JP7061600B2 - 紫外線照射装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

ＬＥＤは基本的に点光源であるために均一配光を得にくく、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。このため、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照度かつ均一な紫外線放射照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。

そこで、特許文献１では、照明装置本体内は中空状に形成され、下方に開口しており、照明装置本体内には反射シートが設けられ、反射シートは各ＬＥＤの光が下方に向かって反射されるように曲面状に形成されていることを特徴とする照明装置が開示されている。

特許文献１に記載された技術は、線状に集光することには適しており、ラインセンサカメラ等で検査をすることには適している。しかし、通常の撮像装置及び人の目による紫外線による探傷試験の場合、直線的に集光しすぎてしまうという欠点がある。

特開２００７―２２５５９１号公報

紫外線探傷用の紫外線照射装置においては、ある程度帯状の、均一かつ高強度な紫外線放射照度をもった、照射範囲を確保することが求められている。また帯状に広がりを持つ照射範囲とするために特許文献１開示の技術を用いた場合には、短手方向においてはリニアフレネルレンズにより集光が可能であるため、特許文献１に開示されるような、照射範囲に対し、長手方向に反射板を設けることは、あまり効果が期待できない。

そこで、紫外線ＬＥＤによって紫外線が照射される被照射面において、少ないＬＥＤで高い紫外線放射照度かつ均一な紫外線放射照度分布が得られる紫外線照射装置の開発が望まれていた。

本発明の目的は、紫外線探傷用に紫外線を照射する紫外線照射装置において、少ないＬＥＤで被照射面の照射領域における高い紫外線放射照度かつ均一な紫外線放射照度分布を実現でき、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。

そこで、本発明における紫外線照射装置では、紫外線の照射により非破壊検査を行う紫外線探傷用の紫外線照射装置であって、
紫外線ＬＥＤ光源及び照射されるビームを集光する集光レンズを備えた紫外線照射装置において、
前記紫外線照射装置は、前記集光レンズで集光したビームをさらに集光する改良型リニアフレネルレンズと、少なくとも２つの反射板とを備え、前記紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、前記被照射面上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する前記紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、前記改良型リニアフレネルレンズは、前記被照射面のＸ方向にのみ集光する機能を持つリニアフレネルレンズであり、
Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、Ｚ軸負方向に前記改良型リニアフレネルレンズから所定の距離離れて位置し、
前記改良型リニアフレネルレンズのＸ軸方向正負の各領域のフレネル角度は、
前記紫外線ＬＥＤ光源から出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡が、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度が最も小さいビームを、被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってX軸方向の正の最大値点までに向けて出射するビームに変換するよう形成し、
かつリニアフレネルレンズのＸ軸方向正の領域のフレネル角度は、被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成し、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領域に入射したビームの、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の負の最大値点までに向けて出射するビームに変換し、被照射面におけるビームピッチが、負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成され、
また前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成され、
前記反射板は、それぞれ、前記紫外線ＬＥＤ光源の光軸からＹ軸正方向及び負方向に設けられていることを特徴とする。

また、紫外線照射装置は、紫外線の照射により非破壊検査を行う紫外線探傷用の紫外線照射装置であって、紫外線ＬＥＤ光源及び照射されるビームを集光する集光レンズを備えた紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置は、前記集光レンズで集光したビームをさらに集光する改良型リニアフレネルレンズと、少なくとも２つの反射板とを備え、前記紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する前記紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、前記改良型リニアフレネルレンズは、前記被照射面のＸ方向にのみ集光する機能を持つリニアフレネルレンズであり、Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと前記被照射面との間に位置し、前記被照射面は、Ｚ軸負方向に前記改良型リニアフレネルレンズから所定の距離離れて位置し、
前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向のフレネル角度が、紫外線ＬＥＤから出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡が、前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして偶数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点に向けて出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の正の最大値点までに向けて出射するビームに変換し、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして奇数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、Ｘ軸負方向の最大値方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸負方向の最小値方向に出射するよう変換され、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領域に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして偶数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の負の最大値点までに向けて出射するビームに変換し
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして奇数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、Ｘ軸正方向の最大値方向に出射し、入射角度の順次大きくなるに伴ってＸ軸正方向の最小値方向に出射するように変換されるよう形成され、
かつリニアフレネルレンズのフレネル角度は、前記被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点または負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成され、
また前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成され、
前記反射板は、それぞれ、前記紫外線ＬＥＤ光源の光軸からＹ軸正方向及び負方向に設けられていることを特徴とする。

また、本発明における紫外線照射装置は、前記反射板は、ＸＹ平面と、各反射板とのなす角が、５５度～８５度であるように設けられ、また各反射板はＸ軸と略平行であることを特徴とする。

更に、前記紫外線照射装置は、前記紫外線ＬＥＤと前記改良型リニアフレネルレンズとを取り囲み、前記紫外線ＬＥＤ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筐体を更に備え、前記紫外線出射口には、可視光を遮断可能な紫外線透過フィルタが配置されることを特徴とする。

