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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-21
(45)【発行日】2024-11-29
(54)【発明の名称】紫外線照射装置
(51)【国際特許分類】
G01N 21/84 20060101AFI20241122BHJP
G01N 21/91 20060101ALN20241122BHJP
【ＦＩ】
G01N21/84 E
G01N21/91 A
G01N21/91 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020217507
(22)【出願日】2020-12-25
(65)【公開番号】P2022102651
(43)【公開日】2022-07-07
【審査請求日】2023-12-18
(73)【特許権者】
【識別番号】390002808
【氏名又は名称】マークテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090893
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 敏
(72)【発明者】
【氏名】松本 謙二
(72)【発明者】
【氏名】加藤 祐太
【審査官】齋藤 卓司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１０６４９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０５７６２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０８６８８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１０５７８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８
Ｆ２１Ｋ ９／００－ ９／９０
Ｆ２１Ｓ ２／００－４５／７０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検査物表面に紫外線を照射して傷の有無を検知する磁粉探傷試験用の紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置は紫外線ＬＥＤ光源と、該紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を被照射領域へと集光するための光学機構を備え、前記被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向に直交する前記被照射領域上の方向を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光源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、
前記光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと前記紫外線ＬＥＤ光源が前記被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、前記紫外線ＬＥＤ光源と、前記紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する前記被照射領域との間に設けられ、
また前記２つのリニアフレネルレンズ及び前記スリットは、Ｚ軸と直交するＸＹ仮想平面上乃至その近傍に位置しており、
前記スリットは、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、前記２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、
前記２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、
また前記２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、
更に前記２つのリニアフレネルレンズは、複数の前記分割領域の各々において、前記紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて前記被照射領域のＸ軸方向における全域を照射させる機能を有して形成されることを特徴とする、紫外線照射装置。
【請求項2】
前記紫外線照射装置は、更に前記光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、該反射板は２つのリニアフレネルレンズのＺ軸正方向側に位置し、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を、前記リニアフレネルレンズの端部に向けて垂下させるように反射するよう設けら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。
【請求項3】
前記紫外線照射装置は、更に前記光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、該反射板は前記２つのリニアフレネルレンズのＺ軸負方向側に位置し、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射され前記２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、前記被照射領域のＸ軸方向において全域を照らすように反射されるように設けら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。
【請求項4】
被検査物表面に紫外線を照射して傷の有無を検知する磁粉探傷試験用の紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置は紫外線ＬＥＤ光源と、該紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を被照射領域へと集光するための光学機構を備え、前記被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向に直交する前記被照射領域上の方向を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光源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、
前記光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと前記紫外線ＬＥＤ光源が前記被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、前記紫外線ＬＥＤ光源と、前記紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する前記被照射領域との間に設けられ、
