Selettore Obiettivi

Come interagiscono lunghezza focale, sensore e DORI

La lunghezza focale è la distanza, in millimetri, tra il centro ottico dell'obiettivo e il sensore di immagine quando l'obiettivo è messo a fuoco all'infinito. Lunghezze focali più corte catturano angoli più ampi; lunghezze focali più lunghe catturano angoli più ristretti con un ingrandimento apparente maggiore. Lo stesso obiettivo si comporta in modo diverso su sensori di dimensioni diverse: un obiettivo da 4 mm su un sensore da 1/3" offre un campo visivo orizzontale HFOV di 65°, mentre lo stesso obiettivo da 4 mm su un sensore da 2/3" offre HFOV di 95°. La scelta dell'obiettivo senza la scelta del sensore è priva di significato.

Per gli installatori, le quattro soglie DORI EN 62676-4 corrispondono perfettamente alle raccomandazioni sulla lunghezza focale una volta fissati la distanza e il sensore. Su una telecamera da 1/2,8" 4 MP (la configurazione CCTV più diffusa nel 2026), le regole empiriche sono: 2,8 mm per la copertura di livello Detect di aree fino a 5 m, 4 mm per la copertura di livello Observe di 5-10 m, 6 mm per la copertura di livello Recognize di 10-15 m, 8 mm per Recognize a 15-20 m o Identify a 8-10 m, 12 mm per Identify a 12-18 m e 16-25 mm per Identify oltre i 20 m. Il calcolatore sopra riportato applica una versione semplificata di questa mappatura alla distanza in linea d'aria inserita, tenendo conto dell'altezza di montaggio tramite l'intervallo obliquo.

Gli obiettivi a focale fissa vincolano a una singola lunghezza focale; gli obiettivi varifocali (ad esempio 2,8-12 mm) consentono la regolazione in loco dopo il montaggio della telecamera. Gli obiettivi a focale fissa sono in genere dal 30% al 50% più economici, leggermente più nitidi a tutta apertura e hanno meno parti mobili soggette a guasti. Gli obiettivi varifocali sono la scelta giusta quando (a) la distanza di installazione è incerta, (b) il cliente potrebbe riorganizzare mobili o scaffalature, oppure (c) si sta implementando un singolo SKU in più siti e si desidera standardizzare l'inventario. Gli obiettivi varifocali motorizzati, a volte chiamati "autofocus" o "zoom remoto", aggiungono la possibilità di regolare l'obiettivo dal VMS senza dover tornare in loco, il che si ripaga da solo dopo una sola visita in loco evitata.

Gli obiettivi fisheye (1,0–1,8 mm, spesso con attacco M12) raggiungono una copertura emisferica di 180–360° distorcendo intenzionalmente l'immagine. La densità di pixel ai bordi è notevolmente inferiore rispetto al centro, quindi il raggio DORI effettivo di un fish-eye è molto più corto di quanto suggerisca la sua copertura angolare. Utilizzate fish-eye per la consapevolezza situazionale, ovvero per sapere se qualcuno si trova da qualche parte nella stanza, e abbinatelo a una fotocamera teleobiettivo separata per qualsiasi attività di identificazione. Gli obiettivi rettilinei standard (2,8 mm e superiori sui sensori convenzionali) preservano le linee rette e la densità di pixel uniforme, che è ciò che presuppone ogni calcolo DORI .

La qualità delle lenti è fondamentale soprattutto in condizioni di stress. La curva MTF (funzione di trasferimento della modulazione) standard, riportata nelle schede tecniche delle lenti, mostra quanto contrasto la lente preserva all'aumentare delle frequenze spaziali: un valore MTF più elevato alle alte frequenze si traduce in dettagli più nitidi. Gli elementi in vetro superano quelli in plastica in termini di MTF, stabilità termica e nitidezza a lungo termine, ma costano da tre a cinque volte di più. Per obiettivi grandangolari da 2,8-4 mm, dove la densità di pixel è già bassa, una lente in plastica economica è sufficiente. Per obiettivi da 12 mm e oltre, dove ogni linea MTF si traduce in un vantaggio in termini di nitidezza, il vetro di alta qualità con elementi a bassa dispersione (LD) si ripaga rapidamente.