更に、前記紫外線照射装置は、Ｘ軸方向に直列かつ等間隔に複数配置されていることを特徴とする。

紫外線の照射により非破壊検査を行う紫外線探傷用の紫外線照射装置であって、
紫外線ＬＥＤ光源及び照射されるビームを集光する集光レンズを備えた紫外線照射装置において、
前記紫外線照射装置は、前記集光レンズで集光したビームをさらに集光する改良型リニアフレネルレンズと、少なくとも２つの反射板とを備え、前記紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する前記紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、前記改良型リニアフレネルレンズは、前記被照射面のＸ方向にのみ集光する機能を持つリニアフレネルレンズであり、
Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、Ｚ軸負方向に前記改良型リニアフレネルレンズから所定の距離離れて位置し、
前記改良型リニアフレネルレンズのＸ軸方向正負の各領域のフレネル角度は、
前記紫外線ＬＥＤ光源から出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡が、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度が最も小さいビームを、被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の正の最大値点までに向けて出射するビームに変換するよう形成し、
かつリニアフレネルレンズのＸ軸方向正の領域のフレネル角度は、被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成し、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領域に入射したビームの、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の負の最大値点までに向けて出射するビームに変換し、被照射面におけるビームピッチが、負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成され、
また前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成され、
前記反射板は、それぞれ、前記紫外線ＬＥＤ光源の光軸からＹ軸正方向及び負方向に設けられていることを特徴とするので、被照射面の照射領域における高い紫外線放射照度を確保することができる。また、幅方向において均一な紫外線放射照度分布を得ることができるほか、改良型リニアフレネルレンズにおいて紫外線放射照度の足りない範囲を、反射板により、余分な照射範囲を減らすことで、補うことができる。このように、高強度な紫外線放射照度分布を実現することで、探傷検査の精度を向上させることができる。

紫外線の照射により非破壊検査を行う紫外線探傷用の紫外線照射装置であって、
紫外線ＬＥＤ光源及び照射されるビームを集光する集光レンズを備えた紫外線照射装置において、
前記紫外線照射装置は、前記集光レンズで集光したビームをさらに集光する改良型リニアフレネルレンズと、少なくとも２つの反射板とを備え、前記紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する前記紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、前記改良型リニアフレネルレンズは、前記被照射面のＸ方向にのみ集光する機能を持つリニアフレネルレンズであり、
Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと前記被照射面との間に位置し、
前記被照射面は、Ｚ軸負方向に前記改良型リニアフレネルレンズから所定の距離離れて位置し、
前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向のフレネル角度が、紫外線ＬＥＤから出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡が、前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして偶数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点に向けて出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の正の最大値点までに向けて出射するビームに変換し、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして奇数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、Ｘ軸負方向の最大値方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸負方向の最小値方向に出射するよう変換され、
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領域に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして偶数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の負の最大値点までに向けて出射するビームに変換し
前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして奇数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、Ｘ軸正方向の最大値方向に出射し、入射角度の順次大きくなるに伴ってＸ軸正方向の最小値方向に出射するように変換されるよう形成され、
かつリニアフレネルレンズのフレネル角度は、前記被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点または負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成され、
また前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成され、
前記反射板は、それぞれ、前記紫外線ＬＥＤ光源の光軸からＹ軸正方向及び負方向に設けられていることを特徴とするので、被照射面の照射領域における高い紫外線放射照度を確保することができる。また、改良型リニアフレネルレンズにおいて、幅方向に均一な紫外線放射照度分布とすることができるほか、紫外線放射照度の足りない範囲を、反射板により、余分な照射範囲を減らすことで、補うことができる。このように、高強度な紫外線放射照度分布を実現することで、探傷検査の精度を向上させることができる。

更に、本発明の紫外線照射装置は、前記反射板は、ＸＹ平面と、各反射板とのなす角が、５５度～８５度であるように設けられ、また各反射板はＸ軸と略平行であるので、照射されたビームをより効果的に反射することができる。また、照射範囲において紫外線放射照度の足りない範囲を、反射板により、余分な照射範囲を減らすことで、補えるが、その紫外線放射照度を補う範囲を、広くとることができる。これにより、被照射面の照射領域におけるより高い紫外線放射照度となる紫外線放射照度分布を実現する。

更に、本発明の紫外線照射装置によれば、前記紫外線照射装置は、前記紫外線ＬＥＤと前記改良型リニアフレネルレンズとを取り囲み、前記紫外線ＬＥＤ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筐体を更に備え、前記紫外線出射口には、可視光を遮断可能な紫外線透過フィルタが配置されるので、被検査物の表面がグラインダー等で切削された金属光沢面の場合に、可視光の反射によって眩しくなることがなく、検査作業を改善することができる。

更に、前記紫外線照射装置は、Ｘ軸方向に直列かつ等間隔に複数配置されていることを特徴とするので、幅方向だけでなく、長手方向においても、均一かつ高強度な紫外線放射照度を得ることができる。

