# Tab5 内蔵カメラ サンプル（カメラ単体版） M5Stack Tab5 の内蔵カメラ（MIPI-CSI / SC202CS）を **Arduino IDE で動かして、画面に出す** ところだけに絞ったサンプルです。 本体（生体信号取得システム）に組み込む前の「切り分け」に使うことを目的にしています。 - このファイル: https://ailab-japan.com/TAB5CAM_QR/README.md - 配布ページ: https://ailab-japan.com/TAB5CAM_QR/ - 本体統合版 v6: https://ailab-japan.com/TAB5CAM_QR/body/ > **お知らせ** > 現状ではI2Cと画面描画の性能に影響するため、本ライブラリとしては、二次元コードの読み取りサンプル部分を抹消しました。 --- ## 1. ファイル | ファイル | 内容 | |---|---| | `Tab5_Camera_Basic_20261106.ino` | スケッチ本体（映像表示＋モード切替＋ライト＋露出/ゲイン） | | `Tab5_Camera_Basic_20261106.zip` | 上記をフォルダ入りにした一式（この README 同梱） | | `ESP_Video_for_3.3.12.zip` | ESP_Video 単体（コアに見当たらない環境用） | `Tab5_Camera_Basic_20261106.ino` は **外部ライブラリを必要としません**。ino 単体と M5Unified だけでビルドできます。 --- ## 2. ビルド確認結果 ``` Arduino-ESP32 コア : 3.3.12 ボード : M5Stack Tab5 (esp32:esp32:m5stack_tab5) Flash : 1,077,064 bytes (16%) Global variables : 182,692 bytes (55%) warning 0 / error 0 ``` ### 実機での確認結果（2026-11-06） Tab5 実機（USB-Serial/JTAG、COM12）へ書き込み、起動まで確認しました。 | 項目 | 結果 | |---|---| | 書き込み | merged 16MB を 0x0 へ → `Hash of data verified` | | XCLK | 23,981,265 Hz（24MHz 取得成功） | | カメラ給電 | `0x03=6F / 0x05=76 / 0x07=00` | | カメラ初期化 | 成功（`撮影開始 RGB565 1280x720`） | | 表示 | 左半分が白（照明）／右半分に 640×360 のプレビュー | | **実測 fps** | **26.0 fps**（半分プレビュー化＋タッチ廃止後。全面表示は 6〜7 fps） | `Failed to detect camera sensor with address=..` が大量に出ますが、これは候補アドレスを順に試す正常なログで、最後に正しいセンサ（SC202CS）で成功します。 **fps の律速は表示転送です。** 全面 1280×720 を毎フレーム `pushImage` すると 6〜7 fps、右半分だけ 640×360 に間引くと 26 fps。撮影そのものは十分速いことが分かりました。 `arduino-cli compile -b esp32:esp32:m5stack_tab5 Tab5_Camera_Basic_20261106` Arduino IDE で開くときは、**フォルダ名と .ino 名を一致**させてください（`Tab5_Camera_Basic_20261106/` の中に `Tab5_Camera_Basic_20261106.ino`）。 --- ## 3. これは何をするものか 1. 内蔵カメラの映像を 5 インチ画面（1280×720）に表示する 2. 表示モードを切り替える（生 / バイト入替 / 明暗伸長） 3. 画面を真っ白にして「ライト」として使う 4. 露出時間とゲインを手で動かす（AE のハンチング対策の足がかり） 映像は RGB565 / 1280×720 固定。**PSRAM は必須ではありません**（M5Unified は使います）。 本スケッチ自身は内蔵 RAM の 40KB のライン バッファだけで動きます。 --- ## 4. 初期化の順序（入れ替えると動きません） | # | 手順 | 理由 | |---|---|---| | 【1】 | XCLK 24MHz を `M5.begin()` **より先**に設定 | ESP32-P4 の LEDC は全タイマがクロック源を共有。後から取ると M5GFX のバックライト用と衝突し 24MHz が出ない | | 【2】 | `M5.begin()` → `setRotation(1)` → `backlightFix()` | M5GFX の調光が失敗して GPIO22 が LOW のまま＝黒画面になるのを防ぐ | | 【3】 | IO エキスパンダ 0x43 で CAM_RST を解放 | これをやらないとカメラが SCCB に応答しない（`0x36` が出ない） | | 【4】 | `csi.begin(cam_config, true)` → `video.begin()` | `true` = `dont_init_ldo`。MIPI PHY の LDO は画面（DSI）と共用で、M5GFX が取得済み | | 【5】 | `cap.begin(name, 3)` → `setFormat(RGB565)` → `startCapture()` | バッファ 3 枚。