KR101988602B1

KR101988602B1 - Tof용 렌즈조립체

Info

Publication number: KR101988602B1
Application number: KR1020170117638A
Authority: KR
Inventors: 박규흠
Original assignee: 주식회사 나오텍
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-06-13
Also published as: KR20190030336A

Abstract

본 발명은 TOF 환경에서도 민감도를 극대화할 수 있도록 하는 광학계, 즉, 렌즈조립체를 제안하는 것이다. 본 발명에 따른 TOF용 렌즈조립체의 한 특징은, 피사체로부터의 광을 집광한 집광광속을 굴절시켜서 발산광을 출사하는 제1렌즈, 제1렌즈에서 출사된 발산광을 굴절시켜서 다수의 그룹으로 발산시켜서 다수 그룹의 발산광을 출사하는 제2렌즈, 제2렌즈에서 출사되는 다수 그룹의 발산광들의 주변 광을 차단하여 통과시키는 조리개, 조리개를 통과한 다수 그룹의 발산광들을 굴절시켜서 한 그룹의 수렴광으로 출사하여 결상면에 결상시키는 제3렌즈를 포함한다.

Description

TOF용 렌즈조립체 {Lens assembly for TOF}

본 발명은 TOF 응용에 특히 적합한 광학 특성을 갖도록 설계되어 TOF 응용에 있어서 우수한 인식 능력을 발휘하는 TOF용 렌즈조립체에 관한 것이다.

TOF는 Time of Flight(비행시간)의 약자로, 빛을 쏘아서 반사되는 시간을 측정하여 거리를 계산하는 기법을 말한다. 일반적으로 TOF 카메라의 형태로 활용되며 이 방식을 사용하여 깊이(depth) 정보를 생성한다. TOF 카메라는 3D 카메라의 한 종류로 그 활용법이 매우 다양하다. 쿼드콥터, 자율주행차, 모션인식 컨트롤, 가상현실, 게임, 3D모델링,　Human　Robot　Interaction 등 아직 우리가 상상하지 못하는 것, 상상만 하던 일을 현실화시켜 줄 수 있는 핵심기술이다. 이 때문에　TOF를 이용한 3D카메라 기술은 앞으로도 기대치가 높은 기술로 평가 받고 있다.

TOF 카메라가 깊이 정보를 획득하기 위해 TOF 기술을 사용하는데, 이 기술은 적외선을 사용하는 기술이기 때문에, 깊이맵을 획득할 때 빛에 민감한 특성을 보인다. 예를 들어 투명한 유리컵과 같은 빛을 투과하는 물체는 깊이 정보를 정확히 측정하지 못한다. 또한, 객체의 경계나 뾰족한 물체 같은 경우 빛이 제대로 반사되지 못하기 때문에 정확한 깊이 정보를 기대하기 어렵다. 방사성 물질, 광택표면, 머리카락, 가루 등과 같은 물체들도 표면 질감이나 색상 때문에 빛의 왜곡이 일어나 정확한 깊이 정보를 획득하지 못한다.

3D Time Of Flight Camera의 적절한 사용법과 그 한계 (https://documents.tips/technology/time-of-flight-3d-camera-.html)

