KR102112862B1 - 고해상력 광각 렌즈 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명의 렌즈조립체에 따르면, 피사체측에서부터 결상측으로 배열된 제1렌즈, 제2렌즈, 조리개, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈가 포함된다. 제1렌즈는 구면 렌즈이며, 집광면과, 이 집광면에 집광된 광속이 발산광으로 출사되는 제1출사면을 포함할 수 있다. 제2렌즈는 제1렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되며 제1렌즈의 제1출사면 방향의 제2입사면과 결상측 방향의 제2출사면을 갖는 비구면 렌즈로, 제2출사면으로 수렴광이 출사될 수 있다. 제3렌즈는 제2렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되며 제2렌즈의 제2출사면 방향의 제3입사면과 결상측 방향의 제3출사면을 갖는 비구면 렌즈로, 제3출사면으로 수렴광이 출사될 수 있다. 조리개는 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 위치하며, 그 중앙에 중공이 형성되어 제2렌즈의 제2출사면에서 출사되는 광속의 주변광들을 차단하여 제3렌즈의 입사면으로 유도할 수 있다. 제4렌즈는 제3렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되는 구면 렌즈이며 제3렌즈의 제3출사면 방향으로 제4입사면을 갖고 결상측 방향으로 제4출사면을 가지고, 제4출사면을 통해 수렴광이 출사될 수 있다. 제5렌즈는 상기 제4렌즈와 접하는 접합형 구면 렌즈로서, 제4렌즈의 제4출사면과 접촉하는 제5입사면을 가지며 결상측으로 제5출사면을 갖는 렌즈이며 제4렌즈를 통과해 받은 상을 이미지 촬상소자의 결상면으로 전달할 수 있다.

Description

고해상력 광각 렌즈 어셈블리 {High resolution wide angle lens assembly}

본 발명은 광학 렌즈 조립체에 관한 것으로, 특히, TOF(time of flight)에 응용가능한 우수한 인식 능력을 발휘하는 고해상력, 광각의 렌즈 조립체에 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)

TOF 응용을 위한 카메라에서는 특히 해상력과 광각 특성이 우수할 것이 요구된다. TOF 응용이 아니라 하더라도 고해상력의 광각 렌즈는 사실상 렌즈의 최종 목표에 속한다고 볼 수 있다. 따라서 본 발명의 목적은 TOF 환경 등에서 고해상력 및 광각 특성을 발휘하는 광학계, 즉, 렌즈조립체를 제안하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 전방의 피사체측에서부터 후방의 결상측으로의 광축에 순차적으로 배열된 제1렌즈, 제2렌즈, 조리개, 제3렌즈, 제4렌즈, 제5렌즈를 포함하는 렌즈어셈블리가 제공된다.

상기 제1렌즈는 구면 렌즈이며, 집광면과, 이 집광면에 집광된 광속이 발산광으로 출사되는 제1출사면을 포함할 수 있다.

상기 제2렌즈는 제1렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되며 제1렌즈의 제1출사면 방향의 제2입사면과 결상측 방향의 제2출사면을 갖는 비구면 렌즈로, 제2출사면으로 수렴광이 출사될 수 있다.

상기 제3렌즈는 제2렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되며 제2렌즈의 제2출사면 방향의 제3입사면과 결상측 방향의 제3출사면을 갖는 비구면 렌즈로, 제3출사면으로 수렴광이 출사될 수 있다.

상기 조리개는 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 위치하며, 그 중앙에 중공이 형성되어 제2렌즈의 제2출사면에서 출사되는 광속의 주변광들을 차단하여 제3렌즈의 입사면으로 유도할 수 있다.

상기 제4렌즈는 제3렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되는 구면 렌즈이며 제3렌즈의 제3출사면 방향으로 제4입사면을 갖고 결상측 방향으로 제4출사면을 가지고, 제4출사면을 통해 수렴광이 출사될 수 있다.

