拡散板（光拡散シート・光拡散フィルム）

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

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

オプティカルソリューションズ株式会社は、光学技術に特化した問題解決を提供する専門企業です。レンズ拡散板（LSD）やUV拡散板（UFD）などの拡散板をはじめとした、様々な光学製品を開発・販売しており、独自の技術と充実のラインナップで、上記のような課題の解決に貢献します。

産業用レンズ拡散板：LSD

レンズ拡散板：LSD（Light Shaping Diffusers, Luminit）は、特殊な仕組みで光を拡散させているため、非常に高い透過率を持ち、拡散後の光の均一性にも優れます。これにより、明るく、ムラのない照明を実現します。

拡散のバリエーションも多彩で、特注不要でお客様のニーズに合った拡散板をご提供可能です。

紫外線・可視光・近赤外線で使用可能な素材をそれぞれ用意しているため、幅広い波長の光源でお使いいただけます。(240nm~1100nm）

※紫外域は拡散の種類が限定されます
※Light Shaping Diffusers (LSDs®)、Light Shaping Diffuser、 ライトシェイピングディフューザーは、米国「Luminit, LLC」の製品です。
※株式会社オプティカルソリューションズは、「Luminit, LLC」が指定した日本正規代理店です。

主な特徴

• 透過率が85～92%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

UV拡散板：UFD

UV拡散板：UFD（UV Fused Silica Diffusers）は、UV光源の照射ムラを解消します。

合成石英の表面に形成された構造体により、決められた範囲に効率良く照明光を広げます。また、合成石英の耐候性をそのままにお使いいただけます。

主な特徴

• UV域で使用可能
• 石英ベースで耐熱性・UV耐性が良好 ※1
• 拡散角度は2種類をラインナップ（15° / 25°）※2

※1　耐熱：900℃程度 / 使用可能波長範囲：190nm～2,000nm
※2　拡散角度のラインナップを増やすため、現在開発を進めています。

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

ランバート拡散板は、均等な照明を作り出すガラス拡散板です。

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評価・検査用スクリーン※用途などで実績があります。
※NDフィルター・アッテネーター（減衰器）など

主な特徴

• 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