什么是FA镜头？

FA镜头是专为工厂自动化与机器视觉系统设计的工业级光学元件，隶属于“定焦镜头”范畴。其核心特征为固定焦距——无法通过旋转镜头调整焦距（如16-35mm变焦镜头的变焦环在FA镜头中不存在），需通过移动相机位置或更换不同焦距镜头实现取景变化。这一特性使其在工业检测、精密测量等场景中具备高稳定性与低畸变优势，区别于消费级变焦镜头可连续调节焦距的灵活性。

FA镜头光学原理与结构解析

1. 物镜与目镜系统：物镜（前组透镜）汇聚物体反射光线至成像面，目镜（后组透镜）放大影像并矫正像差。例如，双远心镜头采用“物方+像方”双平行光路设计，使放大倍率在景深范围内恒定，解决传统镜头“近大远小”的视差问题。

2. 像差控制：通过球面/非球面镜片组合、凹凸透镜匹配及光阑位置调节，修正球面像差、慧差、像散、倍率色差及畸变。如非球面镜片可减少边缘光线偏移，降低桶形畸变；多层镀膜技术则提升红外/可见光波段透射率，消除焦面偏移。

3. 景深与焦深：景深指物体前后清晰成像的距离范围，受光圈（F值）、焦距及物距影响——光圈越小（F值大）、焦距越短、物距越远，景深越大。工业场景常利用大景深特性拍摄凹凸不平的零件表面。

FA镜头与定焦/变焦镜头的关联与差异

FA镜头严格归属定焦镜头，其“固定焦距”特性源于工业场景对成像一致性的高要求。对比变焦镜头：变焦镜头通过镜片组移动实现焦距连续可调（如24-70mm），但多组透镜的联动易导致画质下降（如边缘分辨率衰减、色差增大）。FA镜头虽牺牲变焦灵活性，却在光学素质（如MTF曲线、畸变控制）上更优，尤其适配高精度测量需求。

工业应用适配性：

1. 靶面匹配：镜头成像面（靶面）需≥相机感光芯片尺寸（如2/3英寸、1英寸），避免暗角或黑边。例如，C接口FA镜头常配2/3英寸相机，确保边缘成像质量。

2. 焦距计算：根据视野（FOV）、工作距离（WD）及相机靶面尺寸，通过公式 f=1+PMAGPMAG×WD​ 计算所需焦距（PMAG为光学放大倍率）。如1英寸靶面相机在300mm工作距离下，若视野高度120mm，则需约22mm焦距镜头。

3. 远心设计：物方远心镜头仅接收平行物方光线，消除“近大远小”畸变；像方远心镜头则保证像面均匀照明；双远心镜头结合两者优势，景深比普通镜头大20-30%，适合厚物体成像（如LCD面板检测）。

FA镜头在工业场景应用

• 高精度测量：如电子元件尺寸检测、螺丝螺纹缺陷识别，依赖低畸变（<0.1%）与高分辨率（>200lp/mm）特性。

• 高速动态成像：配合线阵相机实现运动物体连续扫描，需大光圈（如F1.4）提升进光量，确保低照度环境下清晰成像。

• 多波段适配：可见光、红外甚至X射线波段专用镜头，通过特殊玻璃（如ZnSe、CaF₂）及镀膜技术，实现宽波段高透射与焦面一致。