CN109557639A - 具有适应性视角和工作距离的光学系统及其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于以可变距离获取代码的图像的系统和方法。该系统和方法利用可变焦透镜来提供操作条件，其中以较短距离获取代码图像提供比以较长距离获取代码的图像更宽的视角和更低的放大率。在一些情况下，可以预定义用于代码图像获取的距离。预定义的距离可以具有对应的预定义可变焦透镜设置以便于图像获取。

Description

具有适应性视角和工作距离的光学系统及其制造和使用方法
背景技术
一般的可变焦透镜、尤其是液体透镜已经提高了透镜系统用以实现宽范围光学特性及以快速方式在设置之间进行切换的能力。结果，通过在各种光学装置中组合各种可变焦透镜并适当地调整那些可变焦透镜的设置，可以实现几乎无限组光学结果。然而，为了实现所期望的光学结果，需要精确地确定可变焦透镜的设置，而这在计算方面将是一个复杂的过程。
可变焦透镜越来越多地被用于手机相机领域。将可变焦透镜的设置与期望的光学结果配对的计算复杂性在主要目的仅仅在于获取图像的手机相机或其他相机的领域中并不特别成问题，这是因为：a)当仅仅获取图像时，手机(或其他相机)的计算能力更容易被独占地用于图像获取目的；b)手机具有足够的计算能力来执行这些计算。
在代码读取之类的计算资源更加稀缺的情况下，需要透镜系统能利用可变焦透镜的能力而不会在确定可变焦透镜设置的情况下压倒性地占据系统计算资源。
发明内容
在一个方面，本公开提供一种以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。代码具有已知的尺寸大小。光学系统包括图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜、第二可变焦透镜和可变焦透镜控制器。图像传感器具有光轴。定焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第一距离处。第一可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。第二可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。可变焦透镜控制器被编程为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，以将短视场和长视场投射到图像传感器上。短视场具有位于预定义的短距离的短焦平面和短视角。长视场具有位于预定义的长距离的长焦平面和长视角。短视角比长视角宽。
另一个方面，本公开提供一种以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。代码具有已知的尺寸大小。光学系统包括图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜、第二可变焦透镜、可变焦透镜控制器、处理器和存储器。图像传感器具有光轴。定焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第一距离处。第一可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。第二可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。可变焦透镜控制器被配置为控制第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距。处理器被配置为将信号传送到可变焦透镜控制器。存储器上存储有预定义的短第一焦距、预定义的第一长焦距、预定义的短第二焦距、预定义的长第二焦距、以及指令，当处理器执行该指令时，使处理器执行以下操作：接收指定了预定义的短距离或预定义的长距离的输入；对接收指定了预定义的短距离的输入进行响应：从存储器中检索预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距；并且向可变焦透镜控制器发送一个或多个短信号，指定预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距，从而使可变焦透镜控制器将第一可变焦透镜的第一焦距设定为预定义的短第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设定为预定义的短第二焦距；并且对接收指定了长距离的输入进行响应：从存储器中检索预定义的长第一焦距和预定义的第二长焦距；并且向可变焦透镜控制器发送一个或多个长信号，指定预定义的长第一焦距和预定义的第二长焦距，从而使可变焦透镜控制器将第一可变焦透镜的第一焦距设定为预定义的长第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设定为预定义的第二长焦距。选择预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距以将短视场投射到图像传感器上。短视场具有位于预定义的短距离的短焦平面和短视角。选择预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距以将长视场投射到图像传感器上。长视场具有位于预定义的长距离的长焦平面和长视角。短视角比长视角宽。
在又一方面，本公开提供一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。代码具有已知的尺寸大小。光学系统包括图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜、第二可变焦透镜、可变焦透镜控制器、处理器和存储器。图像传感器具有光轴。定焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第一距离处。第一可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。第二可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。可变焦透镜控制器被配置为控制第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距。处理器被配置为在短距离模式和长距离模式下操作。在短距离模式下操作使得可变焦透镜控制器将第一焦距调节到预定义的短第一焦距，并将第二焦距调节到预定义的短第二焦距，从而将短视场投射到图像传感器上。短视场具有位于预定义的短距离的短焦平面和短视角。在长距离模式下操作使得可变焦透镜控制器将第一焦距调节到预定义的长第一焦距，并将第二焦距调节到预定义的长第二焦距，从而将长视场投射到图像传感器上。长视场具有位于预定义的长距离的长焦平面和长视角。短视角比长视角宽。
在另一方面，本公开提供一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。代码具有已知的尺寸大小。光学系统包括图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜、第二可变焦透镜和可变焦透镜控制器。图像传感器具有光轴。定焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第一距离处。第一可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。第二可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。可变焦透镜控制器被编程为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，以将短视场、中视场和长视场投射到图像传感器上。短视场具有位于预定义的短距离的短焦平面和短视角。中视场具有位于预定义的中距离的中焦平面和中视角。长视场具有位于预定义的长距离的长焦平面和长视角。短视角比中视角宽。中视角比长视角宽。
在另一个方面，本公开提供一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。代码具有已知的尺寸大小。光学系统包括图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜、第二可变焦透镜、可变焦透镜控制器、处理器和存储器。图像传感器具有光轴。定焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第一距离处。第一可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。第二可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。可变焦透镜控制器被配置为控制第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距。处理器被配置为将信号传送到可变焦透镜控制器。存储器上存储有预定义的短第一焦距、预定义的中第一焦距、预定义的中第二焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距、预定义的长第二焦距、以及指令，当处理器执行该代码时，使处理器执行以下操作：接收指定了预定义的短距离、预定义的中距离或预定义的长距离的输入；对接收指定了预定义的短距离的输入进行响应：从存储器中检索预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距；并且向可变焦透镜控制器发送一个或多个短信号，指定预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距，从而使可变焦透镜控制器将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的短第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设定为预定义的短第二焦距；并且对接收指定了预定义的中距离的输入进行响应：从存储器中检索预定义的中第一焦距和预定义的中第二焦距；并且向可变焦透镜控制器发送一个或多个中信号，指定预定义的中第一焦距和预定义的中第二焦距，从而使可变焦透镜控制器将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的中第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设定为预定的中第二焦距；并且对接收指定了长距离的输入进行响应：从存储器中检索预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距；并且向可变焦透镜控制器发送一个或多个长信号，指定预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距，从而使可变焦透镜控制器将第一可变焦透镜的第一焦距设定为预定义的长第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设定为预定义的长第二焦距。选择预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距以将短视场投射到图像传感器上。短视场具有位于预定义的短距离的短焦平面和短视角。选择预定义的中第一焦距和预定义的中第二焦距以将中视场投射到图像传感器上。中视场具有位于预定义的中距离的中焦平面和中视角。选择预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距以将长视场投射到图像传感器上。长视场具有位于预定义的长距离的长焦平面和长视角。短视角比中视角宽。中视角比长视角宽。
在另一个方面，本公开提供一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。代码具有已知的尺寸大小。光学系统包括图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜、第二可变焦透镜、可变焦透镜控制器、处理器和存储器。图像传感器具有光轴。定焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第一距离处。第一可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。第二可变焦透镜沿光轴定位在距图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。可变焦透镜控制器被配置为控制第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距。处理器被配置为在短距离模式、中距离模式和长距离模式下操作。在短距离模式下操作使得可变焦透镜控制器将第一焦距调节到预定义的短第一焦距，并将第二焦距调节到预定义的短第二焦距，从而将短视场投射到图像传感器上。短视场具有位于预定义的短距离的短焦平面和短视角。在中距离模式下操作使得可变焦透镜控制器将第一焦距调节到预定义的中第一焦距，并将第二焦距调节到预定义的中第二焦距，从而将中视场投射到图像传感器上。中视场具有位于预定义的中距离的中焦平面和中视角。在长距离模式下操作使得可变焦透镜控制器将第一焦距调节到预定义的长第一焦距，并将第二焦距调节到预定义的长第二焦距，从而将长视场投射到图像传感器上。长视场具有位于预定义的长距离的长焦平面和长视角。短视角比中视角宽。中视角比长视角宽。
