JP3190681B2 - 軸上式凹面鏡を用いる集光・収束用光学システム - Google Patents
軸上式凹面鏡を用いる集光・収束用光学システムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、電磁放射線を集光・収束するためのシステ
ムに関し、さらに詳細には、光ファイバの端末のような
小ターゲットを高強度に照射するためのシステムに関す
る。
ムに関し、さらに詳細には、光ファイバの端末のような
小ターゲットを高強度に照射するためのシステムに関す
る。
発明の背景 電磁線を集光・収束するための従来の構造において
は、等方的に放射する単一点源から可能な限りの光を集
光してその光の向きを変化させる点が重要視されてい
る。従って、放射線束を小スポットサイズに収束させる
能力は、これらの構造においては犠牲にされている。こ
のような構造を用いて、小スポットサイズに放射線を収
束させようとすると、その小スポットへの放射線束が少
なくなる。何故なら、従来の構造の特徴（すなわち、可
能な限りの光を集光してその光の向きを変化させる特
徴）は、通常の非コヒーレントな光源から生じる光の束
を最小のスポットサイズに収束させる目的とは合致しな
いからである。従って、放射線束の密度が減少するとい
う犠牲を払ってのみ、小スポットサイズの結像が得られ
る。
は、等方的に放射する単一点源から可能な限りの光を集
光してその光の向きを変化させる点が重要視されてい
る。従って、放射線束を小スポットサイズに収束させる
能力は、これらの構造においては犠牲にされている。こ
のような構造を用いて、小スポットサイズに放射線を収
束させようとすると、その小スポットへの放射線束が少
なくなる。何故なら、従来の構造の特徴（すなわち、可
能な限りの光を集光してその光の向きを変化させる特
徴）は、通常の非コヒーレントな光源から生じる光の束
を最小のスポットサイズに収束させる目的とは合致しな
いからである。従って、放射線束の密度が減少するとい
う犠牲を払ってのみ、小スポットサイズの結像が得られ
る。
一般的に用いられる集光・収束用光学システムには、
２つの基本的な構造が知られている。第１の構造は、図
１に例示されたような集光レンズを用いるシステムであ
る。しかし、集光レンズは、色収差や球面収差を生成
し、そのための高価な補正用光学系が必要となり、ま
た、各レンズ間の位置合わせが困難であり、さらに大き
な設置空間を必要とするなど、種々の問題がある。図２
に示されるような楕円反射鏡もまた、従来システムに用
いられる。しかし、この楕円反射鏡は、高価であり、ま
た、結像の倍率が不可避的に拡大されてその結像におけ
る光束の密度が減少するなどの問題がある。これら２つ
のシステム（図１および図２を参照）は、前述したよう
に、単一点源から可能な限りの光を集光してその光の向
きを変化させる点を重要視している。従って、そのよう
なシステムは、スポットサイズへの収束とそのスポット
における光束の密度の両方を最適化することは困難であ
る。
２つの基本的な構造が知られている。第１の構造は、図
１に例示されたような集光レンズを用いるシステムであ
る。しかし、集光レンズは、色収差や球面収差を生成
し、そのための高価な補正用光学系が必要となり、ま
た、各レンズ間の位置合わせが困難であり、さらに大き
な設置空間を必要とするなど、種々の問題がある。図２
に示されるような楕円反射鏡もまた、従来システムに用
いられる。しかし、この楕円反射鏡は、高価であり、ま
た、結像の倍率が不可避的に拡大されてその結像におけ
る光束の密度が減少するなどの問題がある。これら２つ
のシステム（図１および図２を参照）は、前述したよう
に、単一点源から可能な限りの光を集光してその光の向
きを変化させる点を重要視している。従って、そのよう
なシステムは、スポットサイズへの収束とそのスポット
における光束の密度の両方を最適化することは困難であ
る。
図１に例示されたシステムの変形例がフランス特許第
1383413号に開示されている。このシステムの構成によ
れば、曲率中心と光軸を有する球面鏡が、フィラメント
光源からの光を光ガイドに集光・収束させるのに用いら
れる。光源は鏡の曲率中心に配置されて、光は、球面鏡
と対向する側の点に配置された光ガイドに集束される。
また、第１球面鏡の反対側に第２球面鏡を配置して、光
覆を光源に戻してから第１反射鏡に集束させることによ
って、性能を向上させることができる。第２反射鏡の中
心に設けられた穴に光ガイドを光軸に沿って配置するこ
とによって、反射された電磁放射線をその光ガイドに集
光させることができる。また、フランス特許第1383413
号には、図２に示されるような構成を有する第１楕円鏡
を使用した例が記載されている。ただし、図２の例と異
なって、フランス特許第1383413号の例では、光源が配
置された曲率中心を有しかつ第１楕円鏡の第１、第２焦
点間に配置された第２球面鏡が、光ガイドへの集光量を
向上させるために用いられている。また、光ガイドは、
第１楕円鏡の第２焦点に光軸に沿って配置され、光ガイ
ドに光を集束させるために、第２反射鏡に穴が設けられ
ている。
1383413号に開示されている。このシステムの構成によ
れば、曲率中心と光軸を有する球面鏡が、フィラメント
光源からの光を光ガイドに集光・収束させるのに用いら
れる。光源は鏡の曲率中心に配置されて、光は、球面鏡
と対向する側の点に配置された光ガイドに集束される。
また、第１球面鏡の反対側に第２球面鏡を配置して、光
覆を光源に戻してから第１反射鏡に集束させることによ
って、性能を向上させることができる。第２反射鏡の中
心に設けられた穴に光ガイドを光軸に沿って配置するこ
とによって、反射された電磁放射線をその光ガイドに集
光させることができる。また、フランス特許第1383413
号には、図２に示されるような構成を有する第１楕円鏡
を使用した例が記載されている。ただし、図２の例と異
なって、フランス特許第1383413号の例では、光源が配
置された曲率中心を有しかつ第１楕円鏡の第１、第２焦
点間に配置された第２球面鏡が、光ガイドへの集光量を
向上させるために用いられている。また、光ガイドは、
第１楕円鏡の第２焦点に光軸に沿って配置され、光ガイ
ドに光を集束させるために、第２反射鏡に穴が設けられ
ている。
米国特許第４、757、431号は、その開示内容は本明細
