拡散板(光拡散シート・光拡散フィルム)
本記事では、拡散板の特性や素材、多岐にわたる用途について、詳しく解説します。
<このような方におすすめ>
■ 光源を用いた産業用装置の開発者の方 / 照明メーカーの開発者の方
・均一に光を当てたいのにムラが取りきれない
・光の拡散角度
・形状をコントロールしたい
・透過率の高い拡散板を探している
目次
拡散板とは?

拡散板とは、特定の方向に光を均一に拡散させるための光学部品です。光学システムにおいて光の均一化や柔らかな照明効果を得るために重要な役割を果たします。
拡散板は、アクリル板やポリカーボネートなどの透明または半透明の材料で作られることが一般的で、表面には微細な凹凸や粒子が含まれていることが多いです。この構造により、光が板に当たると、多方向に散乱され、直進する光を拡散する効果が得られます。
また、拡散板は、光ムラを抑えたり、影を柔らかくする効果もあるため、均一な光を必要とするさまざまなシーンで活用されています。
拡散板の特性
高い透過率と拡散率を持つものが多い
拡散板は光を効果的に拡散させながら、同時に高い透過性を維持するよう設計されています。多くの拡散板は、入射光を均一に散乱させつつ、光の損失を最小限に抑える特性を備えています。
この特性により、光源の明るさを維持しながら、柔らかく均一な光を生み出すことが可能です。
材質によって耐熱性、耐衝撃性、成形性などが異なる
拡散板の材質は、その用途や環境に応じて選択されます。ガラス製の拡散板は高い耐熱性を持ちますが、耐衝撃性は比較的低くなります。一方、プラスチック製の拡散板は耐衝撃性に優れ、成形性も高いですが、耐熱性はガラスほど高くありません。
各材質の特性を理解し、適切な環境で使用することが重要です。
サイズや形状、配光分布などを用途に応じて調整可能
拡散板は非常に柔軟性の高い光学部品です。製造過程で、特定の用途に合わせてサイズや形状を調整することができます。さらに、表面処理や材質の選択により、配光分布を制御することも可能です。
このようなカスタマイズ性により、照明設計者は特定の照明要件に合わせて最適な拡散板を選択または設計することができます。
拡散板が作られる主な素材
ガラスやプラスチックは、拡散板の素材として用いられることの多い素材です。
ガラス製拡散板
ガラス製拡散板は通常のガラスを加工して製造されます。代表的な種類として、フロスト型と腐食型があります。フロスト型はガラスの片面をすりガラス状に処理したものです。一方、腐食型はフロスト型をさらにフッ化水素で表面処理を施したものとなっています。
プラスチック製拡散板
プラスチック製拡散板はアクリル樹脂やポリカーボネートなどの合成樹脂を使用して作られます。透明性が高く、軽量で加工しやすいという特徴を持っています。その性質から、様々な用途に適した拡散板として広く利用されています。
材料によって変化する特性
| 光学特性 |
透過率:材料によって光の透過率が異なります。例えば、ガラス製の拡散板は一般的にプラスチック製よりも高い透過率を持ちます。 拡散性:材料や添加物によって光の拡散の度合いが変わります。例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、シリカ粉末、ガラスビーズなどの光拡散材を含有させることで、拡散性を調整できます。 反射特性:アルミ粉や銀粉などの光反射微少素材を使用することで、反射特性を変えることができます。 |
|---|---|
| 物理特性 |
耐熱性:材料によって耐熱性が大きく異なります。例えば、特殊な有機-無機ハイブリッド材料は300°C以上の耐熱性を持つことがあります。 耐衝撃性:プラスチック製の拡散板はガラス製に比べて一般的に耐衝撃性が高くなります。 加工性:プラスチック製の拡散板は、ガラス製に比べて加工が容易です。 |
| 環境特性 |
耐候性:屋外で使用する場合、UV耐性や耐湿性が重要になります。材料選択によってこれらの特性が変わります。 環境負荷:材料の製造過程や廃棄時の環境への影響が異なります。 |
| 機能特性 |
均一性:材料や製造方法によって、光の均一な拡散の度合いが変わります。例えば、ビーズ粒子の分布や埋め込み方によって均一性が調整できます。 特殊機能:特定の波長域での高い透過率や、温度変化に対する安定性など、材料選択によって特殊な機能を持たせることができます。 |
これらの特性は、拡散板の用途や要求される性能に応じて、適切な材料を選択することで調整されます。
拡散板の用途例
監視カメラや顔認証などのセキュリティシステム
セキュリティシステムにおいて、拡散板は画像の品質向上に重要な役割を果たします。監視カメラでは、拡散板を使用することで光を均一に分散させ、画像のコントラストを改善し、死角を減らすことができます。
顔認証システムでは、拡散板によって照明を最適化し、より正確な顔の特徴抽出を可能にします。
車やドローンの自動運転システム
自動運転技術において、拡散板はセンサーの性能を向上させる重要な要素です。車載カメラやLiDARシステムに使用される拡散板は、様々な天候条件や照明環境下でも安定した視覚情報を提供します。
近赤外線を用いた3Dセンシング
3Dセンシング技術では、拡散板が近赤外線の均一な分散を実現します。この技術はスマートフォンの顔認証や、工業用の3D計測など幅広い分野で利用されています。
拡散板により、センサーは対象物の正確な3D情報を取得することができ、より精密な空間認識が可能となります。
一般照明器具のカバー
照明器具において、拡散板は直接的な光源からの眩しさを軽減し、柔らかく均一な光を作り出す役割を果たします。住宅、オフィス、商業施設など、様々な場所の照明に使用され、快適な光環境を創出します。
ディスプレイや広告板
ディスプレイ技術において、拡散板はバックライトの光を均一に分散させ、画面全体の輝度を均一にする役割を果たします。また、屋外広告板では、拡散板によって昼夜問わず鮮明で均一な表示が可能となり、広告効果を高めます。
これらの用途では、拡散板が視認性と画質の向上に大きく寄与しています。
一般的な拡散板における課題点
一般的には、すりガラスや乳半の拡散板が広く流通していますが、それらの拡散板を産業用装置の光源部分で用いるには、以下のような課題があります。
明るさのムラが取りきれない
一般的な拡散板では、明るさのムラが取りきれず、検査照明、画像処理用照明、顕微鏡照明などの産業用照明で必要とされる光の均一性が担保できないことがあります。
光の広がり方をコントロールできない
一般的な拡散板は、光の拡散角度(光がどのくらい広がるかを表す数値)の保証がされていないケースがほとんどです。また、楕円・線状などの形状での光の拡散にも対応していない場合があります。
暗くなる
光の透過率が低い拡散板を用いると、拡散後の光の量は少なく、暗くなってしまいます。その場合、必要な明るさを得るためによりパワーの高いLEDを用いる必要があるため、消費電力の増加や、LEDが発する熱にも配慮する必要が出てきます。
課題に貢献するオプティカルソリューションズの拡散板