깊이정보를 획득하는 방법의 하나인 TOF 방식의 깊이 카메라는 기기의 크기가 작고 가격이 저렴해 사용이 증가하고 있지만, 촬영 환경이나 촬영하는 객체의 표면 질감 등에 인해 정확한 깊이 정보를 기대하기 어렵다는 단점을 갖는다. 본 발명의 목적은 이러한 TOF 환경에서도 민감도를 극대화할 수 있도록 하는 광학계, 즉, 렌즈조립체를 제안하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 TOF용 렌즈조립체의 한 특징은, 피사체로부터의 광을 집광한 집광광속을 굴절시켜서 발산광을 출사하는 제1렌즈, 제1렌즈에서 출사된 발산광을 굴절시켜서 다수의 그룹으로 발산시켜서 다수 그룹의 발산광을 출사하는 제2렌즈, 제2렌즈에서 출사되는 다수 그룹의 발산광들의 주변 광을 차단하여 통과시키는 조리개, 조리개를 통과한 다수 그룹의 발산광들을 굴절시켜서 한 그룹의 수렴광으로 출사하여 결상면에 결상시키는 제3렌즈를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 TOF용 렌즈조립체의 다른 특징에 따르면, 상기 제1렌즈는 피사체측으로 볼록하여 피사체로부터의 빛을 모으는 집광면과, 결상측으로 오목하여 상기 집광면에 집광된 광속을 굴절시켜서 발산광으로 출사되도록 하는 제1출사면을 포함하고, 상기 제2렌즈는 제1렌즈로부터 간격을 두고 배치되며, 피사체측으로 오목하여 제1렌즈의 제1출사면에서 출사된 발산광이 입사되면 이를 다수 그룹의 발산광으로 굴절시키는 제2입사면과, 결상측으로 볼록하여 제2입사면에서 굴절된 다수 그룹의 발산광을 출사하는 제2출사면을 포함하고, 상기 조리개는 제2렌즈의 제2출사면에서 출사되는 다수 그룹의 발산광들의 주변 광을 차단하는 조리개 중공을 포함하고, 상기 제3렌즈는 제2렌즈로부터 결상측으로 간격을 두고 배치되며, 제2렌즈의 제2출사면에서 출사된 다수 그룹의 발산광이 조리개를 통해 입사되는, 피사체측으로 볼록하여 다수 그룹의 발산광을 수렴되게 굴절시키는 제3입사면과, 제3입사면에서 굴절되어 수렴된 광을 최종 출사광으로서 출사하여 결상면에 결상시키는 제3출사면을 포함한다.

여기서, 상기 제1렌즈는 구면렌즈이며 유리로 제작되는 것이 바람직하며, 상기 제2렌즈와 제3렌즈는 비구면렌즈이며 플라스틱 재료로 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부 도면과 함께 이하에서 상세하게 설명하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

TOF Lens는 일반 렌즈와 달리 특수장비나 3D 프린터, 차량의 전장 등 고가의 상품에 사용되는 만큼 추후 기대수익도 기대되는 품목의 렌즈로서, 본 발명에 의해 F/#(F수, F.No)이 매우 낮은 1.2로 빛을 받아들일 수 있는 성능이 뛰어나 반사되어 온 빛을 받아들이는 데 유리하여, 보다 정확한 거리 계산이 가능하다. 3D프린터나 TOF기기(게임기), 동작인식기 등 분야에서 사용되며, 활용분야에 따라서 그 영역이 확장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 구성을 나타내는 도면
도 3은 도 1에 나타낸 렌즈조립체를 하우징에 조립한 제품 예시도
도 4a, 4b는 본 발명에 따른 렌즈조립체의 분해능을 나타내는 MTF 그래프
도 5는 본 발명에 따른 TOF용 렌즈조립체의 비점 수차 및 왜곡 수차 특성도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈조립체의 배열 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 TOF용 렌즈조립체는 좌측의 피사체측 'Obj'(object)에서 우측의 결상측 'Img'(imaging surface)의 광축(optical axis: o.a.)에 순차적으로 배열된 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30)를 포함한다. 제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이에는 조리개(40)가 위치한다. 결상측 Img에는 결상면(50)이 위치한다.

각 구성에 관하여 구체적으로 설명한다.

제1렌즈(10)는 피사체측(Obj)으로 볼록한 집광면(11)을 갖는다. 집광면(11)은 피사체로부터의 빛을 모으는 면이자, 제1렌즈(10)로 광선이 입사되는 제1입사면이기도 하다.

일 실시예에서, 집광면(11)의 직경 D1은 약 20mm이고, 집광면(11)은 구면으로서 곡률반경은 50mm이다.

제1렌즈(10)의 결상측(Img)은 그 중앙부에, 집광면(11)에 집광된 광속이 굴절되어 발산광으로 출사되는 제1출사면(12)이 형성되어 있고, 제1출사면(12)의 주위에는 평면부(13)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는 제1출사면(12)의 주위가 평면부(13)이지만 실제로 이 부분에는 빛이 지나가지 않으므로 반드시 평면일 필요는 없다. 제1출사면(12)이 제1렌즈(10)의 작용에 관여하는 유효 표면인 것이다.

일 실시예에서, 제1출사면(12)의 직경 D2는 약 10mm이고, 곡률반경은 4.94mm의 구면이다. 제1렌즈(10)의 두께(즉, 집광면(11)과 제1출사면(12) 사이의 최소 거리) T1은 1.0mm로 설계하였다. 또한, 제1렌즈(10)의 굴절률은 1.589129이며, 이 렌즈는 외부 광선의 1차적인 집광 역할을 하고 외부에 노출되는 렌즈이므로 유리로 제작하였다. 사용한 재질은 BACD5_HOYA이다.