また前記２つのリニアフレネルレンズにはそれぞれフレネル面が形成され、
各前記フレネル面は、Ｙ軸方向においては傾きを有さず、Ｘ軸方向においてはＺ軸負方向側に傾くように形成され、
前記スリットは、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、前記２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、
前記紫外線照射装置は、更に前記光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、該反射板は２つのリニアフレネルレンズの縁のＺ軸正方向側に位置し、
更に前記反射板は、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射され前記２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、前記被照射領域を照らすように反射されるように設けられ、
前記２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、
また前記２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、
更に前記２つのリニアフレネルレンズは、複数の前記分割領域の各々において、前記紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて、前記被照射領域のＸ軸方向における全域を照射可能に形成されることを特徴とする、紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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検査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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
ＬＥＤから照射される光を集光レンズで集光する場合、ＬＥＤから照射された光が集光レンズに入射したときに反射が生じてしまう。また、集光レンズを光が通過する際に、透過によるエネルギーのロスが生じることが知られている。よって、この方法で照度を確保する場合、余分なエネルギーを確保しておかなければならないという問題が生じていた。
また、磁粉探傷試験や浸透探傷試験においては、被検査物の表面に凹凸がある事があるため、光源が単一であると、影が出来てしまう場合がある。影が出来た場合に、検査で発見すべき大きさの傷を、検査者が見逃してしまうという問題がある。
また、磁粉探傷試験や浸透探傷試験においては、被検査物の表面に凹凸がある事があるため、光源が単一であると、影が出来てしまう場合がある。影が出来た場合に、検査で発見すべき大きさの傷を、検査者が見逃してしまうという問題がある。
【0006】
この問題を解決するため、特許文献１では、複数のＬＥＤが対向させるように配置された基板の上に設けられ、そしてこの基板が多数設けられ、対向する基板から放たれた光がそれぞれ集光レンズで照射域の全域を照射する技術が開示されている。
【0007】
しかし、特許文献１に記載された技術は、多方向から照射することにより無影化を実現しているが、無影化のために多方向からの多数のＬＥＤを必要としている。また、すべての光源において、集光レンズを介して照射することとなり、集光レンズの入射面で起きる光の反射や、集光レンズの透過によるエネルギーのロスを軽減することは実現されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２００４－２８１３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
このように、紫外線ＬＥＤ光源によって、紫外線が照射される被照射領域において、無影化を実現し、これと同時にエネルギー効率を改善し、その結果より少ないエネルギーでで強力な紫外線放射照度を実現することが課題となっている。
【0010】
そこで、紫外線ＬＥＤ光源によって紫外線が照射される紫外線照射装置において、少ないＬＥＤで無影化を実現するとともに、少ないＬＥＤで高い紫外線放射照度を確保できる紫外線照射装置の開発が望まれる。
【0011】
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の傷の有無を検査する紫外線探傷装置において、より少ないＬＥＤで被照射領域における無影化を実現し、また、より少ないエネルギーで、被照射面の照射領域における高い紫外線放射照度を実現でき、磁粉探傷試験や浸透探傷試験等の精度を向上させることができる紫外線照射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0012】
そのため本発明の紫外線照射装置は、被検査物表面に紫外線を照射して傷の有無を検知する磁粉探傷試験用の紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置は紫外線ＬＥＤ光源と、該紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を被照射領域へと集光するための光学機構を備え、前記被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向に直交する前記被照射領域上の方向を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光源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、
前記光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと前記紫外線ＬＥＤ光源が前記被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、前記紫外線ＬＥＤ光源と、前記紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する前記被照射領域との間に設けられ、また前記２つのリニアフレネルレンズ及び前記スリットは、Ｚ軸と直交するＸＹ仮想平面上乃至その近傍に位置しており、前記スリットは、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、前記２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、前記２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、また前記２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、更に前記２つのリニアフレネルレンズは、複数の前記分割領域の各々において、前記紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて前記被照射領域のＸ軸方向における全域を照射させる機能を有して形成されることを特徴とする。
