掃地機(jī)器人的“眼睛”——激光雷達(dá)，并非千篇一律。廠(chǎng)家根據(jù)精準(zhǔn)的市場(chǎng)定位和成本控制，為其產(chǎn)品配備了不同技術(shù)原理和性能等級(jí)的方案，而其中的關(guān)鍵光學(xué)元件“濾光片”也隨之呈現(xiàn)出鮮明的梯度差異。

（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

第一陣營(yíng)：入門(mén)級(jí)性?xún)r(jià)比之選 - 三角測(cè)距激光雷達(dá)

代表機(jī)型：千元級(jí)主流機(jī)型，主打“有地圖規(guī)劃”的基礎(chǔ)功能。

光學(xué)定位原理：采用最經(jīng)典、最成熟的 “三角測(cè)距法” 。如同我們用眼睛判斷物體遠(yuǎn)近，該技術(shù)通過(guò)激光發(fā)射點(diǎn)、物體反射點(diǎn)和接收傳感器構(gòu)成的三角形幾何關(guān)系來(lái)測(cè)算距離。其核心優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)業(yè)鏈極其成熟，硬件成本已被壓至極低。

（三角測(cè)距原理）

濾光片參數(shù)要求（常規(guī)務(wù)實(shí)型）：

核心任務(wù)：在極低成本下，過(guò)濾掉大部分室內(nèi)常見(jiàn)的連續(xù)光譜干擾光（如日光燈、LED照明）。

中心波長(zhǎng)：850nm （主流）

帶寬：較寬，通常為 15nm - 30nm。放寬帶寬意味著鍍膜工藝要求低，良品率高，成本最低。

帶外抑制：要求一般，在可見(jiàn)光波段達(dá)到 OD2-OD3（透光率降至1%-0.1%）即可。主要依靠系統(tǒng)算法來(lái)補(bǔ)償剩余的環(huán)境光噪聲。

透光率：>80%。

成本：?jiǎn)纹瑑H幾元人民幣，是純粹的“成本敏感型”工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件。

特點(diǎn)：距離短，精度高，穩(wěn)定，成本低。

特別之處：

優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)了從“盲撞”到“有圖導(dǎo)航”的質(zhì)變，是普及SLAM技術(shù)的功臣。

局限：受原理所限，測(cè)量精度和速度有天花板，在強(qiáng)光直射下可能失靈。濾光片的寬松參數(shù)決定了其環(huán)境光抗干擾能力較弱，是典型的“夠用就好”設(shè)計(jì)哲學(xué)。

（NBP850窄帶濾光片）

第二陣營(yíng)：中端性能升級(jí)之選 - 直接飛行時(shí)間激光雷達(dá)

代表機(jī)型：2000-3000元價(jià)位段的中高端機(jī)型，主打“更快、更準(zhǔn)、更穩(wěn)定”。

光學(xué)定位原理：采用 dToF。它不再依賴(lài)幾何三角，而是直接測(cè)量激光脈沖從發(fā)射到返回的飛行時(shí)間來(lái)計(jì)算距離，原理更直接，響應(yīng)速度極快，抗干擾能力天生更強(qiáng)。

（dTOF原理-圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

dTOF：全稱(chēng)是direct Time-of-Flight。顧名思義，dToF直接測(cè)量飛行時(shí)間。dToF會(huì)在單幀測(cè)量時(shí)間內(nèi)發(fā)射和接收N次光信號(hào)，然后對(duì)記錄的N次飛行時(shí)間做直方圖統(tǒng)計(jì)，其中出現(xiàn)頻率最高的飛行時(shí)間t用來(lái)計(jì)算待測(cè)物體的深度，下圖是dToF單個(gè)像素點(diǎn)記錄的光飛行時(shí)間直方圖，其中，高度最高的柱對(duì)應(yīng)的時(shí)間就是該像素點(diǎn)的最終光飛行時(shí)間。

（dTOF飛行時(shí)間-圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

dToF核心組件包含VCSEL、單光子雪崩二極管SPAD和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC。Single Photon Avalanche Diode(SPAD)是一種具有單光子探測(cè)能力的光電探測(cè)雪崩二極管，只要有微弱的光信號(hào)就能產(chǎn)生電流。dToF模組的VCSEL向場(chǎng)景中發(fā)射脈沖波，SPAD接收從目標(biāo)物體反射回來(lái)的脈沖波。Time Digital Converter(TDC)能夠記錄每次接收到的光信號(hào)的飛行時(shí)間，也就是發(fā)射脈沖和接收脈沖之間的時(shí)間間隔。

（dTOF-圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

濾光片參數(shù)要求（性能提升型）：

核心任務(wù)：精準(zhǔn)篩選出極短瞬時(shí)的激光脈沖信號(hào)，并極力抑制所有背景連續(xù)光噪聲，這對(duì)濾光片的“純度”要求更高。

中心波長(zhǎng)：905nm （絕對(duì)主流）

帶寬：明顯變窄，通常要求 5nm - 12nm。更窄的帶寬能更干凈地提取激光信號(hào)，提升信噪比。

帶外抑制：要求更高，尤其是在激光波長(zhǎng)附近和可見(jiàn)光區(qū)，需達(dá)到 OD4-OD5（透光率降至0.01%-0.001%）。這是保證dToF在復(fù)雜光環(huán)境下穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

