JP2021105574A - Ultraviolet radiation device - Google Patents

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JP2021105574A JP2019237371A JP2019237371A JP2021105574A JP 2021105574 A JP2021105574 A JP 2021105574A JP 2019237371 A JP2019237371 A JP 2019237371A JP 2019237371 A JP2019237371 A JP 2019237371A JP 2021105574 A JP2021105574 A JP 2021105574A
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Abstract

To provide an ultraviolet radiation device emitting ultraviolet, and an ultraviolet flaw detection device irradiating the surface of an inspection target with ultraviolet to analyze a surface state of the inspection target, the ultraviolet radiation device capable of achieving, by reducing energy loss, using smaller quantity of LEDs, high ultraviolet radiation ultraviolet intensity and even ultraviolet radiation ultraviolet intensity distribution in radiation range of an irradiated surface, and improving the accuracy of ultraviolet flaw detection.SOLUTION: An ultraviolet radiation device 1 comprises: an ultraviolet LED 2 for irradiating an irradiated surface; and a lens 10 for condensing light on the irradiated surface. The lens 10 includes a hole 12 or a coating part 52. The lens 10 is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface, which is located with a certain distance from the lens 10 in a vertical direction. The lens 10 is formed so as to convert beams h, i, j, k passing through the lens so that a region M is irradiated with the beams, and is further formed so that a region L substantially overlapping with the region M is irradiated with light passing through the hole 12 of the lens 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、紫外線を照射する紫外線照射装置、及び被検査物の表面に紫外線を照射して被検査物の表面状態を解析する紫外線探傷装置に関するものであり、より詳細には蛍光磁粉探傷や蛍光浸透探傷等の蛍光体の励起に用いる紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays and an ultraviolet flaw detector that irradiates the surface of an object to be inspected with ultraviolet rays to analyze the surface state of the object to be inspected. The present invention relates to an ultraviolet irradiation device used for exciting a phosphor such as penetrant inspection.

鋼材等の被検査物の表面の探傷検査としては、非破壊検査方法の一種である、磁粉探傷試験や浸透探傷試験が知られている。磁粉探傷試験では、被検査物の表面に磁粉または磁粉を含有する磁粉溶液を適用するとともに、被検査物に磁場を印加する等して被検査物を磁化する。被検査物の表面のクラック等の欠陥には磁束が集中するため、この磁束に磁粉が引き寄せられて磁粉による指示模様が形成される。そして、この磁粉指示模様を観測することで欠陥を検査する。磁粉探傷試験には、欠陥の検出精度を向上させるために、磁粉に蛍光体を含有した蛍光磁粉を用いる蛍光磁粉探傷試験がある。 As a flaw detection inspection on the surface of an object to be inspected such as a steel material, a magnetic particle flaw detection test and a penetrant flaw detection test, which are a kind of non-destructive inspection method, are known. In the magnetic particle inspection test, a magnetic powder or a magnetic powder solution containing magnetic powder is applied to the surface of the object to be inspected, and a magnetic field is applied to the object to be inspected to magnetize the object to be inspected. Since the magnetic flux is concentrated on defects such as cracks on the surface of the object to be inspected, the magnetic powder is attracted to the magnetic flux and an instruction pattern by the magnetic powder is formed. Then, the defect is inspected by observing this magnetic particle instruction pattern. The magnetic particle inspection includes a fluorescent magnetic particle inspection using a fluorescent magnetic powder containing a phosphor in the magnetic powder in order to improve the defect detection accuracy.

一方で、浸透探傷試験では、まず、浸透液を被検査物の表面に適用して表面のクラック等の欠陥にこの浸透液を浸透させる。次に、表面に付着している余剰浸透液を除去し、現像剤粉末を表面に塗布して欠陥に浸透している浸透液を毛細管現象により表面に吸い出す。そして、この吸い上げられた浸透液による浸透指示模様を観察することで欠陥を検査する。浸透探傷試験には、欠陥の検出精度を向上させるために、蛍光体を含有する蛍光浸透液を用いる蛍光磁粉探傷試験がある。 On the other hand, in the penetrant inspection test, first, the penetrant is applied to the surface of the object to be inspected to allow the penetrant to penetrate into defects such as cracks on the surface. Next, the excess penetrant adhering to the surface is removed, the developer powder is applied to the surface, and the penetrant permeating the defect is sucked out to the surface by a capillary phenomenon. Then, the defect is inspected by observing the permeation instruction pattern by the sucked penetrant. The penetrant inspection includes a fluorescent magnetic particle flaw detection test using a fluorescent penetrant containing a phosphor in order to improve the accuracy of defect detection.

磁粉探傷試験や浸透探傷試験において蛍光磁粉や蛍光浸透液を用いる場合には、被検査物に紫外線を照射して含有した蛍光磁粉や蛍光浸透液の蛍光体を励起させる必要がある。紫外線を照射する紫外線照射装置としては、光源に紫外線LED(Light Emitting Diode)を用いるものが知られている。 When a fluorescent magnetic powder or a fluorescent penetrant is used in a magnetic particle flaw detection test or a penetrant flaw detection test, it is necessary to irradiate an object to be inspected with ultraviolet rays to excite the fluorescent material contained in the fluorescent magnetic powder or the fluorescent penetrant. As an ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays, one that uses an ultraviolet LED (Light Emitting Diode) as a light source is known.

LEDは、その指向特性上、照射範囲の外縁付近においては紫外線強度が弱まる。よって、被検査物の表面のクラック等の欠陥の検出にばらつきがでてしまい、検査精度が低下するという問題があった。言い換えると、均一配光を得にくいという問題点がある。均一配光範囲とは、ここでは紫外線探傷の分野において、傷を発見できる程度の一定程度以上の紫外線強度を確保している範囲のことをいう。対策の一つとして、多くのLEDを線上に並べて光源にすることで高い紫外線放射強度かつ均一な紫外線放射紫外線強度分布を得ることが考えられるが、円形配光の集合となるため均一配光を得にくく、また多くのLEDが必要となることからコストアップを招くという問題が生じていた。 Due to the directivity of the LED, the ultraviolet intensity is weakened near the outer edge of the irradiation range. Therefore, there is a problem that the detection of defects such as cracks on the surface of the object to be inspected varies, and the inspection accuracy is lowered. In other words, there is a problem that it is difficult to obtain a uniform light distribution. Here, the uniform light distribution range refers to a range in the field of ultraviolet flaw detection that secures an ultraviolet intensity of a certain level or higher to the extent that scratches can be found. As one of the countermeasures, it is conceivable to obtain a high ultraviolet radiation intensity and a uniform ultraviolet radiation ultraviolet intensity distribution by arranging many LEDs on a line and using it as a light source. There has been a problem that it is difficult to obtain and that a large number of LEDs are required, which leads to an increase in cost.

そこで、特許文献1では、基板上に矩形の格子状に実装された複数のLED素子を有する複数の発光部を有し、該複数の発光部に備えられたレンズをさらに有し、そのレンズ同士は、それらのレンズの集合体であるレンズアレイとして相互に接続されていて、発光部同士が、矩形であるため、その角度を変えて配置されている発光装置が開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, a plurality of light emitting units having a plurality of LED elements mounted in a rectangular grid pattern on a substrate are provided, and lenses provided in the plurality of light emitting units are further provided, and the lenses are used with each other. Discloses a light emitting device that is connected to each other as a lens array that is an aggregate of these lenses, and since the light emitting portions are rectangular, the light emitting devices are arranged at different angles.

特許文献1に記載された技術は、上述の導光板等を用いることである程度均一な配光を得ることはできるが、レンズを用いている以上、反射及び透過率によるエネルギーロスが生じてしまうことは避けられない。また、特許文献1では発光装置の外縁において、均一以下の強度の光が照射されるという点でロスが生じている。 The technique described in Patent Document 1 can obtain a uniform light distribution to some extent by using the above-mentioned light guide plate or the like, but as long as a lens is used, energy loss due to reflection and transmittance occurs. Is inevitable. Further, in Patent Document 1, there is a loss in that the outer edge of the light emitting device is irradiated with light having a intensity equal to or less than uniform.

特開2018−22884号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-22884

特許文献1の技術では、LEDの紫外線放射紫外線強度が中心(角度ゼロ)で最も強く、角度が大きくなるにしたがって低下するLEDの指向特性によって均一配光が得られにくい点について、ある程度考慮はされている。しかし紫外線探傷装置の分野においては、LEDのレンズを通した照射範囲において、その外縁部分の紫外線強度が弱まることにより、その外縁部分が検査に使用できないこととなって、エネルギーロスが生じているという問題がある。特許文献1の開示においては、円形的な配光を実現しているが、その配光の中心部分の紫外線強度は十分確保されるものの、その配光の外縁部分は紫外線強度が十分に確保されていないという問題は依然として残っている。この問題について、特許文献1の技術では解決は十分には示されていない。 In the technique of Patent Document 1, it is considered to some extent that the ultraviolet radiation intensity of the LED is the strongest at the center (zero angle), and it is difficult to obtain a uniform light distribution due to the directional characteristic of the LED that decreases as the angle increases. ing. However, in the field of ultraviolet flaw detectors, it is said that in the irradiation range through the LED lens, the ultraviolet intensity of the outer edge portion is weakened, so that the outer edge portion cannot be used for inspection, resulting in energy loss. There's a problem. In the disclosure of Patent Document 1, a circular light distribution is realized, and although the ultraviolet intensity of the central portion of the light distribution is sufficiently secured, the ultraviolet intensity is sufficiently secured at the outer edge portion of the light distribution. The problem of not having it still remains. The technique of Patent Document 1 has not sufficiently shown a solution to this problem.

また、レンズに光が入射及びレンズから光が出射する際に、光が反射してしまい、ロスが生じるという問題がある。また、レンズを透過する際に、ロスが生じてしまう問題がある。特許文献1の技術はレンズにより集光をしているため、これらのロスを生じてしまうこととなる。
そこで、紫外線LED照射装置において、これらのロスがなく、かつ広い範囲の均一配光を実現できるようなレンズの開発が望まれていた。
Further, there is a problem that when light is incident on the lens and light is emitted from the lens, the light is reflected and a loss occurs. In addition, there is a problem that loss occurs when transmitting through the lens. Since the technique of Patent Document 1 collects light by a lens, these losses occur.
Therefore, in the ultraviolet LED irradiation device, it has been desired to develop a lens that can realize uniform light distribution in a wide range without these losses.

