TWI440947B

TWI440947B - 對焦方法與裝置

Info

Publication number: TWI440947B
Application number: TW098144927A
Authority: TW
Inventors: Jin Liang Chen; Chun Chieh Wang; Hau Wei Wang; Shih Hsuan Kuo; Leh Rong Chang; huang wen Lai
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2014-06-11
Also published as: TW201122700A; US20110157458A1

Description

對焦方法與裝置

本發明係有關一種光學偵測技術，尤其是指一種利用色散原理來進行自動以及即時對焦之一種對焦方法與裝置。

隨著平面顯示器大廠技術不斷精進，陣列(array)製程階段、液晶(cell)製程以及彩色濾光片(color filter)製程中，對於品質的控管的要求也越來越嚴格。因此線上即時缺陷檢測的效果優劣，將會影響到產品的產能以及生產製造的成本。

一般說來，當面板的尺寸越來越大時，製程和檢測的速度也必須要加快，以免影響到生產的速度。然而，由於基板尺寸增大時，撓曲量也增加，因此自動光學檢測系統(automatic optical inspection,AOI)的對焦範圍不夠大和尋焦的速度不夠快時，往往造成檢測的效果不佳，而影響到後續製程的進行。

在目前之習用技術中，主要的對焦方式分成主動式對焦以及被動式對焦兩種方式，其中被動式對焦，例如台灣公告專利號TW00486599所揭露的技術，其係利用粗調與細調兩階段的方式尋焦。另外，在台灣公告專利TW00571583，則揭露一種以景深作為尋焦步階的依據，且必須設定尋焦範圍，以在短行程範圍內進行自動對焦。而主動式對焦技術，如中央精機株式會社(CHUO PRECISION INDUSTRIAL CO.,LTD.)所生產的型號AF-I的自動對焦裝置，其原理為由光源產生之光透過對焦光柵的投影經過物鏡投射至物體表面，將物面反射之光柵影像與原光柵影像進行相位比對。由於圖一之架構使用了線型感測器，所以對焦速度快。此外，又如美國專利US.Pat.No.7,477,401也揭露一種利用兩種不同光源配合色散原理以進行物體表面形貌量測以及二維紅外線影像觀察。

在一實施例中本發明提供一種對焦方法，其係包括有下列步驟：提供一色散鏡組，其係具有一色散曲線，該色散曲線包括有一第一色散波段以及一第二色散波段；使一寬頻光通過該色散鏡組而形成一色散光以投射至一物體上而形成一物光；分析該物光中關於該第一色散波段之光譜以得到關於該物體之一表面高度資訊；根據該表面高度資訊，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上；以及感測該物光中對應該第二色散波段之光以形成一對焦影像。

在另一實施例中，本發明更提供一種對焦裝置，其係包括有：一光源模組，其係提供一寬頻光；一色散鏡組，其係具有一色散曲線，該色散曲線包括有一第一色散波段以及一第二色散波段，該色散鏡組調制該寬頻光以形成一色散光；一物鏡，其係聚焦該色散光並投射至一物體上以形成一物光；一分光濾光部，其係將該物光分成一第一物光以及一第二物光，並且對該第一物光進行濾光，以形成對應該第一色散波段之一第一過濾光以及對該第二物光進行濾光以形成對應該第二色散波段之一第二過濾光；一光譜分析部，其係對該第一過濾光進行光譜分析以得到一與表面高度相關之中心波長；一控制單元，其係根據該中心波長進行演算處理以得到關於該物體之表面高度資訊，並根據該表面高度資訊調整該物鏡與該物體間的距離，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上；以及一影像感測裝置，其係感測該第二過濾光以形成一對焦影像。

為使　貴審查委員能對本發明之特徵、目的及功能有更進一步的認知與瞭解，下文特將本發明之裝置的相關細部結構以及設計的理念原由進行說明，以使得審查委員可以了解本發明之特點，詳細說明陳述如下：本發明提供一種對焦方法，其係利用色散的原理將色散光投射至物體上，利用光譜分析的方式找出反射光訊號中最大能量的波長，或經過分析後，能代表最大能量集中度的波長，以得到物體之表面高度資訊。再根據該表面高度資訊，使得色散光中色散低的區段聚焦於物體上以得到清晰的對焦影像。利用本發明之方法，一方面不需要在光軸方向移動鏡組與計算影像資訊進行尋焦的動作，因此可以降低尋焦的時間；另一方面，在色散鏡組的設計上，可以彈性地設計出適當的尋焦範圍，其範圍約在數百μm至數毫米(mm)之間，而對焦精度可達μm等級，因此具有尋焦範圍大以及尋焦速度快(小於0.2秒)的優勢。