書にも引例されているが、ターゲットにおける放射線束
の密度を増すために軸外式球面反射鏡を用いる、集光・
収束システムの改良例が記載されている。図３に示され
るように、この従来技術の軸外式システムは、反射鏡の
光軸から横方向に変位された光源と、その光源に対して
光軸を中心として略対称的な位置に配置されたターゲッ
トを有している。しかし、このようなシステムは、光源
とターゲットの「軸外に変位された関係」がもたらす欠
点を有している。例えば、その軸外の変位方向と平行に
現れる非点収差、およびこの軸外に配置された光源とタ
ーゲットの距離を最小化させるためのこのシステムに固
有の物理的な制約などである。非点収差は、システムの
収束効率を減少させ、ターゲットに集光される光束の密
度を減少させる。また、非点歪曲の最少化させるために
光源とターゲット間の軸外距離を最小化させる必要性が
あるために、このようなシステムにおける光源とターゲ
ットの物理的な寸法が制限される。
書にも引例されているが、ターゲットにおける放射線束
の密度を増すために軸外式球面反射鏡を用いる、集光・
収束システムの改良例が記載されている。図３に示され
るように、この従来技術の軸外式システムは、反射鏡の
光軸から横方向に変位された光源と、その光源に対して
光軸を中心として略対称的な位置に配置されたターゲッ
トを有している。しかし、このようなシステムは、光源
とターゲットの「軸外に変位された関係」がもたらす欠
点を有している。例えば、その軸外の変位方向と平行に
現れる非点収差、およびこの軸外に配置された光源とタ
ーゲットの距離を最小化させるためのこのシステムに固
有の物理的な制約などである。非点収差は、システムの
収束効率を減少させ、ターゲットに集光される光束の密
度を減少させる。また、非点歪曲の最少化させるために
光源とターゲット間の軸外距離を最小化させる必要性が
あるために、このようなシステムにおける光源とターゲ
ットの物理的な寸法が制限される。
従って、本発明の目的は、特定の位置に配置された電
磁線源から放射されて小さな光学的ターゲットに収束さ
れる光の集光量を増すことができる軸上式光学システム
を提供することにある。
磁線源から放射されて小さな光学的ターゲットに収束さ
れる光の集光量を増すことができる軸上式光学システム
を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、放射線源と、第１反射鏡
と、光学的ターゲットを備え、放射線源と光学的ターゲ
ットが第１反射鏡の光軸上に直線的に互いにずれて配置
されるような軸上式光学システムを提供することにあ
る。
と、光学的ターゲットを備え、放射線源と光学的ターゲ
ットが第１反射鏡の光軸上に直線的に互いにずれて配置
されるような軸上式光学システムを提供することにあ
る。
さらに、本発明の他の目的は、軸外式システムに固有
の非点収差と物理的制約をなくすことができる軸上式光
学システムを提供することにある。
の非点収差と物理的制約をなくすことができる軸上式光
学システムを提供することにある。
発明の要約 これらのおよび他の目的を達成するために、本発明に
よる集光・収束システムは、電磁線源の片側に配置され
た第１反射鏡とその電磁線源の反対側に配置されたター
ゲットを有することを特徴とする。前記第１反射鏡は、
好ましくは前記反射鏡の全面からなる、凹状反射面部を
備えるとよい。
よる集光・収束システムは、電磁線源の片側に配置され
た第１反射鏡とその電磁線源の反対側に配置されたター
ゲットを有することを特徴とする。前記第１反射鏡は、
好ましくは前記反射鏡の全面からなる、凹状反射面部を
備えるとよい。
前記第１反射鏡の前記凹面部は、好ましくは略トロイ
ダル面からなり、光軸とその光軸に沿って配置された第
１曲率中心を有するとよい。前記電磁線源は、略光軸上
に、前記トロイダル面部に向かって前記第１曲率中心か
ら第１距離だけ軸方向にずれて配置されるとよい。単一
の光ファイバまたは光ファイバ束からなるターゲット
は、前記トロイダル面部から反射された前記源のイメー
ジが実質的に収束されるように、略光軸上に、前記トロ
イダル面部から離れる方向に前記第１曲率中心から第２
距離だけ軸方向にずれて配置されるとよい。
ダル面からなり、光軸とその光軸に沿って配置された第
１曲率中心を有するとよい。前記電磁線源は、略光軸上
に、前記トロイダル面部に向かって前記第１曲率中心か
ら第１距離だけ軸方向にずれて配置されるとよい。単一
の光ファイバまたは光ファイバ束からなるターゲット
は、前記トロイダル面部から反射された前記源のイメー
ジが実質的に収束されるように、略光軸上に、前記トロ
イダル面部から離れる方向に前記第１曲率中心から第２
距離だけ軸方向にずれて配置されるとよい。
このような構成において、前記第１および第２距離
は、式（１−zs/r）×（１−zi/r）＝１（ただし、zsは
第１距離、ziは第２距離、ｒは第１反射鏡の球状反射面
部の曲率半径を示す）を近似的に満たすように設定され
るのが好ましい。
は、式（１−zs/r）×（１−zi/r）＝１（ただし、zsは
第１距離、ziは第２距離、ｒは第１反射鏡の球状反射面
部の曲率半径を示す）を近似的に満たすように設定され
るのが好ましい。
一実施例において、集光量をさらに増すために、好ま
しくは前記源に対して凹状の面を有する第２反射鏡が、
前記第１反射鏡の反対側で前記源の背後に設けられると
よい。光ファイバからなる前記ターゲットに光を集束さ
せるために、前記第２反射鏡は、第１反射鏡の光軸上に
形成された小さい中心穴を備えているとよい。
しくは前記源に対して凹状の面を有する第２反射鏡が、
前記第１反射鏡の反対側で前記源の背後に設けられると
よい。光ファイバからなる前記ターゲットに光を集束さ
せるために、前記第２反射鏡は、第１反射鏡の光軸上に
形成された小さい中心穴を備えているとよい。
他の実施例において、本システムはさらに、前記第１
反射鏡と前記第２反射鏡を形成する内面を備える側部を
有するハウジングから構成されてもよい。この場合、前
記第１反射鏡と前記第２反射鏡は互いに一体化されて前
記ハウジングの内面の周囲に配置された連続反射鏡を形
成するとよい。さらに、前記ハウジングは、前記側部に
取り付けられた上面と下面を備え、ガスで充満される密
封容器を形成するように構成されるとよい。この実施例
