JP2003528343A - 逆反射体を有する光学システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電磁放射をターゲット表面（４３）上に集光し、収集するための方法およびシステムを開示する。この方法およびシステムは、一般的に、放射ソース（４１）と、主反射体（４２）と、主反射体（４２）の形状と相補的な形状を有する逆反射体（４６）とを含む。主反射体（４２）は、ソース（４１）から放射を反射するための、実質的に凹面の形状である反射面を有する。放射ソース（４１）は実質的に全方向に対し、実質的に均一な放射線束を射出し、この線束は主反射体によって集められ、ターゲット表面に再び方向づけられる。逆反射体（４６）は主反射体（４２）に依存して相補的な形状を有し、ターゲット表面に再び方向づけられた放射の一部を遮断するよう位置決めされる。逆反射体（４６）は、放射の遮断された部分を前記主反射体（４２）に向け、同じ路に沿って再反射し、再び方向づけられた放射がソース（４１）に向けて再び配向されるようにする。このようにして、ターゲット表面（４３）での線束密度は増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

この発明は、逆反射により、電磁放射のソースから出る光の線束密度を増大さ
せるための方法およびシステムに関する。

【０００２】

【発明の背景】

放射、特に可視光の放射をソースからターゲット表面上に収集し、集光する際
の主な目的の１つは、ターゲット表面における光の線束密度、すなわち輝度を最
大にすることである。軸上の楕円および回転放物面反射体、ならびにさまざまな
形の軸外反射体を用いたさまざまな構成が用いられてきた。ターゲットで形成さ
れるイメージの輝度は、理論上、理想的な光学システムにおいてのみ保存され得
る（非理想的なシステムでは減少する）ので、ターゲットでの全線束を、ソース
によって射出された量を超えて増大させることは不可能である。

【０００３】 特に、反射体を用いる光学的集光および収集のシステムの分野において、図１
Ａに例示される基本的なシステムは、一般的に凹面の形状を有する主反射体２を
含む。さまざまな形状を有する凹面反射体は当該技術において公知であり、球面
、回転放物面、楕円、および環状の反射体を含む。図１Ａは特に、２つの焦点４
および５を有する一般的な楕円形状の凹面反射体２を示す。このような楕円のシ
ステムでは、典型的に、放射のソース１が一方の焦点４付近に置かれ、典型的に
光ファイバ、ホモジナイザ、またはレンズの入力端であるターゲット表面３が他
方の焦点５付近に置かれる。楕円形状の反射体の、本来の反射特性の１つは、そ
の焦点の一方で射出された光が他方の焦点上に集められ、集束されることである
。

【０００４】 ターゲット表面での線束の総量が、最大でもソースによって射出された線束と
等しいだけであるという根本的な限界を克服するため、先行技術によって一般的
に用いられている技術は、ソースとしてアーク灯を、逆反射体と組合わせて用い
ることである。この組合せにより、アーク灯の一方側から射出された光を、逆反
射体によって再びアーク灯に方向づける。アークによる、反射された光の吸収は
極めて小さいので、逆反射体を用いた場合にアーク灯の反対側から射出される光
は、アーク自身から放射する光と逆反射された光との両方から成る。したがって
、灯の、逆反射体と反対の側から射出される光線束の総量は、事実上２倍となる
。他の先行技術の方法では、この概念を拡大して、ゴールデンバーグ（Goldenbe
rg）他への米国特許第４，９５７，７５９号にあるように、アークからの光を再
びアーク自身に複数回反射し、これによって線束をさらに増大させている。

【０００５】 図１Ｂに示されるように、逆反射体は光軸１７を有する投射システムにおいて
一般的に用いられてきた。球面逆反射体１６は、典型的にはアーク灯であるソー
ス１１の後ろに置かれ、アーク１１Ａは球面逆反射体１６の湾曲の中央１９に置
かれる。この配向により、ソース１１の後面で集められた光は、再びアーク１１
Ａ自身に結像し、システムの前面でレンズ等の集光光学機器１８によって集めら
れる。このような逆反射体１６は、理想的な環境下では集光光学機器に送られる
輝度を事実上２倍にするであろうし、実際には、典型的に、ターゲット表面１３
での光束密度を約６０％から８０％増大させる。