本実施形態に係る紫外線照射装置に用いられる紫外線照射装置の一例の幅方向（Ｘ軸方向）の一部断面側面図である。 図１の紫外線照射装置の被照射面における紫外線放射照度を表したグラフである。 従来の紫外線照射装置の一部断面側面図である。 従来の紫外線照射装置の被照射面における紫外線放射照度を表したグラフである。 図１の紫外線照射装置のＹ軸方向での紫外線照射装置の一部断面側面図を示したものである。 （Ａ）はＬＥＤの指向特性は、相対光度の関係を表した円グラフである。 （Ｂ）は、Io（真下、角度ゼロ）とIn（角度θ分ずれ）における照射強度の関係を表した説明図である。 本実施形態に係る紫外線照射装置の他の一例を示した一部断面側面図である。 （Ｘ）は紫外線照射装置に通常のリニアフレネルレンズを用いた場合の、（Ｙ）は紫外線照射装置に改良型リニアフレネルレンズ７０を用いたときの被照射面３での照射範囲を示した図である。 紫外線照射装置６０の照射範囲７４を示した図である。 紫外線照射装置８０及びその照射領域９０への照射を示した図である。

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において用いられる改良型リニアフレネルレンズを用い、反射板は用いない構成の紫外線照射装置２を示した図であり、幅方向（Ｘ軸方向）の一部断面側面図である。図５は図１の紫外線照射装置２の幅方向と直交する長手方向（Ｙ軸方向）の一部断面側面図である。なお、本開示では幅方向とはＸ正方向またはＸ負方向を指し、長手方向とはＹ正方向またはＹ負方向を指すものとする。

紫外線照射装置２は、被照射面３を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤ１０と、被照射面３上の任意の一方向（幅方向）にのみ集光する改良型リニアフレネルレンズ２０と、反射板５１とを備える。なお、以下では、説明の便宜上、図１及び図５の紫外線照射装置２において、紫外線ＬＥＤ１０の光源の中心を原点、被照射面３上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向（幅方向）、そのＸ軸方向に直交する被照射面３上の方向をＹ軸方向（長手方向）、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する紫外線ＬＥＤ１０の光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いて説明する。

図１に示すように、改良型リニアフレネルレンズ２０は、Ｘ軸方向にのみ集光するレンズであり、Ｚ軸負方向に、紫外線ＬＥＤ１０と被照射面３との間に位置し、被照射面３は、Ｚ軸負方向に改良型リニアフレネルレンズ２０から所定の距離離れて位置するものとする。

改良型リニアフレネルレンズ２０は、蒲鉾形状のレンズ（例えばシリンドリカルレンズ）の表面を複数の直線で区分けし、それら区分けされた各区間（フレネル面）の高さを概ね一様にするために、隣り合う区間の間に段差がつけられたレンズにおいて、各フレネル面のフレネル角度αを特別に調整して形成したものである。また、改良型リニアフレネルレンズ２０には、フレネル面および段差を付けるためのライズ面が交互に形成されている。

紫外線照射装置２に、通常のリニアフレネルレンズを使用した場合には、ＬＥＤから照射された紫外線は中心部の紫外線放射照度が強い円形の配光となり、Ｘ軸方向（幅方向）の配光は多少焦点をずらしても均一に近づけることはできない。

ところで、ＬＥＤは、点光源であるため一方的に強い発光となり、円径に近い発光となる。よって多くのＬＥＤを用いても円の集合体であるため、均一の配光を得にくい。導波板等を用いることである程をは均一にすることはできるが、照射が距離を大きくすると光強度が大幅に低下していた。この現象を表したものが、図４であり、搬送幅方向中心軸＋Ｚ、－Ｚ（中心軸の被照射面上の位置を３ｃとする）から搬送幅方向の端部である３a、３ｂとの中間付近から急速に配光が弱まっている。これにより、３aと３b付近の被検査物の表面状態を紫外線探傷装置により解析することは困難であった。

この点、ＬＥＤを光源として使用する場合でも、リニアフレネルレンズを使用すれば長手方向の配光は、ＬＥＤを一列に並べることで比較的を容易に均一配光を得ることことが出来る。しかし幅方向の配光は、多少焦点をずらしても均一な配光を得られなかった。なお、焦点をずらすと単位面積当たりの光強度が低下していた。

ＬＥＤの指向特性は、中心強度（角度ゼロ）が最も強く、角度が大きくなると光強度が低下する。
指向角θ (半値角）は、角度ゼロが最も強く、角度６０度で相対放射強度が、前記ゼロ度の半値となり、角度７５度で、相対放射強度がゼロになる。図６（Ａ）はそれを模式的に表したものである。

配光のピッチ：P
フレネルレンズのピッチ等の定数；K1～K2
指向特性によるUV強度；Io～In
UVの出射角度：θn
としたときに、
Pn＝K1×In/（Io×cosθ）
なお、使用する相対放射強度（指向特性）によってUV強度が変化する。
図６（Ｂ）は以上の関係を示すものであり、Ioは、（真下、角度ゼロ）であるため、紫外線放射照度がもっとも高く、In（角度θ分ずれ）における照射強度は、上記の式で表したものになる。
即ち、紫外線放射照度のコサイン特性として、斜めθ°方向から照明した時の紫外線放射照度（ In ）は、垂直方向から照明した時の紫外線放射照度（ Io ）の cosθ 倍になる。被照射面の位置が照射状況により、異なるため、フレネルレンズのピッチ等の定数K1に対して、In/Io×cosθをかけたものが、Ｐｎにおける照射強度になる。

