Raspberry Pi(ラズパイ)に純正カメラモジュールを接続して、写真を撮影する方法の解説です。HQカメラのレンズ取り付けとフォーカスの調整についても解説しています。
Raspberry Pi OS Version 2021-01-11対応
更新日 : 2021年4月15日Raspberry Piカメラモジュールとは
Raspberry Piにはカメラモジュールを接続できる端子が装備されており、ケーブルを使ってカメラを接続することで、写真や動画を撮影できるようになります。プログラムと組み合わせることで、定期撮影、画像をサーバーに送信してスマートフォンからモニタリング、機械学習による画像認識などの応用が可能になります。
Raspberry Piカメラモジュールの種類
純正のカメラモジュールは主にRaspberry PiカメラモジュールV2とRaspberry Pi HQカメラの2種類です。違いを表にまとめました。
| カメラモジュールV2 | HQカメラ | |
|---|---|---|
| 画質 | 良い 8メガピクセル | とても良い 12メガピクセル |
| レンズ | レンズ一体型 | 別途6mm 広角レンズか16mm望遠レンズが必要 |
| 価格 | 約5000円 | 約10000円(レンズ込) |
| 固定 | 三脚に取り付け不可。専用ケースなどが必要 | 三脚に取り付け可能 |
| Raspberry Pi Zeroでの利用 | 別途Raspberry Pi Zero用カメラケーブルが必要 | 別途Raspberry Pi Zero用カメラケーブルが必要 |
HQカメラのレンズ取り付け
ここからは実際にカメラモジュールをセットアップする手順を解説していきます。
HQカメラを使う場合はレンズを取り付けます。カメラモジュールV2の場合はレンズ取り付けは不要です。次の「ケーブルの取り付け」に進んで下さい。
HQカメラ本体には、保護キャップ、C-CSアダプター、バックフォーカス調整リングの3つの部品が付いています。
6mm広角レンズ(CSマウント)を使用する場合は、保護キャップとC-CSアダプターを取り外します。16mm望遠レンズ(Cマウント)を使用する場合は、保護キャップのみ取り外します。
レンズを取り付けます。レンズ本体を時計回りに回転させて一番奥まで挿入します。バックフォーカス調整リングの固定ネジを付属マイナスドライバーで締めて固定します。
必要であれば三脚も取り付けておきます。
ケーブルの取り付け
Raspberry Pi本体のカメラ用端子に、カメラケーブルを取り付けます。
コネクターに装着されている黒いパーツを一旦外すことで隙間ができるので、ケーブルを差し込みます。ケーブルの金属端子が、コネクターの金属端子に接触する向きに差し込むようにします。最後に黒いパーツを再度とりつけるとケーブルが固定されます。
Raspberry Pi Zeroシリーズは端子が小さいのでRaspberry Pi Zero用カメラケーブルが必要になります。
ケーブルの反対側はカメラ本体につながっているので、そのままで問題ありません。Raspberry Pi Zeroで利用する場合は、最初から付いているケーブルを取り外してRaspberry Pi Zero用カメラケーブルを取り付けます。
Raspberry Piでカメラを有効化
Raspberry Pi OS側でカメラを有効にします。スタートメニューから、「設定 -> Raspberry Piの設定」をクリックします。
設定ツールが起動するので、上部タブから「インターフェイス」を選択し、カメラの項目を「有効」にチェックして「OK」をクリックします。
変更を反映させるため、Raspberry Piを再起動します。
以下のコマンドで撮影した画像がphoto.jpgという名前で保存されればOKです。
raspistill -o photo.jpgHQカメラのフォーカス、絞り調整
HQカメラはフォーカス(ピント)と絞りがマニュアルとなっており、手動で調整する必要があります。
以下のコマンドで、カメラのプレビュー映像がディスプレイに60秒間表示されるので、それを見ながら調整すると良いでしょう。ディスプレイに接続していない場合はプレビューが利用できないので、撮影したjpgファイルを確認しながら調整する必要があります。
raspistill -f -t 60000フォーカスを調整するには、以下の固定ツマミを緩めて赤い部分を回転させます。対象物がぼやけない位置に調整し終えたら、固定ツマミを締めて固定します。
絞りを調整するには、以下の固定ツマミを緩めて赤い部分を回転させます。絞りを開く(低いF値)するほど光を多く取り込めるので、暗い場所でも撮影できますが、ピントが合う距離の範囲は狭くなります。調整し終えたら固定ツマミを締めて固定します。
写真撮影
raspistillコマンドで写真撮影ができます。ここではいくつかオプションを紹介します。
-o オプションで保存するファイル名を指定します。
-t オプションで撮影までの待ち時間をミリ秒で指定します。指定しないと5秒になります。0だと無期限に待機してプレビューするので、撮影は1以上にします。
-nオプションでプレビューを非表示にできます。
raspistill -o photo.jpg -n -t 1 プレビューせずにすぐに撮影
raspistill -o photo.jpg -t 30000 30秒後に撮影-rotオプションに90, 180, 270を指定することで回転できます。カメラ向きによっては回転させたほうが見やすくなります。
raspistill -o photo.jpg -rot 180 180度回転まとめ
Raspberry Pi(ラズパイ)に純正カメラモジュールを接続して、写真を撮影する方法の解説は以上です。今回はコマンドで撮影する方法を紹介しましたが、Pythonなどのプログラムから撮影する機能もあります。プログラムと組み合わせることで、定期撮影、画像をサーバーに送信してスマートフォンからモニタリング、機械学習による画像認識などの応用が可能になります。
RPZ-PowerMGR (Raspberry Pi用 電源管理/制御/RTC拡張基板)
スイッチで電源ON/OFF、指定時刻に電源ON/OFF、シャットダウン後自動電源OFFを可能にする拡張基板です。Raspberry Pi(ラズパイ)の電源の課題を解決し、省電力運用を可能にします。RTCで電源OFF時も時刻を保持します。USB Type-C端子を搭載し、モバイルバッテリーでも利用できます。
指定時刻にRaspberry Piの電源をON/OFF (RPZ-PowerMGR)
RPZ-PowerMGRを使って、指定時刻にRaspberry Pi(ラズパイ)の電源ON/OFFする方法の解説です。決まった時間だけ起動して消費電力を抑えることが可能で、モバイルバッテリーやソーラーシステムでの運用に最適です。
定期撮影Raspberry Piカメラをモバイルバッテリーで長期運用 (RPZ-PowerMGR)
Raspberry Pi(ラズパイ)と純正カメラを使用して、定期的に撮影するタイムラプス機能を実装する方法を解説します。RPZ-PowerMGR拡張基板を使うことで、指定時刻に起動し、撮影後は自動的にシャットダウン＆電源OFFします。待機時の消費電力をカットすることで、モバイルバッテリーで長期運用が可能になります。