Il diaframma (indicato con f/1.6, f/2.0, ecc.) è il rapporto tra la lunghezza focale e il diametro della pupilla d'ingresso e determina la quantità di luce che raggiunge il sensore. I valori f più bassi raccolgono più luce. Un'apertura f/1.4 è due volte più luminosa di una f/2.0 e quattro volte più luminosa di una f/2.8. Per installazioni in condizioni di scarsa illuminazione (parcheggi di notte, magazzini interni con illuminazione insufficiente), ogni stop conta: un obiettivo f/1.6 fornirà un'immagine utilizzabile laddove un obiettivo f/2.4 scende al di sotto del valore minimo di lux consentito dalla telecamera. Il compromesso riguarda la profondità di campo e la nitidezza ai bordi: aperture più ampie mettono a fuoco una banda di distanza più ristretta e presentano una maggiore aberrazione cromatica. Per l'identificazione a lungo raggio, a oltre 20 m in condizioni di buona illuminazione, l'intervallo ideale è f/2.0–f/2.4. Per installazioni dome in condizioni di scarsa illuminazione, a 5–10 m, è preferibile un intervallo tra f/1.4 e f/1.6.

Come utilizzare questo selettore di obiettivi

1. Impostare l'altezza di montaggio. Utilizzare l'altezza effettiva di installazione della telecamera rispetto al piano di destinazione. Per le telecamere da interno montate a soffitto, il piano di destinazione è in genere il pavimento; per le telecamere da esterno montate su palo, si trova solitamente a 1,5 m da terra (altezza della testa). L'altezza di montaggio più comune per gli interni è di 3 m, mentre per gli esterni su palo è tipica un'altezza compresa tra 4 e 6 m.
2. Imposta la distanza di destinazione. Questa è la distanza orizzontale dalla posizione direttamente sotto la fotocamera al soggetto. Il calcolatore combina l'altezza di montaggio e la distanza orizzontale in un intervallo obliquo, che è ciò che l'obiettivo deve effettivamente risolvere.
3. Leggi le informazioni sulle lenti consigliate. Il pannello verde mostra la lunghezza focale che consente di ottenere una densità di pixel bilanciata su una tipica fotocamera da 4 MP con sensore da 1/2,8". Utilizzatelo come punto di partenza per le bozze di gara e le risposte alle offerte.
4. Confronta con il grafico completo. La tabella comparativa degli obiettivi mostra ogni lunghezza focale comune con il relativo intervallo di copertura e FOV previsti. Utilizzala per valutare le alternative: ad esempio, se la tua offerta richiede una copertura di livello Identify alla stessa distanza, scegli un obiettivo di due posizioni superiore rispetto a quello consigliato.

Esempio pratico: riconoscimento facciale all'ingresso di un negozio

Un negozio al dettaglio in centro città ha un ingresso con porta automatica largo 1,8 m e desidera che il volto di ogni cliente venga ripreso alla soglia di identificazione EN 62676-4 (250 PPM) per la verifica della prevenzione delle perdite. Il montaggio scelto è sul controsoffitto esistente a 3 m dal pavimento, con la telecamera posizionata a 4 m orizzontalmente all'interno della porta, in modo che i clienti si dirigano verso di essa entrando.

La distanza obliqua dalla telecamera al piano del viso a un'altezza di 1,6 m — supponendo che il viso si trovi a 1,4 m sotto la telecamera — è √(4² + 1,4²) = 4,24 m. Inserendo questi valori nel selettore dell'obiettivo con un'altezza di montaggio di 3 m e una distanza target di 4 m, l'obiettivo consigliato è 2,8 mm. Tuttavia, questa raccomandazione è calibrata per una copertura bilanciata di uso generale; per una densità di pixel di livello Identify su un viso, è necessario verificare con calcoli DORI espliciti.

Su un sensore da 4 MP da 1/2,8" (2560 pixel orizzontali, larghezza del sensore di 5,4 mm), un obiettivo da 2,8 mm offre un campo visivo orizzontale HFOV di circa 88°, una larghezza della scena a 4,24 m di circa 8,2 m e una densità di pixel di circa 312 PPM, ben al di sopra del limite minimo di 250 PPM richiesto da Identify. La copertura orizzontale di 8,2 m è molto più ampia della larghezza della porta di 1,8 m, quindi una singola telecamera copre l'ingresso con un margine sufficiente per riprendere i clienti che si avvicinano da entrambi i lati. Un obiettivo da 4 mm offrirebbe 478 PPM e una copertura di 5,7 m, anch'essa fattibile, con un margine probatorio maggiore in cambio di una ripresa orizzontale leggermente più stretta.

