Камера Raspberry Pi HQ с объективом и креплением M12: что нужно знать
Прежде чем начать
Объективы M12 широко распространены во встраиваемых камерах, но официально для Raspberry Pi их никогда не предлагали. Однако у Arducam есть решения для установки объективов M12 на камеры V1 на OV5647, камеры V2 на IMX219 и камеры HQ на IMX477. Эта статья — о решениях для камеры HQ на IMX477.
Коротко: объектив M12 на камере Raspberry Pi HQ
Есть два варианта:
- купить доработанную камеру IMX477 с объективом M12 (размером с RPI-CAM-V2) или
- поставить адаптер M12–CS и объектив M12, подходящий для IMX477.
Подробности — ниже.
В камерах Raspberry Pi официально появились сменные объективы
Raspberry Pi — универсальный миникомпьютер, на котором самодельщики собирают самые разные проекты, а вот официальные модули камер не столь универсальны. При всех достоинствах камер V1 и V2 с оптикой у них мало гибкости. Вариантов официальных модулей камер немного — разве что версия с чувствительностью к ИК.
Можно сказать, что Raspberry Pi и не обязана закрывать все потребности каждого покупателя в камерах: её задача — развивать сообщество и выпускать платы. Поэтому ещё во времена камер V1 сторонние производители, такие как Arducam, быстро выпустили камеры Pi со сменными объективами. С их появлением покупатели получили более удобную ручную фокусировку, более широкий угол обзора или переключаемый ИК-фильтр. После выхода камеры на IMX219 в Arducam также предложили решения для улучшения оптических характеристик V2.
Однако фонд Raspberry Pi не оставил линейку камер без внимания. В ответ на самые востребованные пожелания вышла камера Raspberry Pi HQ — с более высоким разрешением и поддержкой объективов C/CS. Через 7 лет после выхода первого модуля камеры в официальных модулях камер Raspberry Pi наконец появилось крепление для сменных объективов.
Объектив M12 — популярный вариант, который фонд RPi не выбрал
До выхода камеры HQ Arducam несколько лет занималась доработкой модулей камер Pi. Цель — выжать максимум из OV5647 и IMX219, добавив им возможностей, чтобы на Raspberry Pi можно было делать более интересные проекты с камерами.
Ключ к гибкости в выборе объективов — крепление объектива. На распространённое крепление можно поставить множество готовых объективов с рынка. Рынок видеонаблюдения — один из крупнейших потребителей объективов, и чаще всего там используются объективы M12 и C/CS.
Так Arducam начала с модулей камер Pi с объективами M12 (например, Arducam B0031) и с креплением CS (например, Arducam B0032), и они привлекли много покупателей. Обе модели хорошо продаются, но объективы M12 на рынке популярнее — вероятно, потому что они компактнее и доступнее. Спрос продолжал расти, и в Arducam даже собрали два комплекта объективов M12 — по несколько объективов в одной коробке на разные задачи.
Если бы третий модуль камеры Raspberry Pi делала Arducam, в нём был бы объектив M12. Но когда камера наконец вышла, оказалось, что популярные объективы M12 не выбрали: камера RPi HQ рассчитана на объективы C/CS. Ещё один сюрприз — объективы официально не продаются, а рекомендованы два объектива малоизвестного стороннего реселлера.
Объективы Arducam M12 снова в деле в эпоху креплений C/CS
Видео по теме опубликовано на YouTube.
Положит ли крепление C/CS в камере HQ конец объективам M12? В Arducam считают, что нет. Объективы M12 широко применялись ещё до выхода камеры Raspberry Pi HQ, и пользователи к ним привыкли. У Arducam много объективов M12, которые дают хорошую картинку и популярны у пользователей. После выхода камеры HQ в Arducam получили много вопросов об установке на неё объективов M12 — пора было снова подготовить объективы M12 для новой камеры Raspberry Pi.
Но для установки объективов M12 на камеру HQ нужно решить две задачи: во-первых, крепление, в которое встанет объектив M12, во-вторых, соответствие объективов M12 сенсору Sony IMX477.
С креплением проще, тем более что у Arducam много адаптеров M12–CS. Удобно, что крепления C и CS резьбовые: адаптер к ним так же легко спроектировать и установить, как легко сменить на них объектив. С адаптером M12–CS объектив M12 физически вкручивается в крепление CS — первый шаг сделан.
Теперь второй этап. Надёжно закрепить объектив M12 на модуле камеры — ещё не успех: кроме механики, есть и оптика. Здесь важны оптический формат объектива и формат сенсора. Формат сенсора описывает его размер. Обычно оптический формат объектива должен быть больше формата сенсора, чтобы объектив засвечивал весь сенсор. Если не совсем понятно, как это работает, загляните на страницу калькулятора фокусного расстояния.
Формат сенсора IMX477 — 1/2.3", это больше, чем у большинства сенсоров в платах камер. У большинства объективов M12, напротив, оптический формат меньше: обычно 1/2.5", 1/2.7", 1/3" или даже 1/4". Поэтому многие объективы M12 не засвечивают весь сенсор IMX477: пиксели по краям остаются неэкспонированными, и снимок получается с тёмной рамкой. Решение — подобрать объективы M12 с большим оптическим форматом.
Объективы M12 снова в строю на камере Raspberry Pi HQ
Лучше один раз проверить. Чтобы узнать, совместим ли объектив M12 с камерой RPi HQ, достаточно его попробовать. Поэтому в Arducam по очереди проверили на этой камере все свои объективы M12: даёт ли каждый хорошую картинку и какой у него угол обзора. Часть этих объективов вошла в ещё один комплект объективов. Работа заняла немало времени, но её результат сэкономит время покупателям.
Убедившись, что некоторые объективы M12 подходят для камеры Raspberry Pi HQ, посмотрим, в чём они могут превзойти объективы C/CS. Первое — размер. Объективы M12 обычно меньше и компактнее объективов C/CS, поэтому лучше подходят для задач с ограничениями по месту и массе, например для дронов. Вряд ли вы захотите поднимать в воздух громоздкий и тяжёлый объектив C или CS.
Второе — объективы M12, как правило, дешевле. Можно сказать, что объективы C/CS дают лучшее качество изображения, но это зависит от того, сколько вы готовы доплатить. Обычных объективов M12 хватает для большинства задач.
Ещё одно преимущество объективов M12: широкоугольный M12 найти проще, чем C/CS. Под широкоугольным здесь понимается не объектив уровня 6 мм — его обзор заметно уже, чем у объектива «рыбий глаз».
Доработанная камера IMX477 с объективом M12 (размером с RPI-CAM-V2)
Для тех, у кого есть Raspberry Pi Camera Module V2 и кто думает о переходе на камеру HQ на IMX477, в Arducam сделали доработанный модуль камеры IMX477 в форм-факторе Raspberry Pi Camera Module V2 — так переход пройдёт проще.
Он пригодится и тем, кому нужен лёгкий и компактный вариант камеры Raspberry Pi HQ. Подробнее — в статье ниже.
Модуль камеры IMX477 размером с RPI-CAM-V2 для Raspberry Pi
На этом пока всё. Arducam продолжит расширять выбор объективов M12 для камеры Raspberry Pi HQ и параллельно развивать линейку объективов C/CS. Цель — дать покупателям больше вариантов, чтобы выбор объектива для камеры Raspberry Pi HQ был осознанным и удачным.
