JP6659707B2

JP6659707B2 - カラーオーバポジション光源からの光の色補正コリメーション

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Publication number: JP6659707B2
Application number: JP2017541242A
Authority: JP
Inventors: オリヴァードロス; フェッツェパイルマン; ヘンドリクスフーベルトゥスペトルスゴムマンス
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-01-26
Also published as: CN107209355A; CN107209355B; EP3265862A1; EP3265862B1; US10761308B2; WO2016124449A8; WO2016124449A1; US20180024337A1; JP2018504761A

Description

本発明は、カラーオーバポジション光源(color over position light source)のためのコリメータ、コリメータを有する照明デバイス及び関連する方法に関する。

多くのアプリケーションは、均一な白色光を発する光源を要する。いくつかの光源は、異なる色の光の混合を通じて白色光を供給する。実際のところ、これらのタイプの光源により発せられる光は、光源が点光源として見える遠距離場(far field)で均一な白色でないことがよくあり、色補正のための種々の技術が、当業者に知られている。例えば、国際特許出願公開第WO 2013/035306号公報は、いわゆる"カラーオーバアングル(color over angle (CoA))"を補正するよう設計された回転対称表面セグメントを持つコリメータを開示している。要するに、ＣｏＡの変動(CoA variation)は、放射光の色が、放射角度(angle of emission)に依存することに由来する。

起こり得る望ましくない色の変動(color variation)の他の例は、"カラーオーバポジション(color over position (CoP))"として知られている。ＣｏＰは、放射光の色が、光源上の放射位置(position of emission)に依存する状況を意味する。ＣｏＰの変動を減らすためコリメータを用いることが可能であるが、ＣｏＡの場合と比べて異なる技術的要件を満たす必要がある。

光源からの光の遠距離場における望ましくない色の変動を減らすことが可能な改善された又は代替的なコリメータを提供することが有利である。とりわけ興味深い側面は、コリメータがＣｏＰの変動を補正する能力(capability)である。

この課題によく対処するため、本発明の第１の態様においては、ＣｏＰ光源のためのコリメータが提供される。コリメータは、焦点（Ｆ）、焦点（Ｆ）を含む光軸、光軸を中心として又は光軸上に配設される結像素子及び結像素子からの少なくとも１つの像を受けるよう光軸を中心として配設される複数の光スプレッダ素子(light spreading element)を含む。複数の光スプレッダ素子は、異なる光ビーム広がり特性(light beam widening characteristic)を持ち、各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、焦点（Ｆ）に対する当該光スプレッダ素子の位置に依存する。光スプレッダ素子は、光軸を含む第１の平面において当該光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成される。

"ＣｏＰ光源"は、ＣｏＰの変動を持つ光源を意味する。すなわち、光源により発せられる光の色が、光が発せられる光源上の位置に依存する。

位置に依存する光スプレッダ素子をコリメータに設け、結像素子が該光スプレッダ素子上に少なくとも１つの像を形成することにより、異なる色を持つ光の混合が改善され、これにより、ＣｏＰ光源からの光の遠距離場における望ましくない色の変動を減らすことができる。

一実施形態において、結像素子は、一次元結像用に構成される。他の実施形態において、結像素子は、二次元結像用に構成される。対象とするアプリケーションの技術的要件に依存して又はコストを理由に、一方のタイプの結像素子が、他方のタイプの結像素子より好まれるであろう。

各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、焦点から当該光スプレッダ素子まで測られる光路長に依存してもよい。各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、光軸から当該光スプレッダ素子までの直交距離(orthogonal distance)に依存してもよい。コリメータは、これらのタイプの位置依存性が、遠距離場における異なる色の光の良好な混合をもたらすような形状をよく持つ。

一実施形態において、光スプレッダ素子は、第１の平面及び第２の平面の両方において当該光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成され、第２の平面は、第１の平面に直交し、光軸に直交する法線を持つ。１つの平面だけでなく、２つの平面において光を広げることにより、遠距離場における異なる色の光の混合が改善される。

一実施形態において、光スプレッダ素子は、マイクロレンズ又はファセットである。いくつかの実施形態において、光スプレッダ素子は、拡散素子である。これらのタイプの光スプレッダ素子は、特定のアプリケーションに必要とされる光ビーム広がり特性を持つように容易に製造される。

