CN114885137A - 一种投影设备及自动调焦方法 - Google Patents

Abstract

本申请一些实施例中提供一种投影设备及自动调焦方法，所述方法可以在接收到自动调焦指令后，通过距离传感器获取光机与投影面之间的间隔距离。再根据间隔距离确定当前应用场景，如果间隔距离小于间隔判断阈值，则确定当前应用场景为近距离场景，因此可以根据间隔距离计算第一调焦量；如果间隔距离大于或等于间隔判断阈值，则确定当前应用场景为远距离场景，因此可以根据投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，最后按照第一调焦量或第二调焦量控制调焦电机调整光学组件的焦距。所述方法可以根据不同的应用场景依据不同的数据进行自动调焦，可以快速将光学组件调整至最佳焦距状态，提高投影画面清晰度，并缩短调焦过程所消耗的时间。

Description

一种投影设备及自动调焦方法

本申请要求在2021年11月16日提交中国专利局、申请号为202111355866.0、发明名称为“一种投影设备及基于几何校正的显示控制方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种投影设备及自动调焦方法。

背景技术

投影设备是一种可以将图像或视频投射到屏幕上的显示设备。投影设备可以将特定颜色的激光光线通过光学透镜组件的折射作用，投射到屏幕上形成具体影像。在投影过程中，需要将投影设备与屏幕之间保持一定距离，使屏幕上形成的影像可以符合光学透镜组件的焦距范围，以获得清晰的影像。

为了适应复杂的应用场景以及不同规格的屏幕，需要对投影设备光学透镜组件的焦距进行调整。例如，用户可以通过观察投影设备投射的画面清晰度，手动调整光学透镜组件中，镜片之间的距离，使光学透镜组件的整体焦距发生变化。随着用户的调整过程，投射画面的清晰度将发生变化，待清晰度满足用户需求后停止。

显然，手动调焦过程操作繁琐，不便于用户使用。为此，部分投影设备还支持自动调焦功能。自动调焦功能可以通过设置驱动电机，使驱动电机带动光学透镜组件中的部分透镜移动进行调焦。投影设备同时还检测投射画面的清晰度，并根据检测的清晰度控制驱动电机启动或停止运行，实现自动调焦。但是，由于清晰度检测和驱动电机启停过程的控制繁琐，导致上述自动调焦方式的耗时较长，且抗干扰能力差，降低用户体验。

发明内容

本申请一些实施例中提供了一种投影设备及自动调焦方法，以解决传统自动调焦方法调焦过程耗时较长的问题。

一方面，本申请一些实施例中提供一种投影设备，包括：光机、镜头、距离传感器、相机以及控制器。其中所述光机被配置为投射播放内容至投影面；所述镜头包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；所述距离传感器被配置为检测投影面与光机之间的间隔距离；所述相机被配置为拍摄投影内容图像；所述控制器被配置为：

响应于自动调焦指令，获取所述间隔距离；

如果所述间隔距离小于间隔判断阈值，根据所述间隔距离计算第一调焦量，以及按照所述第一调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距；

如果所述间隔距离大于或等于间隔判断阈值，根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，以及按照所述第二调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距。

另一方面，本申请的一些实施例中还提供一种自动调焦方法，其特征在于，应用于投影设备，所述投影设备包括光机、距离传感器、相机以及控制器；其中，所述光机包括光学组件和调焦电机，所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；所述自动调焦方法包括：

响应于自动调焦指令，通过所述距离传感器获取间隔距离；

如果所述间隔距离小于间隔判断阈值，根据所述间隔距离计算第一调焦量，以及按照所述第一调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距；

如果所述间隔距离大于或等于间隔判断阈值，根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，以及按照所述第二调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距。

由以上技术方案可知，本申请一些实施例中提供的投影设备及自动调焦方法可以在接收到自动调焦指令后，通过距离传感器获取光机与投影面之间的间隔距离。再根据间隔距离确定当前应用场景，如果间隔距离小于间隔判断阈值，则确定当前应用场景为近距离场景，因此可以根据间隔距离计算第一调焦量；如果间隔距离大于或等于间隔判断阈值，则确定当前应用场景为远距离场景，因此可以根据投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，最后按照第一调焦量或第二调焦量控制调焦电机调整光学组件的焦距。所述方法可以根据不同的应用场景依据不同的数据进行自动调焦，可以快速将光学组件调整至最佳焦距状态，提高投影画面清晰度，并缩短调焦过程所消耗的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中投影设备投影状态示意图；

图2为本申请实施例中投影设备结构示意图；

图3为本申请实施例中投影设备的光机架构示意图；

图4为本申请实施例中投影设备光路示意图；

图5为本申请实施例中投影设备的系统框架示意图；

图6为本申请实施例中投影设备的镜头结构示意图；

图7为本申请实施例中镜头投影光路示意图；

图8为本申请实施例中距离传感器和相机结构示意图；

图9为本申请实施例中自动调焦方法流程示意图；

图10为本申请实施例中基于清晰度调焦的过程示意图；

图11为本申请实施例中检测目标物体数量流程示意图；

图12为本申请实施例中多阶段图像调焦过程示意图；

图13为本申请实施例中裁切图像流程示意图；

图14为本申请实施例中自动调焦方法时序关系图。

具体实施方式

为使本申请的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

术语“模块”是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

本申请实施例可以应用于各种类型的投影设备。下文中将以投影仪为例，对投影设备以及自动调焦方法进行阐述。

投影仪是一种可以将图像、或视频投射到屏幕上的设备，投影仪可以通过不同的接口同计算机、广电网络、互联网、VCD(Video Compact Disc：视频高密光盘)、DVD(DigitalVersatile Disc Recordable：数字化视频光盘)、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所等。

图1示出了本申请一实施例投影设备的摆放示意图，图2示出了本申请一实施例投影设备光路示意图。

在一些实施例中，参考图1、图2，本申请提供的一种投影设备包括投影屏幕1和投影设备2。投影屏幕1固定于第一位置上，投影设备2放置于第二位置上，使得其投影出的画面与投影屏幕1吻合。

投影设备包括激光光源100，光机200，镜头300，投影介质400。其中，激光光源100为光机200提供照明，光机200对光源光束进行调制，并输出至镜头300进行成像，投射至投影介质400形成投影画面。

在一些实施例中，投影设备的激光光源100包括激光器组件110和光学镜片组件120，激光器组件110发出的光束可透过光学镜片组件120进而为光机提供照明。其中，例如，光学镜片组件120需要较高等级的环境洁净度、气密等级密封；而安装激光器组件的腔室可以采用密封等级较低的防尘等级密封，以降低密封成本。

在一些实施例中，投影设备的光机200可实施为包括蓝色光机、绿色光机、红色光机，还可以包括散热系统、电路控制系统等。需要说明的是，在一些实施例中，投影设备的发光部件还可以通过LED光源实现。

图3示出了本申请一实施例投影设备的电路架构示意图。在一些实施例中，该投影设备可以包括显示控制电路10、激光光源20、至少一个激光器驱动组件30以及至少一个亮度传感器40，该激光光源20可以包括与至少一个激光器驱动组件30一一对应的至少一个激光器。其中，该至少一个是指一个或多个，多个是指两个或两个以上。

基于该电路架构，投影设备可以实现自适应调整。例如，通过在激光光源20的出光路径中设置亮度传感器40，使亮度传感器40可以检测激光光源的的第一亮度值，并将第一亮度值发送至显示控制电路10。

该显示控制电路10可以获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，并在确定该激光器的第二亮度值与该激光器的第一亮度值的差值大于差值阈值时，确定该激光器发生COD故障；则显示控制电路可以调整激光器的对应的激光器驱动组件的电流控制信号，直至该差值小于等于该差值阈值，从而消除该蓝色激光器的COD故障；该投影设备能够及时消除激光器的COD故障，降低激光器的损坏率，提高投影设备的图像显示效果。

图4示出了本申请一实施例投影设备的结构示意图。

在一些实施例中，该投影设备中的激光光源20可以包括独立设置的蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203，该投影设备也可以称为三色投影设备，蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203均为模块轻量化(Mirai Console Loader，MCL)封装激光器，其体积小，利于光路的紧凑排布。

在一些实施例中，控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random AccessMemory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。

在一些实施例中，投影设备可以配置相机，用于和投影设备协同运行，以实现对投影过程的调节控制。例如，投影设备配置的相机可具体实施为3D相机，或双目相机；在相机实施为双目相机时，具体包括左相机、以及右相机；双目相机可获取投影设备对应的幕布，即投影面所呈现的图像及播放内容，该图像或播放内容由投影设备内置的光机进行投射。

当投影设备移动位置后，其投射角度、及至投影面距离发生变化，会导致投影图像发生形变，投影图像会显示为梯形图像、或其他畸形图像；投影设备控制器可基于相机拍摄的图像，通过耦合光机投影面之间夹角和投影图像的正确显示实现自动梯形校正。

图5示出了本申请一实施例投影设备实现显示控制的系统框架示意图。

在一些实施例中，投影设备具备长焦微投的特点，其控制器通过预设算法可对投影光图像进行显示控制，以实现显示画面自动梯形校正、自动入幕、自动避障、自动调焦、以及防射眼等功能。

在一些实施例中，投影设备配置有陀螺仪传感器；设备在移动过程中，陀螺仪传感器可感知位置移动、并主动采集移动数据；然后通过系统框架层将已采集数据发送至应用程序服务层，支撑用户界面交互、应用程序交互过程中所需应用数据，采集数据还可用于控制器在算法服务实现中的数据调用。

在一些实施例中，投影设备配置有飞行时间传感器，在飞行时间传感器采集到相应数据后，所述数据将被发送至服务层对应的飞行时间服务；上述飞行时间服务获取数据后，将采集数据通过进程通信框架发送至应用程序服务层，数据将用于控制器的数据调用、用户界面、程序应用等交互使用。

在一些实施例中，投影设备配置有用于采集图像的相机，所述相机可实施为双目相机、或深度相机、或3D相机等；相机采集数据将发送至摄像头服务，然后由摄像头服务将采集图像数据发送至进程通信框架、和/或投影设备校正服务；所述投影设备校正服务可接收摄像头服务发送的相机采集数据，控制器针对所需实现的不同功能可在算法库中调用对应的控制算法。

在一些实施例中，通过进程通信框架、与应用程序服务进行数据交互，然后经进程通信框架将计算结果反馈至校正服务；校正服务将获取的计算结果发送至投影设备操作系统，以生成控制信令，并将控制信令发送至光机控制驱动以控制光机工况、实现显示图像的自动校正。

在一些实施例中，投影设备通过自动调焦算法，利用其配置的激光测距可获得当前物距，以计算初始焦距、及搜索范围；然后投影设备驱动相机进行拍照，并利用对应算法进行清晰度评价。

投影设备在上述搜索范围内，基于搜索算法查找可能的最佳焦距，然后重复上述拍照、清晰度评价步骤，最终通过清晰度对比找到最优焦距，完成自动调焦。

例如，在投影设备启动后，用户移动设备；投影设备自动完成校正后重新调焦，控制器将检测自动调焦功能是否开启；当自动调焦功能未开启时，控制器将结束自动调焦业务；当自动调焦功能开启时，投影设备将通过中间件获取飞行时间传感器的检测距离进行计算；

控制器根据获取的距离查询预设的映射表，以获取投影设备的焦距；然后中间件将获取焦距设置到投影设备的光机；光机以上述焦距进行发出激光后，摄像头将执行拍照指令；控制器根据获取的拍摄图像、评价函数，判断投影设备调焦是否完成；

如果判定结果符合预设完成条件，则控制自动调焦流程结束；如果判定结果不符合预设完成条件，中间件将微调投影设备光机的焦距参数，例如可以预设步长逐渐微调焦距，并将调整的焦距参数再次设置到光机；从而实现反复拍照、清晰度评价步骤，最终通过清晰度对比找到最优焦距完成自动调焦。

图6示出了在一些实施例中投影设备的镜头结构示意图。为了支持投影设备的自动调焦过程，如图6所示，投影设备的镜头300还可以包括光学组件310和调焦电机320。其中，光学组件310是由一个或多个透镜组成的透镜组，可以对光机200发射的光线进行折射，使光机200发出的光线能够透射到投影面上，形成透射内容影像。

光学组件310可以包括镜筒以及设置在镜筒内的多个透镜。根据透镜位置是否能够移动，光学组件310中的透镜可以划分为移动镜片311和固定镜片312，通过改变移动镜片311的位置，调整移动镜片311和固定镜片312之间的距离，改变光学组件310整体焦距。因此，调焦电机320可以通过连接光学组件310中的移动镜片311，带动移动镜片311进行位置移动，实现自动调焦功能。

需要说明的是，本申请部分实施例中所述的调焦过程是指通过调焦电机320改变移动镜片311的位置，从而调整移动镜片311相对于固定镜片312之间的距离，即调整像面位置，因此光学组件310中镜片组合的成像原理，所述调整焦距实则为调整像距，但就光学组件310的整体结构而言，调整移动镜片311的位置等效于调节光学组件310的整体焦距调整。因此，为了描述方便，在后续实施例中都使用调整焦距来说明上述过程。

调焦电机320可以通过特定的传动机构连接移动镜片311。传动机构的传动原理可以为任何将转动动作转化为移动动作的传动结构。例如，涡轮蜗杆传动结构、滚珠丝杠传动结构、螺纹螺杆传动结构等。对于螺纹螺杆传动结构，移动镜片311的外侧边缘设有镜框，镜框上可以设有螺纹。调焦电机320的动力输出轴连接螺杆，通过螺杆与镜框上的螺纹配合，使调焦电机320输出的转动动作可以转化为镜框的移动动作，从而带动移动镜片311在镜筒内移动。

由于移动镜片311处于不同的位置上时，对光学组件310整体焦距的影响也不同，因此投影设备可以通过调焦电机320转动特定的角度或圈数，使移动镜片311处在相对应的位置上。为了实现上述功能，调焦电机320可以为转动角度可控制的步进电机、伺服电机等。在调焦过程中，投影设备的控制器500可以向调焦电机320发送移动指令，移动指令中可以包括控制调焦电机320所需要旋转的角度数据。例如，对于步进电机形式的调焦电机320，控制器500所发送的移动指令中可以包括需要转动角度对应的脉冲信号，则在将移动指令方发给调焦电机320后，调焦电机320可以从移动指令中解析出脉冲信号，并根据脉冲信号进行转动。

需要说明的是，为了能够将移动镜片311调整至特定的位置，可以预先根据投影设备的内部结构，计算移动镜片311移动距离与调焦电机320转动角度之间的对应关系。移动距离与转动角度之间的对应关系可以为线性关系，受传动机构的传动比影响。则在进行调焦时，投影设备可以先计算移动镜片311的目标位置，再与移动镜片311的当前位置做差计算出调焦过程移动镜片311需要移动距离。再根据移动距离与转动角度之间的对应关系，计算出调焦电机320需要转动的角度，从而生成移动指令发送给调焦电机320。

由于移动镜片311通常只能够沿着镜筒，在镜筒内移动，因此在调焦过程中，移动镜片311具有行程限制。图7示出了在一些实施例中镜头投影光路示意图，如图7所示，为了便于描述，可以将移动镜片311最靠近光机时的一端称为近端，将移动镜片311最远离光机时的一端称为远端，则移动镜片311的整体移动行程为近端与远端之间的距离。在一些实施例中，为了便于准确调节投影效果，投影设备的实际调焦范围可以在移动镜片311的行程范围内。例如，将移动镜片311移动至近端后，调焦电机320再向前调节300步，可满足投影设备在最近投射距离的调焦需求；而从近端向前再调节900步，则可满足投影设备在最远投射距离的调焦需求，则实际调焦范围可以为调焦电机320在调节300步至900步所对应的位置区间。

而由于调焦过程还可以受到调焦电机特性、环境特性、摆放姿态等综合因素的影响，使得投影设备在近端和远端位置还需要设定一定的调节余量，以满足实际投影效果。因此，在一些实施例中，投影设备的调节区间可以在实际调焦范围的基础上，增加部分调节余量。例如，对于调节300步至900步所对应的位置区间，在设置100步调节余量后，可以将距离近端200步所在位置和1000步所在位置设定为调节起点和调节终点，以构成最终的调焦范围。

当投影设备与投影面之间相距不同距离时，需要投影设备的镜头调整不同的焦距从而在投影面上透射清晰的图像。而在投影过程中，投影设备与投影面的间隔距离会受用户的摆放位置的不同而需要不同的焦距。因此，为适应不同的使用场景，投影设备需要调节光学组件310的焦距。

在一些实施例中，投影设备可以支持手动调焦功能，即在投影设备上可以设有交互按键，或者投影设备配套有遥控器，用户可以通过投影设备上的焦距调节按键或者遥控器上的焦距调节按键，与投影设备进行交互。则在交互过程中，投影设备的控制器500可以根据用户的按键操作，生成移动指令，并将移动指令发送给调焦电机，以控制调焦电机带动移动镜片311进行移动，改变光学组件的焦距。

例如，当用户在使用投影设备时发现投影画面不清晰时，可以按下投影设备上的“前进”按键，则响应于此时用户的按键操作，投影设备可以生成控制移动镜片311向远离光机方向移动的移动指令，并将移动指令发送给调焦电机，调焦电机则在接收到该移动指令后，按照正向(顺时针)方向旋转以输出力矩，驱动移动镜片311向远离光机方向移动。随着移动镜片311的运动过程，投影设备所透射的画面清晰度将发生变化，用户则根据画面的清晰度选择继续调焦或停止调焦操作，直至呈现用户满意的画面效果。

在手动调焦过程中，投影设备的控制器500可以根据预设的交互规则，实现对调焦电机320的对应控制。即在一些实施例中，控制器500可以根据用户的按键时长确定调焦电机的转动角度量。则在调焦量较大时，用户可以长时间按下调焦按键；而在调焦量较小时，用户可以短时间按下调焦按键。

在一些实施例中，投影设备的控制器500还可以根据用户的按键此时，确定调焦电机的转动角度量。例如，投影设备在粗调状态下，设置每次按键操作的调节量为100步，对应调焦电机转动一周，则当用户向远端调整300步时，需要用户连续按下三次“前进”按键。

投影设备还可以根据投影效果自动调整焦距。在本申请的一些实施例中提供一种基于间隔距离与焦距关系的调焦方法。即投影设备可以检测光机与投影面之间的间隔距离，由于不同的间隔距离需要不同的焦距才能呈现清晰的画面，因此在检测到相对于投影面的间隔距离后，投影设备可以得到相适应的焦距。再向调焦电机发送移动指令，从而将光学组件的整体焦距调整至相适应的焦距。

图8示出了在一些实施例中距离传感器和相机结构示意图。如图8所示，投影设备还可以内置或外接相机700，相机700可以对投影设备投射的画面进行图像拍摄，以获取投影内容图像。投影设备再通过对投射内容图像进行清晰度检测，确定当前镜头焦距是否合适，并在不合适时进行焦距调整。基于相机700拍摄的投影内容图像进行自动调焦时，投影设备可以通过不断调整镜头位置并拍照，并通过对比前后位置图片的清晰度找到调焦位置，从而将光学组件中的移动镜片311调整至合适的位置。例如，控制器500可以先控制调焦电机320将移动镜片311调焦起点位置逐渐移动至调焦终点位置，并在此期间不断通过相机700获取投影内容图像。再通过对多个投影内容图像进行清晰度检测，确定清晰度最高的位置，最后控制调焦电机320将移动镜片311从调焦终端调整到清晰度最高的位置，完成自动调焦。

为了获得更好的调焦效果，并提高调焦速度，本申请的一些实施例中还提供一种自动调焦方法，图9示出了在一些实施例中自动调焦方法流程示意图，所述调焦方法可以兼顾上述自动调焦方法的优势，根据不同的应用场景采用不同的调焦方式。所述自动调焦方法可以应用于投影设备，并且为了满足该自动调焦方法的实施，所述投影设备可以包括光机200、镜头300、距离传感器600、相机700以及控制器500。其中，如图9所示，控制器500可以用于执行该自动调焦方法对应的程序步骤，包括以下内容：

获取自动调焦指令。其中，自动调焦指令是指用于触发投影设备自动进行调焦的控制指令。自动调焦指令可以由用户手动输入。例如，用户可以在接通投影设备的电源后，按下投影设备或投影设备配套遥控器上的自动调焦按键，使投影设备自动进行调焦，即获取自动调焦指令。

在一些实施例中，自动调焦指令也可以根据投影设备内置的控制程序自动生成。例如，当投影设备检测到开机后的首次视频信号输入时，可以触发自动调焦，则生成自动调焦指令。还例如，当投影设备检测到自身摆放姿态或设置位置发生改变时，为了消除改变过程的影响，在检测到摆放姿态或设置位置发生改变，投影设备可以自动进行焦距调整，即生成自动调焦指令。

在获取自动调焦指令后，投影设备的控制器500可以响应于自动调焦指令，通过距离传感器600获取间隔距离。其中，距离传感器600可以是能够检测目标距离的激光雷达、红外雷达等基于飞行时间(Time of Flight，TOF)原理的传感器设备。距离传感器600可以设置在光机200位置，包括信号的发射端和接收端。在进行间隔距离检测过程中，距离传感器600的发射端可以向投影面方向发射无线信号，无线信号在接触到投影面后，会被反射回距离传感器600接收端，从而根据发射端发出信号的时间和接收端接收信号的时间计算信号飞行时间，再结合飞行速度可以得到无线信号实际飞行距离，进而计算出投影面与光机之间的间隔距离。

在获取间隔距离后，投影设备可以对间隔距离进行判断，确定当前应用场景的类型。在一些实施例中，应用场景类型可以包括近距离场景和远距离场景两种，两种场景的可以通过对比间隔距离与预先设置的间隔判断阈值的大小关系确定。其中，间隔判断阈值可以根据投影设备的用途进行设定，例如，对于家用投影设备，可以设置间隔判断距离为1300mm。则在获取间隔距离后，可以对间隔距离与间隔判断阈值进行比较。当间隔距离小于间隔判断阈值时，确定当前应用场景为近距离场景；而当间隔距离大于或等于间隔判断阈值时，确定当前应用场景为远距离场景。

对于近距离场景，由于距离传感器600发射的信号受环境中物体影响较小，距离传感器600能够较准确的检测到投影面与光机200之间的间隔距离，因此当检测到当前应用场景为近距离场景时，可以充分利用TOF近距离测距准确度高、偏差小的特性，基于测距方式实现快速调焦。即如果间隔距离小于间隔判断阈值，根据间隔距离计算第一调焦量，以及按照第一调焦量控制调焦电机320调整光学组件310的焦距。

例如，在确定当前应用场景为近距离场景后，投影设备可以调用存储的间隔距离与焦距对照关系表，再从对照关系表中查询当前间隔距离相适应的焦距。焦距数据可以表现为移动镜片311相对于行程近端或远端的距离，以及对应需要调焦电机320需要转动的方向、角度以及圈数。最后根据查询获得的焦距数据，生成移动指令，并向调焦电机320发送移动指令，以控制调焦电机320带动移动镜片311移动至目标位置。

由于调焦过程中移动镜片311的初始位置是不确定的，主要取决于上一次调焦后移动镜片311所处的位置，因此为了能够实现上述基于间隔距离的自动调焦过程，投影设备可以在每次开机启动时进行初始化，将移动镜片311调整至近端或远端位置，以便调焦电机320在接收到移动指令后，可以直接基于近端或远端进行移动。

但对于不经常移动的投影设备，光机200与投影面400之间的间隔距离不会频繁变化，则为了避免每次开机运行都重复调焦操作，可以设定在开机启动时不调整光学组件310的焦距，而在投影设备获取自动调焦指令时先将光学组件310移动至近端或远端，再根据移动指令调整到目标位置。

在一些实施例中，投影设备还可以在根据间隔距离确定相适应焦距对应的位置后，获取当前移动镜片311所处的位置，并根据当前位置和焦距对应的位置计算要调节的目标位置，从而生成移动指令。显然，此时生成的移动指令中包括调焦电机在当前位置条件下需要转动的方向、角度以及圈数等内容。

为了计算目标位置，投影设备中可以预先配置位置存储模块，位置存储模块可以对调焦过程中调焦电机320的转动情况进行实时记录。显然，能够触发实时记录的调焦过程可以是手动调焦过程也可以是自动调焦过程。再通过设置可信度，对记录的当前位置进行评价。所述可信度可以通过特定的数值对当前记忆的位置信息的有效性进行表示。即当可信度为第一数值时，表示当前记忆的位置信息有效；当可信度为第二数值时，表示当前记忆位置信息无效。为了表示有效性，可以设置第一数值大于第二数值。例如，设置第一数值为1，表示当前记忆信息有效；设置第二数值为0，表示当前记忆信息无效。也可以通过其他数值分别表示当前记忆信息的有效性，如奇数表示记忆信息有效，偶数表示记忆信息无效。用户进入手动调焦界面后，控制器500可以通知位置存储模块将进行调焦，位置存储模块接收到通知后将位置可信度置为0，并等待调焦过程完成。投影设备再接收用户操作按键，如果用户通过方向键进行调焦，则按照用户要求移动镜片311位置，并通过临时变量，实时记忆用户的操作过程，包括移动方向和移动步数。

在记忆移动步数时，可以按照调焦电机的实际移动步数为准，从而实现在不同的调焦位置上进行不同精度的位置调整。例如，用户每进行一次调焦操作，控制器500可以向调焦电机320发送沿固定方向移动20步的指令，但当移动镜片311已经移动到可调区间的边缘时，响应于用户的每操作一次，控制器500可以向调焦电机320发送实际移动步数小于20步的移动指令，此时应以实际步数为准记录镜片位置。

当用户退出手动调焦时，控制器500可以通知位置存储模块调焦结束，并写入调焦电机32在此次调焦过程中的移动方向和移动步数。位置存储模块则在收到通知后更新存储的位置，并将位置可信度置为第一数值，供下次调焦使用。而当手动调焦过程中出现异常退出或崩溃情况，则再次进入手动调焦时，控制器500仍会下发开始调焦的通知，位置存储模块会连续两次收到调焦开始的通知，此时可以视为出现异常，为了减少异常状况的影响，位置存储模块可以在被校准之前，一直设置可信度为第二数值，即一直处于不可信状态。

同理，当投影设备在自动调焦过程中移动镜片311位置时，位置存储模块也需要实时记录调焦电机的转动情况，并通过设置可信度，对记录的位置信息进行约束。例如，自动调焦过程开始后，位置存储模块的位置可信度被置位0，表明当前位置是处于不可信状态；如果接收到调焦开始通知，在没有接收到调焦结束的情况下，再一次接收到调焦开始，为保证位置记忆的准确性，视为之前调焦过程存在异常，设置异常标志，并在自动调焦完成位置校准之前，位置可信度始终维持在状态0。

在正常接收到调焦结束通知后，如果本次调焦过程为自动调焦，则由于自动调焦是由程序控制，有可能成功，也有可能失败，而有些失败原因可能影响位置记忆的准确性，因此当自动调焦失败时，设置异常标志并设置可信度为0，确保下次自动调焦过程中，可以对调焦电机320的位置完成一次校准。而本次自动调焦为成功状态，则判断当前位置记忆异常标志是否为1，若为1，则除更新记录的位置外，还需要将异常标志同步清除掉，确保下次自动调焦时，可以充分利用存储的位置。

对于远距离场景，由于距离传感器600发射的信号容易受到环境影响，导致TOF精准度下降，不宜直接使用。而基于投影内容图像调焦，则可以大幅缩小调焦过程的有效焦距区间搜索范围，提升调焦速度，并且无需担心陷入局部无效调焦的问题。因此，投影设备可以采用间隔距离与图像检测相结合的方式进行自动调焦。图10示出了在一些实施例中基于清晰度调焦的过程示意图，如图10所示，如果间隔距离大于或等于间隔判断阈值，根据投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，以及按照第二调焦量控制调焦电机320调整光学组件310的焦距。

在一些实施例中，在根据投影内容图像的清晰度计算第二调焦量时，控制器500可以先向调焦电机320发送第一移动指令，以控制调焦电机320将光学组件310从调焦起点位置移动至调焦终点位置。并在光学组件310移动过程中，开启相机700持续进行图像拍摄。再按照预设频率获取相机700拍摄的投影内容图像，其中，每个投影内容图像关联一个调焦位置。因此可以计算投影内容图像的清晰度，再根据投影内容图像的清晰度查找最佳调焦位置。

例如，在确定间隔距离大于或等于间隔判断阈值后，控制器500可以控制调焦电机320进行转动，以带动移动镜片311从调焦起点位置移动到调焦终点位置，并在移动过程中通过相机700持续进行拍照并计算清晰度。其中，投影内容图像的清晰度可以基于频域函数、灰度函数、信息熵等多种方式实现。再通过对比拍照时间顺序前后投影内容图像的清晰度来确认搜索方向，即清晰度低至清晰度高的方向，以找到清晰度最高的投影内容图像所对应的位置。

为了满足计算调焦量的需求，投影设备还可以配置多个功能单元，如策略选择单元、电机控制单元、图像采集单元(camera)、清晰度排序单元等，各功能单元可以相互独立工作。例如，策略选择单元确定基于投影内容图像的清晰度计算第二调焦量后，可以根据设定搜索区间，通知电机控制单元控制调焦电机一次性带动移动镜片311走完搜索区间，无需停下等待拍照和清晰度计算。并且，对于单次调焦过程，控制器500可以在调焦电机320转动到特定状态时，向图像采集单元发送位置信息，并向图像清晰度评价单元写入位置信息，以实现三者的同步。

由以上技术方案可知，上述实施例提供的自动调焦方法可以根据间隔距离确定当前应用场景。并在近距离场景下，根据间隔距离计算调焦量，从而充分利用TOF近距离测距准确度高、偏差小的特性，基于测距方法实现快速调焦。而在远距离场景下，根据投影内容图像的清晰度计算调焦量，从而克服TOF远距离测距时精度差的缺点，减少重复调焦次数，提升调焦速度。

在一些实施例中，激光雷达、红外雷达等距离传感器可以在特定的平面内进行扫描，并根据扫描结果确定投影面400和光机200之间的环境状态，以减少环境因素对调焦过程的影响。图11示出了在一些实施例中检测目标物体数量流程示意图，如图11所示，在获取间隔距离时，投影设备可以获取距离传感器600在多次扫描过程中生成的距离检测帧数据，再遍历多个距离检测帧数据中的目标物体数量，以根据目标物体数量和对应的间隔距离设置间隔距离的可信度。

如果目标物体数量小于或等于数量判断阈值，即投影面与光机200之间的环境影响因素较少，距离传感器600检测是间隔数据是有效的，则可以根据每个目标物体与光机200之间的目标距离计算间隔距离。而如果目标物体数量大于数量判断阈值，则说明当前投影面与光机200之间的环境影响因素较多，距离传感器600检测的间隔距离有效性较低，因此可以不再基于间隔距离进行自动调焦，而是通过检测投影内容图像的清晰度进行自动调焦，即执行根据投影内容图像的清晰度计算第二调焦量的步骤。

例如，控制器500触发自动调焦时，可以同步下发先期测量的间隔距离信息，每次测量均包含如下信息内容：测得的物体个数、每个物体的目标距离(即物体目标与光机200之间的距离)、每个物体的测量状态。则控制器500可以对多次测量结果进行判断，在判断多次测量结果的过程中，可以先检测每次扫描过程是否都只扫描到一个物体目标，如果只扫描到一个物体目标，则该物体目标最有可能是投影面，因此可以计算多次扫描测得的目标物体与光机200之间目标距离的平均值，作为后续调焦过程中匹配对应焦距的间隔距离。如果扫描到的物体目标数量较多，则说明当前环境过于复杂，距离信息可信度较低，此时可以按照上述实施例中提供的方式，根据投影内容图像的清晰度计算调焦量，实现自动调焦。

在一些实施例中，投影设备还可以在根据每个目标物体与光机之间的目标距离计算间隔距离时，遍历距离检测帧数据中每个目标物体与光机之间的目标距离，并按照目标距离设置目标物体的距离置信度，包括：如果目标距离在预设有效区间内，设置距离可信度为第一数值；如果目标距离不在预设有效区间内，设置距离可信度为第二数值。再计算距离置信度为第一数值的目标物体对应目标距离的平均值，以生成间隔距离。

对于投影面与光机200之间的环境，由于部分物体目标可以直接根据检测的间隔距离排除其对调焦过程的影响，因此在一些实施例中，投影设备还可以在距离传感器扫描到环境中的物体目标数量较多时，对扫描到的物体目标和目标距离进行再次判断，以减少环境物体的影响。

例如，在多次测量结果的判断过程中，控制器500可以对扫描结果中，是否每次测量都只测到一个物体目标进行判断。如果不是每次测量都只测到一个物体目标，则判断是否最多测到两个物体目标，如果仍不是则说明当前环境过于复杂，距离信息可信度较低，此时可以从扫描结果数据中找出最小有效测量值，并据此测量值设定搜索区间并执行图像调焦。

如果在某些测量过程中只测到两个物体目标，则可以判断两个物体目标各自对应的目标距离是否在有效区间内。如果两个物体目标对应的间隔距离都在有效区间内，则视为距离可信度欠佳，无法区分投影面和其他物体目标，此时可以按照上述方式，提取最小有效值并执行图像调焦。

如果在某些测量过程中只测到两个物体目标，但两个物体目标中的最小距离不在有效区间内，则说明该间隔距离来自于距离传感器600自身的校准数据不准导致的干扰值，因此可以直接对最小距离对应的物体目标做摒弃处理，将剩余的物体目标视为单个物体目标的情况，从而按照只测到一个物体目标的间隔距离确定方式进行处理。

如果多次测量都只测到一个物体目标，则投影设备可以再判断是否每次测量过程的测量状态都是有效的，如任一帧扫描数据中是否出现空数据、异常数据等。如果每次测量过程对应的测量状态都是有效的，则判断有效测量状态和无效测量状态对应的数量，如果无效测量状态次数过多，则说明使用环境过差，无法完成有效测距，因此可以执行图像调焦。

如果多次测量都只测到一个物体目标，且所有测量状态都是有效的，则判断多次扫描过程中物体目标对应目标距离测量值的波动值是否在测量精度之内；如果超出测量精度要求，则说明先期测量时可能有干扰介入，考虑到投影面的存在，无法准确确认干扰所在位置，因此可以按最小有效值设定搜索区间后，执行图像调焦。如果波动值在测量精度之内，则计算目标距离的平均值作为间隔距离。

如果平均值超过设定的近距离，则表明此时虽然测距准确，但因为距离过远导致TOF测距结果的偏差值增大，可能影响调焦效果；此时需要设定合适的调焦距离后执行图像调焦；如果平均值在设定的近距离范围内，则执行测距调焦。

由于在根据图像清晰度进行调焦的过程中，需要实时进行图像拍摄以获得多个投影内容图像，并且对投影内容图像的清晰度进行计算，这导致根据图像清晰度进行调焦的过程耗时较长。因此，图12示出了在一些实施例中多阶段图像调焦过程示意图。如图12所示，为了减少调焦耗时，并保证调焦过程的精确度，在一些实施例中，投影设备可以分阶段进行调焦。例如，完整的调焦过程可以分为三个阶段，即模糊调焦阶段、细调阶段和补偿阶段。其中，模糊调焦阶段在于快速找到细调范围，细调阶段在于找到最佳清晰度位置，补偿阶段用于消除并行控制可能引入的位置偏差。

因此，在根据投影内容图像的清晰度查找最佳调焦位置时，投影设备可以先根据投影内容图像的清晰度对调焦位置进行排序，以获得清晰度序列，并在清晰度序列中提取精细调焦区间，其中，清晰度最高的投影内容图像对应调焦位置在精细调焦区间内。例如，当接收到自动对焦指令时，控制器500可以通知相机700进行拍照，并通知清晰度评价单元进行。之后，camera以特定频率进行拍照，得到投影内容图像。则在拍照后，如果接收到控制器发送的读取照片的指令，则给出最近一次的照片路径，否则做丢弃处理。清晰度评价单元则开始轮询存储对焦位置的容器是否为空，不为空则读取位置信息，并据此读取相应的图片并计算图片清晰度，再将清晰度计算结果存入清晰度存储容器中待用。

控制器500可以再读取当前记忆的调焦电机320转动位置，根据就近原则将移动镜片311调节至调节起点位置或调节终点位置。再根据固定步数按特定方向驱动调焦电机320。当调焦电机320驱动镜片到达特定位置后，比如调节起点位置和调节终点位置之间每个100步作为一个特定位置，控制器500可以向camera发送当前位置并要求camera返回照片路径，再将当前位置存至对焦位置存储容器。清晰度评价单元检测到上述容器不为空，则读取位置信息，并获得相应的照片后进行清晰度计算。同时调焦电机320继续运动，无需等到清晰度对比结果。

重复上述过程直至调焦电机320将移动镜片311驱动到调节起点位置或调节终点位置。此时，清晰度评价单元检测到当前已经抵达调节起点位置或调节终点位置后，会将各个位置的清晰度进行排序，并向控制器500返回清晰度最佳位置。

控制器500再根据返回的最佳位置和对应的调焦步数，根据就近原则控制调焦电机320运行，以驱动镜片移动到精调区间的某一侧。比如，在上述步骤中从调节起点位置到达调节终点位置后，经检测最佳位置为距离近端600步的位置，则可以确定精细调焦区间为距离近端500步和700步之间位置区间。

确定精细调焦区间后，控制器500可以在向调焦电机320发送第二移动指令，以控制光学组件310按照预设调节步长在精细调焦区间内移动。为了获得精细调整效果，光学组件每次移动后，投影设备都需要从相机700获取拍摄的精细调焦图像，再通过计算精细调焦图像的清晰度，以及按照精细调焦图像的清晰度查找清晰度最高的精细调焦图像对应的调焦位置，以作为最佳调焦位置。

例如，在确定精细调焦区间为距离近端500步和700步之间位置区间后，投影设备可以通过调焦电机320将镜片驱动到距离近端700步的位置，并每隔10步从相机700获取一张精细调焦图像，并计算每张精细调焦图像的清晰度，从而确定精细调焦区间内的清晰度最高的图像对应的位置，如距离近端550步的位置为最佳调焦位置。

需要说明的是，精细调焦区间在涉及调焦行程的端点位置需要特殊选定，即需要对确认的最佳清晰点分别处理，如最佳清晰点在区间终点，则此时只进一步检索终点到回退100步这一区间即可；如果最佳清晰位置在区间起点，则调焦电机320带动光学组件先运行到起点向前100步的位置，再在此区间内进行搜索即可。

由于相机700拍照不是在马达停止后才进行的拍照，因此照片实际的位置和控制器500中记录的位置存在一定的偏差，但调焦电机320的移动步速和相机700的拍照频率是固定的，因此上述偏差会限定在一定的区间范围内，并且是可计算的。则在最终对焦完成后，可以调焦电机320的步速和相机700的拍照频率计算位置补偿值，并根据补偿值在最佳位置前后移动特定步数，再结合清晰度得到最终的相对最清晰位置。

即为了消除偏差，在一些实施例中，投影设备可以在根据投影内容图像的清晰度查找最佳调焦位置时，先获取调焦电机的移动速度，以及获取相机700的拍摄频率，再根据移动速度和拍摄频率计算位置补偿值。再通过提取清晰度最高的投影内容图像对应的调焦位置，以获得目标调焦位置，从而使用位置补偿值修正目标调焦位置，以获得最佳调焦位置。

例如，经过精细调焦过程之后，得到的最佳位置是距离近端560步的位置，而根据调焦电机320的步速和相机700的拍摄频率，计算得到的平均位置补偿值为15步，则最终获取在距离近端545步、560步和575步三个位置对应的投影内容图像，以通过对比清晰度，确定最终的最清晰点。

由于相机700的拍摄范围通常为覆盖投影面的一个相对较大的区域，因此相机700在拍摄投影内容图像时，还会在拍摄获得的图像中包含投影区域以外的环境内容。这些环境内容会对图像处理过程产生影响，从而影响对图像清晰度的准确判断。为此，在一些实施例中，投影设备可以在获取投影内容图像后，对图像进行裁切，以获得拍照图片中的感兴趣区域(ROI)，避免图片中的非投影部分对清晰度评价造成影响。

对图像进行裁切可以依据预先确定的边界坐标，例如图像中高亮区域的四个顶点坐标等。而由于投影设备在进行梯形校正的过程中，设置边界坐标以进行比例缩放，消除倾斜透射的影响。即梯形校正过程中能够直接获得边界坐标，因此为了提高图像裁切效率，投影设备可以直接使用梯形校正过程产生的边界坐标进行图像裁切。

但在投影设备位置发生移动时，预先存储的边界坐标将可能失效，为此，图13示出了在一些实施例中裁切图像流程示意图，如图13所示，投影设备利用重力加速度传感器、陀螺仪等姿态传感器，检测是否被移动过，即姿态传感器被配置为检测投影设备的姿态信息，投影设备可以在按照预设频率获取相机700拍摄的投影内容图像时，提取关键区域的边界坐标，所述边界坐标为投影设备在执行梯形校正时，根据校正后的关键区域存储的顶点坐标。

如果边界坐标的存储时间在可用周期内，即投影设备刚刚做过梯形校正，则可以直接使用边界坐标裁切投影内容图像。如果边界坐标的存储时间不在可用周期内，即投影设备在较长时间之前做过梯形校正，因此通过姿态传感器获取姿态信息，以及根据姿态信息裁切投影内容图像。

其中，根据姿态信息裁切投影内容图像时，投影设备可以对比当前姿态信息与梯形校正过程中存储的原始姿态信息。如果当前姿态信息与原始姿态信息的差值大于姿态检测阈值，即投影设备被较明显的移动过，则需要重新确定边界坐标，即检测投影内容图像中的高亮区域，以及根据高亮区域形状裁切投影内容图像。如果当前姿态信息与原始姿态信息的差值小于或等于姿态检测阈值，即投影设备未被较明显的移动过，则投影设备可以使用边界坐标裁切投影内容图像。

例如，梯形校正过程中会记录在校正完成后投影区域在照片中的顶点坐标，并保存到文件中，同时将当前投射距离与顶点坐标对应保存下来。在触发自动对焦时，可以根据边界坐标的记录时间判断是否在短时间内做过梯形校正，如果是，则直接读取四点坐标获取ROI区域。如果检测到不是梯形校正后的首次对焦，则读取陀螺仪的设备移动信息，即上次梯形校正后是否检测到设备移动过。当投影设备未被移动过时，则检测当前投射距离，如果投射距离在可控区间内，则说明当前使用场景与之前很接近，直接读取四点坐标进行ROI区域进行图像裁切。如果检测到设备移动但在可控区间内，则再检测投射距离是不是在可控区间，若是，则读取四点坐标截取ROI区域，否则按常规方法截取ROI区域。

在一些实施例中，投影设备还可以在自动调焦过程中，支持干扰检测，即在调整光学组件的焦距的过程中，通过距离传感器实时检测间隔变化量。如果间隔变化量超出变化量阈值，则获取投影内容图像。并基于图形特征识别算法，在投影内容图像识别干扰目标。在投影内容图像中含有干扰目标时，向调焦电机发送暂停指令，以暂停调整光学组件的焦距。

例如，在调焦电机驱动镜片到达指定位置后，可以控制相机700进行拍照，并将位置信息同步发送给清晰度排序单元和干扰监控单元。干扰监控单元再根据位置信息获取图片，并通过图像对比分析此过程中是否有干扰介入；如果没有，则正常执行对焦过程；如果出现干扰，则干扰监控单元通知控制器500出现干扰，并发送出现干扰的位置信息及干扰退出的信息。控制器500再根据此信息做出是否需要重新对焦的决定，以及显示提示信息，以保证最终对焦效果。

图14示出了在一些实施例中自动调焦方法时序关系图。基于上述自动对焦方法，在本申请的一些实施例中还提供一种投影设备，包括：光机、镜头、距离传感器、相机以及控制器，如图14所示。其中所述光机被配置为投射播放内容至投影面；所述镜头包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；所述距离传感器被配置为检测投影面与光机之间的间隔距离；所述相机被配置为拍摄投影内容图像；所述控制器被配置为：

响应于自动调焦指令，获取所述间隔距离；

如果所述间隔距离小于间隔判断阈值，根据所述间隔距离计算第一调焦量，以及按照所述第一调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距；

如果所述间隔距离大于或等于间隔判断阈值，根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，以及按照所述第二调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距。

由以上技术方案可知，上述实施例提供的投影设备可以在接收到自动调焦指令后，通过距离传感器获取光机与投影面之间的间隔距离。再根据间隔距离确定当前应用场景，如果间隔距离小于间隔判断阈值，则确定当前应用场景为近距离场景，因此可以根据间隔距离计算第一调焦量；如果间隔距离大于或等于间隔判断阈值，则确定当前应用场景为远距离场景，因此可以根据投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，最后按照第一调焦量或第二调焦量控制调焦电机调整光学组件的焦距。所述投影设备可以根据不同的应用场景依据不同的数据进行自动调焦，可以快速将光学组件调整至最佳焦距状态，提高投影画面清晰度，并缩短调焦过程所消耗的时间。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种投影设备，其特征在于，包括：

光机，被配置为投射播放内容至投影面；

镜头，所述镜头包括光学组件和调焦电机；所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；

距离传感器，被配置为检测投影面与光机之间的间隔距离；

相机，被配置为拍摄投影内容图像；

控制器，被配置为：

响应于自动调焦指令，获取所述间隔距离；

如果所述间隔距离小于间隔判断阈值，根据所述间隔距离计算第一调焦量，以及按照所述第一调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距；

如果所述间隔距离大于或等于间隔判断阈值，根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，以及按照所述第二调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距。

2.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在获取所述间隔距离的步骤中，获取所述距离传感器在多次扫描过程中生成的距离检测帧数据；

遍历多个所述距离检测帧数据中的目标物体数量；

如果所述目标物体数量小于或等于数量判断阈值，根据每个目标物体与所述光机之间的目标距离计算所述间隔距离；

如果所述目标物体数量大于数量判断阈值，根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量。

3.根据权利要求2所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

根据每个目标物体与所述光机之间的目标距离计算所述间隔距离的步骤中，遍历所述距离检测帧数据中每个目标物体与所述光机之间的目标距离；

按照所述目标距离设置目标物体的距离置信度，包括：如果所述目标距离在预设有效区间内，设置距离可信度为第一数值；如果所述目标距离不在预设有效区间内，设置距离可信度为第二数值；所述第一数值大于所述第二数值；

计算所述距离置信度为第一数值的目标物体对应目标距离的平均值，以生成所述间隔距离。

4.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量的步骤中，向所述调焦电机发送第一移动指令，以控制所述调焦电机将光学组件从调焦起点位置移动至调焦终点位置；

在所述光学组件移动过程中，按照预设频率获取所述相机拍摄的投影内容图像，每个所述投影内容图像关联一个调焦位置；

计算所述投影内容图像的清晰度；

根据所述投影内容图像的清晰度查找最佳调焦位置。

5.根据权利要求4所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

根据所述投影内容图像的清晰度查找最佳调焦位置的步骤中，根据所述投影内容图像的清晰度对所述调焦位置进行排序，以获得清晰度序列；

在所述清晰度序列中提取精细调焦区间，所述清晰度最高的投影内容图像对应调焦位置在所述精细调焦区间内；

向所述调焦电机发送第二移动指令，以控制所述光学组件按照预设调节步长在所述精细调焦区间内移动；

获取所述相机在光学组件每次移动后拍摄的精细调焦图像；

计算所述精细调焦图像的清晰度，以及按照所述精细调焦图像的清晰度查找最佳调焦位置，所述最佳调焦位置为清晰度最高的所述精细调焦图像对应的调焦位置。

6.根据权利要求4所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

根据每个所述投影内容图像的清晰度查找最佳调焦位置的步骤中，获取所述调焦电机的移动速度，以及获取所述相机的拍摄频率；

根据所述移动速度和所述拍摄频率计算位置补偿值；

提取清晰度最高的所述投影内容图像对应的调焦位置，以获得目标调焦位置；

使用所述位置补偿值修正所述目标调焦位置，以获得所述最佳调焦位置。

7.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述投影设备还包括姿态传感器，所述姿态传感器被配置为检测所述投影设备的姿态信息；所述控制器被配置为：

在按照预设频率获取所述相机拍摄的投影内容图像的步骤中，提取关键区域的边界坐标，所述边界坐标为所述投影设备在执行梯形校正时，根据校正后的关键区域存储的顶点坐标；

如果所述边界坐标的存储时间在可用周期内，使用所述边界坐标裁切所述投影内容图像；

如果所述边界坐标的存储时间不在可用周期内，通过所述姿态传感器获取所述姿态信息，以及根据所述姿态信息裁切所述投影内容图像。

8.根据权利要求7所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

根据所述姿态信息裁切所述投影内容图像的步骤中，对比当前姿态信息与梯形校正过程中存储的原始姿态信息；

如果当前姿态信息与原始姿态信息的差值大于姿态检测阈值，检测所述投影内容图像中的高亮区域，以及根据所述高亮区域形状裁切所述投影内容图像；

如果当前姿态信息与原始姿态信息的差值小于或等于姿态检测阈值，使用所述边界坐标裁切所述投影内容图像。

9.根据权利要求1所述的投影设备，其特征在于，所述控制器被配置为：

在调整所述光学组件的焦距的过程中，通过所述距离传感器实时检测间隔变化量；

如果所述间隔变化量超出变化量阈值，获取投影内容图像；

识别所述投影内容图像中的干扰目标；

在所述投影内容图像中含有所述干扰目标时，向所述调焦电机发送暂停指令，以暂停调整所述光学组件的焦距。

10.一种自动调焦方法，其特征在于，应用于投影设备，所述投影设备包括光机、镜头、距离传感器、相机以及控制器；其中，所述镜头包括光学组件和调焦电机，所述调焦电机连接所述光学组件，以调整所述光学组件的焦距；所述自动调焦方法包括：

响应于自动调焦指令，通过所述距离传感器获取间隔距离；

如果所述间隔距离小于间隔判断阈值，根据所述间隔距离计算第一调焦量，以及按照所述第一调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距；

如果所述间隔距离大于或等于间隔判断阈值，根据所述投影内容图像的清晰度计算第二调焦量，以及按照所述第二调焦量控制所述调焦电机调整所述光学组件的焦距。

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