Sélecteur d'objectif

Interaction entre la distance focale, le capteur et DORI

La focale correspond à la distance, en millimètres, entre le centre optique de l'objectif et le capteur d'image lorsque la mise au point est faite à l'infini. Plus la focale est courte, plus l'angle de champ est grand ; plus la focale est longue, plus l'angle de champ est petit et plus le grossissement apparent est important. Un même objectif se comporte différemment selon la taille du capteur : un objectif de 4 mm sur un capteur 1/3" offre HFOV de 65°, tandis que le même objectif de 4 mm sur un capteur 2/3" offre HFOV de 95°. Choisir un objectif sans choisir un capteur n'a aucun sens.

Pour faciliter l'installation, les quatre seuils DORI EN 62676-4 correspondent précisément aux recommandations de focale une fois la distance et le capteur fixés. Sur une caméra 1/2,8" 4 MP (configuration de vidéosurveillance standard en 2026), les règles empiriques sont les suivantes : 2,8 mm pour une couverture de détection jusqu'à 5 m, 4 mm pour une couverture d'observation de 5 à 10 m, 6 mm pour une couverture de reconnaissance de 10 à 15 m, 8 mm pour la reconnaissance de 15 à 20 m ou l'identification de 8 à 10 m, 12 mm pour l'identification de 12 à 18 m et 16 à 25 mm pour l'identification au-delà de 20 m. Le calculateur ci-dessus applique une version simplifiée de cette correspondance à la distance de visée directe saisie, en tenant compte de la hauteur de montage via la portée oblique.

Les objectifs fixes imposent une focale unique ; les objectifs varifocaux (par exemple 2,8–12 mm) permettent un réglage sur site après l’installation de la caméra. Les objectifs fixes sont généralement 30 à 50 % moins chers, légèrement plus nets à pleine ouverture et comportent moins de pièces mobiles susceptibles de tomber en panne. Les objectifs varifocaux sont le choix idéal lorsque : (a) la distance d’installation est incertaine ; (b) le client est susceptible de modifier la disposition du mobilier ou des étagères ; ou (c) vous déployez un seul produit sur plusieurs sites et souhaitez standardiser votre stock. La fonction varifocale motorisée, parfois appelée « mise au point automatique » ou « zoom à distance », permet d’effectuer des réglages depuis le système de gestion vidéo (VMS) sans avoir à retourner sur site, ce qui est rentabilisé dès la première intervention évitée.

Les objectifs fisheye (1,0 à 1,8 mm, souvent à monture M12) offrent une couverture hémisphérique de 180 à 360° grâce à une distorsion volontaire de l'image. La densité de pixels étant nettement inférieure sur les bords par rapport au centre, la plage DORI effective d'un fish-eye est bien plus réduite que ne le suggère sa couverture angulaire. Utilisez fish-eye pour la perception de l'environnement – par exemple, pour savoir si une personne se trouve dans une pièce – et associez-le à un téléobjectif pour toute tâche d'identification. Les objectifs rectilignes standard (2,8 mm et plus sur les capteurs conventionnels) préservent les lignes droites et une densité de pixels uniforme, conditions de base de tout calcul DORI .

La qualité de l'objectif est primordiale en situation de forte contrainte. La courbe MTF (fonction de transfert de modulation) standard, présente dans les fiches techniques des objectifs, indique le niveau de contraste préservé à différentes fréquences spatiales : une MTF élevée aux hautes fréquences se traduit par une meilleure netteté des détails. Les lentilles en verre offrent de meilleures performances que celles en plastique en termes de MTF, de stabilité thermique et de clarté à long terme, mais elles coûtent trois à cinq fois plus cher. Pour les objectifs grand angle de 2,8 à 4 mm, où la densité de pixels est déjà faible, un objectif en plastique d'entrée de gamme convient parfaitement. En revanche, pour les focales de 12 mm et plus, où chaque ligne de MTF influe sur la portée visuelle, l'investissement dans un verre haut de gamme avec des lentilles à faible dispersion (LD) est rapidement rentabilisé.

