Publié le 15 août 2020 - par

Camera HQ 12 Megapixel pour le Raspberry Pi (Partie 1/3)

Parmi les dernières nouveautés de la Fondation Raspberry Pi figure la Caméra-HQ. Je vous l’avais présentée lors de sa sortie, en avril 2020. Elle est compatible avec les précédents modèles et avec tous les Raspberry Pi. Cette caméra bénéficie d’un capteur récent de 12 Méga Pixels et d’une monture type C et CS permettant de changer l’objectif en fonction des besoins.

La Caméra HQ pour Raspberry Pi

Kubii m’a gracieusement envoyé cet ensemble caméra + objectif pour les tests. Un grand merci à toute l’équipe. C’est donc un

============= Article sponsorisé =============

Je n’ai pas d’affiliation avec Kubii et je ne recevrai pas de pourcentage sur les ventes. Ils m’ont simplement offert le matériel et j’ai choisi de rédiger cet article, tout en conservant ma liberté rédactionnelle.

L’un des principaux avantages de ce nouveau module de caméra est la présence d’un nouveau capteur d’image haute résolution. Ce nouveau module est également livré sans objectif, ce qui vous permet d’utiliser les objectifs qui répondent le mieux à vos propres besoins.
Ce changement amène de nouvelles contraintes mais il élimine aussi le problème de la focale fixe des précédents modèles de caméra de la Fondation. D’autres fabricants avaient bien compris le besoin et s’étaient installé dans le créneau des caméras à objectif interchangeable pour le Raspberry Pi. Je vous avais présenté certains modèles dans des articles précédents.
Malgré l’introduction de ce nouveau module, la Fondation Raspberry Pi continuera à vendre les deux versions de la caméra Raspberry Pi V2, normale et infrarouge.

Déballage de la caméra HQ

La boîte

La caméra-HQ est livrée dans un emballage classique de la famille Raspberry Pi. Un côté de la boîte rappelle les principales caractéristiques.

La caméra HQ Raspberry Pi

Dans la boîte on trouve la caméra avec sa nappe de connexion de 20cm. Vous trouverez des nappes plus longues (50cm) si besoin. La caméra est protégée par un cache vissé que je vous conseille de garder précieusement pour le remettre en place si vous enlevez l’objectif. Ça évite tout simplement l’entrée de poussières au niveau du capteur.

Il y a également, plié sur le côté de la boîte une petite enveloppe contenant un tournevis miniature et une vis. Cette vis sera utilisée pour bloquer l’objectif quand il sera monté.

Le bloc caméra est en aluminium usiné. Ceci explique le prix plus élevé de ce modèle par rapport aux modèles précédents de CaméraPi. En bas de l’image on voit l’endroit où se visse un pas de vis standard de pied photo. Plus besoin de faire un boîtier adapté aux pied photos, la caméra est prête d’origine pour le montage sur un trépied.
Au dessus du bloc caméra on a la bague d’adaptation pour les objectifs C et enfin le bouchon.

Comme pour les autres caméras, celle-ci est non protégée. Je vous incite fortement à réaliser une protection pour éviter que cette partie entre en contact avec des objets métalliques.

Sur cette image de bas en haut :

  • Le circuit imprimé de la caméra
  • Le châssis en aluminium de la caméra avec à droite le support pour trépied et à gauche l’endroit où va venir se visser la petite vis vue plus haut pour bloquer l’objectif (utile si la caméra est soumise à des vibrations).
  • La couronne crantée est la partie supérieure de la bague d’adaptation CS sur laquelle vous monterez les objectifs monture CS.
  • La bague d’adaptation des objectifs C (avec les grands crénelages) qui devra être intercalée avec les objectifs à monture C pour augmenter le tirage.
  • Le bouchon de protection

Une fois le bouchon de protection et la bague de monture C enlevés, on voit le capteur au travers d’une lame optique transparente. Évitez de frotter cette lame, et de laisser entrer des poussières. En haut à droite la bague d’adaptation.

Le collier de serrage avec l’emplacement de la vis de blocage.

L’a caméra vue de plus près. Cliquez sur l’image pour l’agrandir.

L’objectif 16 mm f/1,4

L’objectif est livré dans une boîte en carton très rigide. On voit que la boîte a été légèrement déformée dans le transport mais cela n’a eu aucune incidence sur le contenu.

A l’intérieur de la boîte en carton épais, un bloc de mousse semi rigide protège l’objectif des chocs et des vibrations.