前記光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと前記紫外線ＬＥＤ光源が前記被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、前記紫外線ＬＥＤ光源と、前記紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する前記被照射領域との間に設けられ、また前記２つのリニアフレネルレンズ及び前記スリットは、Ｚ軸と直交するＸＹ仮想平面上乃至その近傍に位置しており、前記スリットは、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、前記２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、前記２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、また前記２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、更に前記２つのリニアフレネルレンズは、複数の前記分割領域の各々において、前記紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて前記被照射領域のＸ軸方向における全域を照射させる機能を有して形成されることを特徴とする。
【0013】
更に、本発明の紫外線照射装置では、前記紫外線照射装置は、更に前記光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、該反射板は２つのリニアフレネルレンズのＺ軸正方向側に位置し、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を、前記リニアフレネルレンズの端部に向けて垂下させるように反射するよう設けられることを特徴とする。
【0014】
前記紫外線照射装置は、更に前記光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、該反射板は前記２つのリニアフレネルレンズのＺ軸負方向側に位置し、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射され前記２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、前記被照射領域のＸ軸方向において全域を照らすように反射されるように設けられることを特徴とする。
【0015】
更に、本発明の紫外線照射装置では、被検査物表面に紫外線を照射して傷の有無を検知する磁粉探傷試験用の紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置は紫外線ＬＥＤ光源と、該紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を被照射領域へと集光するための光学機構を備え、前記被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、該Ｘ軸方向に直交する前記被照射領域上の方向を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光源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、前記光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと前記紫外線ＬＥＤ光源が前記被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、前記紫外線ＬＥＤ光源と、前記紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する前記被照射領域との間に設けられ、また前記２つのリニアフレネルレンズにはそれぞれフレネル面が形成され、各前記フレネル面は、Ｙ軸方向においては傾きを有さず、Ｘ軸方向においてはＺ軸負方向側に傾くように形成され、前記スリットは、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、前記２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、前記紫外線照射装置は、更に前記光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、該反射板は２つのリニアフレネルレンズの縁のＺ軸正方向側に位置し、更に前記反射板は、前記紫外線ＬＥＤ光源から照射され前記２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、前記被照射領域を照らすように反射されるように設けられ、前記２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、また前記２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、更に前記２つのリニアフレネルレンズは、複数の前記分割領域の各々において、前記紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて、前記被照射領域のＸ軸方向における全域を照射可能に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明の紫外線照射装置は、被検査物表面に紫外線を照射して傷の有無を検知する磁粉探傷試験用の紫外線照射装置において、紫外線照射装置は紫外線ＬＥＤ光源と、紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を被照射領域へと集光するための光学機構を備え、被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する被照射領域上の方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する紫外線ＬＥＤ光源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、光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと紫外線ＬＥＤ光源が被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、紫外線ＬＥＤ光源と、紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する被照射領域との間に設けられ、また２つのリニアフレネルレンズ及びスリットは、Ｚ軸と直交するＸＹ仮想平面上乃至その近傍に位置しており、スリットは、紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、また２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、更に２つのリニアフレネルレンズは、複数の分割領域の各々において、紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて被照射領域のＸ軸方向における全域を照射させる機能を有して形成されることを特徴とするので、紫外線ＬＥＤ光源からの光がスリットを通過する光によって直接照射をすることができるとともに、多方向からの照射も実現され、１つの紫外線ＬＥＤ光源からの照射のみで、無影化が可能な紫外線照射装置を提供することができる。
