КАЛЬКУЛЯТОР ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ

Примеры расчёта

Для точного определения углов обзора видеокамеры необходимо в расчётах использовать значения горизонтального и вертикального размера матрицы, а не округлённое значение диагонального размера.

Примеры расчёта зоны обзора видеокамеры:

1. Матрица SONY IMX307LQD по спецификации имеет:

• размер 1/2.8" (6.46мм) 
• соотношение сторон 16:9, 
• размер пикселя 2.9μm, 
• вертикальное разрешение 1080 пикселей 
• горизонтальное разрешение 1920 пикселей 
• вычисляем горизонтальный размер матрицы 1920 * 2.9 = 5.568
• вычисляем вертикальный размер матрицы 1080 * 2.9 = 3.132
• с помощью калькулятора "Калькулятор точного угла обзора видеокамеры" определяем углы обзора
• результат: при фокусе 2.8мм;   90°(H);    58°(V);
• с помощью калькулятора "Калькулятор зоны обзора видеокамеры" определяем зону обзора видеокамеры
• результат: при высоте установки 2.6м и угле наклона 45°; слепая зона 0.7м, длинна 8.6м, ширина от 4.7м до 16.8м
• результат: при высоте установки 2.6м и угле наклона 29°; слепая зона 1.6м, длинна 92м, ширина от 5.3м до 163.3м

2. Матрица SONY IMX335LQN имеет размер 1/2.8 и соотношение сторон 4:3

• размер 1/2.8" (6.52мм) 
• соотношение сторон 4:3, 
• размер пикселя 2μm, 
• вертикальное разрешение 1944 пикселя 
• горизонтальное разрешение 2592 пикселя 
• вычисляем горизонтальный размер матрицы 2592 * 2 = 5.184
• вычисляем вертикальный размер матрицы 1944 * 2 = 3.888
• с помощью калькулятора "Калькулятор точного угла обзора видеокамеры" определяем углы обзора
• результат: при фокусе 2.8мм;   86°(H);    70°(V);
• с помощью калькулятора "Калькулятор зоны обзора видеокамеры" определяем зону обзора видеокамеры
• результат: при высоте установки 2.6м и угле наклона 45°; слепая зона 0.5м, длинна 14.2м, ширина от 4м до 22.8м
• результат: при высоте установки 2.6м и угле наклона 35°; слепая зона 0.9м, длинна 77.7м, ширина от 4.2м до 120.2м

Выбор матрицы

При выборе матрицы для камеры охранного видеонаблюдения, необходимо обратить внимание на два важных параметра светочувствительной матрицы:

1. Разрешение матрицы,  общее количество пикселей в матрице, обычно в мегапикселях 5Мп, чем выше показатель, тем более детальным будет изображение с видеокамеры.
2. Чувствительность матрицы, показывает на сколько матрица чувствительна к свету, методики расчёта светочувствительности у разных производителей разные, чем меньше значение чувствительности, тем лучше.

Размер матрицы и соотношение сторон матрицы можно определить по спецификации матрицы.  
Размеры матриц чаще всего обозначают в виде дробных частей дюйма (например, 1/1.8" или 2/3"), что фактически больше реального физического размера диагонали матрицы. 
Характеристики матриц можно найти на нашем сайте в разделе статьи, 

• характеристики матриц производства  SONY
• характеристики матриц производства  SmartSens

Выбор объектива

Фокусное расстояние объектива является одной из основных характеристик видеокамер для систем видеонаблюдения. Многие производители указывают фокусное расстояние в названии модели камеры, например Polyvision PVC-IP5X-NF4P имеет фокусное расстояние 4 мм.

