Campo de visión y especificaciones técnicas de las cámaras CCTV domo

Óptica de las cámaras domo: carcasa, cúpula, filtro de corte IR

Toda cámara domo es una pila de imagen de cinco elementos: la cúpula, el filtro de corte IR, el conjunto del objetivo, el sensor de imagen y el anillo de LED IR. La cúpula es el único elemento propio de la forma de domo y es la principal fuente de degradación del FOV si se especifica o se mantiene mal. Las cúpulas estándar son de acrílico (PMMA) o policarbonato (PC) de 2-3 mm de grosor. El acrílico ofrece mejor claridad óptica (transmisión de luz ~92 %) y resistencia al rayado; el policarbonato sacrifica unos pocos puntos de transmisión por una resistencia al impacto muy superior y es obligatorio en los domos antivandálicos IK10.

Cúpulas transparentes frente a tintadas (ahumadas). Las cúpulas transparentes conservan todo el flujo de luz y la transmisión de IR y dan el mejor rendimiento con poca luz y en visión nocturna. Las cúpulas tintadas, llamadas «ahumadas» o domos de «burbuja negra», ocultan visualmente la dirección de apuntado pero reducen la luz visible un 30-50 % y el IR un 10-20 %. Una cúpula tintada puede bajar el alcance IR efectivo de una cámara de 30 m a 18-20 m. Use tintadas solo donde una dirección de apuntado encubierta valga más que el rendimiento nocturno (comercio de lujo, vestíbulos de hotel), nunca en perímetros o escenas con poca luz.

Distorsión en las esquinas. La cúpula es un casquete esférico. Cuando la cámara se inclina hacia el borde de la cúpula, la línea de visión atraviesa el acrílico en ángulo oblicuo, refracta el recorrido de la luz e introduce un 1-3 % de distorsión en barril más una leve aberración cromática en las esquinas del encuadre. Es invisible con inclinaciones suaves (menos de 30° desde la vertical), pero se vuelve acusada pasados 60° de inclinación, donde el borde de la imagen puede perder un 5-8 % de resolución efectiva. Los fabricantes de objetivos corrigen la mayor parte con perfiles computacionales, pero el efecto es real en las referencias gran angular.

Rebote de IR y el problema de la cúpula sucia. El anillo de LED IR se sitúa dentro de la cúpula, justo fuera del tubo del objetivo. Si la superficie de la cúpula acumula polvo, huellas o arañazos, la luz IR se refleja en esas imperfecciones de vuelta al objetivo y produce una mancha blanca luminosa en el centro de la imagen nocturna. Es la causa más común de las quejas de «ciega de noche» en las instalaciones de domos. Limpiar la cúpula con un paño de microfibra restaura el rendimiento; las cúpulas muy rayadas deben sustituirse. Los domos de gama alta (Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI) usan una junta de espuma entre el tubo del objetivo y la cúpula para bloquear esa reflexión interna; busque en la ficha técnica «IR baffle» o «light isolation».

Carcasas antivandálicas y no antivandálicas. Un domo de interior no antivandálico suele usar acrílico de 1,5-2 mm y un anillo de base de plástico (IK04-IK06). Un domo antivandálico usa policarbonato de 3-4 mm, una base de aluminio inyectado, tornillos antimanipulación y está probado a IK10 (50 J de impacto). La carcasa antivandálica pesa 600-1200 g frente a 200-400 g la de interior, lo que importa en instalaciones sobre placas de falso techo, donde por encima de 700 g se necesita una pletina de refuerzo trasera.

FOV del domo según la distancia focal: tabla de 2,8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm

El campo de visión horizontal de un domo depende de dos valores: la distancia focal y la diagonal del sensor. La fórmula es HFOV = 2 · arctan(ancho_sensor / (2 · distancia_focal)). La tabla siguiente da el FOV horizontal y vertical de las cinco distancias focales más comunes en tres tamaños de sensor modernos. Las cifras son especificaciones típicas de fabricante, redondeadas al grado más próximo; cada referencia varía en ±2°.

Observe que pasar de un sensor de 1/3" a uno de 1/2" con la misma distancia focal amplía el HFOV aproximadamente un 25 %. Por eso los domos de gama alta con sensores de 1/1.8" anuncian ángulos notablemente más amplios que las unidades económicas de 1/3", aunque ambos indiquen un objetivo de 2,8 mm. Para cifras exactas por referencia, pase sus valores por la calculadora FOV o el selector de objetivos.

