看多宽、看多远：640 × 512 热成像机芯怎么选镜头
几乎每次谈热成像机芯，都会问到两个问题：能不能看到整个区域？多远还能用？这两个问题主要由镜头决定，而不是分辨率。下面以 640 × 512、12 μm 机芯为例给出算法。换成其他非制冷机芯，只要改像素数和像元间距，公式一样适用。
先看场景，再看镜头
看镜头列表之前，先写下三个数：最近和最远的工作距离、需要覆盖的宽度，以及最小的关键目标有多大，比如一个人、一个发热的轴承或一个 10 cm 的接线盒。
距离 d 处镜头覆盖的宽度 = 2 × d × tan(水平视场角 ÷ 2)。一个像素覆盖 IFOV × d，IFOV = 像元间距 ÷ 焦距。
同一机芯可配的三种镜头
| 镜头 | 视场角（水平 × 垂直） | 瞬时视场角（IFOV） | 清晰范围（定焦） | 10 m 处宽度（计算值） | 10 m 处单个像素（计算值） |
|---|---|---|---|---|---|
| 9.1 mm F1.1 | 48.7° × 38.6° | 1.3 mrad | 1.2–5.5 m | 约 9 m | 约 1.3 cm |
| 13.5 mm F1.0 | 31.9° × 25.7° | 0.9 mrad | 3.8 m～∞ | 约 5.7 m | 约 0.9 cm |
| 18 mm F1.1 | 24.2° × 19.5° | 0.7 mrad | 6.14 m～∞ | 约 4.3 m | 约 0.7 cm |
视场角、IFOV 和清晰范围是模组手册所列数值；10 m 处的数字是几何计算值。从 9.1 mm 换到 18 mm，目标上的细节翻倍，看到的宽度减半，没有一支镜头能两者兼得。标配 9.1 mm 镜头；13.5 mm 和 18 mm 是非标镜头，样品付款后 15 个工作日内发出。
“多远”取决于要做什么
只要看出“有个热的东西”，几个像素就够了。100 m 外一个约 0.5 m 宽的人，用 13.5 mm 镜头约占 5.6 个像素，用 18 mm 镜头约占 7.5 个像素（计算值）。
要测温就需要更多像素。常用的规则是目标至少占 3 × 3 个像素，越多越好。由此最大测温距离 = 目标尺寸 ÷ (3 × IFOV)：
- 10 cm 目标：约 37 m（13.5 mm）、50 m（18 mm）
- 30 cm 目标：约 110 m（13.5 mm）、150 m（18 mm）
- 9.1 mm 镜头：在 1.2–5.5 m 的清晰范围内测温；5.5 m 处约 2 cm 的目标就占 3 × 3 个像素
以上都是按像元间距 ÷ 焦距算出的计算值。规格书还会列出对人的探测、识别、辨认距离，那是空气清澈、温差明显时的最好情况，请用您的真实目标自己核算目标上的像素数。
广角镜头：先问“水平还是对角”
机器人、通道和室内监测有时需要 80–100° 的宽视场。如果广角镜头标的是“约 100°”，要问清楚是哪个方向的角度。
640 × 512、12 μm 传感器（7.68 × 6.14 mm）配 4 mm 镜头，按几何计算约为水平 88°、垂直 75°、对角 102°（计算值，直线投影）。如果要求是走廊横向 90°，这个差别决定了两侧墙面能不能拍进画面。
另外两点：有桶形畸变的实际镜头，覆盖范围常比直线投影的数字大几个百分点；按焦距算出的 IFOV 是画面中心的值。
测温模组的镜头是标定的一部分
温度标定是装着镜头做的。换镜头，模组就要由厂家重新标定。不能自己另买一支广角镜头装上还保持测温准确，所以做测温项目要在订样品前定好镜头。
在实际距离下检查对焦
这些镜头是定焦的，出厂时已调好，每支的清晰范围不同：9.1 mm 为 1.2–5.5 m，13.5 mm 为 3.8 m 至无穷远，18 mm 为 6.14 m 至无穷远（模组手册数值）。请选清晰范围覆盖您工作距离的镜头，样品到货后在该距离下检查清晰度。
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