L’objectif sorti de sa boîte. Il est livré avec des bouchons de chaque côté.

L’objectif est un 16 mm qui ouvre à 1.4 ce qui est une valeur permettant d’obtenir des images lumineuses. Il faudra trouver un bon compromis car cette ouverture donne une zone de mise au point faible. Plus on ferme le diaphragme (2,8  5,6 etc..) plus la zone de netteté est importante mais moins le capteur reçoit de lumière.

Sur cet exemple tiré de Wikipedia on voit que lorsque le diaphragme est ouvert (f/2,8) le fond est flou car la mise au point se fait sur une zone courte, centrée sur la fleur.  A l’inverse, si on ferme le diaphragme (f/16) le fond devient net également mais comme l’ouverture est petite, le capteur reçoit moins de lumière. Ceux qui ne font de la photo qu’avec un smartphone n’ont pas ce genre de notion, mais les vieux qui ont connu l’argentique…

Notez également que l’objectif est noté 10 MégaPixels. Cette information est importante car vous allez trouver des objectifs C compatibles peu chers mais attention, s’ils sont prévus pour des caméras de surveillance 2 ou 3 MégaPixels vous n’aurez pas le piqué souhaité avec le capteur de 12 MégaPixels de cette caméra HQ… L’image sera “adoucie” ou un peu floue et les résultats décevants. Une image vaut souvent par la qualité de l’optique utilisée.

Lentille avant de l’objectif, cache enlevé.

Lentille arrière de l’objectif, cache enlevé. On voit le pas de vis de la monture.

L’objectif est monté sur la caméra par simple vissage. Ce genre de monture a disparu du monde de la photo mais au siècle dernier j’ai eu un réflex Zenit avec une monture 42 mm à vis. L’apparition des baïonnettes a révolutionné les appareils photos en amenant une facilité et une rapidité de changement d’objectif.

Objectif 16 mm et caméra HQ tout est prêt pour la mise en service.

Monture C et monture CS

Origine

La monture C a tout d’abord équipé des caméras françaises 8 mm et 16 mm comme la Beaulieu super 8, les Bolex Paillard et H16, la Pathé Wébo et les Éclair 16 et ACL. “C” signifiait Cinéma, ce qui était son utilisation originelle. Malgré sa simplicité, ce type de monture fut abandonné pour le cinéma à cause des inconvénients induits par son système de vissage, comme le temps d’installation, les variations de tirage mécanique et le décalage du repère de mise au point dus à l’usure de la face d’appui engendrée par le frottement. De plus, son faible diamètre empêche d’adapter des lentilles de meilleure qualité sur des objectifs d’une plus grande pupille de sortie

Les objectifs en monture C se vissent sur la caméra. Le diamètre est d’un pouce (25,4 mm), avec un « pas de vis » de 32 filets pour 1 pouce, désigné comme « 1-32 UN 2A » selon le standard ANSI B1.1. Le tirage mécanique (distance entre la bague arrière de l’objectif et le capteur) est de 17,526 mm (0,69 pouce) pour une monture C, et 12,50 mm pour sa variante CS. La version CS plus courte est apparue quand les caméras se sont miniaturisées. Elle permettait d’obtenir des ensembles plus compacts.

Différents montages

Objectif monture C sur caméra monture C
Tout va bien, le tirage de l’objectif (17,5mm) correspond à celui de la caméra. L’image est nette.

 

Objectif monture CS sur caméra monture CS
Tout va bien, le tirage de l’objectif (12,5mm) correspond à celui de la caméra. L’image est nette.

Objectif monture C sur caméra monture CS
Tout va bien, le tirage de l’objectif (12,5mm) augmenté des 5mm de la bague allonge correspond à celui de la caméra (17,5mm). L’image est nette.

Objectif monture CS sur caméra monture C
Ici rien ne va plus ! le tirage de l’objectif (12,5mm) fait que l’image est en avant du capteur. L’image est inutilisable, complètement floue.

Macroscopie

Pour photographier de très près il existe des objectifs spécialisés dit “macro”, mais on peut aussi utiliser un objectif classique. Dans ce cas le réglage de distance (focus) de l’objectif ne permet pas d’avoir une image nette si l’objet est trop proche.

Sur cette image, en haut l’objectif CS est monté “normalement” sur la caméra. Il permet des prises de vues par exemple de 1 mètre à l’infini. Si on veut photographier un objet proche, voire très proche il faut intercaler entre l’objectif et la caméra une ou plusieurs bagues allonges pour que l’image soit nette sur le capteur.

