Objektiv-Auswahlwerkzeug

Wie Brennweite, Sensor und DORI interagieren

Die Brennweite ist der Abstand in Millimetern zwischen dem optischen Mittelpunkt des Objektivs und dem Bildsensor, wenn das Objektiv auf Unendlich fokussiert ist. Kürzere Brennweiten erfassen größere Bildwinkel, längere Brennweiten kleinere mit stärkerer Vergrößerung. Dasselbe Objektiv verhält sich auf unterschiedlich großen Sensoren unterschiedlich: Ein 4-mm-Objektiv auf einem 1/3"-Sensor ergibt einen HFOV HFOV 65°, dasselbe 4-mm-Objektiv auf einem 2/3"-Sensor hingegen 95°. Die Wahl des Objektivs ohne die Wahl des Sensors ist daher sinnlos.

Für die Installationspraxis lassen sich die vier DORI Schwellenwerte EN 62676-4 direkt den Brennweitenempfehlungen zuordnen, sobald Entfernung und Sensor festgelegt sind. Bei einer 1/2,8"-Kamera mit 4 MP (der gängigsten CCTV-Konfiguration im Jahr 2026) gelten folgende Faustregeln: 2,8 mm für die Erfassung von Bereichen bis zu 5 m, 4 mm für die Beobachtung von 5–10 m, 6 mm für die Erkennung von 10–15 m, 8 mm für die Erkennung bei 15–20 m oder die Identifizierung bei 8–10 m, 12 mm für die Identifizierung bei 12–18 m und 16–25 mm für die Identifizierung jenseits von 20 m. Der obige Rechner wendet eine vereinfachte Version dieser Zuordnung auf die eingegebene Sichtlinienentfernung an und berücksichtigt dabei die Montagehöhe über die Schrägentfernung.

Festbrennweiten legen eine feste Brennweite fest; Variofokalobjektive (z. B. 2,8–12 mm) ermöglichen die Feinabstimmung vor Ort nach der Kameramontage. Festbrennweiten sind in der Regel 30–50 % günstiger, liefern bei Offenblende eine etwas schärfere Abbildung und haben weniger bewegliche Teile, die ausfallen können. Variofokalobjektive sind die richtige Wahl, wenn (a) der Installationsabstand unklar ist, (b) der Kunde Möbel oder Regale umstellen könnte oder (c) Sie ein und dasselbe Produkt an mehreren Standorten einsetzen und Ihren Lagerbestand standardisieren möchten. Motorisierte Variofokalobjektive – auch „Autofokus“ oder „Fernzoom“ genannt – ermöglichen die Anpassung direkt vom Videomanagementsystem (VMS) aus, ohne dass ein erneuter Besuch vor Ort erforderlich ist. Dies amortisiert sich bereits nach einem vermiedenen Vor-Ort-Besuch.

Fischaugenobjektive (1,0–1,8 mm, oft M12-Anschluss) erreichen eine halbkugelförmige Abdeckung von 180–360° durch gezielte Bildverzerrung. Die Pixeldichte an den Rändern ist deutlich geringer als in der Mitte, daher ist der effektive DORI Bereich eines fish-eye viel kleiner als sein Sichtfeld vermuten lässt. fish-eye eignen sich zur Situationserkennung – um festzustellen, ob sich jemand im Raum befindet – und sollten für Identifizierungsaufgaben mit einer separaten Telekamera kombiniert werden. Standardobjektive mit geradliniger Abbildung (2,8 mm und länger bei herkömmlichen Sensoren) erhalten gerade Linien und eine gleichmäßige Pixeldichte, was die Grundlage jeder DORI Berechnung bildet.

Die Linsenqualität ist unter Belastung besonders wichtig. Die in den Datenblättern von Objektiven angegebene Standard-MTF-Kurve (Modulationsübertragungsfunktion) zeigt, wie viel Kontrast das Objektiv bei steigenden Ortsfrequenzen erhält – eine höhere MTF bei hohen Frequenzen bedeutet schärfere Details. Glaselemente sind Kunststoff in Bezug auf MTF, thermische Stabilität und Langzeitschärfe überlegen, kosten aber drei- bis fünfmal so viel. Für Weitwinkelobjektive mit 2,8–4 mm Brennweite, bei denen die Pixeldichte ohnehin gering ist, reicht ein günstiges Kunststoffobjektiv aus. Bei Brennweiten ab 12 mm, wo jede MTF-Linie die Beweisdistanz beeinflusst, amortisiert sich die Investition in hochwertiges Glas mit LD-Elementen (Low Dispersion) schnell.

