當我們在（zài）為熱像儀選擇紅外透鏡（jìng）的時候， 許多因素是必須（xū）要考慮的。 這包括正在使用的技術知識， 以及對於圖像的應用知識。 對於一個新的熱像儀所用（yòng）的透鏡 (整套透鏡裝備)， 我們也需要很好地了解不同的價格（gé）預算可以達（dá）到什麽樣不同的結果。 所以了解紅外透鏡的一些重要常識可以使得整個選擇程序更加簡單和容（róng）易。
今天的熱像儀主要運用在三個主要的（de）波段， 或者是感光度。 第一個是近紅外或者是短（duǎn）波紅外，大概介於0.9-2.5微米; 第二個是中波紅外， 在3-5微米的範圍內; 最後是遠紅外， 範圍介（jiè）於8-12 微米。 盡管一些紅外鏡頭可以在這些波段以外的區域運行， 但是大體上， 他們在這三個主要波段所表現出來的性能是最好的。
事實上， 這些熱像儀的透鏡一（yī）般被設（shè）計為可以（yǐ）運行於一組波段上， 不（bú）論是在之前提到（dào）的波段中的（de）任意（yì）一（yī）種（zhǒng）， 還是多於一種（zhǒng）。 舉個例子， 1.5 到 5 或者是 3-12微米。 當設計為運行於單獨的波段的時候， 許多因素（sù）都決定了它們的性（xìng）能， 包括了原材（cái）料的（de）選擇， 透鏡的厚度， 空氣間隔， 表麵彎曲， 以及鍍（dù）膜。
例如， 一個紅外鏡（jìng）頭可以在長波上（shàng）達到最優化的同時， 在短波3微米的地方也會有些敏（mǐn）感度。 對於一個特定的應用， 我們可（kě）能需要用到鏡頭感光度的全部範圍。 如（rú）果一個透鏡隻是被設計為可以運用在遠紅外的範圍， 也僅（jǐn）僅隻是通過（guò）鍍不同的膜係去達到它在整個範（fàn）圍內（nèi）的最大穿透率， 那麽在8微米以下的波段， 成像（xiàng）的品質就會比（bǐ）較不足。為了確保成（chéng）象的質（zhì）量， 我們可以通過考慮以上列出的種種因素，將透鏡設計為在整個3-12微米波段範圍內（nèi）都（dōu）可以運用的（de）鏡頭。
成像大小
透鏡需要成像（xiàng）去填充熱像儀的焦平麵陣列（liè）， 或者探測器。 這些陣列是矩形（xíng）的或方形的。 但是透鏡（jìng）在焦平（píng）麵上呈現的是圓形的影像。 這就需要（yào）透鏡生成圖象的直徑等於， 或者大於陣列的對角（jiǎo）線。 如果圖象不能（néng）填充探測器的區域， 所產（chǎn）生的效果通（tōng）常被歸類（lèi）為漸暈。 它們通常出現在模糊的（de）， 灰或黑暗的角落， 或者是圖象的邊（biān）緣（yuán）， 這取決於漸暈的嚴（yán）重程度。
對於這一（yī）規則（zé）唯一例外（wài）的是當我們在處理魚眼透鏡的時候， 這種透鏡在焦平麵陣列的尺寸裏產生的是一種半球（qiú）的影像。 如（rú）果熱像儀的探測器陣列尺寸沒有資（zī）料說明， 它則可以通過簡（jiǎn）單的三角學定理來進行（háng）計算， 如果我們知道像素和象元大小。舉個例子（zǐ），320x240像素和50微米的象元尺寸等同於一個20毫米的對角線。
後截距
從（cóng）鏡頭組的後端到焦平麵陣列的距離就被稱為後截（jié）距。 透鏡必須要安裝正確（què）， 以至於它的圖像和紅外鏡（jìng）頭（tóu）裏的焦平（píng）麵陣列在（zài）同一位置。 一（yī）般地， 紅外鏡頭在透鏡和陣列之間需要一個接頭來（lái）決定透鏡（jìng）的正確使用。 有時候， 也可以通過盡可能減小這個接頭來減少透鏡的大小， 使它（tā）可（kě）以盡可能靠近陣列。