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제2렌즈(20)는 제1렌즈(10)로부터 결상측(Img)으로 일정 간격 이격되어 배치된다. 피사체측(Obj)으로 오목한 제2입사면(21)을 갖고 결상측(Img)으로 볼록한 제2출사면(22)을 갖는다.

제2입사면(21)으로는 제1렌즈(10)의 제1출사면(12)에서 출사되는 발산광이 입사된다. 따라서 제2입사면(21)의 직경 D3은 제1출사면(12)의 직경 D2보다 작아도 된다. 예를 들어, 일 실시예에서 D3은 약 7.8mm로 설계하였다.

제2렌즈(20)의 역할은 제1렌즈(10)로부터 받은 상을 제2입사면(21) 및 제2출사면(22)이 이루는 렌즈 작용을 통해 발산하여 출사하는 것이다.

여기서 제2렌즈(20)는 비구면으로, 렌즈의 위치에 따라 굴절 각도가 다르다. 즉, 제1출사면(12)에서 출사된 광이 제2렌즈(20)의 제2입사면(21)에 입사되면 각 위치에 따라 다른 그룹의 발산광으로 제2출사면(22)에서 출사된다.

따라서 제2출사면(22)의 직경 D4는 제2입사면(21)의 직경 D3보다 크다. 예를 들어, 일 실시예에서 D4는 약 8.8mm로 설계하였다. 또한, 일 실시예에서, 제2입사면(21)의 곡률반경은 ―4.1535mm이고, 제2출사면(22)의 곡률반경은 ―5.0780mm이다.

한편, 제1렌즈(10)의 제1출사면(12)과 제2렌즈(20)의 제2입사면(21) 사이의 간격 L1은 제1출사면(12)에서 출산된 광이 손실없이 제2입사면(21)에 입사될 수 있을 정도로 설계되어야 한다.

일 실시예에서 L1은 10.2mm로 설계하였다. 실제 제품 구현시에는 간격 L1을 유지하기 위한 스페이서가 필요할 것이다. 이에 대해서는 후술한다.

일 실시예에서, 제2렌즈(20)의 두께 T2는 3.6767mm이고, 제2렌즈(20)의 굴절률은 1.531130이며, 제2렌즈(20)는 외부에 노출되는 정도가 약하고 비구면 가공해야 하므로 비구면렌즈용 플라스틱 재료, 예컨대, 531130.558000(앞의 531130은 굴절률 1.531130을 의미하고, 뒤의 558000은 분산계수를 의미함)으로 제작하였다..

제3렌즈(30)는 제2렌즈(20)로부터 결상측(Img)으로 일정 간격 이격되어 배치된다. 피사체측(Obj)으로 볼록한 제3입사면(31)을 갖고 결상측(Img)으로 볼록한 제3출사면(32)을 갖는다.

제3입사면(31)으로는 제2렌즈(20)의 제2출사면(22)에서 출사되는 발산광이 입사된다(이때 조리개(40)를 통해서 입사됨). 입사된 광은 제3입사면(31)에서 굴절되고 제3출사면(32)을 통해 수렴되어 최종 출사되고 결상면(50)에 결상된다.

제3렌즈(30)에서는 광이 수렴되므로 제3입사면(31)의 직경 D5가 제3출사면(32)의 직경 D6보다 작아야 한다. 일 실시예에서 D5는 약 9.9mm, D6은 약 8.7mm로 설계하였다.

제3렌즈(30)는 비구면으로, 렌즈의 위치에 따라 굴절 각도가 다르다. 따라서 제3입사면(31)에 입사되는 여러 그룹의 발산광들이 제3출사면(32)을 통해 다시 모여 한 그룹의 수렴광이 된다.

제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이의 간격 L2는 제2출사면(22)에서 출산된 광이 손실없이 제3입사면(31)에 입사될 수 있을 정도로 설계되어야 한다. 일 실시예에서 L2는 1.6mm이다. 실제 제품 구현시에는 제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이의 간격 L2를 유지하기 위한 스페이서가 필요할 것이다. 이에 대해서는 후술한다.