Die Blendenzahl (f-Wert) – geschrieben f/1.6, f/2.0 usw. – ist das Verhältnis von Brennweite zu Eintrittspupillendurchmesser und bestimmt, wie viel Licht auf den Sensor fällt. Kleinere Blendenzahlen lassen mehr Licht durch. f/1.4 ist doppelt so lichtstark wie f/2.0 und viermal so lichtstark wie f/2.8. Bei Installationen in schwach beleuchteten Umgebungen (z. B. Parkplätze bei Nacht, schlecht beleuchtete Lagerhallen) zählt jede Blendenstufe: Ein f/1.6-Objektiv liefert ein brauchbares Bild, wo ein f/2.4-Objektiv die minimale Beleuchtungsstärke der Kamera unterschreitet. Der Kompromiss besteht in der Schärfentiefe und der Randschärfe: Größere Blendenöffnungen fokussieren einen engeren Entfernungsbereich und führen zu stärkeren chromatischen Aberrationen. Für die Identifizierung auf Entfernungen ab 20 m bei guten Lichtverhältnissen ist der Bereich f/2.0–f/2.4 optimal. Für Installationen dome bei schwach beleuchteten Umgebungen auf 5–10 m Entfernung sollten f/1.4–f/1.6 bevorzugt werden.

So verwenden Sie diesen Objektivwähler

1. Stellen Sie die Montagehöhe ein. Verwenden Sie die tatsächliche Montagehöhe der Kamera über der Zielebene. Bei deckenmontierten Innenkameras ist die Zielebene typischerweise der Boden; bei mastmontierten Außenkameras liegt sie üblicherweise 1,5 m über dem Boden (Kopfhöhe). 3 m ist die gängigste Montagehöhe für Innenräume, 4–6 m sind typisch für Mastmontagen im Außenbereich.
2. Stelle die Zielentfernung ein. Dies ist der horizontale Abstand von direkt unterhalb der Kamera zum Ziel. Der Rechner kombiniert Montagehöhe und horizontalen Abstand zu einer Schrägentfernung, die das Objektiv tatsächlich auflösen muss.
3. Lesen Sie die Empfehlungen für Objektive. Das grüne Feld zeigt die Brennweite an, die bei einer typischen 4-Megapixel-Kamera (1/2,8 Zoll) eine ausgewogene Pixeldichte ergibt. Nutzen Sie sie als Ausgangspunkt für Ausschreibungsentwürfe und Angebotsantworten.
4. Vergleiche mit der vollständigen Tabelle. Die Objektivvergleichstabelle zeigt alle gängigen Brennweiten mit ihrem erwarteten Erfassungsbereich und FOV . Nutzen Sie sie, um Alternativen zu bewerten – wenn Ihre Ausschreibung beispielsweise eine Erfassungsgenauigkeit in der gleichen Entfernung erfordert, wählen Sie ein Objektiv mit zwei Stufen höherer Brennweite als das empfohlene.

Beispiel: Gesichtserkennung am Eingang eines Einzelhandelsgeschäfts

Ein Einzelhändler in der Innenstadt verfügt über einen 1,8 m breiten automatischen Eingangseingang und möchte die Gesichter aller Kunden gemäß EN 62676-4 (Identifizierungsschwelle: 250 PPM) erfassen, um die Verluste zu minimieren. Die Kamera soll an der vorhandenen abgehängten Decke in 3 m Höhe montiert werden und 4 m horizontal innerhalb der Tür positioniert sein, sodass die Kunden beim Betreten auf sie zugehen.

Die Entfernung zwischen Kamera und Gesichtsebene in 1,6 m Höhe – unter der Annahme, dass sich das Gesicht 1,4 m unterhalb der Kamera befindet – beträgt √(4² + 1,4²) = 4,24 m. Gibt man diese Werte in die Objektivauswahl (Montagehöhe 3 m, Zielentfernung 4 m) ein, ergibt sich eine empfohlene Brennweite von 2,8 mm. Diese Empfehlung ist jedoch auf eine ausgewogene, allgemeine Abdeckung kalibriert; für eine pixelgenaue Gesichtserkennung in Identifikationsqualität ist eine Überprüfung mit expliziten DORI Berechnungen erforderlich.

Auf einem 4-MP-1/2,8"-Sensor (2560 horizontale Pixel, 5,4 mm Sensorbreite) ergibt ein 2,8-mm-Objektiv HFOV von ca. 88°, eine Szenenbreite von ca. 8,2 m bei 4,24 m und eine Pixeldichte von etwa 312 PPM – deutlich über dem Mindestwert von 250 PPM. Die horizontale Abdeckung von 8,2 m ist wesentlich breiter als die 1,8 m breite Türöffnung, sodass eine einzelne Kamera den Eingang mit ausreichendem Sicherheitsabstand erfasst, um Kunden von beiden Seiten aufzunehmen. Ein 4-mm-Objektiv würde 478 PPM und eine Abdeckung von 5,7 m bieten – ebenfalls praktikabel, mit einem größeren Sicherheitsabstand, allerdings bei etwas engerer horizontaler Erfassung.

