CCTVカメラ入門講座<コラム<CCTVレンズ専門店:秋葉原ユニエル電子(Home)
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 ■CCTVカメラ入門講座
防犯カメラ・監視カメラ・検査カメラの基礎知識の入門講座です。検査・FA用で接写・マクロ撮影を主体とする場合は、[■マクロ撮影入門講座]も合わせて
ご覧下さい。

 0.目次  
 1.カラーカメラと白黒カメラ(照度の目安)
 2.レンズ選びの目安(焦点距離)
 3.レンズ選びの目安(イメージサイズ=CCDの大きさ)
 4.C/CSマウントについて
 5.自動絞り機構 (オートアイリス:D.D.タイプ/D.V.タイプ)
 6.用語解説
 7.各種マウントの話 (雑記)

 1.カラーカメラと白黒カメラ   
 一般にカラーカメラよりも白黒カメラの方が高感度です。このため夜間の監視には白黒カメラが
お薦めです。カラーカメラも補助光(常夜灯・センサーライト)併用でや夜間の撮影も可能です。
 
  [一般的カメラ感度]
       ・カラーカメラ:5ルックス以上必要
       ・白黒カメラ :0.1ルックス以上必要
  [ 照度の目安 ]  
         晴天の日陰:10,000ルックス
   コンビニ・一般事務所内:500ルックス
          満月の夜:0.1ルックス
      月のない星明かり:0.001 ルックス

 
 ※ 高感度白黒カメラと言えども真っ暗では映りません。外灯・門灯など補助光でより鮮明に撮影することが出来ます。
  [赤外線投光器は白黒カメラ専用]です。カラーカメラには通常赤外線カットフィルタが付いていて使用できません。
※※ 昼はカラー、夜は白黒撮影の[デイナイト(昼夜兼用)カメラ]もございます。 

 2.レンズ選びの目安(焦点距離)  

撮像素子
サイズ
イメージサイズ()mm
横幅 高さ 対角
2/3"型 8.8 6.6 11
1/2"型 6.4 4.8 8
1/3"型 4.8 3.6 6
1/4"型 3.6 2 4.5
CCD撮像素子    レンズ交換式カメラのレンズ選びは撮像素子の大きさに左右されます。現在の主流は1/2"型・1/3"型・1/4"型です。
この素子の大きさにより、同じ焦点距離の レンズを付けても映る範囲が異なります。

     撮像素子の対角線寸法 = 標準レンズ

CCVTレンズと焦点距離と視野の関係
レンズ焦点距離 水平画角
(1/4"型時)
水平画角
(1/3"型時)
水平画角
(1/2"型時)
水平画角
(2/3"型時)
水平画角
(1"型時)
2.8mm 72° 96° - - -
4mm 49° 64° - - -
6mm 33° 44° 58° - -
8mm 25° 35° 43° 56° -
12mm 17° 23° 30° 40° 60°
16mm 13° 17° 22° 31° 44°
25mm 11° 15° 20° 29°
50mm 5.4° 7.4° 10°

14.6°

100mm 2.0° 2.7° 3.7°
 

レンズ焦点距離の求め方

撮影寸法図面
   ■標準レンズ
 1/2"CCDの場合:8mm
 1/3"CCDの場合:6mm
 1/4"CCDの場合:4.5mm
W=映る範囲の幅(m)
H=映る範囲の高さ(m)
L=カメラと被写体の距離(m)
f= レンズの焦点距離(mm)

●1/2"CCDの場合
 W=6.4÷f×L
 H=4.8÷f×L

●1/3"CCDの場合
 W=4.8÷f×L
 H=3.6÷f×L

●1/4"CCDの場合
 W=3.6÷f×L
 H=2.7÷f×L

 広角レンズは広い範囲が撮せますが、対象物は小さなります。
 望遠レンズは対象物は大きく撮せますが範囲は狭くなります。
※防犯・監視カメラ用のレンズでは標準から広角をカバーする[バリフォーカル・レンズ]が
 設置には便利。1/4"型CCDなら2.5-6mm、1/3"型CCDなら3.5-8mmが相当します。

 3.レンズ選びの目安(イメージサイズ)
CCD-SIZE  レンズにはイメージサイズ(映像面)があります。撮影素子(CCD等)とイメージサイズが合わないと、
画面の周辺が暗くなったり、ケラれ(隅が映らない)たりします。
 撮像素子とイメージサイズが同じか、大きい物をご使用下さい。