【０００６】 図１Ａにあるような、反射体ベースの集光システムによって送出された光の線
束密度を増大させるために、図２に示される複合反射体システムが先行技術によ
り開発されてきた。図２を参照すると、このような複合反射体システムは、ソー
ス２１の、ターゲット表面２３と反対の側に楕円主反射体２２を有する。この反
射体２２は第１の焦点２４に置かれたソース２１からの光を集め、その光を第２
の焦点２５に反射する。凹球面逆反射体２６は、その湾曲の中央２９が第１の焦
点２４と一致するよう位置決めされ、ソース２１から射出された放射の一部を集
め、その有効線束密度がほぼ２倍になるよう、放射を再びソース２１に反射する
。逆反射されたこの光は次に、元の光と同様に楕円主反射体２２によって集めら
れ、第２の焦点２５に送出され、したがって、ターゲット表面２３で全線束密度
を増大させる。

【０００７】 図３はこのような複合反射体システムの別の構成を示す。このシステムでは、
凹球面逆反射体３６はソース３１の後ろに置かれ、楕円主反射体はソースとター
ゲット表面３３との間に置かれる。図２で示される複合反射体システムのように
、ソース３１は主反射体３２の第１の焦点３４および逆反射体３６の湾曲の中央
付近に置かれ、ターゲット表面は第２の焦点３５付近に置かれる。この場合のタ
ーゲット表面３３での線束密度もまた、逆反射を伴わない場合と比較すると、約
２倍となる。

【０００８】 図２および図３で示されるシステムは、いずれも凹球面逆反射体を用いてター
ゲット表面での線束密度を増大させているが、両方のシステムで用いらていれる
複合反射体システムは複雑であり、製造するのに費用がかかる。さらに、灯と反
射体との間の適切なアライメントが難しい。したがって、当該技術では、光学的
集光および収集のために、ソースによってターゲット表面に射出された放射の線
束密度を増大させ、簡単かつ安価に製造できる、最適化されたシステムおよび方
法に対する必要性が依然としてある。

【０００９】

【発明の概要】

この発明は、電磁放射を集光し、収集してターゲット表面での線束密度を増大
させるための方法およびシステムを提供する。この発明に従ったシステムは、ア
ーク灯等の、実質的に均一な放射線束を射出する放射ソースと、実質的に凹面の
形状の反射面、焦点、および光軸を有する主反射体と、非凹面形状の反射面を有
する逆反射体とを含む。この発明に従い、主反射体の実質的に凹面の形状と逆反
射体の非凹面の形状とは、２つの形状が相補的であるように選択される。すなわ
ち、主反射体の形状と逆反射体の形状とは、主反射体から方向づけられた光が逆
反射体の非凹面の反射面と直角に交差し、逆反射体に当たる光がその元の経路に
実質的に沿ってソースに戻るようなものである。

【００１０】 この発明の方法は、ソースからの放射を射出するステップと、その放射を実質
的に凹面の形状の主反射体で集めるステップと、射出された放射を少なくとも２
つの部分で、光ファイバ、フィールドホモジナイザ、またはレンズの入力端等の
ターゲット表面に再び方向づけるステップとを含む。この方法は、主反射体によ
って再び方向づけられた放射の少なくとも一部を、主反射体と相補的に成形され
た非凹面逆反射体を用い、放射の元の経路に実質的に沿って再びソースに反射す
るステップをさらに含む。

【００１１】 この発明は、高価で複雑な複合反射体または集光レンズを必要とすることなく
、ターゲット表面上に高い線束密度で効果的に集光するという点で先行技術の不
利益および欠点を克服する。この発明の上述および他の利点、特徴、および局面
は、添付の図面および請求項とともにこの発明の好ましい実施例の以下の説明か
ら、より容易に認識されるであろう。この発明は、図面において限定としてでは
なく例として示され、図面の同じ参照番号は同じ部分を示す。

【００１２】

【好ましい実施例の詳細な説明】

図４および図４Ａはこの発明の第１の好ましい実施例を示す。この実施例は、
光軸４７に沿って対称な楕円形状を有する、実質的に凹面の主反射体４２を含む
。アーク灯を含むソース４１は、灯の軸が楕円主反射体４２の光軸４７と同一線
上になるよう、そのアークギャップが反射体４２の第１の焦点４４にくるように
置かれる。

【００１３】 図面で示されるように、主反射体４２は、ソース４１のアーク灯から射出され
た光の大部分を集めるよう、好ましくは楕円の一部をなす。当業者には分かるよ
うに、ソース４１は楕円の第１の焦点４４にあるので、射出された光のすべては
集められ、楕円の第２の焦点４５に方向づけられるはずである。ターゲット表面
４３で光の線束密度を増大させるため、凸球面逆反射体が、逆反射体の湾曲の中
央４９が第２の焦点４５に近接して置かれるように、主反射体４２からの出力の
経路内の、第１の焦点４４と第２の焦点４５との間に置かれる。