L'ouverture relative (ou diaphragme) – notée f/1.6, f/2.0, etc. – est le rapport entre la focale et le diamètre de la pupille d'entrée et détermine la quantité de lumière atteignant le capteur. Plus le nombre f est petit, plus la lumière est captée. f/1.4 est deux fois plus lumineux que f/2.0 et quatre fois plus lumineux que f/2.8. Pour les installations en faible luminosité (parkings la nuit, entrepôts mal éclairés), chaque valeur d'ouverture compte : un objectif f/1.6 fournira une image exploitable là où un objectif f/2.4 ne permettra pas d'atteindre le seuil de luminosité minimal de la caméra. Le compromis réside dans la profondeur de champ et la netteté sur les bords : les grandes ouvertures réduisent la zone de mise au point et présentent davantage d'aberrations chromatiques. Pour l'identification à longue distance (plus de 20 m) en bonne luminosité, l'ouverture idéale se situe entre f/2.0 et f/2.4. Pour les installations dome en faible luminosité (5 à 10 m), privilégiez une ouverture entre f/1.4 et f/1.6.

Comment utiliser ce sélecteur d'objectif

1. Réglez la hauteur de montage. Utilisez la hauteur réelle d'installation de la caméra au-dessus du plan cible. Pour les caméras d'intérieur fixées au plafond, le plan cible correspond généralement au sol ; pour les caméras d'extérieur montées sur poteau, il se situe habituellement à 1,5 m du sol (hauteur de tête). La hauteur d'installation la plus courante en intérieur est de 3 m, tandis qu'elle est généralement de 4 à 6 m pour les montages sur poteau en extérieur.
2. Définissez la distance cible. Il s'agit de la distance horizontale entre la position directe de la caméra et la cible. Le calculateur combine la hauteur de montage et la distance horizontale pour obtenir une distance oblique, qui correspond à la résolution réelle de l'objectif.
3. Lisez les recommandations concernant l'objectif. Le panneau vert indique la focale permettant d'obtenir une densité de pixels équilibrée avec un appareil photo standard de 4 mégapixels (1/2,8"). Utilisez-la comme point de départ pour vos projets d'appels d'offres et vos réponses aux appels d'offres.
4. Comparez avec le tableau complet. Le tableau comparatif des objectifs présente toutes les focales courantes, ainsi que leur plage de couverture et FOV . Utilisez-le pour évaluer différentes options ; par exemple, si votre appel d’offres exige une couverture de niveau identification à la même distance, choisissez un objectif deux niveaux au-dessus de celui recommandé.

Exemple concret : système de reconnaissance faciale à l’entrée d’un magasin

Un magasin de centre-ville possède une entrée à porte automatique de 1,8 m de large et souhaite que le visage de chaque client soit capturé au seuil d'identification EN 62676-4 (250 PPM) à des fins de prévention des pertes. Le support choisi est le faux plafond existant, à 3 m du sol, la caméra étant positionnée horizontalement à 4 m à l'intérieur de la porte, de sorte que les clients s'en approchent en entrant.

La distance oblique entre la caméra et le visage à une hauteur de 1,6 m (en supposant que le visage se situe 1,4 m en dessous de la caméra) est de √(4² + 1,4²) = 4,24 m. En intégrant ces valeurs dans le sélecteur d'objectif, avec une hauteur de montage de 3 m et une distance cible de 4 m, l'objectif recommandé est de 2,8 mm. Cependant, cette recommandation est calibrée pour une couverture générale équilibrée ; pour une densité de pixels optimale pour l'identification d'un visage, une vérification par calcul DORI explicite est nécessaire.

Sur un capteur 4 MP de 1/2,8" (2560 pixels horizontaux, largeur du capteur de 5,4 mm), un objectif de 2,8 mm offre HFOV d'environ 88°, une largeur de scène de 4,24 m à environ 8,2 m et une densité de pixels d'environ 312 ppm, largement supérieure au seuil d'identification de 250 ppm. La couverture horizontale de 8,2 m étant bien plus large que l'ouverture de la porte (1,8 m), une seule caméra suffit à couvrir l'entrée avec une marge permettant de filmer les clients arrivant de chaque côté. Un objectif de 4 mm offrirait 478 ppm et une couverture de 5,7 m, ce qui reste acceptable, avec une marge de sécurité supplémentaire au prix d'une zone de capture horizontale légèrement plus étroite.