一実施形態において、光スプレッダ素子は、異なる光スプレッダ素子に当たった光ビームが空間内で等しく広がるように当該光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成される。斯かる光スプレッダ素子は、どの色の光も遠距離場において優勢にならないように役立つ。

一実施形態において、光スプレッダ素子は、コリメータの光リダイレクト面(light redirecting surface)に設けられる。斯かるコリメータは、ミッドパワー発光ダイオードに特に適している。

一実施形態において、光スプレッダ素子は、コリメータの光出射面に設けられる。

一実施形態において、コリメータは、第１のレンズ及び第２のレンズを有し、結像素子は、第１のレンズにより形成され、光スプレッダ素子は、第２のレンズに設けられる。斯かるコリメータは、多くの光源を持つアプリケーションに特に適し、比較的少量の材料を用いることにより製造され得る。第２のレンズは、ビーム偏向用の大きなエリアを備え、コリメータに一様な外観を持たせてもよい。

本発明の第２の態様においては、第１の態様によるコリメータ、及び光源からの光が該コリメータにより受けられるように該コリメータの焦点に配設されるカラーオーバポジション光源を有する照明デバイスが提供される。

第２の態様は、第１の態様の特徴及び技術的効果と同じ又は同様の特徴及び技術的効果を持つことができ、逆も同様である。

本発明の第３の態様においては、カラーオーバポジション光源により発せられる光をコリメートする方法が提供される。当該方法は、上述したコリメータを設けるステップ、該コリメータの焦点に光源を配設するステップ及び該光源を動作させるステップを有する。光源の動作中、該光源の少なくとも１つの像が、結像素子から光スプレッダ素子により受けられ、該光スプレッダ素子に当たる光が、光軸を含む第１の平面において広がる。

第３の態様は、第１の態様の特徴及び技術的効果と同じ又は同様の特徴及び技術的効果を持つことができ、逆も同様である。

本発明は、特許請求の範囲に列挙される特徴の全ての可能な組み合わせに関することに留意されたい。

本発明のこれらの及び他の態様が、添付の図面を参照して、以下詳細に述べられる。
コリメータ及び光源を含む照明デバイスの一実施形態の概略的な縦断側面図を示す。照明デバイスが、図１に対して光軸を中心として９０度回転されている、図１の照明デバイスの他の縦断側面図を示す。図１の照明デバイスの概略的な上面図を示す。コリメータ及び光源を含む照明デバイスの他の実施形態の概略的な縦断側面図を示す。コリメータ及び光源を含む照明デバイスのさらに他の実施形態の概略的な縦断側面図を示す。ＣｏＰ光源からの光をコリメートする方法のいくつかのステップのフローチャートである。

図示のように、層及び領域の大きさは、例証目的のため誇張されており、本発明の実施形態の全体的な構造を図示するため提供されている。同様の参照符号は、図を通して同様の要素を意味する。

本発明の目下好ましい実施形態が、添付の図面を参照して下記でさらに十分に述べられるであろう。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本願明細書で述べられる実施形態に制限されると見なされるべきではない。むしろ、これら実施形態は、徹底さ及び完全さのために提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるものである。

