CN102478700B - 自动聚焦装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动聚焦装置及方法。此装置包括一光源、一成像单元、一光感测器以及一对焦调整单元。成像单元包括一物镜以及一分光镜。分光镜用以将反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束。成像单元对应于第一子光束以及第二子光束分别具有不同成像精度的一第一成像光路以及一第二成像光路。光感测器用以判断待测物的一离焦位置。对焦调整单元根据待测物的离焦位置，对待测物与物镜的距离进行对焦并选择成像精度，以使待测物的离焦位置依序位于第一成像光路的成像精度内及第二成像光路的成像精度内。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚焦装置及方法，且特别是涉及一种自动调整成像精度的自动聚焦装置及方法。
背景技术
近年来随着电子业的蓬勃发展，许多消费性电子产品如手机、相机、投影机等，走向精致微型化已是市场主流趋势。为了因应此电子产业的需求，关键零组件的加工成形方式则显得重要。传统的机械加工方式受限于刀片大小与机构限制，逐渐不敷使用。取而代之的加工方式则是精度较高、速度较快的激光加工，如激光钻孔、激光切割等等。为了使激光加工的精确度不因加工件表面的高低起伏而影响，必须使激光在加工时聚焦点皆需位于加工表面上，如此方能避免加工能量不足而失效，或是光点面积过大产生加工尺寸误差，为达此功效需搭配自动聚焦装置来达成精密加工的目的。
传统上自动聚焦方式多以光学式自动聚焦装置为主，虽然精确度较高，但价格也比一般的影像式自动聚焦装置贵，因此会有成本较高、体积较大及组装对位较复杂等问题。此外，光学式自动聚焦装置的对焦次数越多，所需加工的时间也越长，不利于生产成本的下降，有待进一步的改善。
发明内容
本发明的目的在于一种自动聚焦装置与方法，其是利用两个不同成像精度的成像光路，来调整待测物的离焦位置，以减少对焦的时间。
为达上述目的，本发明提出一种自动聚焦装置，其包括一光源、一成像单元、一光感测器以及一对焦调整单元。光源用以产生一光束。成像单元包括一物镜以及一分光镜。物镜用以聚焦光束，以使光束投射在一待测物。光束经由待测物反射，以形成一反射光束。分光镜用以将反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束。成像单元对应于第一子光束以及第二子光束分别具有不同成像精度的一第一成像光路以及一第二成像光路。光感测器用以侦测第一子光束或第二子光束所形成的影像，以判断待测物的一离焦位置。对焦调整单元根据待测物的离焦位置，对待测物与物镜的距离进行对焦并选择成像精度，以使待测物的离焦位置依序位于第一成像光路的成像精度内及第二成像光路的成像精度内。
本发明提出一种自动聚焦装置，其包括一光源、一成像单元、一光感测器以及一对焦调整单元。光源用以产生一光束。成像单元包括一物镜以及一反射镜。物镜用以聚焦光束，以使光束投射在一待测物上。光束经由待测物反射，以形成一反射光束。反射镜用以将反射光束的光路切换至一第一成像光路或一第二成像光路。光感测器用以侦测第一成像光路以及第二成像光路所形成的影像，以判断待测物的一离焦位置。对焦调整单元根据待测物的离焦位置，对待测物与物镜的距离进行对焦并选择成像精度，以使待测物的离焦位置依序位于第一成像光路的成像精度内及第二成像光路的成像精度内。
本发明另提出一种自动聚焦方法，其包括的步骤如下：发射一光束；利用一物镜聚焦光束，以使光束投射在一待测物，光束经由待测物反射，以形成一反射光束；将反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束，并使第一子光束以及第二子光束位于不同成像精度的一第一成像光路以及一第二成像光路上；以一光感测器侦测第一子光束或第二子光束所形成的影像，以判断待测物的一离焦位置；根据待测物的离焦位置，对待测物与物镜的距离进行第一次对焦，以使待测物的离焦位置位于第一成像光路的成像精度内；以及选择第二成像光路的成像精度，对待测物与物镜的距离进行第二次对焦，以使待测物的离焦位置位于第二成像光路的成像精度内。