株式会社オプティカルソリューションズは、産業用途に特化した高品質な拡散板を提供しています。主要製品である「レンズ拡散板®:LSD」をはじめ、紫外域で利用可能な「UV拡散板:UFD」や、完全拡散光を作り出す「ランバート拡散板:LBD」など、多彩なラインアップが特長です。
長年の光学分野における知見を活かし、光学設計から試作、量産まで一貫したサポートを提供することで、お客様の「光学の困った」をスッキリ解決します。
拡散板 製品ラインアップ
産業用レンズ拡散板:LSD

産業用レンズ拡散板:LSDは、光の拡散を高精度にコントロールする高性能な光学シートです。従来の拡散板が微細粒子による散乱・乱反射を利用するのに対し、LSDは微小レンズによる屈折拡散を採用しており、従来品に比べて大幅に高い透過率を実現しています。
本製品は、エポキシ製のレンズ構造層とポリカーボネート製の基板層による2層構造で構成されています。紫外域から可視域、さらに近赤外域までの幅広い波長帯に対応し、画像処理用照明、スキャナ、検査装置など、産業分野の照明技術に採用されています。
主な特長
- 透過率が85~90%と非常に高い
- 多彩な拡散のバリエーション
- ムラのない拡散が可能
用途例
| 画像処理 | カメラ用照明、LEDライン照明、LEDリング照明、赤外照明、防犯カメラ用照明、顕微鏡用照明 |
|---|---|
| 産業機器 | ナンバー読取用照明、測量用トランシット、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)、加速度センサ(モーションセンサ)、ジェスチャ認識装置、紫外線硬化(UVキュアリング)、郵便物仕分け装置、ロボット関連(照明系)、ステッパ(露光装置) |
| OA機器 | バーコードリーダ、スキャナ・コピー機、プロジェクタ |
| 医療関連 (メディカル関連) |
歯科用照明、無影灯、医療検査装置用、レーザ治療装置 |
| 検査機器 | 指紋読取用LED光源、静脈認証装置用照明、バイオ機器用照明、ラインセンサ用バー照明、屈折計、血液検査関連、3次元検査装置 |
| パネル照明 | 機器メーター照明 |
| 自動車 | ヘッドアップディスプレイ(HUD)、テールランプ、ストップランプ、インパネ照明 |
| 航空機 | 計器類照明、機内照明 |
| ディスプレイ | 3Dディスプレイ、スクリーン |
UV拡散板:UFD

UV拡散板:UFDは、紫外線(UV)光源の照射ムラを解消するための特殊な拡散板です。合成石英の表面に形成された構造体により、平行光を入射する際に5°、15°、25°(FWHM)で配光し、決められた範囲に効率良く照明光を広げます。
ベース素材が合成石英であるため、優れた耐UV性・耐熱性(900℃程度)を持つと同時に、紫外域はもちろん、可視光から近赤外域(使用可能波長範囲190nm~2,000nm)まで、幅広い波長でご使用いただけます。
主な特長
- UV域で使用可能
- 石英ベースで耐熱性・UV耐性が良好(耐熱:900℃程度 / 使用可能波長範囲:190nm~2,000nm)
- 拡散角度は3種類をラインナップ(5° / 15° / 25°)
用途例
- 殺菌・滅菌(水・空気・表面)
- 医療、メディカル
- 硬化・露光装置
- 分析、測定
- ライフサイエンス、バイオ
- 産業機器、工業製品
- セキュリティ
ランバート拡散板:LBD

ランバート拡散板:LBDは、均等な照明を作り出すための特殊なガラス拡散板です。熱処理によるガラスの内部構造により光を散乱させ、透過率が高くない反面、完全拡散光を得られます。他の拡散板と違い入射角依存が少なく、出てくる光はほぼ同一の配光分布を示します。
また、可視域から近赤外域に渡ってフラットな分光透過特性を有します。レーザー光のスペックル軽減やスクリーン用途などで実績があります。
主な特長
- 反射・透過ともにほぼ完全拡散面
- ガラスベースなので耐熱性が良好
用途例
- レーザー光のスペックル軽減
- 評価・検査用スクリーン ※NDフィルター・アッテネーター(減衰器)など
- 分光器
- 医療機器
- 産業機器、工業製品
拡散板の
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