図１〜図３は、ＣｏＰ光源２及びコリメータ３を持つ照明デバイス１を示す。照明デバイス１は、例えば、スポットランプであり得る。

コリメータ３は、光源２からの光を、照明デバイス１の全体的な照明方向(general direction of illumination)Ｉに伝搬する光ビームにコリメートするよう構成される。コリメータ３の高さｈ及び幅ｗは、典型的には、如何なる方向においても光源２のエクステンション(extension)よりかなり大きい。高さｈは、典型的には、１０ｍｍ及び１００ｍｍの間である。幅ｗは、光源２の径の５〜２０倍であり得る。光源２は、コリメータ３の焦点Ｆ及び光軸ＯＡ上に配設され、光軸ＯＡは、コリメータ３の中心軸であり、全体的な照明方向Ｉに平行である。光源２は、光源２により発せられる光がコリメータ３により受けられるように配設される。より正確に言えば、光源２により発せられる光は、光軸ＯＡを中心として配設される結像素子４により受けられる。この実施形態において、結像素子４は、円対称であり、光軸ＯＡを中心とする。結像素子４は、光源２の２つの像を形成するよう構成される。他の実施形態において、結像素子４は、唯１つの像又は３つ以上の像を形成するよう構成されてもよく、最適な像の数は、コリメータ３の大きさ及び幾何学的形状等の多くのファクタに依存する。結像素子４は、二次元結像又は一次元結像用に構成され得る。結像素子４により形成される像は、拡大される。倍率は、とりわけ、像の数、光源２の大きさ及び光スプレッダ素子５（以下参照）の大きさに依存するが、例えば、２、２．５又は３であり得る。結像素子４は、例えば、ポリカーボネート、シリコン又は環状オレフィン共重合体製であり得る。他のあり得る材料は、ポリ（メチルメタクリレート）等のアクリレートである。結像素子４は、ガラス又はプラスチック製であり得る。

いくつかの光スプレッダ素子５が、光源２からの光を偏向させることにより結像素子４により形成された２つの像を受けるよう光軸ＯＡを中心として配設される。斯くして、結像素子４は、典型的には全ての像が光スプレッダ素子５に落ちるように、光源２の２つの像を光スプレッダ素子５上に焦点合わせするよう構成される。結像素子４は、第１の像を第１の組の光スプレッダ素子６上に生成し、第２の像を第２の組の光スプレッダ素子７上に生成し、第１の組６は、第２の組７よりも光軸ＯＡ及び光源２から遠くに位置する。第１の像は、光軸に対してθ_０よりも小さな角度で光源２から発せられる光により形成され、第２の像は、θ_０よりも大きな角度で発せられる光により形成される。

光ビームスプレッダ素子５は、位置(position)に依存する光ビーム広がり特性を持つ。"位置に依存する"は、特定の光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性が、焦点Ｆに対する当該光スプレッダ素子の位置に依存することを意味する。とりわけ、各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、焦点Ｆから当該光スプレッダ素子まで測られる光路長に依存する。この実施形態において、この依存性は、各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性が、光軸ＯＡから当該光スプレッダ素子までの直交距離に依存するが、他の実施形態においては、そうであってもよく、そうでなくてもよい。光スプレッダ素子５は、例えば、反射及び／又は屈折により光を広げるよう構成され得る。光スプレッダ素子５の例には、マイクロレンズ及びファセットがあり、この場合、光スプレッダ素子５の光ビーム広がり特性は、マイクロレンズ又はファセットの曲率により決定される。光スプレッダ素子５は、典型的には、１０ミクロンから数ミリメートルの範囲内の大きさを持つ。光スプレッダ素子５が作られ得る材料には、アルミニウム等の金属、及び金属化プラスチック(metalized plastic)を含む。

各光スプレッダ素子５は、第１の平面Ｍにおいて入射光を広げるよう構成される。第１の平面Ｍは、子午面(meridian plane)Ｍと以下称す。各光スプレッダ素子５は、第２の平面Ｓにおいて入射光を広げるよう構成されてもよい。第２の平面Ｓは、矢状面(sagittal plane)Ｓと以下称す。光スプレッダ素子の子午面Ｍは、当該光スプレッダ素子及び光軸ＯＡを含む平面である。光スプレッダ素子の矢状面Ｓは、当該光スプレッダ素子を含み、子午面Ｍに直交し、光軸ＯＡに直交する法線を持つ。

光スプレッダ素子５は、ミラーにより形成される反射面等の光リダイレクト面８に設けられる。光リダイレクト面８は、入射光が概ね全体的な照明方向Ｉにリダイレクトされるように湾曲している。光リダイレクト面８は、光軸ＯＡを囲み、光軸ＯＡに対して円対称である。光軸ＯＡから光リダイレクト面８までの直交距離は、照明デバイス１の全体的な照明方向Ｉに向かって増加する。光リダイレクト面８の先端は、光出射面Ｐを規定する。光出射面Ｐは、光軸ＯＡに垂直であり、光が通過してコリメータ３を出る平面である。

