レンズ選択ツール

焦点距離、センサー、 DORI相互作用

焦点距離とは、レンズを無限遠にピント合わせしたときの、レンズの光軸中心とイメージセンサー間の距離（ミリメートル）のことです。焦点距離が短いほど広い画角が得られ、焦点距離が長いほど画角は狭くなりますが、見かけ上の倍率は高くなります。同じレンズでも、センサーサイズによって動作が異なります。例えば、1/3インチセンサーに4mmレンズを使用すると水平視野角は65°になりますが、2/3インチセンサーに同じ4mmレンズを使用するとHFOV視野HFOV 95°になります。センサーを選ばずにレンズだけを選んでも意味がありません。

設置作業においては、距離とセンサーが固定されると、 EN 62676-4 DORI 4 つのしきい値が焦点距離の推奨事項にきれいに対応します。1/2.8 インチ 4 MP カメラ (2026 年の標準的な CCTV 構成) の場合、経験則は次のとおりです。検出グレードのカバー範囲が 5 m までの場合は 2.8 mm、監視グレードのカバー範囲が 5～10 m の場合は 4 mm、認識グレードのカバー範囲が 10～15 m の場合は 6 mm、認識グレードが 15～20 m または識別グレードが 8 mm、識別グレードが 12～18 m の場合は 12 mm、識別グレードが 20 m を超える場合は 16～25 mm です。上記の計算ツールは、入力した視線距離にこのマッピングの簡略版を適用し、斜距離による設置高さを考慮します。

固定レンズでは焦点距離が固定されますが、バリフォーカルレンズ（例：2.8～12mm）ではカメラ設置後に現場で調整できます。固定レンズは通常、バリフォーカルレンズより30～50%安く、最大絞りではわずかにシャープで、故障する可動部品も少なくなります。バリフォーカルレンズは、(a)設置距離が不明な場合、(b)顧客が家具や棚の配置を変える可能性がある場合、または(c)複数の拠点で単一のSKUを展開し、在庫を標準化したい場合に最適な選択肢です。電動バリフォーカル（「オートフォーカス」または「リモートズーム」と呼ばれることもあります）は、現場を再訪することなくVMSから調整できる機能を追加し、1回の現場訪問を回避するだけで元が取れます。

魚眼レンズ（1.0～1.8 mm、多くはM12マウント）は、意図的に画像を歪ませることで180～360°の半球状の視野を実現します。周辺部の画素密度は中心部よりも著しく低いため、 fish-eyeの有効なDORI範囲は、その視野角から想像されるよりもはるかに短くなります。 fish-eye 、部屋のどこかに誰かがいることを把握するなど、状況認識に使用し、識別作業には別の望遠カメラと組み合わせて使用してください。標準的な直線レンズ（従来のセンサーでは2.8 mm以上）は、直線と均一な画素密度を維持します。これは、すべてのDORI計算の前提となっています。

レンズの品質は、ストレスのかかる状況下で最も重要になります。レンズのデータシートに記載されている標準的なMTF（変調伝達関数）曲線は、空間周波数の増加に伴ってレンズがどれだけのコントラストを維持できるかを示しています。高周波数域でのMTF値が高いほど、ディテールがより鮮明になります。ガラスレンズは、MTF、熱安定性、長期的な鮮明度においてプラスチックレンズを上回りますが、価格は3～5倍高くなります。画素密度が既に低い2.8～4mmの広角レンズでは、安価なプラスチックレンズでも問題ありません。しかし、MTFの各ラインが証拠となる範囲を示す12mm以上の広角レンズでは、低分散（LD）レンズを使用した高級ガラスレンズはすぐにその価値を発揮します。

F値（f/1.6、f/2.0などと表記）は焦点距離と入射瞳径の比であり、センサーに到達する光量を決定します。F値が小さいほど、より多くの光を集めます。f/1.4はf/2.0の2倍、f/2.8の4倍の明るさです。低照度環境（夜間の駐車場、照明の不十分な屋内倉庫など）では、1段の明るさが重要です。f/2.4レンズではカメラの最低照度を下回る場合でも、f/1.6レンズでは使用可能な画像が得られます。トレードオフは被写界深度とエッジのシャープネスです。絞りを開放すると、焦点距離の範囲が狭くなり、色収差が大きくなります。明るい場所で20m以上の長距離識別を行う場合は、f/2.0～f/2.4が最適です。5～10mの低照度dome設置では、f/1.4～f/1.6を優先してください。

このレンズセレクターの使い方

1. 取り付け高さを設定してください。 カメラの設置高さは、ターゲット面からの実際の高さを使用してください。天井設置型の屋内カメラの場合、ターゲット面は通常床面です。ポール設置型の屋外カメラの場合、ターゲット面は通常、地上1.5m（頭の高さ）です。屋内設置の場合、設置高さは3mが一般的で、屋外ポール設置の場合は4～6mが一般的です。
2. 目標距離を設定します。 これは、カメラの真下から被写体までの水平距離です。この計算ツールは、取り付け高さと水平距離を組み合わせて斜距離を算出します。斜距離とは、レンズが実際に解像しなければならない距離のことです。
3. 推奨レンズの説明をお読みください。 緑色のパネルは、一般的な4メガピクセル1/2.8インチカメラで、バランスの取れた画素密度目標を達成する焦点距離を示しています。入札案や提案書の作成における出発点としてご活用ください。
4. 全体チャートと比較してください。 レンズ比較表には、一般的な焦点距離とその想定されるカバー範囲およびFOVが一覧表示されています。この表を使用して代替案を評価してください。たとえば、入札で同じ距離で識別等級のカバー範囲が求められる場合は、推奨レンズよりも2段階上の焦点距離のレンズを選択してください。