本發明提供一種對焦裝置，其採用色散光學鏡組和光譜儀的光路設計，其中光源的部份係為可以產生多種波長的光源或者是寬頻光源。該寬頻光經過了色散鏡組以及物鏡之後將各種不同的波長光線聚焦於不同的聚焦深度，而投射至一物體上。透過光譜分析的方式，找出物體表面某一高度所反射的波長的強度，而得知該物體表面的高度。該高度資訊，再回饋給控制單元，以控制可產生位移運動的元件改變物體和物鏡間的相對位置，使得色散光中色散程度低的波段可以聚焦在物體表面，進而透過影像感測裝置感測關於該低色散的反射光以得到清晰的物體表面影像，使得表面缺陷檢測的穩定性得以提昇。

請參閱圖一所示，該圖係為本發明之對焦方法實施例流程示意圖。該對焦方法首先以步驟20提供一色散鏡組，其係具有一色散曲線，其係包括有一第一色散波段以及一第二色散波段。該色散鏡組可將具有不同波長組合的寬頻光中的各波長產生軸向色散。其中，軸向色散的特性如圖二A至圖二D所示，該圖係分別為不同之色散曲線示意圖。在圖二A至圖二D所示的色散曲線中，其中水平軸代表Z軸方向的色散高度，而縱軸則代表光波長。在圖二A中，其色散曲線90具有兩曲線段，其中曲線段900之色散範圍大於該曲線段901。也就是說，該曲線段900屬於高色散效果之波段，而以該曲線段900作為該第一色散波段；而該曲線段901屬於低色散的效果，因此以該曲線段901作為該第二色散波段。因此，當光經過了色散鏡組之後，對應該第一色散波段的波長範圍內的各波長會被散射到不同的Z軸位置；而第二色散波段，其係代表低色散效果，亦即在該波段所及的波長範圍內的光經過了色散鏡組之後，被色散的範圍小，因此會聚焦在特定的高度範圍內。

另外，如圖二B所示的色散曲線，基本上與圖二A類似，差異的是，在圖二A中的曲線段901所涵蓋的色散範圍比曲線段900所涵蓋的色散範圍來得小，而圖二B中的色散曲線91，其所具有之曲線段910所涵蓋的色散範圍比曲線段911所涵蓋的色散範圍來得大。因此，曲線段910係作為第一色散波段，而曲線段911則作為第二色散波段。另外，如圖二C所示，該色散曲線基本上類似於圖二A之色散曲線，差異的是在於色散曲線中所屬之第一色散波段與第二色散波段所分別對應的波長不同。在圖二C中的第一色散波段之波長相對於第二色散波段之波長而言是屬於波長比較長的光譜。

至於在圖二D中，該色散曲線92係為同時具有上下兩段屬於高色散之曲線段920與921，其中上半段曲線段921與下半段的曲線段920所產生之色散效果相反。在圖二D的實施例中，可以利用上半段或下半段作為第一色散波段，本實施例係利用下半段的曲線段920作為第一色散波段，至於第二色散波段則利用上半段之曲線段921中的一特定波長範圍922(λ±Δλ)作為第二色散波段，如圖二E所示。要說明的是，由於圖二A至圖二D中的第一色散波段，由於其分布的Z軸位置廣，因此可以作為偵測物體表面形貌高度之用；而對於第二色散波段，由於其色散效果低，因此可以利用該波段的波長作為形成清晰影像所需之光。