図４は、図２に関して述べたものと同様である、照明デバイス１４の一実施形態である。しかしながら、この実施形態において、光スプレッダ素子８は、コリメータ３０の光出射面１５に設けられる。光スプレッダ素子８は、光出射面１５と一体的に形成され得る、又は光出射面１５に取付けられるプレート等の別個の部分として統合され得る。ある実施形態においては、光スプレッダ素子８は、例えば透過拡散又は金属反射拡散を通じて、光を拡散させるよう構成される。

図５は、図２及び図３に関して述べたものと同様である、照明デバイス９の一実施形態である。しかしながら、この実施形態において、コリメータ３００は、結像素子を形成する第１のレンズ４、及び光スプレッダ素子５を備える第２のレンズ１０を有する。この実施形態において、第１のレンズ４は、第２のレンズ１０上に光源２の１つの拡大像を形成するよう構成されるが、他の実施形態においては、２つ以上の像を形成するよう構成されてもよい。第１のレンズ４は、例えば、平凸素子又はフレネルレンズであり得る。第２のレンズ１０は、回転対称コリメータレンズであり得る。第２のレンズは、当該レンズの光出射面の各点からの光の方向及び広がりが個別に制御可能であるフリーシェイプフレネルレンズ(freeshape Fresnel lens)でもあり得、この場合、光スプレッダ素子は、第２のレンズ１０と一体的に形成される。第１のレンズ４及び第２のレンズ１０は、光軸ＯＡに直交し、互いに距離ｌ_１を隔てて配設される。距離ｌ_１は、通常ミリメートル又はセンチメートルの範囲内である。第１のレンズ４及び光源２間の距離ｌ_２は、典型的には、数センチメートルである。第１のレンズ４の幅ｗ_１は、通常第２のレンズ１０の幅ｗ_２よりも小さい。幅ｗ_１及びｗ_２は、典型的には、ミリメートル又はセンチメートルの範囲内である。

図６は、ＣｏＰ光源２からの光をコリメートする方法のいくつかのステップのフローチャートである。ステップＳ１において、図２〜図４に関して述べたものと同様のコリメータ３が設けられる。ステップＳ２において、ＣｏＰ光源２が、コリメータの光軸上に配設される。ステップＳ３において、光源が、動作状態にされる。

本発明の一実施形態の動作が、図２〜図４を参照して以下に述べられる。光源２を作動させることにより、光源２は光を発し、該光は、結像素子４に当たることによりコリメータ３により受けられる。結像素子４により光スプレッダ素子５上に形成された各像において、異なる色の光が、各光スプレッダ素子５が光源２により発せられた全てのの色の光を受けないように空間的に分離される。結像素子４が無い場合、各光スプレッダ素子５は、光が発せられる光源上の全ての位置からの光を受けたであろう。斯くして、各光スプレッダ素子５は、（ＣｏＰの変動に起因して）光源２により発せられた全ての色の光を受けたであろう。いくつかのアプリケーションにとっては、色が１つの空間方向においてのみ分離される（この場合、結像素子４は一次元結像用に構成される）又は２つの方向に分離される（この場合、結像素子４は二次元結像用に構成される）という意味合いで、色の分離は部分的なもので十分である。一次元の場合、光ビームの色は、子午面において分離される。二次元の場合、光ビームの色は、子午面及び矢状面の両方において分離される。結像素子４の色の分離に起因して、第１の光スプレッダ素子１１は、第１の光スプレッダ素子１１よりも光源２の近くに位置する第２の光スプレッダ素子１２とは僅かに異なる色の光を受ける。第１の光スプレッダ素子１１及び光軸ＯＡ間の直交距離は、ｄ_１であり、第２の光スプレッダ素子１２及び光軸ＯＡ間の直交距離は、ｄ_２である。第１の光スプレッダ素子１１には第１の光ビーム１０が当たり、これにより、第１の光ビーム１０は、全体的な照明方向Ｉに向けてリダイレクトされ、第１の光スプレッダ素子１１の子午面Ｍにおいて広がり、また任意に、矢状面Ｓにおいても広がる。同様に、第２の光スプレッダ素子１２には第２の光ビーム１３が当たり、これにより、第２の光ビーム１３は、全体的な照明方向Ｉに向けてリダイレクトされ、第２の光スプレッダ素子１２の子午面において広がり、また任意に、矢状面においても広がる。第１の光スプレッダ素子１１は、第１の光ビーム１０が子午面Ｍにおいて角度θ_１をカバーするように第１の光ビーム１０を広げる。第２の光スプレッダ素子１２は、第２の光ビーム１３が第２の光スプレッダ素子１２の子午面において角度θ_１をカバーするように第２の光ビーム１３を広げる。それぞれの子午面において第１の光ビーム１０及び第２の光ビーム１３によりカバーされる角度は、等しいか、ほぼ等しい。

