Ferramenta de Seleção de Lentes

Como a distância focal, o sensor e DORI interagem

A distância focal é a distância, em milímetros, entre o centro ótico da objetiva e o sensor de imagem quando a objetiva está focada no infinito. Distâncias focais mais curtas captam ângulos mais amplos; distâncias focais mais longas captam ângulos mais estreitos com maior ampliação aparente. A mesma objetiva comporta-se de forma diferente em sensores de tamanhos diferentes — uma objetiva de 4 mm num sensor de 1/3" oferece um campo de visão horizontal HFOV ) de 65°, enquanto a mesma objetiva de 4 mm num sensor de 2/3" oferece um HFOV de 95°. A seleção da objetiva sem a seleção do sensor é irrelevante.

Para a prática de instalação, os quatro limites DORI EN 62676-4 correspondem facilmente às recomendações de distância focal, uma vez que a distância e o sensor estão definidos. Numa câmara de 1/2,8" e 4 MP (a configuração CCTV mais comum em 2026), as regras práticas são: 2,8 mm para cobertura de nível Detect em áreas até 5 m, 4 mm para cobertura de nível Observe de 5 a 10 m, 6 mm para cobertura de nível Recognize de 10 a 15 m, 8 mm para Recognize de 15 a 20 m ou Identify de 8 a 10 m, 12 mm para Identify de 12 a 18 m e 16 a 25 mm para Identify para além dos 20 m.

As lentes fixas limitam-no a uma única distância focal; as lentes varifocais (por exemplo, 2,8–12 mm) permitem ajustes no local após a instalação da câmara. As lentes fixas são geralmente 30 a 50% mais baratas, ligeiramente mais nítidas na abertura máxima e têm menos peças móveis sujeitas a falhas. As lentes varifocais são a escolha certa quando (a) a distância de instalação é incerta, (b) o cliente pode reorganizar móveis ou prateleiras, ou (c) está a implementar um único SKU em vários locais e pretende padronizar o stock. As lentes varifocais motorizadas — por vezes chamadas de "foco automático" ou "zoom remoto" — acrescentam a capacidade de ajuste pelo VMS sem necessidade de regressar ao local, o que se paga com a poupança de uma visita técnica.

As lentes olho de peixe (1,0–1,8 mm, geralmente com montagem M12) conseguem uma cobertura hemisférica de 180–360° distorcendo deliberadamente a imagem. A densidade de pixéis nas extremidades é drasticamente menor do que no centro, pelo que o alcance DORI efetivo de uma fish-eye é muito menor do que a sua cobertura angular sugere. Utilize fish-eye para a perceção situacional — saber se está alguém algures na sala — e combine-as com uma câmara teleobjetiva separada para qualquer tarefa de identificação. As lentes retilíneas padrão (2,8 mm ou mais nos sensores convencionais) preservam linhas retas e densidade de pixéis uniforme, que é o que todo o cálculo DORI pressupõe.

A qualidade da lente é crucial em condições extremas. A curva MTF (função de transferência de modulação) padrão, presente nas fichas técnicas das lentes, mostra quanto contraste a lente preserva em frequências espaciais crescentes — uma MTF mais elevada a altas frequências significa detalhes mais nítidos. Os elementos de vidro superam os de plástico em termos de MTF, estabilidade térmica e nitidez a longo prazo, mas custam três a cinco vezes mais. Para objetivas grande-angulares de 2,8 a 4 mm, onde a densidade de pixéis já é baixa, uma objetiva de plástico mais acessível é suficiente. Para objetivas de 12 mm ou mais, em que cada linha da MTF se traduz num alcance crítico para provas, o vidro de alta qualidade com elementos de baixa dispersão (LD) paga-se rapidamente.