本发明提出一种自动聚焦装置，其包括一光源、一波片、一物镜、一极化分光镜、一光感测器以及一对焦调整单元。光源用以产生一线偏振光束。波片用以改变部分线偏振光束的线偏振方向。物镜用以将线偏振光束投射在一待测物，且待测物反射部分线偏振光束，以形成一反射光束。极化分光镜用以将反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束。光感测器用以侦测第一子光束或第二子光束所形成的影像，以判断待测物的一离焦位置。对焦调整单元根据待测物的离焦位置，调整待测物与物镜的距离，以使待测物的离焦位置更靠近物镜的焦点位置。
本发明另提出一种自动聚焦方法，其包括的步骤如下：发射一线偏振光束；利用一波片改变部分线偏振光束的线偏振方向；利用一物镜聚焦光束，以使线偏振光束投射在一待测物，待测物反射部分线偏振光束，以形成一反射光束；利用一极化分光镜将反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束；以一光感测器侦测第一子光束或第二子光束所形成的影像，以判断待测物的一离焦位置；以及根据待测物的离焦位置，调整待测物与物镜的距离，以使待测物的离焦位置更靠近物镜的焦点位置。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1为本发明一实施例的自动聚焦方法的流程图；
图2为本发明一实施例的自动聚焦装置的示意图；
图3为待测物的离焦位置的变化与不同成像精度的成像光路之间的关系图；
图4为本发明第一实施例的自动聚焦装置的光路示意图；
图5为依照本发明一实施例的单一光感测器的示意图；
图6及图7分别为本发明第二实施例的自动聚焦装置的光路示意图；
图8及图9分别为本发明第三实施例的自动聚焦装置的光路示意图；
图10及图11分别为本发明第四实施例的自动聚焦装置的光路示意图；
图12为本发明第五实施例的自动聚焦装置的光路示意图。
主要元件符号说明
10：光源
20：成像单元
22：物镜
24：分光镜
30：光感测器
40：对焦调整单元
50：自动聚焦装置
B：反射光束
B1：第一子光束
B2：第二子光束
L1：第一成像光路
L2：第二成像光路
S：待测物
100：光源
200、200’：成像单元
201：波片
202、203：光整形镜组
204：光遮断器
205、206、208：分光镜
207：物镜
209、210：反射镜
211：第一倍率调整镜
212、214、217：反射镜
213：分光镜
215：物镜
216：极化分光镜
219、220、222、224：光感测器
221：第二倍率调整镜
223：反射镜
225、230：光程差分光镜
226、227：光感测器
231、232：光感测器
228、229：光路切换器
250：光感测器
250a：第一感测区
250b：第二感测区
260：分光镜
300、300’、301：对焦调整单元
302：驱动器
400：显微观测单元
401：无限远修正光路系统
402：观测相机
具体实施方式
本实施例的自动聚焦装置及方法，是将光源所发出的光束分为不同光路的第一子光束以及第二子光束。第一子光束及第二子光束形成在光感测器上的影像例如是一光点，光感测器可根据光点的尺寸变化即可判断待测物的离焦距离以及对焦的误差值。例如，待测物的离焦位置位于物镜的焦点前、焦点后或是在焦点上时，第一子光束的影像大小以及第二子光束的影像大小会随着待测物的位置改变而产生变化。因此，光感测器可经由不同光点来判断待测物位于近焦位置、远焦位置或焦点位置。因此，本实施例可根据光感测器所侦测到的待测物的离焦位置，调整待测物与物镜的距离，以使待测物的离焦位置更靠近物镜的焦点位置，以减少对焦的时间。