在熱像儀裏， 後截距更像代表紅外透鏡的特征。 一個短（duǎn）焦點距（jù）離的鏡頭可以通（tōng）過使用一個轉接器或者隔圈被轉化（huà）為一個長焦點距離的鏡頭。 例（lì）如（rú）， 一個要求有至少（shǎo）10毫米距離的紅（hóng）外成像儀可（kě）以備（bèi）有一個30毫米後焦點距離的透（tòu）鏡， 通過使用一個20毫米的隔圈。
然而， 反過來卻是不可行（háng）的。 一個成像在10毫米距離的透鏡就不可以適當地被安（ān）置在一個需要最低30毫米的紅（hóng）外鏡頭上。
焦距（jù）
透鏡一般都是通過焦距來表示的，有時被認為是有效（xiào）焦距（jù）。 當焦距（jù）增加的（de）時候， 透鏡的視野會相應的變窄。 相（xiàng）反地， 當（dāng）焦距減少的時候， 視野會相應的變寬。 當計算的時候， 我們用一半圖像麵（miàn）積的反正切（qiē）除以焦距， 再乘（chéng）以2。 例如， 計算一個50毫米（mǐ）透鏡在一（yī）個20mm對角焦平麵陣列中， 決定全部視的公式如（rú）下:
(arctan((0.5x20)/50mm))x2= 22.6度
非常（cháng）重要地， 我們（men）需要知道是否一個透鏡（jìng）是被區分橫向視野或（huò）者（zhě）是縱向視野。 這是紅外鏡頭公司（sī）將用來確定一個透鏡（jìng）的最長見的（de）形式。 橫向的數據將會幫助確定跨越焦平麵陣列寬度的角度。 而（ér）縱向視野則提供了跨越陣列高度的角度。 我們可以用同樣的公式去計算橫向和縱（zòng）向視野， 通過替換可行的陣列尺寸。
一些（xiē）製造商通常也通過（guò）焦距來對透鏡分類。 許（xǔ）多（duō）遠焦距透鏡被稱為:
•- Telephoto, 當它們的實際尺度小（xiǎo）於它（tā）們的有效焦距。
•- Normal, 當透鏡生成的影像接近於我們肉眼可以看到的影像
•- Wide angle, 透鏡生成的景象比普通的視野更廣闊。 當透鏡的視野大於150度的時（shí）候， 我們通常稱之為魚眼。
最常見的兩（liǎng）種專業透鏡是多視野（yě）變焦透鏡和（hé）連續（xù）變焦透鏡。 多視野變焦透鏡被設計為可以在兩個或多個焦距中轉換， 而連續變焦透鏡能夠（gòu）保持焦點在兩（liǎng）種邊界（jiè）焦距的（de）任何一個地方。 這些類型的透鏡可以觀察一個景象和在轉化的焦距的景象裏放大一個（gè）物體。 例如， 一（yī）個50/250的雙（shuāng）視野（yě）透鏡可以從50毫米的焦距轉化到250毫米的焦距（jù）， 從而可（kě）以將正在觀察的物體放大五（wǔ）倍。
F 數（shù）值
一個透鏡的F數值決定著光通量， 或者更確切的說， 在紅外成像裏， 決定著在焦平麵陣列上轉換的能量（liàng）。 這個（gè）數值能夠反映出透鏡怎（zěn）樣有效地影響圖象的清晰度。 F數值越小， 我們所需要的光學元件就（jiù）越大， 這意（yì）味著將會有更多的能量被傳遞到陣列中。 F數值也被（bèi）認為是透鏡速率。 例如， 我們會認為 f/2.3 的透鏡傳輸（shū）速率（lǜ）比（bǐ）f/4.0的透鏡快。