以上の原理を使用した従来のリニアフレネルレンズの照射について説明すると、図３、図４に示すように、通常のリニアフレネルレンズを使用した場合には、ＬＥＤ１０から照射された紫外線は中心部３ｃの紫外線放射照度が強い円形の配光となり、Ｘ軸方向（幅方向）の配光は多少焦点をずらしても均一に近づけることはできない。搬送幅方向の端部である３a、３ｂに行くほど紫外線放射照度が弱い配光になっている。紫外線放射照度は、３a、３ｂ付近で急速に弱い配光になっている。図４で明白な通り、搬送幅方向中心軸＋Z、－Zから搬送幅方向の端部である３a、３ｂとの中間付近から急速に配光が弱まっている。

このような問題点を解決する手段として、改良型リニアフレネルレンズ２０は、Ｘ軸方向にのみ集光するレンズであり、紫外線ＬＥＤの上部をＸ軸とした場合に、このＸ軸と鉛直面で直交するＺ軸を基準として、Ｘ軸の正方向と負方向に設定できる。同様にＺ軸もＸ軸より、鉛直面上、下方に位置する被照射面については、Ｚ軸負方向に所定の距離離れて設定される。
紫外線ＬＥＤから出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡は、
紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正の領城に入射したビームを、入射角度が小さいビームから被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点から正の最大値点に向けて出射するビームに変換する。
その際、改良型リニアフレネルレンズ２０のＸ軸方向正の領域のフレネル角度は、被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成する。
紫外線ＬＥＤからＸ軸方向の負の領域に、入射したビームを、入射角度が小さいビームから前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点から負の最大値点に向けて出射するビームに変換し、被照射面におけるビームピッチが、負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成する。
なお、改良型リニアフレネルレンズ２０は、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成されている。

このような改良型リニアフレネルレンズ２０を図1及び数式を用いて説明すると、紫外線照射の中心部３ｃ、搬送幅方向の端部のＸ軸正方向の端部は３ｂ、搬送幅方向の端部のＸ軸負方向の端部は３ａである。
配光のピッチPのＸ軸正方向の端部３ｂをＰ+ｎとし、中心部３ｃに向かって、Ｐ+（ｎ-1）、Ｐ+（ｎ-2）、Ｐ+（ｎ-3）、Ｐ+（ｎ-4）とした場合に、
Ｐ+ｎ＜Ｐ+（ｎ-1）＜Ｐ+（ｎ-2）＜Ｐ+（ｎ-3）＜Ｐ+（ｎ-4）
となり、Ｐ+（ｎ-4）より中心部３ｃ側のビームピッチは、徐々に大きくなっている。
また、配光のピッチPのＸ軸負方向の端部３aをＰ-ｎとし、中心部３ｃに向かって、Ｐ-（ｎ-1）、Ｐ-（ｎ-2）、Ｐ-（ｎ-3）、Ｐ-（ｎ-4）とした場合に、
Ｐ-ｎ＜Ｐ-（ｎ-1）＜Ｐ-（ｎ-2）＜Ｐ-（ｎ-3）＜Ｐ-（ｎ-4）
となり、Ｐ-（ｎ-4）より中心部３ｃ側のビームピッチは、徐々に大きくなっている。このように、リニアフレネルレンズのＸ軸方向正負の領域のフレネル角度は、被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成し、被照射面におけるビームピッチが、負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成する。

さらに、本実施形態に係る紫外線照射装置の他の一例に用いる改良型リニアフレネルレンズ７０について説明する。具体的には、紫外線ＬＥＤからＸ軸方向の負の領域に、入射したビームを、入射角度が小さいビームから前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点から負の最大値点に向けて出射するビームに変換し、被照射面におけるビームピッチが、負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成したうえで、入射角の小さい部分からカウントして偶数個目のピッチを順に、被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点から負の最大値点に向けて出射するビームに変換し、紫外線ＬＥＤからＸ軸方向の負の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分から、カウントして奇数個目のピッチを順に、Ｘ軸正方向の最大値方向に照射し、順次Ｘ軸正方向の最小値方向に照射するように形成されている改良型リニアフレネルレンズ７０について説明する。