【0017】
本発明の紫外線照射装置では、紫外線照射装置は、更に光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、反射板は２つのリニアフレネルレンズのＺ軸正方向側に位置し、紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を、リニアフレネルレンズの端部に向けて垂下させるように反射するよう設けられることを特徴とするので、リニアフレネルレンズへの入射角が大きく、リニアフレネルレンズで屈折し、被照射領域を照らすことが難しい光線についても、反射板に反射させることで入射角を減らして、被照射領域への照射を容易とすることができる。また、被照射領域と紫外線ＬＥＤ光源との距離を短く形成することも可能になる。
【0018】
紫外線照射装置は、更に光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、反射板は２つのリニアフレネルレンズのＺ軸負方向側に位置し、紫外線ＬＥＤ光源から照射され２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、被照射領域のＸ軸方向において全域を照らすように反射されるように設けられることを特徴とするので、リニアフレネルレンズへの入射角が大きく、リニアフレネルレンズで屈折するだけでは、被照射領域を照らすことが難しい光線について、リニアフレネルレンズレンズの下側に設けた反射板によって、リニアフレネルレンズによる屈折率が少なくても、被照射領域へと光を照射することが可能となる。
【0019】
更に、本発明の紫外線照射装置は、被検査物表面に紫外線を照射して傷の有無を検知する磁粉探傷試験用の紫外線照射装置において、紫外線照射装置は紫外線ＬＥＤ光源と、紫外線ＬＥＤ光源から照射された光を被照射領域へと集光するための光学機構を備え、
被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する被照射領域上の方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する紫外線ＬＥＤ光源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、
光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと紫外線ＬＥＤ光源が被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、紫外線ＬＥＤ光源と、紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する被照射領域との間に設けられ、また２つのリニアフレネルレンズにはそれぞれフレネル面が形成され、各前記フレネル面は、Ｙ軸方向においては傾きを有さず、Ｘ軸方向においてはＺ軸負方向側に傾くように形成され、スリットは、紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、紫外線照射装置は、更に光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、反射板は２つのリニアフレネルレンズの縁のＺ軸正方向側に位置し、更に前記反射板は、紫外線ＬＥＤ光源から照射され２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、被照射領域を照らすように反射されるように設けられ、２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、また２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、更に２つのリニアフレネルレンズは、複数の分割領域の各々において、紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて、被照射領域のＸ軸方向における全域を照射可能に形成されることを特徴とするので、１つの紫外線ＬＥＤ光源からの照射のみで、無影化が可能な紫外線照射装置を提供することができるとともに、リニアフレネルレンズへの光の入射角が少なくなり、より簡易な構成のリニアフレネルレンズによる紫外線照射装置を提供することができる。
被照射領域上の任意の一方向に平行な方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する被照射領域上の方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する紫外線ＬＥＤ光源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、
光学機構は、２つのリニアフレネルレンズと紫外線ＬＥＤ光源が被照射領域を直接照射するためのスリットを備えて、紫外線ＬＥＤ光源と、紫外線ＬＥＤ光源の照射方向であるＺ軸負方向に位置する被照射領域との間に設けられ、また２つのリニアフレネルレンズにはそれぞれフレネル面が形成され、各前記フレネル面は、Ｙ軸方向においては傾きを有さず、Ｘ軸方向においてはＺ軸負方向側に傾くように形成され、スリットは、紫外線ＬＥＤ光源から照射された光の光軸近傍に、２つのリニアフレネルレンズの有する縁同士に囲まれてＹ軸方向に伸びるように形成され、紫外線照射装置は、更に光学機構のＸ軸方向において両側に反射板を備え、反射板は２つのリニアフレネルレンズの縁のＺ軸正方向側に位置し、更に前記反射板は、紫外線ＬＥＤ光源から照射され２つのリニアフレネルレンズにより屈折された光が、被照射領域を照らすように反射されるように設けられ、２つのリニアフレネルレンズは主にＸ軸方向において集光するレンズであり、また２つのリニアフレネルレンズは、それぞれ、任意の位置で、Ｘ軸方向において複数に領域を分割された分割領域を備え、更に２つのリニアフレネルレンズは、複数の分割領域の各々において、紫外線ＬＥＤ光源から入射した光線を屈折させて、被照射領域のＸ軸方向における全域を照射可能に形成されることを特徴とするので、１つの紫外線ＬＥＤ光源からの照射のみで、無影化が可能な紫外線照射装置を提供することができるとともに、リニアフレネルレンズへの光の入射角が少なくなり、より簡易な構成のリニアフレネルレンズによる紫外線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施形態に係る紫外線照射装置１の概略断面図である。
