돔 CCTV 카메라의 화각과 기술 사양

돔 카메라 광학: 하우징, 버블, IR 컷

모든 돔 카메라는 다섯 요소의 촬상 스택입니다. 돔 버블, IR 컷 필터, 렌즈 조립체, 이미지 센서, IR LED 링입니다. 버블은 돔 형태에만 있는 유일한 요소이며, 잘못 지정하거나 관리하면 FOV 저하의 가장 큰 원인입니다. 표준 버블은 두께 2-3 mm의 아크릴(PMMA) 또는 폴리카보네이트(PC)입니다. 아크릴은 더 나은 광학적 선명도(빛 투과율 약 92%)와 긁힘 저항을 제공하고, 폴리카보네이트는 투과율 몇 퍼센트를 내주는 대신 훨씬 높은 내충격성을 얻으며 IK10 내파손 돔에서는 필수입니다.

투명 버블과 색이 들어간(스모크) 버블. 투명 버블은 빛과 IR 투과를 모두 유지하여 최고의 저조도·야간 시야 성능을 냅니다. 흔히 "스모크"나 "블랙 버블" 돔이라 부르는 색 버블은 조준 방향을 시각적으로 숨기지만 가시광을 30-50%, IR을 10-20% 차단합니다. 색 버블은 카메라의 유효 IR 도달 거리를 30 m에서 18-20 m로 떨어뜨릴 수 있습니다. 은밀한 조준 방향이 야간 성능보다 가치 있는 곳(고급 소매점, 호텔 로비)에만 쓰고, 외곽이나 저조도 장면에는 절대 쓰지 마십시오.

모서리 왜곡. 버블은 구면의 일부입니다. 카메라가 버블 가장자리 쪽으로 기울면 시선이 아크릴을 비스듬히 통과하며 빛의 경로를 굴절시키고, 프레임 모서리에서 1-3%의 배럴 왜곡과 약간의 색수차를 일으킵니다. 완만한 기울기(수직에서 30° 미만)에서는 보이지 않지만 60°를 넘는 기울기에서는 뚜렷해지며, 이미지 가장자리가 유효 해상도의 5-8%를 잃을 수 있습니다. 렌즈 제조사는 대부분을 연산 프로파일로 보정하지만, 광각 제품에서는 그 영향이 실재합니다.

IR 반사와 더러운 돔 문제. IR LED 링은 버블 안쪽, 렌즈 경통 바로 바깥에 있습니다. 버블 표면에 먼지, 지문, 긁힘이 쌓이면 IR 빛이 그 결함에서 반사되어 렌즈로 돌아와 야간 영상 중앙에 빛나는 흰 점이 생깁니다. 이것은 돔 설치에서 "밤에 안 보인다"는 불만의 가장 흔한 원인입니다. 버블을 마이크로파이버 천으로 닦으면 성능이 회복되고, 깊이 긁힌 버블은 교체해야 합니다. 상급 돔(Axis Q35, Hikvision DarkFighter, Dahua Lite AI)은 이 내부 반사를 막기 위해 렌즈 경통과 버블 사이에 폼 차광 개스킷을 씁니다. 사양서에서 "IR 배플"이나 "광 차단"을 확인하십시오.

내파손 하우징과 일반 하우징. 내파손이 아닌 실내 돔은 보통 1.5-2 mm 아크릴과 플라스틱 베이스 링(IK04-IK06)을 씁니다. 내파손 돔은 3-4 mm 폴리카보네이트, 다이캐스트 알루미늄 베이스, 변조 방지 나사를 쓰며 IK10(50 J 충격)으로 시험됩니다. 내파손 하우징은 무게가 600-1200 g으로 실내용 200-400 g과 비교되며, 700 g을 넘으면 뒷면 보강이 필요한 천장 패널 설치에서 중요합니다.

초점 거리별 돔 FOV: 2.8 / 4 / 6 / 8 / 12 mm 표

돔의 수평 시야각은 초점 거리와 센서 대각선의 두 값에 달려 있습니다. 공식은 HFOV = 2 · arctan(센서_너비 / (2 · 초점_거리))입니다. 아래 표는 세 가지 최신 센서 크기에서 가장 흔한 다섯 초점 거리의 수평·수직 FOV를 보여 줍니다. 수치는 가장 가까운 도로 반올림한 일반적인 제조사 사양이며, 개별 제품은 ±2° 차이가 납니다.

같은 초점 거리에서 1/3" 센서에서 1/2" 센서로 바꾸면 HFOV가 대략 25% 넓어짐에 주목하십시오. 1/1.8" 센서의 상급 돔이, 둘 다 2.8 mm 렌즈로 표기해도 저가 1/3" 제품보다 눈에 띄게 넓은 각도를 내세우는 이유가 이것입니다. 제품별 정확한 수치는 FOV 계산기나 렌즈 선택기에 값을 넣어 계산하십시오.