本発明の目的は、被検査物の表面に紫外線を照射して被検査物の表面状態を解析する紫外線探傷装置において、被照射面の照射領域における高い紫外線放射紫外線強度かつ均一な紫外線放射紫外線強度分布を実現でき、紫外線探傷検査の精度を向上させる紫外線照射装置を提供することにある。 An object of the present invention is an ultraviolet radiation flaw detector that irradiates the surface of an object to be inspected with ultraviolet rays to analyze the surface condition of the object to be inspected. It is an object of the present invention to provide an ultraviolet irradiation device capable of realizing a distribution and improving the accuracy of an ultraviolet flaw detection inspection.

上記課題を解決するため、本発明の紫外線照射装置では、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する、紫外線探傷用の紫外線照射装置において、
前記レンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分に穴部を備え、
更に前記レンズは、紫外線LEDを光源として、ビームが前記穴部を通り、被照射面上を直接照射する領域と、ビームが前記レンズを通過し、被照射面上において照射している領域とが、全部または一部が重複しているように、ビームが変換されるよう形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the ultraviolet irradiation device of the present invention is provided with an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a lens that collects light on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected with ultraviolet rays. In an ultraviolet irradiation device for ultraviolet flaw detection that irradiates
The lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
The lens also has a hole in the center of the lens.
Further, the lens has a region in which the beam passes through the hole and directly irradiates on the irradiated surface and a region in which the beam passes through the lens and irradiates on the irradiated surface using the ultraviolet LED as a light source. , The beam is formed to be transformed so that all or part of it overlaps.

更に、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するシリンドリカルレンズと同様の機能を備えたリニアフレネルレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記リニアフレネルレンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にスリット状の穴部を備えたことを特徴とする。
Further, it is provided with an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a linear Fresnel lens having the same function as a cylindrical lens that concentrates on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected by irradiating the ultraviolet rays. In the ultraviolet irradiation device
The linear Fresnel lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is characterized by having a slit-shaped hole in the central portion thereof.

更に、本発明の紫外線照射装置は、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記レンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にコーティング部を備え、
更に前記レンズは、紫外線LEDを光源として、ビームが前記コーティング部を通り、被照射面上を照射する領域と、ビームが前記レンズを通過し、被照射面上において照射している領域とが、全部または一部が重複しているように、ビームが変換されるよう形成されていることを特徴とする。
Further, the ultraviolet irradiation device of the present invention includes an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a lens that collects light on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected by irradiating the ultraviolet rays. In
The lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is provided with a coating portion in the central portion thereof.
Further, in the lens, a region where the beam passes through the coating portion and irradiates on the irradiated surface and a region where the beam passes through the lens and irradiates on the irradiated surface are formed by using an ultraviolet LED as a light source. It is characterized in that the beam is formed so as to be transformed so that all or part of it overlaps.

更に、本発明の紫外線照射装置は、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するシリンドリカルレンズと同様の機能を備えたリニアフレネルレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記リニアフレネルレンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にスリット状のコーティング部を備えたことを特徴とする。
Further, the ultraviolet irradiation device of the present invention includes an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a linear Frenel lens having the same function as a cylindrical lens that collects light on the irradiated surface, and irradiates the ultraviolet rays. In the ultraviolet irradiation device that irradiates the object to be inspected,
The linear Fresnel lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is characterized in that a slit-shaped coating portion is provided in the central portion thereof.

更に、前記紫外線照射装置は、紫外線透過保護フィルタを備えたことを特徴とする。 Further, the ultraviolet irradiation device is characterized by including an ultraviolet transmission protection filter.

本発明の紫外線照射装置では、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する、紫外線探傷用の紫外線照射装置において、
前記レンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分に穴部を備え、
更に前記レンズは、紫外線LEDを光源として、ビームが前記穴部を通り、被照射面上を直接照射する領域と、ビームが前記レンズを通過し、被照射面上において照射している領域とが、全部または一部が重複しているように、ビームが変換されるよう形成されていることを特徴とするので、同じ出力の紫外線LED光源を使用した場合において、被照射面上を穴部を通過した光が直接照射すること及びそれをレンズを通過して集光された光が補強する形となり、被照射面の照射範囲における高い紫外線放射強度を確保することができる。また、当該照射範囲において一定以上の紫外線強度を確保しつつその紫外線強度の分布が均一となる、均一配光を実現することができ、かつエネルギー効率を高め、探傷検査の精度を向上させることができる。
The ultraviolet irradiation device of the present invention is provided with an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a lens that collects light on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected by irradiating the irradiated surface for ultraviolet flaw detection. In the ultraviolet irradiation device
The lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
The lens also has a hole in the center of the lens.
Further, the lens has a region in which the beam passes through the hole and directly irradiates on the irradiated surface and a region in which the beam passes through the lens and irradiates on the irradiated surface using an ultraviolet LED as a light source. Since the beam is formed so as to be converted so that all or part of the light overlaps, when an ultraviolet LED light source having the same output is used, a hole is formed on the irradiated surface. The light that has passed through is directly irradiated, and the light that has passed through the lens and is focused is reinforced, so that high ultraviolet radiation intensity in the irradiation range of the irradiated surface can be ensured. In addition, it is possible to realize uniform light distribution in which the distribution of the ultraviolet intensity becomes uniform while ensuring the ultraviolet intensity of a certain level or more in the irradiation range, and it is possible to improve the energy efficiency and the accuracy of the flaw detection inspection. can.

更に、本発明の紫外線照射装置によれば、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するシリンドリカルレンズと同様の機能を備えたリニアフレネルレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記リニアフレネルレンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にスリット状の穴部を備えたことを特徴とするので、スリット状の穴部を通過し直接紫外線光が照射範囲に照射され、またレンズがその照射範囲付近に集光をする機能をもつため、高強度で長い帯状の均一配光を実現することができ、かつエネルギー効率を高め、探傷検査の精度を向上させることができる。
Further, according to the ultraviolet irradiation device of the present invention, an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a linear Frenel lens having the same function as a cylindrical lens that collects light on the irradiated surface are provided to emit ultraviolet rays. In an ultraviolet irradiation device that irradiates an object to be inspected by irradiating it
The linear Fresnel lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, since the lens is characterized by having a slit-shaped hole in the central portion thereof, the lens is directly irradiated with ultraviolet light through the slit-shaped hole in the irradiation range, and the lens is in the vicinity of the irradiation range. Since it has a function of condensing light, it is possible to realize a high-intensity and long strip-shaped uniform light distribution, improve energy efficiency, and improve the accuracy of flaw detection inspection.

更に、本発明の紫外線照射装置は、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記レンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にコーティング部を備え、
更に前記レンズは、紫外線LEDを光源として、ビームが前記コーティング部を通り、被照射面上を照射する領域と、ビームが前記レンズを通過し、被照射面上において照射している領域とが、全部または一部が重複しているように、ビームが変換されるよう形成されていることを特徴とするので、同じ出力の紫外線LED光源を使用した場合において、被照射面上を、コーティング部を通過した光が照射すること及びそれをレンズを通過して集光された光が補強する形となり、被照射面の照射範囲における高い紫外線放射強度を確保することができる。また、当該照射範囲において一定以上の紫外線強度を確保しつつその紫外線強度の分布が均一となる、均一配光を実現することができ、かつエネルギー効率を高め、探傷検査の精度を向上させることができる。
Further, the ultraviolet irradiation device of the present invention includes an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a lens that collects light on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected by irradiating the ultraviolet rays. In
The lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is provided with a coating portion in the central portion thereof.
Further, in the lens, a region where the beam passes through the coating portion and irradiates on the irradiated surface and a region where the beam passes through the lens and irradiates on the irradiated surface are formed by using an ultraviolet LED as a light source. Since the beam is formed so as to be converted so that all or part of it overlaps, when an ultraviolet LED light source having the same output is used, the coated portion is covered on the irradiated surface. The light that has passed through is irradiated, and the light that has passed through the lens and is focused is reinforced, so that high ultraviolet radiation intensity in the irradiation range of the irradiated surface can be ensured. In addition, it is possible to realize uniform light distribution in which the distribution of the ultraviolet intensity becomes uniform while ensuring the ultraviolet intensity of a certain level or more in the irradiation range, and it is possible to improve the energy efficiency and the accuracy of the flaw detection inspection. can.

更に、本発明の紫外線照射装置は、被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するシリンドリカルレンズと同様の機能を備えたリニアフレネルレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記リニアフレネルレンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にスリット状のコーティング部を備えたことを特徴とするので、スリット状のコーティング部を通過し紫外線光が照射範囲に紫外線強度を維持したまま照射され、またレンズがその照射範囲付近に集光をする機能をもつため、高強度で長い帯状の均一配光を実現することができ、かつエネルギー効率を高め、探傷検査の精度を向上させることができる。
Further, the ultraviolet irradiation device of the present invention includes an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a linear Frenel lens having the same function as a cylindrical lens that collects light on the irradiated surface, and irradiates the ultraviolet rays. In the ultraviolet irradiation device that irradiates the object to be inspected,
The linear Fresnel lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, since the lens is characterized by having a slit-shaped coating portion in the central portion thereof, ultraviolet light passes through the slit-shaped coating portion and is irradiated while maintaining the ultraviolet intensity in the irradiation range, and the lens is irradiated. Since it has a function of condensing light in the vicinity of the irradiation range, it is possible to realize a high-intensity and long strip-shaped uniform light distribution, improve energy efficiency, and improve the accuracy of flaw detection inspection.

更に、本発明の紫外線照射装置は、紫外線透過保護フィルタを備えたことを特徴とするので、可視光をカットすることが可能となり、可視光が照射されてしまう場合に比べて作業環境が改善され、可視光による検査員によるキズの見落としの防止に寄与することができる。 Further, since the ultraviolet irradiation device of the present invention is provided with an ultraviolet transmission protection filter, it is possible to cut visible light, and the working environment is improved as compared with the case where visible light is irradiated. , It can contribute to the prevention of oversight of scratches by inspectors due to visible light.