図７は本発明の他の実施形態の一例である、紫外線照射装置６０である。紫外線照射装置６０は反射板５１を図１と同様の位置に備えるが、図７においては説明のため図示を省略している。紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分からカウントして偶数個目のピッチを順に、入射角度が小さいビームから被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点から正の最大値点に向けて出射するビームに変換し、ビームピッチの内、入射角の小さい部分からカウントして奇数個目のピッチを順に、Ｘ軸負方向の最大値方向に照射し、順次Ｘ軸負方向の最小値方向に照射していく。
具体的には、P+1はP-(2n-1)に照射し、P+3はP-(2n-3)に照射し、P+5はP-(2n-5)に照射
する。このような順で、… … P+(2n-2)はP-2に照射し、P+2nは、P0に照射する。
逆に紫外線ＬＥＤからＸ軸方向負の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分からカウントして偶数個目のピッチを順に、被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点から負の最大値点に向けて出射するビームに変換し、紫外線ＬＥＤからＸ軸方向の負の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分から、カウントして奇数個目のピッチを順に、Ｘ軸正方向の最大値方向に照射し、順次Ｘ軸正方向の最小値方向に照射する。
具体的には、P-1はP+(2n-1)に照射し、P-3はP+(2n-3)に照射し、P-5はP+(2n-5)に照射
する。このような順で、… … P-(2n-2)はP+2に照射し、P-2nはP+0に照射する。
この実施例では同じポイントに、例えば紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正の領城に入射したビームを、入射角度が小さいビームから被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点から正の最大値点に向けて出射するビームに変換する場合に、ビームピッチについて、入射角の小さい部分から、カウントして奇数個目のピッチを順に、Ｘ軸負方向の最大値方向に照射し、順次Ｘ軸負方向の最小値方向に照射するので、２箇所から光が来るため、照射面の凹凸による影が出来にくく、指示模様の見落としが発生しにくくなる。

紫外線照射装置６０は、改良型リニアフレネルレンズ７０を備える。そして、紫外線照射装置６０は、被照射面３を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤ１０と、反射板５１とを備える。

改良型リニアフレネルレンズ７０は、改良型リニアフレネルレンズ２０と同様に、Ｘ軸方向にのみ集光するレンズであり、Ｚ軸負方向に、紫外線ＬＥＤ１０と被照射面３との間に位置し、被照射面３は、Ｚ軸負方向に改良型リニアフレネルレンズ２０から所定の距離離れて位置するものとする。

改良型リニアフレネルレンズ７０は、蒲鉾形状のレンズ（例えばシリンドリカルレンズ）の表面を複数の直線で区分けし、それら区分けされた各区間（フレネル面）の高さを概ね一様にするために、隣り合う区間の間に段差がつけられたレンズにおいて、各フレネル面のフレネル角度αを特別に調整して形成したものである。また、改良型リニアフレネルレンズ２０には、フレネル面および段差を付けるためのライズ面が交互に形成されている。

図１を示しさらに紫外線照射装置２について詳述する。以下の説明は、紫外線照射装置６０についても同様である。被照射面３の寸法は限定されるものではないが、例えば、改良型リニアフレネルレンズ２０から被照射面３までの距離ｄ３が６００ｍｍで、被照射面の照射幅ｄ１が５０ｍｍ～２００ｍｍの照射範囲を照射する場合には、幅方向に均一に照射する観点から、Ｘ軸方向の中心（ゼロ点）付近のフレネル角度αｍｉｎは、４度～３７度で構成されるのが好ましい。また、幅方向の両端部におけるフレネル角度αｍａｘは、幅方向に均一に照射する観点から、２２度～５２度で構成されるのが好ましい。

ここで、本発明の改良型リニアフレネルレンズ２０、７０の典型的な寸法及び材質について説明する。改良型リニアフレネルレンズ２０、７０における各溝のＸ軸方向の一辺の長さ（ピッチｐｔ）は、約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Ｘ軸方向の長さが約０．２５ｍｍ～０．４０ｍｍであり、ライズ面のＺ軸方向の高さが約０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍである。この場合、改良型リニアフレネルレンズ２０にはフレネル面およびライズ面がそれぞれ約１６２個形成される。なお、これらの寸法は限定されるものではなく、幅方向に均一な紫外線放射照度分布を得る観点から適宜設計することができる。

改良型リニアフレネルレンズ２０、７０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、重合成形法等の方法により成形すればよい。

より具体的には、指向角が約６０度のＬＥＤとアクリル樹脂製の改良型リニアフレネルレンズ２０を用いた紫外線照射装置２の場合、例えば、改良型リニアフレネルレンズ２０から被照射面３までの距離ｄ３が６００ｍｍで得られる最も狭い照射範囲は約２６０ｍｍの照射幅となる。そこで、上記構成の位置に集光レンズ５０を配置することで、２６０ｍｍ未満の照射幅を得ることができる。

加えて、本発明の実施形態の一例である紫外線照射装置２及び紫外線照射装置６０は、反射板５１を備えることが好ましい。図５を示しながら本発明の実施形態の一例である紫外線照射装置２及び紫外線照射装置６０について詳述する。図５は図１の紫外線照射装置６０の幅方向と直交する長手方向（Ｙ軸方向）の一部断面側面図である。

この紫外線照射装置２、６０は、被照射面３を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤ１０と、被照射面３上の任意の一方向（幅方向）にのみ集光する改良型リニアフレネルレンズ２０、７０と、反射板５１とを備えている。