【図2】本実施形態に係る紫外線照射装置１を側面方向から見た概略断面図である。
【図6】（Ｘ）はリニアフレネルレンズ４の正面図、（Ｙ）はリニアフレネルレンズ３の正面図、（Ｚ）は（Ｘ）のＸ領域拡大図である。
【図8】被検査物５への光の照射を示した図であり、（Ｘ）はＶＷＸＹＺの５方向から、（Ｙ）はＹのみの１方向から照射していることを示す図である。
【図9】（Ｘ）（Ｙ）ともに本実施形態に係る紫外線照射装置の実施形態の他の一例を表す概略正面図であり、Ｚ軸よりもＸ軸正方向側のみを図示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
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１の一例が示された、光軸を基準とした幅方向（Ｘ軸方向）の概略断面図であり、図２は図１の紫外線照射装置１の幅方向と直交する長手方向（Ｙ軸方向）の断面側面図である。図３は、図１の紫外線照射装置１に入射し屈折して被検査物５を照射する光のうち、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに着目した図であり、図４は同様に幅方向からみて、図１の紫外線照射装置１に入射し屈折して被検査物５を照射する光のうちＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈに着目した図であり、図５は図１の紫外線照射装置１のスリット６を通過して被検査物５を直接照射する光のうちＩ、Ｊに着目した図である。図６の（Ｘ）はリニアフレネルレンズ４の正面図を示し（Ｙ）はリニアフレネルレンズ３の正面図を示し、（Ｚ）は（Ｘ）のＸ領域を拡大した拡大図である。図７は図６（Ｘ）に示されるリニアフレネルレンズ４を図６（Ｘ）において下方から斜視した斜視図であり、図８（Ｘ）は被検査物５に対し、５方向から光が照射された場合を、（Ｙ）は１方向から光が照射された場合をそれぞれ示した図である。図９（Ｘ）は本実施形態に係る紫外線照射装置の実施形態の他の一例を表す概略正面図であり、反射板３０を用いた紫外線照射装置１のＺ軸よりもＸ軸正方向側のみを図示した正面図であり、（Ｙ）は本実施形態に係る紫外線照射装置の実施形態の他の一例を表す概略正面図であり、反射板３１を用いた紫外線照射装置１のＺ軸よりもＸ軸正方向側のみを図示した正面図である。なお、本開示においてＸ軸方向とは図１に示されるように図１の横方向であり、Ｘ軸方向で正方向とは図１の右側で＋Ｘとして示され、負方向とは－Ｘとして示される。幅方向とはＸ軸方向のことであり、幅方向が示された図とはＸ軸方向が横軸にとられた図である。Ｙ，Ｚ軸方向についても同様である。なお、これらＸＹＺ軸の原点は紫外線ＬＥＤ光源２の中心Ｏであり、図１～図５に示されている。
【0022】
まず紫外線照射装置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５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５の表面に紫外線を照射するものであり、被検査物５の被照射面である被照射領域を紫外線により照射する紫外線ＬＥＤ光源２と、主に被照射領域上の任意の一方向（幅方向）に集光するリニアフレネルレンズ３、４とを備える。また、リニアフレネルレンズ３、４はそれぞれ縁２２、２３を有し、縁２２、２３に囲まれてスリット６が形成されている。
【0023】
紫外線照射装置１は、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ３、４とを取り囲み、紫外線ＬＥＤ光源２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図示しない筐体を更に備えてもよい。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ＬＥＤ光源２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。
【0024】
図１に示すように、リニアフレネルレンズ３、４は、Ｘ軸方向に集光するレンズであり、紫外線ＬＥＤ光源２の中心である原点ОからみてＺ軸負方向に、紫外線ＬＥＤ光源２と被検査物５との間に位置し、被検査物５の被照射領域は、Ｚ軸負方向にリニアフレネルレンズ３、４から検査者の視野確保のため一定の距離以上離れて位置すると好ましい。
【0025】
リニアフレネルレンズ３、４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を特別に調整して形成したものである。また、リニアフレネルレンズ３、４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。なお、上記フレネル角度を調整する構成については後記で詳細に説明する。
【0026】
このようなフレネル面およびライズ面を形成するために、リニアフレネルレンズ３、４の一方の面である鋸歯状の面２１は、複数本の溝が、直線状に互いに平行に（かつ、Ｙ軸方向に平行に）形成される。そして、各溝は、１つのフレネル面と１つのライズ面の組によって構成されている。
【0027】
このフレネル面のそれぞれは、非球面レンズの形状に一致する面になっており、ライズ面のそれぞれは、リニアフレネルレンズ３、４の上面である平滑面２４に対してにほぼ垂直に切り立った略平面になっている。
【0028】
また、リニアフレネルレンズ３、４は、ＹＺ平面を対称面として面対称な形状となっている。ＹＺ平面は、リニアフレネルレンズ３、４の上面に対して垂直かつ溝と平行な面である。
【0029】
リニアフレネルレンズ３、４が、ＹＺ平面を対称面として面対称となっているので、ＹＺ平面から一方側に配置される各溝の向きは、リニアフレネルレンズ３と４では、各溝の向きは逆になっている。より具体的には、図６（Ｘ）（Ｙ）に示すように、リニアフレネルレンズ３では、（Ｘ軸正の方向）に向かって下がるように各フレネル面が傾斜しているが、リニアフレネルレンズ４では、左側（Ｘ軸負の方向）に向かって下がるよう各フレネル面が傾斜している。
【0030】
図１を用いてより詳細に紫外線照射装置１を説明する。まずＯの紫外線ＬＥＤ光源２を光源として光線が出射され、図６に示されるようなリニアフレネルレンズ３、４によって集光される。この集光された光線を入射光線とする。この入射光線は、図１～５等に示されるように、リニアフレネルレンズ３、４の分割線１０、１１により分けられた分割領域１２、１３、１４、１５にそれぞれ入射し、それぞれに入射した光は、それぞれ被検査物５の幅方向全域を照射する。これにつき、以下で図を用いて更に詳述する。
【0031】
図２は紫外線照射装置１の左側面を示した図である。Y軸方向においては、あまり光を集光しないリニアフレネルレンズ３、４となっているため、被照射領域としてはY軸方向に長い縦長の照射を行うこととなる。
【0032】