A abertura (ou número f) — representada por f/1.6, f/2.0, etc. — é a relação entre a distância focal e o diâmetro da pupila de entrada, determinando a quantidade de luz que atinge o sensor. Números f mais pequenos captam mais luz. Uma objetiva f/1.4 é duas vezes mais brilhante que f/2.0 e quatro vezes mais brilhante que f/2.8. Para instalações com pouca luz (estacionamentos à noite, armazéns interiores com iluminação deficiente), cada ponto de abertura é importante: uma objetiva f/1.6 fornecerá uma imagem utilizável onde uma objetiva f/2.4 fica abaixo da classificação mínima de lux da câmara. A contrapartida é a profundidade de campo e a nitidez das arestas — as aberturas maiores focam uma gama de distâncias mais estreita e exibem mais aberração cromática. Para identificação a longa distância, acima de 20 m em boas condições de luz, f/2.0–f/2.4 é o ideal. Para instalações em dome com pouca luz, entre 5 e 10 m, priorize f/1.4–f/1.6.

Como utilizar este seletor de lentes

1. Defina a altura de montagem. Utilize a altura real de instalação da câmara acima do plano alvo. Para câmaras interiores montadas no teto, o plano alvo é geralmente o chão; para câmaras exteriores montadas em postes, está normalmente a 1,5 m do solo (altura da cabeça). 3 m é a altura modal de instalação em ambientes interiores, enquanto 4 a 6 m é típico para montagens em postes em ambientes exteriores.
2. Defina a distância pretendida. Esta é a distância horizontal desde a parte inferior da câmara até ao alvo. A calculadora combina a altura de montagem e a distância horizontal numa faixa inclinada, que é o que a objetiva tem realmente de resolver.
3. Leia as lentes recomendadas. O painel verde mostra a distância focal que atinge um nível de densidade de pixéis equilibrado numa câmara típica de 4 MP de 1/2,8". Utilize-o como ponto de partida para minutas de propostas e respostas a concursos.
4. Compare com a tabela completa. A tabela de comparação de lentes mostra todas as distâncias focais comuns com o seu alcance de cobertura e FOV esperados. Utilize-a para avaliar alternativas — por exemplo, se o seu pedido exigir cobertura de nível Identificação à mesma distância, escolha uma lente duas posições acima da recomendada.

Exemplo prático: reconhecimento facial à entrada de uma loja.

Uma loja de rua com uma porta automática de 1,8 m de largura pretende que o rosto de cada cliente seja capturado no limiar de identificação EN 62676-4 (250 PPM) para efeitos de prevenção de perdas. A solução escolhida foi instalar a câmara no teto rebaixado existente, a 3 m do chão, com a câmara posicionada horizontalmente a 4 m da entrada, de modo a que os clientes caminhem na sua direção ao entrar.

A distância oblíqua da câmara ao plano do rosto a 1,6 m de altura — assumindo que o rosto está 1,4 m abaixo da câmara — é √(4² + 1,4²) = 4,24 m. Introduzindo estes valores no seletor de objetivas com uma altura de montagem de 3 m e uma distância do alvo de 4 m, a objetiva recomendada é de 2,8 mm. Mas esta recomendação está calibrada para uma cobertura geral equilibrada; para a densidade de pixéis com qualidade de identificação num rosto, precisamos de verificar com cálculos DORI explícitos.

Num sensor de 4 MP de 1/2,8" (2560 pixéis horizontais, largura do sensor de 5,4 mm), uma objetiva de 2,8 mm proporciona um campo de visão horizontal HFOV de aproximadamente 88°, uma largura da cena entre 4,24 m e 8,2 m e uma densidade de pixéis de cerca de 312 PPM — muito acima do limite mínimo de 250 PPM exigido pela Identify. A cobertura horizontal de 8,2 m é muito maior do que a largura da porta de 1,8 m, pelo que uma única câmara cobre a entrada com margem para captar os clientes que se aproximam de ambos os lados.

