ToF 深度相机：590nm 窄带滤光片在 RGB-D 融合里的取舍

ToF 深度相机：590nm 窄带滤光片在 RGB-D 融合里的取舍

一句话先说清楚

在 RGB 与 ToF 共用同一块保护窗口的项目里，给 ToF 接收路径加一片 590nm 窄带滤光片，把环境光和 RGB 通道的杂散信号隔离出去，深度图的噪点和边缘精度问题会改善不少。

项目背景：机器人导航对 RGB-D 融合的要求

那是一台仓储物流机器人的避障模组，前面同时有一颗 RGB 摄像头和一颗 ToF 深度传感器。RGB 负责识别货架标签和地面标线，ToF 负责输出实时点云。整机为了外观和防护，把两颗传感器的窗口做在同一面玻璃盖板后面，盖板本身没有针对 ToF 发射波长的光谱选择。

ToF 模组选的是 590nm 波段方案。相比更常见的 940nm，590nm 在部分室内照明下受到的脉冲干扰更小，而且探测器端量子效率曲线在该波段表现也不错。问题是 590nm 处在可见光区域，RGB 摄像头“看”的东西，ToF 接收端也容易被“照”到。

问题表现：深度图噪点和边缘漂移

实验室白炽灯和天窗自然光下，深度图出现两类毛病：一是平坦墙面出现颗粒状噪点，二是物体边缘出现“飞点”，距离值跳到前景和背景之间。把 RGB 摄像头用黑胶带遮住，噪点立刻少一半，说明 RGB 通道的环境光和可见光谱段杂散光是主要干扰源。

拆开看，ToF 接收端只有一片普通 IR-Cut， cutoff 大概在 650nm，对 590nm 附近的带通选择几乎没有。日光里的黄绿成分、RGB 摄像头取景时的场景反射光，都能透过盖板进到 ToF 传感器，形成背景电流。

解决路径：ToF 路径加窄带，RGB 路径保持不变

我们和模组厂定的方案不是换盖板，而是在 ToF 接收端内侧贴合一片 590nm 窄带滤光片。半峰宽 10nm，通带内峰值透过率 >85%，可见光及短波红外区间截止深度做到 OD6。这样 ToF 只认自己发射的 590nm 附近窄波段，RGB 路径的可见光不会被误收。

这里没有把 IR-Cut 拿掉，而是让 IR-Cut 继续承担粗筛，590nm 窄带负责精筛。两片叠加后，ToF 通道的光谱窗口被压缩到 10nm 量级，环境光抑制比从原来不到 20dB 提升到 60dB 以上。

实测结果：噪点下降，边缘稳定

在 1000lux 混合光源下跑标准测试板，深度图时域噪声从 1.8% 降到 0.9% 左右；棋盘格边缘的 flying pixel 数量用算法统计后下降约 55%。最直观的改善是货架立柱的轮廓，原先边缘有一圈毛刺，现在能清楚分出立柱和巷道。

代价我们也要老实说：加了一片滤光片，ToF 接收端总透过率下降几个百分点，发射端需要把功率往上微调 8% 左右；另外两片玻璃叠加，鬼影和角度敏感度需要重新标定。这些在量产前都通过结构优化补了回来。

选 590nm 还是更常见的 940nm

这个取舍没有标准答案。940nm 方案供应链成熟、人眼不可见，适合夜间和人机交互场景；590nm 方案的优势在于部分室内光源干扰谱分布不同，而且如果整机已经需要 RGB 通道对该波段敏感，做光谱隔离比完全避开更省空间。

我们的经验是：先测整机环境光光谱和 ToF 发射光谱，把两张曲线叠在一起，看干扰峰落在哪。如果干扰主要集中在 590nm 附近，那就用更窄的带通去压；如果干扰在更宽范围，可能换发射波长比加滤光片更划算。

亿照光电在这件事上的做法

亿照光电的红外窄带常备波段覆盖 590nm、760nm、850nm、905nm、940nm，带宽有 8/10/20/30~40nm 几档可选。ToF 这类对入射角敏感的应用，我们会和客户确认镜头主光线角度、f 数、工作温度，再决定膜系设计要不要预置蓝移补偿。

工艺上用硬质膜层真空镀膜技术，进口镀膜机配进口检测设备，基底可选 K9 或石英玻璃，出货前逐片过分光光度计，中心波长、峰值透过率、截止深度都留实测曲线。D25 圆片到异形尺寸都能定制，也可配金属保护外环。有 RGB-D 融合项目拿不准要不要加窄带，把光路参数和干扰谱发过来，先做几片样片对数据。