において、前記ハウジングの集光端に窓が設けられ、前
記ハウジング内から、前記窓に隣接してまたは前記窓か
ら離れて配置された光ファイバからなる前記ターゲット
の集光端に光を収束させるように構成されてもよい。
反射鏡と前記第２反射鏡を形成する内面を備える側部を
有するハウジングから構成されてもよい。この場合、前
記第１反射鏡と前記第２反射鏡は互いに一体化されて前
記ハウジングの内面の周囲に配置された連続反射鏡を形
成するとよい。さらに、前記ハウジングは、前記側部に
取り付けられた上面と下面を備え、ガスで充満される密
封容器を形成するように構成されるとよい。この実施例
において、前記ハウジングの集光端に窓が設けられ、前
記ハウジング内から、前記窓に隣接してまたは前記窓か
ら離れて配置された光ファイバからなる前記ターゲット
の集光端に光を収束させるように構成されてもよい。
簡単な図面の説明 図１は、従来技術の集光レンズの概略図である。
図２は、従来技術の楕円反射鏡システムの概略図であ
り、光源が仮想楕円（反射鏡がその一部を構成してい
る）の第１焦点に配置され、ターゲットがその第２焦点
に配置されている。
り、光源が仮想楕円（反射鏡がその一部を構成してい
る）の第１焦点に配置され、ターゲットがその第２焦点
に配置されている。
図３は、球面鏡を用いる従来技術の軸外式光学システ
ムのＹ−Ｚ面を示す概略図である。
ムのＹ−Ｚ面を示す概略図である。
図４は、第１、第２反射鏡を別要素として有する本発
明の一実施例のＸ−Ｚ面を示す概略図である。
明の一実施例のＸ−Ｚ面を示す概略図である。
図５は、第１、第２反射鏡を別要素として有する本発
明の実施例のＹ−Ｚ面を示す概略図である。
明の実施例のＹ−Ｚ面を示す概略図である。
図６は、集光端に平面窓を有するハウジング内におい
て第１、第２反射鏡を単一の連続反射鏡として備える、
本発明の他の実施例のＸ−Ｚ面を示す概略図である。
て第１、第２反射鏡を単一の連続反射鏡として備える、
本発明の他の実施例のＸ−Ｚ面を示す概略図である。
図７は、半球状窓を有するハウジング内において第
１、第２反射鏡を単一の連続反射鏡として備える、本発
明の他の実施例のＸ−Ｚ面を示す概略図である。
１、第２反射鏡を単一の連続反射鏡として備える、本発
明の他の実施例のＸ−Ｚ面を示す概略図である。
発明の詳細な説明 以下の説明において、本発明が完全に理解されるため
に、具体的な番号、寸法、光学的要素などが詳細に示さ
れるが、それらは単なる例示であって、本発明はそれら
に限定されるものではない。以下の具体例とは異なった
方法で、本発明が実施できることは当業者にとっては自
明のことである。なお、公知の装置および技術の詳細な
説明は、それらによって本発明の説明が曖昧になるのを
避けるために省略する。
に、具体的な番号、寸法、光学的要素などが詳細に示さ
れるが、それらは単なる例示であって、本発明はそれら
に限定されるものではない。以下の具体例とは異なった
方法で、本発明が実施できることは当業者にとっては自
明のことである。なお、公知の装置および技術の詳細な
説明は、それらによって本発明の説明が曖昧になるのを
避けるために省略する。
図４ないし図７に示されるように、本発明による集光
・収束用光学システムは少なくとも以下の３つの主要素
から構成されている。
・収束用光学システムは少なくとも以下の３つの主要素
から構成されている。
（１）源（電磁放射線の光学的点源）：本発明におい
て、点源Ｓは拡がり角の小さい小形の電磁線源Ｓであれ
ばよい。代表的には、このような源Ｓの線形拡がり角は
0.1ラジアン未満である。例えば、代表的な源Ｓは、凹
面鏡の前方に略5cmの距離だけ離間されて配置された略1
mmのアーク間隙を有する電気的アークランプから構成さ
れるとよい。また、好適な実施例として、源Ｓは1mmの
アーク長さを有して非球面のガラス外囲器に収容された
小形のキセノンアークランプであってもよい。さらに、
放射線が源から外部に伝達されれば、セラミックのよう
な他の外囲器も用いられる。例えば、各端部に窓を備え
る円筒状外囲器であれば、源Ｓから放射線を外部に伝達
することができる。一般的に、交流アークランプ、直流
アークランプ、ガス放電ランプ、フィラメントランプお
よび光照射ダイオードのような、ターゲットの寸法に対
して小さい電磁線源Ｓを用いることができる。さらに、
特定の源Ｓから放射される放射線として、パルス放射
線、連続波放射線、コヒーレント放射線、非コヒーレン
ト放射線、単色放射線、広域放射線および狭域放射線を
用いることができる。
て、点源Ｓは拡がり角の小さい小形の電磁線源Ｓであれ
ばよい。代表的には、このような源Ｓの線形拡がり角は
0.1ラジアン未満である。例えば、代表的な源Ｓは、凹
面鏡の前方に略5cmの距離だけ離間されて配置された略1
mmのアーク間隙を有する電気的アークランプから構成さ
れるとよい。また、好適な実施例として、源Ｓは1mmの
アーク長さを有して非球面のガラス外囲器に収容された
小形のキセノンアークランプであってもよい。さらに、
放射線が源から外部に伝達されれば、セラミックのよう
な他の外囲器も用いられる。例えば、各端部に窓を備え
る円筒状外囲器であれば、源Ｓから放射線を外部に伝達
することができる。一般的に、交流アークランプ、直流
アークランプ、ガス放電ランプ、フィラメントランプお
よび光照射ダイオードのような、ターゲットの寸法に対
して小さい電磁線源Ｓを用いることができる。さらに、
特定の源Ｓから放射される放射線として、パルス放射
線、連続波放射線、コヒーレント放射線、非コヒーレン
ト放射線、単色放射線、広域放射線および狭域放射線を
用いることができる。
（２）第１反射鏡：第１反射鏡M1は、源Ｓからの電磁放
射線をターゲットに集束させる。図４に示されるよう
に、第１反射鏡M1は、源Ｓに対して凹状の凹状反射面部
Ｐを備えている。好適な実施例によれば、反射面部Ｐ
は、第１反射鏡M1の全面から構成される。図４を参照し
て、本発明の光学システムは、凹状反射面部Ｐの曲率中
心が原点Ｏに配置されてその光軸がｚ軸と一致するよう
に、直交座標軸、ｘ、ｙ、ｚ軸を有する空間座標に配置
される。
射線をターゲットに集束させる。図４に示されるよう
に、第１反射鏡M1は、源Ｓに対して凹状の凹状反射面部
Ｐを備えている。好適な実施例によれば、反射面部Ｐ
は、第１反射鏡M1の全面から構成される。図４を参照し
