JP2005289757A - Method of forecasting forming behavior of optical device, forming method and forming die - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形挙動予測方法、成形方法、及び成形型に関する。 The present invention relates to an optical element molding behavior prediction method, a molding method, and a molding die for forming an optical element by pressing an optical element material.
近年、光学機器の小型化、軽量化のために非球面のレンズが多く採用されている。非球面レンズなどの複雑な表面形状を有する光学素子は、研削研磨加工で製造することが容易でなく、加熱軟化した素材を成形型によって成形する製造方法が多く採用されている。
一方、光学機器に搭載される光学素子は高精度な形状が求められている。プレス成形で非球面レンズなどの高精度な光学素子を製造するためには、成形条件や成形型の形状を数多く試し、最適な状態に設定する必要がある。
In recent years, aspherical lenses are often used to reduce the size and weight of optical devices. An optical element having a complicated surface shape such as an aspherical lens is not easy to manufacture by grinding and polishing, and many manufacturing methods are employed in which a heat-softened material is formed by a mold.
On the other hand, an optical element mounted on an optical device is required to have a highly accurate shape. In order to manufacture a high-precision optical element such as an aspheric lens by press molding, it is necessary to test many molding conditions and the shape of the mold and set them to an optimum state.
ところが、実際に成形型を用意し、成形条件を調整して実施し、成形品を試作、評価するためには膨大な時間と費用を要する。
そこで、光学素子を成形する際の成形加工プロセスに関するシミュレーション技術が注目され、成形加工プロセスに関するシミュレーション解析を行なって最適な成形条件や最適な成形型形状を設定する方法が開示されている。
However, enormous time and cost are required to actually prepare a mold, adjust the molding conditions, perform trial manufacture, and evaluate the molded product.
Therefore, attention is paid to a simulation technique related to a molding process when molding an optical element, and a method for performing simulation analysis on a molding process and setting an optimal molding condition and an optimal mold shape is disclosed.
例えば、最適な成形条件設定方法に関しては、特許文献１に示されるように、予定された成形プロセスに関する成形シミュレーション解析を行ない、光学素子成形面の形状を数値解析により予測し、その予測された形状精度が不良であれば良好な形状精度が得られるように成形シミュレーション上で成形条件を調整し、そこで設定された成形条件によって実際の光学素子の成形を行なうという方法が開示されている。
For example, regarding the optimal molding condition setting method, as shown in
また、最適な成形型形状設定方法に関しては、特許文献２に示されるように、予定され成形プロセスに関する成形シミュレーション解析を行ない、光学素子成形面の形状を数値解析により予測し、その予測された光学素子成形面の形状と設計上で設計された光学機能面の形状との差分が許容範囲に収まるように、上記数値解析で得られた形状を基にして成形用型の成形面形状を補正し、そこで設定された成形面形状を有する成形型によって実際の光学素子の成形を行なうという方法が開示されている。
As for the optimum mold shape setting method, as shown in
いずれの場合も、光学素子成形面の形状を予測する際には、有限要素法を用いた数値解析によって、成形型及びガラスの応力状態や変位状態を求めているが、解析対象としては、成形型、及び成形物のモデルを作成し、初期値として成形型と素材の物性値（測定値や文献値）、及び各種境界条件を入力し、成形中の温度や荷重などの成形条件のデータを入力して成形シミュレーションを行なっている。
レンズの形状への要求精度は使途によって異なるものの、現在最も多くの非球面レンズを利用しているデジタルカメラ等の光学機器では、成形面形状の設定値からのズレは０．１〜２マイクロメートル以内に抑えることが求められており、成形シミュレーションにおいても同等の精度が要求される。サブミクロンオーダの計算精度を得るに、誤差要因の排除や、膨大な計算時間を抑えるためのモデルの単純化などが必要となる。 Although the required accuracy of the lens shape varies depending on the purpose of use, in optical devices such as digital cameras that currently use the most aspheric lenses, the deviation from the setting value of the molding surface shape is 0.1 to 2 micrometers. The same accuracy is required in the molding simulation. In order to obtain submicron order calculation accuracy, it is necessary to eliminate error factors and simplify models to reduce enormous calculation time.
例えば非球面レンズのような回転対称な形状の光学素子の場合には、成形型及び成形対象とも単純な回転対称体として扱い、最小限必要な断面のみをモデル化して計算することでモデルが単純化されるが解析精度には限界があり、光学分野での使用に耐えるサブミクロンオーダの計算精度を得ることは困難である。 For example, in the case of an optical element having a rotationally symmetric shape such as an aspheric lens, both the mold and the object to be molded are handled as simple rotationally symmetric bodies, and the model is simplified by modeling and calculating only the minimum necessary cross section. However, the analysis accuracy is limited, and it is difficult to obtain submicron order calculation accuracy that can withstand use in the optical field.