일 실시예에서, 제3입사면(31)의 곡률반경은 4.7394mm이고, 제3출사면(32)의 곡률반경은 -7.5425mm이다. 그리고 제3렌즈(30)의 굴절률은 1.531130이다. 제3렌즈(30)는 제2렌즈(20)와 마찬가지로 외부에 노출되는 정도가 약하고 비구면 가공해야 하므로 가공성이 좋고 저렴한 플라스틱 비구면 렌즈재료, 예컨대, 531130.558000(앞의 531130은 굴절률 1.531130을 의미하고, 뒤의 558000은 분산계수를 의미함)으로 제작하였다. 제3렌즈(30)의 두께 T3은 5.2518mm이다.

제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이에 있는 조리개(40)는, 그 중앙에 소정 직경의 중공(aperture)이 형성되어, 제2렌즈(20)의 제2출사면(22)에서 출사되는 광속의 주변 광들을 커트하여 제3렌즈(30)의 입사면에 맞게 정리하는 역할을 한다.

조리개(40)의 위치는 제2렌즈(20)의 제2출사면(22)과 제3렌즈(30)의 제3입사면(31) 사이에 있으면서 제2출사면(22)에서 출사되는 광속의 주변 광을 차단하는 정도의 설계치를 달성할 수 있도록 결정해야 한다. 직경도 이에 연동하여 결정해야 한다.

일 실시예에서 조리개(40)의 중공의 직경 Da는 8.1mm로 설계하였다.

최종적으로 제3렌즈(30)를 통과한 상은 결상면(50), 즉, 촬상소자의 이미지면에 결상된다. 이미지 촬상소자로는 본 발명의 출원 당시에 공지된 CCD 또는 CMOS 등을 사용할 수 있다.

일실시예에서, 제3렌즈(30)의 제3출사면(32)과 결상면(50) 간 거리 L3은 8.4mm이다.

도 3은 도 1에 나타낸 렌즈조립체를 하우징 내에 조립한 렌즈 제품을 예시한다.

크게 2단계의 상이한 직경을 갖는 통형의 하우징 내부에 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 조리개(40)가 내장되는 형식이다. 하우징은 도 3에서 보듯이 좌측의 대직경부(71)와 소직경부(70)로 몰드성형된다. 대직경부(71)의 내부에는 제1렌즈(10)가 내장된다. 그리고 제2렌즈(20)와의 간격 유지를 위한 제1스페이서(73)가 위치한다.

제1렌즈(10)의 집광면(11)은 외부로 노출되는 면이므로 그 고정을 위하여 리테이너(72)가 대직경부(71)의 외경에 씌워진다. 제2렌즈(20)와의 간격유지를 위한 제1스페이서(73)는 제2렌즈(20)의 입사면인 제2입사면(21)의 곡률과 대략 일체가 되도록 동일한 곡률을 갖는 곡면 내경(74)을 갖고 있다. 제1렌즈(10)의 제1출사면(12)에서 발산되는 광이 커팅없이 모두 제2렌즈(20)의 제2입사면(21)으로 들어가도록 하면서도 광이 점유하지 않는 불필요한 부분은 가리도록 하기 위한 조치이다.

하우징의 소직경부(70)에는 제2렌즈(20)와 제3렌즈(30), 그리고 이들 사이의 간격을 유지하는 제2스페이서이면서 동시에 조리개 역할을 하는 조리개(40)가 내장된다. 제2스페이서겸 조리개(40)의 내경은 제2렌즈(20)의 출사면(제2출사면 22)에서 제3렌즈(30)의 입사면(제3입사면 31)으로 발산광이 전달되도록 제3렌즈(30) 쪽을 향해 넓어지는 빗면 내경(41)을 갖는다.

하우징의 소직경부(70)의 종단부에는 결상면(50)인 이미지센서 등의 촬상소자와의 결합을 위한 소자결합부(75)가 있다. 도 3의 실시예에서, 소자결합부(75)의 외경에는 나사산(76)이 형성되어서 소정의 이미지센서 하우징(미도시)과 결합되는 예를 나타내었다.

한편, 본 발명에 따른 렌즈조립체의 기본 사양은 다음과 같다. 아래의 데이터는 공학계 설계 프로그램인 Code V로부터 추출된 데이터이다.

<INFINITE CONJUGATES> (물체가 무한대에 있을 경우)

Effective Focal Length(유효초점거리): 2.78 mm

Back Focal Length(렌즈의 마지막면에서 이미지면까지의 거리): 5.2089 mm

Flange Focal Length(조립된 렌즈의 마지막면에서부터 이미지면까지의 거리): 4.8338 mm

F. No(렌즈의 밝기): 1.2

-IMAGE DISTORTION(이미지 왜곡): 5.1867 %

OAL(Over All Length, 전체길이): 19.2985 mm

-PARAXIAL IMAGE(근축 이미지)

HEIGHT (Half): 22.4471 mm

ANG (Half): 82.9285 deg.