て、本発明の光学システムは、凹状反射面部Ｐの曲率中
心が原点Ｏに配置されてその光軸がｚ軸と一致するよう
に、直交座標軸、ｘ、ｙ、ｚ軸を有する空間座標に配置
される。
凹状反射面部Ｐとして、回転楕円、放物面、楕円など
多くの幾何学的形状が実施可能であるが、本発明におい
ては、略トロイダル状反射面部Ｐが好ましく用いられて
いる。図４、５に示されるように、略トロイダル状反射
面部Ｐは、ｘ−ｚ面において第１曲率半径r1（図４にお
いて、ｘ−ｚ面におけるトロイダル反射鏡M1の曲率中心
は原点Ｏと一致している）およびｙ−ｚ面において第２
曲率半径r2（図５において、ｘ−ｚ面におけるトロイダ
ル反射鏡M1の曲率中心は点c2に配置されている）を有し
ている。なお、トロイダル反射鏡M1の光軸はｚ軸と一致
している。第１半径r1は、集光された放射線の結像点が
源Ｓの反対側にくるように選択され、第２半径r2は、レ
ンズとして作用する源Ｓのガラス外囲器ｇによって生じ
る光収差を減少させるように選択される。
多くの幾何学的形状が実施可能であるが、本発明におい
ては、略トロイダル状反射面部Ｐが好ましく用いられて
いる。図４、５に示されるように、略トロイダル状反射
面部Ｐは、ｘ−ｚ面において第１曲率半径r1（図４にお
いて、ｘ−ｚ面におけるトロイダル反射鏡M1の曲率中心
は原点Ｏと一致している）およびｙ−ｚ面において第２
曲率半径r2（図５において、ｘ−ｚ面におけるトロイダ
ル反射鏡M1の曲率中心は点c2に配置されている）を有し
ている。なお、トロイダル反射鏡M1の光軸はｚ軸と一致
している。第１半径r1は、集光された放射線の結像点が
源Ｓの反対側にくるように選択され、第２半径r2は、レ
ンズとして作用する源Ｓのガラス外囲器ｇによって生じ
る光収差を減少させるように選択される。
r2をr1と一致させない理由は、ｙ−ｚ面における結像
点をｘ−ｚ面における結像点と一致させて特定の外囲器
ｇのレンズ作用によって生じる放射線間のずれを減少さ
せるためである。いかなる光収差も生成しないような外
囲器の場合、または外囲器そのものが存在しない場合、
第１半径r1は第２半径r2と等しくなるように選択され、
この場合、第１反射面部Ｐは球面になる。いかなる場合
においても略球面鏡を用いることが可能であるが、直流
アークランプのような光源を密封する湾曲した外囲器ｇ
は楕円収差を生じ、このような楕円収差は光補償を必要
とする。
点をｘ−ｚ面における結像点と一致させて特定の外囲器
ｇのレンズ作用によって生じる放射線間のずれを減少さ
せるためである。いかなる光収差も生成しないような外
囲器の場合、または外囲器そのものが存在しない場合、
第１半径r1は第２半径r2と等しくなるように選択され、
この場合、第１反射面部Ｐは球面になる。いかなる場合
においても略球面鏡を用いることが可能であるが、直流
アークランプのような光源を密封する湾曲した外囲器ｇ
は楕円収差を生じ、このような楕円収差は光補償を必要
とする。
正確な光補正は、原理的に、収差を数値的に補償でき
るように反射鏡の面を矯正することによってのみ得られ
る。そして、このような矯正された面は、球面からかな
り歪んだ非球面である。具体的なシステムにおいて、収
差はｘ−ｚ面よりもｙ−ｚ面において大きく、その結
果、２つの面における放射線の焦点は互いにわずかずれ
ている。略式ではあるが実用的な有用な１つの解決策
は、ｙ−ｚ面のr2とその値と等しくないｘ−ｚ面のr1を
有するトロイダル面を用いる方法であり、これによっ
て、部分的な補正が可能となり、光収差および他の光学
的な欠陥を減少させることができる。トロイダル反射鏡
の第２半径r2を調整することによって、結像の歪みを減
少させ、２つの面において結像点を重ねることが可能に
なり、集光効率を向上させることができる。そして、結
果的に、球面鏡と比較して、システムの収束性を改善し
て光ファイバのような小ターゲットに非常に多くの光を
集光させることができる。
るように反射鏡の面を矯正することによってのみ得られ
る。そして、このような矯正された面は、球面からかな
り歪んだ非球面である。具体的なシステムにおいて、収
差はｘ−ｚ面よりもｙ−ｚ面において大きく、その結
果、２つの面における放射線の焦点は互いにわずかずれ
ている。略式ではあるが実用的な有用な１つの解決策
は、ｙ−ｚ面のr2とその値と等しくないｘ−ｚ面のr1を
有するトロイダル面を用いる方法であり、これによっ
て、部分的な補正が可能となり、光収差および他の光学
的な欠陥を減少させることができる。トロイダル反射鏡
の第２半径r2を調整することによって、結像の歪みを減
少させ、２つの面において結像点を重ねることが可能に
なり、集光効率を向上させることができる。そして、結
果的に、球面鏡と比較して、システムの収束性を改善し
て光ファイバのような小ターゲットに非常に多くの光を
集光させることができる。
さらに、実用的な観点から、トロイダル面部又は球面
部Ｐは、第１の使用例の場合（ハウジングを用いない場
合）はガラスと空気の界面、第２の使用例の場合はハウ
ジング材料とガラスの界面、のいずれかに研磨又は反射
性皮膜材料（例えば、アルミめっき）の被覆などの光学
的処理が施されるとよい。
部Ｐは、第１の使用例の場合（ハウジングを用いない場
合）はガラスと空気の界面、第２の使用例の場合はハウ
ジング材料とガラスの界面、のいずれかに研磨又は反射
性皮膜材料（例えば、アルミめっき）の被覆などの光学
的処理が施されるとよい。
（３）ターゲット：ターゲットＴは、可能な限り高い密
度で電磁放射線が放射されるべき小対象物である。好適
な実施例において、ターゲットＴは略0.1mm径の単一光
ファイバｆからなる。しかし、ターゲットＴは、長軸と
直交する角度で研磨された集光端を有する１つ以上の光
ファイバｆおよび長軸と直交しない角度で研磨された集
光端を有する１つ以上の光ファイバｆからなる群から選
択されるターゲットＴであってもよい。
度で電磁放射線が放射されるべき小対象物である。好適
な実施例において、ターゲットＴは略0.1mm径の単一光
ファイバｆからなる。しかし、ターゲットＴは、長軸と
直交する角度で研磨された集光端を有する１つ以上の光
ファイバｆおよび長軸と直交しない角度で研磨された集
光端を有する１つ以上の光ファイバｆからなる群から選
択されるターゲットＴであってもよい。