また、成形プロセスの一部である冷却中の挙動を高精度で解析するためには、成形体と接触する成形面だけでなく冷却機構を含めたモデル化が必要となるが、モデルが巨大になりすぎるためこれを避け、温度勾配の大きな部分のみを取り出して単純化している。この場合、冷却中の冷却挙動を精度良く計算できるようにモデルを単純化して数値解析している。しかし、このような単純化した数値解析では光学分野での使用に耐えるサブミクロンオーダの計算精度は得られないのが実状であり、数値解析による成形物形状の予測精度をサブミクロンオーダに上げることが課題である。 In addition, in order to analyze the behavior during cooling, which is a part of the molding process, with high accuracy, it is necessary to model not only the molding surface in contact with the molded body but also the cooling mechanism. This is avoided because it becomes too much, and only a part with a large temperature gradient is taken out and simplified. In this case, the model is simplified and numerically analyzed so that the cooling behavior during cooling can be accurately calculated. However, such simplified numerical analysis does not provide submicron-order calculation accuracy that can withstand use in the optical field, and it is necessary to raise the accuracy of molding shape prediction by numerical analysis to submicron order. Is an issue.
本発明は、計算時間をいたずらに増大させることなく、実用的な精度で光学素子の面形状を数値解析することを可能にする手段を提供することを目的とする。また、数値解析によって得た成形品の成形面形状、あるいは成形型形状の結果を利用して、実際の成形品成形面形状が、設計された光学素子の光学機能面形状と許容される誤差範囲内で一致するように成形型形状を設定した成形型、成形方法、及び成形したレンズ素子を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a means that makes it possible to numerically analyze the surface shape of an optical element with practical accuracy without unnecessarily increasing the calculation time. Also, by using the molding surface shape of the molded product obtained by numerical analysis, or the result of the molding die shape, the actual molding surface shape is determined from the optical functional surface shape of the designed optical element and the allowable error range. It is an object of the present invention to provide a molding die, a molding method, and a molded lens element in which the shape of the molding die is set so as to coincide with each other.
請求項１記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形プロセスにおける成形挙動を予測する方法であって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換し、該変換によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての、前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析することを特徴とする成形挙動予測方法である。
The invention according to
請求項１記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用することによって、粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析を行なうことが可能となる作用によって、前記成形型によって成形した前記光学素子の成形面と前記数値解析によって得た光学素子の成形面との誤差を許容範囲内の精度で解析することが可能となる効果を奏する。
According to the invention described in
請求項２記載の発明は、前記物性値は、熱伝導率、比熱、密度、ポアソン比、ヤング率、膨張係数、弾性率、粘弾性率のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の成形挙動予測法である。
請求項２記載の発明によると、数値解析のために変換する、前記成形型の成形部材及び前記光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値として、前記物性値は、熱伝導率、比熱、密度、ポアソン比、ヤング率、膨張係数、弾性率、粘弾性率のうち少なくとも１つを使用することによって、請求項１記載の発明と同様の効果を奏する。
According to a second aspect of the present invention, the physical property value includes at least one of thermal conductivity, specific heat, density, Poisson's ratio, Young's modulus, expansion coefficient, elastic modulus, and viscoelastic modulus. 1 is a molding behavior prediction method according to 1;
According to the second aspect of the present invention, as the physical property value of at least one of the molding member of the mold and the optical element material to be converted for numerical analysis, the physical property value includes thermal conductivity, specific heat, density, By using at least one of Poisson's ratio, Young's modulus, expansion coefficient, elastic modulus, and viscoelastic modulus, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained.
