있다. 아래는 V3 에서 HDR 이 적용된 사진 이다. 실내와 창밖 모두 적당하게 노출이 설정되어있음을 볼 수 있다.

HDR 적용 이미지 - (출처) raspberrypi 공식 홈페이지

자동초점

기존 V1, V2, 그리고 HQ 버전은 모두 고정초점 방식이다. HQ 는 M12 규격의 외부 렌즈를 사용하기 때문에 수동으로 초점을 조종 가능했다. 이번 V3 에서는 (라즈베리파이 공식 카메라로는 처음으로) 모터를 장착하여 자동으로 초점을 맞춘다. 초점을 맞추는 방식은 주로 대비(Contast) 와 위상 (Phase) 차이를 사용하는데, V3 에서는 위상차, PDAF(Phase Detection Autofocus) 방식을 채용하였다. 대비를 이용한 방식보다 상대적으로 빠른 자동 포커스를 기대해볼 수 있다.

카메라 사양 비교

공식카메라 간의 사양 비교분석

아래 표를 통해 라즈베리파이 공식 카메라 간의 사양을 비교 해보자.

	v1 (2013)	v2 (2016)	v3 (2023)	v3 wide (2023)	HQ camera
가격	$25	$25	$25	$35	$50
해상도	5M 2592x1944	8M 3280x2464	11.9 M 4608x2592	11.9 M 4608x2592
비디오	1080p 30fps	1080p 47fps	1080p 50fps	1080p 50fps	1080p 50fps
이미지 센서	OmniVision OV5647	Sony IMX219	Sony IMX708	Sony IMX708	Sony IMX477
이미지 센서 크기	3.76 x 2.74 mm	3.68 x 2.76 mm (4.6mm diagonal)	6.45 x 3.63 mm (7.4mm diagonal)	6.45 x 3.63 mm (7.4mm diagonal)	6.287 x 4.712 mm (7.9mm diagonal)
픽셀크기	1.4 µm	1.12 µm	1.4 µm	1.4 µm	1.55 µm
초점방식	Fixed	Adjustable	Motorized	Motorized	Adjustable
DoF	1m to ∞	10cm to ∞	10cm to ∞	5cm to ∞	N/A
FoV (H/V)	53° / 41°	62° / 48°	66° / 41°	102° / 67°	Depends on lens

V기존 공식 카메라에 비해서 V3 의,

1. 가격은 $25 로 변함이 없어 보인다. 다만, V3 의 광각버전($35)은 광학적인 추가 설계와 부품이 필요하기 때문에 다소 인상된 가격으로 출시된다.
2. 해상도는 11.9 Mega pixel 로 기존 V2 보다 8 Mega pixel 보다 큰 개선이 있다.
3. 비디오는 1080p 50 fps 를 지원한다. 테이블에는 생략되었지만, 1080p 보다 낮은 해상도도 일부 지원된다.
4. 이미지 센서는 IMX708 이며, 대각선 기준 7.4 mm 의 크기의 센서이다. 픽셀 한개의 크기는 1.4 µm*1.4 µm 이다.
5. 초점 방식은 Motor 를 통한 자동초점이 지원되며, 최소 초점 거리는 10cm (광각, wide 버전에서는 5cm) 이다.
6. FoV 는 수평 66° 로 기존 v2와 비슷하다. 하지만 광각 렌즈 버전, v3 wide 가 별도로  출시된다. v3 wide 는 102 도의 넒은 화각을 지원한다.

V3 vs V3 wide 화각차이

아래의 좌측 그림이 FOV 66° 의 V3 이고, 우측 그림은 102°

V3 와 V3 Wide 의 FOV 비교 - (출처) raspberrypi 공식 홈페이지

v3 의 이미지 센서 크기 비교

Raspberry Pi Camera Module V3 는 Sony 의 IMX708 이미지 센서를 탑재하였다. 이는 기존 V1 과 V2 에 비해 훨씬 큰 이미지 센서이며 아래 그림에서 보이는 것과 같이, 아이폰13 메인카메라보다 작은 편이고, 고프로10 와 비슷한 크기 이다. 이미지 센서는 저조도 성능과 밀접한 연관이 있다. 따라서, 저조도 노이즈가 크게 개선되었음을 기대해볼 수 있다.

Raspberry Pi Camera Module V3 이미지 센서 크기 비교

(23년 1월 19일 기준으로) 한국에는 아직 정식 수입이 되지 않는 것 같다. 곧, 엘레파츠를 통해 판매 될 것 같다. 국내 출시 후에 모듈을 구매한 후에 테스트를 해볼 예정이다.

참고자료

https://www.raspberrypi.com/news/new-autofocus-camera-modules/

New autofocus camera modules! - Raspberry Pi