在又一方面，本公开提供一种代码读取技术，其包括如本文任一方面所述的光学系统。
在另一方面，本公开提供一种光学系统的制造方法，该光学系统用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码。该方法包括如下步骤：a)定位具有光轴的图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，使得定焦透镜位于光轴上距图像传感器的第一距离处，第一可变焦透镜位于光轴上距图像传感器的第二距离处，第二可变焦透镜位于光轴上距图像传感器的第三距离处，第二距离大于第一距离，第三距离大于第二距离，第一可变焦透镜和第二可变焦透镜与可变焦透镜控制器进行电子通信，可变焦透镜控制器与处理器进行电子通信，处理器与存储器进行电子通信；b)确定短第一焦距和短第二焦距以提供所需的短光学特性，从而以预定义的短距离获取代码的第一图像，确定长第一焦距和长第二焦距以提供所需的长光学特性，从而以预定义的长距离获取代码的第二图像；以及c)在存储器上存储短第一焦距、长第一焦距、短第二焦距和长第二焦距的数字表示。
在另一个方面，本公开提供一种光学系统的制造方法，该光学系统用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统。该方法包括如下步骤：a)定位具有光轴的图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，使得定焦透镜位于光轴上距图像传感器的第一距离处，第一可变焦透镜位于光轴上距图像传感器的第二距离处，第二可变焦透镜位于光轴上距图像传感器的第三距离处，第二距离大于第一距离，第三距离大于第二距离，第一可变焦透镜和第二可变焦透镜与可变焦透镜控制器进行电子通信，可变焦透镜控制器与处理器进行电子通信，处理器与存储器进行电子通信；b)确定短第一焦距和短第二焦距以提供所需的短光学特性，从而以预定义的短距离获取代码的第一图像，确定中第一焦距和中第二焦距以提供所需的中光学特性，从而以预定义的中距离获取代码的第二图像，确定长第一焦距和长第二焦距以提供所需的长光学特性，从而以预定义的长距离获取代码的第三图像；以及c)在存储器上存储短第一焦距、中第一焦距、长第一焦距、短第二焦距、中第二焦距和长第二焦距的数字表示。
附图简述
图1是根据本公开的各方面的光学系统的剖视图。
图2是根据本公开的各方面的光学系统的剖视图。
图3是根据本公开的各方面的手持式代码读取器。
图4是示出根据本公开的各方面的方法的流程图。
图5是示出根据本公开的各方面的方法的流程图。
图6是示出根据本公开的各方面的方法的流程图。
图7是本公开的一个方面与传统的变焦系统和定焦系统相比时的系统焦距与物距的曲线图。
具体实施方式
在进一步详细描述本发明之前，应当理解本发明不限于所描述的特定实施例。还应当理解本文中所使用的术语仅出于对特定实施例进行描述的目的，而并不旨在进行限制。本发明的范围将仅受到权利要求书的限制。如在此所使用的单数形式“一(a、an)”和“所述(the)”包括复数的实施例，除非上下文另有清楚地指出。
对本领域技术人员而言应该显而易见的是，除已描述的那些之外的许多附加的修改是可能的，并且不背离本文中的发明理念。在对本公开进行解释时，所有术语均应以与上下文一致的最广泛的可能方式进行解释。术语“包括(comprising)”、“包括(including)”或“具有(having)”的变化应当被解释为以非排他性方式引用元件、部件或步骤，因此所引用的元件、部件或步骤可以与未明确引用的其他元件、部件或步骤进行组合。引用为“包括”或“具有”某些元素的实施例也被认为是“基本上由那些元素组成”和“由那些元素组成”的，除非上下文另有明确指出。应当认识到，本公开的关于系统所描述的各方面可应用于方法，并且反之亦然，除非上下文清楚地另外指明。
本文公开的数值范围包括它们的端点。例如，1和10之间的数值范围包括值1和10。当针对给定值公开一系列数值范围时，本公开明确考虑包括那些范围的上限和下限的所有组合的范围。例如，在1和10之间的或在2和9之间的数值范围旨在包括在1和9之间以及在2和10之间的数值范围。
如此处所使用的，术语“组件”、“系统”、“设备”等旨在指硬件、硬件和软件的组合、软件或者是执行中的软件。本文中所使用的词语“示例性”意味着用作示例、实例、或说明。在本文中描述为“示例性”的任何方面或设计并不一定被解释为比其他方面或设计优选或有优势。
此外，所公开的主题可以使用标准编程和/或工程技术和/或编程来实现的系统、方法、装置或制品，从而生产硬件、固件、软件或其任何组合来控制基于电子的设备以实现本文详述的方面。
除非另外指定或限制，术语“连接”和“耦合”及其变体被广泛地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支承和耦合。此外，“连接”和“耦合”不仅限于物理的或机械的连接或耦合。如本文中所使用的，除非另有明确表述，“连接”是指一个元件/特征直接或间接地连接到另一元件/特征，并且不一定是电学地或机械地。同样，除非另外明确说明，“耦接”是指一个元素/特性直接或间接耦接到另一个元素/特性，并且不一定是电性地或机械地耦接。
如在此所使用的，术语“处理器”可以包括一个或多个处理器和存储器和/或一个或多个可编程硬件元件。如本文所使用的，术语“处理器”意在包括任何类型的处理器、CPU、微控制器、数字信号处理器、或其他能够执行软件指令的设备。
如此处所使用的，术语“存储器”包括非易失性介质，例如磁介质或硬盘、光学存储、或闪存；诸如系统存储器之类的易失性介质，例如诸如DRAM、SRAM、EDO RAM、RAMBUSRAM、DR DRAM之类的随机存取存储器(RAM)；或者其上可存储计算机程序和/或可缓存数据通信的安装介质，诸如软件介质，例如CD-ROM或软盘。术语“存储器”还可以包括其他类型的存储器或其组合。
这里使用的“视场”是指一个三维空间，在该三维空间中，在物体和图像传感器之间没有障碍物存在，该物体在图像传感器处是可见的。
这里使用的“二维视场”是指视场在图像传感器上的投射。二维视场可能受到两个因素的限制：1)图像传感器的尺寸-如果光投射在图像传感器周围，则该光在二维视场之外；2)位于图像场景和图像传感器之间的任意孔-如果没有光投射到图像传感器周边的像素上，则那些像素在二维视场之外。
这里使用的“焦平面”是指垂直于光轴并且沿光轴位于相机焦点处的平面。
这里使用的“透镜”是指执行透镜功能的一个光学器件或多个光学器件。透镜的示例包括但不限于透镜、物镜、成对曲面镜等。
这里使用的“可变焦透镜”是指执行透镜功能的一个光学器件或多个光学器件，其中可变焦透镜的光功率可以某种方式改变。可变焦透镜的示例包括但不限于液体透镜等。
当在此讨论距离时，距离是指光路长度而不是两个物体之间的绝对距离，除非上下文另有明确规定。作为示例，如果将第一物体、反射面上的一点和第二物体加以定位来形成具有给定长度边长的等边三角形，并且光路是从第一物体到反射面上的一点再到第二物体，则第一物体和第二物体之间的距离为给定长度的两倍。
本公开涉及光学系统及其制造和使用方法。光学系统可以用于各种代码读取领域，包括代码读取器，例如手持代码读取器。
参照图1和图2，光学系统10包括图像传感器12、定焦透镜14、第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18。光学系统10可选地包括壳体30，光学系统10的各种部件可以安装在其中。图1和图2用剖视图表示光学系统10。
代码可以具有已知的尺寸大小。在某些情况下，代码可以具有最大尺寸在0.1cm和50cm之间的已知尺寸大小。在某些情况下，代码可以具有代码宽度在0.1cm和25cm之间并且代码长度在0.1cm和25cm之间的已知尺寸大小。在某些情况下，一维码可具有0.1cm和50cm之间的已知长度。在某些情况下，二维码可具有0.5cm和25cm之间的已知长度和/或0.5cm和25cm之间的已知宽度。在某些情况下，代码可以具有～2.5cm x～2.5cm的已知尺寸大小。在某些情况下，代码可以具有～7.5cm x～7.5cm的已知尺寸大小。
光学系统10还可包括与第一可变焦透镜16和/或第二可变焦透镜18进行电子通信的可变焦透镜控制器20。可变焦透镜控制器20可以是配置成控制第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18的单个控制器。可变焦透镜控制器20也可以是两个不同的控制器，每个控制器配置成分别控制第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18中的一个。可变焦透镜控制器20可以安装在壳体30(未示出)内或者可以远离壳体30。可变焦透镜控制器20可以是驱动器电路，其被配置为接收表示期望的可变焦透镜焦距的小电压，并且向可变焦透镜发送更大和/或不同的电压，从而使可变焦距镜头被设定为所需的可变焦透镜焦距。
光学系统10还可包括与图像传感器12和/或可变焦透镜控制器20进行电子通信的处理器21。处理器21可以被配置为使用图像传感器12获取图像。处理器21可以安装在壳体30(未示出)内或者可以远离壳体30。处理器21可被配置成接收输入。在某些情况下，输入可以是用户输入。在某些情况下，输入可以是自动生成的输入。输入可以指定预定的短距离或预定的长距离。在某些情况下，输入可以指定预定的短距离、预定的中距离或预定的长距离。处理器21可以被配置为访问其中存储有指令的存储器(未示出)，当处理器执行该指令时，该指令使处理器执行本文描述的任意方法的一个或多个步骤，包括方法200,300。
图像传感器12可以是本领域普通技术人员已知的图像传感器。合适的图像传感器的示例包括但不限于互补金属氧化物半导体(CMOS)相机传感器、电荷耦合器件(CCD)传感器、N型金属氧化物半导体(NMOS)相机传感器等等。
图像传感器12可以被配置为获取单色图像。图像传感器12可以是单色图像传感器。在某些情况下，图像传感器12可以是彩色图像传感器。在彩色图像传感器的情况下，图像传感器12可以可操作用于获取具有仅单个光波长的图像(即，图像传感器12可以是可操作以用作单色图像传感器的彩色图像传感器)。
图像传感器12可以限定光轴22。光轴22垂直于图像传感器12。在一些情况下，光轴22从图像传感器12的中心点出现。
定焦透镜14、第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18可以沿光轴22定位。定焦透镜14可以定位在距图像传感器12的第一距离24处。第一可变焦透镜16可以定位在距图像传感器12的第二距离26处。第二可变焦透镜18可以定位在距图像传感器12的第三距离28处。第三距离28比第二距离26长，且第三距离28和第二距离26两者都比第一距离24长。这些距离也可以被定义为在给定的光学部件之间的距离，如本领域普通技术人员可以理解的。定焦透镜14定位在图像传感器12与第一可变焦透镜16之间。第一可变焦透镜16定位在定焦透镜14和第二可变焦透镜18之间。
第一距离24(即图像传感器12和定焦透镜14之间的距离)可以在5mm和20mm之间。
第二距离26(即图像传感器12和第一可变焦透镜16之间的距离)可以在5mm和25mm之间。
第三距离28(即图像传感器12和第二可变焦透镜18之间的距离)可以在10mm和40mm之间。
定焦透镜14可以由光学领域普通技术人员已知的材料制成，以便适合用作具有不随时间变化的性质的透镜的材料。用于定焦镜头14的适合材料的示例包括但不限于玻璃、石英、萤石、熔融硅石、塑料等。
第一可变焦透镜16和/或第二可变焦透镜18可以是液体透镜。液体透镜的非限制性示例包括总部位于马萨诸塞州纳蒂克市的Cognex公司提供的液体透镜技术、总部位于瑞士迪肯孔市(Dietikon)的Optotune Switzerland AG提供的焦距可调透镜、或总部位于法国里昂市的Varioptic提供的可变焦液体透镜。液体透镜(或多个液体透镜)可被配置为具有可调节的光学功率，该光学功率对应于向液体透镜提供的所施加电压。