상기 제5렌즈는 상기 제4렌즈와 접하는 접합형 구면 렌즈로서, 제4렌즈의 제4출사면과 접촉하는 제5입사면을 가지며 결상측으로 제5출사면을 가지고, 제4렌즈를 통과해 받은 상을 이미지 촬상소자의 결상면으로 전달할 수 있다.

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

본 발명의 고해상력 광각 렌즈 어셈블리는 1/2" TOF 렌즈에 적용가능하다. 1/2" TOF 렌즈는 상당히 큰 센서에 속하는데 불구하고, 본 발명의 렌즈 어셈블리는 일반적인 TOF 렌즈에 비해 그 크기를 현저히 작게 설계가능하다. 또한 큰 센서에서 해상력, 주변광량비, F/# 등의 조건을 모두 다 만족시키는 것은 기술상 매우 어려운데 본 발명의 렌즈 어셈블리 구조는 이러한 난점을 해결할 수 있다.

본 발명의 렌즈 어셈블리는 TOF 센서인 멜렉시스 MLX75027, SONY IMX456QL 등에 최적 적용이 가능하다. 또한, 센서 개발 회사에서의 본 발명의 렌즈 성능에 대한 검증이 완료되어 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈조립체의 구성을 나타내는 도면
도 1b는 렌즈조립체의 주요 치수도
도 2는 각 렌즈의 기능을 설명하기 위한 광선도
도 3은 도 1a에 나타낸 렌즈조립체의 렌즈 구성표
도 4는 도 1a에 나타낸 렌즈조립체의 전체 기구 구성도
도 5는 본 발명에 따른 렌즈조립체의 사양
도 6a~d는 본 발명에 따른 렌즈조립체의 성능 특성 그래프

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 기술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 렌즈조립체의 배열 구조를 나타낸 도면이고, 도 1b는 렌즈 조립체의 치수도이고, 도 2는 각 렌즈의 기능을 보충설명하기 위한 광선도이다. 그리고 도 3은 각 렌즈의 기본 스펙을 나타내고 있다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 렌즈조립체는 전방측(좌측)의 피사체측 'Obj'(object)에서부터 후방측(우측)의 결상측 'Img'(imaging surface)으로의 광축(optical axis: o.a.)에 순차적으로 배열된 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 조리개(60), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50), 필터(70)가 위치한다. 결상측 Img에는 CMOS, CCD 등의 결상면(80)이 위치한다. 도 1a, 1b, 도 2, 도 3을 참조하여 각 구성에 관하여 구체적으로 설명한다.

제1렌즈(10)는 구면 렌즈이며, 피사체측(Obj) 쪽으로 볼록한 집광면(11)을 갖는다. 집광면(11)은 피사체로부터의 빛을 모으는 면이자, 제1렌즈(10)로 피사체의 광선이 입사되는 제1입사면이기도 하다. 도 3을 참조하면 제1렌즈(10)의 집광면(11)의 Y반경(곡률반경)은 약 50.0000mm이다.

또한 제1렌즈(10)의 결상측(Img) 방향으로는 그 중앙부에, 집광면(11)에 집광된 광속이 굴절되어 발산광으로 출사되는 제1출사면(12)이 형성되어 있다. 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. 도 3에서 제1출사면(12)의 Y반경은 3.6940mm의 구면이다.

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

제2입사면(21)으로는 제1렌즈(10)의 제1출사면(12)에서 출사되는 발산광이 입사된다. 제2렌즈(20)의 역할은 제1렌즈(10)로부터 받은 상을 제2입사면(21) 및 제2출사면(22)이 이루는 렌즈 작용을 통해 수렴하여 출사하는 것이다.

여기서 제2렌즈(20)는 비구면으로, 렌즈 내 위치에 따라 굴절 각도가 다르다. 도 2에서 제1출사면(12)에서 출사된 광이 제2렌즈(20)의 제2입사면(21)에 입사되어서 각 위치에 따라 다른 그룹의 수렴광으로 제2출사면(22)에서 출사됨을 볼 수 있다.