-ENTRANCE PUPIL(입사동)

DIAMETER: 2.2647

THICKNESS: 5.6158

-EXIT PUPIL(출사동)

DIAMETER: 8.0650

THICKNESS: -4.7080

도 4a,b는 본 발명에 따른 렌즈조립체의 해상력(분해능)을 나타내는 MTF (Modulation Transfer Function) 그래프이다. 여기서, 각 색상별 점선과 실선은 상면의 x축과 y축을 의미하며, 이 그래프의 x축은 lp/mm (line pair per millimeter), y축은 분해능(%)을 의미한다. 분홍색을 예를 들면, 상측 주변부에 해당하는 영역의 해상력이며, 60 lp/mm 기준으로 0.8 Field에서 약 30% 이상의 분해능을 가지므로 VGA급이라 볼 수 있다. TOF 특성상 가시광을 이용하는 것이 아닌 적외선 영역대를 사용하므로 고화소의 렌즈보다는 화소수가 낮아 초당 전달할 수 있는 VGA 정도의 DATA 전송 용량이 작은 렌즈가 유리하다.

도 4a,b의 MTF 그래프는, 이미지센서를 10개 등분으로 나누었을 때 중심부분 (axis) 부터 최외각부분인 1.0 Field로 표시된다. 도 4a는 axis부터 0.6 Field 까지 나타낸 그래프이며, 도 4b는 0.7 Field부터 1.0 Field까지 나타낸 그래프이다.

도 5는 본 발명에 따른 TOF용 렌즈 어셈블리의 광학적 왜곡 데이터를 나타낸다. 좌측 그래프는 자오 상면 만곡(T: Tangential Field Curvature) 및 구결 상면 만곡(S: Sagittal Field Curvature)의 수차 특성을 도시화한 그래프이고, 오른쪽 그래프는 백분 왜곡(% Distortion)을 도시화한 그래프이다. 좌측에서 본 발명의 TOF 렌즈는 VGA급의 분해능을 가짐을 알 수 있다. 또한, 도 5의 우측의 왜곡 그래프에서　Y축은 이미지의 높이를 나타내고, X축은 왜곡의 퍼센트를 나타낸다. TOF 렌즈는 가시 영역에서 사용되는 렌즈가 아니라 적외선 영역에서 사용되는 것으로 일반적인 가시 영역에서 사용되는 광학계보다는 왜곡률이 다소 높지만 이미지 높이 3.0에서 대략 86.6%의 왜곡률이 나와 양호한 TOF용 렌즈임을 보여주고 있다.

이상에서 본 발명을 제한적이지 않은 예시적 실시예를 통해 설명하였다. 이들 실시예를, 첨부된 특허청구범위 내에서 본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않는 범위에서 의도적으로 변형, 변경, 수정할 수 있음은 당연하다.

제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 제3렌즈(30), 조리개(40), 결상면(50), 집광면(11), 제1출사면(12), 평면부(13), 제2입사면(21), 제2출사면(22), 제3입사면(31), 제3출사면(32), 빗면 내경(41), 소직경부(70), 대직경부(71), 리테이너(72), 제1스페이서(73), 곡면 내경(74), 소자결합부(75), 나사산(76), Obj: 피사체측, Img: 결상측, o.a.: 광축