図３は、前記の米国特許第４、757、431号で示唆され
ている「軸外式」球面鏡を用いた従来の光学システムを
示している。球面鏡Ｍは、その鏡Ｍの曲率中心に配置さ
れた原点Ｏを有する座標系のｚ軸をなす光軸を有してい
る。源Ｓは、原点から距離yoだけ離間されてｙ軸に配置
されている。源Ｓからの光線は鏡Ｍによって反射され、
光軸ｚの下方に距離yoだけ離間された位置の近傍に収束
されて源Ｓの実像Ｉを形成する。
ている「軸外式」球面鏡を用いた従来の光学システムを
示している。球面鏡Ｍは、その鏡Ｍの曲率中心に配置さ
れた原点Ｏを有する座標系のｚ軸をなす光軸を有してい
る。源Ｓは、原点から距離yoだけ離間されてｙ軸に配置
されている。源Ｓからの光線は鏡Ｍによって反射され、
光軸ｚの下方に距離yoだけ離間された位置の近傍に収束
されて源Ｓの実像Ｉを形成する。
しかし、軸外式光学システムは、軸外変位の方向と平
行に発生する非点収差、および軸外距離yoを最小化させ
るための物理的な制約というこのシステムに固有の欠点
がある。非点収差は、ターゲットＴへの結像点Ｉの適切
な集束およびターゲットＴへの単位倍率での結像を損な
う。さらに、このような非点収差はシステムの集光効率
を低下させてターゲットＴにおける放射線束の密度を減
少させる。また、非点収差を最小化させるために源Ｓと
ターゲットＴ間の軸外距離yoを減少させる必要があるた
め、このようなシステムに用いられる源Ｓとターゲット
Ｔの物理的な寸法が限定される。
行に発生する非点収差、および軸外距離yoを最小化させ
るための物理的な制約というこのシステムに固有の欠点
がある。非点収差は、ターゲットＴへの結像点Ｉの適切
な集束およびターゲットＴへの単位倍率での結像を損な
う。さらに、このような非点収差はシステムの集光効率
を低下させてターゲットＴにおける放射線束の密度を減
少させる。また、非点収差を最小化させるために源Ｓと
ターゲットＴ間の軸外距離yoを減少させる必要があるた
め、このようなシステムに用いられる源Ｓとターゲット
Ｔの物理的な寸法が限定される。
それと比較して、本発明の軸上式システムは、従来の
軸外式システムにおける軸外距離yoによって生じる非点
収差をなくすことができるので、前記の問題を解決する
ことができる。従って、本発明によれば、原理的に、タ
ーゲットＴに単位倍率で実質的に集束された結像点Ｉを
得ることができる。なお、本発明のシステムの物理的な
寸法は、源Ｓの寸法によってのみ限定され、その源Ｓの
寸法は第１反射鏡M1の曲率によってのみ限定される。
軸外式システムにおける軸外距離yoによって生じる非点
収差をなくすことができるので、前記の問題を解決する
ことができる。従って、本発明によれば、原理的に、タ
ーゲットＴに単位倍率で実質的に集束された結像点Ｉを
得ることができる。なお、本発明のシステムの物理的な
寸法は、源Ｓの寸法によってのみ限定され、その源Ｓの
寸法は第１反射鏡M1の曲率によってのみ限定される。
図４ないし図７に示されるように、本発明の座標系
は、原点Ｏが第１凹面鏡M1の曲率中心に配置されてｚ軸
が反射鏡M1の光軸と一致するように、定義される。しか
し、好適な実施例において、反射鏡M1は、ｘ−ｚ面にお
いて座標系の原点Ｏと一致する第１曲率中心を有する第
１曲率半径r1を備える略トロイダル面であってもよい。
第２曲率半径r2は、ｙ−ｚ面において点c2に配置される
第２曲率中心を有している。図４を特に参照して、源Ｓ
は反射鏡M1の光軸ｚ上に配置され第１曲率中心Ｏから第
１距離zsだけ変位している。従って、点源Ｓの配置は、
座標（０、０、zs）で定義される（ただし、zs＞０）。
同様に、源Ｓの結像点Ｉは第１反射鏡M1の光軸ｚ上に、
第１曲率中心Ｏから第２距離ziだけ変位している。従っ
て、結像点Ｉの配置は座標系（０、０、zi）で定義され
る（ただし、zi＜０）。そして、第１、第２距離zsとzi
は、以下の式をほぼ満足する。
は、原点Ｏが第１凹面鏡M1の曲率中心に配置されてｚ軸
が反射鏡M1の光軸と一致するように、定義される。しか
し、好適な実施例において、反射鏡M1は、ｘ−ｚ面にお
いて座標系の原点Ｏと一致する第１曲率中心を有する第
１曲率半径r1を備える略トロイダル面であってもよい。
第２曲率半径r2は、ｙ−ｚ面において点c2に配置される
第２曲率中心を有している。図４を特に参照して、源Ｓ
は反射鏡M1の光軸ｚ上に配置され第１曲率中心Ｏから第
１距離zsだけ変位している。従って、点源Ｓの配置は、
座標（０、０、zs）で定義される（ただし、zs＞０）。
同様に、源Ｓの結像点Ｉは第１反射鏡M1の光軸ｚ上に、
第１曲率中心Ｏから第２距離ziだけ変位している。従っ
て、結像点Ｉの配置は座標系（０、０、zi）で定義され
る（ただし、zi＜０）。そして、第１、第２距離zsとzi
は、以下の式をほぼ満足する。
（１−zs/r1）×（１−zi/r1）＝１ 前述したように、本発明の好適な実施例では、源Ｓと
してアークランプを用いている。このようなランプは一
般的に図３、４、５、６で参照番号ｇで示される円筒状
のガラス外囲器を有している。図４を参照して、第１距
離zsは、結像点Ｉが第１反射鏡M1の反対側でかつガラス
外囲器のちょうど外側に位置するように、選択されるの
が好ましい。このような構成において、結像点Ｉにおけ
るスポットサイズの倍率は、以下の式で与えられる。
してアークランプを用いている。このようなランプは一
般的に図３、４、５、６で参照番号ｇで示される円筒状
のガラス外囲器を有している。図４を参照して、第１距
離zsは、結像点Ｉが第１反射鏡M1の反対側でかつガラス
外囲器のちょうど外側に位置するように、選択されるの
が好ましい。このような構成において、結像点Ｉにおけ
るスポットサイズの倍率は、以下の式で与えられる。
ｍ＝（１−zi/r1）×（１−zs/r1） この式で、zs＞０、zi＜０の場合、ｍ＞１となる。結
像点Ｉから見た場合の第１反射鏡M1の開口率（NA）は、
源Ｓから見た場合の倍率ｍで割られた開口率と等しい。
単位倍率を得ることは不可能ではあるが、このシステム
は、ziとzsを最小化することが可能であり、それによっ
て、倍率を最小化することができる。
像点Ｉから見た場合の第１反射鏡M1の開口率（NA）は、
源Ｓから見た場合の倍率ｍで割られた開口率と等しい。
単位倍率を得ることは不可能ではあるが、このシステム