도 3에서, 제2입사면(21)의 Y반경은 6.3867mm이고 제2출사면(22)은 그 반대 방향으로 볼록하므로 마이너스의 Y반경 -42.5693mm로 표기되어 있음을 볼 수 있다. (비구면렌즈의 경우에, 비구면 계수의 수치로 인해 곡률 반경이 중심으로부터의 거리에 따라 방사상으로 변한다.)

제3렌즈(30)는 제2렌즈(20)로부터 결상측(Img)으로 일정 간격 이격되어 배치된다. 피사체측(Obj)으로 오목한 제3입사면(32)을 갖고 결상측(Img)으로 볼록한 제3출사면(33)을 갖는다. 제3입사면(32)의 주위로는 제1렌즈(10)의 출사면과 유사하게 평면(31)이 위치한다.

제3입사면(32)으로는 제2렌즈(20)의 제2출사면(22)에서 출사되는 광이 입사된다. 제3렌즈(30)의 역할은 제2렌즈(20)로부터 받은 상을 제3입사면(32) 및 제3출사면(33)이 이루는 렌즈 작용을 통해 수렴하여 출사하는 것이다.

여기서 제3렌즈(30)는 비구면으로, 렌즈 내 위치에 따라 굴절 각도가 다르다. 도 2에서 제2출사면(22)에서 출사된 광이 제3렌즈(30)의 제3입사면(32)에 입사되어서 각 위치에 따라 다른 그룹의 수렴광으로 제3출사면(33)에서 출사됨을 볼 수 있다.

도 3에서, 제3입사면(32)의 Y반경은 ―9.2542mm이고, 제3출사면(33)의 Y반경은 ―5.0005mm이다.

제2렌즈(20)와 제3렌즈(30) 사이에 있는 조리개(60)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(60)의 위치는 제2렌즈(20)의 제2출사면(22)과 제3렌즈(30)의 제3입사면(32) 사이에 있으면서 제2출사면(22)에서 출사되는 광속의 주변 광을 차단하는 정도의 설계치를 달성할 수 있도록 결정해야 한다. 직경도 이에 연동하여 결정해야 한다.

제4렌즈(40)와 제5렌즈(50)는 서로 접합된 형태의 구면 렌즈인데, 먼저, 제4렌즈(40)에 대해 설명한다.

제4렌즈(40)는 제3렌즈(30)로부터 결상측(Img)으로 일정 간격(도 1b의 예시에서는 약 1.3232mm) 이격되어 배치된다. 피사체측(Obj)으로 볼록한 제4입사면(41)을 갖고 결상측(Img) 방향으로는 다른 곡률로 볼록한 제4출사면(42)을 갖는다.

제4입사면(41)으로는 제3렌즈(30)의 제3출사면(33)에서 출사되는 수렴광이 입사된다. 입사된 광은 제4입사면(41)에서 굴절되고 제4출사면(42)을 통해 수렴되어 최종 출사되고(도 2 참조) 제5렌즈(50)로 입사된다.

도 3에서 제4입사면(41)과 제4출사면의 Y반경은 각각 7.7098, -30.0000mm이다.

제5렌즈(50)는 제4렌즈(40)와 접하는 접합형태의 구면 렌즈로서, 물체측으로 제4렌즈(40)와 접하는 제5입사면(51)을 가지며 결상측으로 다른 Y반경의 제5출사면(52)을 갖는 음의 굴절력 렌즈이다. 제5렌즈(50)의 역할은 제4렌즈(40)를 통과해 받은 상을 이미지 촬상소자의 결상면(80)으로 전달하기 위한 것이다. 도 3의 실시형태에서 제5렌즈(50)의 물체측의 제5입사면(52)과 결상측의 제5출사면(54)의 Y반경은 각각 -30.0000, 11.3195mm이다. 이 제5입사면(52)의 Y반경과 제4렌즈(40)의 제4출사면(42)의 Y반경이 같음을 알 수 있다.