第一可变焦透镜14可具有可调节的第一焦距。第一焦距可在-20mm和+20mm之间可调节，包括但不限于-50mm和+50mm之间、或-100mm和+100mm之间。第一可变焦透镜14的光焦度(定义为焦距的倒数(1/f))可在-50屈光度至+50屈光度之间调节，包括但不限于-20屈光度至+20屈光度，或-10屈光度到+10屈光度。
第二可变焦透镜16可具有可调节的第二焦距。第二焦距可在-20mm和+20mm之间可调节，包括但不限于-50mm和+50mm之间、或-100mm和+100mm之间。第二可变焦透镜16的光焦度(定义为焦距的倒数(1/f))可在-50屈光度至+50屈光度之间调节，包括但不限于-20屈光度至+20屈光度，或-10屈光度到+10屈光度。
参考图1，光学系统10可以被配置用于以预定义的短距离32和预定义的长距离34获取代码的图像。出于简洁的目的，该配置将被称为双距离配置。
参考图2，光学系统10可以被配置用于以预定义的短距离32、预定义的中距离36和预定义的长距离34获取代码的图像。出于简洁的目的，该配置将被称为三距离配置。
只要出于本文讨论的数学计算的目的而保持一致地定义距离，可以从光学系统10内的第二可变焦透镜18或一些其他固定点(诸如代码读取器的前向窗口)测量预定义短距离32、预定义中距离36和预定长距离34。本领域普通技术人员将理解如何补偿这些距离的定义的差别。
在双距离和三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜以将短视场38投射到图像传感器上。在双距离和三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为设置第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距，由此将短视场投射到图像传感器上。在双距离和三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜以将长视场投射到图像传感器上。在双距离和三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为设置第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距，由此将长视场40投射到图像传感器上。在双距离和三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为在短距离模式和长距离模式中操作。
在三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜以将中视场42投射到图像传感器上。在三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为设置第一可变焦透镜的第一焦距和第二可变焦透镜的第二焦距，由此将中视场投射到图像传感器上。在三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜以将中视场投射到图像传感器上。在三距离配置中，处理器和/或可变焦透镜控制器可以被配置为在中距离模式中操作。
应当理解，光学系统10将被配置为在给定时间将一个视场投射到图像传感器上。因此，在描述为被配置为将多个不同视场投射到图像传感器上的方面中，这些方面应该被解释为被可交替地选择。例如，光学系统10具有被编程为选择性地控制第一可变焦透镜和第二可变焦透镜以便将短视场和长视场投射到图像传感器上的可变焦透镜控制器是指：可变焦透镜控制器能够利用用于第一可变焦透镜和第二可变焦透镜的一对功能性设置来投射短视场，并且能够利用用于第一可变焦透镜和第二可变焦透镜的不同对的功能性设置来投射长视场。
短视场38包括短焦平面44和短视角46。
长视场40包括长焦平面48和长视角50。
中视场42包括中焦平面52和中视角54。
短视场38可以相对于长视场40具有更宽的视角。短视场38可以相对于长视场40具有更短的景深。短视场38可以相对于长视场40生成更低的分辨率。短视场38可以相对于长视场40生成更大的孔径。短视场38可以生成相对于长视场40的在10％内的代码到图像传感器12上的投射。
短视场38可以相对于中视场42具有更宽的视角。短视场38可以相对于中视场42具有更短的景深。短视场38可以相对于中视场42生成更低的分辨率。短视场38可以相对于中视场42生成更大的孔径。短视场38可以生成相对于中视场42的在10％内的代码到图像传感器12上的投射。
中视场42可以相对于长视场40具有更宽的视角。中视场42可以相对于长视场40具有更短的景深。中视场42可以相对于长视场40生成更低的分辨率。中视场42可以相对于长视场40生成更大的孔径。中视场42可以生成相对于长视场40的在10％内的代码到图像传感器12上的投射。
在双距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可被配置为防止第一焦距被调节到由焦距值定义的范围外的值，该焦距值在预定义的短第一焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的短第一焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间以及在预定义的长第一焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的长第一焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间。在双距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可被配置为防止第二焦距被调节到由焦距值定义的范围外的值，该焦距值在预定义的短第二焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的短第二焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间以及在预定义的长第二焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的长第二焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间。
在双距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可以配置为防止第一光焦度被调节到由预定义的短第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1.0屈光度定义的范围和由预定义的长第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围之外的值。在双距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可以配置为防止第二光焦度被调节到由预定义的短第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围和由预定义的长第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围之外的值。
在三距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可以配置为防止第一光焦度被调节到由预定义的短第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围、和由预定义的中第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围、以及由预定义的长第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围之外的值。在三距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可以配置为防止第二光焦度被调节到由预定义的短第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围、和由预定义的中第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围、以及由预定义的长第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度、或1屈光度定义的范围之外的值。
在三距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可被配置为防止第一焦距被调节到由焦距值定义的范围外的值，该焦距值在预定义的短第一焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的短第一焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间、在预定义的中第一焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的中第一焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间、以及预定义的长第一焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的长第一焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间。在三距离配置中，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可被配置为防止第二焦距被调节到由焦距值定义的范围外的值，该焦距值在预定义的短第二焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的短第二焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间、在预定义的中第二焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的中第二焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间、以及预定义的长第二焦距减25mm、10mm、5mm、或1mm和预定义的长第二焦距加25mm、10mm、5mm、或1mm之间。
处理器21可以被配置为微调第一焦距和/或第二焦距。该微调可涉及使用处理器21和图像传感器12获取图像。处理器21可以被配置为在紧接前面的四个段落中描述的焦距范围或光焦度范围内微调第一焦距和第二焦距。处理器21可以被配置为将第一焦距和第二焦距微调小于25mm、小于10mm、小于5mm或小于1mm的量。然后可以针对一个或多个期望的性能特征分析图像，这些性能特征包括但不限于锐度、亮度、照度、距离测量、其组合等。
虽然以线性方式图示了光学系统10，但是应当理解光学系统10在不脱离本公开的精神的情况下可以包括各种反射配置。光学系统10可以包括适用于本公开的附加光学器件，包括但不限于不影响光学系统10的所描述功能的附加透镜，以及滤光器、孔径、快门、偏振器、镜子、波片、棱镜、它们的组合等。
包括定焦透镜14、第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18的光学系统10中的光学器件可包括各种涂层，诸如抗反射涂层、滤光涂层(即，光学地滤出诸如紫外光之类的某些波长的涂层)、抗透镜眩光涂层、红外线、短波通滤光器、BBAR、它们的组合等。
应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以预期其他类型的可变焦透镜，包括具有通过由高速泵提供的流体压力的变化来调节的光焦度的液体透镜等。
在某些方面，可变焦透镜控制器20可以是驱动器电路，该驱动器电路被配置为向可以是液体透镜的第一可变焦透镜16和/或第二可变焦透镜18提供已知电压。在某些情况下，可变焦透镜控制器20可以具有固件，该固件将第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18的控制限制为本文描述的特定设置(即，用于预定义的短距离、预定义的长距离、以及可选地预定义的中距离的设置)并且防止可变焦透镜控制器20使用其他设置和随后的不同光学结果。
在某些情况下，光学系统10可以包括处理器21，该处理器21与可变焦透镜控制器20分离且不同。在这些分离且不同的情况下，处理器21可以位于接近可变焦透镜控制器20或远离可变焦透镜控制器20。在某些情况下，光学系统10可包括与可变焦透镜控制器20集成的处理器21。