図５を示しつつ、紫外線照射装置２、６０に備えられている反射板について詳述する。図５は図１に示される紫外線照射装置２の側面図であるが、紫外線照射装置６０も全く同様の構成である。反射板５１は通常の反射板が用いられ、形状等特に限定されるものではないが、寸法としては、縦方向が２０ｃｍ～３０ｃｍであることが好ましい。横方向は５０ｃｍ程度以上あれば好ましいが指向特性に従い十分な広さがあればよく、特に限定されるものではない。また、反射板５１はその上部がＹ方向内側に傾いており、ＸＹ平面と角Σをなすように配置されている。この角Σは、５５度～８５度であれば好適である。ただ、角Σが６０度～８０度である場合はより好適である。このように反射板５１を構成することで、より効果的に反射を行うことができ、後述するような、照射範囲において照度の足りない部分を、効果的に補うことができる構成とすることができる。また、反射板５１は、紫外線ＬＥＤ１０から照射されているビームを一部遮るように、紫外線ＬＥＤ１０のＹ軸における正方向及び、Ｙ軸における負方向に、それぞれ１枚ずつ配置されている。ただ、反射板５１は、Ｙ方向において両側から紫外線ＬＥＤ１０及び集光レンズ５０を取り囲むように配置されていればよく、この限りにおいては何枚で囲まれていてもよい。また、反射板５１は、Ｘ軸と平行な面として配置することが好ましい。このように反射板５１を配置することで、より効果的に反射を行うことができ、後述するような、照射範囲において照度の足りない部分を、効果的に補うことができる。

次に、図８を示しつつ、反射板５１を備えた紫外線照射装置６０の被照射面３について、詳述する。図８（Ｘ）は、通常の一方向にのみ集光するリニアフレネルレンズを備えた紫外線照射装置により照射された被照射面３を示している。図８（Ｙ）は、紫外線照射装置６０により照射された被照射面３を示している。上記の紫外線照射装置により照射された照射範囲７０は、集光レンズ５０および任意の一方向にのみ集光する通常のリニアフレネルレンズにより集光された照射範囲である。これに対し、紫外線照射装置２による照射範囲７１は、集光レンズ５０および改良型リニアフレネルレンズ７０により集光された照射範囲であり、重複しない範囲７２と、重複する範囲７３を有している。これは、改良型リニアフレネルレンズ２０の配光の特性によるものであり、重複する範囲７３において、高い紫外線放射照度による配光を実現している。しかし、重複しない範囲７２においては、特に半楕円形の端部に近付くにつれて、紫外線放射照度が不足する場合があり、調光の程度によっては、紫外線放射照度が、紫外線探傷に必要な水準を満たさず、その結果、この部分が紫外線探傷に使用できないこととなり、エネルギーロスにつながることとなる場合がある。

図９には、本実施形態における反射板５１を用いた紫外線照射装置６０の照射範囲７４を示す。照射範囲７４も、重複する範囲７３及び重複しない範囲７２を有している点は改良型リニアフレネルレンズ７０を有し、反射板５１を有しない紫外線照射装置２の場合と同様である。ただ、重複しない範囲７２の半楕円形の端部に近く、紫外線放射照度が不足する部分については、重複しない範囲７２の内側方向に向かって、反射板５１により、折り返し部分７２ａが折り返される形で配光されている。この折り返し部分７２ａは、改良型リニアフレネルレンズ７０を有し、反射板５１を有しない紫外線照射装置２の、照度が不足していた部分を、反射板５１によって、折り返し部分７２ａとして内側方向へ移動させる形に配光することにより、折り返し部分７２ａの部分の紫外線放射照度が確保できることとなり、好適である。

この折り返し部分７２ａを紫外線放射照度の足りない部分へと効果的に折り返す形とするためには、反射板とＸＹ平面がなす角Σが、５５度～８５度であれば好適であるが、さらに好適なのは、６０度～８０度の場合である。６０度未満であると、紫外線ＬＥＤから放たれ、集光レンズを通過したビームにおける、半値角にあたる強いビームをあまり反射しない形となり、８０度以上であると、十分な照度を確保している部分にまで折り返してしまうことがある。しかしもちろん６０度未満及び８０度以上でも照度が上昇するという効果は変わらない。
上述のように紫外線放射照度が増加するような構成とすることにより紫外線放射照度が増すだけでなく、紫外線照射装置自体の寿命が延びる効果があり、メンテナンスの間隔を長くするという点で好適である。紫外線ＬＥＤは一般に出力７０パーセント程度が寿命とされているが、本開示のような紫外線放射照度を高く確保できる紫外線照射装置６０の場合、出力が７０パーセントを下回っても、なお、使用することができる期間が存することとなる。従って、紫外線照射装置６０の紫外線ＬＥＤを交換するまでの期間が延びるという点でも、好適といえる。

紫外線照射装置２の被照射面３の照射範囲についても、中心から遠ざかるほど、紫外線放射照度が減衰するため、その紫外線放射照度が不足する部分について、反射板５１により折り返される形とすることが、好適である。反射板とＸＹ平面がなす角Σが、５５度～８５度であれば好適であるが、さらに好適なのは、６０度～８０度の場合である。６０度未満であると、紫外線ＬＥＤから放たれ、集光レンズを通過したビームにおける、半値角にあたる強いビームをあまり反射しない形となり、８０度以上であると、十分な照度を確保している部分にまで折り返してしまうことがある点は、紫外線照射装置６０の場合と同様である。