光線１１'及び１１"は、光源２の中心の結像を図示し、光線１３'及び１３"は、光源２の端部の結像を例示する。然るに、光源２の異なる位置は、異なる色を発する。

第１の光スプレッダ素子１１及び第２の光スプレッダ素子１２がそれぞれの子午面及びそれぞれの矢状面において光を広げるよう構成される実施形態において、第１の光ビーム１０及び第２の光ビーム１３は、以下のように広がる。第１の光スプレッダ素子１１は、第１の光ビーム１０が子午面Ｍにおいて角度θ_１及び矢状面Ｓにおいて角度θ_２をカバーするように第１の光ビーム１０を広げる。第２の光スプレッダ素子１２は、第２の光ビーム１３が第２の光スプレッダ素子１２の子午面において角度θ_１をカバーし、光スプレッダ素子１２の矢状面において角度θ_２をカバーするように第２の光ビーム１３を広げる。角度θ_１及びθ_２は、同じであってもよく、異なってもよいが、それぞれの子午面において第１の光ビーム１０及び第２の光ビーム１３によりカバーされる角度は、等しいか、ほぼ等しく、それぞれの矢状面において第１の光ビーム１０及び第２の光ビーム１３によりカバーされる角度は、等しいか、ほぼ等しい。

斯くして、コリメータ３を出る際、第１の光ビーム１０及び第２の光ビーム１３は、光軸ＯＡとほぼ平行に配向され、空間内でほぼ等しく広がる。説明を目的として、光スプレッダ素子５は、湾曲面を通じてそれぞれの焦点を作ることにより光ビームを広げ、異なる焦点を持つこれら光スプレッダ素子５は、入射光ビームを異なって広げることに留意されたい。これは、レンズの作用の仕方と同様である。さらに、光スプレッダ素子から光源２までの距離が遠いほど、光源２が光スプレッダ素子に"現れる(appear)"のがより小さくなる。結果として、光スプレッダ素子５の光ビーム広がり特性が、位置に依存しない場合、第１の光スプレッダ素子１１を出る光ビームは、第２の光スプレッダ素子１２を出る光ビームよりも幅広であろう。第１の光スプレッダ素子１１のより強い光ビーム広がり特性は、第１の光ビーム１０の幅及び第２の光ビーム１３の幅が、コリメートされた光において互いに合致し、これにより、一方の光ビームの色が、遠距離場において他方の光ビームより優勢とならないように、距離の遠さを補償する。

当業者は、本発明が上述した好ましい実施形態に決して限定されないことを認識する。逆に、多くの修正及びバリエーションが、添付の特許請求の範囲内で可能である。開示された実施形態に対するバリエーションが、図面、開示及び添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求の範囲に記載の発明を実践する当業者によって理解され、実施され得る。請求項において、"有する"という用語は他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は複数を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有効に用いられ得ないことを示すものではない。