Domo fijo frente a varifocal frente a domo PTZ motorizado

Las cámaras domo se dividen en tres familias ópticas, cada una con un modelo distinto de control del FOV y un precio distinto.

Domos de objetivo fijo (60-180 €). La distancia focal viene integrada en el conjunto del objetivo de fábrica. Las distancias fijas típicas son 2,8 mm y 4 mm. Ventajas: menor coste, carcasa más pequeña, menor consumo (3-5 W), mejor nitidez óptica por el precio. Inconvenientes: sin ajuste in situ; si cambia la escena, se sustituye la cámara. Use domos fijos para despliegues repetibles en que una escena equivale a una referencia: pasillos de hotel, bloques de aulas, pasillos de tienda de igual anchura.

Domos varifocales motorizados (150-450 €). El objetivo tiene zoom y enfoque motorizados, normalmente 2,8-12 mm. El instalador u operador fija la distancia focal a distancia desde la interfaz web de la cámara. Ventajas: una sola referencia cubre cualquier escena, desde salas de 25 m² hasta pasillos de 80 m, cero visitas con escalera para reorientar, admite autoenfoque con el movimiento. Inconvenientes: un 30-50 % más de coste, carcasa algo mayor, el mecanismo mecánico de zoom puede fallar tras 5-7 años. Es la elección por defecto en instalaciones serias y la única sensata cuando las escenas no están cerradas en la fase de diseño.

Domos PTZ (800-3000+ €). Los domos pan-tilt-zoom combinan un objetivo varifocal (normalmente 4,8-120 mm o relaciones de zoom mayores) con giro motorizado (360° continuo) e inclinación (90-180°). La cúpula es mayor (140-260 mm de diámetro) para dar cabida al bloque óptico giratorio. Ventajas: una cámara cubre lo que de otro modo requeriría 6-12 cámaras fijas, los preajustes y los recorridos permiten una cobertura programada de varias zonas, el zoom óptico entrega detalle de nivel de identificación a 50-200 m. Inconvenientes: solo se cubre una zona en cada instante; PTZ no sustituye a la cobertura fija de la misma área, solo la complementa. Consulte la comparativa completa domo, bullet y PTZ.

Tamaños de sensor (1/2.8", 1/2.5", 1/1.8") e impacto en el FOV

El tamaño del sensor es la segunda variable que determina el campo de visión con una distancia focal dada. La nomenclatura (1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8") es una herencia de los tubos vidicon y no equivale a la diagonal física del sensor en pulgadas. Dimensiones reales de las diagonales:

Sensor mayor = FOV más amplio con la misma distancia focal. Un objetivo de 2,8 mm sobre un sensor de 1/3" da ~96° de HFOV; la misma distancia focal sobre un sensor de 1/1.8" da ~126° de HFOV. El sensor mayor tiene además fotositos más grandes (normalmente 2,4 µm frente a 1,4 µm), que recogen más luz por píxel y ofrecen 1-2 EV más de sensibilidad con poca luz. Por eso un domo de 4 MP con 1/1.8" supera a uno de 8 MP con 1/2.8" en escenas tenues, pese a su menor resolución nominal.

Las fichas técnicas indican el tamaño del sensor en la primera línea. Si un domo se anuncia como «4 MP» sin tamaño de sensor, suponga 1/3", es decir, una unidad económica. Los domos premium de 4 MP son siempre de 1/1.8" o 1/2".

Niveles de resolución: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP, densidad de píxeles por metro

La densidad de píxeles por metro (PPM) es la única métrica de resolución útil en vigilancia. Expresa cuántos píxeles horizontales cubren un metro de la escena a una distancia dada. EN 62676-4 fija umbrales: 25 PPM para detección, 62 PPM para observación, 125 PPM para reconocimiento, 250 PPM para identificación. La tabla siguiente muestra los PPM a 5 m, 10 m y 20 m para un domo de 2,8 mm en cuatro niveles de resolución, con un HFOV de 108° (sensor de 1/2.7").

Cómo leer la tabla: un domo de 4 MP con 2,8 mm ofrece detalle de nivel de reconocimiento (125+ PPM) solo hasta ~7,5 m. Más allá tiene grabaciones de nivel de observación, sin rostros identificables. Para ampliar la distancia de identificación, aumente la resolución (pase a 8 MP) o estreche el objetivo (cambie a un domo de 4 mm o 6 mm). Para profundizar en este compromiso, lea megapíxeles frente a distancia.

Distancias DORI de referencias típicas de domo

Las distancias DORI (Detection, Observation, Recognition, Identification) publicadas por los fabricantes siguen las definiciones de densidad de píxeles de EN 62676-4. A continuación figuran cifras DORI oficiales de tres grandes fabricantes, cada una para una referencia típica de domo de 4 MP.

Úselas como anclas de diseño, no como promesas absolutas: el DORI real depende del nivel de luz, el contraste, el desenfoque de movimiento y la compresión del códec. Para su propia combinación de referencia y escena, la calculadora DORI da las cuatro distancias para cualquier par objetivo-resolución, y el análisis detallado de DORI explica cómo se derivaron los umbrales.

Clasificación antivandálica IK10, IP66/IP67, temperatura de funcionamiento

Las clasificaciones ambientales determinan si un domo sobrevive donde lo monta. Hay tres normas distintas que leer: IK (impacto), IP (polvo/agua) y temperatura de funcionamiento.

Las clasificaciones IK (IEC 62262) miden la energía de impacto en julios. IK08 = 5 J (1,7 kg desde 30 cm); IK10 = 20 J estándar o 50 J reforzado (5 kg desde 40 cm, equivalente a un fuerte golpe de bate de béisbol). Especifique IK10 para: colegios, cárceles, transporte público, estadios, exteriores en planta baja y cualquier lugar donde la cámara esté al alcance de una persona de pie en el suelo. Las oficinas interiores y los techos por encima de 3,5 m pueden usar IK08 o carcasas interiores sin clasificar.

Los grados IP (IEC 60529) son dos dígitos: el primero para sólidos y el segundo para líquidos. IP66 = estanco al polvo + chorros de agua potentes (boquilla de 12,5 mm, 100 kPa, 3 m de distancia, sin penetración perjudicial). IP67 = estanco al polvo + inmersión temporal hasta 1 m de profundidad durante 30 minutos. IP66 basta para el 95 % de los escenarios de exterior, incluidas lluvia batiente y lavado a presión. IP67 solo es necesario donde pueda haber agua estancada o inundación (accesos a sótanos, muros de muelle, procesado de alimentos). IP68 (inmersión continua) es raro e innecesario fuera de aplicaciones de piscina o marinas.

Temperatura de funcionamiento. Los domos estándar funcionan de -10°C a +50°C. Los domos para ambientes fríos (-40°C a +60°C) incluyen un calefactor interno que consume 4-8 W cuando está activo y requiere PoE+ (30 W) o 12 VDC auxiliar. Para instalaciones en el norte de Europa, Canadá o regiones alpinas, especifique la variante de -40°C: la cúpula de un domo estándar puede agrietarse a -25°C y su filtro de corte IR con obturador LCD deja de conmutar de forma fiable por debajo de -15°C.

Especificación combinada de exterior. Una base segura para domos de exterior en un entorno público es: IP66 + IK10 + -30°C a +60°C + PoE 802.3af (o PoE+ si lleva calefactor). Verifique las tres en la ficha técnica; los fabricantes a veces cumplen dos de tres y omiten en silencio la tercera.

Alturas de montaje en techo, pared y colgante

La altura de montaje cambia tanto el área cubierta como la densidad de píxeles en el plano del objetivo. Use estas alturas de referencia como puntos de partida del diseño.

Interior, techo, domo empotrado. 2,4-3,0 m. Por debajo de 2,4 m el domo está expuesto al vandalismo incluso en interior; por encima de 3,0 m un domo de 2,8 mm superará el alcance de identificación en el perímetro de su FOV. Para captura de rostros en entradas, fije el domo a 2,7 m y 0,5-1,5 m hacia dentro desde la puerta, inclinado 10° hacia abajo.

Interior, montaje en pared, domo sobre soporte. 3,0-4,0 m, con una inclinación de 15-25° hacia abajo. El montaje en pared es la elección correcta cuando la instalación en techo es poco práctica (falsos techos sin acceso al plenum, conductos en medio) o cuando se quiere una vista direccional en lugar de una mirada de 360° hacia abajo. Un domo en pared a 3,5 m con objetivo de 4 mm e inclinación de 20° cubre una zona de 6 m de ancho × 12 m de largo con detalle de nivel de reconocimiento.