表示中に 1 枚取られても余裕を持たせる | | 【6】 | `loop()` で `captureBuffer()` → 表示 | バッファは変数が消えると自動でドライバに返る（RAII） | | 【7】 | 60 ラインずつ内蔵 RAM 経由で `pushImage` | PSRAM から直接 DMA すると黒画面になることがある | ログの見どころ: ``` [1] XCLK 24MHz AUTO t3 : 24000000 Hz ← ここが 20MHz 未満なら失敗 [3] 完了 (0x03=6F / 0x05=76 / 0x07=00) [4] 初期化成功 / 撮影開始（RGB565 1280x720） ``` `Failed to detect camera sensor with address=..` はドライバが候補アドレスを順に試すときのログで、**正常**です。 `ISP: failed to set CCM` の洪水も表示・読取には影響しません（本スケッチでは抑止しています）。 --- ## 5. 半分照明 — 左半分が白、右半分が映像（既定） 暗い場所で「白い面を照明（証明写真の背景・手元の明かり）にしながら、残りで被写体を確認する」ための表示です。起動直後からこの状態になります。 | 位置 | 内容 | |---|---| | 左半分（0〜640px） | 真っ白（照明） | | 右半分（640〜1280px） | カメラ映像（1280×720 を 1/2 縮小＝640×360、上下中央に配置） | - 白い側は `g_lightLeft` で決まります（`1`=左 / `0`=右）。シリアル `r` でも反転できます。 - シリアル `t` で「半分照明 ⇔ 全面映像」を切り替えます。`l` は全面ライト（従来の白画面）。 - プレビューは縦横 1/2 に間引いているので、**全面表示より軽く、fps が大きく上がります**。 ### ★タッチを読まない理由（実測） 最初はタッチで ON/OFF する版を作りましたが、実機で問題が出ました。`M5.update()`（内蔵I2C＝タッチ）を毎フレーム呼ぶと、カメラの SCCB と同じ G31/G32 を取り合い、次のエラーが毎秒十数回出ます。 ``` E esp_video_cam: failed to set ctrl id=980913 E ISP: failed to set pixel gain E i2c.master: clear bus failed. ``` その間 **6 fps → 1.7 fps** まで低下しました。タッチを外した現在の版は次のとおりです。 | 版 | 表示 | fps | I2Cエラー | AEエラー | |---|---|---:|---:|---:| | 全面表示・タッチあり（毎フレーム） | 1280×720 | 1.7〜6 | 多数 | 多数 | | **左半分照明・タッチなし（現在）** | 左=白 / 右=640×360 | **26.0** | **0** | **0** | タッチが必要になったら、`M5.update()` を 250ms 間隔に間引く（4回/秒）ことで干渉を減らせます。ただし AE への影響はゼロにはなりません。 --- ## 6. 外すと動かないポイント（実機で確認した罠） | 罠 | 外すとどうなるか | 対処 | |---|---|---| | XCLK を `M5.begin()` より後に設定 | `ledc_set_timer_div(): timer clock conflict`。24MHz が出ずカメラが応答しない | `xclkSetup()` を setup の先頭に置く | | `dont_init_ldo` を `false` にする | LDO の取り合いで初期化失敗 | `csi.begin(cam_config, true)` | | IO エキスパンダ `0x01` に `0xFF` を書く | LCD_RST / TP_RST まで戻り **画面が真っ黒** | §4【3】の値（`0x0D/0x0B/0x05/0x07/0x03`）を変えない | | GPIO22 を直 High にしない | M5GFX の調光失敗で黒画面のまま | `backlightFix()` を呼ぶ。`setBrightness()` だけでは直らない | | 表示を PSRAM 直 DMA で行う | 黒画面・ちらつき | 16 ラインずつ内蔵 RAM にコピーして `pushImage` | | フレームバッファを長く握る | 次のフレームが来ず、fps が落ちる／止まる | 重い処理の前に必要な分だけコピーして手放す | | 画面表示でバイト入替をしない | 赤と青が入れ替わって見える（色化け） | `s` モード（既定）。**表示は入替、解析は入替なし** が原則 | | カメラ使用中にタッチ／`M5.update()` を回す | 内蔵 I2C（G31/G32）とカメラ SCCB が同じピンで `clear bus failed` が多発 | 本スケッチは `M5.update()` を呼ばず、操作はシリアル 1 文字 | ### 補足: SCCB のポート貸し借り M5Unified の版によっては、内蔵 I2C が使っているポートをそのまま渡すと `I2C bus id(0) has already been acquired` で失敗します。本スケッチは 「M5 が使っていないほうのポート（`I2C_NUM_0` / `I2C_NUM_1`）を選ぶ」方式です。 それでも失敗する環境では、本体統合版（`body/`）で確立した **貸し借り方式** を使ってください。 