次に図３を示しながら分割領域１３、１４に入射した光線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの軌跡についてより詳細に説明する。図３はＸＺ平面における断面図である。リニアフレネルレンズ３、４のフレネル面やライズ面については省略している。まず、リニアフレネルレンズ３は分割線１０により、分割領域１２、１３に分割されている。分割領域１２と分割領域１３においては、分割領域１２を通過する光のみで被照射領域を照射するように構成されており、分割領域１３においても、分割領域１３を通過する光のみで被照射領域の幅方向全域を照射するように構成されているため、リニアフレネルレンズ３は分割線１０を挟んでフレネル角の構成が異なることとなっている。また、リニアフレネルレンズ４においても同様で、分割線１１により、分割領域１４、１５に分割されている。分割領域１４と分割領域１５においては、分割領域１４を通過する光のみで被照射領域の幅方向全域を照射するように構成されており、分割領域１５においても、分割領域１５を通過する光のみで被照射領域を照射するように構成されているため、リニアフレネルレンズ４も分割線１１を挟んでフレネル角の構成が異なることとなっている。
【0033】
図３を示しながら分割領域１３、１４に入射した光線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの軌跡について詳述する。分割領域１３のＸ軸負方向側の端に入射した光を光線Ａとする。そして、分割領域１３のＸ軸正方向側の端に入射した光を光線Ｂとする。光線Ａと光線Ｂに囲まれた光はそれぞれ、被検査物５の被照射面の一方の端部から他方の端部までをまんべんなく照射している。分割領域１３のフレネル角は、このように照射するために、被照射領域までの距離や広さに応じて適宜設計される。
【0034】
分割領域１４についても同様である。分割領域１４のＸ軸負方向側の端に入射した光を光線Ｃとする。そして、分割領域１４のＸ軸正方向側の端に入射した光を光線Ｄとする。光線Ｃと光線Ｄに囲まれた光はそれぞれ、被検査物５の被照射面の一方の端部から他方の端部までをまんべんなく照射している。分割領域１４のフレネル角は、このように照射するために、被照射領域までの距離や広さに応じて適宜設計される。
【0035】
次に、図４を示しながら、分割領域１２、１５に入射した光線Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの軌跡について詳述する。図４は、図１に示される光線Ａ～Ｊのうち、光線Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが照射している部分のみを抽出した図である。分割領域１２のＸ軸負方向側の端に入射した光を光線Ｅとする。そして、分割領域１２のＸ軸正方向側の端に入射した光を光線Ｆとする。光線Ｅと光線Ｆに囲まれた光はそれぞれ、被検査物５の被照射面の一方の端部から他方の端部までをまんべんなく照射している。分割領域１２のフレネル角は、このように照射するために、被照射領域までの距離や広さに応じて適宜設計される。
【0036】
次に、分割領域１５に入射した光について詳述する。分割領域１５のＸ軸負方向側の端に入射した光を光線Ｇとする。そして、分割領域１５のＸ軸正方向側の端に入射した光を光線Ｈとする。光線Ｇと光線Ｈに囲まれた光はそれぞれ、被検査物５の被照射面の一方の端部から他方の端部までをまんべんなく照射している。分割領域１５のフレネル角は、このように照射するために、被照射領域までの距離や広さに応じて適宜設計される。
【0037】
次に、図５を示しながら、紫外線ＬＥＤ光源２からスリット６を通過し、被検査物５を直接照射する光の軌跡について詳述する。スリット６はリニアフレネルレンズ３の縁２２と、リニアフレネルレンズ４の縁２３との間に形成されている。スリット６の範囲にはレンズや障害物は設けられていない。従って、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光は被検査物５の被照射領域へと、レンズ等を介することなく直接照射されている。紫外線ＬＥＤ光源２からスリット６を通過して被検査物５を直接照射する光のうち、Ｘ軸負方向側の端の光をＩ、Ｘ軸正方向側の端の光をＪとする。ＩとＪとに囲まれた光は被検査物５の一方の端から他方の端までを照射するように、スリット６が形成されていることが好ましいが、これに限定されるものではなく、被検査物５の一定の被照射領域の一部のみが直接照射されていても構わない。
【0038】
次に、図６を用いてリニアフレネルレンズ３、４の構成について詳述する。まず、リニアフレネルレンズ４は図６（Ｘ）に示されるように、ライズ面と右上がりの面であるライズ面を交互に繰り返すことにより形成されている。このライズ面の角度を調整することにより、光線の屈折率を調整するように適宜設計する。分割線１１は位置については図示するのは中央付近であるが、必ずしも中央に限定されるものではない。また分割線が２つ設けられて、リニアフレネルレンズ４に分割領域が３つ存在し、それぞれの領域が被照射領域の端から他の端までを照射するように屈折率を調整して形成されてもよい。分割線が３つでも４つ以上でも同様である。
【0039】
次に、リニアフレネルレンズ３についても同様であるが詳述する。リニアフレネルレンズ３は図６（Ｙ）に示されるように、ライズ面と左上がりの面であるフレネル面を交互に繰り返すことにより形成されている。リニアフレネルレンズ３と４とは対称に形成されている。このフレネル面の角度を調整することにより、光線の屈折率を調整するように適宜設計する。分割線１０は位置については図示するのは中央付近であるが、必ずしも中央に限定されるものではない。また分割線が２つ設けられて、リニアフレネルレンズ３に分割領域が３つ存在し、それぞれの領域が被照射領域の端から他の端までを照射するように屈折率を調整して形成されてもよい。分割線が３つでも４つ以上でも同様である。
次に図６（Ｚ）を用いてフレネル角αについて詳述する。フレネル角とは、図６（Ｚ）に示すようにフレネル面と、ライズ面の付け根を通り、Ｚ軸方向に伸びる水平面とのなす角である。本発明のような照射範囲とするために、一例として、分割領域１４においては、フレネル角αは、端部が約５２度であり、中央に行くにつれて約０．０７度ずつ上昇して設けられ、中央で約５７度であり、その後約０．０７度ずつ下がり、約５２度で形成される。分割領域１５においては、分割線１１に最も近いフレネル角においては、約７０度に形成され、ここからＸ軸正方向の端部にいくにつれて、約０．０３５度ずつ上がり、中央で約７２．５度となる。ここから約０．０８度ずつ下がり、端部のフレネル角度αは約６７度となるように形成される。
次に図６（Ｚ）を用いてフレネル角αについて詳述する。フレネル角とは、図６（Ｚ）に示すようにフレネル面と、ライズ面の付け根を通り、Ｚ軸方向に伸びる水平面とのなす角である。本発明のような照射範囲とするために、一例として、分割領域１４においては、フレネル角αは、端部が約５２度であり、中央に行くにつれて約０．０７度ずつ上昇して設けられ、中央で約５７度であり、その後約０．０７度ずつ下がり、約５２度で形成される。分割領域１５においては、分割線１１に最も近いフレネル角においては、約７０度に形成され、ここからＸ軸正方向の端部にいくにつれて、約０．０３５度ずつ上がり、中央で約７２．５度となる。ここから約０．０８度ずつ下がり、端部のフレネル角度αは約６７度となるように形成される。