최종적으로 제5렌즈(50)를 통과한 상은 결상면(80), 즉, 공지된 CCD 또는 CMOS 등의 촬상소자의 이미지면에 결상되기 전에 필터(70)를 통과하게 된다. 도 3의 실시형태에서 필터(70)의 두께는 0.4000mm를 사용하였다.

도 4는 도 1a~3에 나타낸 렌즈조립체를 하우징 내에 조립한 렌즈 제품의 기구적 구성도의 한 실시형태를 도시한다. 본 발명의 렌즈어셈블리의 전체 사이즈를 가늠할 수 있도록 주요부 치수를 참고로 달아 놓았다.

크게 2단계의 상이한 직경을 갖는 통형의 하우징(100) 내부에 상기 제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 조리개(60), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50), 필터(70)가 내장되는 형식이다. 하우징(100)은 도 4에서 보듯이 피사체 측의 대직경부(102)와 결상측의 소직경부(104)로 성형된다(일체형 몰드, 또는 개별 제작후 접합).

대직경부(102)의 앞쪽, 즉, 피사체측에는 제1렌즈(10)가 위치하는데, 이 제1렌즈(10)는 전방고정환(106)에 물려서 하우징(100)의 대직경부(102) 앞에 자리잡도록 되어 있다. 제1렌즈(10)의 고정을 위해 대직경부(102)의 선단부(전방부) 외경과 전방고정환(106)의 후단부 내경에는 각각 체결수단(나사산, 걸림홈 및 걸림돌기, 접착제 등)이 개재되어 서로 결합된다(110). 이로써, 전방고정환(106)의 전방면에서 내부 중심쪽으로 연장된 내측돌출부(108)에 의해 제1렌즈(10)가 대직경부(102)의 선단 쪽으로 밀려서 고정된다.

하우징(100)의 대직경부(102)의 내부에는 선단부에 제2렌즈(20)가 위치한다. 제2렌즈(20)의 앞쪽에는 제1렌즈(10)와의 간격 유지를 위한 제1스페이서(112)가 위치한다. 제1스페이서(112)는 제1렌즈(10)의 출사면에서 출사되는 광이 잘라지지 않고 모두 제2렌즈(20)의 입사면으로 들어가도록 하면서도 광이 점유하지 않는 불필요한 부분은 가리도록 하기 위한 형상으로 되어 있다.

대직경부(102)의 내부의 중간부에 제3렌즈(30)가 위치한다. 제3렌즈(30)의 앞쪽에는 제2렌즈(20)와의 간격 유지를 위한 제2스페이서의 역할을 하면서 동시에 조리개 역할을 하는 조리개(60)가 위치한다. 이 제2스페이서 겸 조리개(60)는 또한 상대적으로 직경이 작은 제2렌즈(20)가 대직경부(102) 내부에 견고하게 위치하도록 하는 직경 확장기로서의 역할도 한다.

하우징(100)의 소직경부(104)에는 제4렌즈(40)와 제5렌즈(50)의 결합렌즈가 위치한다. 그리고 제3렌즈(30)와 제4렌즈(40) 사이의 간격을 유지하는 제3스페이서(114)가 내장된다. 제2스페이서(114)의 내경은 제3렌즈(30)의 출사면에서 제4렌즈(40)의 입사면으로 광이 100% 전달되도록 제4렌즈(40) 쪽을 향해 좁아지는 빗면 내경(116)을 갖는다.

소직경부(70)의 종단부(후방부)에는 필터(70)가 결합된다. 필터(70)는 소직경부(104)의 종단면이 내부 중심쪽으로 연장되어 형성된 종단 마감부(116)에 의해 제5렌즈(50) 쪽으로 밀려서 고정된다.