なお、上記構成において集光レンズに用いるレンズの種類は、通常の集光レンズ、又は通常のリニアフレネルレンズを使用すればよく、材質として、例えば、樹脂を用いることができるが、耐熱性のあるシリコン又はガラス製のレンズがより好ましい。

次に、紫外線照射装置２、６０が複数直列かつ等間隔に並べて配置されている紫外線照射装置８０を、図１０を用いて詳述する。紫外線照射装置８０は、紫外線照射装置２又は６０を複数並べたものである。つまり、紫外線ＬＥＤ１０、Ｙ方向に設けられた二つの反射板５１、集光レンズ５０、改良型リニアフレネルレンズ２０又は７０を１組とすると、これが複数組、紫外線ＬＥＤ１０の光源からＸ軸方向に沿って、同様の配置で並べられている。図１０に示す実施例の一例においては、この紫外線照射装置２、６０が等間隔で、直列に並べられている。
照射領域９０から紫外線照射装置２、６０の距離は、紫外線照射装置２から被照射面３の距離と同じであるような、所定の間隔があけられている。

図１０における右端から３つ目の紫外線照射装置２、６０の、光軸の直下から、同じく左端の３つ目の紫外線照射装置２、６０の光軸の直下に至るまでの、照射領域９０における領域Ｍにおいては、幅方向だけでなく、長手方向においても、高強度かつ均一な紫外線放射照度を得ることができる。この場合、少なくとも、紫外線照射装置２、６０を、長手方向に５組以上並べれば、その長手方向の中心部に、高強度な均一配光範囲となる、領域Ｍを得ることができる。

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。

［実施例１］
図１０に示される本実施形態に係る紫外線照射装置６０が用いられた。すなわち、紫外線照射装置６０は、被照射面３を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤ１０と、被照射面３上の任意の一方向にのみ集光する改良型リニアフレネルレンズ７０と、を備え、紫外線ＬＥＤ１０光源の中心を原点、被照射面３上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する被照射面３上の方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する紫外線ＬＥＤ１０の光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、改良型リニアフレネルレンズ７０は、Ｘ軸方向にのみ集光するレンズであり、Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと被照射面３との間に位置し、被照射面３は、Ｚ軸負方向に改良型リニアフレネルレンズ７０から所定の距離離れて位置し、前記改良型リニアフレネルレンズ２０のＸ軸方向正負の各領域のフレネル角度は、前記紫外線ＬＥＤ１０から出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡について、紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分からカウントして偶数個目のピッチを順に、入射角度が小さいビームから被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点から正の最大値点に向けて出射するビームに変換し、紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分からカウントして奇数個目のピッチを順に、Ｘ軸負方向の最大値方向に照射し、入射角の順次大きくなるに伴いＸ軸負方向の最小値方向に照射し、
紫外線ＬＥＤからＸ軸方向の負の領域に入射したビームの内、入射角の小さい部分からカウントして偶数個目のピッチを順に、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点から負の最大値点に向けて出射するビームに変換し
紫外線ＬＥＤからＸ軸方向の負の領城に入射したビームの内、入射角の小さい部分からカウントして奇数個目のピッチを順に、Ｘ軸正方向の最大値方向に照射し、入射角の順次大きくなるに伴いＸ軸正方向の最小値方向に照射したいった特徴を有している。

実施例１の紫外線照射装置６０に用いられる改良型リニアフレネルレンズ７０は、アクリル樹脂製であり、改良型リニアフレネルレンズ７０から６００ｍｍの離れた距離に位置する被照射面のＸ軸方向の照射幅２００ｍｍの照射範囲における紫外線放射照度の幅方向における均一化を目的として、面長５０ｍｍ、厚さｔ＝０．３ｍｍ、ピッチｐｔ＝０．３ｍｍ、中心部２６ａからの距離ｄ、フレネル角度α、及びライズ面の高さｈは、表１～表３に示すように、フレネル角度αが１４．０４７度～４７．１９２度で連続的に変化するように構成し、加工によって作製した。なお、紫外線ＬＥＤ１０は、ピーク波長が３６５ｎｍであるものが用いられた。

比較例１の紫外線照射装置は、実施例１と比したときに、反射板５１を有していなかった。その他の構成、例えば、改良型リニアフレネルレンズから６００ｍｍの離れた距離に位置する被照射面のＸ軸方向の照射幅２００ｍｍの照射範囲における紫外線放射照度の幅方向における均一化を目的として、面長５０ｍｍ、厚さｔ＝０．３ｍｍ、ピッチｐｔ＝０．３ｍｍ、中心部２６ａからの距離ｄ、フレネル角度α、及びライズ面の高さｈは、表１～表３に示すように、フレネル角度が１４．０４７度～４７．１９２度で連続的に変化するように構成し、加工によって作製した。なお、紫外線ＬＥＤ１０は、ピーク波長が３６５ｎｍであるものが用いられた等の諸点は、実施例１と同様である。