在某些情况下，本文描述的光学系统10可以专门用于其编程，该编程在以两个距离、短距离和长距离捕获给定尺寸的代码的图像时特别有用。当针对给定的代码尺寸和两个给定的距离设计光学系统10时，计算第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18的光焦度对，每个光焦度对应于不同的视角和工作距离(即，短距离和长距离)。以下方程可用于这些计算：
以及(1)
(2)
其中f1′是所述第一可变焦透镜16的焦距，f2′是所述第二可变焦透镜18的焦距，f′T是整个光学系统10的焦距，e是第一可变焦透镜16和第二可变焦透镜18之间的距离(即第三距离减去第二距离)，a1是从第二可变焦透镜18到物体(即代码)的距离，且a′2是后焦距(即从图像传感器12到定焦透镜14的距离)。
对于短距离和长距离两者(即，第二可变焦透镜18和用于给定的代码读取应用的代码之间的两个预期距离)，可以求解方程(1)和(2)。该方程的求解可以考虑对可变焦透镜16、18的光焦度的任何约束。可以利用针对给定的使用优化的放大率和视场计算工作距离的离散对(或组)。
在某些情况下，可调节两个可变焦透镜16、18的光焦度以在特定物距处实现特定放大率。在某些方面，透镜可以被设计成提供在长距离处的小视场(或小视角)和/或提供在短距离处的大视场(或宽视角)。
作为一个示例性计算，假设两个可变焦透镜16、18之间的距离为20mm、后焦距为20mm、短物距为100mm、长物距为10,000mm的系统，计算表1中所示的焦距设置。表1中的设置提供在短物距处的大视角以及在长物距处的较高分辨率。
表1
应当理解上文描述的示例性计算不是计算光焦度对的唯一方式，并且计算不旨在限制性的。
在某些情况下，系统10可以被配置为提供在连续的多个距离处的焦距和视场。参考图7，表示为“我们的发明”的曲线图表示了本公开的一个方面。如该曲线图图示，随着物距(即焦平面)的增加，系统10的焦距以非线性方式增加。作为比较，经典变焦镜头系统在图7中表示为“经典变焦”。这些经典变焦镜头可以在给定的距离处使用宽得多的范围的焦距值，但是不能在较短的物距处实现本公开的这个方面的焦距、视场或放大水平。通过另一种比较，定焦系统在图7中表示为“定焦系统”。这些定焦系统利用系统的单个焦距值而不管物距，并且不能在大多数距离处实现本发明的该方面的焦距、视场或放大水平。应当理解在该方面，该系统不是线性的并且可以在给定的不同物距处实现焦距的一些变化以便获得更清晰的焦点，因此图示为表面而不是简单的线。另外，应当理解该系统可以使用来自图7中的曲线图的仅仅两个、三个、四个或更多个离散点。
在某些情况下，处理器21和/或可变焦透镜控制器20可以被配置为防止可变焦透镜16、18将其焦距设置为除了预定义的短焦距和预定义的长焦距值(以及可选地预定义的中焦距值)之外的任何值。
处理器21可以在其上存储指令，该指令当被处理器执行时使处理器执行使用本文描述的光学系统的方法中的任何方法。
参考图3，本公开提供了一种代码读取器100，其包括如本文任何方面中所描述的光学系统10。代码读取器100可以是手持式代码读取器。手持式代码读取器可包括本文描述的光学系统10。
除非上下文另有明确规定，否则本文描述的光学系统10和代码读取器100可包括在下文描述的方法200、300、400中描述的特征。
参考图4，本公开提供了使用光学系统10用于以预定义的短距离或预定义的长距离读取代码的方法200。在过程框202处，方法200包括接收指定预定义的短距离或预定义的长距离的输入。如果输入指定预定义的短距离，则方法200进行到过程框204。如果输入指定预定义的长距离，则方法200进行到过程框208。在过程框204处，响应于接收指定预定义的短距离的输入，方法200包括从存储器检索预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距。在过程框206处，方法200包括将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的短第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设置为预定义的短第二焦距。在过程框208处，响应于接收指定预定义的长距离的输入，方法200包括从存储器检索预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距。在过程框210处，方法200包括将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的长第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设置为预定义的长第二焦距。
在过程框212处，方法200包括利用光学系统获取图像。在可选的过程框214处，方法200可以包括分析图像以确定图像是否具有用于解码代码的足够质量。在可选的过程框216处，方法200可以包括基于过程框214的分析来微调第一焦距和/或第二焦距。过程框216的微调包括本文其他地方描述的微调。在可选的过程框218处，该方法可以包括获取微调的图像。可以根据需要重复过程框214、216和218，以提供用于解码代码的足够质量的图像。在过程框220处，方法200可以包括解码在图像或微调的图像中的代码。
参考图5，本公开提供了使用光学系统10用于以预定义的短距离、预定义的中距离、或预定义的长距离读取代码的方法300。在过程框302处，方法300包括接收指定预定义的短距离、预定义的中距离、或预定义的长距离的输入。在过程框302处，方法300包括接收指定预定义的短距离、预定义的中距离、或预定义的长距离的输入。如果输入指定预定义的短距离，则方法300进行到过程框304。如果输入指定预定义的中距离，则方法300进行到过程框308。如果输入指定预定义的长距离，则方法300进行到过程框312。在过程框304处，响应于接收指定预定义的短距离的输入，方法300包括从存储器检索预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距。在过程框306处，方法300包括将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的短第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设置为预定义的短第二焦距。在过程框308处，响应于接收指定预定义的中距离的输入，方法300包括从存储器检索预定义的中第一焦距和预定义的中第二焦距。在过程框310处，方法300包括将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的中第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设置为预定义的中第二焦距。在过程框312处，响应于接收指定预定义的长距离的输入，方法300包括从存储器检索预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距。在过程框314处，方法300包括将第一可变焦透镜的第一焦距设置为预定义的长第一焦距，并将第二可变焦透镜的第二焦距设置为预定义的长第二焦距。
在过程框316处，方法300包括利用光学系统获取图像。在可选的过程框318处，方法300可以包括分析图像以确定图像是否具有用于解码代码的足够质量。在可选的过程框320处，方法300可以包括基于过程框318的分析来微调第一焦距和/或第二焦距。过程框320的微调包括本文其他地方描述的微调。在可选的过程框322处，该方法可以包括获取微调的图像。可以根据需要重复过程框318、320和322，以提供用于解码代码的足够质量的图像。在过程框324处，方法300可以包括解码在图像或微调的图像中的代码。
接收过程框202和302的输入可以以各种方式被实现。在一些情况下，接收输入可以包括用户提供定义期望的预定义距离的手动输入，并且该手动输入可以以电子方式被传送到处理器。在一些情况下，输入可以作为监测光学系统或可选地代码读取器或手持式代码读取器的性质的结果被自动地提供。在一些情况下，光学系统的性质可包括光学系统的取向。在一些情况下，例如通过使用激光测距仪或其他已知的距离测量技术，可以测量到代码的距离，并且可以从到代码的距离推导出输入。
可以以各种方式实现过程框206、210、306、310和314的焦距的设置。在一些情况下，处理器可以直接与第一可变焦透镜和第二可变焦透镜通信以设置相应的焦距。在一些情况下，处理器可以发送一个或多个信号(在预定义的短距离的情况下，一个或多个信号可以是一个或多个短信号，在预定义的中距离的情况下，一个或多个信号可以是一个或多个中信号，并且在预定义的长距离的情况下，一个或多个信号可以是一个或多个长信号)到可变焦透镜控制器，该可变焦透镜控制器随后与第一可变焦透镜和第二可变焦透镜通信以设置相应的焦距。在一些情况下，焦距的设置可以通过在电子通信领域的普通技术人员已知的方法来实现。
在方法200、300中，选择预定义的短第一焦距和预定义的短第二焦距以定义短视场以具有上文描述的性质。在方法200、300中，选择预定义的长第一焦距和预定义的长第二焦距以定义长视场以具有上文描述的性质。在方法300中，选择预定义的中第一焦距和预定义的中第二焦距以定义中视场以具有上文描述的性质。
除非上下文另有明确规定，否则方法200、300可以包括本文其他地方关于光学系统10、代码读取器100、或方法400描述的特征。
参考图6，本公开提供了制造光学系统10的方法400。在过程框402处，方法400可以包括安装具有光轴的图像传感器。在过程框404处，方法400可以包括沿着光轴将定焦透镜定位在离开图像传感器的第一距离处。在过程框406处，方法400可以包括沿着光轴将第一可变焦透镜定位在离开图像传感器的第二距离处。第二距离大于第一距离。在过程框408处，方法400可以包括沿着光轴将第二可变焦透镜定位在离开图像传感器的第三距离处。第三距离大于第二距离。在过程框410处，该方法可包括对存储器编程以在其上存储预定的焦距，诸如上文描述的那些焦距(即，预定的短第一焦距、预定的长第二焦距等)。
在可选的过程框409处，方法400还可以可选地包括确定预定的焦距。可以如上文所描述地实现可选过程框409的确定。
除非上下文另有明确规定，否则方法400可以包括本文其他地方关于光学系统10、代码读取器100、或方法200、300描述的特征。
本说明书还包括以下陈述：
1.一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；以及
可变焦透镜控制器，被编程为选择性地控制所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜，以将短视场和长视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，其中所述短视角比所述长视角宽。
2.一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；
处理器，被配置为将信号传送到所述可变焦距透镜控制器；以及
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距、预定义的长第二焦距，以及当由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
接收指定所述预定义的短距离或所述预定义的长距离的输入；
响应于接收到指定所述预定义的短距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送指定所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距的一个或多个短信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一可变焦透镜的第一焦距设置为所述预定义的短第一焦距并且将所述第二可变焦透镜的第二焦距设置为所述预定义的短第二焦距；以及
响应于接收到指定所述长距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送指定所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距的一个或多个长信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一可变焦透镜的第一焦距设置为所述预定义的长第一焦距并且将所述第二可变焦透镜的第二焦距设置为所述预定义的长第二焦距，
其中，所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距被选择为将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，