本実施形態に係る紫外線照射装置及び照射されたビームの軌跡及びその照射範囲の一例が示された概略図である。It is the schematic which showed an example of the ultraviolet irradiation apparatus which concerns on this embodiment, the locus of an irradiated beam, and its irradiation range. 図1の紫外線探傷装置の照射するビームのうち、穴部を通過するビームに着目した概略図である。It is the schematic which focused on the beam which passes through a hole among the beams irradiated by the ultraviolet flaw detector of FIG. 図1の紫外線探傷装置の照射するビームのうち、レンズを通過するビームに着目した概略図である。It is a schematic diagram focusing on the beam passing through a lens among the beams irradiated by the ultraviolet flaw detector of FIG. 1. 図1の紫外線探傷装置に用いるレンズを示した図である。It is a figure which showed the lens used for the ultraviolet ray flaw detector of FIG. 本実施形態に係る紫外線探傷装置及び照射されたビームの軌跡及びその照射範囲の他の例が示された概略図である。It is the schematic which showed the ultraviolet ray flaw detection apparatus which concerns on this embodiment, the locus of an irradiated beam, and other examples of the irradiation range. 図5の紫外線探傷装置において用いられるリニアフレネルレンズの一例を示した図である。It is a figure which showed an example of the linear Fresnel lens used in the ultraviolet flaw detector of FIG. 本実施形態における紫外線LED及びリニアフレネルレンズを複数備えた紫外線照射装置を直列に複数並べた図である。It is a figure in which a plurality of ultraviolet irradiation devices provided with a plurality of ultraviolet LEDs and linear Fresnel lenses in the present embodiment are arranged in series. 本実施形態における他の一例として、コーティング部を備えたレンズを示したものである。As another example in this embodiment, a lens provided with a coating portion is shown.

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。図1は本実施形態に係る紫外線照射装置の一例及びそのビームの軌跡、照射範囲が示された概略図であり、図2は図1の紫外線探傷装置が照射するビームのうち、後述するレンズ10の穴部12を通過するビームに着目した概略図である。図3は、図1の紫外線探傷装置が照射するビームのうち、レンズ10を通過する、穴部12を通過しない、ビームに着目した概略図である。図4(Xー1)及び(Xー2)、(Xー3)は、レンズ10の上面図及び側面図、断面図をそれぞれ示した図である。図5は、本実施形態に係る紫外線照射装置の他の一例として、シリンドリカルレンズの機能を持つリニアフレネルレンズが用いられた場合の例、及びそのビームの軌跡、照射範囲が示された概略図である。図6(Xー1)〜(Xー3)は、それぞれリニアフレネルレンズ30の上面図、側面図、及び正面図をそれぞれ図示している。なお、リニアフレネルレンズ30の表面の、のこぎり状の断面部分については一部、図示を省略している。図7は、紫外線照射装置として図5の例を、さらに複数並べて配置した、本発明における紫外線照射装置の他の一例を示したものである。図8は、穴部の代わりにコーティング部を有する本発明における紫外線照射装置の一例を示したものである。 The details of the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of an ultraviolet irradiation device according to the present embodiment, a trajectory of the beam, and an irradiation range. FIG. 2 is a lens 10 of the beams irradiated by the ultraviolet flaw detector of FIG. 1, which will be described later. It is a schematic diagram focusing on the beam passing through the hole portion 12. FIG. 3 is a schematic view focusing on the beam irradiated by the ultraviolet flaw detector of FIG. 1, which passes through the lens 10 and does not pass through the hole 12. 4 (X-1), (X-2), and (X-3) are views showing a top view, a side view, and a cross-sectional view of the lens 10, respectively. FIG. 5 is a schematic view showing an example in which a linear Fresnel lens having a cylindrical lens function is used as another example of the ultraviolet irradiation device according to the present embodiment, a trajectory of the beam, and an irradiation range. be. 6 (X-1) to 6 (X-3) show a top view, a side view, and a front view of the linear Fresnel lens 30, respectively. The saw-shaped cross-sectional portion of the surface of the linear Fresnel lens 30 is not shown in part. FIG. 7 shows another example of the ultraviolet irradiation device according to the present invention, in which a plurality of examples of FIG. 5 are arranged side by side as the ultraviolet irradiation device. FIG. 8 shows an example of the ultraviolet irradiation device in the present invention having a coating portion instead of the hole portion.

この紫外線照射装置1は、磁粉探傷試験や浸透探傷試験において蛍光磁粉や蛍光浸透液を用いる場合に、被検査物に紫外線を照射して含有した蛍光磁粉や蛍光浸透液の蛍光体を励起させるために被検査物の表面に紫外線を照射するものである。本開示では説明のために、被照射面として検査台3を示すこととした。本実施形態に係る紫外線探傷装置用の紫外線照射装置は、収納箱4に格納されて、紫外線により照射する紫外線LED2及び、集光レンズとしてレンズ10、リニアフレネルレンズ30等を備えている。なお、以下では、説明の便宜上、図1〜3、図5の検査台3側を下、紫外線LED2及び22側を上とし、図1〜3、5のそれぞれの手前側を正面、奥側を奥と呼ぶこととする。以下、本開示の探傷装置用の紫外線照射装置の具体的な構成について説明する。 When the fluorescent magnetic powder or the fluorescent penetrant is used in the magnetic particle flaw detection test or the penetrant flaw detection test, the ultraviolet irradiation device 1 irradiates the object to be inspected with ultraviolet rays to excite the phosphor of the fluorescent magnetic powder or the fluorescent penetrant contained therein. The surface of the object to be inspected is irradiated with ultraviolet rays. In the present disclosure, for the sake of explanation, the inspection table 3 is shown as the irradiated surface. The ultraviolet irradiation device for the ultraviolet flaw detector according to the present embodiment is housed in a storage box 4 and includes an ultraviolet LED 2 that irradiates with ultraviolet rays, a lens 10 as a condensing lens, a linear Fresnel lens 30, and the like. In the following, for convenience of explanation, the inspection table 3 side of FIGS. 1 to 5 is on the bottom, the ultraviolet LEDs 2 and 22 are on the top, and the front side and the back side of each of FIGS. I will call it the back. Hereinafter, a specific configuration of the ultraviolet irradiation device for the flaw detector of the present disclosure will be described.

紫外線照射装置1は、紫外線LED2と集光レンズとして備えられたレンズ10、リニアフレネルレンズ30等とを取り囲み、紫外線LED2から発せられた紫外線を出射する紫外線出射口を有する収納箱4、21を更に備えてもよい。紫外線出射口には、可視光を遮断することができる紫外線透過フィルタを配置することが好ましい。この紫外線透過フィルタは、紫外線LED2から発せられる僅かな可視光を可視光の波長範囲である、概ね400nm〜700nmの範囲でカットするものであり、被検査物から検出された欠陥がグラインダー等で切削された被検査物表面の金属光沢面を検査する際に、金属光沢面に可視光が反射して作業員が眩しくなることを防止することで検査作業を改善することができる。 The ultraviolet irradiation device 1 further surrounds the ultraviolet LED 2, a lens 10 provided as a condensing lens, a linear Fresnel lens 30, and the like, and further includes storage boxes 4 and 21 having an ultraviolet outlet for emitting ultraviolet rays emitted from the ultraviolet LED 2. You may prepare. It is preferable to dispose an ultraviolet transmission filter capable of blocking visible light at the ultraviolet emission port. This ultraviolet transmission filter cuts a small amount of visible light emitted from the ultraviolet LED 2 in the wavelength range of visible light, approximately 400 nm to 700 nm, and defects detected in the object to be inspected are cut with a grinder or the like. When inspecting the metallic luster surface of the surface of the object to be inspected, the inspection work can be improved by preventing the visible light from being reflected on the metallic luster surface and making the worker dazzle.

図1に示すように、レンズ10は、紫外線LED2から放たれた光を、検査台3へ向けて集光するレンズである。鉛直方向に、紫外線LED2と被検査台3との間に位置し、被検査台3に図示しない検査物が載置された際にその検査物の表面を照射することとなり、その面が厳密には被照射面であるが、説明の便宜上、これを検査台3に代替させて、検査台3の表面を被照射面として説明することとした。被照射面は仮想の平面であり、被検査物は平面とは限らないためである。図示しない被検査物と検査台3は、鉛直方向にレンズ10から所定の距離離れて位置するものとする。 As shown in FIG. 1, the lens 10 is a lens that collects the light emitted from the ultraviolet LED 2 toward the inspection table 3. It is located between the ultraviolet LED 2 and the inspected table 3 in the vertical direction, and when an inspected object (not shown) is placed on the inspected table 3, the surface of the inspected object is irradiated, and the surface is strictly. Is the surface to be irradiated, but for convenience of explanation, this is replaced with the inspection table 3 and the surface of the inspection table 3 is described as the surface to be irradiated. This is because the surface to be irradiated is a virtual flat surface, and the object to be inspected is not necessarily a flat surface. The object to be inspected and the inspection table 3 (not shown) are located at a predetermined distance from the lens 10 in the vertical direction.

さらに図1を用いて光線の軌跡及び照射範囲を詳述する。紫外線LED2から放たれ、レンズ10を通る光線として、便宜上ビームh、i、j、k及びビームα、βを取り上げる。なお、中心軸γは、紫外線LED2の光の中心軸であり、紫外線LED2から鉛直方向に伸びる直線である。ビームh、kはレンズを通る設計上使用可能な光線のうち最も外側の光線である。ビームi、jはそれぞれレンズ10が光線の方向を変換可能なもののうちレンズにおいて最も内側を通る光線である。 Further, the trajectory of the light beam and the irradiation range will be described in detail with reference to FIG. For convenience, beams h, i, j, k and beams α, β are taken up as light rays emitted from the ultraviolet LED 2 and passing through the lens 10. The central axis γ is the central axis of the light of the ultraviolet LED 2, and is a straight line extending in the vertical direction from the ultraviolet LED 2. The beams h and k are the outermost rays that can be designed to pass through the lens. The beams i and j are the light rays that pass through the innermost side of the lens among those that the lens 10 can change the direction of the light rays.