【００１４】 凸球面逆反射体４６と、実質的に凹面の楕円主反射体４２とのこの特定の配向
は、球面逆反射体４６の反射面上の光入射のすべてがこの面と直角に交差すると
いう点で相補的なものである。その結果、凸球面逆反射体４６上に入射する光は
１８０°反射され、それ自身の経路を再びたどって楕円主反射体４２まで、さら
にアーク自身まで実質的に戻り、したがって、逆反射機能を果たす。図４および
図４Ａに示される好ましい実施例では、高い線束密度および低い開口数の光出力
をターゲット表面４３にもたらすよう、開口４６ｂが凸球面逆反射体４６の中央
に形成される。図４Ａに示されるように、この開口４６ｂは、逆反射された光の
すべてが確実に開口４６ｂから出てターゲット表面４３で収集され得るよう、主
反射体４２の光軸４７に対して対称に形成される。当業者には分かるように、こ
の開口４６ｂは光軸４７に対称であればどのような形状でもよいが、好ましくは
、逆反射体４６を光軸４７に沿って見ると輪の形状を有するよう、開口４６ｂは
、図４Ａで示されるように円形である。

【００１５】 図５および図５Ａはこの発明の代替的実施例を示す。この実施例は、第１の焦
点５４に置かれたアーク灯のソース５１からの光を、第２の焦点５５に置かれた
ターゲット表面５３上に反射する楕円主反射体５２を用いる点で、前の実施例と
同様である。輪の形状をした逆反射体を用いる代わりに、その湾曲の中央５９が
実質的に第２の焦点５５にある実質的に凸面の球面逆反射体５６は、この代替的
実施例において、図５Ａに示されるように、軸５７に沿って見ると、光軸５７に
中心を置いた中実な形状である。出力はこの凸球面逆反射体５６の外で得られ、
逆反射により、ターゲット表面において線束密度は増大する。

【００１６】 図６および図６Ａはこの発明の別の代替的実施例を概略的に示す。この実施例
では、凸球面逆反射体６６は実質的に凹面の楕円主反射体６２と対にされる。図
面で分かるように、逆反射体６６は、光軸６７に沿って見ると半円板の形状を有
している。この構成は、主反射体６２からの最初の光出力を本質的に２つに分割
し、光出力の第１の半分（図面では下半分として示される）が主反射体６２に再
び反射されるようにする。ターゲット表面６３に送出される光のすべては、主反
射体６２の制限されていない（上半分として示される）部分から出る。

【００１７】 図７および図７Ａはこの発明の第２の好ましい実施例を概略的に示す。この実
施例は、光軸７７に沿って対称な回転放物面の形状を有する、実質的に凹面の主
反射体７２を含む。楕円主反射体を用いる実施例と同様に、アーク灯を含むソー
ス７１は、灯の軸が回転放物面主反射体７２の光軸７７と同一線上になるよう、
アークギャップが主反射体７２の焦点７４にくるように置かれる。

【００１８】 図７で示されるように、実質的に平面の反射面を含む逆反射体７６は、回転放
物面主反射体７２の光軸７７に対して直角に置かれる。当業者には分かるように
、実質的に凹面の回転放物面反射体において、その焦点で射出された光が、反射
体の光軸と平行にすべてが進行する複数の光線へとコリメートされることは本来
の特性である。したがって、光軸７７に対して直角に配向された平面の逆反射体
７６は、回転放物面主反射体７２と相補的である。なぜなら、この逆反射体は、
主反射体７２からの入射光のすべてを１８０°反射し、したがって、光路を実質
的に再び辿ってソース７１に戻るからである。

【００１９】 図７Ａに示されるように、この好ましい実施例では、開口７６ｂが反射体の中
央に存在する。図４および図４Ａの実施例のように、この開口７６ｂは円形であ
る必要はないが、好ましくは、主反射体７２の光軸７７に対称であることが認識
されるべきである。

【００２０】 図８および図８Ａは、この発明の第２の好ましい実施例の代替的実施例を概略
的に示す。この代替的実施例では、平面逆反射体８６が再び、焦点８４とターゲ
ット表面８３との間で主反射体８２の光軸８７に対して直交して固定される。し
かしながら、光軸８７に沿って見ると、この逆反射体８６は図８Ａで示されるよ
うに、光軸８７の中心に置かれた中実な円板形状を有することが分かる。したが
って、図８で示されるように、ターゲット表面８３に届く光線のすべては逆反射
体８６の外を進行する。