고정 돔, 가변초점 돔, 전동 PTZ 돔

돔 카메라는 FOV 제어 방식과 가격대가 서로 다른 세 가지 광학 계열로 나뉩니다.

고정 렌즈 돔(60-180유로). 초점 거리가 공장에서 렌즈 조립체에 고정되어 있습니다. 대표적인 고정 길이는 2.8 mm와 4 mm입니다. 장점: 최저 비용, 가장 작은 하우징, 가장 낮은 소비 전력(3-5 W), 가격 대비 최고의 광학 선명도. 단점: 현장 조정이 없어 장면이 바뀌면 카메라를 교체합니다. 한 장면이 한 제품에 해당하는 반복 가능한 배치에 고정 돔을 쓰십시오. 호텔 복도, 교실 동, 폭이 같은 매장 통로 등입니다.

전동 가변초점 돔(150-450유로). 렌즈에 전동 줌과 초점이 있으며 보통 2.8-12 mm입니다. 설치자나 운영자가 카메라 웹 UI에서 초점 거리를 원격으로 설정합니다. 장점: 한 제품이 25 m² 방부터 80 m 복도까지 모든 장면을 덮고, 다시 조준하려고 사다리로 재방문할 일이 없으며, 움직임에 대한 오토포커스를 지원합니다. 단점: 비용이 30-50% 높고, 하우징이 약간 크며, 기계식 줌 기구는 5-7년 뒤 고장 날 수 있습니다. 본격적인 설치의 기본 선택이며, 설계 단계에서 장면이 아직 확정되지 않았다면 유일하게 합리적인 선택입니다.

PTZ 돔(800-3000유로 이상). 팬틸트줌 돔은 가변초점 렌즈(보통 4.8-120 mm 또는 더 큰 줌비)에 전동 팬(360° 연속)과 틸트(90-180°)를 결합합니다. 회전하는 광학 블록을 비켜 가도록 버블이 더 큽니다(지름 140-260 mm). 장점: 카메라 한 대가 원래 고정 카메라 6-12대가 필요할 범위를 덮고, 프리셋과 투어로 여러 구역의 예약된 커버리지가 가능하며, 광학 줌이 50-200 m에서 식별 수준의 세부를 제공합니다. 단점: 한 순간에는 한 구역만 덮으며, PTZ는 같은 구역의 고정 커버리지를 대체하지 못하고 추가일 뿐입니다. 전체 돔, 불릿, PTZ 비교를 참고하십시오.

센서 크기(1/2.8", 1/2.5", 1/1.8")와 FOV에 미치는 영향

센서 크기는 주어진 초점 거리에서 시야를 결정하는 두 번째 변수입니다. 명칭 규칙(1/3", 1/2.8", 1/2.7", 1/2.5", 1/2", 1/1.8")은 비디콘 관에서 이어진 유산이며 센서의 물리적 대각선의 인치 값과 같지 않습니다. 실제 대각선 치수는 다음과 같습니다.

센서가 클수록 같은 초점 거리에서 FOV가 넓습니다. 1/3" 센서의 2.8 mm 렌즈는 HFOV가 약 96°이고, 1/1.8" 센서에서는 같은 초점 거리로 약 126°입니다. 큰 센서는 포토사이트도 더 커서(보통 1.4 µm 대비 2.4 µm), 픽셀당 더 많은 빛을 모으고 저조도 감도가 1-2 EV 더 좋습니다. 그래서 1/1.8"의 4MP 돔은 명목 해상도가 낮아도 어두운 장면에서 1/2.8"의 8MP 돔을 능가합니다.

사양서는 센서 크기를 첫 줄에 적습니다. 돔이 센서 크기 없이 "4MP"로만 표기되어 있다면 1/3", 즉 보급형으로 가정하십시오. 프리미엄 4MP 돔은 항상 1/1.8"나 1/2"입니다.

해상도 등급: 2 MP, 4 MP, 5 MP, 8 MP, 미터당 픽셀 밀도

미터당 픽셀 밀도(PPM)는 감시에서 유일하게 유용한 해상도 지표입니다. 주어진 거리에서 장면의 1미터를 몇 개의 수평 픽셀이 덮는지를 나타냅니다. EN 62676-4는 기준을 정합니다. 탐지는 25 PPM, 관찰은 62 PPM, 인식은 125 PPM, 식별은 250 PPM입니다. 아래 표는 HFOV 108°(1/2.7" 센서)의 2.8 mm 돔에 대해 네 해상도 등급에서 5 m, 10 m, 20 m의 PPM을 보여 줍니다.