其中，所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距被选择为将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，并且
其中所述短视角比所述长视角宽。
3.一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距以及预定义的长第二焦距；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；以及
处理器，被配置为在短距离模式和长距离模式下操作，
其中，在短距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的短第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的短第二焦距，藉此将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，并且
其中，在长距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的长第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的长第二焦距，藉此将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，
其中所述短视角比所述长视角宽。
4.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的短距离在5cm和50cm之间。
5.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的短距离在10cm和25cm之间。
6.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的长距离在0.5m和15m之间。
7.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的长距离在0.75m和2.0m之间。
8.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述代码的已知大小尺寸包括0.1cm和50cm之间的最大尺寸。
9.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述代码的已知大小尺寸包括0.1cm和50cm之间的代码宽度和0.1cm和50cm之间的代码长度。
10.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述图像传感器被配置为获取单色图像。
11.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第一距离在5mm和20mm之间。
12.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第二距离在5mm和25mm之间。
13.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第三距离在10mm和40mm之间。
14.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第一可变焦透镜是第一液体透镜并且所述第二可变焦透镜是第二液体透镜。
15.如前一项陈述所述的光学系统，其中通过从所述可变焦透镜控制器接收第一电压来调节所述第一焦距，所述第一电压对应于所述第一焦距。
16.如前两项陈述的光学系统，其中通过从所述可变焦透镜控制器接收第二电压来调节所述第二焦距，所述第二电压对应于所述第二焦距。
17.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器是驱动器电路。
18.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较宽的视角。
19.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较短的景深。
20.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较低的分辨率。
21.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较大的孔径。
22.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生覆盖相对于具有所述预定义的长第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜在10％内的所述图像传感器的区域的所述代码到所述图像传感器上的投射。
23.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去25mm和所述预定义的短第一焦距加上25mm之间和在所述预定义的长第一焦距减去25mm和所述预定义的长第一焦距加上25mm之间的焦距值定义的范围外的值。
24.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去10mm和所述预定义的短第一焦距加上10mm之间和在所述预定义的长第一焦距减去10mm和所述预定义的长第一焦距加上10mm之间的焦距值定义的范围外的值。
25.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去5mm和所述预定义的短第一焦距加上5mm之间和在所述预定义的长第一焦距减去5mm和所述预定义的长第一焦距加上5mm之间的焦距值定义的范围外的值。
26.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去1mm和所述预定义的短第一焦距加上1mm之间和在所述预定义的长第一焦距减去1mm和所述预定义的长第一焦距加上1mm之间的焦距值定义的范围外的值。
27.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去25mm和所述预定义的短第二焦距加上25mm之间和在所述预定义的长第二焦距减去25mm和所述预定义的长第二焦距加上25mm之间的焦距值定义的范围外的值。
28.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去10mm和所述预定义的短第二焦距加上10mm之间和在所述预定义的长第二焦距减去10mm和所述预定义的长第二焦距加上10mm之间的焦距值定义的范围外的值。
29.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去5mm和所述预定义的短第二焦距加上5mm之间和在所述预定义的长第二焦距减去5mm和所述预定义的长第二焦距加上5mm之间的焦距值定义的范围外的值。
30.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去1mm和所述预定义的短第二焦距加上1mm之间和在所述预定义的长第二焦距减去1mm和所述预定义的长第二焦距加上1mm之间的焦距值定义的范围外的值。
31.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中：
所述第一可变焦透镜的第一光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述第二可变焦透镜的第二光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一可变焦透镜的第一光焦度被调节到在由预定义的短第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二可变焦透镜的第二光焦度被调节到在由预定义的短第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；或者
以上的组合。
32.如在前陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为使用所述图像传感器获取图像。
33.如前一项陈述所述的光学系统，其中所述处理器被配置为基于所述图像的一个或多个性质微调所述第一焦距和所述第二焦距。
34.如前一项陈述所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于25mm的量。
35.如前两项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于10mm的量。
36.如前三项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于5mm的量。
37.如前四项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于1mm的量。
38.如前五项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述一个或多个性质选自由锐度、亮度、曝光时间、增益值及其组合组成的组中。
39.一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；以及
可变焦透镜控制器，被编程为选择性地控制所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜，以将短视场、中视场和长视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，所述中视场具有位于所述预定义的中距离处的中焦平面和中视角，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，其中所述短视角比所述中视角宽并且所述中视角比所述长视角宽。
40.一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；
处理器，被配置为将信号传送到所述可变焦距透镜控制器；以及
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的中第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距、预定义的中第二焦距、预定义的长第二焦距，以及当由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
接收指定所述短距离、所述中距离或所述长距离的输入；
响应于接收到指定所述短距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送一个或多个短信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的短第一焦距并将所述第二焦距调节到所述预定义的短第二焦距；
响应于接收到指定所述中距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的中第一焦距和所述预定义的中第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送一个或多个中信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的中第一焦距并将所述第二焦距调节到所述预定义的中第二焦距；以及
响应于接收到指定所述长距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送指定所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距的一个或多个长信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的长第一焦距并且将所述第二焦距调节到所述预定义的长第二焦距，
其中，所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距被选择为将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，
其中，所述预定义的中第一焦距和所述预定义的中第二焦距被选择为将中视场投射到所述图像传感器上，所述中视场具有位于所述预定义的中距离处的中焦平面和中视角；
