紅外鏡頭是熱像儀不可或缺的光學(xué)系統(tǒng)部件，它通過捕捉物體發(fā)出的紅外輻射并匯聚到紅外探測器上，紅外探測器將紅外線進行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過圖像處理，最終就形成了紅外熱圖像。紅外鏡頭的優(yōu)劣直接影響了紅外熱圖像的質(zhì)量，我們可以從以下幾個方面來了解紅外鏡頭。

一、紅外鏡頭的分類

紅外鏡頭的分類主要按一下幾種方式來劃分：

1. 按波段分類：根據(jù)紅外鏡頭能夠接受的紅外輻射波段不同，可以分為長波紅外鏡頭、中波紅外鏡頭和短波紅外鏡頭。

2. 按焦距類型：根據(jù)焦距可否變動，可以分為定焦鏡頭與變焦鏡頭。按照焦距的長短，也可以分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭（35-50mm）、廣角鏡頭（＜35mm）和長焦鏡頭（＞50mm）。

3. 按調(diào)焦方式：根據(jù)調(diào)焦方式，紅外鏡頭可分為手動調(diào)焦和自動調(diào)焦。

二、紅外鏡頭關(guān)鍵指標(biāo)

1. 焦距

是指透鏡的光心到光聚集焦點的距離，直接影響探測距離與目標(biāo)識別能力。

2. 視場角（FOV）

是指鏡頭能夠捕捉到的紅外輻射所對應(yīng)的物理空間角度，它直接決定了熱像儀觀測范圍的大小，?通常分為水平視場角和垂直視場角。視場角的大小與鏡頭焦距密切相關(guān)：焦距越短，視場角越寬（廣角）；焦距越長，視場角越窄（長焦）。

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3. 通光孔徑

熱像儀接收光學(xué)系統(tǒng)的入瞳直徑，即孔徑光闌所成像的大小?？讖焦怅@的作用相當(dāng)于可見光鏡頭的光圈。紅外鏡頭的光學(xué)口徑嚴(yán)格限定在該孔徑內(nèi)。通光孔徑越大，通過的光量(即光通量)越大。

4. 相對孔徑

紅外鏡頭的通光孔徑(D)與其焦距(f)的比值，也是光學(xué)系統(tǒng)聚光能力的一個重要參數(shù)。該數(shù)值越大，最終到達探測器的熱輻射能量越多。

5. F數(shù)（光圈數(shù)）

F數(shù)是光學(xué)系統(tǒng)相對孔徑的倒數(shù)。F數(shù)的大小決定了目標(biāo)輻射能量進入紅外熱像儀的多少。相同焦距情況下，F(xiàn)數(shù)越小，紅外鏡頭尺寸越大，獲取的紅外輻射就越多，熱像儀的靈敏度就越高。芯火微電子為紅外熱成像系統(tǒng)配備多種紅外鏡頭，鏡頭需求可定制，滿足用戶不同場景的應(yīng)用需求。

6. 透過率

大部分紅外材料的折射率很高，隨著鏡頭中透鏡數(shù)量的增加，鏡頭的透過率會逐漸降低，影響紅外熱像儀的成像效果。所以，透鏡需要采用特殊的鍍膜技術(shù)，這種高效增透膜可以有效的提升紅外鏡頭的透過率。

7. 無熱化

由于紅外材料的折射率溫度系數(shù)對溫度變化較為敏感，當(dāng)環(huán)境溫度出現(xiàn)波動時，鏡頭的折射率、曲率、厚度以及各組件間的間隔都會隨之改變，進而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)離焦現(xiàn)象，嚴(yán)重損害成像質(zhì)量。在此背景下，“無熱化”概念應(yīng)運而生。

實現(xiàn)紅外系統(tǒng)的無熱化，主要涵蓋機械主動補償、機械被動補償以及光學(xué)被動補償這幾種方法。盡管方式各異，但它們的核心目標(biāo)都是為了保證成像質(zhì)量。

值得注意的是，被動無熱化鏡頭并非熱像儀的必備組件。僅當(dāng)鏡頭應(yīng)用于不允許用戶介入調(diào)整的場景，比如安裝在無人值守區(qū)域，或者所處環(huán)境溫度變化幅度較大時，才需要對紅外鏡頭進行無熱化處理。

三、紅外鏡頭材料

紅外鏡頭的材料也有別于普通的鏡頭，主要采用單晶鍺(Ge)、硫化鋅(ZnS)、硒化鋅(ZnSe)等，這些材料具有良好的紅外透過率，能保證將紅外輻射高效地傳遞到紅外探測器上。