漫射板厚度是影響漫射型方形光源均勻度、透光率、光線柔和度的核心結(jié)構(gòu)參數(shù),其本質(zhì)是通過改變光線在漫射板內(nèi)的折射 / 散射路徑長度,調(diào)整出射光的光學(xué)特性。工業(yè)級應(yīng)用中(尤其日本品牌如基恩士、歐姆龍、松下),漫射板厚度通常在 0.5mm~5mm 之間,不同厚度的選型需結(jié)合光源功率、漫射板材質(zhì)、檢測需求(均勻度 / 亮度優(yōu)先級),以下是詳細拆解(含日本型號厚度參考與選型邏輯):
漫射板的均勻度依賴光線在板內(nèi)的 “多次散射":厚度越厚,光線在板內(nèi)與擴散劑(或微結(jié)構(gòu))的碰撞次數(shù)越多,方向性越強的入射光(LED 直射光)被充分打散,出射光的角度分布更均勻;厚度過薄,光線散射不充分,易出現(xiàn) “中心亮、邊緣暗" 的光斑,或保留 LED 陣列的點狀陰影。
當厚度超過 3mm 后,均勻度提升幅度顯著放緩(每增加 1mm,均勻度提升≤1%),此時繼續(xù)增厚已無明顯增益,反而會導(dǎo)致透光率下降和成本上升。
漫射板的透光率 = 入射光能量 - 板內(nèi)吸收能量 - 散射損耗能量:
日本gao端光源(如基恩士 IV2-L 系列)會在厚漫射板(2mm~3mm)表面鍍 “增透涂層(AR 涂層)",可抵消 10%~15% 的透光率損失,使 3mm 硼硅玻璃漫射板的透光率維持在 88% 以上(接近 1mm 普通 PMMA 的水平)。
厚度越厚,出射光的 “方向性越弱",光線更柔和:
漫射板厚度與出射角度呈正相關(guān)(在合理厚度范圍內(nèi)):
1mm 以下:出射角度 60°~80°(較窄),光線集中在中心區(qū)域;
2mm~3mm:出射角度 90°~120°(較寬),照射范圍更廣;
3mm 以上:出射角度穩(wěn)定在 110°~120°(飽和),厚度增加不再擴大角度。
厚漫射板的熱容量更大,在高功率光源(LED 功率≥20W)工作時,溫度分布更均勻,不易因局部過熱導(dǎo)致材質(zhì)變形(如 PMMA 高溫軟化)或老化發(fā)黃,從而維持長期光線穩(wěn)定性;薄漫射板(≤1mm)在高功率光源下易出現(xiàn)熱變形,導(dǎo)致均勻度下降(如出現(xiàn)條紋狀陰影)。
厚漫射板對材質(zhì)均勻性的容錯率更高:若漫射板內(nèi)的擴散劑分布略有偏差,厚板可通過更長的散射路徑抵消偏差,確保不同批次光源的光線特性一致;薄板對材質(zhì)缺陷(如擴散劑團聚)更敏感,易導(dǎo)致批量產(chǎn)品的亮度 / 均勻度差異。
漫射板材質(zhì)的導(dǎo)熱性、硬度、抗老化性不同,厚度選型需針對性匹配,避免出現(xiàn) “材質(zhì)短板":
特性:透光率高,但耐溫低(≤80℃)、抗沖擊性弱;
厚度限制:zui大推薦厚度≤3mm(超過 3mm 易因自重彎曲,或高溫下變形);
適配場景:中低功率光源(≤20W)、通用型檢測(如字符識別、普通缺陷檢測);
日本型號參考:歐姆龍 FZ-S100R(1.8mm PMMA)、理光 RLS-0505R(2mm PMMA)。
特性:抗沖擊性強、耐溫高(≤120℃),但透光率略低于 PMMA;
厚度限制:推薦厚度 1mm~4mm(4mm 以上成本較高,且透光率衰減明顯);
適配場景:高功率光源(20W~40W)、振動環(huán)境、頻繁清潔場景;
日本型號參考:松下 ANUPS505(2mm PC)、歐姆龍 FZ-S150G(3mm PC)。
特性:耐溫高(硼硅玻璃≤150℃,石英玻璃≤500℃)、透光率高、耐劃傷,無變形風(fēng)險;
厚度限制:推薦厚度 2mm~5mm(玻璃材質(zhì)薄于 2mm 時,抗沖擊性差,易破碎);
適配場景:超高功率光源(≥40W)、高溫環(huán)境(如焊接工位檢測)、超精密檢測;
日本型號參考:基恩士 IV2-L200(3mm 硼硅玻璃)、歐姆龍 FZ-S200IR(4mm 石英玻璃)。
特性:表層抗劃傷 + 中間層高擴散 + 底層增透,綜合性能優(yōu);
厚度限制:推薦厚度 1.5mm~3mm(多層結(jié)構(gòu)過厚會導(dǎo)致層間反射,影響均勻度);
適配場景:中g(shù)ao端通用型光源、復(fù)雜環(huán)境檢測;
日本型號參考:基恩士 IV2-L50(2mm 復(fù)合材質(zhì))、松下 ANUPS2020(2.5mm 復(fù)合材質(zhì))。