При выборе объектива для камеры охранного видеонаблюдения, необходимо обратить внимание на тип объектива:

1. Монофокальные - объективы с постоянным фокусным расстоянием, самый часто используемый тип объективов в системах охранного видеонаблюдения. Наиболее часто используемые объективы с фиксированным фокусным расстоянием 2.8мм, 3.6мм, 6мм, 8мм. Объектив настраивается один раз при изготовлении видеокамеры и в процессе эксплуатации регулировка не требуется. Преимущества: низкая цена, маленькие потери света в линзах, стабильность параметров в процессе эксплуатации.
2. Вариофокальные - объективы с изменяемым фокусным расстоянием, позволяют изменять значение фокусного расстояния в процессе эксплуатации видеокамеры. Бывают с ручной регулировкой и моторизованные. Диапазон регулировки фокусного расстояния бывает разный, например 2.8 - 16, 3.6 - 50. Вариофокальный объектив является сложной оптической системой с большим количеством элементов, что приводит к ощутимым световым потерям и низкой стабильности характеристик. В процессе эксплуатации вариофокальных объективов с ручной регулировкой, наблюдается потеря резкости изображения и требуется периодическая регулировка объектива, на моторизованных объективах проблема отсутствует.  Преимущества: возможность "приближать" объекты на экране. Недостатки: цена, сложности с ручной регулировкой, световые потери.

Объектив может пропустить через себя определённое количество света, светопропускание объектива определяется его апертурой (диафрагмой, светосилой, относительным отверстием)  и определяет его световую эффективность. Чем шире в нём отверстие, тем больше света попадёт на матрицу. Апертура обозначается F-числом. Например F2, F2.8, F4, F5.6. Чем больше значение F числа, тем меньше света пропускает объектив. У объективов с автодиафрагмой при избытке освещения апертура максимально увеличивается. Светопропускание объектива изменяется обратно пропорционально квадрату F числа. Например объектив F1,4 пропускает в 4 раза больше света, чем объектив F2,8, объектив F1.0 пропускает в 4 раза больше света, чем F2.0.

Видеокамеры оснащенные объективами с апертурой F1.0 и современными высокочувствительными матрицами способны показывать цветное изображение ночью без подсветки.

Угол обзора видеокамеры

Углы обзора видеокамеры бывает:

• горизонтальный
• вертикальный
• диагональный

Угол обзора видеокамеры зависит от:

• фокусного расстояния объектива
• размера светочувствительной матрицы

Углы обзора видеокамеры можно рассчитать калькулятором "Калькулятор угла обзора" исходя из фокусного расстояния, размера матрицы и соотношения сторон матрицы.

Зона обзора видеокамеры

Зона обзора видеокамеры зависит от:

• горизонтального угла обзора
• вертикального угла обзора
• высоты установки видеокамеры
• угла наклона видеокамеры

Зону обзора видеокамеры можно рассчитать калькулятором "Калькулятор зоны обзора видеокамеры" исходя из высоты установки, угла наклона, горизонтального угла обзора и соотношения сторон матрицы.

Зоны детализации видеокамеры

Зоны детализации (расстояние от видеокамеры до объекта наблюдения, при котором выполняется одно из следующих условий): 

1. Наблюдение: объект занимает от 25 до 30 % высоты экрана. В этом масштабе различаются характерные детали объекта, например, одежда. 
2. Узнавание: объект занимает по меньшей мере 50 % высоты экрана и можно сказать с высокой степенью определённости, наблюдался ли он ранее в зоне наблюдения. 
3. Идентификация: объект занимает по меньшей мере 100 % высоты экрана, качество изображения и уровень детализации достаточны для однозначного установления личности.

Термины

Фокусное расстояние

— расстояние от объектива до матрицы. Измеряется в миллиметрах.

Матрица, фотоматрица или светочувствительная матрица

— специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов - фотодиодов. Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер, встроенных в мобильный телефон, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств. Предназначена для преобразования проецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы)

КМОП-матрица

— светочувствительная матрица выполненая на основе КМОП-технологии. Каждый пиксел снабжён усилителем считывания, а выборка сигнала с конкретного пиксела происходит, как в микросхемах памяти, произвольно. CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor.

Разрешающая способность

— способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов.