扫地机器人激光雷达滤光片解析：从入门到高端

扫地机器人的“眼睛”——激光雷达，并非千篇一律。厂家根据精准的市场定位和成本控制，为其产品配备了不同技术原理和性能等级的方案，而其中的关键光学元件“滤光片”也随之呈现出鲜明的梯度差异。

（图源网络，侵删）

第一阵营：入门级性价比之选 - 三角测距激光雷达

代表机型：千元级主流机型，主打“有地图规划”的基础功能。

光学定位原理：采用最经典、最成熟的 “三角测距法” 。如同我们用眼睛判断物体远近，该技术通过激光发射点、物体反射点和接收传感器构成的三角形几何关系来测算距离。其核心优势是产业链极其成熟，硬件成本已被压至极低。

（三角测距原理）

滤光片参数要求（常规务实型）：

核心任务：在极低成本下，过滤掉大部分室内常见的连续光谱干扰光（如日光灯、LED照明）。

中心波长：850nm （主流）

带宽：较宽，通常为 15nm - 30nm。放宽带宽意味着镀膜工艺要求低，良品率高，成本最低。

带外抑制：要求一般，在可见光波段达到 OD2-OD3（透光率降至1%-0.1%）即可。主要依靠系统算法来补偿剩余的环境光噪声。

透光率：>80%。

成本：单片仅几元人民币，是纯粹的“成本敏感型”工业标准件。

特点：距离短，精度高，稳定，成本低。

特别之处：

优势：实现了从“盲撞”到“有图导航”的质变，是普及SLAM技术的功臣。

局限：受原理所限，测量精度和速度有天花板，在强光直射下可能失灵。滤光片的宽松参数决定了其环境光抗干扰能力较弱，是典型的“够用就好”设计哲学。

（NBP850窄带滤光片）

第二阵营：中端性能升级之选 - 直接飞行时间激光雷达

代表机型：2000-3000元价位段的中高端机型，主打“更快、更准、更稳定”。

光学定位原理：采用 dToF。它不再依赖几何三角，而是直接测量激光脉冲从发射到返回的飞行时间来计算距离，原理更直接，响应速度极快，抗干扰能力天生更强。

（dTOF原理-图源网络，侵删）

dTOF：全称是direct Time-of-Flight。顾名思义，dToF直接测量飞行时间。dToF会在单帧测量时间内发射和接收N次光信号，然后对记录的N次飞行时间做直方图统计，其中出现频率最高的飞行时间t用来计算待测物体的深度，下图是dToF单个像素点记录的光飞行时间直方图，其中，高度最高的柱对应的时间就是该像素点的最终光飞行时间。

（dTOF飞行时间-图源网络，侵删）

dToF核心组件包含VCSEL、单光子雪崩二极管SPAD和时间数字转换器TDC。Single Photon Avalanche Diode(SPAD)是一种具有单光子探测能力的光电探测雪崩二极管，只要有微弱的光信号就能产生电流。dToF模组的VCSEL向场景中发射脉冲波，SPAD接收从目标物体反射回来的脉冲波。Time Digital Converter(TDC)能够记录每次接收到的光信号的飞行时间，也就是发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔。

（dTOF-图源网络，侵删）

滤光片参数要求（性能提升型）：

核心任务：精准筛选出极短瞬时的激光脉冲信号，并极力抑制所有背景连续光噪声，这对滤光片的“纯度”要求更高。

中心波长：905nm （绝对主流）

带宽：明显变窄，通常要求 5nm - 12nm。更窄的带宽能更干净地提取激光信号，提升信噪比。

带外抑制：要求更高，尤其是在激光波长附近和可见光区，需达到 OD4-OD5（透光率降至0.01%-0.001%）。这是保证dToF在复杂光环境下稳定工作的关键。

透光率：>85%，更高的透光率意味着更有效的信号利用。

成本：单片成本提升至十几元到数十元人民币，为性能支付溢价。

特别之处：

优势：建图更快、精度更高，在阳台等强光区域表现更稳定。因其原理先进，成为中高端机型的性能分水岭。

系统协同：dToF通常配合SPAD（单光子雪崩二极管）传感器工作，整个系统对微弱信号更敏感，因此对滤光片的“洁净度”要求也水涨船高。这里的滤光片不再是“守门员”，更像是“精密筛网”。

（NBP905窄带滤光片）

第三阵营：高端全能融合之选 - 多传感器融合与主动避障

代表机型：4000元以上的旗舰机型，主打“无感避障”和“全屋智能”。

光学定位原理：多传感器融合。其激光雷达部分通常采用更精密的dToF方案，但同时会集成RGB摄像头、结构光投射器、红外补光灯等。激光雷达负责精准地图构建和大部分障碍物测距，视觉和结构光则用于识别障碍物类型（如袜子、电线、宠物粪便）并进行精细绕行。

滤光片参数要求（定制集成型）：

核心任务：服务于多波段、多功能的传感融合，可能涉及定制化设计。

激光雷达滤光片：905nm（主雷达）+ 940nm（结构光等），在dToF高性能基础上，可能进一步优化，追求 OD5以上的极致抑制，以应对客厅落地窗边的极端光照。

视觉摄像头滤光片：可能需要红外截止滤光片，确保色彩还原准确；或为夜视功能配备双通滤光片（允许可见光和特定红外光通过）。

结构光滤光片：为配合结构光投射器的特定红外波长（如940nm），需要对应的窄带滤光片，防止其他光源干扰。

特点：可能走向 “定制化”和“集成化” ，例如将多个功能集成到一片滤光片上，或为每个传感器精密匹配专属滤光片。

成本：滤光片总成本可能达到数十元甚至更高，但分摊到高昂的整机售价中，占比依然可控。这里追求的是系统整体体验的极致，而非单一元件的成本。

特别之处：

优势：避障体验从“不撞”升级为“聪明地绕”，能识别并处理更多低矮、透明的障碍物。代表了扫地机器人从“清洁工具”向“家庭移动智能终端”的演进。

挑战：对滤光片的要求不再是单一性能指标的提升，而是如何与不同传感器协同，在复杂的光学场景下互不干扰、各司其职。这是光学设计和系统集成的高级课题。

（NBP940窄带滤光片）

波长选择背后的逻辑全景图

通过分析这三个阵营的滤光片，我们可以清晰地看到扫地机器人行业的发展脉络：

入门级（三角测距）：核心是 “普及” 。滤光片是标准化的低成本大宗商品，目标是将基础导航功能以最低价格带给最广大的用户。

中端级（dToF）：核心是 “体验” 。滤光片升级为 “关键性能件” ，厂家愿意为更稳定、更快的导航体验支付合理的硬件成本。

高端级（多传感器融合）：核心是 “智能”与“无感” 。滤光片成为 “系统定制化元件” 的一部分，服务于更复杂的感知任务，其价值体现在最终浑然一体的卓越用户体验上。

因此，一片小小的滤光片，其参数宽窄、成本高低，精准地折射出了一款扫地机器人的市场定位、技术路径和设计哲学。它告诉我们，消费电子的技术进步，从来不是参数的盲目堆砌，而是在深刻理解用户需求与成本边界后，做出的最精明的工程权衡。