Exterior, montaje en pared, alero o friso. 3,5-4,5 m. Monte por debajo del voladizo del alero para resguardar la cúpula de la lluvia directa y del sol, lo que reduce el deslumbramiento y alarga la vida de la cúpula. Incline 20-30° hacia abajo para una vista típica de entrada de vehículos o patio.

Exterior, montaje colgante, poste o viga. 4-8 m, con 6 m como punto óptimo para aparcamientos y explanadas. Por encima de 8 m, un domo de 2,8 mm a ras de suelo cae por debajo de 125 PPM (reconocimiento) incluso con sensor de 4 MP: cambie a un objetivo de 6 mm u 8 mm y acepte el FOV más estrecho, o suba a un sensor de 8 MP. Para montajes en postes muy altos (10-12 m), los domos PTZ colgantes resultan más rentables que cuatro o cinco domos fijos.

Envolvente de inclinación. Todo domo tiene una inclinación máxima, normalmente 75-80° desde la horizontal. Esto crea un cono ciego de 10-15° justo debajo de la unidad. Un domo a 3 m de altura tiene un círculo ciego de 0,8-1,0 m de diámetro en el suelo; a 6 m el círculo ciego crece hasta 1,6-2,0 m. Planifique las cámaras adyacentes para cubrir en cruz estas zonas; vea puntos ciegos del CCTV.

Errores habituales de FOV en domos

Cinco errores explican la mayoría de las instalaciones de domos que rinden por debajo de lo esperado. Cada uno es corregible en la fase de diseño y caro de corregir tras la instalación.

Cómo dimensionar un domo: ejemplo resuelto

Escenario: una sala de venta de 8 m de ancho × 12 m de largo, con techo de 3,0 m. El cliente quiere grabaciones de nivel de reconocimiento de cada visitante y acepta nivel de observación en los rincones del fondo. El presupuesto permite un domo.

Paso 1: elegir la posición de montaje. Monte el domo en el centro, a 4 m de la puerta de entrada y a 4 m de cada pared lateral. El domo está a 3,0 m de altura, mirando directamente hacia abajo con una vista de 360° en la cúpula (usaremos el FOV circular natural del domo).

Paso 2: calcular el FOV necesario. La distancia diagonal desde el domo hasta la esquina lejana de la sala es √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8,9 m. Para cubrir esto con un domo dirigido hacia abajo a 3 m de altura, necesitamos un HFOV lo bastante amplio para que el radio proyectado en el suelo sea de al menos 8,9 m. HFOV ≈ 2 · arctan(8,9 / 3,0) ≈ 144°, demasiado amplio para un domo estándar. O se reposiciona el domo (a la pared del fondo e inclinado hacia delante), o se acepta que un domo de 2,8 mm cubra solo los primeros 8-10 m a nivel de reconocimiento.

Paso 3: elegir el objetivo. Un domo de 4 MP con objetivo de 2,8 mm sobre un sensor de 1/2.7" ofrece ~108° de HFOV. A 3 m de altura, esto cubre un círculo de radio 3 · tan(54°) ≈ 4,1 m a nivel del suelo, es decir, un círculo de 8,2 m de diámetro. Los primeros 4 m × 8 m de la sala quedan bien cubiertos; los 4 m × 8 m del fondo quedan justo fuera del radio de reconocimiento. Los PPM a 5 m de distancia en el suelo son 186 (reconocimiento+); a 8 m son 116 (justo por debajo de reconocimiento).

Paso 4: contrastar con los requisitos del cliente. El cliente quería reconocimiento de cada visitante. La solución de un solo domo da reconocimiento solo hasta 7,5 m. Para cumplir el encargo, añada un segundo domo en la parte trasera de la sala (colocación en espejo, a 4 m de la pared del fondo) o pase a un domo varifocal de 4 MP con distancia focal de 4 mm y traslade el domo a la pared del fondo mirando a la entrada: esto da 84° de HFOV y 200+ PPM a lo largo de los 12 m de longitud.

Paso 5: replicar el cálculo. Introduzca su plano, la posición del domo y la elección de objetivo en la calculadora FOV para visualizar la cobertura en un plano 2D; contraste los PPM a distancia con la calculadora DORI; elija la referencia exacta en el catálogo de cámaras. Para los fundamentos de la matemática del FOV, vea el campo de visión explicado, y consulte cualquier término desconocido en el glosario.