提供了一种可变焦距(VFL)透镜系统，包含VFL透镜、VFL透镜控制器、物镜、相机和光焦度监测配置。在标准工件成像模式期间，物镜将工件光沿着成像光学路径穿过VFL透镜透射到相机，这提供对应的工件图像曝光。在光焦度监测模式期间，光焦度监测配置产生所监测的束图案，束图案沿着成像光学路径的穿过VFL透镜到相机的至少一部分行进，这提供监测图像曝光。在VFL透镜的周期性调制的不同相位定时处获得不同的监测图像曝光，并且在每个监测图像曝光中测量与在对应的相位定时处的VFL透镜的光焦度相关的所监测的束图案的尺寸。