Claims

길이 방향으로 상이한 직경의 대직경부와 소직경부를 갖는 통형의 하우징,
상기 하우징의 대직경부에 내장되며, 피사체로부터의 광을 집광한 집광광속을 굴절시켜서 발산광을 출사하는 제1렌즈,
상기 하우징의 소직경부에 내장되며, 제1렌즈에서 출사된 발산광을 굴절시켜서 다수의 그룹으로 발산시켜서 다수 그룹의 발산광을 출사하는 제2렌즈,
상기 하우징의 소직경부에 내장되며, 제2렌즈에서 출사되는 다수 그룹의 발산광들의 주변 광을 차단하여 통과시키는 조리개,
상기 하우징의 소직경부에 내장되며, 조리개를 통과한 다수 그룹의 발산광들을 굴절시켜서 한 그룹의 수렴광으로 출사하여 결상면에 결상시키는 제3렌즈를 포함하되,
상기 하우징의 대직경부의 내부에 내장된 상기 제1렌즈의 집광면이 외부로 노출되도록 리테이너(72)가 상기 대직경부의 외경에 씌워지고,
상기 하우징의 대직경부에 내장된 제1렌즈와 상기 하우징의 소직경부에 내장된 제2렌즈와의 간격 유지를 위한 제1스페이서(73)가 상기 대직경부 내에 위치하되, 이 제1스페이서(73)는 제2렌즈의 입사면의 곡률과 일체가 되도록 동일한 곡률을 갖는 곡면 내경(74)을 포함하고,
상기 하우징의 소직경부에 내장된 상기 조리개는, 상기 하우징의 소직경부에 내장된 상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이의 간격 유지를 위한 제2스페이서(40)의 역할을 하며, 상기 제2렌즈의 출사면에서 상기 제3렌즈의 입사면으로 발산광이 전달되도록 제3렌즈 쪽을 향해 넓어지는 빗면 내경(41)을 포함하는 TOF용 렌즈조립체.
길이 방향으로 상이한 직경의 대직경부와 소직경부를 갖는 통형의 하우징 내부에 피사체측으로부터 결상측을 잇는 광축상에 피사체측으로부터 순차적으로 내장된 제1렌즈, 제2렌즈, 조리개, 제3렌즈를 포함하는 렌즈조립체로서,
상기 제1렌즈는 상기 하우징의 대직경부에 내장되며, 피사체측으로 볼록하여 피사체로부터의 빛을 모으기 위하여 상기 하우징에서 외부로 노출되는 집광면과, 결상측으로 오목하여 상기 집광면에 집광된 광속을 굴절시켜서 발산광으로 출사되도록 하는 제1출사면을 포함하고,
상기 제2렌즈는 상기 하우징의 소직경부에 내장되며, 제1렌즈로부터 간격을 두고 배치되고, 피사체측으로 오목하여 제1렌즈의 제1출사면에서 출사된 발산광이 입사되면 이를 다수 그룹의 발산광으로 굴절시키는 제2입사면과, 결상측으로 볼록하여 제2입사면에서 굴절된 다수 그룹의 발산광을 출사하는 제2출사면을 포함하고,
상기 조리개는 상기 하우징의 소직경부에 내장되며, 제2렌즈의 제2출사면에서 출사되는 다수 그룹의 발산광들의 주변 광을 차단하는 조리개 중공을 포함하고,
상기 제3렌즈는 제2렌즈로부터 결상측으로 간격을 두고 상기 하우징의 소직경부에 내장되며, 제2렌즈의 제2출사면에서 출사된 다수 그룹의 발산광이 조리개를 통해 입사되는, 피사체측으로 볼록하여 다수 그룹의 발산광을 수렴되게 굴절시키는 제3입사면과, 제3입사면에서 굴절되어 수렴된 광을 최종 출사광으로서 출사하여 결상면에 결상시키는 제3출사면을 포함하되,
상기 하우징의 대직경부의 내부에 내장된 상기 제1렌즈의 집광면이 외부로 노출되도록 리테이너(72)가 상기 대직경부의 외경에 씌워지고,
상기 하우징의 대직경부에 내장된 제1렌즈와 상기 하우징의 소직경부에 내장된 제2렌즈와의 간격 유지를 위한 제1스페이서(73)가 상기 대직경부 내에 위치하되, 이 제1스페이서(73)는 제2렌즈의 입사면의 곡률과 일체가 되도록 동일한 곡률을 갖는 곡면 내경(74)을 포함하고,
상기 하우징의 소직경부에 내장된 상기 조리개는, 상기 하우징의 소직경부에 내장된 상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이의 간격 유지를 위한 제2스페이서(40)의 역할을 하며, 상기 제2렌즈의 출사면에서 상기 제3렌즈의 입사면으로 발산광이 전달되도록 제3렌즈 쪽을 향해 넓어지는 빗면 내경(41)을 포함하는 TOF용 렌즈조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1렌즈는 구면렌즈인 TOF용 렌즈조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1렌즈는 유리로 제작되는 TOF용 렌즈조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2렌즈는 비구면렌즈인 TOF용 렌즈조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2렌즈는 플라스틱 재료로 제작되는 TOF용 렌즈조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3렌즈는 비구면렌즈인 TOF용 렌즈조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3렌즈는 플라스틱 재료로 제작되는 TOF용 렌즈조립체.