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 2021-10-30対応

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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。

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 OSのバージョンについて

2021年11月にリリースされたRaspberry Pi OS Bullseye (バージョン2021-10-30)において、カメラ制御がlibcameraに変更になりました。Raspberry Pi OS Buster(バージョン2021-05-07)以前をお使いの場合はraspistillがデフォルトになっています。そこで、本記事では両方のコマンドを併記します。

Raspberry Piでカメラを有効化

Raspberry Pi OS Bullseye以降は、純正カメラモジュールを取り付けて起動すると自動的に認識するので、この手順は不要です。動作確認に進んで下さい。

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。

動作確認

ターミナルを開き、以下の$に続くコマンドを実行します。撮影した画像がphoto.jpgという名前で保存されればOKです。

$ libcamera-still -o photo.jpg

$ raspistill -o photo.jpg

HQ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、先ほどのコマンドで、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。

$ libcamera-still -f -t 60000

$ 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

ここではいくつかの代表的な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。

プレビューせずにすぐ撮影するには、以下のようにします。

$ libcamera-still -o photo.jpg -n -t 1

$ raspistill -o photo.jpg -n -t 1

30秒後に撮影するには、以下のようにします。

$ libcamera-still -o photo.jpg -t 30000

$ raspistill -o photo.jpg -t 30000

–rotation / -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。180度回転するには以下のようにします。

$ libcamera-still -o photo.jpg --rotation 180

$ raspistill -o photo.jpg -rot 180

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。

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