透光率：>85%，更高的透光率意味著更有效的信號(hào)利用。

成本：?jiǎn)纹杀咎嵘潦畮自綌?shù)十元人民幣，為性能支付溢價(jià)。

特別之處：

優(yōu)勢(shì)：建圖更快、精度更高，在陽(yáng)臺(tái)等強(qiáng)光區(qū)域表現(xiàn)更穩(wěn)定。因其原理先進(jìn)，成為中高端機(jī)型的性能分水嶺。

系統(tǒng)協(xié)同：dToF通常配合SPAD（單光子雪崩二極管）傳感器工作，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)微弱信號(hào)更敏感，因此對(duì)濾光片的“潔凈度”要求也水漲船高。這里的濾光片不再是“守門(mén)員”，更像是“精密篩網(wǎng)”。

（NBP905窄帶濾光片）

第三陣營(yíng)：高端全能融合之選 - 多傳感器融合與主動(dòng)避障

代表機(jī)型：4000元以上的旗艦機(jī)型，主打“無(wú)感避障”和“全屋智能”。

光學(xué)定位原理：多傳感器融合。其激光雷達(dá)部分通常采用更精密的dToF方案，但同時(shí)會(huì)集成RGB攝像頭、結(jié)構(gòu)光投射器、紅外補(bǔ)光燈等。激光雷達(dá)負(fù)責(zé)精準(zhǔn)地圖構(gòu)建和大部分障礙物測(cè)距，視覺(jué)和結(jié)構(gòu)光則用于識(shí)別障礙物類(lèi)型（如襪子、電線(xiàn)、寵物糞便）并進(jìn)行精細(xì)繞行。

濾光片參數(shù)要求（定制集成型）：

核心任務(wù)：服務(wù)于多波段、多功能的傳感融合，可能涉及定制化設(shè)計(jì)。

激光雷達(dá)濾光片：905nm（主雷達(dá)）+ 940nm（結(jié)構(gòu)光等），在dToF高性能基礎(chǔ)上，可能進(jìn)一步優(yōu)化，追求 OD5以上的極致抑制，以應(yīng)對(duì)客廳落地窗邊的極端光照。

視覺(jué)攝像頭濾光片：可能需要紅外截止濾光片，確保色彩還原準(zhǔn)確；或?yàn)橐挂暪δ芘鋫潆p通濾光片（允許可見(jiàn)光和特定紅外光通過(guò)）。

結(jié)構(gòu)光濾光片：為配合結(jié)構(gòu)光投射器的特定紅外波長(zhǎng)（如940nm），需要對(duì)應(yīng)的窄帶濾光片，防止其他光源干擾。

特點(diǎn)：可能走向 “定制化”和“集成化” ，例如將多個(gè)功能集成到一片濾光片上，或?yàn)槊總€(gè)傳感器精密匹配專(zhuān)屬濾光片。

成本：濾光片總成本可能達(dá)到數(shù)十元甚至更高，但分?jǐn)偟礁甙旱恼麢C(jī)售價(jià)中，占比依然可控。這里追求的是系統(tǒng)整體體驗(yàn)的極致，而非單一元件的成本。

特別之處：

優(yōu)勢(shì)：避障體驗(yàn)從“不撞”升級(jí)為“聰明地繞”，能識(shí)別并處理更多低矮、透明的障礙物。代表了掃地機(jī)器人從“清潔工具”向“家庭移動(dòng)智能終端”的演進(jìn)。

挑戰(zhàn)：對(duì)濾光片的要求不再是單一性能指標(biāo)的提升，而是如何與不同傳感器協(xié)同，在復(fù)雜的光學(xué)場(chǎng)景下互不干擾、各司其職。這是光學(xué)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成的高級(jí)課題。

（NBP940窄帶濾光片）

波長(zhǎng)選擇背后的邏輯全景圖

通過(guò)分析這三個(gè)陣營(yíng)的濾光片，我們可以清晰地看到掃地機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)：

入門(mén)級(jí)（三角測(cè)距）：核心是 “普及” 。濾光片是標(biāo)準(zhǔn)化的低成本大宗商品，目標(biāo)是將基礎(chǔ)導(dǎo)航功能以最低價(jià)格帶給最廣大的用戶(hù)。

中端級(jí)（dToF）：核心是 “體驗(yàn)” 。濾光片升級(jí)為 “關(guān)鍵性能件” ，廠(chǎng)家愿意為更穩(wěn)定、更快的導(dǎo)航體驗(yàn)支付合理的硬件成本。

高端級(jí)（多傳感器融合）：核心是 “智能”與“無(wú)感” 。濾光片成為 “系統(tǒng)定制化元件” 的一部分，服務(wù)于更復(fù)雜的感知任務(wù)，其價(jià)值體現(xiàn)在最終渾然一體的卓越用戶(hù)體驗(yàn)上。

因此，一片小小的濾光片，其參數(shù)寬窄、成本高低，精準(zhǔn)地折射出了一款掃地機(jī)器人的市場(chǎng)定位、技術(shù)路徑和設(shè)計(jì)哲學(xué)。它告訴我們，消費(fèi)電子的技術(shù)進(jìn)步，從來(lái)不是參數(shù)的盲目堆砌，而是在深刻理解用戶(hù)需求與成本邊界后，做出的最精明的工程權(quán)衡。