CCTVにおける視野角(FOV)
視野角(FOV)はカメラが捉えることのできる可視領域を定義します。FOVを理解することで、カメラの配置、レンズの選択、システム全体の設計をより効果的に行えます。
視野角( FOV )とは何ですか?
広いFOVはより広い範囲をカバーしますが、個々の対象の詳細は少なくなります。狭いFOVは限定されたエリアをカバーしますが、より高い詳細を提供します。この関係はCCTV設計における基本的なトレードオフです。
FOVに影響する要因
- 焦点距離:: 短い焦点距離 = 広いFOV、長い焦点距離 = 狭いFOV
- センサーサイズ:: 大きいセンサー = より広いFOV(同じ焦点距離で)
- 距離:: FOV角度は固定だが、カバーエリアは距離に比例して拡大
FOVの計算方法
FOVは三角法を用いて計算されます。カメラレンズに入射する光線は円錐形を形成します。この円錐の先端の角度が視野角です。広角レンズほど円錐は広くなり、狭角レンズほど円錐は狭くなります。
部屋の中に立っている人を想像してみてください。正面を向いて視線をまっすぐ前に向けていると、 FOVは狭くなります。頭を動かして周辺視野を使うと、 FOVは広がります。カメラのレンズも同じ原理で機能します。
カバレッジ幅 = 2 x 距離 x tan(HFOV / 2)
焦点距離とは、レンズの光学中心からカメラのセンサーまでの距離(ミリメートル単位)のことです。焦点距離が短いほど(2.8mm、3.6mmなど)、視野は広くなります。焦点距離が長いほど(25mm、50mmなど)、視野は狭くなり、よりズームインした状態になります。
| FOV計算ツール | を使用すれば、これらの計算を即座に行えます。 | 実践的な活用 |
|---|---|---|
| 2.8-3.6mm | 焦点距離 | HFOV(1/2.7"センサー) |
| 4-8mm | 10mでのカバレッジ幅 | 2.8mm |
| 12-25mm | 約98° | 長距離、識別 |
| 35-50mm | 15度以下の超望遠レンズ | 超ズーム、ナンバープレート |
センサーサイズがFOV与える影響
センサーサイズは視野角に大きな影響を与えます。1/2インチセンサー(幅6.4mm)に2.8mmレンズを装着した場合、1/3インチセンサー(幅4.8mm)に同じレンズを装着した場合よりも広いFOVが得られます。つまり、センサーサイズが大きいほど、同じ焦点距離でもより広い画角を捉えることができるのです。
そのため、セキュリティカメラでは小型センサー(1/3インチ)が一般的に使用されています。小型センサーは、より短く安価なレンズで広い範囲をカバーできるからです。一方、被写界深度や低照度性能が重要な場合は、大型センサー(2/3インチ、1インチ)が使用されます。
実用的なFOV例
例1:小売店の入り口
幅20フィートの店舗入口を10フィート離れた場所から監視するには、約110°のFOVが必要です。1/3インチセンサーを使用する場合、2.8mmレンズでまさにこの視野角を実現できます。これにより、入店する顧客の顔認証が可能になります。
例2:駐車場の周囲
駐車場をポールから監視するには、100フィート(約30メートル)以上の視野が必要です。1/3インチセンサーに25mmの望遠レンズを装着すると、約15°のFOVが得られ、ナンバープレートを詳細に撮影できます。
CCTVレンズの選び方
倉庫の隅を天井の高さから監視する場合、1/3インチセンサーに搭載された3.6mmレンズは、約90°のFOVを提供し、通路をカバーして死角を防ぎます。
CCTVにおけるDORI
FOVとDORI距離の関係
FOV = 2 × arctan(sensor_width / (2 × focal_length)) × (180 / π)
ここで、sensor_widthはmm単位、focal_lengthもmm単位です。
FOV計算ツールで任意のレンズとセンサーの組み合わせのカバレッジを確認できます。
FOV = 2 × arctan(4.8 / (2 × 3.6)) × (180 / π) = 73°
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