ビームα及びβは、レンズ10の穴部12の最も外側を通る光線と同じ軌跡を示した仮想線である。上記のビームh、i、j、k及びビームα、βは、図1(Y)のX−X方向断面だけでなく、Y―Y方向断面においても、他の径方向の断面においても、上に定義された位置と同じ位置にある光線は、同じ符号で呼ぶものとする。ビームαとビームβに囲まれた、紫外線LED2から放たれたビームの束が、レンズ10の穴部を通過し、被照射面である検査台3を直接照射している範囲を領域Lとする。また図3に示される、領域Mは、ビームi、j、h、kに囲まれたビームが照射している領域であり、レンズ10が射線を変換する光線のみにより照射された領域である。なお、使用する紫外線LEDのLED素子の配置により領域L及びMの外縁の形状は異なりうる。 The beams α and β are virtual lines showing the same locus as the light rays passing through the outermost part 12 of the hole portion 12 of the lens 10. The above beams h, i, j, k and beams α, β are above not only in the XX direction cross section of FIG. 1 (Y), but also in the YY direction cross section and other radial cross sections. Rays at the same position as defined in are referred to by the same sign. The area L is the range in which the bundle of beams emitted from the ultraviolet LED 2 surrounded by the beam α and the beam β passes through the hole of the lens 10 and directly irradiates the inspection table 3 which is the irradiated surface. .. Further, the region M shown in FIG. 3 is a region irradiated by the beam surrounded by the beams i, j, h, and k, and is a region irradiated only by the light rays that convert the line of sight of the lens 10. The shapes of the outer edges of the regions L and M may differ depending on the arrangement of the LED elements of the ultraviolet LED used.

図2を参照しつつ、さらに紫外線照射装置2及びその照射範囲について詳述する。領域Lと領域Mはほぼ重なることが好ましい。つまり、ビームαとビームhは被照射面上において交点を形成していることが最も好ましい。ビームβとビームkも同様に被照射面上において交点を形成していることが最も好ましい。このようにビームの軌跡を変換するレンズ10とすることで、レンズ10を通過した、ビームh、i、j、kに囲まれ、領域Mを照射するビームの束が、この領域Lの紫外線強度の不足を補完する形で照射されることとなり、より強度の少ない紫外線LED、あるいはより少ない数の紫外線LEDにより、より広い範囲を均一配光範囲とすることが可能となる。より高強度の紫外線光を照射範囲においてより広く得るため、ビームi、j等、レンズを通過して領域Mを照射するビームのうち最も内側の光線は、中心軸γ側に屈折し、領域Lの反対側の外縁(図1におけるhとαの交点付近)を照射するようにし、外側のビームになるにつれて、なだらかに屈折方向を調整し、レンズ10を通過するビームは、径方向にに穴部をまたいで左断面15、右断面16と2つの断面を持つが、この2つの断面を通過するビームは、領域L全域を重複するように照射することが好ましい。このようにレンズの断面の左右を通過する光同士も重複させることで、均一配光で、かつより高強度の紫外線を照射することができる。ただし、この実施形態に限定されるものではなく、穴部12を通過するビームの照射範囲と、レンズ10を通過し、屈折するビームの照射範囲が、所定の距離離れた被照射面において大部分重なってさえいれば、その照射範囲において重複した部分においては高い紫外線強度が確保できるため、好適である。ただし、中心軸γ付近を、穴部12を通過しないビームが照射しないレンズとしてしまうと、照射範囲の中心部の紫外線強度が十分に確保できないため、好ましくない。少なくとも、中心軸γ付近を、ビームi、j等が照射し、領域Mは中心部に穴が開かない形の照射範囲とするようなレンズ10とすることが、紫外線強度を十分に確保し、かつ均一配光範囲を広くとる点から、好ましい。 The ultraviolet irradiation device 2 and its irradiation range will be described in more detail with reference to FIG. It is preferable that the region L and the region M substantially overlap. That is, it is most preferable that the beam α and the beam h form an intersection on the irradiated surface. It is most preferable that the beam β and the beam k also form an intersection on the irradiated surface. By using the lens 10 that converts the trajectory of the beam in this way, the bundle of beams that have passed through the lens 10 and are surrounded by the beams h, i, j, and k and irradiate the region M is the ultraviolet intensity of the region L. It will be irradiated in a form that complements the shortage of light, and a wider range can be made a uniform light distribution range by a lower intensity ultraviolet LED or a smaller number of ultraviolet LEDs. In order to obtain a wider range of high-intensity ultraviolet light in the irradiation range, the innermost light beam of the beams such as beams i and j that pass through the lens and irradiate the region M is refracted toward the central axis γ side, and the region L is refracted. The outer edge on the opposite side of the lens 10 (near the intersection of h and α in FIG. 1) is irradiated, and the refraction direction is gently adjusted as the outer beam becomes, and the beam passing through the lens 10 is bored in the radial direction. It has two cross sections, a left cross section 15 and a right cross section 16, straddling the portions, and it is preferable that the beam passing through these two cross sections irradiates the entire region L so as to overlap. By overlapping the light passing through the left and right sides of the cross section of the lens in this way, it is possible to irradiate ultraviolet rays with uniform light distribution and higher intensity. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the irradiation range of the beam passing through the hole 12 and the irradiation range of the beam passing through the lens 10 and refracting are mostly on the irradiated surface separated by a predetermined distance. As long as they overlap, high ultraviolet intensity can be secured in the overlapping portion in the irradiation range, which is preferable. However, if a lens that does not irradiate a beam that does not pass through the hole 12 is used in the vicinity of the central axis γ, it is not preferable because sufficient ultraviolet intensity in the central portion of the irradiation range cannot be secured. At least, the lens 10 in which the beams i, j, etc. irradiate the vicinity of the central axis γ and the region M has an irradiation range in which a hole is not formed in the central portion ensures sufficient ultraviolet intensity. Moreover, it is preferable from the viewpoint of widening the uniform light distribution range.

仮想線α及びβは、中心線γから円錐状に照射されるビームの最外側のビームの軌跡と同一の直線であり、仮想線αと中心軸γ、仮想線βと中心軸γのなす角θは、指向特性との関係から5〜30度であることが好ましい。5度以下であると穴部12があることの効果があまり得られず、30度以上であると、指向特性との関係上、穴部12を通過するビームに対してレンズを通るビームの相対強度が弱くなりすぎることから、照射範囲において均一な強度を維持できなくなる。 The virtual lines α and β are straight lines that are the same as the locus of the outermost beam of the beam radiated in a conical shape from the center line γ, and are the angles formed by the virtual line α and the central axis γ and the virtual line β and the central axis γ. θ is preferably 5 to 30 degrees in relation to the directional characteristics. If it is 5 degrees or less, the effect of having the hole 12 is not so much obtained, and if it is 30 degrees or more, the beam passing through the lens is relative to the beam passing through the hole 12 in relation to the directivity. Since the intensity becomes too weak, it becomes impossible to maintain a uniform intensity in the irradiation range.

なお、これまで図1〜3において、ビームh、i、j、k及び仮想線α、β、中心軸γを用いて説明を行ってきた。これは図1の(Y)のX方向を幅方向として、そのX―X断面図として図1(X)、図2(X)、図3(X)を示して説明したものであるが、例えば図1(Y)のY方向でもビームh、i、j、k及び仮想線α、β、中心軸γについてこれまで説明した点は同様である。すなわち、径方向であれば、いかなる方向において断面をとった場合でも、これまでの説明は成り立つものである。このようになるのは、レンズ10に円形のレンズを用いるためである。 It should be noted that, in FIGS. 1 to 3, the beams h, i, j, k, the virtual lines α, β, and the central axis γ have been used for explanation. This has been described by showing FIG. 1 (X), FIG. 2 (X), and FIG. 3 (X) as cross-sectional views taken along the line XX with the X direction of FIG. 1 (Y) as the width direction. For example, in the Y direction of FIG. 1 (Y), the points described so far for the beams h, i, j, k, the virtual lines α, β, and the central axis γ are the same. That is, as long as it is in the radial direction, the above description holds true regardless of the cross section taken in any direction. This is because a circular lens is used for the lens 10.

次に、図4を示しつつ、レンズ10について説明する。レンズ10はリニアフレネルレンズであるが、説明の必要上レンズ10と表現する。レンズ10の表面14は、図4(X−1)のx−x断面である(X−3)の拡大部分に示されるように、のこぎり状の断面となっている。図4(X―1)においては、この断面視でのこぎり状の凸部が環状に必要数形成されている。図4の(X―1)〜(X―3)の拡大部分を除く部分については、のこぎり状の部分は図示を省略している。 Next, the lens 10 will be described with reference to FIG. Although the lens 10 is a linear Fresnel lens, it is referred to as a lens 10 for the sake of explanation. The surface 14 of the lens 10 has a saw-shaped cross section as shown in the enlarged portion of (X-3) which is the xx cross section of FIG. 4 (X-1). In FIG. 4 (X-1), a required number of saw-shaped convex portions are formed in an annular shape in this cross-sectional view. Except for the enlarged portion of (X-1) to (X-3) in FIG. 4, the saw-shaped portion is not shown.

また、レンズ10の厚みについて、0.3ミリメートル以下では実用上製造が難しく、2.0ミリメートル以上であると、穴部12の断面による反射で、意図しない方向に光が反射しやすくなる。これに対し、0.3ミリメートル〜2.0ミリメートルの厚みだと、穴部12の断面による反射がなく、効率よく照射できるため、好適である。また、レンズの厚みを薄くすることが可能であるという点において、リニアフレネルレンズをレンズ10に使用することが好適である。なお、レンズ10において、穴部12の代わりに、穴部12と同じ位置に反射防止膜が施されたコーティング部を設けてもよい。この場合でも穴部12を設けたのと同様の効果が得られる。反射防止膜をレンズ10中央の表面に施すことにより、この部分の反射率が低下することで、コーティング部を通過するビームの紫外線強度は維持されるので好適である。反射防止膜を施すこと自体は公知の技術による。 Further, if the thickness of the lens 10 is 0.3 mm or less, it is practically difficult to manufacture, and if it is 2.0 mm or more, light is easily reflected in an unintended direction due to reflection by the cross section of the hole portion 12. On the other hand, a thickness of 0.3 mm to 2.0 mm is suitable because there is no reflection due to the cross section of the hole 12 and efficient irradiation can be performed. Further, it is preferable to use a linear Fresnel lens for the lens 10 in that the thickness of the lens can be reduced. In the lens 10, instead of the hole portion 12, a coating portion provided with an antireflection film may be provided at the same position as the hole portion 12. Even in this case, the same effect as that of providing the hole portion 12 can be obtained. By applying the antireflection film to the central surface of the lens 10, the reflectance of this portion is lowered, so that the ultraviolet intensity of the beam passing through the coating portion is maintained, which is preferable. The application of the antireflection film itself is based on a known technique.

次に、図5を示しつつ、本実施形態に係る紫外線探傷装置の他の一例であるリニアフレネルレンズ30について詳述する。 Next, while showing FIG. 5, the linear Fresnel lens 30, which is another example of the ultraviolet flaw detector according to the present embodiment, will be described in detail.