请同时参照图1及图2，其中图1绘示依照本发明一实施例的自动聚焦方法的流程图，其包括步骤S10至步骤S60。图2绘示依照本发明一实施例的自动聚焦装置的示意图。如图2所示，自动聚焦装置50包括一光源10、一成像单元20、一光感测器30以及一对焦调整单元40。成像单元20包括一物镜22以及一分光镜24，物镜22用以聚焦光束，以使光束投射在一待测物S上。光束经由待测物S反射，以形成一反射光束B。分光镜24用以将反射光束B分为一第一子光束B1以及一第二子光束B2，以使第一子光束B1以及第二子光束B2入射至不同成像精度的一第一成像光路L1以及一第二成像光路L2。此外，光感测器30用以侦测第一子光束B1及/或第二子光束B2所形成的影像，以判断待测物S的一离焦位置。另外，对焦调整单元40根据待测物S的离焦位置，对待测物S与物镜22的距离进行粗调及微调，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜22的焦点位置。
在另一实施例中，上述的分光镜24也可以一反射镜取代(请参考图8及图9)，以将反射光束B的光路切换至第一成像光路L1或第二成像光路L2。再由光感测器30来判断待测物S的离焦位置，并以对焦调整单元40进行对焦，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜22的焦点位置。
以下是以图2所示的自动聚焦装置50说明图1所示的自动聚焦方法。
如图1的步骤S10所示，发射一光束。接着，在步骤S20中，利用物镜22聚焦此光束，以使此光束投射在一待测物S上。光束经由待测物S反射，以形成一反射光束B。之后，在步骤S30中，利用分光镜24将反射光束B分为一第一子光束B1以及一第二子光束B2，并使第一子光束B1以及第二子光束B2位于不同成像精度的一第一成像光路L1以及一第二成像光路L2上。再者，在步骤S40中，以光感测器30侦测第一子光束B1或第二子光束B2所形成的影像，以判断待测物S的一离焦位置。接着，在步骤S50中，根据待测物S的离焦位置，对待测物S与物镜22的距离进行第一次对焦，以使待测物S的离焦位置位于第一成像光路L1的成像精度内；以及，在步骤S60中，选择第二成像光路的成像精度，对待测物S与物镜22的距离进行第二次对焦，以使待测物S的离焦位置位于第二成像光路L2的成像精度内。
在本实施例中，光源10可为同调光光源或非同调光光源，例如激光光源、发光二极管光源或白炽光源。光感测器30可为光二极管阵列(Photo diode array，PD Array)、电荷耦合元件(Charge-coupleddevice，CCD)或互补金属氧化半导体(Complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)光感测器。上述的光感测器30的数量不限定为两个，也可以单一个光感测器30，同时侦测不同光路上的第一子光束B1以及第二子光束B2，以降低自动对焦装置的成本及体积。此外，对焦调整单元40可包括可程式化控制的步进马达及驱动器等，可处理一个或一个以上光感测器30所得到的信号，并驱动物镜22或待测物S相对移动，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜22的焦点位置。
请参考图1至图3，其中图3绘示待测物S的离焦位置的变化与不同成像精度的成像光路之间的关系图。在步骤S50中，当待测物S距离物镜22的离焦位置位于第一成像光路L1的对焦范围内时，例如在A点，对焦调整单元可根据待测物S的离焦位置，对待测物S与物镜22之间的距离进行粗调，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜22的焦点位置。例如，离焦位置由A点移动到P点，且P点位于第一成像光路L1的成像精度内。接着，在步骤S60中，当离焦位置在P点，且正好位于第二成像光路L2的对焦范围内时，可通过第二子光束B2所形成的影像来判断待测物S的离焦位置。此时，对焦调整单元40可根据离焦位置，对待测物S与物镜22之间的距离进行微调，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜22的焦点位置。例如，离焦位置由P点移动到C点，且C点位于第二成像光路L2的成像精度内。由此可知，本实施例的自动聚焦装置及方法只进行二次对焦步骤，以减少对焦的时间。