は、ziとzsを最小化することが可能であり、それによっ
て、倍率を最小化することができる。
本発明を具体的に実施すると、光収差が、レンズとし
て作用する光源の容器、代表的には非球面ガラス外囲器
ｇによって生成される。光収差の大きさは、ガラス外囲
器ｇの形状と均一さに依存する。光収差の完全な補償
は、反射鏡M1の輪郭を極めて球面から歪曲された非球面
になるように数値的に調整することによってのみ得られ
る。しかし、光収差の補償は、第１反射面として、ラン
プ外囲器のレンズ効果を補償するように選択された第２
半径r2を有するトロイダル状凹面鏡を選択することによ
って部分的に達成される。この点で、第１トロイダル反
射鏡M1は、光収差を補償できない球面鏡よりも好まし
い。
て作用する光源の容器、代表的には非球面ガラス外囲器
ｇによって生成される。光収差の大きさは、ガラス外囲
器ｇの形状と均一さに依存する。光収差の完全な補償
は、反射鏡M1の輪郭を極めて球面から歪曲された非球面
になるように数値的に調整することによってのみ得られ
る。しかし、光収差の補償は、第１反射面として、ラン
プ外囲器のレンズ効果を補償するように選択された第２
半径r2を有するトロイダル状凹面鏡を選択することによ
って部分的に達成される。この点で、第１トロイダル反
射鏡M1は、光収差を補償できない球面鏡よりも好まし
い。
本発明は、フランス特許第1383413号とは、源Ｓの配
置が球面鏡の曲率中心と一致しないという点で異なって
いる。好適な実施例においては、トロイダル状の第１反
射鏡M1はランプ外囲器ｇ又は容器によって生じる光収差
を部分的に補償する。もし、容器が存在しないか、源ｓ
と反射鏡が同じ容器に密封されているなら、トロイダル
反射鏡の第１、第２半径r1、r2は等しいので、本システ
ムの反射鏡は球面鏡であってもよい。
置が球面鏡の曲率中心と一致しないという点で異なって
いる。好適な実施例においては、トロイダル状の第１反
射鏡M1はランプ外囲器ｇ又は容器によって生じる光収差
を部分的に補償する。もし、容器が存在しないか、源ｓ
と反射鏡が同じ容器に密封されているなら、トロイダル
反射鏡の第１、第２半径r1、r2は等しいので、本システ
ムの反射鏡は球面鏡であってもよい。
本発明において、集光効率が減少する主な原因は、源
Ｓがフィラメント、対電極または他の形態のいずれであ
っても、その源Ｓそれ自身によって生成されるシャドウ
効果にある。本発明は、従来技術よりもすぐれた結像作
用を有するが、放射線をターゲットに伝達する効率が低
い。しかし、そのような集光効率は、第２反射鏡M2を第
１反射鏡の反対側でかつ源の背後に設けることで向上さ
せることができる。第２反射鏡の曲率中心は、点源Ｓと
一致させる。さらに、第２反射鏡M2には、第１反射鏡M1
の光軸上に小さい中心穴ｈが設けられ、ファイバｆの集
光端ｃのようなターゲットＴがその穴を貫通して結像点
Ｉに位置される。好ましくは、第２反射鏡M2は源Ｓに対
して凹状の略球状反射面を有するとよい。また、第２反
射鏡の反射面は、略トロイダル面または非球面トロイダ
ル面からなる面から構成されるとよい。なお、第２反射
鏡M2の反射面は、放射線束を制御するための光処理を施
されてもよい。
Ｓがフィラメント、対電極または他の形態のいずれであ
っても、その源Ｓそれ自身によって生成されるシャドウ
効果にある。本発明は、従来技術よりもすぐれた結像作
用を有するが、放射線をターゲットに伝達する効率が低
い。しかし、そのような集光効率は、第２反射鏡M2を第
１反射鏡の反対側でかつ源の背後に設けることで向上さ
せることができる。第２反射鏡の曲率中心は、点源Ｓと
一致させる。さらに、第２反射鏡M2には、第１反射鏡M1
の光軸上に小さい中心穴ｈが設けられ、ファイバｆの集
光端ｃのようなターゲットＴがその穴を貫通して結像点
Ｉに位置される。好ましくは、第２反射鏡M2は源Ｓに対
して凹状の略球状反射面を有するとよい。また、第２反
射鏡の反射面は、略トロイダル面または非球面トロイダ
ル面からなる面から構成されるとよい。なお、第２反射
鏡M2の反射面は、放射線束を制御するための光処理を施
されてもよい。
図６、７に示される本発明の他の実施例によれば、シ
ステムはさらに第１反射鏡M1と第２反射鏡M2を構成する
内面８を有する側部７に備えるハウジング５から構成さ
れる。この場合、第１、第２反射鏡M1、M2（すなわち、
それから反射鏡の反射面）は互いに一体化され、ハウジ
ング５の内面８の周囲にわたって配置される連続反射鏡
９を形成するとよい。ハウジングは、広範囲な材料群の
一種から形成することができるが、ガラス、パイレック
ス、石英などのセラミックによって形成されるのが好ま
しい。さらに、ハウジング５はそのハウジング５の側部
７に取り付けられた上面と下面を備え、ガスで充満され
る密封容器を形成するとよい。このように、ハウジング
５はイオン化ガスで加圧され、生成されるアークの輝度
が最も大きく拡がり角が最も小さくなるように選択され
たアークランプＳの電極と嵌合される。
ステムはさらに第１反射鏡M1と第２反射鏡M2を構成する
内面８を有する側部７に備えるハウジング５から構成さ
れる。この場合、第１、第２反射鏡M1、M2（すなわち、
それから反射鏡の反射面）は互いに一体化され、ハウジ
ング５の内面８の周囲にわたって配置される連続反射鏡
９を形成するとよい。ハウジングは、広範囲な材料群の
一種から形成することができるが、ガラス、パイレック
ス、石英などのセラミックによって形成されるのが好ま
しい。さらに、ハウジング５はそのハウジング５の側部
７に取り付けられた上面と下面を備え、ガスで充満され
る密封容器を形成するとよい。このように、ハウジング
５はイオン化ガスで加圧され、生成されるアークの輝度
が最も大きく拡がり角が最も小さくなるように選択され
たアークランプＳの電極と嵌合される。
ハウジング５内から光ファイバｆの集光端ｃに光を集
束させるために、窓Ｗがハウジング５の集光端Ｅに設け
ることができる。従って、ファイバｆの集光端ｃは窓Ｗ
に隣接してまたは窓Ｗから離れて配置されればよい。窓
Ｗは、実質的に透明な非結像性光要素または実質的に透
明な結像性光要素（図６を参照）からなる平面Ｐ、ある
いは、平面Ｐ内に形成された結像点Ｉを中心とする透明
な非結像性の半球状窓Ｊを有する平面Ｐ（図７を参照）
から構成されるとよい。また、窓Ｗは、放射線束を制御