紫外線照射装置20は、紫外線LED22を備え、集光レンズとしてリニアフレネルレンズ30をさらに備える。紫外線LED22、リニアフレネルレンズ30を取り囲み、紫外線LED22から発せられた紫外線を出射する紫外線出射口を有する収納箱21を更に備えてもよい。紫外線出射口には、可視光を遮断することができる紫外線透過フィルタを配置することが好ましい。この紫外線透過フィルタは、紫外線LED22から発せられる僅かな可視光を可視光の波長範囲である、概ね400nm〜700nmの範囲でカットするものであり、被検査物から検出された欠陥がグラインダー等で切削された被検査物表面の金属光沢面を検査する際に、金属光沢面に可視光が反射して作業員が眩しくなり欠陥を見落とすことを防止することで検査作業、検査精度を大幅に改善することができる。 The ultraviolet irradiation device 20 includes an ultraviolet LED 22 and a linear Fresnel lens 30 as a condensing lens. A storage box 21 that surrounds the ultraviolet LED 22 and the linear Fresnel lens 30 and has an ultraviolet emitting port that emits ultraviolet rays emitted from the ultraviolet LED 22 may be further provided. It is preferable to dispose an ultraviolet transmission filter capable of blocking visible light at the ultraviolet emission port. This ultraviolet transmission filter cuts a small amount of visible light emitted from the ultraviolet LED 22 in the wavelength range of visible light, approximately 400 nm to 700 nm, and defects detected in the object to be inspected are cut with a grinder or the like. When inspecting the metallic luster surface of the surface of the object to be inspected, the inspection work and inspection accuracy are greatly improved by preventing the visible light from being reflected on the metallic luster surface and causing the worker to dazzle and overlook the defect. be able to.

リニアフレネルレンズ30は、紫外線LED22から放たれた光を、検査台23へ向けて集光するレンズである。鉛直方向に、紫外線LED22と被検査台3との間に位置し、被検査台3に図示しない検査物が載置された際にその検査物の表面を照射することとなり、その面が厳密には被照射面であるが、説明の便宜上、これを検査台23に代替させて、検査台3の表面を被照射面として説明する。被照射面は仮想の平面であり、被検査物は平面とは限らないためである。図示しない被検査物と検査台23は、鉛直方向にレンズ10から所定の距離離れて位置するものとする。なお、リニアフレネルレンズ30はシリンドリカルレンズと同様な、細長い照射範囲として配光する機能を、リニアフレネルレンズを作成する公知の技術において作製したものである。 The linear Fresnel lens 30 is a lens that collects the light emitted from the ultraviolet LED 22 toward the inspection table 23. It is located between the ultraviolet LED 22 and the inspected table 3 in the vertical direction, and when an inspected object (not shown) is placed on the inspected table 3, the surface of the inspected object is irradiated, and the surface is strictly. Is an irradiated surface, but for convenience of explanation, this will be replaced with an inspection table 23, and the surface of the inspection table 3 will be described as an irradiated surface. This is because the surface to be irradiated is a virtual flat surface, and the object to be inspected is not necessarily a flat surface. The object to be inspected and the inspection table 23 (not shown) are located at a predetermined distance from the lens 10 in the vertical direction. The linear Fresnel lens 30 has a function of distributing light as an elongated irradiation range similar to that of a cylindrical lens, which is produced by a known technique for producing a linear Fresnel lens.

さらに図5を用いて光線の軌跡及び照射範囲を詳述する。図5(X)は図5(Y)のX方向の断面を示した図である。紫外線LED22から放たれ、リニアフレネルレンズ30を通る光線として、便宜上ビームq、r、s、t及びビームv、wを取り上げる。なお、中心軸γは、紫外線LED22においても、その光の中心軸であり、紫外線LED22から鉛直方向に伸びる直線である。ビームq、tは設計上使用可能な光線のうち最も外側の光線である。ビームr、sはそれぞれリニアフレネルレンズ30が光線の方向を変換可能なもののうち、リニアフレネルレンズ30において最も内側を通る光線である。ビームv及びwは、リニアフレネルレンズ30の穴部41の最も外側を通る光線である。つまりビームvとwに囲まれた領域Aは、リニアフレネルレンズ30の本体を通過せず、リニアフレネルレンズ30の穴部41を通過し、紫外線LED22から放たれたビームが直接検査台23を直接照射する範囲である。また領域Bは、ビームq、r、s、tに囲まれた範囲であり、リニアフレネルレンズ30が射線を変換する光線により照射された領域である。このビームq、r、s、t、v、wの定義は、レンズ30やその照射領域Aないし領域Bの幅方向における他の断面、例えば図5(Y)における、Z−Z断面やこれと並行な位置である他の直線における断面においても、変わらない。 Further, the trajectory of the light beam and the irradiation range will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 (X) is a view showing a cross section of FIG. 5 (Y) in the X direction. For convenience, the beams q, r, s, t and the beams v, w are taken up as light rays emitted from the ultraviolet LED 22 and passing through the linear Fresnel lens 30. The central axis γ is also the central axis of the light of the ultraviolet LED 22, and is a straight line extending in the vertical direction from the ultraviolet LED 22. The beams q and t are the outermost rays that can be used in design. The beams r and s are the light rays that pass through the innermost side of the linear Fresnel lens 30 among those that the linear Fresnel lens 30 can change the direction of the light rays. The beams v and w are light rays that pass through the outermost part of the hole 41 of the linear Fresnel lens 30. That is, the region A surrounded by the beams v and w does not pass through the main body of the linear Fresnel lens 30, but passes through the hole 41 of the linear Fresnel lens 30, and the beam emitted from the ultraviolet LED 22 directly passes through the inspection table 23. It is the range to irradiate. Further, the region B is a region surrounded by the beams q, r, s, and t, and is a region irradiated by the light beam that converts the line of sight of the linear Fresnel lens 30. The definitions of the beams q, r, s, t, v, and w are the ZZ cross section and the ZZ cross section in the width direction of the lens 30 and its irradiation region A to B, for example, FIG. 5 (Y). It does not change in the cross section of other straight lines that are in parallel positions.

領域Aは、領域Bとほぼ重なっていることが好ましい。この場合、領域Aと領域Bはほぼ同じ範囲となることとなる。重なっていない場合であっても、少なくとも領域Aは、領域Bの範囲内に収まっていることが好ましい。このようにビームの束を変換可能なレンズとすることで、十分な紫外線強度をもつビームvからwまでの範囲の、リニアフレネルレンズ30の穴部41を通過するビームの束により直接照射された領域Aにおいて、紫外線強度が要求水準よりも不足するときに、リニアフレネルレンズ30を通る光である、ビームq、r、s、tに囲まれた領域を照射するビームの束が、これを補完する役割を果たすこととなる。補完する役割を果たすためには、領域Bは、領域Aをすべてカバーする必要がある。このようにビームを変換するリニアフレネルレンズ30とすることで、領域Aの紫外線強度が足りない部分において、リニアフレネルレンズ30を通過した、ビームq、r、s、tに囲まれ、領域Bを照射するビームの束が、この領域Lの紫外線強度不足を補完する形で照射されることとなり、より強度の少ない紫外線LED、あるいはより少ない数の紫外線LEDにより、より広い範囲を均一配光範囲とすることが可能となる。 It is preferable that the region A substantially overlaps with the region B. In this case, the area A and the area B are substantially the same range. Even if they do not overlap, it is preferable that at least the region A is within the range of the region B. By making the beam bundle a convertible lens in this way, it was directly irradiated by the beam bundle passing through the hole 41 of the linear Fresnel lens 30 in the range from beam v to w having sufficient ultraviolet intensity. In region A, when the UV intensity is below the required level, a bundle of beams illuminating the region surrounded by the beams q, r, s, t, which is the light passing through the linear Fresnel lens 30, complements this. Will play a role in In order to play a complementary role, region B needs to cover all region A. By using the linear Fresnel lens 30 that converts the beam in this way, the region B is surrounded by the beams q, r, s, and t that have passed through the linear Fresnel lens 30 in the portion where the ultraviolet intensity of the region A is insufficient. The bundle of beams to be irradiated is irradiated in a form that complements the lack of ultraviolet intensity in this region L, and a wider range is set as a uniform light distribution range by a lower intensity ultraviolet LED or a smaller number of ultraviolet LEDs. It becomes possible to do.

ビームv、wは、領域Aを照射する最外側のビームであり、仮想線vと中心軸γ、仮想線wと中心軸γのなす角Σは、指向特性との関係から5〜30度であることが好ましい。角Σが5度以下であると、穴部41を設けた効果が実用上十分得られず、また30度以上であると、幅方向において均一配光を得にくくなり好ましくない。 The beams v and w are the outermost beams that irradiate the region A, and the angle Σ formed by the virtual line v and the central axis γ and the virtual line w and the central axis γ is 5 to 30 degrees in relation to the directional characteristics. It is preferable to have. If the angle Σ is 5 degrees or less, the effect of providing the hole 41 is not sufficiently obtained in practical use, and if it is 30 degrees or more, it becomes difficult to obtain uniform light distribution in the width direction, which is not preferable.

領域Bを照射するビームr及びビームs等、つまり領域Bを照射するビームの内最もレンズの内側の付近を通過して照射するビームは、レンズを通過する際に、そこから、中心軸γを挟んで反対側の、領域Aの外側付近を照射するようビームを変換する。そして、レンズを通過するビームが、レンズの通過地点がレンズの外側になるにつれて徐々にその屈折方向が調整される。そして、その結果レンズの最も外側を通るビームは、レンズを通過した後、中心軸γを超えずに、レンズのビームが通過した部分からみて中心軸γとは反対側の、領域Aの外側付近を照射する。このようにビームを変換するようなリニアフレネルレンズ30が形成されていることが好ましい。 The beam r and the beam s that irradiate the region B, that is, the beam that passes through the innermost vicinity of the lens among the beams that irradiate the region B and irradiates the beam, receives the central axis γ from there when passing through the lens. The beam is transformed so as to illuminate the vicinity of the outside of the region A on the opposite side of the beam. Then, the refraction direction of the beam passing through the lens is gradually adjusted as the passing point of the lens becomes outside the lens. As a result, the beam passing through the outermost side of the lens does not exceed the central axis γ after passing through the lens, and is on the opposite side of the central axis γ from the portion through which the beam of the lens has passed, near the outside of the region A. Irradiate. It is preferable that the linear Fresnel lens 30 that converts the beam in this way is formed.