도 4에서는 렌즈조립체의 후방측에 이미지센서 결상면(80)이 위치함을 볼 수 있다. 또한, 소직경부(104)의 종단부 외경의 설명하지 않은 118번 요소는 다른 제품이나 기구물 등에 본 발명의 렌즈어셈블리를 결합하기 위한 소자결합부(118)를 나타낸다. 이 소자결합부(118)에는 나사산이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 렌즈조립체의 기본 사양은 도 5에 나타낸다. 도 5의 사양 표에서 본 발명의 특징이 되는 부분에 대해 설명하면 다음과 같다.

3번 항목의 화상 커버면(Image cover area)이 8.2mm로, 어셈블리 자체의 크기에 비해 센서 영역을 커버할 수 있는 능력이 크다.

4번 항목의 수평화각(HFOV)은 109.4°의 광각 특성을 갖는다.

5번의 F/#값(F-No.; F수)이 1.3 이하이어서(1.28), TOF 센서의 요구조건에 매우 부합한다.

7번의 940nm 파장대에 특화된 설계치를 지니고 있다.

이상과 같이, 일반적으로 TOF 렌즈의 특성상 광량비로 인해 렌즈 사이즈가 커지는데, 이에 대응하여 본 발명의 렌즈 어셈블리를 광량비를 충분히 유지하면서 사이즈가 작게 되도록 설계하였다.

도 6a, 6b, 6c, 6d는 본 발명에 따른 렌즈조립체의 성능 특성을 나타내는 MTF(Modulation Transfer Function) 그래프이다.

도6a는 Axis(렌즈중심)부터 0.5F 까지의 해상력 그래프를, 도6b는 0.6F부터 1.0F (렌즈 최외각) 까지의 해상력 그래프를 나타내고, 도6c는 Axis (렌즈중심)부터 0.5F 까지의 디포커스 그래프를, 도6d는 0.5F부터 1.0F (레즈 최외각) 까지의 디포커스 그래프를 나타낸다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

제1렌즈(10), 제2렌즈(20), 조리개(60), 제3렌즈(30), 제4렌즈(40), 제5렌즈(50), 필터(70), 결상면(80), 집광면(11), 제1출사면(12), 평면부(13), 제2입사면(21), 제2출사면(22), 제3입사면(32), 제3출사면(33), 제4입사면(41), 제4출사면(42), 제5입사면(52), 제5출사면(54), 하우징(100), 대직경부(102), 소직경부(104), 전방고정환(106), 내측돌출부(108), 결합부(110), 제1스페이서(112), 제3스페이서(114), 빗면 내경(116), 종단 마감부(116)

Claims (8)