するための光処理を施されてもよい。
束させるために、窓Ｗがハウジング５の集光端Ｅに設け
ることができる。従って、ファイバｆの集光端ｃは窓Ｗ
に隣接してまたは窓Ｗから離れて配置されればよい。窓
Ｗは、実質的に透明な非結像性光要素または実質的に透
明な結像性光要素（図６を参照）からなる平面Ｐ、ある
いは、平面Ｐ内に形成された結像点Ｉを中心とする透明
な非結像性の半球状窓Ｊを有する平面Ｐ（図７を参照）
から構成されるとよい。また、窓Ｗは、放射線束を制御
するための光処理を施されてもよい。
前記の発明は、開示内容の精神またはその基本的な特
性から逸脱することなく、配置構造およびハウジングの
形態を変更して実施することが可能である。従って、本
発明は、前記の詳細な例示によって限定されるのではな
く、添付の請求の範囲によって限定されるべきである。
性から逸脱することなく、配置構造およびハウジングの
形態を変更して実施することが可能である。従って、本
発明は、前記の詳細な例示によって限定されるのではな
く、添付の請求の範囲によって限定されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレナー・ダグラス・エム アメリカ合衆国、90024 カリフォルニ ア州、ロスアンゼルス、マルコム アベ ニュー 733 (72)発明者 ピッシオーニ・ロバート・エル アメリカ合衆国、91360 カリフォルニ ア州、サウザント オークス、コーレ ピコス 1342 (56)参考文献 特開 平２−226606（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−24709（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4757431（ＵＳ，Ａ) 米国特許4902093（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F21V 8/00 G02B 27/00
Claims (23)
- 【請求項１】放射線を集光・収束するためのシステムに
おいて、 光軸とその光軸に沿って配置される第１曲率中心を有す
る反射凹面部を備える第１反射鏡と、 外囲器を有し、かつ前記光軸上に、前記凹面部の前記第
１曲率中心から第１距離だけ前記凹面部に向かって軸方
向にずれて略配置された電磁放射線源と、 さらに、前記第１反射鏡は前記放射線源からの略全ての
放射線を前記外囲器を介して反射するように形成されて
なり、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第２
距離だけ前記凹面部から離れるように軸方向にずれて略
配置され、前記凹面部によって反射された前記放射線源
からの電磁放射線が実質的に集束されて結像されるター
ゲットとから構成されることを特徴とするシステム。 - 【請求項２】請求項１に記載のシステムにおいて、前記
の第１および第２距離が以下の式、 （１−zs/r1）×（１−zi/r1）＝１ （ただし、zsは第１距離、ziは第２距離、r1は第１反射
鏡の反射凹面部の第１曲率半径を示す） を近似的に満たすことを特徴とするシステム。 - 【請求項３】請求項１に記載のシステムにおいて、前記
凹面部は、略放物面、略楕円面、略トロイダル面および
略非球面の１つからなることを特徴とするシステム。 - 【請求項４】請求項１に記載のシステムにおいて、前記
凹面部は、第１面において前記第１曲率中心とそれに対
応する第１曲率半径を有しかつ前記第１面と直交する第
２面において第２曲率中心とそれに対応する第２曲率半
径を有するトロイダル面部を形成する略トロイダル面か
らなり、 前記第１面において光線によって生成される第１結像点
を前記第２面内において光線によって生成される第２結
像点と一致させることによって、前記放射線源を包囲す
る特定の外囲器によって生じる光収差を減少させるため
に、前記第１曲率半径を前記第２曲率半径と異ならせる
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項５】請求項１に記載のシステムにおいて、前記
凹面部は、前記第１反射鏡の全面からなることを特徴と
するシステム。 - 【請求項６】請求項１に記載のシステムにおいて、電磁
放射線の前記放射線源は、交流アークランプ、直流アー
クランプ、ガス放電ランプ、フィラメントランプ、光照
射ダイオードおよび半導体レーザからなる群から選択さ
れる一つの光源からなることを特徴とするシステム。 - 【請求項７】請求項１に記載のシステムにおいて、前記
放射線源によって放射される放射線は、パルス放射線、
連続波放射線、コヒーレント放射線、非コヒーレント放
射線、単色放射線、広域放射線、狭域放射線、およびパ
ルス放射線、連続波放射線、コヒーレント放射線、非コ
ヒーレント放射線、単色放射線、広域放射線、狭域放射
線の任意の組合せからなる群から選択された放射線から
なることを特徴とするシステム。 - 【請求項８】請求項１に記載のシステムにおいて、前記
ターゲットは、長軸と直交する角度で切断された近位端
を有する少なくとも１つの光ファイバおよび長軸と直交
しない角度で切断された近位端を有する少なくとも１つ
の光ファイバからなる群から選択された一つのターゲッ
トからなることを特徴とするシステム。 - 【請求項９】請求項１に記載のシステムにおいて、放射
線の前記放射線源はランプからなり、前記放射線源の外
囲器によって生じる実質的に集束された結像における光
収差を補償するために、補正光学系が、前記第１反射鏡
の前記凹面部と前記源間の第１位置と前記源と前記ター
ゲット間の第２位置からなる群から選択された位置に配
置されることを特徴とするシステム。 - 【請求項１０】請求項１に記載のシステムにおいて、前
記システムが、前記放射線源から放射された放射線を前
記源に戻して前記第１反射鏡の前記凹面部に反射するた
めに、前記源に関して前記第１反射鏡の前記凹面部と実
質的に対向して配置される第２反射鏡をさらに備えるこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項１１】請求項10に記載のシステムにおいて、前
記第２反射鏡は、略トロイダル面、略球面および略非球
面からなる群から選択された面部からなる前記放射線源