図5を用いてさらに詳述する。中心軸γ、及びこれと直交する、穴部41の長手方向の、図5(Y)におけるY―Y直線の両方が通過する平面を仮想平面60とする。この仮想平面60を境として、左断面42を通過するビームqは、仮想平面60より左側の、穴部41を通るビームvが照射する最も外側の領域を照射し、徐々に屈折の度合いを調整することで、仮想平面60を超えて右側の端までを照射するようにビームを変換し、最終的にビームrのように右側の端の、ビームwが照射しているのと同じ部分を照射する。 It will be described in more detail with reference to FIG. The plane through which both the central axis γ and the YY straight line in FIG. 5 (Y) in the longitudinal direction of the hole 41 orthogonal to the central axis γ pass is defined as the virtual plane 60. The beam q passing through the left cross section 42 with the virtual plane 60 as a boundary irradiates the outermost region irradiated by the beam v passing through the hole 41 on the left side of the virtual plane 60, and gradually adjusts the degree of refraction. By doing so, the beam is converted so as to irradiate beyond the virtual plane 60 to the right end, and finally, the same part as the beam w irradiates at the right end like the beam r is irradiated. do.

同様に右断面43を通過する光は、仮想平面60を超えて左側までを照射する。まず、仮想平面60より右側の、穴部41を通るビームwが照射する最も外側の領域を照射し、徐々に屈折を調整することで、仮想平面60を超えて左側の端までを照射するようにビームを変換するようにし、最終的にビームvが照射するのと同様の部分をビームsが照射するように変換される、リニアフレネルレンズ30であることが好ましい。 Similarly, the light passing through the right cross section 43 irradiates beyond the virtual plane 60 to the left side. First, the outermost region to be irradiated by the beam w passing through the hole 41 on the right side of the virtual plane 60 is irradiated, and the refraction is gradually adjusted so as to irradiate beyond the virtual plane 60 to the left end. It is preferable that the linear Fresnel lens 30 is converted so that the beam is converted into a beam, and finally the beam s irradiates the same portion as the beam v irradiates.

このように変換するリニアフレネルレンズ30を備えた紫外線照射装置であれば、エネルギーロスが少なく、かつムラが少なく、広い範囲で均一配光を実現することができる。最も好ましいのは、領域Bと領域Aとが可能な限り同一の領域として重なっていることである。この形であれば、エネルギーロスが少なく、かつムラがなく、高強度かつ均一な配光を実現することができる。ただし、この実施形態に限定されるものではなく、リニアフレネルレンズ30を通過し、屈折するビームの照射範囲、つまり領域Bと、穴部41を通過し、屈折せず直進するビームの照射範囲である領域Aとが重なってさえいれば、好適である。ただし、領域Bにおいて、中心軸γ付近の中心部を照射しないレンズとしてしまうと、照射範囲において十分な紫外線強度が確保できず、好ましくない。少なくとも、中心軸γ付近をビームr、s等が照射する形となっていて、領域Bの中心部に穴がない照射範囲とするようにリニアフレネルレンズ30を形成することが、十分な紫外線強度を確保し、かつ均一配光とする点から、好ましい。 An ultraviolet irradiation device provided with a linear Fresnel lens 30 that converts in this way can realize uniform light distribution in a wide range with less energy loss and less unevenness. Most preferably, the region B and the region A overlap as the same region as possible. With this shape, energy loss is small, there is no unevenness, and high intensity and uniform light distribution can be realized. However, the present invention is not limited to this embodiment, and is limited to the irradiation range of the beam that passes through the linear Fresnel lens 30 and is refracted, that is, the irradiation range of the beam that passes through the region B and the hole 41 and travels straight without refraction. It is preferable as long as it overlaps with a certain region A. However, in the region B, if a lens that does not irradiate the central portion near the central axis γ is used, sufficient ultraviolet intensity cannot be secured in the irradiation range, which is not preferable. At least, it is sufficient to form the linear Fresnel lens 30 so that the beam r, s, etc. irradiate the vicinity of the central axis γ and the irradiation range has no hole in the central portion of the region B. It is preferable from the viewpoint of ensuring uniform light distribution and ensuring uniform light distribution.

なお、今までの説明におけるビームq、r、s、t、v、w及び中心軸γの関係は、図5(X)を用いて説明し、図5(X)は図5(Y)のX方向の断面図を概略したものであるが、例えば図5(Y)のZ方向の断面であっても今まで説明したような関係は同様である。これが、図5(X)の奥方向、手前方向にずれても、上に説明したような図5(X)に示すビームの関係は変わらない。 The relationship between the beams q, r, s, t, v, w and the central axis γ in the above description will be described with reference to FIG. 5 (X), and FIG. 5 (X) is shown in FIG. 5 (Y). Although the cross-sectional view in the X direction is schematic, the relationship as described above is the same even in the cross-sectional view in the Z direction of FIG. 5 (Y), for example. Even if this shifts toward the back and front of FIG. 5 (X), the relationship of the beams shown in FIG. 5 (X) as described above does not change.

次に図6を示しつつリニアフレネルレンズ30の形状について説明する。図6(Xー1)において示されるように、リニアフレネルレンズ30の幅方向の中心に、スリット状の穴部41が設けられている。穴部41は矩形であってもよいし丸みを帯びてもよいが、長手方向はある程度直線状であることが好ましい。(Xー2)及び(Xー3)に示されるように、リニアフレネルレンズ30は薄型に形成されている。 Next, the shape of the linear Fresnel lens 30 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6 (X-1), a slit-shaped hole 41 is provided at the center of the linear Fresnel lens 30 in the width direction. The hole 41 may be rectangular or rounded, but it is preferable that the hole 41 is linear to some extent in the longitudinal direction. As shown in (X-2) and (X-3), the linear Fresnel lens 30 is formed to be thin.

次に、従来のレンズと比較しつつ本発明に係る実施形態の例であるレンズ10、リニアフレネルレンズ30の利点を詳述する。従来のように穴部を備えない通常のレンズを用いて集光をする場合、紫外線光源から、ビームがレンズに入射する際に、レンズ表面においてまず反射することにより、エネルギーロスが発生する。入射角0度の場合、反射率は約4パーセントとなる。レンズから出射する際も同様に約4パーセントとなる。このため、紫外線がレンズを通過することで発生する反射によるエネルギーロスは、約8パーセントとなる。紫外線LED光源に日亜化学のNVSU333Aを用いた場合、入射角が42度の場合、反射率は約2倍の約8パーセントに達する。指向特性による相対光度が50パーセントの場合の、いわゆる半値角のビームを使用した場合、反射率は約17パーセントに達する。半値角までのビームをすべて使用した場合、入射角0度から60度までにおける反射率、つまりエネルギーロスは、約7,5パーセントとなる。入射時と出射時のエネルギーロスとを合計すると、約15パーセントのロスとなる。 Next, the advantages of the lens 10 and the linear Fresnel lens 30 which are examples of the embodiment according to the present invention will be described in detail while comparing with the conventional lens. When condensing light using a normal lens having no holes as in the conventional case, when a beam is incident on the lens from an ultraviolet light source, it is first reflected on the lens surface, so that energy loss occurs. When the incident angle is 0 degrees, the reflectance is about 4%. Similarly, when it is emitted from the lens, it is about 4%. Therefore, the energy loss due to the reflection generated by the ultraviolet rays passing through the lens is about 8%. When Nichia's NVSU333A is used as the UV LED light source, the reflectance reaches about 8%, which is about twice as high when the incident angle is 42 degrees. When a so-called half-angle beam with a relative luminous intensity of 50 percent due to directivity is used, the reflectance reaches about 17 percent. When all the beams up to the half-value angle are used, the reflectance at an incident angle of 0 to 60 degrees, that is, the energy loss is about 7.5%. The total energy loss at the time of incident and at the time of exit is about 15%.

また、レンズの透過率によるエネルギーロスも存在する。通常のレンズを用いる場合、可視光線と比較して紫外線の透過率は低下する傾向にある。また、紫外線により材質が劣化し、透過率はさらに低下することとなる。このため、使用状態における紫外線透過率は85パーセント前後としておく。入射時のロスにより、85パーセント程度のエネルギーが残存し、そこからさらに透過率の減算により85パーセントのエネルギーが残存することとなる。従ってこの場合、反射と透過率によるエネルギーロスは、0.85×0.85=0.7225となり、72パーセントのエネルギーが残存することになる。従って、エネルギーロスとしては、約28パーセントのロスが発生することとなる。本実施形態においては、レンズ10及びリニアフレネルレンズ30において、穴部12、41を設けているため、これら穴部12、41を通過するビームは、被照射面である検査台3を直接照射する。従って、上記のレンズ通過によるエネルギーロスは発生せず、レンズを通過する光と合算しても、エネルギーロスは大幅に低下することとなる。 There is also an energy loss due to the transmittance of the lens. When a normal lens is used, the transmittance of ultraviolet rays tends to be lower than that of visible light. In addition, the material is deteriorated by ultraviolet rays, and the transmittance is further lowered. Therefore, the ultraviolet transmittance in the used state is set to around 85%. Due to the loss at the time of incident, about 85% of the energy remains, and by subtracting the transmittance, 85% of the energy remains. Therefore, in this case, the energy loss due to reflection and transmittance is 0.85 × 0.85 = 0.7225, and 72% of the energy remains. Therefore, as an energy loss, a loss of about 28% will occur. In the present embodiment, since the lens 10 and the linear Fresnel lens 30 are provided with the holes 12 and 41, the beam passing through the holes 12 and 41 directly irradiates the inspection table 3 which is the irradiated surface. .. Therefore, the energy loss due to the passage through the lens does not occur, and the energy loss is significantly reduced even when combined with the light passing through the lens.

なお、本発明においては、被照射面の照射面全域において、紫外線放射紫外線強度の平均値の±10パーセントの範囲に紫外線放射紫外線強度が収まっている場合に、均一配光が実現されているとしている。 In the present invention, it is assumed that uniform light distribution is realized when the ultraviolet radiation ultraviolet intensity is within the range of ± 10% of the average value of the ultraviolet radiation ultraviolet intensity over the entire irradiation surface of the irradiated surface. There is.

被照射面及び各領域の寸法は限定されるものではない。レンズ10、リニアフレネルレンズ30から被照射面までは所定の距離離れている。紫外線探傷装置に使用される場合、この距離は300mm〜1200mm程度である。 The dimensions of the irradiated surface and each region are not limited. The lens 10 and the linear Fresnel lens 30 are separated from the irradiated surface by a predetermined distance. When used in an ultraviolet flaw detector, this distance is about 300 mm to 1200 mm.

