화각(FOV)이란?
화각을 이해하는 것은 CCTV 설계의 기본입니다. FOV가 커버리지, 렌즈 선택 및 시스템 전체 효과에 어떻게 영향을 미치는지 알아보세요.
화각(FOV)이란?
시야각(Field of View, FOV 은 카메라가 볼 수 있는 각도 범위를 나타냅니다. 도 단위로 측정되는 FOV는 렌즈의 광각, 표준 또는 망원 여부를 결정합니다. 1/3인치 센서에 2.8mm 렌즈를 사용하면 수평 FOV 약 110°가 되지만, 동일한 센서에 50mm 렌즈를 사용하면 FOV 약 5.7°에 불과합니다.
핵심 요점:
- 핵심 정보:: 더 넓은 영역을 보여주지만 세부적인 내용은 떨어집니다.
- 더 많은 영역을 보여주지만 디테일은 감소: 더 작은 영역을 보여주지만 더 자세한 내용을 보여줍니다 (줌 효과).
- 더 적은 영역을 보여주지만 더 높은 디테일 (줌 효과): 초점 거리, 센서 크기 및 거리
화각의 작동 원리
FOV 삼각법을 이용하여 계산됩니다. 카메라 렌즈로 들어오는 빛은 원뿔 모양을 형성합니다. 이 원뿔의 꼭짓점에서의 각도가 시야각입니다. 렌즈의 광각이 클수록 원뿔도 넓어지고, 렌즈의 광각이 작을수록 원뿔도 좁아집니다.
방에 서 있는 사람을 상상해 보세요: 눈을 앞으로 향하고 정면만 보면 FOV가 좁습니다. 머리를 돌리고 주변시를 사용하면 FOV가 넓어집니다. 카메라 렌즈도 같은 방식으로 작동합니다.
초점 거리 설명
초점 거리는 렌즈의 광학 중심에서 카메라 센서까지의 거리(밀리미터)입니다. 초점 거리가 짧을수록(2.8mm, 3.6mm) 시야각이 넓어지고, 초점 거리가 길수록(25mm, 50mm) 시야각이 좁아져 확대된 이미지를 얻을 수 있습니다.
| 초점 거리 | FOV 카테고리 | 일반적 용도 |
|---|---|---|
| 2.8-3.6mm | 광각 90도 이상 | 넓은 영역 커버리지, 소매점 |
| 4-8mm | 표준 45-90도 | 일반 커버리지 |
| 12-25mm | 망원 15-45도 | 장거리, 식별 |
| 35-50mm | 초망원 렌즈, 15도 미만 | 극한 줌, 차량번호판 |
센서 크기가 FOV에 미치는 영향
센서 크기는 시야각에 상당한 영향을 미칩니다. 1/2인치 센서(폭 6.4mm)에 2.8mm 렌즈를 사용하면 1/3인치 센서(폭 4.8mm)에 동일한 렌즈 FOV 사용했을 때보다 더 넓은 시야각을 얻을 수 있습니다. 센서 크기가 클수록 동일한 초점 거리에서 더 넓은 화각을 촬영할 수 있습니다.
그래서 더 작은 센서(1/3")가 보안 카메라에 일반적으로 사용됩니다 -- 짧고 저렴한 렌즈로 넓은 커버리지가 가능합니다. 더 큰 센서(2/3", 1")는 피사계 심도나 저조도 성능이 중요할 때 사용됩니다.
실제 FOV 예시
예시 1: 소매점 입구
10피트 거리에서 20피트 너비의 매장 입구를 촬영하려면 약 110°의 FOV 필요합니다. 1/3인치 센서와 2.8mm 렌즈를 사용하면 정확히 이 시야각을 확보할 수 있습니다. 이를 통해 매장에 들어오는 고객의 얼굴을 인식할 수 있습니다.
예시 2: 주차장 외곽선
기둥 위에서 주차장을 감시하려면 30미터(100피트) 이상을 볼 수 있어야 합니다. 1/3인치 센서에 25mm 망원 렌즈를 사용하면 약 15°의 시야각 FOV 확보하여 차량 번호판을 자세하게 촬영할 수 있습니다.
예시 3: 창고 코너
창고 구석을 천장 높이에서 모니터링할 때, 1/3인치 센서에 장착된 3.6mm 렌즈는 약 90°의 FOV 제공하여 통로를 모두 커버하고 사각지대를 방지합니다.
FOV 계산 방법
FOV 는 삼각법을 사용하여 계산됩니다.
FOV = 2 × arctan(sensor_width / (2 × focal_length)) × (180 / π)
센서_너비는 mm 단위, 초점거리는 mm 단위
예를 들어, 1/3" 센서(너비 4.8mm)와 3.6mm 렌즈:
FOV = 2 × arctan(4.8 / (2 × 3.6)) × (180 / π) = 73°
센서_너비는 mm 단위, 초점거리는 mm 단위예를 들어, 1/3" 센서(너비 4.8mm)와 3.6mm 렌즈:FOV = 2 x arctan(4.8 / (2 x 3.6)) x (180 / pi) = 73도