O integrador escolheu uma lente varifocal motorizada de 2,8 a 12 mm como modelo de produto para a proposta porque (a) a cadeia tem 80 lojas com larguras de porta e alturas de teto variáveis e (b) qualquer alteração futura no layout da loja pode ser reconfigurada remotamente pelo sistema de gestão de vídeo (VMS) sem necessidade de enviar um técnico. O custo total adicional em relação a um modelo fixo de 2,8 mm é de cerca de 35%, mas a poupança com a redução das deslocações técnicas justifica-se pela eliminação de uma visita técnica por câmara ao longo da sua vida útil de 5 anos.

Erros comuns na seleção de lentes

• Escolher uma objetiva para a distância máxima em vez da distância de trabalho. Uma objetiva de 25 mm cobre 50 m na perfeição, mas é inútil a 5 m — qualquer distância inferior fica desfocada e o FOV é demasiado estreito para captar o motivo. Escolha sempre a objetiva para a distância de trabalho típica, e não para a pior situação. Se a distância de trabalho variar, utilize uma lente varifocal.
• Confundir zoom ótico com zoom digital. Um zoom ótico de 12x aumenta realmente a densidade de pixéis no alvo. Um zoom digital de 12x apenas amplia menos pixéis por software — não consegue criar detalhes que a objetiva não captou. Os requisitos de identificação exigem sempre alcance óptico.
• Ignorar a abertura do diafragma em instalações com pouca luz. Uma objetiva de 4 mm f/2.4 a 5 lux tem cerca de metade do brilho de uma objetiva de 4 mm f/1.6 — isto significa normalmente a diferença entre uma imagem a cores utilizável e uma imagem granulada a preto e branco captada apenas por IR . Verifique sempre as especificações de iluminação mínima do conjunto lente-câmara, e não apenas da câmara.
• Incompatibilidade entre a montagem da objetiva e o formato do sensor. Uma objetiva concebida para um sensor de 1/3" apresentará vinhetas acentuadas quando utilizada com um sensor de 1/2". Verifique sempre se a especificação do círculo de imagem da objetiva corresponde ao tamanho do sensor ou é maior. As montagens M12 predominam até 1/2"; a montagem CS predomina nos sensores de 1/2" e superiores.
• Exagerar na especificação da qualidade do vidro em lentes grande-angulares. Uma objetiva grande angular de 2,8 mm já espalha os pixéis de forma fina — as objetivas de alta qualidade praticamente não melhoram a resolução utilizável à distância. Guarde o orçamento para objetivas de longo alcance, onde a MTF (Função de Transferência de Modulação) se traduz realmente num alcance útil para fins de prova.
• Esqueça o encurtamento por inclinação em objetivas longas. Uma objetiva de 25 mm apontada demasiado para baixo comprime drasticamente a profundidade de campo. As pessoas próximas da borda do quadro parecem distorcidas; as pessoas na borda oposta parecem ter a forma correta, mas minúsculas. As lentes teleobjectivas exigem ângulos de inclinação rasos; inclinações acentuadas exigem distâncias focais mais curtas.

Referências a normas e conformidade

• EN 62676-4:2015 — Orientações de aplicação para videovigilância. As recomendações de lentes acima referidas são calibradas de acordo com os limites padrão de 25/63/125/250 PPM. Calculadora EN 62676-4 →
• IEC 62676-4:2025 (OODPCVS) — A atualização de 2025 introduz a densidade de pixéis do modo corredor e os subníveis de análise AI ; relevante na escolha de lentes para implementações em corredores e de visão por computador.
• NATO STANAG 4347 / Johnson Criteria — Métrica de ciclos no alvo para sensores térmicos. Orienta a seleção de lentes para imagens térmicas de longo alcance onde DORI não se aplica. Calculadora dos Critérios de Johnson →
• NDAA Section 889 — Restrição de compras nos EUA para fabricantes listados; aplica-se a conjuntos de câmaras e objetivas vendidos como uma unidade. Referência de conformidade com NDAA →
• ISO 12233 — Metodologia de medição de resolução e resposta em frequência espacial. A base para as medições de MTF citadas nas fichas técnicas das lentes.

Continue lendo