Der Systemintegrator wählt für die Ausschreibung eine motorisierte Variofokalkamera mit 2,8–12 mm Brennweite, da (a) die Kette 80 Filialen mit unterschiedlichen Türbreiten und Deckenhöhen betreibt und (b) zukünftige Änderungen des Filiallayouts per Fernzugriff über das Videomanagementsystem (VMS) ohne Technikereinsatz vorgenommen werden können. Der Gesamtkostenaufschlag gegenüber einer festen 2,8-mm-Kamera beträgt etwa 35 %, die Einsparungen durch den vermiedenen Vor-Ort-Einsatz amortisieren sich jedoch bereits nach einem vermiedenen Einsatz pro Kamera über die fünfjährige Nutzungsdauer.

Häufige Fehler bei der Objektivauswahl

• Die Wahl eines Objektivs für die maximale Entfernung anstatt für die Arbeitsentfernung. Ein 25-mm-Objektiv deckt 50 m hervorragend ab, ist aber bei 5 m unbrauchbar – alles näher ist unscharf, und das FOV ist zu eng, um das Motiv scharf abzubilden. Wählen Sie das Objektiv immer für die übliche Arbeitsentfernung, nicht für den ungünstigsten Fall. Bei unterschiedlichen Arbeitsentfernungen empfiehlt sich ein Variofokalobjektiv.
• Optischer Zoom wird mit digitalem Zoom verwechselt. Ein 12-facher optischer Zoom erhöht die Pixeldichte des Zielobjekts tatsächlich. Ein 12-facher digitaler Zoom skaliert lediglich weniger Pixel softwareseitig hoch – er kann keine Details erzeugen, die das Objektiv nicht erfasst hat. Zur Identifizierung ist stets eine optische Reichweite erforderlich.
• Bei Installationen in schwach beleuchteten Umgebungen wird die Blende ignoriert. Ein 4-mm-Objektiv mit einer Lichtstärke von f/2.4 ist bei 5 Lux etwa halb so lichtstark wie ein 4-mm-Objektiv mit f/1.6 – das macht oft den Unterschied zwischen einem brauchbaren Farbbild und einem verrauschten Schwarzweißbild aus, das nur IR enthält. Achten Sie daher immer auf die Mindestbeleuchtungsstärke der gesamten Objektiv-Kamera-Kombination, nicht nur der Kamera.
• Inkompatibles Objektivanschlussformat. Ein für einen 1/3"-Sensor ausgelegtes Objektiv zeigt bei Verwendung mit einem 1/2"-Sensor starke Vignettierung. Achten Sie daher immer darauf, dass der Bildkreis des Objektivs der Sensorgröße entspricht oder größer ist. M12-Anschlüsse sind bis zu einer Sensorgröße von 1/2" weit verbreitet; CS-Anschlüsse dominieren ab 1/2".
• Überzogene Anforderungen an die Glasqualität bei Weitwinkelobjektiven. Ein 2,8-mm-Weitwinkelobjektiv sorgt bereits für eine geringe Pixelstreuung – hochwertiges Glas verbessert die nutzbare Auflösung auf Distanz kaum. Sparen Sie das Budget für Objektive mit größerem Brennweitenbereich, bei denen die MTF-Werte tatsächlich zu einer objektiv relevanten Reichweite führen.
• Vergessen der perspektivischen Verkürzung bei langen Brennweiten. Ein 25-mm-Objektiv, das steil nach unten gerichtet ist, reduziert die Schärfentiefe drastisch. Personen am nahen Bildrand wirken verzerrt; Personen am fernen Bildrand haben zwar die richtige Form, erscheinen aber winzig. Lange Brennweiten erfordern flache Neigungswinkel; große Neigungswinkel erfordern kürzere Brennweiten.

Normen und Konformitätsreferenzen

• EN 62676-4:2015 — Anwendungsrichtlinien für Videoüberwachung. Die oben genannten Objektivempfehlungen sind auf die Schwellenwerte der Norm von 25 / 63 / 125 / 250 ppm kalibriert. EN 62676-4 Taschenrechner →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — Das Update von 2025 führt die Unterstufen „Pixeldichte im Korridormodus“ und AI -Analysen“ ein; relevant bei der Auswahl von Objektiven für Flur- und Bildverarbeitungsanwendungen.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Die Kennzahl „Zyklen auf Ziel“ für Wärmesensoren dient als Grundlage für die Objektivauswahl bei Wärmebildaufnahmen über große Entfernungen, wo DORI nicht anwendbar ist. Johnson-Kriterien-Rechner →
• NDAA Section 889 — US-Beschaffungsbeschränkung für gelistete Hersteller; gilt für Kamera- und Objektivbaugruppen, die als Einheit verkauft werden. NDAA -Konformitätsreferenz →
• ISO 12233 — Messmethodik für Auflösung und Ortsfrequenzgang. Grundlage für die in Objektivdatenblättern angegebenen MTF-Messwerte.

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