On trouve des bagues de ce type pour quelques euros sur des sites comme Aliexpress (pub gratuite).

Caractéristiques de transmission lumineuse

La caméra HQ utilise un filtre infrarouge Hoya CM500. Ses caractéristiques de transmission sont représentées dans le graphique ci-dessus. Cette caméra n’existe pas en modèle infrarouge. Sur les anciens modèles, le capteur livré sans filtre recevait les infrarouges. Ici si vous voulez transformer la caméra en caméra infrarouge, il faudra enlever manuellement le filtre. Vous perdrez alors la garantie. La procédure est sur le site de la Fondation.

 

Caractéristiques de la caméra-HQ Raspberry Pi

  • Capteur CMOS Sony IMX477 – 12,3 mégapixels
  • Diagonale 7.857 mm (Format 1/2.3)
  • Nombre total de pixels 4072 (H) × 3176 (V) ~ approx. 12.93 M pixels
  • Nombre de pixels effectifs 4072 (H) × 3064 (V) ~ approx. 12.47 M pixels
  • Nombre de pixels actifs 4056 (H) × 3040 (V) ~ approx. 12.33 M pixels
  • Taille du circuit 7.564 mm (H) × 5.476 mm (V)
  • Taille d’un pixel 1.55 μm (H) × 1.55 μm (le double de la surface de l’IMX219 utilisé dans la CameraPi V2)
  • Capteur rétro-éclairé – Améliore les performances du capteur de l’appareil photo en situation de faible luminosité
  • Prise en charge des objectifs à monture C et CS standard – Livré avec un adaptateur C-CS en option si nécessaire.
  • Bague de réglage de la mise au point arrière intégrée – Réglable entre 12,5 mm et 22,4 mm
  • Monture de trépied – vis 1/4″. Le support de trépied intégré permet d’utiliser facilement le capteur dans diverses conditions. Pas besoin d’un support personnalisé comme avec les modules de caméraPi précédents.
  • Filtre IR intégré – Il n’y aura pas de version InfraRouge de cette caméra. Si vous souhaitez démonter le filtre infrarouge, ce sera à vos risques et périls… La procédure de démontage du filtre IR est sur le site de la Fondation Raspberry Pi.
  • Longueur du câble plat – 200mm

Différences avec les versions précédentes

L’image prise avec la nouvelle caméra apparaît beaucoup plus claire et plus lumineuse dans des conditions d’éclairage identiques. Cette amélioration est due au capteur de plus grande taille équipant le module caméra-HQ. Un capteur d’image plus grand permet de capturer plus de lumière, et fournit une image plus claire. Une autre amélioration notable de ce nouveau capteur est la réduction du bruit dans les images.

Les premiers modèles de caméras ont toujours leur utilité. Ce sont des caméras abordables financièrement et vraiment polyvalentes qui peuvent être utilisées dans des situations très diverse, avec une relative facilité.

Ce nouveau modèle de caméra est avantageux pour ceux qui veulent prendre des images de haute qualité ou qui ont besoin des avantages qu’il apporte, comme par exemple l’amélioration de la sensibilité à la faible luminosité des capteurs.

Les images du fabricant

La caméra HQ avec un objectif de caméra de surveillance (3 Méga Pixels)

Module Caméra

Dimensions de la caméra HQ

Gros plan sur le capteur

Système de montage sur le trépied photo.

 

Vidéo

Conclusion

Nous voici à la fin de cette première partie de l’article, plutôt technique et théorique. Bien entendu ce qui compte le plus c’est ce qu’on peut faire avec cette caméra. Le prochain article portera sur les essais de cette caméra HQ sur un Raspberry Pi. Je testerai l’objectif fourni avec la caméra, mais j’ai en réserve un autre modèle utilisé dans un précédent article mais aussi une bague adaptatrice Nikon et quelques objectifs de la marque que je compte bien essayer avec la caméra HQ. Ce sera l’objet du deuxième volet de cet article.

Finalement, au vu de la quantité d’informations à publier, il y aura 3 articles dans cette série 😉 

Le second : https://www.framboise314.fr/camera-hq-12-megapixel-pour-le-raspberry-pi-partie-2-3/

et le troisième pour installer la caméra en point d’accès wifi avec hostapd et la piloter depuis un PC, un smartphone ou une tablette.

Sources

 

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À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. Auteur de plusieurs livres sur le Raspberry Pi publiés aux Editions ENI.

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