※左図は1/2"CCDカメラに1/3"CCD用レンズを
 取付て撮影。四隅がケラれています。
 (四隅が暗い)
※※白枠が1/3"CCDの画像寸法

※イメージサイズ的には良いのですが2/3"CCD用のレンズを1/3"CCDカメラに使用した場合、解像度不足になる事があります。
 これは同じ画素数の場合、1/3"CCDカメラの方が2倍以上の光学的解像度が必要な為です。
 1/3"、1/4"CCDカメラは撮像素子が小さい分、 2/3"、1/2"CCDカメラよりも高解像度のレンズが必要です。
 高解像度レンズは[メガピクセルレンズ対応レンズ]と呼ばれています。

  1/4"型カメラ 1/3"型カメラ 1/2"型カメラ 2/3"型カメラ
1/3"型用レンズ × ×
1/2"型用レンズ ×
2/3"型用レンズ

◎:最適
◯:適
×:不適

※※ CCDのサイズ表記は、撮像管時代の管径を踏襲した表記で、実際に1/2"CCDの 対角寸法が1/2"インチと言う訳ではありません。
            CCDの対角寸法:1/2"CCD=8mm
                    1/3"CCD=6mm
                    1/4"CCD=4.5mm

 4. Cマウント/CSマウント
 レンズ交換式カメラにはレンズのネジ径が同じでも2種類のフランジバックがあります。これは 結像面までの距離の違いによるものです。
C/CSマウント
  Cマウントカメラ CSマウントカメラ
フランジバック 17.526mm 12.5mm
取付ネジ径 CUI山32 CUI山32
Cマウントレンズ ◯取付可能 *アダプタ併用にて可
CSマウントレンズ ×取付不可 ◯取付可能
 *C-CS変換レンズアダプタ:税込:1,080円(税別:1,000円)

 5. 自動絞り機構(オーアイリス)
 防犯・監視用のカメラは明暗の差が大きい被写体を撮影する場合が多くあります。昼夜を問わず、ガラスや水たまり、雪、車等で太陽光が反射してくる場合も
あります。被写体を適格にとらえ、また、CCDの焼きつけを防止にも自動絞りレンズは有効です。

◆外部自動絞(オートアイリス)レンズには2タイプあります。
 DCドライブ型
 (=駆動回路無/アンプ無/DC Iris)
  カメラ側よりコントロール信号が供給され、レンズの絞りが
 駆動します。現在EIAJの規格配列により接続コネクターの
 ピン 番号が統一されています。
  まれに、旧製品や、外国製品で配列の異なる場合があります。 個々のカメラの取り扱い説明書でご確認下さい。
オートアイリス端子 D.D.駆動(EIAJ推奨配列)
ピン番号 D.D.(DC)駆動
1. DAMP(制御)-
2. DAMP(制御)+
3. DRIVE(駆動)+
4. DRIVE(駆動)-

 VIDEOドライブ型
 (=駆動回路付/アンプ付/Video Iris)
  カメラ側より電源とビデオ信号が供給され、ビデオ信号と設定  された、信号レベル差を増幅して絞りを駆動します。
 EIAJの推奨 配列はありますが接続コネクターのピン番号が
 レンズ・カメラ各 メーカーにより独自規格の場合があります。
 接続前に必ずご点検 下さい。
  ・入力電圧=POWER(電源)
   (DC8V〜16V:メーカーにより異なる)、
  ・グランド=GND
  ・ビデオ(アイリス)信号=V 、VS、CTRL
オートアイリス端子 V.D.駆動(EIAJ推奨配列)
ピン番号 VD(Video)駆動
1. 電源
2. 未接続(NC)
3. アイリス信号
4. GND
※ Watecの旧製品や、外国製品で配列の異なる場合が
 あります(EIAJ配列以外のタイプ)。
 個々のカメラ取り扱い説明書でご確認下さい。

 ※ 自動絞対応カメラはDCドライブ専用(D.D.)、VIDEOドライブ専用(V.D.)、 SW切替両用、自動対応型があります。
※※ 防犯・監視カメラの分野ではDCドライブ型が接続のミスも少なく一般的です。

 6. 用語解説

【AGC】 AOUT GAIN CONTROLの略。
感度自動調整機能。照度不足の場合など、電子的に感度を増幅します。
低照度過ぎる(光量が足りない)と画像にノイズが出ます。

【ブルーミング】

BLOOMING。強い入射光により過剰に発生した信号電荷が飽和状態になり画素からあふれて隣接素子、信号系に流れ込む現象。
スミアとよく似た現象で、スミアと同時に発生する場合もある。


【BNC】 BIONET CONNECTERの略。
細心同軸ケーブル用コネクター。業務用の映像信号用。ロック式で外れ難い。

【CCD】

CHARGE-COUPLED DEVICEの略。
電荷結合素子。画像(光り)を電気信号に変換する半導体。スチ−ル写真のフィルムに相当する。


【CCIR】

CONMITE CONSULTATIF INTERNATIONALE DES REDIOCOMMUNICATIONS(国際無線通信諮問委員会) の略。
ドイツ、イタリア等のヨーロッパ各国、中国の白黒TV規格。走査線数625本/50フィールド。


