Фокусное расстояние объективов

Одним из важнейших параметром видеокамеры является угол обзора или фокусное расстояние объектива. Именно от этого параметра зависит способность различать или опознать человека на определенном расстоянии. И очень важно найти правильный компромисс между широким углом обзора видеокамеры и необходимой детализацией изображения. Для того, чтобы помочь Вам в выборе объектива для решения Ваших задач, предназначена эта статья. Мы постарались ответить на основные вопросы, которые возникают при выборе объективов.

Что такое фокусное расстояние объективов?

Объективы для кaмep видеонаблюдения выпускаются c фикcиpовaнным фокуcным paccтояниeм и c пepeмeнным фокусным расстоянием. Объективы c пepeмeнным фокуcным paccтояниeм подpaздeляютcя нa вapифокaльныe объeктивы (с ручной регулировкой фокуса) и тpaнcфокaтоpы (с дистанционным управлением фокусом).

Объективы с фиксированным фокусным расстоянием:
Объективы с фиксированным фокусным расстоянием имеют широкое распространение, различаются по виду исполнения и по значениям используемых фокусных расстояний. Наиболее распространены объективы с фокусными расстояниями: 2,6; 3,6; 4; 6; 8; 12; 16; 18 мм и т.д. Стандартным и наиболее распространенным является фиксированное фокусное расстояние 3,6 (угол обзора по горизонтали 72
о). Существуют объективы с промежуточными значениями фокусного расстояния, но они используются довольно редко. Объективы с фиксированным фокусным расстоянием очень широко применяются для миниатюрных видеокамер, но могут использоваться и для профессиональных видеокамер.

Вapифокaльныe объeктивы
Вapифокaльныe объeктивы и тpaнcфокaтоpы (объективы с оптическим зумом) позволяют cлeдить зa обшиpной зоной и в то жe вpeмя имeть возможноcть детально рассмотреть изобpaжeния. Подобныe объeктивы дaют кaк общую пaноpaму, тaк и дeтaльноe увeличeниe нужного фpaгмeнтa. Объективы с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальные объективы) получили широкое распространение и, возможно, вскоре практически полностью заменят объективы с фиксированной диафрагмой в профессиональном видеонаблюдении, так как намного удобнее в эксплуатации. За счет их неоспоримого достоинства — один единственный объектив способен решать задачи, которые раньше решались тремя-четырьмя типами объективов с фиксированной диафрагмой. При этом на операцию перестройки фокусного расстояния (угла обзора) объектива затрачивается незначительное время и нет необходимости в физической замене одного объектива на другой с необходимым фокусным расстоянием. При всем том, что вариофокальный объектив имеет не значительную разницу в цене от объектива с фиксированным фокусным расстоянием и не требует больших затрат времени на осуществление операции по изменению фокусного расстояния.

Фокусное расстояние - расстояние между оптическим центром линзы объектива и фокальной плоскостью (ПЗС-матрицей) видеокамеры (рис 1.) при фокусировке объектива на бесконечность, измеряется в миллиметрах и обозначается буквой f. Характеризует величину угла зрения видеокамеры при определенном оптическом формате видеокамеры. Чем меньше фокусное расстояние видеокамеры, тем больший угол зрения наблюдаемого пространства можно получить и наоборот. Однако при очень больших углах зрения видеокамеры (порядка 90-120° и более) довольно сложно, а порой и невозможно рассмотреть детали картины. Наиболее приемлемым для оператора является угол зрения видеокамеры в 60-70°, так как получаемое при этом с видеокамеры изображение хорошо согласуется с характеристиками человеческого зрения.

Видеокамеры с большим фокусным расстоянием используются, когда требуется получить четкое изображение мелких деталей.

Часто допускают ошибку, считая, что если поставить камеру с высоким разрешением, то и при широком угле обзора, можно будет на достаточном расстоянии распознать человека. Однако, это не так.

Ниже приведена таблица зависимости фокусного расстояния объектива, угла обзора, дистанции распознавания и дистанции наилучшего качества:

Объектив (фокусное расстояние), мм

Угол обзора по вертикали, град

Угол обзора по горизонтали, град

Угол обзора по диагонали, град

Дистанция распознавания, м

Дистанция наилучшего качества

2,5

90

120

150

2

0,7

2,9

78

104

130

3

1,2

3,4

70

94

110

3,4

1,4

3,5

65

79

100

3,5

1,45

3,6

54

72

92

3,5

1,5

3,7

52

70

90

3,8

1,6

4,0

48

65

75

 

 

4,3

47

62

73

4

1,8

5,5

40

55

70

5

2

6,0

32

42

53

6

2,3

8,0

24

32

40

8

3

12,0

17

22

28

12

4

16,0

12

17

21

16

6

25,0

8

11

14

25

10

50,0

4

5,5

7

50

20

75

2,8

3,7

4,6

70

30