【００２１】 図９および図９Ａは、回転放物面主反射体９２と平面逆反射体９６とを用いる
、この発明の別の代替的実施例を概略的に示す。図６および図６Ａによって示さ
れる実施例と同様に、この平面逆反射体９６は、光軸９７に沿って見ると、半円
板の形状を有する。この種類の逆反射体９６を用いるこの発明の実施例では、タ
ーゲット表面９３に送出される光のすべては、主反射体９２の制限されていない
部分から出る。したがって、結果的な出力は、断面が本質的に半円形であり、逆
反射を伴わない元の出力より高い輝度を有するであろう。

【００２２】 上の実施例すべてにおいて、主反射体と逆反射体とは共に、高反射率被覆を有
する適切な材料、好ましくは金属から形成され得る。反射体をガラスで形成し、
広帯域での適用のために、銀またはアルミニウム等の金属被覆を施すか、放射の
一定の波長のみの反射が所望される適用のために、多層誘電体被覆を施すことも
できる。たとえば、白色光出力のための広帯域の可視被覆、エポキシーを硬化さ
せるための青色またはＵＶ被覆、または他の特定の適用にふさわしい、他の波長
に特定の被覆である。

【００２３】 この発明の実施例に従った適切なソースは、小領域から実質的に均一な高強度
の放射を射出する任意の放射ソース、たとえば、アーク灯であり得る。この発明
の実施例で用いられる特定の適切なアーク灯は、主反射体の焦点距離と比べて小
さなアークギャップを有するであろう。好ましくは、光ファイバの適用には、ソ
ースは約１ｍｍから約６ｍｍのオーダのアークギャップ長を有する高強度アーク
灯を含む。このような灯は水銀灯、水銀キセノン灯、キセノン灯、ハロゲン化金
属灯、ＨＩＤ灯、タングステンハロゲンもしくはハロゲン灯、またはナトリウム
等のさまざまなドーパントを有するアーク灯であり得る。ランプの種類および電
力定格が、この発明の特定の適用に基づいて選択されるべきであることが当業者
には容易に分かるであろう。

【００２４】 この発明の実施例に従ったターゲット表面は、集中させた放射線束がもたらさ
れることが望ましい、任意の表面であり得る。たとえば、このような表面は、レ
ンズの表面、単一ファイバまたはファイバの束であり得る光ガイドの入力表面、
ホモジナイザ、中空の内部反射管、および他の光ファイバ、光ガイドおよびそれ
らの組合せであり得るが、これに限定されない。

【００２５】 たとえば、光を低温用プラスチックベースの材料から成る光ファイバに送出す
ることが所望される状況では、光ファイバ内への誘導前に、ターゲット表面にお
いてホモジナイザで放射線束のプロファイルを再配分することにより、光ファイ
バ材料が焦げるのを防ぐ助けとなるであろう。このことは特に、楕円主反射体を
用いる、この発明の実施例で有用である。なぜなら、光の極めて集中した箇所が
ターゲット表面で生成されるからである。

【００２６】 この発明で用いるための適切なホモジナイザは、光ガイドとしても働く、いか
なる強度プロファイルまたは開口数の変換装置であってもよい。この発明の実施
例で用いるための適切なホモジナイザは、テーパーまたは非テーパーの多角形導
波路、テーパー単芯光ファイバ（クラッドロッド等）、光ファイバの溶融された
束、または乱塊（randomized）ファイバ束を含む。

【００２７】 適切な光ガイドＩは、図１０Ａ−１０Ｆで示されるように断面が多角形である
か、図１１に示されるように断面が円形であり得る。さらに、光ガイドＩは図１
２Ａに示されるように先太テーパー光ガイド、または図１２Ｂで示されるように
先細テーパー光ガイドであり得る。さらに、光ガイドＩは反射内壁Ｒを有する、
図１３に示される中空管ホモジナイザでもよく、ターゲットＩは図１４で示され
るように、レンズＬの入力端Ｓでもよい。

【００２８】 回転放物面主反射体を用いるこの発明の実施例において、当該技術では公知の
集束レンズまたは反射体を用いることにより、出力をターゲット表面でこのよう
な光ファイバ光ガイド内に再び方向づけることができる。