に対して凹状の反射面を有することを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項１２】請求項11に記載のシステムにおいて、前
記第１反射鏡と前記第２反射鏡の各反射面は、放射線束
を制御するための少なくとも１つの光学的処理を施され
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項１３】請求項10に記載のシステムにおいて、前
記ターゲットは前記第１反射鏡の前記凹面部から反射さ
れた放射線を受容するための集光端を有する光ファイバ
からなり、前記第２反射鏡は前記光ファイバの前記集光
端が貫通する光軸上に沿った開口を有する面を備えるこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項１４】請求項10に記載のシステムにおいて、前
記システムはさらに、前記第１反射鏡と前記第２反射鏡
を構成する内面を有する側部を備えるハウジングからな
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項１５】請求項14に記載のシステムにおいて、前
記ハウジングは、前記ハウジングの前記側部に取り付け
られた上面と下面をさらに備え、加圧ガスで充満される
密封容器を形成することを特徴とするシステム。 - 【請求項１６】請求項14に記載のシステムにおいて、前
記第１および第２反射鏡は互いに一体化されて前記ハウ
ジングの前記内面にわたって連続反射鏡を形成すること
を特徴とするシステム。 - 【請求項１７】請求項14に記載のシステムにおいて、前
記ハウジングはさらに、前記ハウジングの集光端に配置
された窓を備え、前記ハウジング内から、前記窓に隣接
して配置された集光端を有する第１光ファイバおよび前
記窓から離れて配置された集光端を有する第２光ファイ
バからなる群から選択された光ファイバの近位端に、放
射線を収束させることを特徴とするシステム。 - 【請求項１８】請求項17に記載のシステムにおいて、前
記窓は、略透明な非結像性光学要素と略透明な結像性光
学要素からなる群から選択される材料によって形成され
る平面からなることを特徴とするシステム。 - 【請求項１９】請求項17に記載のシステムにおいて、前
記窓は透明な非結像性半球状窓を内部に有する平面から
なり、前記半球状窓は前記第１反射鏡の前記球面部から
反射されて実質的に集束される結像を中心としてその回
りに配置されることを特徴とするシステム。 - 【請求項２０】請求項17に記載のシステムにおいて、前
記窓は、放射線束を制御するための少なくとも１つの光
学的処理を施されることを特徴とするシステム。 - 【請求項２１】電磁放射線の集光・収束するためのシス
テムにおいて、 光軸とその光軸に沿って配置される第１曲率中心を有す
る凹状反射面部を備える第１反射鏡と、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第１
距離だけ前記凹面部に向かって軸方向にずれて略配置さ
れた電磁放射線の源と、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第２
距離だけ前記凹面部から離れるように軸方向にずれて略
配置され、前記凹面部によって反射された前記放射線源
からの電磁放射線が実質的に集束されて結像されるター
ゲットとから構成され、かつ前記の第１および第２距離
が以下の式、 （１−zs/r1）×（１−zi/r1）＝１ （ただし、zsは第１距離、ziは第２距離、r1は第１反射
鏡の反射凹面部の第１曲率半径を示す） を近似的に満たすことを特徴とするシステム。 - 【請求項２２】電磁放射線を集光・収束するためのシス
テムにおいて、 光軸とその光軸に沿って配置される第１曲率中心を有す
る反射凹面部を備える第１反射鏡と、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第１
距離だけ前記凹面部に向かって軸方向にずれて略配置さ
れた電磁放射線の源と、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第２
距離だけ前記凹面部から離れるように軸方向にずれて略
配置され、前記凹面部によって反射された前記源からの
電磁放射線が実質的に集束されて結像されるターゲット
とから構成され、かつ前記凹面部は、第１面において前
記第１曲率中心とそれに対応する第１曲率半径を有しか
つ前記第１面と直交する第２面において第２曲率中心と
それに対応する第２曲率半径を有するトロイダル面部を
形成する略トロイダル面からなり、前記第１面において
光線によって生成される第１結像点を前記第２面内にお
いて光線によって生成される第２結像点と一致させるこ
とによって、前記放射線源を包囲する特定の外囲器によ
って生じる光収差を減少させるために、前記第１曲率半
径を前記第２曲率半径と異ならせることを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項２３】電磁放射線を集光・収束するためのシス
テムにおいて、 光軸とその光軸に沿って配置される第１曲率中心を有す
る反射凹面部を備える第１反射鏡と、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第１
距離だけ前記凹面部に向かって軸方向にずれて略配置さ
れた電磁放射線源と、 前記光軸上に、前記凹面部の前記第１曲率中心から第２
距離だけ前記凹面部から離れるように軸方向にずれて略
配置され、前記凹面部によって反射された前記源からの
電磁放射線が実質的に集束されて結像されるターゲット
とから構成され、 かつ該システムは、さらに光源から光源へ通過しかつ第
１反射鏡の凹面部へ発せられる放射線を反射するために
光源に関して第１反射鏡から実質的に対向して設けられ
た第２反射鏡から構成されてなり、また該システムは第
１反射鏡と第２反射鏡とを形成する内面を備えた側部を
有するハウジングからされに構成されかつ該ハウジング
は加圧ガスで充満されることが可能な密封容器を形成す
るためにハウジングの側部に固定された頂部と底部とか
ら構成されてなることを特徴とするシステム。
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