某些熱像儀需（xū）要（yào）在透鏡和（hé）焦平麵陣列間配置一個光欄。 在一些致冷熱像儀和一些未致冷微型測熱儀中， 這種以（yǐ）光欄控製口徑大小的方式是常見的。 光欄可以攔截有害的輻射。 對於這些透鏡來說， 光欄的（de）大小決定了所使用透（tòu）鏡的f值的（de）大小。
這個（gè）光欄將會（huì）被放置在瞳孔的地方。 在（zài）這些類型的紅外鏡頭中， 最理想的透鏡應該和在適當的光欄上或者瞳孔（kǒng）位置上的f 數值一致（zhì）， 盡管我們可以用一個更快的透鏡。
當鏡（jìng）頭沒有光欄的（de）時候， 在我們選擇f 值的時候（hòu）就（jiù）會有更多的靈活性。 然而這些主要是非致（zhì）冷長波紅外（wài）裝（zhuāng）置， 通常對能量沒有那麽敏感。 要建（jiàn）立最清晰的（de）圖象， 我們就（jiù）需要比較低的f 值， 或者， 取決於應用， 它可以是一個折衷的數字使（shǐ）得透鏡的大小和重量最小化。
景深
景深通過使用最近的和最遠的看似清（qīng）晰的物體來決定。 當一（yī）個透鏡聚焦物體時，物體外的景色都在焦平麵上，它被認為是無限聚焦位置（zhì）。 在這個（gè）位置上， 最（zuì）靠（kào）近的焦（jiāo）點（diǎn）對準的物（wù）體被稱為超焦距（jù）。
對於一個特殊的應用， 必需要接（jiē）近物體以達到最大的放大倍率。 最小的物距將決定於調焦多近來（lái）觀察到這個物體。 對於一個50英尺的超焦距透鏡來說， 我們（men）也可以通過調節焦距在10英尺觀察到這個（gè）物體， 這被認為是最小物距。 熱像儀使用（yòng）者期望在10英尺內（nèi）任（rèn）何沒有對焦（jiāo）的（de）物體。
在10英尺以（yǐ）外會有一（yī）小部分範圍會呈現對焦（jiāo）-----景深（shēn）-----然而這個（gè）很小的範圍（wéi）也是很主觀的。 在可見光攝影（yǐng）中， 減慢f 值的（de）光學元件通常被用來增加景深。 然而（ér）， 如我們之前討論的， 紅外熱像儀的透鏡是典型的快速的光學元件。 所以為了圖象質量， 景深就被犧牲掉了。
性能
由於大多數人對透鏡的設計不是很了解， 除了主觀視覺的評價外， 一（yī）般很難（nán）判斷一個透鏡的性能。 最常用的方法就是依靠調製傳遞函數測量， 它決（jué）定一個（gè）透鏡解析圖（tú）象細節的能力（lì）。 了解它最簡單的方法就是假設（shè）看著一麵磚塊牆， 然後逐漸後退直到再也分辨不出單獨（dú）的磚塊。
一個常被考慮的更明顯的性（xìng）能特征就（jiù）是畸變， 它對於廣（guǎng）角透鏡和魚眼透（tòu）鏡是（shì）最重要的。 這些類（lèi）型的（de）透鏡表現（xiàn）出桶形的畸變， 圖象的角落被拉向中心。 一些紅外熱像儀（yí）公司會依靠電子技術或者（zhě）軟件來抵消這種畸變。 實際上（shàng）， 許多商業上的（de）數碼圖象編輯軟件都可以為影像的失真進行效正。 對（duì）於實時廣角觀察又需要很小的畸變（biàn）， 那麽（me）就有必要使（shǐ）用（yòng）一個特定設（shè）計的透（tòu）鏡。
另外一個重要的性能特征就（jiù）是光斑大小。 一個（gè）典型的焦平麵陣列有好幾萬的象素， 而紅外能量則可以被想象成為光斑進入到每一個象素。 如果一個透鏡是衍射極限型的， 而且聚焦光斑超過了象元的尺寸大小，那麽紅外鏡頭就失去了解析圖象細節的能（néng）力。
