JP7082091B2 - 紫外線照射装置、及び紫外線探傷装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼材等の被検査物の表面きずを検出する探傷装置で使用される紫外線照射装置において、均一配光を実現することで、作業員の作業環境を改善して、検査精度を向上させるＬＥＤ紫外線照射装置に関するものである。

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適用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、ＬＥＤ光源を用いつつ、導光板、集光体、及びＬＥＤから放射状に出射された光を集光して平行光に変換する一般的なリニアフレネルレンズなどによって輝度の均一性に優れたに面状照明装置を用いた光源ユニットが開示されている。

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、航空機や車両の運転者等に対して、その前方視野内に画像情報を提供する手段としてヘッドアップディスプレイ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＵＤ）に用いることを想定した技術であり、比較的照射距離が小さい場合では効果を発揮するが、照射距離を大きくすると紫外線放射照度が大幅に低下してしまう。

特許文献２では、照射面に沿ったライン方向に列設された紫外線ＬＥＤと、この複数個のＬＥＤの前方においてライン方向に沿って配設され、ライン方向と直交する方向にのみ集光するシリンダーレンズ（シリンドリカルレンズ）と、その光軸が各ＬＥＤの光軸と一致する状態で複数個のＬＥＤに各々対応して列設され、その光軸の全周方向に集光することによりＬＥＤより出射された紫外線の光束を挟角とするためのメニスカスレンズとを備え、照射領域における均一な紫外線放射照度分布を得ることができる紫外線照射装置が開示されている。

特許文献２に記載された技術は、ライン方向の紫外線放射照度は、列設された紫外線ＬＥＤの配光を互いに重ねることで均一な紫外線放射照度分布とし、ライン方向と直交する方向においては、照射面の範囲内にシリンダーレンズ及びメニスカスレンズで集光することで照射面における紫外線放射照度の向上を図っている。

特許文献３に記載された発明は、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、及び紫外線探傷装置を実現したものである。

その具体的な構成は、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と、
を備える紫外線照射装置において、
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Ｘ軸方向にのみ集光するレンズであり、前記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、前記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前記Ｘ軸方向正負の各領域のフレネル角度は、
前記紫外線ＬＥＤから出射されたビームのＸＺ平面内の軌跡について、
前記紫外線ＬＥＤから前記Ｘ軸方向正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前記Ｘ軸方向の負の最大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、
前記紫外線ＬＥＤから前記Ｘ軸方向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前記Ｘ軸方向の正の最大値点から負の最大値点に向けて出射するビームに変換するように形成され、
前記改良型リニアフレネルレンズは、前記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ることを特徴としている。
しかしながら、紫外線ＬＥＤによって紫外線が照射される被照射面の幅方向において、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、及び紫外線探傷装置としては、十分では無かった。

特開２００７－７３４６９号公報 特開２０１１－６０７９８号公報 特願２０１８－２４８１３６

そこで、紫外線ＬＥＤによって紫外線が照射される被照射面の幅方向において、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、及び紫外線探傷装置の開発が望まれる。特に、搬送幅方向の端部では、不均一な紫外線放射照度分布が現れ、端部部分の被検査物の表面状態を解析が不十分である為に、十分な検査が行われない可能性が少なくなかった。

本発明の目的は、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おいて、搬送幅方向の端部でも、均一な紫外線放射照度分布を実現し、検査精度を上げることである。

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について、被照射面上の所要の一方向にのみ集光するリニアフレネルレンズを設けて、紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上で被照射物の搬送方向に直行する方向をＸ軸方向として、このＸ軸方向に水平面で直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向（例えば搬送方向）とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の水平面と直交する紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向（例えば鉛直方向）とする。

このＸＹＺの三次元直交座標系を用いたときに、リニアフレネルレンズは、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軸方向正の領域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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換する。

その際、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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、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。
紫外線ＬＥＤからＸ軸ゼロの領域に入射したビームは、Ｚ軸上でＸ＝０を進み、被照射面では３Ｃの点を照射する。

なお、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ている。

また、本発明の紫外線照射装置の別の構成は、被照射面を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤについて、被照射面上の所要の一方向にのみ集光するリニアフレネルレンズを設けて、紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上で被照射物の搬送方向に直行する方向をＸ軸方向として、このＸ軸方向に水平面で直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の水平面と直交する紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、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し、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軸負方向に設定し、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、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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、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ことを特徴とする。

本発明の紫外線照射装置によれば、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おいて、搬送幅方向の端部でも、均一な紫外線放射照度分布を実現し、検査精度を上げることが出来る。

実施例１の紫外線照射装置の一部断面側面図 実施例１の被照射面における紫外線強度を表したグラフ 従来の紫外線照射装置の一部断面側面図 従来の紫外線照射装置の被照射面における紫外線強度を表したグラフ 実施例１のＹ軸方向での紫外線照射装置の一部断面側面図 （Ａ）はＬＥＤの指向特性は、相対光度の関係を表した円グラフ （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 実施例２の紫外線照射装置の一部断面側面図 紫外線ＬＥＤ１０とリニアフレネルレンズ２０の間に凸レンズを使用した例の概略図