其中，所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距被选择为将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，并且
其中所述短视角比所述中视角宽并且所述中视角比所述长视角宽。
41.一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的中第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距、预定义的中第二焦距以及预定义的长第二焦距；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；以及
处理器，被配置为在短距离模式、中距离模式和长距离模式下操作，其中，在短距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的短第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的短第二焦距，藉此将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，
其中，在中距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的中第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的中第二焦距，藉此将中视场投射到所述图像传感器上，所述中视场具有位于所述预定义的中距离处的中焦平面和中视角，并且
其中，在长距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的长第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的长第二焦距，藉此将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，
其中所述短视角比所述中视角宽并且所述中视角比所述长视角宽。
42.如陈述39或41所述的光学系统，其中所述预定义的短距离在5cm和50cm之间。
43.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的短距离在10cm和25cm之间。
44.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的中距离在0.5m和7.5m之间。
45.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的中距离在0.75m和2.0m之间。
46.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的长距离在5m和15m之间。
47.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的长距离在7.5m和12.5m之间。
48.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述代码的已知大小尺寸包括0.1cm和50cm之间的最大尺寸。
49.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述代码的已知大小尺寸包括0.1cm和50cm之间的代码宽度和0.1cm和50cm之间的代码长度。
50.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述图像传感器被配置为获取单色图像。
51.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第一距离在5mm和20mm之间。
52.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第二距离在5mm和25mm之间。
53.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第三距离在10mm和40mm之间。
54.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述第一可变焦透镜是第一液体透镜并且所述第二可变焦透镜是第二液体透镜。
55.如前一项陈述所述的光学系统，其中通过从所述可变焦透镜控制器接收第一电压来调节所述第一焦距，所述第一电压对应于所述第一焦距。
56.如前两项陈述的光学系统，其中所述第二液体透镜被配置为通过接收对应于所述第二焦距的第二电压来控制所述第二焦距。
57.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器是驱动器电路。
58.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较宽的视角。
59.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较短的景深。
60.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较低的分辨率。
61.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较大的孔径。
62.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生覆盖相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜在10％内的所述图像传感器的区域的所述代码到所述图像传感器上的投射。
63.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的中第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较宽的视角。
64.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的中第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较短的景深。
65.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的中第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较低的分辨率。
66.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的中第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较大的孔径。
67.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的中第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜产生覆盖相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜在10％内的所述图像传感器的区域的所述代码到所述图像传感器上的投射。
68.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的中第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜的较宽的视角。
69.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的中第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜的较短的景深。
70.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的中第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜的较低的分辨率。
71.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的中第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜的较大的孔径。
72.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的短第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的短第二焦距的第二可变焦透镜产生覆盖相对于具有所述预定义的中第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜在10％内的所述图像传感器的区域的所述代码到所述图像传感器上的投射。
73.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去25mm和所述预定义的短第一焦距加上25mm之间、在所述预定义的中第一焦距减去25mm和所述预定义的中第一焦距加上25mm之间以及在所述预定义的长第一焦距减去25mm和所述预定义的长第一焦距加上25mm之间的焦距值定义的范围外的值。
74.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去10mm和所述预定义的短第一焦距加上10mm之间、在所述预定义的中第一焦距减去10mm和所述预定义的中第一焦距加上10mm之间以及在所述预定义的长第一焦距减去10mm和所述预定义的长第一焦距加上10mm之间的焦距值定义的范围外的值。
75.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去5mm和所述预定义的短第一焦距加上5mm之间、在所述预定义的中第一焦距减去5mm和所述预定义的中第一焦距加上5mm之间以及在所述预定义的长第一焦距减去5mm和所述预定义的长第一焦距加上5mm之间的焦距值定义的范围外的值。
76.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一焦距被调节到在由在所述预定义的短第一焦距减去1mm和所述预定义的短第一焦距加上1mm之间、在所述预定义的中第一焦距减去1mm和所述预定义的中第一焦距加上1mm之间以及在所述预定义的长第一焦距减去1mm和所述预定义的长第一焦距加上1mm之间的焦距值定义的范围外的值。
77.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去25mm和所述预定义的短第二焦距加上25mm之间、在所述预定义的中第二焦距减去25mm和所述预定义的中第二焦距加上25mm之间以及在所述预定义的长第二焦距减去25mm和所述预定义的长第二焦距加上25mm之间的焦距值定义的范围外的值。
78.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去10mm和所述预定义的短第二焦距加上10mm之间、在所述预定义的中第二焦距减去10mm和所述预定义的中第二焦距加上10mm之间以及在所述预定义的长第二焦距减去10mm和所述预定义的长第二焦距加上10mm之间的焦距值定义的范围外的值。
79.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去5mm和所述预定义的短第二焦距加上5mm之间、在所述预定义的中第二焦距减去5mm和所述预定义的中第二焦距加上5mm之间以及在所述预定义的长第二焦距减去5mm和所述预定义的长第二焦距加上5mm之间的焦距值定义的范围外的值。
80.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二焦距被调节到在由在所述预定义的短第二焦距减去1mm和所述预定义的短第二焦距加上1mm之间、在所述预定义的中第二焦距减去1mm和所述预定义的中第二焦距加上1mm之间以及在所述预定义的长第二焦距减去1mm和所述预定义的长第二焦距加上1mm之间的焦距值定义的范围外的值。
81.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中：
所述第一可变焦透镜的第一光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述第二可变焦透镜的第二光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一可变焦透镜的第一光焦度被调节到在由预定义的短第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度、预定义的中第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二可变焦透镜的第二光焦度被调节到在由预定义的短第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度、预定义的中第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；或