표 읽는 법: 2.8 mm의 4MP 돔은 인식 수준의 세부(125+ PPM)를 약 7.5 m까지만 제공합니다. 그 너머는 관찰 수준의 영상이며 얼굴을 식별할 수 없습니다. 식별 거리를 늘리려면 해상도를 높이거나(8MP로 이동) 렌즈를 좁히십시오(4 mm 또는 6 mm 돔으로 교체). 이 상충 관계의 심층 해설은 메가픽셀과 거리를 읽어 보십시오.

대표적인 돔 제품의 DORI 거리

제조사가 공개하는 DORI(Detection, Observation, Recognition, Identification) 거리는 EN 62676-4의 픽셀 밀도 정의를 따릅니다. 아래는 주요 제조사 세 곳의 공식 DORI 수치이며, 각각 대표적인 4MP 돔 제품입니다.

이 수치는 절대적인 약속이 아니라 설계의 기준점으로 쓰십시오. 실제 DORI는 조도, 대비, 움직임 번짐, 코덱 압축에 따라 달라집니다. 귀하의 제품과 장면 조합에 대해서는 DORI 계산기가 어떤 렌즈-해상도 조합이든 네 가지 거리를 출력하며, DORI 심층 해설이 기준이 어떻게 도출되었는지 설명합니다.

IK10 내파손 등급, IP66/IP67, 동작 온도

환경 등급은 돔이 설치 장소에서 버티는지를 결정합니다. 읽어야 할 표준은 IK(충격), IP(먼지/물), 동작 온도의 세 가지입니다.

IK 등급(IEC 62262)은 충격 에너지를 줄 단위로 측정합니다. IK08 = 5 J(30 cm에서 1.7 kg), IK10 = 표준 20 J 또는 강화 50 J(40 cm에서 5 kg, 강한 야구 방망이 타격에 해당)입니다. IK10은 다음에 지정하십시오. 학교, 교도소, 대중교통, 경기장, 1층 외부, 바닥에 선 사람의 손이 닿는 모든 곳. 실내 사무실과 3.5 m를 넘는 천장은 IK08 또는 등급 없는 실내 하우징을 써도 됩니다.

IP 등급(IEC 60529)은 두 자리 숫자이며 첫째는 고체, 둘째는 액체입니다. IP66 = 방진 + 강한 분사수(12.5 mm 노즐, 100 kPa, 거리 3 m, 유해한 유입 없음). IP67 = 방진 + 깊이 1 m에서 30분간 일시적 침수. IP66은 들이치는 비와 물세척을 포함한 옥외 시나리오의 95%에 충분합니다. IP67은 고인 물이나 침수가 가능한 곳(지하 입구, 도크 벽, 식품 가공)에만 필요합니다. IP68(연속 침수)은 드물며 수영장이나 해양 용도 밖에서는 불필요합니다.

동작 온도. 표준 돔은 -10°C에서 +50°C에서 동작합니다. 한랭 환경용 돔(-40°C에서 +60°C)은 작동 시 4-8 W를 소비하는 내장 히터를 포함하며 PoE+(30 W) 또는 보조 12 VDC가 필요합니다. 북유럽, 캐나다, 알프스 지역의 설치에는 -40°C 모델을 지정하십시오. 표준 돔의 버블은 -25°C에서 금이 갈 수 있고, LCD 셔터식 IR 컷 필터는 -15°C 아래에서 안정적으로 전환되지 않습니다.

종합 옥외 사양. 공공 장소의 옥외 돔에 안전한 기본은 IP66 + IK10 + -30°C에서 +60°C + PoE 802.3af(히터 장착 시 PoE+)입니다. 세 가지를 모두 데이터시트에서 확인하십시오. 제조사가 셋 중 둘만 충족하고 셋째는 조용히 빼는 경우가 있습니다.

천장, 벽, 펜던트 설치 높이

설치 높이는 덮는 면적과 대상 평면의 픽셀 밀도를 모두 바꿉니다. 이 기준 높이를 설계의 출발점으로 쓰십시오.

실내, 천장, 매립형 돔. 2.4-3.0 m. 2.4 m 미만에서는 실내라도 돔이 파손 위험에 노출되고, 3.0 m를 넘으면 2.8 mm 돔은 FOV 가장자리에서 식별 거리를 넘습니다. 출입구 얼굴 촬영에는 돔을 2.7 m, 문에서 안쪽으로 0.5-1.5 m, 아래로 10° 기울여 설정하십시오.

실내, 벽 설치, 브래킷 돔. 3.0-4.0 m, 15-25° 아래로 기울임. 천장 설치가 현실적이지 않을 때(천장 속에 접근할 수 없는 시스템 천장, 덕트가 가로막음) 또는 360° 내려다보기 대신 방향성 있는 시야를 원할 때는 벽 설치가 맞는 선택입니다. 3.5 m 높이에 4 mm 렌즈, 20° 기울기의 벽 돔은 폭 6 m × 길이 12 m 구역을 인식 수준의 세부로 덮습니다.