特願２０１８－２４８１３６では、同出願図６に示すように、通常のリニアフレネルレンズ９を使用した場合には、ＬＥＤから照射された紫外線は中心部２６ａ（前同出願図４参照）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、紫外線強度がもっとも高く、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３０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。紫外線強度は、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、被照射面を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤについて、被照射面上の所要の一方向にのみ集光するリニアフレネルレンズを利用して、紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上の所要の一方向、例えば、被照射物の搬送方向に直行する方向をＸ軸方向として、このＸ軸方向に水平面で直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向（例えば搬送方向）とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の水平面と直交する紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向（例えば鉛直方向）とする。

このＸＹＺの三次元直交座標系を用いたときに、リニアフレネルレンズは、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軸方向正の領域に入射したビームが改良型リニアフレネルレンズ２０を通過して屈折する際に、紫外線ＬＥＤから改良型リニアフレネルレンズ２０に入射する角度の小さいものから順次角度の大きなものについて、被照射面における照射領域のＸ軸方向の正の最小値点（Ｐ＋１）から正の最大値点（３ｂ）に向けて出射されることでビームが変換される。
即ち、紫外線ＬＥＤから改良型リニアフレネルレンズ２０に入射する角度の最小のものは、（Ｐ＋１）であり、最大のものは、（３ｂ）であり、Ｚ軸を基軸として紫外線ＬＥＤから改良型リニアフレネルレンズ２０に入射する角度の大小を表現したものである。

その際、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する。

紫外線ＬＥＤからＸ軸方向負の領域に、入射したビームが改良型リニアフレネルレンズ２０を通過して屈折する際に、紫外線ＬＥＤから改良型リニアフレネルレンズ２０に入射する角度の小さいものから順次角度の大きなものについて、被照射面における照射領域のＸ軸方向の負の最小値点（Ｐ－１）から負の最大値点（３a）に向けて、出射されることでビームが変換され、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、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ている。

（第１実施例）
図１は第１実施例であり、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。

なお実施例の紫外線強度は、図２のようになり、中心部分から、搬送幅方向の端部のＸ軸正方向の端部３ｂ、搬送幅方向の端部のＸ軸負方向の端は３ｂに向かって、紫外線強度が一定になり、しかも中心部の紫外線強度と比較しても同等な紫外線強度を保つことが出来る。

（第２実施例）
図７は、本発明の第２実施例であり、
紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正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、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、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軸方向正の領域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し、
紫外線ＬＥＤからＸ軸方向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、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するので、例えばP-(2n-1)とP+1が重なり、P-(2n-3)とP＋3が重なるので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。

なお、図８は紫外線ＬＥＤ１０とリニアフレネルレンズ２０の間に凸レンズを使用した実施例を例示した。

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。

２ 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
３ｃ 紫外線ＬＥＤの直下でＺ軸上の点（３aと３ｂの中心点）
１０ 紫外線ＬＥＤ
２０ 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 凸レンズ

Claims (6)

1. 被照射面を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤについて、被照射面上の所要の一方向にのみ集光するリニアフレネルレンズを設けて、紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上で被照射物の搬送方向に直行する方向をＸ軸方向として、このＸ軸方向に水平面で直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の水平面と直交する紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、
   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し、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軸負方向に設定し、
   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軸方向正の領域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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、
   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、
   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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、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ことを特徴とする紫外線照射装置。
2. 該紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、該被照射面上の該被照射物の搬送方向に直行する方向をＸ軸方向として、このＸ軸方向に水平面で直交し、該被照射物を搬送する方向をＹ軸方向とし、
   該紫外線ＬＥＤの上部であるＸ軸と、Ｘ軸と鉛直面で直交する該Ｚ軸を基準として、該紫外線ＬＥＤより下方のＺ軸負方向でＸ軸に平行に板状の前記リニアフレネルレンズを設け、Ｘ軸と該リニアフレネルレンズとの間は、Ｘ軸の紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点とした左右の正方向と負方向の領域であり、前記リニアフレネルレンズの前記Ｘ軸方向正負の各領域のフレネル角度は、入射角度が小さいビームから紫外線ＬＥＤの指向角で入射するビームまでを屈折するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記紫外線ＬＥＤと前記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または２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記紫外線ＬＥＤと前記リニアフレネルレンズとの間にレンズの凸部分が被照射面方向に膨出した凸レンズが配置されることを特徴とする請求項１乃至３に記載の紫外線照射装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の前記紫外線照射装置を、前記Ｙ軸方向に複数直線状一列に並べて配置することを特徴とする紫外線探傷装置。
6. 被照射面を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤについて、被照射面上の所要の一方向にのみ集光するリニアフレネルレンズを設けて、紫外線ＬＥＤ光源の中心を原点、被照射面上で被照射物の搬送方向に直行する方向をＸ軸方向として、このＸ軸方向に水平面で直交する前記被照射面上の方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の水平面と直交する紫外線ＬＥＤの光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、
   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し、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軸負方向に設定し、
   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、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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、
   紫外線ＬＥＤからＸ軸方向正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をリニアフレネルレンズを通過し屈折して変換し、
   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ことを特徴とする紫外線照射装置。

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