以上的组合。
82.如陈述39到前一项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为使用所述图像传感器获取图像。
83.如前一项陈述所述的光学系统，其中所述处理器被配置为基于所述图像的一个或多个性质微调所述第一焦距和所述第二焦距。
84.如前一项陈述所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于25mm的量。
85.如前两项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于10mm的量。
86.如前三项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于5mm的量。
87.如前四项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为将所述第一焦距和所述第二焦距微调小于1mm的量。
88.如前五项陈述中任一项所述的光学系统，其中所述一个或多个性质选自由锐度、亮度、照度、距离测量及其组合组成的组中。
89.一种代码读取器，包括如在前陈述中任一项所述的光学系统。
90.如前一项陈述所述的代码读取器，其中所述代码读取器是手持式的。
91.如陈述89所述的代码读取器，其中所述代码读取器是固定安装式代码读取器。
92.一种制造用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统的方法，所述方法包括：
a)定位具有光轴的图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，使得所述定焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第一距离处，所述第一可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第二距离处，且所述第二可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第三距离处，所述第二距离大于所述第一距离，所述第三距离大于所述第二距离，所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜与可变焦透镜控制器电子通信，所述可变焦透镜控制器与处理器电子通信，所述处理器与存储器电子通信；
b)确定短第一焦距和短第二焦距以提供用于以所述预定义的短距离获取所述代码的第一图像的期望的短光学性质，并确定长第一焦距和长第二焦距以提供用于以所述预定义的长距离获取所述代码的第二图像的期望的长光学性质；以及
c)在所述存储器上存储所述短第一焦距、所述长第一焦距、所述短第二焦距以及所述长第二焦距的数字表示。
93.如前一项陈述所述的方法，其中步骤b)的确定包括求解一个或多个方程。94.如前一项陈述所述的方法，其中所述一个或多个方程包括：
以及
其中f1′是所述第一可变焦透镜的第一焦距，f2′是所述第二可变焦透镜的第二焦距，f′T是所述光学系统的总焦距，e是所述第三距离减去所述第二距离，a1是从所述第二可变焦透镜到所述代码的物距，且a′2是所述光学系统的后焦距。
95.如前两项陈述中任一项所述的方法，其中求解一个或多个方程包括求解所述预定义的短距离和所述预定义的长距离。
96.如陈述92到前一项陈述中任一项所述的方法，其中所述期望的短光学性质包括相对于所述期望的长光学性质的较宽的视角。
97.如陈述92到前一项陈述中任一项所述的方法，其中所述期望的短光学性质包括相对于所述期望的长光学性质的较短的景深。
98.一种制造用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统的方法，所述方法包括：
a)定位具有光轴的图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，使得所述定焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第一距离处，所述第一可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第二距离处，且所述第二可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第三距离处，所述第二距离大于所述第一距离，所述第三距离大于所述第二距离，所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜与可变焦透镜控制器电子通信，所述可变焦透镜控制器与处理器电子通信，所述处理器与存储器电子通信；
b)确定短第一焦距和短第二焦距以提供用于以所述预定义的短距离获取所述代码的第一图像的期望的短光学性质、确定中第一焦距和中第二焦距以提供用于以所述预定义的中距离获取所述代码的第二图像的期望的中光学性质并确定长第一焦距和长第二焦距以提供用于以所述预定义的长距离获取所述代码的第三图像的期望的长光学性质；以及
c)在所述存储器上存储所述短第一焦距、所述中第一焦距、所述长第一焦距、所述短第二焦距、所述中第二焦距以及所述长第二焦距的数字表示。
99.如前一项陈述所述的方法，其中步骤b)的确定包括求解一个或多个方程。
100.如前一项陈述所述的方法，其中所述一个或多个方程包括：
以及
其中f1′是所述第一可变焦透镜的第一焦距，f2′是所述第二可变焦透镜的第二焦距，f′T是所述光学系统的总焦距，e是所述第三距离减去所述第二距离，a1是从所述第二可变焦透镜到所述代码的物距，且a′2是所述光学系统的后焦距。
101.如前两项陈述中任一项所述的方法，其中求解一个或多个方程包括求解所述预定义的短距离、所述预定义的中距离和所述预定义的长距离。
102.如陈述98到前一项陈述中任一项所述的方法，其中所述期望的短光学性质包括相对于所述期望的中光学性质的较宽的视角。
103.如陈述98到前一项陈述中任一项所述的方法，其中所述期望的短光学性质包括相对于所述期望的中光学性质的较短的景深。
104.如陈述98到前一项陈述中任一项所述的方法，其中所述期望的中光学性质包括相对于所述期望的长光学性质的较宽的视角。
105.如陈述98到前一项陈述中任一项所述的方法，其中所述期望的中光学性质包括相对于所述期望的长光学性质的较短的景深。
106.一种使用如陈述1到38中任一项所述的光学系统以所述预定义的短距离或所述预定义的长距离读取所述代码的方法，所述方法包括：
a)接收指定所述预定义的短距离或所述预定义的长距离的输入；
b)响应于接收到指定所述短距离的输入：
b1)检索所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距；
以及
b2)将所述第一可变焦透镜的所述第一焦距设置为所述预定义的短第一焦距，并将所述第二可变焦透镜的所述第二焦距设置为所述预定义的短第二焦距；
c)响应于接收到指定所述预定义的长距离的输入：
c1)检索所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距；
以及
c2)将所述第一可变焦透镜的所述第一焦距设置为所述预定义的长第一焦距，并将所述第二可变焦透镜的所述第二焦距设置为所述预定义的长第二焦距；以及
d)获取所述代码的图像。
107.如前一项陈述所述的方法，所述方法进一步包括尝试从在步骤d)中获取的图像解码所述代码。
108.如前两项陈述中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：
e)分析所述图像以判断所述图像是否具有足够的质量来解码所述代码；
f)基于步骤e)的分析微调所述第一焦距和/或所述第二焦距；
g)在步骤f)之后，获取所述代码的经微调图像。
109.如前一项陈述所述的方法，所述方法进一步包括尝试从在步骤g)中获取的经微调图像解码所述代码。
110.一种使用如陈述39到88中任一项所述的光学系统以所述预定义的短距离、所述预定义的中距离或所述预定义的长距离读取所述代码的方法，所述方法包括：
a)接收指定所述预定义的短距离、所述预定义的中距离或所述预定义的长距离的输入；
b)响应于接收到指定所述短距离的输入：
b1)检索所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距；
以及
b2)将所述第一可变焦透镜的所述第一焦距设置为所述预定义的短第一焦距，并将所述第二可变焦透镜的所述第二焦距设置为所述预定义的短第二焦距；
c)响应于接收到指定所述中距离的输入：
c1)检索所述预定义的中第一焦距和所述预定义的中第二焦距；
以及
c2)将所述第一可变焦透镜的所述第一焦距设置为所述预定义的中第一焦距，并将所述第二可变焦透镜的所述第二焦距设置为所述预定义的中第二焦距；
d)响应于接收到指定所述预定义的长距离的输入：
d1)检索所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距；
以及
d2)将所述第一可变焦透镜的所述第一焦距设置为所述预定义的长第一焦距，并将所述第二可变焦透镜的所述第二焦距设置为所述预定义的长第二焦距；以及
e)获取所述代码的图像。
111.如前一项陈述所述的方法，所述方法进一步包括尝试从在步骤e)中获取的图像解码所述代码。
112.如前两项陈述中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：
f)分析所述图像以判断所述图像是否具有足够的质量来解码所述代码；
g)基于步骤e)的分析微调所述第一焦距和/或所述第二焦距；
h)在步骤g)之后，获取所述代码的经微调图像。
113.如前一项陈述所述的方法，所述方法进一步包括尝试从在步骤h)中获取的经微调图像解码所述代码。
以上公开的特定方面仅是说明性的，因为可以以受益于本文教导的本领域技术人员显而易见的不同但等效的方式修改和实践该技术。此外，除了在所附的权利要求书中描述的之外，对于本文所示的构造或设计的细节没有限制。因此显而易见的是，可以改变或修改上面公开的特定方面，并且所有这些变化都被认为在本技术的范围和精神内。因此，本文寻求的保护如所附的权利要求书中所阐述。

Claims (20)

1.一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；以及
可变焦透镜控制器，被编程为选择性地控制所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜，以将短视场和长视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，其中所述短视角比所述长视角宽。
2.一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；
处理器，被配置为将信号传送到所述可变焦距透镜控制器；以及
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距、预定义的长第二焦距，以及当由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
接收指定所述预定义的短距离或所述预定义的长距离的输入；
响应于接收到指定所述预定义的短距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送指定所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距的一个或多个短信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一可变焦透镜的第一焦距设置为所述预定义的短第一焦距并且将所述第二可变焦透镜的第二焦距设置为所述预定义的短第二焦距；以及
响应于接收到指定所述长距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送指定所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距的一个或多个长信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一可变焦透镜的第一焦距设置为所述预定义的长第一焦距并且将所述第二可变焦透镜的第二焦距设置为所述预定义的长第二焦距，