再回到圖一所示，接著進行步驟21，使一寬頻光通過該色散鏡組而形成一色散光以投射至一物體上而形成一物光。在本步驟中，主要是利用可以產生寬頻光的光源，例如：白光光源通過該色散鏡組。如圖三所示，由於該色散鏡組31的色散能力可以如圖二A、圖二B、圖二C或者是圖二D所示之色散曲線(本實施例為圖二B的色散曲線91)，因此可以將該寬頻光中對應到色散曲線中的第一色散波段之光80、81與82散射到不同的Z軸位置。產生了色散效果之後，可以利用物鏡32的搭配，使得各個波長的色散光80、81與82聚焦於該物體上。根據前述的色散曲線可以得知，每一個波長的散射位置不同，因此經過物鏡的聚焦之後，可以將不同波長的色散光聚焦於不同深度。在圖三中，以紅光、綠光與藍光為例，其中光80代表紅光(R)、光81代表綠(G)光以及光82代表藍光(B)，而不同波長的光束則聚焦在不同的深度位置。

再回到圖一所示，接著進行步驟22分析該物光中關於該第一色散波段之光譜以得到關於該物體之一表面高度資訊。如圖四A所示，該圖係為本發明之解析表面高度資訊流程示意圖。解析的過程首先進行步驟220，以對應該第一色散波段之一濾波元件對該物光進行濾光以形成一過濾光。根據前述之色散曲線原理，要能夠得到物體表面形貌的高度資訊，需要藉由第一色散波段的光譜強度分佈來判斷，因此在步驟220中利用一濾波元件，其係具有可讓該第一色散波段所對應的波長分佈的光通過，並且阻擋其他非第一色散波段的光通過。如果色散曲線為如圖二A或圖二B之態樣時，步驟220中的濾波元件係可以為低通濾波元件以讓第一色散波段之光譜通過。反之，如圖二C所示之色散曲線時，要取得第一色散波段的光譜則必須利用高通濾波元件。接著進行步驟221，對該過濾光進行光譜分析以得到一與表面高度相關之中心波長，該中心波長係為最大光強度之波長，或者係經由數值運算後，所得到可代表高度之波長。以下之步驟係以最大光強度之波長為例說明。請參閱圖四B所示，該圖係為色散光場投射至物體表面示意圖。在圖四B中，由於不同波長的聚焦位置不同，因此對於物體表面的反射狀態也不同。以圖四B為例，在本實施例中，只有光81可以聚焦到物體7之表面上，而其他光並沒有聚焦到物體7表面上，因此反射之後的光場通由濾波元件之後所形成的過濾光，在光譜儀中會形成如圖四C的狀態。

在圖四C中，可以得到最大強度的光訊號，這是因為除了光81之外，其他光並非聚焦於物體7之表面上，因此在反射之後經過光譜儀的分析，只有聚焦在物體表面的光81才會有最大的光強度。因此經過光譜儀的分析之後可以得到最大光強度所對應之光波長，亦即光81之波長。再回到圖四A所示，在步驟221得到最大光強度所對應之波長之後，再以步驟222根據該中心波長(本實施例為最大光強度的波長)所對應之聚焦深度以得到該表面高度資訊。由於在步驟221中可得到光波長，而不同波長經過色散鏡組之聚焦深度亦可以事先得知，因此根據步驟221所得到的最大光強度的波長即可知道聚焦的深度為何，而物體與物鏡間的距離又為已知，因此即可以得知物體表面的高度資訊。

再回到圖一所示，得到物體表面高度資訊之後，再進行步驟23，根據該表面高度資訊，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上。在本步驟中主要是為了得到清楚的物體表面影像的前置步驟，由於在步驟22中已經知道了物體表面的高度，因此可以利用一次的移動將該物體移動至對應到該第二色散波段之光所對應的聚焦深度。以圖二A之色散曲線為例，由於第二色散波段901的波長雖有範圍，但其範圍相對於聚焦位置而言變化很小，因此以λ₀ 為基準，利用線性驅動單元，例如：線性馬達、壓電驅動的方式控制物體移動或者是物鏡移動而改變物體與該物鏡間的距離，使得λ₀ 的光線聚焦於物體之表面。接著進行步驟24，感測該物光中對應該第二色散波段之光以形成一對焦影像。請參閱圖五所示，該圖係為本發明形成清晰對焦影像流程示意圖。在圖五中，首先進行步驟240，以對應該第二色散波段之一濾波元件對該物光進行濾光以形成一過濾光。由於第二色散波段所對應的光係為聚焦於物體表面，因此只要能擷取由物體表面反射之關於該第二色散波段的光就可以得到清楚的影像。這是因為在第二色散波段是低色散之故，因此影像不會產生像差。基於這個原則，利用高通或者是低通的濾光元件(取決於色散曲線的形式)只讓對應該第二色散波段的光通過；如果是圖二D之色散曲線狀態時，則利用帶通濾波器使得對應該第二色散波段之特定波長範圍(λ±Δλ)之光通過。最後再以步驟241，以一影像感測裝置感測該過濾光以形成清晰對焦影像。該影像感測裝置係可以為互補式金屬-氧化層-半導體(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)之影像感測裝置或者是電耦合(charged coupled device,CCD)之影像感測裝置。

本發明更提供一種對焦裝置來實現圖一之方法，請參閱圖六所示，該圖係為本發明之對焦裝置第一實施例示意圖。該對焦裝置3包括有一光源模組30、一色散鏡組31、一物鏡32、一分光濾光部33、光譜分析部34以及一控制單元35。該光源模組30，其係可提供一寬頻光。本實施例中，該光源模組30可以為一白光光源，但不以此為限。為了加強光之準直性，在該分光濾光部33與該光源模組30間更具有至少一準直透鏡36。該色散鏡組31，其係具有一色散曲線特性，該色散曲線包括有一第一色散波段以及一第二色散波段。該色散曲線之態樣係如圖二A至圖二D所示，在此不作贅述。該色散鏡組31調制該寬頻光以形成一色散光。該色散光含有複數個不同波長的光，且分別散射在光軸方向上的不同位置上。

該物鏡32，其係聚焦該色散光並投射至一物體7上以形成一物光。該物體7係可為待測物或者是承載待測物之平台37。經由該物鏡32，可以使該色散光中的對應每一波長之光聚焦在不同的深度上，以構成一聚焦範圍93。要說明的是，該聚焦範圍93可由色散鏡組31與物鏡32之間的搭配，而設計出不同之聚焦範圍。此外，雖然本實施例中，該色散鏡組31與該物鏡32係為兩個獨立元件，但在另一實施例中，該物鏡32與該色散鏡組31亦可以整合成一色散物鏡。另外，在本實施例中，該物鏡32更耦接有一線性移動單元38，其係可以為線性馬達或者是壓電元件所構成的線性移動單元38，但不以此為限，該線性移動單元38之組成係屬於熟悉此項技術之人所熟知之技藝，在此不作贅述。該線性移動單元38主要是可以控制該物鏡32之位置以改變物鏡32與該物7體間之距離。在另一實施例中，該線性移動單元38也可以與該平台37相耦接，藉由控制平台37之高度位置，改變物體7與該物鏡32間的距離。

該分光濾光部33，其係具有一第一分光濾光單元330以及一第二分光濾光單元331。該第一分光濾光單元330其係設置於該光源模組30與該色散鏡組31之間；而該第二分光濾光單元331則設置於該物鏡32與影像感測裝置39之間。該第一分光濾光單元330更包括有一第一分光元件3300，其係設置於該光源30與該色散鏡組31之間以及一第一濾光元件3301，其係設置於該第一分光元件3300與該光譜分析部34之間。該第一分光元件3300係為分光鏡，該第一濾光元件3301，其係對應該色散曲線中之第一色散波段，該第一濾光元件3301可以根據該色散鏡組31所具有的色散曲線特性，選擇為高通濾波器或者是低通濾波器。

同樣地，該第二分光濾光單元331也包括有一第二分光元件3310，其係設置於該色散鏡組31與該物鏡32之間以及一第二濾光元件3311，其係設置於該第二分光元件3310與該影像感測裝置39之間。該第二分光元件3310係為分光鏡，該第二濾光元件3311，其係對應該色散曲線中之第二色散波段，該第二濾光元件3311可以根據色散鏡組31所具有之色散曲線特性而選擇為高通、低通或者是帶通濾波器。該光譜分析部34，其係可為一光譜儀，該光譜分析部34係設置於該第一分光濾光單元330之一側，而該影像感測裝置39則設置於該第二分光濾光單元331之一側。本實施例中，該影像感測裝置39與該第二分光濾光單元331間更具有透鏡元件390。該影像感測裝置係可以為互補式金屬-氧化層-半導體(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)之影像感測裝置或者是電耦合(charged coupled device,CCD)之影像感測裝置。該控制單元35其係與該影像感測裝置39、該線性移動單元38以及該光譜分析部34相耦接。該控制單元35係可以為電腦或者是具有運算處理能力之裝置。

接下來說明本發明之對焦裝置第一實施例之運作方式。該對焦裝置3之運作方式主要根據圖一所顯示之流程而運作。該色散鏡組31所具有的色散曲線係以圖二B之色散曲線為例來做說明。該第一分光元件3300接收由光源30所產生之寬頻光而將該寬頻光導引至該色散鏡組31以形成色散光，其係具有關於該第一色散波段之光成分以及關於該第二色散波段之光成分。該色散光經由該第二分光元件3310的導引而進入該物鏡32。該物鏡32將該色散光聚焦於該物體7上。由該物體7上反射的物光，會被該第二分光元件3310分成一第一物光以及一第二物光。其中，該第一物光通過該色散鏡組31，再經由該第一分光元件3300的導引而進入到該第一濾光元件3301，由於該第一濾光元件3301具有對應該第一色散波段的特性，亦即只可以允許對應該第一色散波段的光通過。因此，通過該第一濾光元件3301所形成之對應該第一色散波段之第一過濾光會進入該光譜分析部34進行光譜分析以得到一與表面高度相關之中心波長，該中心波長係為最大光強度之波長，或者係經由數值運算後，所得到可代表高度之波長。以下以最大光強度之波長為例說明。

關於該最大光強度之波長的訊息會傳遞給該控制單元35，該控制單元35在收到訊息之後，會進行運算處理，以得到關於該物體之表面高度資訊，並根據該表面高度資訊產生控制訊號給該線性移動單元38。該線性移動單元38調整該物鏡32之位置，以改變該物鏡32與該物體7間的距離，使得該色散光中對應該第二色散波段之光可以聚焦於該物體7之表面上。要說明的是，該線性位移單元38亦可以與承載物體之平台37連接，藉由控制訊號改變該平台37的高度，也可以讓該第二色散波段的光聚焦於物體7上。隨後，由於該物體7表面所反射之物光，再次進入到該第二分光元件3310，該第二分光元件3310將該物光分光所形成之第二物光會進入到該第二濾光元件3311以形成之對應該第二色散波段之一第二過濾光。由於該第二濾光元件3311對應到該第二色散波段，因此只有對應該第二色散波段的光可以通過。通過該第二濾光元件3311所形成的第二過濾光，經過了透鏡元件390的匯聚而投射至影像感測裝置39的感測元件上，影像感測裝置39所產生的影像訊號經過控制單元的處理，可以得到清晰的對焦影像。

請參閱圖七所示，該圖係為本發明之對焦裝置第二實施例示意圖。圖七之實施例與圖六基本上是相同的裝置，差異的是，圖七之色散鏡組所具有的色散曲線係為如圖二D之色散曲線。由於在圖二D中的色散曲線並沒有具有如圖二A或圖二B之第二色散波段的特性，因此圖七中的第二濾光元件3311可以選擇帶通濾波器，其係僅可以允許圖二D上半段中的一特定波長範圍(λ±Δλ)通過。該特定波長的範圍的大小是以讓光的色散範圍小到可以產生清晰影像為原則。同樣地，當利用光譜分析部34得到具有最大光強度的光波長之後，可以控制該物鏡32或者是平台37的位置使得該物體7移動至對應該第二濾光元件3311(帶通濾波器)通過的光波所對應之聚焦深度位置，使得通過該第二濾光元件3311所形成的第二過濾光，在影像感測裝置39的感測之下亦可得到清晰的對焦影像。

利用本發明之對焦方法與裝置，除了可以量測物體表面高度資訊外，更可以根據高度資訊，擷取對焦的清晰影像，因此可以減少環境振動對擷取清晰影像的影響。除了面板檢測之外，亦可以應用於其他自動光學檢測產業的應用。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例，當不能以之限制本發明範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。

2．．．對焦方法

20~24．．．步驟

220~222．．．步驟

240~241．．．步驟

3．．．對焦裝置

30．．．光源

31．．．色散鏡組

32．．．物鏡

33．．．分光濾光部

330．．．第一分光濾光單元

3300．．．第一分光元件

3301．．．第一濾光元件

331．．．第二分光濾光單元

3310．．．第二分光元件

3311．．．第二濾光元件

34．．．光譜分析部

35．．．控制單元

36．．．準直透鏡

37．．．平台

38．．．線性移動單元

39．．．影像感測裝置

390．．．透鏡元件

7．．．物體

80、81、82．．．光

90、91、92．．．色散曲線

900、910、920．．．曲線段

901、911、921．．．曲線段

922．．．波長範圍

圖一係為本發明之對焦方法實施例流程示意圖。

圖二A至圖二D係分別為不同之色散曲線示意圖。

圖二E係為以圖二D之色散曲線中的另一段中的一特定波長範圍作為第二色散波段示意圖。

圖三係為色散光聚焦示意圖。

圖四A係為本發明之解析表面高度資訊流程示意圖。

圖四B係為色散光場投射至物體表面示意圖。

圖四C係為反射光場經過光譜儀分析之光強與波長關係示意圖。

圖五係為本發明形成清晰對焦影像流程示意圖。

圖六係為本發明之對焦裝置第一實施例示意圖。

圖七係為本發明之對焦裝置第二實施例示意圖。

2‧‧‧對焦方法

20~24‧‧‧步驟

Claims

一種對焦方法，其係包括有下列步驟：提供一色散鏡組，其係具有一色散曲線，其係包括有一第一色散波段以及一第二色散波段，該色散曲線更包括有一第一曲線段以及色散效果與該第一曲線段相反之一第二曲線段，其係以該第一曲線段作為該第一色散波段，而以該第二曲線段中涵蓋特定波長範圍之曲線段作為該第二色散波段；使一寬頻光通過該色散鏡組而形成一色散光以投射至一物體上而形成一物光；分析該物光中關於該第一色散波段之光譜以得到關於該物體之一表面高度資訊；根據該表面高度資訊，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上；以及感測該物光中對應該第二色散波段之光以形成一對焦影像。
如申請專利範圍第1項所述之對焦方法，其中分析該物光以得到該表面高度資訊之步驟更包括有下列步驟：以對應該第一色散波段之一濾波元件對該物光進行濾光以形成一過濾光；對該過濾光進行光譜分析以得到與表面高度相關之一中心波長；以及根據該中心波長所對應之聚焦深度以得到該表面高度資訊。
如申請專利範圍第2項所述之對焦方法，其中，該中心波長係為最大光強度之波長，或者係經由數值運算後，所得到可代表高度之波長。
如申請專利範圍第1項所述之對焦方法，其中感測該物光中對應該第二色散波段之光更包括有下列步驟：以對應該第二色散波段之一濾波元件對該物光進行濾光以形成一過濾光；以一影像感測裝置感測該過濾光以形成該對焦影像。
如申請專利範圍第4項所述之對焦方法，其中該濾波元件係為一帶通濾波元件、高通濾波元件或者是低通濾波元件。
一種對焦方法，其係包括有下列步驟：提供一色散鏡組，其係具有一色散曲線，其係包括有一第一色散波段以及一第二色散波段，該色散曲線更包括有一第一曲線段以及色散範圍小於該第一曲線段之一第二曲線段，其係以該第一曲線段作為該第一色散波段，而以該第二曲線段作為該第二色散波段；使一寬頻光通過該色散鏡組而形成一色散光以投射至一物體上而形成一物光；分析該物光中關於該第一色散波段之光譜以得到關於該物體之一表面高度資訊；根據該表面高度資訊，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上；以及感測該物光中對應該第二色散波段之光以形成一對焦影像。
一種對焦裝置，其係包括有：一光源模組，其係提供一寬頻光；一色散鏡組，其係具有一色散曲線，其係包括有一第一色散波段以及一第二色散波段，該色散鏡組調制該寬頻光以形成一色散光，該色散曲線更包括有一第一曲線段以及色散效果與該第一曲線段相反之一第二曲線段，其係以該第一曲線段作為該第一色散波段，而以該第二曲線段中涵蓋特定波長範圍之曲線段作為該第二色散波段；一物鏡，其係聚焦該色散光並投射至一物體上以形成一物光；一分光濾光部，其係將該物光分成一第一物光以及一第二物光，並且對該第一物光進行濾光，以形成對應該第一色散波段之一第一過濾光以及對該第二物光進行濾光以形成對應該第二色散波段之一第二過濾光；一光譜分析部，其係對該第一過濾光進行光譜分析以得到與表面高度相關之一中心波長；一控制單元，其係根據該中心波長進行演算處理以得到關於該物體之表面高度資訊，並根據該表面高度資訊調整該物鏡與該物體間的距離，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上；以及一影像感測裝置，其係感測該第二過濾光以形成一對焦影像。
如申請專利範圍第7項所述之對焦裝置，其中，該中心波長係為最大光強度之波長，或者係經由數值運算後，所得到可代表高度之波長。
如申請專利範圍第7項所述之對焦裝置，其中該分光濾光部更包括有：一第一分光濾光單元，其係設置於該光源模組以及該色散鏡組之間，該第一分光濾光單元係將該寬頻光導引至該色散鏡組以及對該第一物光進行濾光以形成該第一過濾光；以及一第二分光濾光單元，其係設置於該物鏡以及該影像感測裝置之間，該第二分光濾光單元係將該物光分成該第一物光以及該第二物光，以及對該第二物光進行濾光以形成該第二過濾光。
如申請專利範圍第9項所述之對焦裝置，其中該第一分光濾光單元更具有：一第一分光元件，其係設置於該光源模組以及該色散鏡組之間，該第一分光元件係將該寬頻光導引至該色散鏡組；以及一第一濾光元件，其係具有對應該第一色散波段之濾光波段，該第一濾光元件對該第一物光進行濾光，以形成該第一過濾光。
如申請專利範圍第10項所述之對焦裝置，其中該第一濾波元件係為一帶通濾波元件、高通濾波元件或者是低通濾波元件。
如申請專利範圍第9項所述之對焦裝置，其中該第一分光濾光單元更具有：一第二分光元件，其係設置於該物鏡以及該影像感測裝置之間，該第二分光元件係將該物光分成該第一物光以及該第二物光；以及一第二濾光元件，其係具有對應該第二色散波段之濾光波段，該第二濾光元件對該第二物光進行濾光，以形成該第二過濾光。
如申請專利範圍第12項所述之對焦裝置，其中該第一濾波元件係為一帶通濾波元件、高通濾波元件或者是低通濾波元件。
如申請專利範圍第7項所述之對焦裝置，其係更具有一線性移動單元，其係與該物鏡偶接，該線性移動單元根據該控制單元之控制訊號以改變該物鏡與該物體間之距離。
如申請專利範圍第7項所述之對焦裝置，其係更具有一線性移動單元，其係與承載該物體之一平台相偶接，該線性移動單元根據該控制單元之控制訊號以改變該平台之位置，進而改變該物鏡與該物體間之距離。
如申請專利範圍第7項所述之對焦裝置，其中該色散鏡組與該物鏡係可整合成一色散物鏡。
一種對焦裝置，其係包括有：一光源模組，其係提供一寬頻光；一色散鏡組，其係具有一色散曲線，其係包括有一第一色散波段以及一第二色散波段，該色散鏡組調制該寬頻光以形成一色散光，該色散曲線更包括有一第一曲線段以及色散範圍小於該第一曲線段之一第二曲線段，其係以該第一曲線段作為該第一色散波段，而以該第二曲線段作為該第二色散波段；一物鏡，其係聚焦該色散光並投射至一物體上以形成一物光；一分光濾光部，其係將該物光分成一第一物光以及一第二物光，並且對該第一物光進行濾光，以形成對應該第一色散波段之一第一過濾光以及對該第二物光進行濾光以形成對應該第二色散波段之一第二過濾光；一光譜分析部，其係對該第一過濾光進行光譜分析以得到與表面高度相關之一中心波長；一控制單元，其係根據該中心波長進行演算處理以得到關於該物體之表面高度資訊，並根據該表面高度資訊調整該物鏡與該物體間的距離，使得該色散光中對應該第二色散波段之光聚焦於該物體之表面上；以及一影像感測裝置，其係感測該第二過濾光以形成一對焦影像。