ここで、本発明のリニアフレネルレンズ30、レンズ10の典型的な寸法及び材質について説明する。リニアフレネルレンズ30における各溝一辺の長さ(ピッチpt)は、約0.1〜0.3mmである。各フレネル面およびライズ面のサイズは、フレネル面の幅が約0.15mm〜0.40mmであり、ライズ面の鉛直方向の高さが約0.05mm〜0.15mmである。なお、これらの寸法は限定されるものではなく、均一な紫外線放射紫外線強度分布を得る観点から適宜設計することができる。 Here, typical dimensions and materials of the linear Fresnel lens 30 and the lens 10 of the present invention will be described. The length (pitch pt) of one side of each groove in the linear Fresnel lens 30 is about 0.1 to 0.3 mm. The size of each Fresnel surface and rise surface is such that the width of the Fresnel surface is about 0.15 mm to 0.40 mm and the height of the rise surface in the vertical direction is about 0.05 mm to 0.15 mm. These dimensions are not limited, and can be appropriately designed from the viewpoint of obtaining a uniform ultraviolet radiation and ultraviolet intensity distribution.

また、リニアフレネルレンズ30、レンズ10共にリニアフレネルレンズであることから、レンズの厚みを薄く形成することが可能である。これらレンズの薄さを0.3mm〜2.0mmに形成することで、次の利点がある。まず、0.3ミリメートル以下では実用上製造が難しく、2.0ミリメートル以上であると、穴部12の断面による反射で、意図しない方向に光が反射しやすくなる。これに対し、0.3ミリメートル〜2.0ミリメートルの厚みだと、穴部12の断面による反射がなく、効率よく照射できるため、好適である。また、レンズの厚みを薄くすることが可能であるという点において、レンズ10、リニアフレネルレンズ30に、リニアフレネルレンズを用いることが、好適である。 Further, since both the linear Fresnel lens 30 and the lens 10 are linear Fresnel lenses, the thickness of the lens can be made thin. By forming the thinness of these lenses to 0.3 mm to 2.0 mm, there are the following advantages. First, if it is 0.3 mm or less, it is practically difficult to manufacture, and if it is 2.0 mm or more, light is easily reflected in an unintended direction due to reflection by the cross section of the hole portion 12. On the other hand, a thickness of 0.3 mm to 2.0 mm is suitable because there is no reflection due to the cross section of the hole 12 and efficient irradiation can be performed. Further, it is preferable to use a linear Fresnel lens for the lens 10 and the linear Fresnel lens 30 in that the thickness of the lens can be reduced.

リニアフレネルレンズ30及びレンズ10の材質としては、従来用いられる透明な樹脂を用いることができ、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン共重合樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等が用いられ、これらの樹脂と、フレネルレンズの逆形状を有する金型を用いて、プレス成形法等の方法により成形すればよい。 As the material of the linear Frenel lens 30 and the lens 10, a conventionally used transparent resin can be used, and an acrylic resin, an epoxy resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, a styrene resin, an acrylic styrene copolymer resin, a cycloolefin polymer resin, etc. Silicon resin, fluororesin and the like are used, and these resins and a mold having an inverted shape of the Fresnel lens may be used for molding by a method such as a press molding method.

次に、本実施形態に係る紫外線照射装置20を複数備えた一例としての紫外線探傷装置を説明する。
紫外線照射装置20は、図7に示すように、被検査物の長手方向に複数直線状一列に並べて配置してもよい。被検査物には、ビレット等を用いることも多く、細長い被検査物の場合、このように長手方向に紫外線照射装置20を並べることが好ましい。図7においては、紫外線LED22とリニアフレネルレンズ30等のユニットが5つ備えられた紫外線照射装置を並べて配置しており、紫外線LED22の右側から3個目のLEDより左側が、均一配光となる。図7の紫外線探傷装置の左端も同様である。各ビームは各紫外線LED22から出射され、リニアフレネルレンズ30を通過した紫外線の配光全角の端縁が、被照射面において、その紫外線LED22の隣、又はさらに先隣に配置された紫外線LED22の光軸とほぼ一致するように配置されるのが好ましい。これにより、右側から3個目のLEDより左側が全領域にわたって隣接する紫外線LED22の配光が重ね合わされて、均一な紫外線放射紫外線強度分布が得られる。
Next, an ultraviolet flaw detector as an example including a plurality of ultraviolet irradiation devices 20 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 7, the ultraviolet irradiation device 20 may be arranged side by side in a plurality of linear lines in the longitudinal direction of the object to be inspected. Billets and the like are often used as the object to be inspected, and in the case of an elongated object to be inspected, it is preferable to arrange the ultraviolet irradiation devices 20 in the longitudinal direction in this way. In FIG. 7, an ultraviolet irradiation device provided with five units such as an ultraviolet LED 22 and a linear Fresnel lens 30 is arranged side by side, and a uniform light distribution is provided on the left side of the third LED from the right side of the ultraviolet LED 22. .. The same applies to the left end of the ultraviolet flaw detector shown in FIG. Each beam is emitted from each ultraviolet LED 22, and the full-width edge of the ultraviolet light distribution that has passed through the linear Fresnel lens 30 is the light of the ultraviolet LED 22 arranged next to or further next to the ultraviolet LED 22 on the irradiated surface. It is preferably arranged so as to be substantially aligned with the axis. As a result, the light distribution of the ultraviolet LED 22 adjacent to the left side of the third LED from the right side over the entire region is superimposed, and a uniform ultraviolet radiation ultraviolet intensity distribution can be obtained.

次に、コーティング部について図8を参照しながら詳述する。図8は本発明の紫外線照射装置の他の一例として、レンズ10やリニアフレネルレンズ30の、穴部12、41の部分の表面に、穴部12、41の代わりに反射防止膜を施したコーティング部52、53を備えている。コーティング部52、53はそれぞれ、反射防止膜50、51をレンズ両面に備える。レンズのコーティング部で覆われていない部分を、レンズ外側54、レンズ外側55とする。反射防止膜50、51は、ARコーティング技術を用いることが好適である。つまり、反射防止膜はフッ化マグネシウムなどを真空蒸着させて透明な薄膜とすると好適である。反射防止膜の厚みは光の波長の4分の1とし、薄膜の反射光と、基材であるレンズの入射時の反射光を、逆位相とすることで打ち消しあわせることで、反射率を低減させ、透過率を高めることができる等ARコーティングとしての公知の技術を用いることができる。
図8のように、レンズ10に穴部12のかわりに反射防止膜50を設け、コーティング部52とし、リニアフレネルレンズ30の穴部41の代わりに反射防止膜51をスリット状に中央に設けることで、コーティング部53とすることで穴部を通過する光が被照射面を直接照射することと同様の現象がコーティング部52、53によって実現できるため、レンズ外側54、55を通過する光と、コーティング部52、53を通過する光が、同様の照射領域であれば、紫外線強度が増す等、レンズ10及びリニアフレネルレンズ30において、穴部12及び穴部41を有する場合として、上述してきたのと同じ構成であれば、同じ効果を得ることができ、好適である。図8に開示されているレンズはすべて、レンズの薄さを0.3mm〜2.0mmに形成することが好適である等、本開示の図1及び図5等を用いて説明したものと、穴部以外は全く同様の構成である。なお、反射防止膜は多層膜で形成されていてもよく、またARコーティング以外であっても、反射防止膜として、例えばナノ粒子膜を用いたコーティング等公知の技術によるものであってもよい。
Next, the coated portion will be described in detail with reference to FIG. As another example of the ultraviolet irradiation device of the present invention, FIG. 8 shows a coating on the surface of the holes 12 and 41 of the lens 10 and the linear Fresnel lens 30 in which an antireflection film is applied instead of the holes 12 and 41. It includes parts 52 and 53. The coating portions 52 and 53 are provided with antireflection films 50 and 51 on both sides of the lens, respectively. The portion not covered by the coating portion of the lens is referred to as the lens outer side 54 and the lens outer side 55. It is preferable to use AR coating technology for the antireflection films 50 and 51. That is, it is preferable that the antireflection film is made into a transparent thin film by vacuum-depositing magnesium fluoride or the like. The thickness of the antireflection film is one-fourth of the wavelength of light, and the reflectance is reduced by canceling out the reflected light of the thin film and the reflected light at the time of incident of the lens that is the base material in opposite phases. A known technique as an AR coating can be used, such as being able to increase the transmittance.
As shown in FIG. 8, the lens 10 is provided with the antireflection film 50 instead of the hole portion 12, the coating portion 52, and the antireflection film 51 is provided in the center in a slit shape instead of the hole portion 41 of the linear Frenel lens 30. By using the coating portion 53, the same phenomenon as when the light passing through the hole portion directly irradiates the irradiated surface can be realized by the coating portions 52 and 53, so that the light passing through the outer lenses 54 and 55 and the light passing through the lens outer side 54 and 55 can be realized. If the light passing through the coating portions 52 and 53 has the same irradiation region, the ultraviolet intensity is increased, and the lens 10 and the linear Frenel lens 30 have the hole portion 12 and the hole portion 41. If the configuration is the same as that of the above, the same effect can be obtained, which is preferable. All the lenses disclosed in FIG. 8 are described with reference to FIGS. 1 and 5 of the present disclosure, such that it is preferable to form the lens thinness to 0.3 mm to 2.0 mm. The configuration is exactly the same except for the holes. The antireflection film may be formed of a multilayer film, and may be an antireflection film other than AR coating by a known technique such as coating using a nanoparticle film.

以下に実施例を示して、本開示を更に詳細、且つ具体的に説明する。しかしながら、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail and concretely with reference to Examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.

[実施例]
実施例1には、図5に示される本実施形態に係る紫外線照射装置1が用いられた。すなわち、紫外線照射装置1は、被照射面を紫外線により照射する紫外線LED2と、被照射面上を照射するよう集光するリニアフレネルレンズである、リニアフレネルレンズ30とを備え、リニアフレネルレンズ30は、穴部41を備え、レンズ10を通過するビームは領域Aを照射するように変換され、穴部12を通るビームは領域Bを照射するようにリニアフレネルレンズ30は形成されており、かつ、領域AとBの範囲はほぼ重なっている、リニアフレネルレンズ30の薄さは0.5ミリメートルである等、本発明の特徴を有している。
[Example]
In Example 1, the ultraviolet irradiation device 1 according to the present embodiment shown in FIG. 5 was used. That is, the ultraviolet irradiation device 1 includes an ultraviolet LED 2 that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays, and a linear Fresnel lens 30 that is a linear Fresnel lens that collects light so as to irradiate the irradiated surface. The linear Fresnel lens 30 is formed so that the beam passing through the lens 10 illuminates the region A and the beam passing through the hole 12 illuminates the region B. It has the features of the present invention, such as the ranges of regions A and B almost overlapping, and the thinness of the linear Fresnel lens 30 is 0.5 mm.