举例来说，当侦测到的离焦位置为893μm左右(例如A点)，且离焦位置位于第一成像光路L1的对焦范围内(例如±900μm)时，先以第一子光束B1所形成的影像及成像精度来进行第一次对焦，以使离焦位置由893μm移动至23μm左右(例如是P点)，且P点的离焦位置位于第一成像光路L1的成像精度内(例如±30μm)。如此，第一次对焦大致上完成。由于第一成像光路L1的成像精度有一定的局限，因此可通过切换不同的光路或判断第二子光束B2所形成的影像来进行第二次对焦。
承上所述，当P点的离焦位置正好在第二成像光路L2的对焦范围内(例如±60μm)时，则选择以第二子光束B2所形成的影像及成像精度来进行第二次对焦，以使离焦位置由23μm移动至1μm左右(例如是C点)，且C点的离焦位置位于第二成像光路L2的成像精度内(例如±2μm)。如此，第二次对焦大致上完成。
由此可知，本实施例只进行二次对焦步骤，即可将离焦位置由A点移到C点，明显缩短对焦的时间。此外，本实施例相对于单独使用第一成像光路L1而言，成像精度提高了15倍(±30μm降为±2μm)，且相对于单独使用第二成像光路L2而言，对焦范围也放大了15倍(由±60μm提高到±900μm)。因此，本实施例整合两种不同成像光路的成像精度与对焦范围，在不影响整体精度的前提下，提高自动聚焦的对焦范围与对焦速度，以减少对焦的时间。
以下就不同型态的实施例介绍不同光路设计的自动聚焦装置。
第一实施例
请参考图4，其绘示依照第一实施例的自动聚焦装置的光路示意图。在图4中，自动对焦装置包括一光源100、一成像单元200、二个光感测器220、222以及一对焦调整单元300。此外，自动聚焦装置更可以一显微观测单元400来做为即时影像观测之用，其中显微观测单元400包括一无限远修正光路系统401与一观测相机402。成像单元200包括一光整形镜组202、203、一光遮断器204、多个分光镜205、206、208、一物镜207、第一倍率调整镜211以及第二倍率调整镜221。成像单元200又以分光镜208分成第一成像光路L1与第二成像光路L2。第一倍率调整镜211位于第一成像光路L1上，具有一第一焦距。第一倍率调整镜211用以聚焦第一子光束B1于一光感测器220上。此外，第二倍率调整镜221位于第二成像光路L2上，具有一第二焦距。第二倍率调整镜221用以聚焦第二子光束B2于另一个光感测器222上。
在图4中，光源100所发出的光束，经过光整形镜组202、203后，形成一准直的圆柱状平行光束。此圆柱状平行光束经过光遮断器204后，形成一半圆柱状平行光束，再经过分光镜205与分光镜206的反射后，通过物镜207的聚焦而投射在待测物S上。光束经由待测物S反射后，先经过物镜207后，再经过分光镜206、分光镜205与分光镜208而分成一第一子光束B1与一第二子光束B2。第一子光束B1经过第一倍率调整镜211后，投射在第一光感测器220上。第二子光束B2经过第二倍率调整镜221后，投射在第二光感测器222上。由于第一倍率调整镜211与第二倍率调整镜221的焦距(或放大倍率)不同，因此第一成像光路L1的成像精度与第二成像光路L2的成像精度也会有所不同。焦距小，成像精度较差；反之，焦距大，成像精度较佳。因此，在本实施例中，对焦调整单元300可利用不同成像精度的第一成像光路L1与第二成像光路L2，以一驱动器302对待测物S与物镜207的距离进行调整，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜207的焦点位置，如采用图3所示的对焦方式，以节省对焦的时间。在本实施例中，光感测器可为单一个光感测器250，如图5所示，光感测器250具有第一感测区250a(构成第一光感测器220)以及第二感测区250b(构成第二光感测器222)，用以侦测第一子光束B1以及第二子光束B2所形成的影像。
第二实施例
请参考图6及图7，第一成像光路L1与第二成像光路L2可如图6与图7的方式配置。其中，光路切换器229与光路切换器228可分别移动地配置于反射光束B入射至光感测器250之前所经过的第一成像光路L1与第二成像光路L2上。