実例：小売店の入り口における顔認証

ある大手小売店は、幅1.8mの自動ドアの入り口を備えており、万引き防止対策のために、 EN 62676-4識別基準（250 PPM）を満たすすべての顧客の顔を撮影したいと考えています。設置場所は、床から3mの高さにある既存の吊り天井で、カメラはドアの内側4mの位置に水平に設置され、顧客が入店時にカメラに向かって歩くようになっています。

カメラから高さ 1.6 m の顔面までの斜距離は、顔がカメラより 1.4 m 下にあると仮定すると、√(4² + 1.4²) = 4.24 m です。これらの値を、マウント高さ 3 m、ターゲット距離 4 m のレンズセレクターに入力すると、推奨レンズは 2.8 mm になります。ただし、この推奨値は汎用的なバランスの取れたカバレッジに合わせて調整されています。顔の識別グレードのピクセル密度については、 DORI明示的な計算で検証する必要があります。

4 MP 1/2.8インチセンサー（水平方向2560ピクセル、センサー幅5.4 mm）の場合、2.8 mmレンズを使用すると、 HFOV ≈ 88°、シーン幅4.24 m ≈ 8.2 m、ピクセル密度約312 PPMとなり、Identifyの基準である250 PPMを十分に上回ります。水平方向のカバー範囲8.2 mは、出入口の1.8 mよりもはるかに広いため、1台のカメラで入口をカバーでき、両側から近づいてくる顧客を捉える余裕があります。4 mmレンズを使用すると、478 PPM、5.7 mのカバー範囲となり、水平方向の撮影範囲はやや狭くなりますが、証拠としての余裕が増し、こちらも実用的です。

インテグレーターは、入札用のSKUとして2.8～12mmの電動バリフォーカルレンズを選定しました。その理由は、(a)チェーンにはドアの幅や天井の高さが異なる80店舗があり、(b)将来店舗レイアウトが変更された場合でも、技術者を派遣することなくVMSからリモートで再調整できるためです。固定の2.8mm SKUと比較すると総コストは約35%高くなりますが、5年間の耐用年数でカメラ1台あたり1回の現場訪問を回避できるというメリットにより、コスト削減効果は相殺されます。

レンズ選びでよくある間違い

• 作動距離ではなく、最大撮影距離を基準にレンズを選ぶ。 25mmレンズは50m先までは美しく撮影できますが、5m先では役に立ちません。それより近い距離ではピントが合わず、視野FOVも狭すぎて被写体を捉えることができません。レンズは、最悪の場合ではなく、普段使用する撮影距離に合わせて選びましょう。撮影距離が変化する場合は、バリフォーカルレンズを使用してください。
• 光学ズームとデジタルズームを混同する。 12倍光学ズームは、対象物の画素密度を実際に向上させます。一方、12倍デジタルズームは、ソフトウェアで画素数を増やすだけで、レンズが捉えきれなかったディテールを再現することはできません。識別には、常に光学的なズーム範囲が必要です。
• 低照度環境での撮影では、F値を無視する。 5ルクスの環境下では、4mm f/2.4レンズの明るさは4mm f/1.6レンズの約半分です。これは、使用可能なカラー画像が得られるか、ノイズの多い白黒のIR画像しか得られないかの違いになることがよくあります。最低照度仕様は、カメラ単体ではなく、レンズとカメラの組み合わせで必ず確認してください。
• レンズマウントとセンサーフォーマットの不一致。 1/3インチセンサー用に設計されたレンズを1/2インチセンサーで使用すると、周辺光量落ちがひどくなります。レンズのイメージサークル仕様は、必ずセンサーサイズ以上と一致させてください。1/2インチ以下のセンサーではM12マウントが主流ですが、1/2インチ以上のセンサーではCSマウントが主流です。
• 広角レンズのガラス品質を過剰に指定すること。 2.8mmの広角レンズは既に画素が細かく分散しているため、高級レンズを使っても遠距離での実用解像度はほとんど向上しません。予算は、MTFが実際に証拠となる距離に直結する、より遠距離向けのレンズに回しましょう。
• 望遠レンズにおける傾斜による遠近効果を忘れてしまう。 25mmレンズを急角度で下向きに構えると、被写界深度が劇的に圧縮されます。画面手前の人物は歪んで見え、奥の人物は正しい形をしていますが小さく写ります。望遠レンズは浅い傾斜角が適しており、深い傾斜角は短い焦点距離が適しています。

規格および準拠に関する参考文献

• EN 62676-4:2015 — ビデオ監視に関する適用ガイドライン。上記のレンズ推奨事項は、規格の25/63/125/250 PPMの閾値に合わせて調整されています。 EN 62676-4計算機 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — 2025年のアップデートでは、廊下モードのピクセル密度とAI分析のサブティアが導入されます。これは、廊下やマシンビジョン展開用のレンズを選択する際に重要となります。
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — 熱センサーにおけるターゲット照射サイクル数指標。DORI DORI適用されない長距離熱画像撮影におけるレンズ選定の指針となる。 ジョンソン基準計算ツール →
• NDAA Section 889 — 米国による指定メーカーへの調達制限。カメラとレンズが一体となった製品が販売される場合に適用される。 NDAA準拠に関する参考資料 →
• ISO 12233 — 解像度および空間周波数応答の測定方法。レンズのデータシートに記載されているMTF測定値の基礎となる情報。

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