옥외, 벽 설치, 처마 또는 파시아. 3.5-4.5 m. 버블을 직접 내리는 비와 햇빛으로부터 보호하도록 처마 돌출부 아래에 설치하면 눈부심이 줄고 버블 수명이 늘어납니다. 일반적인 진입로나 마당 시야에는 20-30° 아래로 기울이십시오.

옥외, 펜던트 설치, 폴 또는 빔. 4-8 m, 주차장과 앞마당에는 6 m가 최적입니다. 8 m를 넘으면 4MP 센서로도 지면에서 2.8 mm 돔은 125 PPM(인식) 아래로 떨어집니다. 6 mm 또는 8 mm 렌즈로 바꿔 더 좁은 FOV를 받아들이거나 8MP 센서로 올리십시오. 매우 높은 폴 설치(10-12 m)에서는 펜던트 PTZ 돔이 고정 돔 네다섯 대보다 비용 효율이 높습니다.

기울기 범위. 모든 돔에는 최대 기울기가 있으며 보통 수평에서 75-80°입니다. 이 때문에 장치 바로 아래에 10-15°의 사각 원뿔이 생깁니다. 3 m 높이의 돔은 바닥에 지름 0.8-1.0 m의 사각 원이 있고, 6 m에서는 사각 원이 1.6-2.0 m로 커집니다. 인접 카메라가 이 구역을 서로 교차해 덮도록 계획하십시오. CCTV 사각지대를 참고하십시오.

흔한 돔 FOV 실수

다섯 가지 실수가 성능이 부족한 돔 설치의 대부분을 설명합니다. 각각 설계 시점에는 고칠 수 있고 설치 후에는 고치는 데 비용이 많이 듭니다.

돔 규모 산정법: 실제 계산 예

시나리오: 폭 8 m × 길이 12 m, 천장 높이 3.0 m의 매장. 고객은 모든 방문자에 대한 인식 수준의 영상을 원하며 뒤쪽 모서리에서는 관찰 수준도 받아들입니다. 예산은 돔 한 대입니다.

1단계: 설치 위치 선택. 돔을 중앙에, 정문에서 4 m, 각 측벽에서 4 m 떨어진 곳에 설치합니다. 돔은 3.0 m 높이에서 버블에서 360° 시야로 바로 아래를 향합니다(돔 고유의 원형 FOV를 사용합니다).

2단계: 필요한 FOV 계산. 돔에서 방의 먼 모서리까지의 대각선 거리는 √((8/2)² + (12-4)²) ≈ √(16 + 64) ≈ 8.9 m입니다. 3 m 높이에서 아래를 향한 돔으로 이를 덮으려면 바닥에 투영되는 반경이 최소 8.9 m가 될 만큼 넓은 HFOV가 필요합니다. HFOV ≈ 2 · arctan(8.9 / 3.0) ≈ 144°로, 표준 돔에는 너무 넓습니다. 돔의 위치를 바꾸거나(뒷벽으로 옮겨 앞쪽으로 기울임), 2.8 mm 돔이 인식 수준으로는 앞쪽 8-10 m만 덮는다는 점을 받아들이십시오.

3단계: 렌즈 선택. 1/2.7" 센서에 2.8 mm 렌즈를 쓴 4MP 돔은 약 108° HFOV를 제공합니다. 3 m 높이에서는 바닥에서 반경 3 · tan(54°) ≈ 4.1 m, 즉 지름 8.2 m의 원을 덮습니다. 방 앞쪽 4 m × 8 m는 잘 덮이고, 뒤쪽 4 m × 8 m는 인식 반경 바로 바깥에 있습니다. 지상 거리 5 m에서 PPM은 186(인식 이상)이고, 8 m에서는 116(인식 바로 아래)입니다.

4단계: 고객 요구사항과 대조. 고객은 모든 방문자의 인식을 원했습니다. 돔 한 대 방안은 인식을 7.5 m까지만 제공합니다. 요구를 충족하려면 방 뒤쪽에 두 번째 돔을 추가하거나(대칭 배치, 뒷벽에서 4 m), 초점 거리 4 mm의 4MP 가변초점 돔으로 바꿔 돔을 입구를 마주보는 뒷벽으로 옮기십시오. 이러면 길이 12 m 전체에 걸쳐 HFOV 84°와 200+ PPM이 나옵니다.

5단계: 계산 재현. 평면도, 돔 위치, 렌즈 선택을 FOV 계산기에 넣어 2D 평면에서 커버리지를 시각화하고, 거리별 PPM은 DORI 계산기로 교차 확인하며, 정확한 제품은 카메라 카탈로그에서 고르십시오. FOV 계산의 배경은 시야각 설명을 참고하고, 낯선 용어는 용어집에서 찾아보십시오.