在图6中，当反射光束B经过分光镜208而分成一第一子光束B1与一第二子光束B2后，第一子光束B1经过第一倍率调整镜211的聚焦以及一反射镜210的反射后，未受光路切换器229的阻挡，而直接入射至分光镜260并成像在光感测器250上，以供光感测器250判断待测物S的离焦位置。此外，第二子光束B2经过第二倍率调整镜221的聚焦以及一反射镜223的反射后，受到另一光路切换器228的阻挡而未投射在光感测器250上。
在图7中，当光路切换器228、229受驱动而移动位置时，第一子光束B1受到光路切换器229的阻挡，而未投射在光感测器250上，而第二子光束B2未受到另一光路切换器228的阻挡，入射至分光器260并成像在光感测器250上，以供光感测器250判断待测物S的离焦位置。因此，光路切换器228、229可用来切换第一子光束B1以及第二子光束B2。
此外，本实施例可通过对焦调整单元301或其他控制器(未绘示)来驱动光路切换器228、229，以切换不同成像精度的第一成像光路L1与第二成像光路L2，并以对焦调整单元301对待测物S与物镜207的距离进行调整，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜207的焦点位置，如图3所示的对焦方式，以节省对焦的时间。
在本实施例中，光路切换器228、229的数量不限定为两个，也可由两个切换部件结合为一个光路切换器，以节省成本。
第三实施例
请参考图8及图9，在本实施例中，光感测器可为单一个光感测器250。第一成像光路L1与第二成像光路L2可如图8与图9的方式配置。其中，反射镜209可移动地配置于反射光束B入射至光感测器250之前所经过的光路上。
在图8中，当反射光束B经过反射镜209的反射而进入第一成像光路L1时，反射光束B经过第一倍率调整镜211的聚焦以及一反射镜210的反射后，而直接入射至分光镜260并成像在光感测器250上，以供光感测器250判断待测物S的离焦位置。
在图9中，当反射镜209受驱动而移动位置时，反射光束B未受到反射镜209的反射，而直接进入第二成像光路L2中，并经过第二倍率调整镜221的聚焦以及一反射镜223的反射后，入射至分光镜260并成像在光感测器250上，以供光感测器250判断待测物S的离焦位置。因此，反射镜209可用来改变反射光束B的光路。
此外，本实施例可通过对焦调整单元301或其他控制器(未绘示)来驱动反射镜209，以改变反射光束B的光路为不同成像精度的第一成像光路L1或第二成像光路L2，并以对焦调整单元301对待测物S与物镜207的距离进行调整，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜207的焦点位置，如图3所示的对焦方式，以节省对焦的时间。
第四实施例
请参考图10及图11的二实施例，成像单元200’更包括一波片201，例如是λ/2波片。此二实施例的差异在于：在图10中，波片201配置于光束投射至待测物S之前所经过的光路中；在图11中，波片201配置于光束投射至待测物S之后所经过的光路中。波片201可用以改变部分光束的极性，并保持光束的外型及强度。相对于第一实施例而言，本实施例的第一光感测器219与第二光感测器224所感测的光强度可提高一倍，以加强光信号的讯杂比。以下仅就图10所示的实施例进行说明，至于图11所示的元件及配置方式与图10大致上雷同，相同的标号代表相同的元件，在此不再赘述。
请参考图10，自动聚焦装置包括一光源100、一成像单元200’、二个光感测器219、224以及一对焦调整单元300’。成像单元200’包括一波片201、多个反射镜212、214、217、一分光镜213、一物镜215、一极化分光镜216、第一倍率调整镜211以及第二倍率调整镜221。成像单元200’又以极化分光镜216分成第一成像光路L1与第二成像光路L2。第一倍率调整镜211位于第一成像光路L1上，具有一第一焦距。第一倍率调整镜211用以聚焦第一子光束B1于一光感测器219上。此外，第二倍率调整镜221位于第二成像光路L2上，具有一第二焦距。第二倍率调整镜221用以聚焦第二子光束B2于另一光感测器224上。