衍射極限的透鏡是很少見的。 可是， 因為當使用在不（bú）同的焦平麵陣列配置上， 透鏡解析的圖象細節會不同。 光斑的大小呈現在中心象素上和呈現在邊緣象素上的（de）也會不同。 所以一個透鏡可能在軸上呈現出有限衍射的性能（néng）， 卻（què）不能在軸外。
盡管（guǎn）一個（gè）衍射極限的透鏡看（kàn）起來是完美的透鏡。 當（dāng）我們拿一個透鏡與另外一個做比較時， 由（yóu）於視覺（jiào）的驗（yàn）證過（guò）於主觀而不能夠很好的區分它們的性能特征。 因此， 我們必須要知道這個透鏡和紅外熱像儀是否兼容。 所以你可以要求透鏡的（de）廠商去調（diào）整其兼容性或者推薦另外一（yī）種透鏡。
透過率
F數值涉及到（dào）的（de）是圖（tú）象清晰度， 而透過率則涉及到的是圖象的亮度。 紅外透鏡的透過（guò）率（lǜ）值代表著在一定（dìng）波段上光透（tòu）過透鏡的能（néng）量的程度。 如果我們說（shuō）一個透鏡的透過率是94%， 那（nà）麽意味著有平均94%的能（néng）量將會（huì）透（tòu）過這個透鏡。 其餘的6%的（de）能量可能被反射回去， 或者被吸收了（le）。
因為透過率在不同波段上（shàng）會變（biàn）化， 所以我們一般會取平均值。
影響透過率值的因素包括光學材料， 增透（tòu）鍍膜， 衍射曲（qǔ）麵， 以（yǐ）及透鏡裝配中光學元件的（de）數量。 一般最（zuì）終消費者是很難知道這些因（yīn）素的（de）細節的。 所以透過率和（hé）性能就必需要被測量， 去決定這個透鏡（jìng）是否可以用在某種特定（dìng）的（de）應（yīng）用。
如果一個透鏡被設計為在一個寬（kuān）溫度範圍內保持聚焦， 它將會被認為是絕熱的。 如果（guǒ）一個應用（yòng）要求紅外透鏡能夠使用在可以感覺到的溫度波動的環（huán）境裏， 那麽圖象將被需要（yào）重新調（diào）焦。
重（chóng）新調節焦（jiāo）距的（de）程度會根據（jù）不同的透鏡而有所不同。 長（zhǎng）焦距更可能通過溫度的變化而被重新調焦。
被動（dòng）式的無熱設計采用不同的機械和光學材料（liào）來補償（cháng）熱膨脹效應。主動式的無熱設計則采用電子方式驅動電機來移動透鏡位置以補償溫度變化的影響（xiǎng）。
最（zuì）後要考慮的是怎樣將透鏡裝配到鏡頭上。 為了達到最（zuì）佳（jiā）的效果（guǒ）， 正確的（de）裝配是非常重要的（de）。 最常（cháng）見的三種方式是法蘭， 螺紋和 卡口類型 (也可以被認為是扭鎖)。 一個法蘭（lán） 裝配的鏡頭通過在透鏡卡口和攝像機外殼（ké）上搭配一個螺栓孔來（lái）和鏡頭（tóu）一致。 當我們需要緊質的密封或者透鏡（jìng）要永久固定在鏡（jìng）頭上的時候， 我（wǒ）們通常會選擇這個方法。
對於其它的兩種類型， 不同的透鏡是可以互換的（de）。 螺紋接口是一個低（dī）成本的（de）途徑， 卡口類型（xíng）是最方便的方法， 隻是簡單的一扭就可以把透鏡固定在（zài）一個位置（zhì）， 也可以旋開將其（qí）卸下。 後者有更精細的外形， 然而比起其餘兩種， 它的成本要高出許（xǔ）多。
做為小結，鑒別熱像儀的品質高低有很多的變量去考（kǎo）慮，而所采用的紅外透鏡則是主要的鑒別（bié）工（gōng）具（jù）。