【００２９】 図４−図６で示される実施例のように、正確な楕円形状を有する反射体を製作
するにはおそらく費用がかかるので、その開示がこの明細書で引用により援用さ
れる米国特許第５，４１４，６００、５，４３０，６３４、および５，７５７，
４３１号によって教示される、球面鏡または環状鏡を使用することにより、楕円
形状の実質的な凹面を近似させることができる。これらの引用が教示するように
、光をターゲット表面に結合させる際のデグラデーションの量は、システムの寸
法（ターゲット表面からソースへの距離等）および主反射体とターゲット表面と
の相対開口数に決定的に依存する。

【００３０】 ソースとターゲット表面との間の距離（すなわち、楕円主反射体の寸法）は、
所望の倍率および所望の開口数がターゲット表面で得られるよう、選択すること
ができる。好ましくは、システムの倍率係数および開口数は、ターゲットでの光
の出力がターゲットの入力特性（ターゲット表面付近に置かれる光ファイバの臨
界開口数等）と合致するように選択される。

【００３１】 この発明は、この発明を実施するための好ましい実施例を参照して示され、説
明されてきたが、この明細書に開示され前掲の請求項に含まれるより広い発明の
概念から逸脱することなくさまざまな変更を行ない、この発明を異なる実施例に
適用してよいことが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 当該技術で公知の、従来の軸上楕円反射体の集光収集システム
の概略図である。