【0040】
図７を示しながらリニアフレネルレンズ４について更に述べる。図７は図６（Ｘ）の下方向からリニアフレネルレンズ４を斜視した斜視図である。鋸歯状の面２１が上にきており、平滑面２０が下側に示されている。図１等においては、平滑面２０が上側であり、紫外線ＬＥＤ光源２からの光線の入射面である。そして、鋸歯状の面２１は平滑面２０に入射した光線の出射する面である。なお、図６～７のリニアフレネルレンズ３、４のフレネル面とライズ面の数はあくまで説明のための例示であり、これに限定されるものではない。
【0041】
次に、図８を示しながら、本発明における被検査物５の被照射領域の無影化について詳述する。被検査物５の図１等には図示していない凹部４１において、傷４０がある場合について述べる。本発明の、紫外線ＬＥＤ光源２と、リニアフレネルレンズ３、４を備え、リニアフレネルレンズ３、４は更に分割領域１２、１３、１４，１５が備えられている紫外線照射装置１により光が照射された場合、図３のように２方向から、また図４のように別の２方向から、図５のように１方向からの、計５方向からの光が照射されることとなる。そうすると、図８（Ｘ）に示されるように光線Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚの５方向からの光線により、凹部４１の内部に存在する傷４０を照射することとなる。図８（Ｘ）に示されるように５方向からの照射のうち、Ｖ、Ｙ、Ｚは凹部の縁に遮られてしまうが、鉛直方向に近い光線Ｗ、Ｘについては傷４０を照射することができている。これに対し、従来の単光源からの光を照射した場合を示す、図８の（Ｙ）の場合においては、Y軸方向からの光線であるＹは、凹部４１の縁に遮られて傷４０に届かない。本発明のような５方向以上からの光を照射し、無影化を実現している場合、傷４０を見逃す可能性はより少なくなると言える。
【0042】
次に本発明の実施形態の他の一例を、図９を示しながら詳述する。図９（Ｘ）は図１等に示される紫外線照射装置１に、更に反射板３０、３０を備えたものであり、図９（Ｙ）は図１に示される紫外線照射装置１に、更に反射板３１、３１を備えたものである。
図９（Ｘ）に示される反射板３０は、リニアフレネルレンズ４の上側に備えられ、紫外線ＬＥＤ光源２から照射される光を反射し、リニアフレネルレンズ４の端部に垂下させるように設けられている。リニアフレネルレンズ４は入射角が大きくなると、リニアフレネルレンズ４の表面で反射されてしまう場合や、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を被検査物５へと屈折して照射するための屈折率を、リニアフレネルレンズ４において確保できない場合が出てきてしまう。反射板３０を用いることで、そのままリニアフレネルレンズ４に入射するには必要な屈折率が大きすぎる光線についても、反射板３０で垂下するように反射されるため使用可能となり、原点Оからみて水平付近の、従来使われていないような角度の光も使用可能となる。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ４の間の間隔や、リニアフレネルレンズ４と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる。
図９（Ｘ）に示される反射板３０は、リニアフレネルレンズ４の上側に備えられ、紫外線ＬＥＤ光源２から照射される光を反射し、リニアフレネルレンズ４の端部に垂下させるように設けられている。リニアフレネルレンズ４は入射角が大きくなると、リニアフレネルレンズ４の表面で反射されてしまう場合や、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を被検査物５へと屈折して照射するための屈折率を、リニアフレネルレンズ４において確保できない場合が出てきてしまう。反射板３０を用いることで、そのままリニアフレネルレンズ４に入射するには必要な屈折率が大きすぎる光線についても、反射板３０で垂下するように反射されるため使用可能となり、原点Оからみて水平付近の、従来使われていないような角度の光も使用可能となる。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ４の間の間隔や、リニアフレネルレンズ４と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる。
【0043】
図９（Ｘ）において図示を省略されている左側における反射板３０についても全く同様である。２つの反射板３０は、リニアフレネルレンズ３、４が面対称の場合、光軸と同位置のＺ軸を挟んでＺＹ平面を基準として面対称の位置に設けられる。リニアフレネルレンズ３の上側に備えられ、紫外線ＬＥＤ光源２から照射される光を反射し、リニアフレネルレンズ３の端部に垂下させるように設けられている。リニアフレネルレンズ３は入射角が大きくなると、リニアフレネルレンズ３の表面で反射されてしまう場合や、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を被検査物５へと屈折して照射するための屈折率を、リニアフレネルレンズ４において確保できない場合が出てきてしまうから、図示していない側においても、反射板３０を用いることで、そのままリニアフレネルレンズ３に入射するには必要な屈折率が大きすぎる光線についても、図示しない反射板３０で垂下するように反射されるため使用可能となり、原点Оからみて水平付近の、従来使われていないような角度の光も使用可能となることも同様である。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ３の間の間隔や、リニアフレネルレンズ３と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ３の間の間隔や、リニアフレネルレンズ３と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる。
【0044】
リニアフレネルレンズ３、４と被検査物の間の距離Ｌを短く形成することができると、光の減衰を少なくすることができ、より強い紫外線強度を確保することができることから、検査方法によっては好適となる場合があり、好ましい。
【0045】