其中，所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距被选择为将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，
其中，所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距被选择为将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，并且
其中所述短视角比所述长视角宽。
3.一种用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距以及预定义的长第二焦距；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；以及
处理器，被配置为在短距离模式和长距离模式下操作，
其中，在短距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的短第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的短第二焦距，藉此将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，并且
其中，在长距离模式下操作使得所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的长第一焦距，并将所述第二焦距调节到所述预定义的长第二焦距，藉此将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，
其中所述短视角比所述长视角宽。
4.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的短距离在5cm和50cm之间。
5.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中所述预定义的长距离在0.5m和15m之间。
6.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中所述第一可变焦透镜是第一液体透镜并且所述第二可变焦透镜是第二液体透镜。
7.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中：
所述第一可变焦透镜的第一光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述第二可变焦透镜的第二光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一可变焦透镜的第一光焦度被调节到在由预定义的短第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二可变焦透镜的第二光焦度被调节到在由预定义的短第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；或者
以上的组合。
8.如前述权利要求中任一项所述的光学系统，其中所述处理器被配置为基于获取的图像的一个或多个性质微调所述第一焦距和所述第二焦距。
9.一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；以及
可变焦透镜控制器，被编程为选择性地控制所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜，以将短视场、中视场和长视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，所述中视场具有位于所述预定义的中距离处的中焦平面和中视角，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，其中所述短视角比所述中视角宽并且所述中视角比所述长视角宽。
10.一种用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统，所述代码具有已知的大小尺寸，所述光学系统包括：
图像传感器，具有光轴；
定焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第一距离处；
第一可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第二距离处，所述第二距离大于所述第一距离；
第二可变焦透镜，沿所述光轴定位在距所述图像传感器第三距离处，所述第三距离大于所述第二距离；
可变焦透镜控制器，被配置为控制所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距；
处理器，被配置为将信号传送到所述可变焦距透镜控制器；以及
存储器，在其上存储有预定义的短第一焦距、预定义的中第一焦距、预定义的长第一焦距、预定义的短第二焦距、预定义的中第二焦距、预定义的长第二焦距，以及当由所述处理器执行时使所述处理器执行以下操作的指令：
接收指定所述短距离、所述中距离或所述长距离的输入；
响应于接收到指定所述短距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送一个或多个短信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的短第一焦距并将所述第二焦距调节到所述预定义的短第二焦距；
响应于接收到指定所述中距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的中第一焦距和所述预定义的中第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送一个或多个中信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的中第一焦距并将所述第二焦距调节到所述预定义的中第二焦距；以及
响应于接收到指定所述长距离的输入：
从所述存储器检索所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距；以及
向所述可变焦透镜控制器发送指定所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距的一个或多个长信号，藉此使所述可变焦透镜控制器将所述第一焦距调节到所述预定义的长第一焦距并且将所述第二焦距调节到所述预定义的长第二焦距，
其中，所述预定义的短第一焦距和所述预定义的短第二焦距被选择为将短视场投射到所述图像传感器上，所述短视场具有位于所述预定义的短距离处的短焦平面和短视角，
其中，所述预定义的中第一焦距和所述预定义的中第二焦距被选择为将中视场投射到所述图像传感器上，所述中视场具有位于所述预定义的中距离处的中焦平面和中视角；
其中，所述预定义的长第一焦距和所述预定义的长第二焦距被选择为将长视场投射到所述图像传感器上，所述长视场具有位于所述预定义的长距离处的长焦平面和长视角，并且
其中所述短视角比所述中视角宽并且所述中视角比所述长视角宽。
11.如权利要求9到前一项权利要求中任一项所述的光学系统，其中具有所述预定义的中第一焦距的第一可变焦透镜和具有所述预定义的中第二焦距的第二可变焦透镜产生相对于具有所述预定义的长第一焦距的第二可变焦透镜和具有所述预定义的长第二焦距的第二可变焦透镜的较大的孔径。
12.如权利要求9到前一项权利要求中任一项所述的光学系统，其中：
所述第一可变焦透镜的第一光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述第二可变焦透镜的第二光焦度能够在-50屈光度至+50屈光度之间、在-20屈光度至+20屈光度之间或在-10屈光度至+10屈光度之间调节；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第一可变焦透镜的第一光焦度被调节到在由预定义的短第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度、预定义的中第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；
所述可变焦透镜控制器或所述处理器被配置为防止所述第二可变焦透镜的第二光焦度被调节到在由预定义的短第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度、预定义的中第一光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度和预定义的长第二光焦度加或减0.1屈光度、0.2屈光度、0.5屈光度或1.0屈光度定义的范围外的值；或
以上的组合。
13.一种制造用于以预定义的短距离和预定义的长距离读取代码的光学系统的方法，所述方法包括：
a)定位具有光轴的图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，使得所述定焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第一距离处，所述第一可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第二距离处，且所述第二可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第三距离处，所述第二距离大于所述第一距离，所述第三距离大于所述第二距离，所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜与可变焦透镜控制器电子通信，所述可变焦透镜控制器与处理器电子通信，所述处理器与存储器电子通信；
b)确定短第一焦距和短第二焦距以提供用于以所述预定义的短距离获取所述代码的第一图像的期望的短光学性质，并确定长第一焦距和长第二焦距以提供用于以所述预定义的长距离获取所述代码的第二图像的期望的长光学性质；以及
c)在所述存储器上存储所述短第一焦距、所述长第一焦距、所述短第二焦距以及所述长第二焦距的数字表示。
14.如前一项权利要求所述的方法，其中步骤b)的确定包括求解一个或多个方程。
15.如前一项权利要求所述的方法，其中所述一个或多个方程包括：
以及
其中f1′是所述第一可变焦透镜的第一焦距，f2′是所述第二可变焦透镜的第二焦距，fT′是所述光学系统的总焦距，e是所述第三距离减去所述第二距离，a1是从所述第二可变焦透镜到所述代码的物距，且a2′是所述光学系统的后焦距。
16.如前两项权利要求中任一项所述的方法，其中求解一个或多个方程包括求解所述预定义的短距离和所述预定义的长距离。
17.一种制造用于以预定义的短距离、预定义的中距离和预定义的长距离读取代码的光学系统的方法，所述方法包括：
a)定位具有光轴的图像传感器、定焦透镜、第一可变焦透镜和第二可变焦透镜，使得所述定焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第一距离处，所述第一可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第二距离处，且所述第二可变焦透镜在所述光轴上位于距所述图像传感器第三距离处，所述第二距离大于所述第一距离，所述第三距离大于所述第二距离，所述第一可变焦透镜和所述第二可变焦透镜与可变焦透镜控制器电子通信，所述可变焦透镜控制器与处理器电子通信，所述处理器与存储器电子通信；
b)确定短第一焦距和短第二焦距以提供用于以所述预定义的短距离获取所述代码的第一图像的期望的短光学性质、确定中第一焦距和中第二焦距以提供用于以所述预定义的中距离获取所述代码的第二图像的期望的中光学性质并确定长第一焦距和长第二焦距以提供用于以所述预定义的长距离获取所述代码的第三图像的期望的长光学性质；以及
c)在所述存储器上存储所述短第一焦距、所述中第一焦距、所述长第一焦距、所述短第二焦距、所述中第二焦距以及所述长第二焦距的数字表示。
18.如前一项权利要求所述的方法，其中步骤b)的确定包括求解一个或多个方程。
19.如前一项权利要求所述的方法，其中所述一个或多个方程包括：
以及
其中f′1是所述第一可变焦透镜的第一焦距，f′2是所述第二可变焦透镜的第二焦距，f′T是所述光学系统的总焦距，e是所述第三距离减去所述第二距离，a1是从所述第二可变焦透镜到所述代码的物距，且a′2是所述光学系统的后焦距。
20.如前两项权利要求中任一项所述的方法，其中求解一个或多个方程包括求解所述预定义的短距离、所述预定义的中距离和所述预定义的长距离。
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