1. 피사체측과 결상측을 갖는 통형의 하우징;
   상기 하우징의 피사체측에 결합되며 상기 하우징의 내경보다 큰 내경을 갖는 통형의 전방고정환;
   상기 하우징의 피사체측에 결합되는 전방고정환의 내부에 위치하며 상기 하우징의 피사체측의 외부에 위치하는 구면 렌즈로, 집광면과 이 집광면에 집광된 광속이 발산광으로 출사되는 제1출사면을 포함하는 제1렌즈;
   상기 하우징의 내부에 상기 제1렌즈로부터 결상측 방향으로 제1스페이서에 의해 이격되어 배치되며, 상기 제1렌즈의 제1출사면 방향의 제2입사면과 결상측 방향의 제2출사면을 갖는 비구면 렌즈로, 상기 제2출사면으로 수렴광이 출사되는 제2렌즈;
   상기 하우징의 내부에 상기 제2렌즈로부터 결상측으로 이격되어 배치되며, 상기 제2렌즈의 제2출사면 방향의 제3입사면과 결상측 방향의 제3출사면을 갖는 비구면 렌즈로, 상기 제3출사면으로 수렴광이 출사되는 제3렌즈;
   상기 하우징의 내부에 상기 제2렌즈와 제3렌즈 사이에 위치하며, 중앙에 중공이 형성되어 상기 제2렌즈의 제2출사면에서 출사되는 광속의 주변광들을 차단하여 상기 제3렌즈의 제3입사면으로 광을 유도하는 기능 및 상기 제2렌즈와 상기 제3렌즈 사이의 간격을 이격시키는 제2스페이서 기능을 하는 조리개;
   상기 하우징의 내부에 상기 제3렌즈로부터 결상측으로 제3스페이서에 의해 이격되어 배치되며, 상기 제3렌즈의 제3출사면 방향으로 제4입사면을 갖고 결상측 방향의 제4출사면을 갖는 구면 렌즈로, 상기 제4출사면을 통해 수렴광이 출사되는 제4렌즈;
   상기 하우징의 내부에 상기 제4렌즈와 접하는 접합형 구면 렌즈로서, 상기 제4렌즈의 제4출사면과 접촉하는 제5입사면과 결상측으로 제5출사면을 갖고, 상기 제4렌즈를 통해 받은 상을 이미지 촬상소자의 결상면으로 전달하는 제5렌즈; 및
   상기 제5렌즈의 제5출사면에 대향하도록 상기 하우징의 결상측 내부에 배치되어 상기 제5렌즈의 제5출사면에서 출사되는 광을 이미지센서 결상면에 전달하는 필터를 포함하는 렌즈 어셈블리로서,
   상기 조리개는 상기 하우징의 내경보다 작은 직경을 갖는 상기 제2렌즈가 상기 하우징 내부에 고정되도록 하는 직경확장기의 역할을 하고,
   상기 제1렌즈의 출사면과 제2렌즈의 입사면 사이에 위치하는 상기 제1스페이서의 내경은 상기 제1렌즈의 출사면으로부터 제2렌즈의 입사면을 향해 좁아지는 빗면 내경을 갖고,
   상기 제3렌즈의 출사면에서 제4렌즈의 입사면 사이에 위치하는 상기 제3스페이서의 내경은 상기 제3렌즈의 출사면으로부터 제4렌즈의 입사면을 향해 넓어지는 빗면 내경을 가지며,
   상기 렌즈 어셈블리의 F/#값은 1.3 이하이고, 적용 파장대는 940nm의 근적외선 파장대인 것을 특징으로 하는, TOF(time of flight)용 고해상력 광각 렌즈 어셈블리.
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3. 제1항에서, 상기 제1렌즈의 집광면은 피사체 쪽으로 볼록한 곡률을 갖고, 제1출사면은 상기 집광면과 같은 방향의 곡률을 갖는, TOF(time of flight)용 고해상력 광각 렌즈 어셈블리.
4. 제1항에서, 상기 제2렌즈의 제2입사면은 제1렌즈 쪽으로 볼록한 곡률을 갖고, 제2출사면은 상기 제2입사면과 다른 방향의 곡률을 갖는, TOF(time of flight)용 고해상력 광각 렌즈 어셈블리.
5. 제1항에서, 상기 제3렌즈의 제3입사면은 제2렌즈 쪽으로 오목한 곡률을 갖고, 제3출사면은 상기 제3입사면과 같은 방향의 곡률을 갖는, TOF(time of flight)용 고해상력 광각 렌즈 어셈블리.
6. 제1항에서, 상기 제4렌즈의 제4입사면은 제3렌즈 쪽으로 볼록한 곡률을 갖고, 제4출사면은 상기 제4입사면과 다른 방향의 곡률을 갖는, TOF(time of flight)용 고해상력 광각 렌즈 어셈블리.
7. 제1항에서, 상기 제5렌즈의 제5입사면은 제4렌즈 쪽으로 오목한 곡률을 갖고, 제5출사면은 상기 제5입사면과 다른 방향의 곡률을 갖는, TOF(time of flight)용 고해상력 광각 렌즈 어셈블리.
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