図９（Ｙ）に示されるのは本発明に係る実施形態の他の一例である。図９（Ｙ）に示される反射板３１は、リニアフレネルレンズ４の下側に内向きに備えられ、紫外線ＬＥＤ光源２から照射される光をリニアフレネルレンズ４が屈折させ、その光をさらに反射板３１で反射させ、これにより分割領域１５に入射した光が反射板３１により反射されたものも併せて被検査物５の被照射領域全域を照射するように形成されている。リニアフレネルレンズ４は入射角が大きくなると、リニアフレネルレンズ４の表面で反射されてしまう場合や、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を被検査物５へと屈折して照射するための屈折率を、リニアフレネルレンズ４において確保できない場合が出てきてしまう。そのため、反射板３１を用いることで、そのままリニアフレネルレンズ４に入射するには必要な屈折率が大きすぎる光線についても、リニアフレネルレンズ４で屈折させた後に、更に反射板３１で反射されるため、使用可能となり、原点Оからみて水平付近の、従来使われていないような角度の光も使用可能となる。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ４の間の間隔や、リニアフレネルレンズ４と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ４の間の間隔や、リニアフレネルレンズ４と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる。
【0046】
図示しないが、リニアフレネルレンズ３側についても同様である。図９（Ｙ）に示される反射板３１は、リニアフレネルレンズ３の下側に内向きに備えられ、紫外線ＬＥＤ光源２から照射される光をリニアフレネルレンズ４が屈折させ、その光をさらに反射板３１で反射させ、これにより分割領域１５に入射した光が反射板３１により反射されたものも併せて被検査物５の被照射領域全域を照射するように形成されている。リニアフレネルレンズ３も、入射角が大きくなると、リニアフレネルレンズ３の表面で反射されてしまう場合や、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を被検査物５へと屈折して照射するための屈折率を、リニアフレネルレンズ３において確保できない場合が出てきてしまう。そのため、反射板３１を用いることで、そのままリニアフレネルレンズ３に入射するには必要な屈折率が大きすぎる光線についても、リニアフレネルレンズ３で屈折させた後に、更に反射板３１で反射されるため、使用可能となり、原点Оからみて水平付近の、従来使われていないような角度の光も使用可能となる。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ４の間の間隔や、リニアフレネルレンズ４と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる点も、同様である。
このため、紫外線ＬＥＤ光源２とリニアフレネルレンズ４の間の間隔や、リニアフレネルレンズ４と被検査物５の被照射領域との間隔を短く形成することができる。そのため、紫外線ＬＥＤ光源２から被検査物５までの距離Ｌを短く形成することができることとなる点も、同様である。
【0047】
なお、ここまで説明してきたリニアフレネルレンズ３及び４の形状や機能は、原点をＯとした場合だけではなく、図２のＹ軸方向に原点が移動した場合であっても同様である。例えば、原点ＯよりＹ軸正方向側にずれた位置であっても、リニアフレネルレンズ３乃至４の分割領域１２～１５は同様に設けられており、これはＹ軸負方向側においても同様である。図９の反射板についても、同様に、Ｙ軸負方向側にずれた位置においても設けられている。Ｙ軸正方向側についても同様となる。
【0048】
ここで、本発明のリニアフレネルレンズ３、４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３における各溝のＸ軸方向の一辺の長さは、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、リニアフレネルレンズ３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、適宜設計することができる。
【0049】
リニアフレネルレンズ３、４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。
【実施例】
【0050】
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３は、アクリル樹脂製であり、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高い紫外線放射照度の確保を目的として、面長５０ｍｍ、厚さｔ＝１．０ｍｍ、ピッチ＝０．３ｍｍであり、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ＬＥＤ光源２は、ピーク波長が３６５ｎｍであるものが用いられた。
【0051】
＜評価方法＞
（紫外線放射照度分布試験）
実施例１の紫外線照射装置１を用いた場合における被照射面の紫外線放射照度分布が測定された。実施例１は、本発明に係る光学機構、すなわち、リニアフレネルレンズ３、４及びスリット６を備えた機構により、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を集光するよう設けられた。リニアフレネルレンズ３、４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の領域における紫外線放射照度を測定し、紫外線放射照度の改善度合いを測定した。改善度合いの測定方法としては、照射幅全域においての照度を比較することとした。
（紫外線放射照度分布試験）
実施例１の紫外線照射装置１を用いた場合における被照射面の紫外線放射照度分布が測定された。実施例１は、本発明に係る光学機構、すなわち、リニアフレネルレンズ３、４及びスリット６を備えた機構により、紫外線ＬＥＤ光源２から照射された光を集光するよう設けられた。リニアフレネルレンズ３、４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の領域における紫外線放射照度を測定し、紫外線放射照度の改善度合いを測定した。改善度合いの測定方法としては、照射幅全域においての照度を比較することとした。
【0052】
比較例では、紫外線ＬＥＤ光源２を備えていたが、集光方法としてはシリンドリカルレンズを使用した。そのため、スリット６を有するような構成や、分割領域を有するような構成は、備えていなかった。
【0053】
この紫外線放射照度測定試験により照度を比較した結果、以下の結果が得られた。すなわち、比較例による紫外線放射照度の結果を１００％とすると、実施例では被検査物５の被照射領域においておおむね１０５～１１５％前後の紫外線放射照度が得られた。
【産業上の利用可能性】
【0054】
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。
【符号の説明】
【0055】
１ 紫外線照射装置
２ 紫外線ＬＥＤ光源
３、４ リニアフレネルレンズ
５ 被検査物
６ スリット
１０、１１ 分割線
１２、１３、１４、１５ 分割領域
２０ 平滑面
２１ 鋸歯状の面
２２、２３ 縁
３０、３１ 反射板
４０ 傷
４１ 凹部
２ 紫外線ＬＥＤ光源
３、４ リニアフレネルレンズ
５ 被検査物
６ スリット
１０、１１ 分割線
１２、１３、１４、１５ 分割領域
２０ 平滑面
２１ 鋸歯状の面
２２、２３ 縁
３０、３１ 反射板
４０ 傷
４１ 凹部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】