実施例1の紫外線照射装置1に用いられるリニアフレネルレンズ30は、アクリル樹脂製であり、種類としてはリニアフレネルレンズであるリニアフレネルレンズ30から400mmの離れた距離に位置する被照射面の、図5における横方向である幅方向の照射幅200mmの照射範囲における紫外線放射強度の均一化を目的として、面長40mm、厚さt=0.5mm、ピッチpt=0.2mmで構成し、加工によって作製した。なお、紫外線LED2は、型式NVSU233B−D4であり、ピーク波長が365nmであるものが用いられた。 The linear Fresnel lens 30 used in the ultraviolet irradiation device 1 of the first embodiment is made of an acrylic resin, and the irradiated surface is located at a distance of 400 mm from the linear Fresnel lens 30 which is a linear Fresnel lens as a type. For the purpose of making the ultraviolet radiation intensity uniform in the irradiation range of the irradiation width of 200 mm in the width direction, which is the lateral direction in No. 5, the surface length is 40 mm, the thickness is t = 0.5 mm, and the pitch is pt = 0.2 mm. Made. The ultraviolet LED 2 used was of model NVSU233B-D4 and had a peak wavelength of 365 nm.

比較例1の紫外線照射装置については、リニアフレネルレンズ30に穴部41を備えておらず、照射範囲としては実施例1と同様の範囲である領域Bと同じ範囲を照射するように形成されたレンズが使用された。それ以外の条件、400mm離れた距離である、紫外線LEDは型式NVSU233B−D4であるといった条件は同じである。 Regarding the ultraviolet irradiation device of Comparative Example 1, the linear Fresnel lens 30 is not provided with the hole 41, and is formed so as to irradiate the same range as the region B, which is the same range as that of Example 1. The lens was used. Other conditions are the same, such as a distance of 400 mm and the ultraviolet LED being model NVSU233B-D4.

<評価方法>
(紫外線放射紫外線強度分布試験)
実施例1、比較例1の紫外線照射装置を用いた場合における被照射面の紫外線放射強度分布が測定された。各レンズから400mmの離れた距離に位置する被照射面3の照射幅200mmの領域における紫外線放射強度分布が測定された。その結果、実施例1においては、照射幅全域において、その紫外線放射紫外線強度の平均値の±10パーセントの範囲に紫外線放射紫外線強度が収まっており、また、その紫外線強度が照射幅における平均で従来に比べ約10パーセント改善していることが確認できた。つまり、紫外線強度が均一化され、かつその強度が増加していることが確認できた。
<Evaluation method>
(Ultraviolet radiation ultraviolet intensity distribution test)
The ultraviolet radiation intensity distribution of the irradiated surface was measured when the ultraviolet irradiation devices of Example 1 and Comparative Example 1 were used. The ultraviolet radiation intensity distribution in the region of the irradiated surface 3 having an irradiation width of 200 mm located at a distance of 400 mm from each lens was measured. As a result, in Example 1, the ultraviolet radiation ultraviolet intensity is within the range of ± 10% of the average value of the ultraviolet radiation ultraviolet intensity over the entire irradiation width, and the ultraviolet intensity is the conventional average in the irradiation width. It was confirmed that the improvement was about 10% compared to the above. That is, it was confirmed that the ultraviolet intensity was made uniform and the intensity was increased.

これに対し比較例1においても、紫外線強度分布が測定された。その結果、比較例1においては、その照射幅において、照射幅全域の紫外線放射紫外線強度の平均値の±10パーセントの範囲に紫外線放射紫外線強度が収まっていない部分がみられ、紫外線強度が均一化されていないことが確認できた。また、照射幅における紫外線強度を平均した結果、その紫外線強度は従来に比べあまり改善がみられなかったことが確認できた。 On the other hand, in Comparative Example 1, the ultraviolet intensity distribution was also measured. As a result, in Comparative Example 1, in the irradiation width, a portion where the ultraviolet radiation ultraviolet intensity did not fall within the range of ± 10% of the average value of the ultraviolet radiation ultraviolet intensity over the entire irradiation width was observed, and the ultraviolet intensity became uniform. It was confirmed that it was not done. In addition, as a result of averaging the ultraviolet intensity in the irradiation width, it was confirmed that the ultraviolet intensity did not improve much as compared with the conventional case.

本開示は、紫外線を照射する紫外線照射装置、及び紫外線照射装置を備える紫外線探傷装置に好適に利用することができる。しかしながら、本開示は、上述された実施形態、及び実施例に限定されるものではない。本開示の紫外線照射装置は、紫外線を利用する、コンタミネーションチェック、漏洩検査、脱脂洗浄の確認等のいるあらゆる試験や検査に有用である。また、本開示の紫外線探傷装置は、蛍光磁粉探傷装置に限定されるものではなく、蛍光浸透液を用いて被検査物の表面の欠陥を探傷する浸透探傷装置であっても良く、紫外線を利用して欠陥を探傷するあらゆる紫外線探傷装置に適用することができる。 The present disclosure can be suitably used for an ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays and an ultraviolet flaw detector provided with the ultraviolet irradiation device. However, the present disclosure is not limited to the embodiments and examples described above. The ultraviolet irradiation device of the present disclosure is useful for all tests and inspections that utilize ultraviolet rays, such as contamination check, leak inspection, and confirmation of degreasing cleaning. Further, the ultraviolet ray flaw detector of the present disclosure is not limited to the fluorescent magnetic particle flaw detector, and may be a penetration flaw detector that detects defects on the surface of the object to be inspected by using a fluorescent penetrant, and uses ultraviolet rays. It can be applied to any UV flaw detector that detects defects.

1 紫外線照射装置
2 紫外線LED
3、23 検査台
4、21 収納箱
10 レンズ
12、41 穴部
O、P c d 仮想線
h i j k q r s t ビーム
30 リニアフレネルレンズ
50、51 反射防止膜
52、53 コーティング部
54、55 レンズ外側
60 仮想平面
1 UV irradiation device 2 UV LED
3, 23 Inspection table
4, 21 Storage box 10 Lens 12, 41 Hole O, P cd Virtual line hi jk q r st Beam 30 Linear Fresnel lens
50, 51 Antireflection film 52, 53 Coating part 54, 55 Lens outer side 60 Virtual plane

Claims (5)

被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する、紫外線探傷用の紫外線照射装置において、
前記レンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分に穴部を備え、
更に前記レンズは、紫外線LEDを光源として、ビームが前記穴部を通り、被照射面上を直接照射する領域と、ビームが前記レンズを通過し、被照射面上において照射している領域とが、全部または一部が重複しているように、ビームが変換されるよう形成されていることを特徴とする、紫外線照射装置。
In an ultraviolet irradiation device for ultraviolet flaw detection, which comprises an ultraviolet LED that irradiates an irradiated surface with ultraviolet rays and a lens that collects light on the irradiated surface and irradiates an object to be inspected by irradiating the irradiated surface.
The lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
The lens also has a hole in the center of the lens.
Further, the lens has a region in which the beam passes through the hole and directly irradiates on the irradiated surface and a region in which the beam passes through the lens and irradiates on the irradiated surface using an ultraviolet LED as a light source. An ultraviolet irradiator, characterized in that the beam is formed to be transformed so that all or part of it overlaps.
被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するシリンドリカルレンズと同様の機能を備えたリニアフレネルレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記リニアフレネルレンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にスリット状の穴部を備えたことを特徴とする、紫外線照射装置。
It is equipped with an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a linear frennel lens that has the same function as a cylindrical lens that concentrates on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected with ultraviolet rays. In the device
The linear Fresnel lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is an ultraviolet irradiation device characterized in that a slit-shaped hole portion is provided in a central portion thereof.
被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記レンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にコーティング部を備え、
更に前記レンズは、紫外線LEDを光源として、ビームが前記コーティング部を通り、被照射面上を照射する領域と、ビームが前記レンズを通過し、被照射面上において照射している領域とが、全部または一部が重複しているように、ビームが変換されるよう形成されていることを特徴とする、紫外線照射装置。
In an ultraviolet irradiation device that includes an ultraviolet LED that irradiates an irradiated surface with ultraviolet rays and a lens that collects light on the irradiated surface and irradiates an object to be inspected by irradiating the irradiated surface.
The lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is provided with a coating portion in the central portion thereof.
Further, in the lens, a region where the beam passes through the coating portion and irradiates on the irradiated surface and a region where the beam passes through the lens and irradiates on the irradiated surface are formed by using an ultraviolet LED as a light source. An ultraviolet irradiator, characterized in that the beam is formed to be transformed so that all or part of it overlaps.
被照射面を紫外線により照射する紫外線LEDと、前記被照射面に集光するシリンドリカルレンズと同様の機能を備えたリニアフレネルレンズを備えて、紫外線を照射することにより被検査物を照射する紫外線照射装置において、
前記リニアフレネルレンズは、鉛直方向において前記紫外線LEDと、前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、鉛直方向に前記レンズから所定の距離離れて位置し、
また前記レンズは、その中心部分にスリット状のコーティング部を備えたことを特徴とする、紫外線照射装置。
It is equipped with an ultraviolet LED that irradiates the irradiated surface with ultraviolet rays and a linear frennel lens that has the same function as a cylindrical lens that concentrates on the irradiated surface, and irradiates the object to be inspected with ultraviolet rays. In the device
The linear Fresnel lens is located between the ultraviolet LED and the irradiated surface in the vertical direction.
The irradiated surface is located at a predetermined distance from the lens in the vertical direction.
Further, the lens is an ultraviolet irradiation device characterized in that a slit-shaped coating portion is provided in a central portion thereof.
前記紫外線照射装置は、紫外線透過保護フィルタを備えたことを特徴とする、請求項1乃至4に記載の紫外線照射装置。 The ultraviolet irradiation device according to claim 1, wherein the ultraviolet irradiation device includes an ultraviolet transmission protection filter.
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