＜評価方法＞
（紫外線放射照度測定試験）
実施例１の紫外線照射装置６０を用いた場合と、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照度が測定された。改良型リニアフレネルレンズ２０から６００ｍｍの離れた距離に位置する被照射面の折り返し部分７２ａと、比較例１の照射範囲である図８（Ｙ）において、折り返し部分に相当する部分７５について、後者を１００として、前者が何パーセント程度紫外線放射照度が改善しているかを計測した。
その結果、折り返し部分７２ａは、折り返し部分に相当する部分７５に比して、約１０パーセント紫外線放射照度の改善が見られた。

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。

１ 紫外線探傷装置
２、６０ 紫外線照射装置
３ 被照射面
３ａ 被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最大値点
３ｂ 被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最大値点
４ 被検査物
１０ 紫外線ＬＥＤ
２０ ７０ 改良型リニアフレネルレンズ
３０ 紫外線透過フィルタ
４０ 筐体
４１ 紫外線出射口
５０ 集光レンズ
５１ 反射板

Claims (5)

1. 紫外線の照射により非破壊検査を行う紫外線探傷用の紫外線照射装置であって、
   紫外線ＬＥＤ光源及び照射されるビームを集光する集光レンズを備えた紫外線照射装置において、
   前記紫外線照射装置は、前記集光レンズで集光したビームをさらに集光する改良型リニアフレネルレンズと、少なくとも２つの反射板とを備え、前記紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する前記紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、前記改良型リニアフレネルレンズは、前記被照射面のＸ方向にのみ集光する機能を持つリニアフレネルレンズであり、
   Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと前記被照射面との間に位置し、
   前記被照射面は、Ｚ軸負方向に前記改良型リニアフレネルレンズから所定の距離離れて位置し、
   前記改良型リニアフレネルレンズのＸ軸方向正負の各領域のフレネル角度は、
   前記紫外線ＬＥＤ光源から出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡が、
   前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の正の最大値点までに向けて出射するビームに変換するよう形成し、
   かつリニアフレネルレンズのＸ軸方向正の領域のフレネル角度は、前記被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成し、
   前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領域に入射したビームの、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の負の最大値点までに向けて出射するビームに変換し、前記被照射面におけるビームピッチが、負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成され、
   また前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成され、
   前記反射板は、それぞれ、前記紫外線ＬＥＤ光源の光軸からＹ軸正方向及び負方向に設けられていることを特徴とする、紫外線照射装置。
2. 紫外線の照射により非破壊検査を行う紫外線探傷用の紫外線照射装置であって、
   紫外線ＬＥＤ光源及び照射されるビームを集光する集光レンズを備えた紫外線照射装置において、
   前記紫外線照射装置は、前記集光レンズで集光したビームをさらに集光する改良型リニアフレネルレンズと、少なくとも２つの反射板とを備え、前記紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、そのＸ軸方向に直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する前記紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ三次元直交座標系を用いたときに、前記改良型リニアフレネルレンズは、前記被照射面のＸ方向にのみ集光する機能を持つリニアフレネルレンズであり、
   Ｚ軸負方向に前記紫外線ＬＥＤと前記被照射面との間に位置し、
   前記被照射面は、Ｚ軸負方向に前記改良型リニアフレネルレンズから所定の距離離れて位置し、
   前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向のフレネル角度が、紫外線ＬＥＤから出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡が、前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして偶数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点に向けて出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の正の最大値点までに向けて出射するビームに変換し、
   前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向正の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして奇数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、Ｘ軸負方向の最大値方向に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸負方向の最小値方向に出射するよう変換され、
   前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領域に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして偶数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、前記被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点に出射し、入射角度が順次大きくなるに伴ってＸ軸方向の負の最大値点までに向けて出射するビームに変換し
   前記紫外線ＬＥＤ光源からＸ軸方向の負の領城に入射したビームの、入射角度の小さい部分からカウントして奇数個目のビームの内、入射角度が最も小さいビームを、Ｘ軸正方向の最大値方向に出射し、入射角度の順次大きくなるに伴ってＸ軸正方向の最小値方向に出射するように変換されるよう形成され、
   かつリニアフレネルレンズのフレネル角度は、前記被照射面におけるビームピッチが、正の最大値点または負の最大値点に近いほど、出射角度及び指向特性に応じて、狭くなるように形成され、
   また前記改良型リニアフレネルレンズは、Ｘ軸方向において、正の領域と負の領域が互いにミラー対称に形成され、
   前記反射板は、それぞれ、前記紫外線ＬＥＤ光源の光軸からＹ軸正方向及び負方向に設けられていることを特徴とする、紫外線照射装置。
3. 前記反射板は、ＸＹ平面と、各反射板とのなす角が、５５度～８５度であるように設けられ、また各反射板はＸ軸と略平行であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記紫外線照射装置は、前記紫外線ＬＥＤと前記改良型リニアフレネルレンズとを取り囲み、前記紫外線ＬＥＤ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筐体を更に備え、前記紫外線出射口には、可視光を遮断可能な紫外線透過フィルタが配置されることを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
5. 前記紫外線照射装置は、Ｘ軸方向に直列かつ等間隔に複数配置されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の紫外線照射装置。
   

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