【CCTV】

CLOSED-CIRCUIT TELEVISIONの略。
有線テレビ。特定の受像機(TVモニタ)にだけ送信される。


【CMOS】

COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTORの略。
CMOS(=相補性金属酸化膜半導体)を用いた固体撮像素子。CMOSイメージセンサ。CCDイメージセンサと
比較して消費電力が少なく、
原理的にスミア、ブルーミングが発生しないという長所がある。


【CRT】

CATHODE RAY TUBEの略。
ブラウン管(画像を表示する陰極線管)。ドイツのブラウン(Karl Ferdlnand Braun)氏の発明(1897年)


【DSP】

DIGITAL SIGNAL PROCESSORの略。
画像をデジタル方式で処理する回路。従来のアナログ処理にくらべて色調や電子増幅等で優れたところがある。


【EDガラス】

ED(=EXTRA LOW DISPERSION:特殊低分散)ガラスは、
望遠系のレンズに使われる低屈折率・低分散のガラス。長焦点時の色収差による焦点ズレの色にじみを改善・除去する。
色収差の補正用ガラス。※UDガラス。UD(=ULTORA LOW DISPERSION)


【EIA】

ELECTRONIC INDUSTRIES ALLIANCE(アメリカ電子工業会) の略。
日本とアメリカの白黒TV規格。走査線数525本/60フィールド。別名:RS-170仕様。


【インターレ-ス】

INTERLACE。CRT画像表示方式。
日本のTV放送(地上波:走査線数525本)はNTSC方式。1秒間に30画面(=フレーム)を表示して、動画を表現している。
この1画面は実際、2回に分けてスキャンしている(1回分のスキャン=1フィールド)。走査線の偶数番、奇数番と交互に送りだし、
1画面を構成している。すなわち、2フィールド(偶数走査線+奇数走査線)=1フレーム(1画面)となる。よって、NTSC方式は
60フィールド/秒(=30フレーム/秒)となり、この方式をインターレス方式と言う。


【HD-SDI】

High Definition television-Serial Digital interface。
HDTV=高精細度テレビジョンに対応した規格の種類。特長:非圧縮のフルHD映像、同軸ケーブル転送等。


【IR】

IR(=INFRARED:赤外線)
可視光線の波長は400nm(紫色)-700nm(赤色)で、赤色域を越えると赤外線域で、可視光を離れるほど長波長になる。
屈折率が異なるため赤外線はIR未対応のレンズを通した場合、可視光より後ろでピントを結ぶ。このため夜間の赤外線LED投光撮影時に、
昼夜でピントのずれが生じる。赤外線撮影の対策は可視光よりわずかに手前に焦点を合わせるか、IR対応レンズを使用する。


【NA】

Numerical Aperture の略。開口数。
光学系の明るさと解像力に関する光学性能を表す量のひとつ。NAが大きいほど明るくて分解能が高い。
物体側開口数=NA、像側開口数=NA'。


【NTSC】

NATIONAL TELEVISION SYSTEM COMMITTEE の略。
日本とアメリカのカラーTV規格。走査線数525本/60フィールド。別名:RS-170A仕様。


【PAL】

PHASE ALTEMATING LINEの略。
ドイツ、イタリア等のヨーロッパ各国、中国のカラーTV規格。走査線数625本/50フィールド。


【スミア】

SMEAR。CCDイメージセンサ特有の現象。周囲より極端に明るい被写体を撮影した際に「白飛び」する現象。


【RCA】

RADIO CORPORATION OF AMERICAの略。
家庭用VTR等で使用されている映像および音声用端子。RCAコネクター。


【VARIFOCAL】

バリフォーカル・レンズ。
ズームレンズの様に焦点距離の可変が出来ますが、その可変焦点ごとにピント調整が必要です。簡易ズーム・レンズ。


【蓄積型】

低速側の電子シャッターの名称。複数のフィールドを利用し、感度を上げる方式。 日本の地上波TV・VTRはNTSC方式で
60フィールド/秒(=30フレーム/秒)により、 動画を構成。1フィールド=1/60秒 の為 、1/60秒より遅いシャッターを切る事が
出来ない(※インターレース参照)。蓄積型の場合、複数フィールドを 合わせて(=蓄積)、光量を上げている。結果、感度は上がるが、
動きの速い被写体は ブレる事になる。また、1秒当たりのコマ数も減る為、動きに滑らかさが無くなる。
 例えば蓄積2倍の場合、2画面分のフィールドを使用して露光。1フィールド(1/60秒)×2倍蓄積=1/30秒で、シャッターは2倍の
時間を蓄積、1/30秒になるが、コマ数は15フレーム/秒で、通常の半分となる。
 実際、CCTVカメラの電子シャッターは高速側も機械式シャッターで無い為、撮像素子への短い蓄積である。