【図１Ｂ】 当該技術で公知の、レンズおよび球面逆反射体を用いた集光収
集システムの概略図である。

【図２】 当該技術で公知の軸上複合反射体の、集光収集システムの第１の
実施例の概略図である。

【図３】 当該技術で公知の軸上複合反射体の、集光収集システムの第２の
実施例の概略図である。

【図４】 この発明の第１の実施例の概略図であり、実質的に凹面の楕円主
反射体が相補的な凸球面逆反射体と対にされている。

【図４Ａ】 主反射体の光軸に沿って見た場合の、図４の逆反射体を示す概
略図であり、この発明のこの実施例における逆反射体の輪の形状をさらに示す。

【図５】 この発明の第２の実施例の概略図であり、実質的に凹面の楕円主
反射体が相補的な凸球面逆反射体と対にされている。

【図５Ａ】 主反射体の光軸に沿って見た場合の、図５の逆反射体を示す概
略図であり、この発明のこの実施例における逆反射体の円板の形状をさらに示す
。

【図６】 この発明の第３の実施例の概略図であり、実質的に凹面の楕円主
反射体が相補的な凸球面逆反射体と対にされている。

【図６Ａ】 主反射体の光軸に沿って見た場合の、図６の逆反射体を示す概
略図であり、この発明のこの実施例における、逆反射体の部分的な円板形状をさ
らに示す。

【図７】 この発明の第４の実施例の概略図であり、実質的に凹面の回転放
物面主反射体が相補的な平面の逆反射体と対にされている。

【図７Ａ】 主反射体の光軸に沿って見た場合の、図７の逆反射体を示す概
略図であり、この発明のこの実施例における、逆反射体の輪の形状をさらに示す
。

【図８】 この発明の第５の実施例の概略図であり、実質的に凹面の回転放
物面主反射体が相補的な平面の逆反射体と対にされている。

【図８Ａ】 主反射体の光軸に沿って見た場合の、図８の逆反射体を示す概
略図であり、この発明のこの実施例における逆反射体の円板形状をさらに示す。

【図９】 この発明の第６の実施例の概略図であり、実質的に凹面の回転放
物面主反射体が相補的な平面の逆反射体と対にされている。

【図９Ａ】 主反射体の光軸に沿って見た場合の、図９の逆反射体を示す概
略図であり、この発明のこの実施例において、逆反射体の部分的円板形状をさら
に示す。

【図１０】 ＡからＦは、この発明の実施例で用いてよい、複数の多角形の
光ガイド（導波路）ターゲットの断面概略図である。

【図１１】 この発明で使用してよい円形断面の光ガイドターゲットの概略
図である。

【図１２Ａ】 この発明の一実施例に従った、先太テーパー光ガイドターゲ
ットを示す概略側面図である。

【図１２Ｂ】 別の実施例に従った、先細テーパー光ガイドターゲットを示
す概略側面図である。

【図１３】 この発明で使用してよい中空管光ガイドホモジナイザの概略断
面図である。

【図１４】 ターゲット表面がレンズの入力端である、発明と共に使用され
てよい、一実施例の概略側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁放射を集光し、収集して線束密度をターゲット表面で増
   大させるためのシステムであって、 実質的に均一な放射線束を射出する放射ソースと、 実質的に凹面の形状の反射面、焦点、および光軸を有する主反射体とを含み、
   前記ソースは前記焦点に近接して置かれ、前記実質的に凹面の形状の反射面は、
   前記ソースから射出された前記放射線束の第１および第２の部分を集め、放射線
   束の前記第１の部分を第１の複数の経路に沿って再び方向づけ、放射線束の前記
   第２の部分を第２の複数の経路に沿って再び方向づけ、前記システムはさらに、 非凹面形状の反射面を有する逆反射体を含み、前記非凹面形状の反射面は、前
   記主反射体の、実質的に凹面の形状の前記反射面と相補的であり、 放射線束の前記第１の部分は、前記第１の複数の経路に沿ってターゲット表面
   に放射し、放射線束の前記第２の部分は、前記第２の複数の経路に沿って前記逆
   反射体の前記非凹面形状の反射面に放射し、前記非凹面形状の反射面は、前記放
   射線束の前記第２の部分を前記第２の複数の経路に沿って反射して前記主反射体
   に戻して、次に、前記放射線束の前記第２の部分が前記第１の複数の経路に沿っ
   てターゲット表面に反射されるようにする、システム。
2. 【請求項２】 前記実質的に凹面の形状の反射面は実質的に楕円の湾曲を有
   し、前記非凹面形状の反射面は実質的に球面の湾曲を有する、請求項１に記載の
   、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
3. 【請求項３】 前記逆反射体は、前記光軸に沿って見ると円板形状を有する
   、請求項２に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
4. 【請求項４】 前記逆反射体は、前記光軸に沿って見ると輪の形状を有する
   、請求項２に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
5. 【請求項５】 前記逆反射体は、前記光軸に沿って見ると、部分的な円板形
   状を有する、請求項２に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
6. 【請求項６】 前記実質的に凹面形状の反射面は実質的に回転放物面の湾曲
   を有し、前記非凹面形状の反射面は実質的に平面である、請求項１に記載の、電
   磁放射を集光し、収集するためのシステム。
7. 【請求項７】 前記ソースはアーク灯を含む、請求項１に記載の、電磁放射
   を集光し、収集するためのシステム。
8. 【請求項８】 前記アーク灯は、約１ｍｍから約６ｍｍの範囲のアークギャ
   ップ長を有する、請求項７に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステ
   ム。
9. 【請求項９】 前記アーク灯は、キセノン、水銀、水銀キセノン、ハロゲン
   化金属、ＨＩＤ、タングステンハロゲン、およびハロゲンから成る群から選択さ
   れる種類の灯である、請求項７に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシ
   ステム。
10. 【請求項１０】 ターゲット表面は、光学導波路の入力端を含む、請求項１
    に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
11. 【請求項１１】 前記光学導波路は、単一光ファイバ、光ファイバの溶融さ
    れた束、およびクラッドロッドからなる群から選択される種類のものである、請
    求項１０に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
12. 【請求項１２】 前記ターゲット表面はホモジナイザ（homogenizer）の入
    力端を含み、前記ホモジナイザは放射線束を前記主反射体から受取り、放射を光
    学導波路に送出し、前記ホモジナイザは放射線束を角度において再配分し、実質
    的に均一な密度のプロファイルにする、請求項１に記載の、電磁放射を集光し、
    収集するためのシステム。
13. 【請求項１３】 前記ホモジナイザは円形または多角形の断面形状を有する
    、請求項１２に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
14. 【請求項１４】 前記ホモジナイザは、石英、ガラス、または高温用プラス
    チックからなる群から選択される材料から成る光ファイバである、請求項１２に
    記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
15. 【請求項１５】 前記ホモジナイザは反射内壁を有する中空管である、請求
    項１２に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
16. 【請求項１６】 前記ターゲット表面はレンズの入力端を含む、請求項１に
    記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
17. 【請求項１７】 前記主反射体の、実質的に楕円の前記湾曲は、環状および
    球面からなる群から選択される形状を有する表面部分によって近似される、請求
    項２に記載の、電磁放射を集光し、収集するためのシステム。
18. 【請求項１８】 前記主反射体および前記逆反射体のうちの少なくとも１つ
    は放射の一定の波長のみを選択的に反射する、請求項１に記載の、電磁放射を集
    光し、収集するためのシステム。