L'intégrateur choisit une caméra varifocale motorisée de 2,8 à 12 mm comme référence pour l'appel d'offres, car : a) la chaîne compte 80 magasins aux dimensions de portes et de plafonds variables ; b) toute modification ultérieure de l'agencement des magasins peut être ajustée à distance via le système de gestion vidéo (VMS), sans intervention d'un technicien. Le surcoût total par rapport à une caméra standard de 2,8 mm est d'environ 35 %, mais les économies réalisées grâce à la réduction des déplacements permettent d'amortir l'investissement dès la première intervention évitée par caméra sur sa durée de vie de 5 ans.

erreurs courantes dans le choix des objectifs

• Choisir un objectif pour la distance maximale plutôt que pour la distance de travail. Un objectif de 25 mm couvre parfaitement 50 m, mais est inutilisable à 5 m : à moins de 5 m, la mise au point est floue et le FOV trop étroit pour cadrer le sujet. Choisissez toujours votre objectif en fonction de votre distance de travail habituelle, et non de la distance maximale. Si cette distance varie, utilisez un objectif à focale variable.
• Confondre le zoom optique avec le zoom numérique. Un zoom optique 12x augmente réellement la densité de pixels sur la cible. Un zoom numérique 12x, quant à lui, agrandit simplement un nombre réduit de pixels par logiciel ; il ne peut pas recréer les détails que l’objectif n’a pas capturés. L’identification nécessite toujours une portée optique.
• Ignorer l'ouverture du diaphragme lors d'installations en faible luminosité. Un objectif 4 mm f/2.4 à 5 lux est environ deux fois moins lumineux qu'un 4 mm f/1.6 ; cela fait souvent la différence entre une image couleur exploitable et une image noir et blanc bruitée, uniquement IR . Vérifiez toujours les spécifications d'éclairage minimum pour l'ensemble objectif-boîtier, et non pour le seul boîtier.
• Monture d'objectif incompatible avec le format du capteur. Un objectif conçu pour un capteur 1/3" présentera un vignettage important lorsqu'il est utilisé avec un capteur 1/2". Il est impératif d'utiliser un objectif dont le cercle d'image corresponde ou non à la taille du capteur. La monture M12 est la plus courante jusqu'à 1/2" ; la monture CS est la plus courante à partir de 1/2" ;
• Surdimensionnement des spécifications de la qualité du verre pour les objectifs grand angle. Un objectif grand angle de 2,8 mm réduit déjà considérablement la résolution ; même une optique haut de gamme n’améliore que très peu la résolution utile à distance. Mieux vaut consacrer votre budget aux objectifs à plus longue portée, où la fonction de transfert de modulation (MTF) se traduit réellement par une portée suffisante pour la prise de vue.
• Oublier le raccourcissement dû à la bascule sur les téléobjectifs. Un objectif de 25 mm pointé fortement vers le bas réduit considérablement la profondeur de champ. Les personnes au premier plan apparaissent déformées ; celles au fond ont une forme correcte mais sont minuscules. Les téléobjectifs nécessitent des angles de bascule faibles ; les fortes bascules, des focales plus courtes.

Références aux normes et à la conformité

• EN 62676-4:2015 — Directives d'application pour la vidéosurveillance. Les recommandations relatives aux objectifs ci-dessus sont calibrées selon les seuils de la norme : 25/63/125/250 PPM. Calculatrice EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — La mise à jour de 2025 introduit la densité de pixels en mode couloir et des sous-niveaux d'analyse AI ; pertinents lors du choix des objectifs pour les déploiements de vision dans les couloirs et les systèmes de vision industrielle.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Métrique de cycles sur cible pour les capteurs thermiques. Détermine le choix de l'objectif pour l'imagerie thermique à longue portée où DORI n'est pas applicable. Calculateur des critères de Johnson →
• NDAA Section 889 — Restriction américaine des achats auprès des fabricants listés ; s'applique aux ensembles caméra-objectif vendus comme unité. Référence de conformité NDAA →
• ISO 12233 — Méthodologie de mesure de la résolution et de la réponse en fréquence spatiale. Elle sert de base aux mesures de MTF citées dans les fiches techniques des objectifs.

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