热成像的基本原理是： 某个物体发出的红外辐射，通过光学镜头聚焦在红外探测器上。 探测器将红外辐射转换成电信号， 硬件电路再对电信号进行处理， 将探测器发来的数据转译成可在取景器或标准视频监视器或 LCD 显示屏上查看的图像。
从结构上分析，热成像摄像机与可见光摄像机的结构组成基本相同，主部件包含镜头、探测器、电路、软件、外壳等。或者根据不同的产品形态，再增加一些护罩、云台等。但红外热成像摄像机采用的镜头和探测器与可见光有较大差异，正是因为该差异，造成了两者在价格上的巨大差距。
红外热成像使用的电动变倍镜头中采用的金属锗，是一种“稀散金属”元素。虽然自然界中的储量不算低，但是高浓度的锗提取难度非常大。因为锗元素常以类质同象形式存在其他的矿物当中，难以形成独立的具有单独开采价值的锗矿床。只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收、综合利用。所以，热成像摄像机的镜头就比一般摄像机的贵。
随着使用需求的多样化和制造工艺的不断提升，现在锗镜头已经发展出了手动变倍、电动变倍 、无热化定焦、连续变焦等各类产品，以满足市场需求。
（1）定焦镜头
定焦镜头是最简单的镜头，它只能在一定的景深范围内使用，在景深外，图像就会模糊。此类系统一般在特定的条件下使用，或者在焦距很短，景深就能满足工作距离的情况下使用。
（2）手动变倍镜头
通过调节手轮来改变透镜位置，使系统具有更深的纵向观察范围，同时可调节由于温度引起图像模糊。
（3）电动变倍镜头
通过电机带动透镜，使系统具有更深的纵向观察范围，同时可调节由于温度引起图像模糊。
（4）连续变焦镜头
有很多个视场可以切换，使用者可以根据自己情况，随时切换视场，找到合适的视场来观察。设计和装调难度都很大，成本很高。
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