【重畳式】

電源重畳方式。同軸重畳方式。
通常は別ラインの電源と映像信号を1本の線で伝送する方式。途中の配線が1本なので引き回しに便利。専用カメラと専用
ユニット(末端で映像と電源を分ける)が必要です。


 7. 各種マウントの話(雑記)

【映画系マウント】元来はフィルムを使用する映画撮影カメラ(=シネカメラ)のレンズマウントが発祥。

Cマウント[内径:25.4mm(=1in)・ピッチ:0.794mm(32山/1in)・フランジバック17.526mm]
     16mmシネカメラ用汎用スクリュー(ネジ)マウント。一部のレンズ交換式8mmカメラも採用。


・CSマウント[内径:25.4mm(=1in)・ピッチ:0.794mm(32山/1in)・フランジバック12.5mm]
     小型撮影素子のため、Cマウントのフランジバックを短くした規格。

Dマウント[内径:15.875mm(=5/8in)・ピッチ:0.794mm(32山/1in)・フランジバック12.29mm]
     主にダブル8mm用。(※ダブル8=1932年コダックの規格:16mm幅のフィルムを半分づつ撮影し(引繰返し)、両面撮影後現像し8mm幅に切断。
     映画用16mmとパーフォレーションピッチが異なる)


PLマウント:アーノルド&リヒター(独)の16mm/35mm映画用カメラマ(バヨネット)ウント。
     ※Arnold&Richter=Arri(通称:アリ)=1917年設立。世界最大の映画機材メーカー。
     [スーパー35mm:54mmPLマウント(フランジバック:51.98mm)]

     [スーパー16mm:54mmPLマウント(フランジバック:52mm)]

アリマウント:アリフレックス16シリーズ用バヨネットマウント。PLマウントの前身。

ニューアリマウント:1965年以降のアリフレックス16シリーズのターレットの1つがニューアリマウント。重量のあるレンズ用。アリマウントに下位互換。

ボレックスマウント:Paillard(パイヤール)=BolexのH16SBシリーズ/H16ELシリーズの独自マウント。(ただし、H16RXシリーズはCマウント)

PVマウント:米国パナビジョンの16mm/35mm映画用カメラマウント。※Panavision=設備レンタル会社。
     アナモルフィック・フォーマット=パナビジョンは、同社シネスコの登録商標。


【放送用TVカメラ系マウント】従来はフィルム撮影(シネ)カメラだった素材が電子化された。
     ENG=Electronic News Gatherring:電気素材="フィルムではない"電気的画像
     SNG=Satellite News Gatherring:通信衛星素材=衛星中継生放送等。
     EFP=Electronic Field Productin=フィルムの代わりにビデオカメラ、VTRを使用した映画制作 。

B4マウント:ソニー2/3"型バイヨネットマウント(SONY 2/3")=ENGマウント=BTA S-1005B(ARIB規格)
     対角寸法:11mm・フランジバック長:48mm(BTA S-1005B(standard))
     ※ARIB(アライブ)=Association of Radio Industries and Businesses(社団法人 電波産業会))


Sony1/2"Bayonet1/2インチマウント。フランジバック:35.74mm。改良型:1/2インチEXマウント(Sony)。

1/2"38 Bayonet:1/2インチマウント。フランジバック:38mm。


Victor1/3"Bayonet1/3インチマウント。フランジバック:31mm。

B3マウント:旧 Ikegami(池上)用のバイヨネットマウント。放送用池上製マウント。


【マシンビジョンカメラ用レンズマウント】
NFマウント[呼びxピッチ:M17x0.75・フランジバック12mm]マシンビジョン(工業)用の小型規格。元はSONYの規格を標準化した。
TFLマウント[呼びxピッチ:M35x0.75]ねじ込み式
TFL-IIマウント[マウント径:48mm]
ねじ込み式

M6.3マウント[マウント径:6.3mm] ねじ込み式
M8マウント[マウント径:8mm] ねじ込み式
M10.5マウント[マウント径:10.5mm] ねじ込み式
M12マウント[マウント径:12mm] ねじ込み式
M15.5マウント[マウント径:15.5mm] ねじ込み式
M42マウント[マウント径:42mm] ねじ込み式
M52マウント[マウント径:52mm] ねじ込み式
M72マウント[マウント径:72mm] ねじ込み式

Fマウント:バヨネット式
67:バヨネット式


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©UNIEL-DENSHI [2008/02/12補足]