1. `M5.In_I2C.release()` → そのポートをカメラへ渡す 2. だめなら `Wire1.end()` して再挑戦 3. さらにだめなら `Wire.end()`（Grove G53/G54）して別ポート 4. 終了時は `camRestoreI2c()`（Grove → `Wire1.begin(31,32,400000)` → `M5.In_I2C.begin()`）で返す --- ## 7. キー操作（シリアルモニタ 115200bps で 1 文字） | キー | 動作 | 使いどころ | |---|---|---| | `c` | COLOR（生） | そのままの映像 | | `s` | COLOR バイト入替 | 色化け（赤青反転）が直る。**既定** | | `g` | GRAY（明暗を伸ばす） | 暗い・コントラストが弱いとき | | `t` | 半分照明 ON/OFF | 既定はON（左半分が白／右半分が映像）。OFFで全面映像 | | `l` | 全面ライト ON/OFF | 画面全体を白くする（従来のライト） | | `r` | 白い側を左右反転 | カメラの位置に合わせて、照らしたい側へ | | `e` / `E` | 露出時間を 1 段下げる / 上げる | AE がハンチングするとき | | `-` / `+` | ゲインを 1 段下げる / 上げる | 暗いとき（ノイズと引き換え） | | `0` | 露出・ゲインを初期値へ | 元に戻す | | `h` | ヘルプ | — | 画面下のバーに状態が 1 行で出ます。 ``` 半分照明: SWAP | 26.1 fps | exp 1000 ／ 全面表示: COLOR swap | 26.1 fps | 16 ms | exp 1000 | gain 0 表示モード 実測fps 表示時間 露出時間 ゲイン ``` `*` が付いているときは「手で動かした（手動）」の意味です。 --- ## 8. 露出・ゲインについて（実験的） `ESP_Video.h` の capture デバイスには V4L2 拡張コントロールが用意されています。 ```cpp cap.setSensorExposureTime(int32_t); // V4L2_CID_EXPOSURE_ABSOLUTE cap.setSensorGain(int32_t); // V4L2_CID_GAIN cap.setSensorExposure(int32_t); // V4L2_CID_EXPOSURE cap.setSensorAETargetLevel(int32_t); // V4L2_CID_CAMERA_AE_LEVEL ``` 本スケッチはこのうち露出時間とゲインを使います。**正直な注意点:** - 返り値は「ioctl が通ったか」であり、**映像が変わったかではありません**。`OK` でも暗さが変わらないことがあります。 - その場合、ドライバ側の AE（自動露出）が優先されています。AE を止める手段は ESP_Video の公開 API には見当たりません。 - 値の単位（マイクロ秒相当か、行数相当か）はドライバ実装依存です。表の数値は**出発点**でしかありません。 - したがって「固定露出版」は、この版では**未完成**です。実機で `e`/`E` を押しながら、`g` モードの見え方と fps を見て決めてください。 本体統合版で見えた「映像が白っぽく、明るさが脈打つ」現象は、この AE のハンチングが疑わしいままです。 --- ## 9. 既知の制限 - 解像度は **1280×720 固定**。SC202CS は 1600×900 / 1600×1200 も持っていますが、本スケッチでは未対応です。 - **バックライトの PWM 調光は不可**（XCLK と LEDC が競合）。常時最大点灯です。 - **タッチ操作は使いません**（内蔵 I2C がカメラ SCCB とピンを共有するため）。操作はシリアル 1 文字。 - **露出・ゲインの固定は未完成**（§7）。 - ライトモード中もカメラは動き続けます（止めると再開に時間がかかるため）。 --- ## 10. 書き込みが `Write timeout` で失敗するとき クラッシュ再起動ループで USB が掴めなくなっています。 1. シリアルモニタを閉じる 2. **リセットを約 2 秒長押し**（内部の緑 LED が高速点滅＝ダウンロードモード） 3. 書き込む 4. もう一度リセット USB ケーブルは**データ通信対応**のものを使ってください。 --- ## 11. ライセンス - このスケッチ: サンプルとして自由に改修・再配布できます（無保証）。 - M5Unified / M5GFX / ESP_Video: それぞれのライセンスに従ってください。 ## 12. 改修履歴 | 日付 | 内容 | |---|---| | 2026-11-06 | 半分照明（左半分が白・右半分が映像）を既定に。タッチ読み取りを廃止し、fps 6→26、I2C/AEエラー0を実機で確認。 | | 2026-11-06 | 実機（Tab5）で書き込み・起動を確認。実測 6.0〜7.0 fps。転送ブロックを 60 ラインに拡大し `startWrite()/endWrite()` で囲む変更を追加（効果は小幅）。 | | 2026-11-06 | 現状ではI2Cと画面描画の性能に影響するため、本ライブラリとしては、二次元コードの読み取りサンプル部分を抹消。露出・ゲイン操作と fps 表示を追加。arduino-cli（コア 3.3.12）で warning 0 / error 0 を確認。 | | 2026-10-25 | スケッチのファイル名に改修日を追加。本体統合版 v6 を `body/` に公開。 |