L'integratore sceglie una telecamera varifocale motorizzata da 2,8-12 mm come SKU per l'offerta perché (a) la catena ha 80 negozi con larghezze delle porte e altezze dei soffitti variabili e (b) qualsiasi futura modifica del layout del negozio può essere ricalibrata da remoto dal VMS senza inviare un tecnico. Il sovrapprezzo totale rispetto a un SKU fisso da 2,8 mm è di circa il 35%, ma il risparmio derivante dagli interventi di assistenza evitati si compensa con un solo intervento in loco evitato per telecamera durante i suoi 5 anni di vita utile.

Errori comuni nella scelta delle lenti

• Scegliere un obiettivo in base alla distanza massima di messa a fuoco anziché alla distanza di lavoro. Un obiettivo da 25 mm copre splendidamente 50 metri, ma è inutile a 5 metri: qualsiasi distanza inferiore risulterà sfocata e il FOV troppo ristretto per inquadrare il soggetto. Scegliete sempre l'obiettivo in base alla distanza di lavoro tipica, non al caso peggiore. Se la distanza di lavoro varia, utilizzate un obiettivo varifocale.
• Confondere lo zoom ottico con lo zoom digitale. Uno zoom ottico 12× aumenta effettivamente la densità di pixel sul soggetto. Uno zoom digitale 12× si limita a ingrandire un numero inferiore di pixel tramite software, senza poter ricreare dettagli non catturati dall'obiettivo. Per l'identificazione è sempre necessaria una portata ottica.
• Ignorare il diaframma nelle installazioni in condizioni di scarsa illuminazione. Un obiettivo da 4 mm f/2.4 a 5 lux è circa la metà luminoso di un 4 mm f/1.6: questa differenza spesso si traduce in un'immagine a colori utilizzabile e un'immagine in bianco e nero rumorosa, ripresa solo IR . Controllate sempre le specifiche di illuminazione minima per la combinazione obiettivo-fotocamera, non per la sola fotocamera.
• Attacco dell'obiettivo non compatibile con il formato del sensore. Un obiettivo progettato per un sensore da 1/3" vignetterà in modo evidente se utilizzato con un sensore da 1/2". È fondamentale che le specifiche del cerchio di copertura dell'obiettivo corrispondano o siano superiori alle dimensioni del sensore. Gli attacchi M12 sono predominanti fino a 1/2", mentre l'attacco CS è predominante per sensori da 1/2" in su.
• Specificare una qualità del vetro eccessiva per gli obiettivi grandangolari. Un obiettivo grandangolare da 2,8 mm disperde già i pixel in modo sottile: le lenti di alta qualità migliorano a malapena la risoluzione utilizzabile a distanza. Riserva il budget agli obiettivi a lunga focale, dove la MTF si traduce effettivamente in una portata probatoria.
• Dimenticatevi dell'effetto di inclinazione e scorcio prospettico negli obiettivi a lunga focale. Un obiettivo da 25 mm puntato verso il basso comprime drasticamente la profondità di campo. Le persone ai bordi più vicini dell'inquadratura appaiono distorte; quelle ai bordi più lontani hanno la forma corretta, ma sono minuscole. Gli obiettivi a focale lunga richiedono angoli di inclinazione ridotti; gli angoli di inclinazione elevati richiedono lunghezze focali più corte.

Riferimenti a norme e conformità

• EN 62676-4:2015 — Linee guida applicative per la videosorveglianza. Le lenti consigliate sopra sono calibrate secondo le soglie standard di 25 / 63 / 125 / 250 PPM. Calcolatrice EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — L'aggiornamento del 2025 introduce la densità di pixel in modalità corridoio e i sottolivelli di analisi AI ; rilevante nella scelta degli obiettivi per installazioni in corridoio e sistemi di visione artificiale.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Metrica relativa al numero di cicli sul bersaglio per i sensori termici. Guida la selezione dell'obiettivo per l'imaging termico a lungo raggio in cui DORI non è applicabile. Calcolatore dei criteri di Johnson →
• NDAA Section 889 — Restrizioni sugli acquisti da parte degli Stati Uniti per i produttori elencati; si applicano ai gruppi fotocamera-obiettivo venduti come unità. Riferimento per la conformità NDAA →
• ISO 12233 — Metodologia di misurazione della risoluzione e della risposta in frequenza spaziale. La base per le misurazioni MTF riportate nelle schede tecniche degli obiettivi.

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