发明名称 自动聚焦装置与方法
摘要 一种自动聚焦装置,其包括一光源、一聚焦镜、一光感测器、一第一聚焦元件与一第二聚焦元件。光源用以产生一侦测光束。聚焦镜具有一焦点,并用以将该侦测光束聚焦为一聚焦光束,其中,聚焦光束入射至一待测物后,系被待测物反射以形成一反射光束。光感测器用以感测光讯号。第一聚焦元件具有一第一焦距,并用以将反射光束之一部份聚焦并在光感测器上形成一第一光点。第二聚焦元件具有一第二焦距,并用以将反射光束之另一部份聚焦在光感测器上以形成一第二光点。光感测器系根据第一光点之尺寸变化与第二光点之尺寸变化以判断待测物之一离焦距离与一离焦方向。
申请公布号 TWI378005 申请公布日期 2012.12.01
申请号 TW098143988 申请日期 2009.12.21
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 王雍行;胡平浩;蔡孟哲;柯顺升;林央正
分类号 B23K26/04 主分类号 B23K26/04
代理机构 代理人 祁明辉 台北市信义区忠孝东路5段510号22楼之2;林素华 台北市信义区忠孝东路5段510号22楼之2
主权项 一种自动聚焦装置,包括:一光源,用以产生一侦测光束;一聚焦镜,用以将该侦测光束聚焦为一聚焦光束,其中,该聚焦镜具有一焦点,该聚焦光束系入射至一待测物,并被该待测物反射以形成一反射光束;一光感测器,用以感测光讯号;一第一聚焦元件,具有一第一焦距,该第一聚焦元件用以将该反射光束之一部份聚焦,以在该光感测器上形成一第一光点;以及一第二聚焦元件,具有一第二焦距,该第二聚焦元件用以将该反射光束之另一部份聚焦,以在该光感测器上形成一第二光点,其中,该光感测器系根据该第一光点之尺寸变化与该第二光点之尺寸变化以判断该待测物之一离焦距离与一离焦方向,且该第一聚焦元件与该第二聚焦元件相邻设置。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中,该待测物之位置系在该聚焦镜之该焦点前侧、该焦点后侧或是该焦点上。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,更包括一分光镜,其设置在该光源至该光感测器之一光传播路径上。如申请专利范围第3项所述之自动聚焦装置,其中,该聚焦镜设置在该分光镜之一侧,该第一聚焦元件与该第二聚焦元件则设置在相反该聚焦镜之另一侧。如申请专利范围第3项所述之自动聚焦装置,其中,该聚焦镜设置在该分光镜之一侧,该光源则设置在相反于该聚焦镜之另一侧。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中该第一聚焦元件及该第二聚焦元件与该光感测器之距离相同,而该第一焦距不等于该第二焦距。如申请专利范围第6项所述之自动聚焦装置,其中,该第一焦距小于该第二焦距。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中,该第一聚焦元件与该光感测器之距离不等于该第二聚焦元件与该光感测器之距离,而该第一焦距等于该第二焦距。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中,该光源系为一同调光光源或一非同调光光源。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中,该光源系为一雷射光源、一发光二极体光源或一白炽光源。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中,该光感测器系为光二极体阵列(photo diode array,PD Array)、电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)或互补金属氧化半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)光感测器。如申请专利范围第1项所述之自动聚焦装置,其中,该第一聚焦元件与该第二聚焦元件系构成一微透镜阵列。一种自动聚焦方法,包括:提供一侦测光束;使该侦测光束经过一聚焦镜以形成一聚焦光束;使该聚焦光束入射至一待测物,以经由该待测物形成一反射光束;使该反射光束通过不重叠之一第一聚焦元件与一第二聚焦元件,以在一光感测器上分别形成一第一光点与一第二光点;以及根据该第一光点之尺寸变化与该第二光点之尺寸变化去判断该待测物之一离焦距离与一离焦方向,其中,该判断该待测物之该离焦距离与该离焦方向之步骤包括:提供该待测物位在该聚焦镜之一焦点时,该第一聚焦元件在该光感测器上形成光点之一第一预设尺寸,以及该第二聚焦元件在该光感测器上形成之光点之一第二预设尺寸;比对该第一光点尺寸与该第一预设尺寸以推估该待测物之该离焦距离;根据该第二光点尺寸与该第二预设尺寸之关系以判断该待测物之该离焦方向。如申请专利范围第13项所述之自动聚焦方法,其中,该第一聚焦元件之一第一焦距小于该第二聚焦元件之一第二焦距,于该判断该待测物之该离焦方向之步骤中:当该第二光点尺寸大于该第二预设尺寸时,则判断该待测物系位在一远焦位置;当该第二光点尺寸小于该第二预设尺寸时,则判断该待测物系位在一近焦位置。
地址 新竹县竹东镇中兴路4段195号