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技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】
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
技术介绍
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。
技术实现思路
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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
2017.09.27 US 62/563,9651.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·费尔南德斯多拉多，L·努恩因克，
申请(专利权)人：康耐视公司，
类型：发明
国别省市：美国,US