Claims

カラーオーバポジション光源のためのコリメータを有する照明デバイスであって、前記コリメータは、
焦点、
前記焦点を含む光軸、
前記光軸を中心として又は前記光軸上に配設される結像素子であって、前記光源の少なくとも１つの像を形成するよう構成される、結像素子、及び
第１の組の光スプレッダ素子及び第２の組の光スプレッダ素子を含み、前記第１の組の光スプレッダ素子は、前記第２の組の光スプレッダ素子よりも前記光軸及び前記光源から遠くに位置する、複数の光スプレッダ素子であって、前記結像素子からの前記少なくとも１つの像を受けるよう前記光軸を中心として配設される複数の光スプレッダ素子、
を含み、
前記結像素子は、第１の像を前記第１の組の光スプレッダ素子上に生成し、第２の像を前記第２の組の光スプレッダ素子上に生成し、前記第１の像は、前記光軸に対してθ _０よりも小さな角度で前記光源から発せられる光により形成され、前記第２の像は、θ _０よりも大きな角度で発せられる光により形成され、
前記複数の光スプレッダ素子は、異なる光ビーム広がり特性を持ち、各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、前記焦点に対する当該光スプレッダ素子の位置に依存し、前記光スプレッダ素子は、ビーム広がり特性により前記第１の像及び前記第２の像が実質的に等しい角度θ _１に広がるように前記光軸を含む第１の平面において前記第１の組の光スプレッダ素子及び前記第２の組の光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成され、
当該照明デバイスは、前記カラーオーバポジション光源を有し、該カラーオーバポジション光源は、該光源からの光が前記コリメータにより受けられるように該コリメータの前記焦点に配設される、照明デバイス。
前記結像素子は、一次元結像用に構成される、請求項１に記載の照明デバイス。
前記結像素子は、二次元結像用に構成される、請求項１に記載の照明デバイス。
各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、前記焦点から当該光スプレッダ素子まで測られる光路長に依存する、請求項１、２又は３に記載の照明デバイス。
各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、前記光軸から当該光スプレッダ素子までの直交距離に依存する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記光スプレッダ素子は、前記第１の平面及び第２の平面の両方において当該光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成され、前記第２の平面は、前記第１の平面に直交し、前記光軸に直交する法線を持つ、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記光スプレッダ素子は、マイクロレンズ又はファセットである、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記光スプレッダ素子は、異なる光スプレッダ素子に当たった光ビームが空間内で等しく広がるように当該光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成される、請求項１乃至７の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記光スプレッダ素子は、前記コリメータの光リダイレクト面に設けられる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記光スプレッダ素子は、前記コリメータの光出射面に設けられる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記コリメータは、第１のレンズ及び第２のレンズを有し、前記結像素子は、前記第１のレンズにより形成され、前記光スプレッダ素子は、前記第２のレンズに設けられる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の照明デバイス。
前記結像素子は、第１の組の前記光スプレッダ素子上に生成される第１の像及び第２の組の前記光スプレッダ素子上に生成される第２の像を含む、前記光源の少なくとも２つの拡大像を形成するよう構成され、前記第１の組の光スプレッダ素子は、前記第２の組の光スプレッダ素子よりも前記光軸及び前記光源から遠くに位置する、請求項１に記載の照明デバイス。
カラーオーバポジション光源からの光をコリメートする方法であって、
コリメータであって、焦点、前記焦点を含む光軸、前記光軸を中心として又は前記光軸上に配設される結像素子であって、前記光源の少なくとも１つの像を形成するよう構成される、結像素子、及び第１の組の光スプレッダ素子及び第２の組の光スプレッダ素子を含み、前記第１の組の光スプレッダ素子は、前記第２の組の光スプレッダ素子よりも前記光軸及び前記光源から遠くに位置する、複数の光スプレッダ素子であって、前記結像素子からの前記少なくとも１つの像を受けるよう前記光軸を中心として配設される複数の光スプレッダ素子を含むコリメータであり、前記結像素子は、第１の像を前記第１の組の光スプレッダ素子上に生成し、第２の像を前記第２の組の光スプレッダ素子上に生成し、前記第１の像は、前記光軸に対してθ _０よりも小さな角度で前記光源から発せられる光により形成され、前記第２の像は、θ _０よりも大きな角度で発せられる光により形成され、前記複数の光スプレッダ素子は、異なる光ビーム広がり特性を持ち、各光スプレッダ素子の光ビーム広がり特性は、前記焦点に対する当該光スプレッダ素子の位置に依存し、前記光スプレッダ素子は、ビーム広がり特性により前記第１の像及び前記第２の像が実質的に等しい角度θ _１に広がるように前記光軸を含む第１の平面において前記第１の組の光スプレッダ素子及び前記第２の組の光スプレッダ素子に当たる光を広げるよう構成される、コリメータを設けるステップ、
前記コリメータの前記焦点に光源を配設するステップ、及び
前記光源を動作させるステップ、
を有し、
前記光スプレッダ素子は、前記結像素子からの前記光源の前記少なくとも１つの像を受け、前記光スプレッダ素子に当たる光が、前記光軸を含む第１の平面において広がる、方法。