在图10中，光源100用以发出一P极线偏振准直的圆柱状平行光束。此平行光束经过λ/2波片201后，形成一P极半圆柱状平行光束与一S极半圆柱状平行光束，再经过反射镜212、分光镜213与反射镜214后，通过物镜215的聚焦而投射在待测物S上。光束经过待测物S反射后，先经过物镜215，再经过反射镜214、分光镜213与极化分光镜216而分成一第一子光束B1与一第二子光束B2。第一子光束B1经过第一倍率调整镜211后，投射在第一光感测器219上。第二子光束B2经过第二倍率调整镜221后，投射在第二光感测器224上。
由于第一倍率调整镜211与第二倍率调整镜221的焦距(或放大倍率)不同，因此第一成像光路L1的成像精度与第二成像光路L2的成像精度也会有所不同。据此，在本实施例中，对焦调整单元300’可利用不同成像精度的第一成像光路L1与第二成像光路L2，以一驱动器对待测物S与物镜215的距离进行调整，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜215的焦点位置，如图3所示的对焦方式，以节省对焦的时间。
第五实施例
请参考图12，本实施例与第一实施例的差异在于：成像单元200’更包括一组光程差分光镜225、230，分别位于第一成像光路L1上以及第二成像光路L2上，用以将第一子光束B1及第二子光束B2分为不同光程的多个光束，并投射在光感测器上。第一子光束B1经过第一倍率调整镜211及一光程差分光镜230后，分别投射在二光感测器231、232上。第二子光束B2经过第二倍率调整镜221及另一光程差分光镜225后，分别投射在二光感测器226、227上。由于第一倍率调整镜211与第二倍率调整镜221的焦距(或放大倍率)不同，因此第一成像光路L1的成像精度与第二成像光路L2的成像精度也会有所不同。据此，在本实施例中，对焦调整单元300可利用不同成像精度的第一成像光路L1与第二成像光路L2，以一驱动器302对待测物S与物镜207的距离进行调整，以使待测物S的离焦位置更靠近物镜207的焦点位置，如图3所示的对焦方式，以节省对焦的时间。
综上所述，本发明上述实施例所揭露的自动聚焦装置与方法，是利用两个不同成像精度的成像光路，来调整待测物的离焦位置，以减少对焦次数。由于对焦次数减少，并能快速地调整待测物的离焦位置更靠近物镜的焦点位置。因此，上述实施例的自动聚焦装置与方法能减少对焦的时间、提高自动对焦的对焦范围与对焦速度。在组装上，自动聚焦装置所需的光学元件较少，组装更为容易，故能够达到有效缩减体积以及降低成本的功效。
综上所述，虽然本发明已揭露实施例如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (12)
1.一种自动聚焦装置，包括：
光源，用以产生一光束；
成像单元，其包括物镜、分光镜、第一倍率调整镜以及第二倍率调整镜，该物镜用以聚焦该光束，以使该光束投射在一待测物上，该光束经由该待测物反射，以形成一反射光束，该分光镜用以将该反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束，该成像单元对应于该第一子光束以及该第二子光束分别具有不同成像精度的一第一成像光路以及一第二成像光路，该第一倍率调整镜具有第一焦距，该第二倍率调整镜具有第二焦距，该第二焦距大于该第一焦距；
光感测器，用以侦测该第一子光束或该第二子光束所形成的影像，以判断该待测物的一离焦位置，该第一倍率调整镜位于该第一成像光路上，用以聚焦该第一子光束于该光感测器上，该第二倍率调整镜位于该第二成像光路上，用以聚焦该第二子光束于该光感测器上；以及
对焦调整单元，根据该待测物的该离焦位置，对该待测物与该物镜的距离进行对焦并选择成像精度，以使该待测物的该离焦位置依序位于该第一成像光路的成像精度内及该第二成像光路的成像精度内。
2.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中该成像单元还包括波片，其配置于该光束投射至该待测物之前所经过的光路中或配置于该光束投射至该待测物之后所经过的光路中。
3.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中该成像单元还包括光路切换器，其可移动地配置于该反射光束入射至该光感测器之前所经过的该第一成像光路或该第二成像光路上，用以切换该第一子光束以及该第二子光束。
4.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中该分光镜为一极化分光镜。
5.如权利要求1所述的自动聚焦装置，其中该成像单元还包括至少一光程差分光镜，用以将该第一子光束及该第二子光束分为不同光程的多个光束。
6.一种自动聚焦装置，包括：
光源，用以产生一光束；
成像单元，其包括物镜、反射镜、第一倍率调整镜及第二倍率调整镜，该物镜用以聚焦该光束，以使该光束投射在一待测物上，该光束经由该待测物反射，以形成一反射光束，该反射镜用以将该反射光束的光路切换至一第一成像光路或一第二成像光路，该第一倍率调整镜具有第一焦距，该第二倍率调整镜具有第二焦距，该第二焦距大于该第一焦距；
光感测器，用以侦测该第一成像光路以及该第二成像光路所形成的影像，以判断该待测物的一离焦位置，该第一倍率调整镜位于该第一成像光路上，用以聚焦该光束于该光感测器上，该第二倍率调整镜位于该第二成像光路上，用以聚焦该光束于该光感测器上；以及
对焦调整单元，根据该待测物的离焦位置，对该待测物与该物镜的距离进行对焦并选择成像精度，以使该待测物的该离焦位置依序位于该第一成像光路的成像精度内及该第二成像光路的成像精度内。
7.如权利要求6所述的自动聚焦装置，其中该成像单元还包括波片，其配置于该光束投射至该待测物之前所经过的光路中或配置于该光束投射至该待测物之后所经过的光路中。
8.一种采用上述权利要求1-7其中之一所述自动聚焦装置的自动聚焦方法，包括：
发射一光束；
利用一物镜聚焦该光束，以使该光束投射在一待测物，该光束经由该待测物反射，以形成一反射光束；
将该反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束，并使该第一子光束以及该第二子光束位于不同成像精度的一第一成像光路以及一第二成像光路上；
以一光感测器侦测该第一子光束或该第二子光束所形成的影像，以判断该待测物的一离焦位置；
根据该待测物的该离焦位置，对该待测物与该物镜的距离进行第一次对焦，以使该待测物的该离焦位置位于该第一成像光路的成像精度内；以及
选择该第二成像光路的成像精度，对该待测物与该物镜的距离进行第二次对焦，以使该待测物的该离焦位置位于该第二成像光路的成像精度内。
9.一种自动聚焦装置，包括：
光源，用以产生一线偏振光束；
波片，用以改变部分该线偏振光束的线偏振方向；物镜，用以将该线偏振光束投射在一待测物，且该待测物反射部分该线偏振光束，以形成一反射光束；
极化分光镜，用以将该反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束；
光感测器，用以侦测该第一子光束或该第二子光束所形成的影像，以判断该待测物的一离焦位置；
对焦调整单元，根据该待测物的该离焦位置，调整该待测物与该物镜的距离，以使该待测物的该离焦位置更靠近该物镜的焦点位置；
第一倍率调整镜，其具有第一焦距，该第一倍率调整镜位于一第一成像光路上，用以聚焦该第一子光束于该光感测器上；以及
第二倍率调整镜，其具有第二焦距，该第二焦距大于该第一焦距，该第二倍率调整镜位于一第二成像光路上，用以聚焦该第二子光束于该光感测器上。
10.如权利要求9所述的自动聚焦装置，其中该波片配置于该线偏振光束投射至该待测物之前所经过的光路中。
11.如权利要求9所述的自动聚焦装置，其中该波片配置于该线偏振光束投射至该待测物之后所经过的光路中。
12.一种采用权利要求9-11其中之一所述自动聚焦装置的自动聚焦方法，包括：
发射一线偏振光束；
利用一波片改变部分该线偏振光束的线偏振方向；
利用一物镜聚焦该光束，以使该线偏振光束投射在一待测物，该待测物反射部分该线偏振光束，以形成一反射光束；
利用一极化分光镜将该反射光束分为一第一子光束以及一第二子光束；
以一光感测器侦测该第一子光束或该第二子光束所形成的影像，以判断该待测物的一离焦位置；以及
根据该待测物的该离焦位置，调整该待测物与该物镜的距离，以使该待测物的该离焦位置更靠近该物镜的焦点位置。
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