請求項３記載の発明は、前記物性値は、前記成形部材のヤング率であり、前記数値解析用モデルは前記ヤング率に０．０１以上かつ０．５以下の変換係数を掛け合わせて得られる数値と同等の数値を前記物性値として使用することを特徴とする請求項１記載の成形挙動予測法である。
In the invention according to
請求項３記載の発明によると、数値解析のために変換する、前記成形型の成形部材及び前記光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値として、前記成形部材のヤング率を選択し、該ヤング率に対して０．０１以上かつ０．５以下の値を選択して乗算することによって得た値或は乗算することによって得た値に相当する値を数値解析用のヤング率として使用することによって、請求項１記載の発明と同様の効果を奏する。
According to the invention of
請求項４記載の発明は、前記数値解析用モデルは、前記成形型を構成する複数の成形部材についての物性値を変換して得た値を含んでいることを特徴とする請求項１記載の成形挙動予測方法である。
請求項４記載の発明によると、前記成形型を構成する複数の成形部材それぞれについて、数値解析のために物性値を変換した値を、前記それぞれの成形部材の物性値として使用することによって、請求項１記載の発明と同様の効果を奏する。
The invention according to
According to the invention of
請求項５記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形プロセスにおいて使用される前記成形型であって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換して得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、該数値解析によって成形面の形状が決定されたことを特徴とする光学素子の成形型である。
The invention according to
請求項５記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用し、さらに粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析の結果から成形面の形状を決定することによって、該成形面を使用して成形された光学素子の形状を、前記数値解析によって得た光学素子の成形面との誤差を許容範囲内の精度で生成可能となる効果を奏する。
According to the invention described in
請求項６記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形プロセスにおいて使用される前記成形型であって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換して得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、該数値解析によって得た前記光学素子の成形面と所望の光学素子の成形面との誤差が許容範囲内となるように、前記数値解析によって得た値に基づいて光学素子を成形するための成形条件の補正を行ない、該補正された成形条件に基づいて成形面の形状が決定されたことを特徴とする光学素子の成形型である。
The invention according to
請求項６記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用し、さらに粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析から得られた光学素子の成形面の形状と、予定された光学素子の成形面の形状とが許容範囲内の誤差になるように前記成形条件を補正した成形条件に基づいて成形型の形状を決定し、該成形型を使用して光学素子を成形することによって、該成形された光学素子の形状が前記予定された光学素子の形状と許容範囲内の精度で生成可能となる効果を奏する。
According to the invention of
請求項７記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形方法であって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換させて、該変換によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、前記数値解析で用いた光学素子を成形するための成形条件に基づいて光学素子の成形を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法である。
The invention according to
請求項７記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用し、さらに粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析から得られる成形条件を利用して光学素子の成形を行なうことによって、前記数値解析によって得た光学素子の成形面との誤差を許容範囲内の精度で生成可能となる効果を奏する。
According to the invention of
請求項８記載の発明は、前記成形条件は、成形型の形状、成形温度、成形圧力、成形型又は成形素材の冷却速度のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項７記載の光学素子の成形方法である。
請求項８記載の発明によると、前記成形条件に、成形型の形状、成形温度、成形圧力、成形型又は成形素材の冷却速度のうち少なくとも１つを用いることによって、請求項７記載の発明と同様の効果を奏する。
The invention according to
According to the invention of
請求項９記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形方法であって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換させて、該変換によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、該数値解析によって得た前記光学素子の成形面と所望の光学素子の成形面との誤差が許容範囲内となるように、前記数値解析によって得た値に基づいて光学素子を成形するための成形条件の補正を行ない、該補正された成形条件に基づいて光学素子の成形を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法である。
The invention according to
請求項９記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用し、さらに粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析から得られた光学素子の成形面の形状と、予定された光学素子の成形面の形状とが許容範囲内の誤差になるように前記成形条件を補正した成形条件を使用して光学素子を成形することによって、該成形された光学素子の形状が前記予定された光学素子の形状と許容範囲内の精度で生成可能となる効果を奏する。 According to the ninth aspect of the invention, a numerical analysis model obtained by converting a physical property value of at least one of the molding member of the molding die and the optical element material for numerical analysis is used, and molding based on viscoelastic characteristics is further performed. Molding in which the molding conditions are corrected so that the shape of the molding surface of the optical element obtained from the numerical analysis considering the time deflection and the like and the shape of the molding surface of the planned optical element are within an allowable range. By molding the optical element using the conditions, there is an effect that the shape of the molded optical element can be generated with a precision within the allowable range and the shape of the planned optical element.
請求項１０記載の発明は、前記物性値は前記成形部材のヤング率であり、前記数値解析用モデルは前記ヤング率に０．０１以上かつ０．５以下の変換係数を掛け合わせて得られる数値と同等の数値を前記物性値として使用した請求項５に記載の成形型を使用して光学素子の成形を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法である。
In the invention described in
請求項１０記載の発明によると、成形型の成形部材の物性値であるヤング率について、数値解析のために前記ヤング率に０．５以下の変換係数を掛けて得る数値解析用モデルを使用して数値解析し、該数値解析から得られる成形条件に基づいて決定された成形型の形状を使用して光学素子を成形することによって、該成形された光学素子の形状が、前記数値解析によって得た光学素子の成形面との誤差を許容範囲内の精度で生成可能となる効果を奏する。
According to the invention of
請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載の光学素子の成形方法を使用して成形されたことを特徴とする光学素子である。
請求項１１記載の発明によると、請求項１０に記載の光学素子の成形方法を使用して成形することによって請求項１０と同様の効果を奏する。
An eleventh aspect of the present invention is an optical element formed by using the optical element molding method according to the tenth aspect.
According to the eleventh aspect of the invention, the same effect as that of the tenth aspect can be achieved by molding using the optical element molding method according to the tenth aspect.
請求項１２記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形プロセスにおける成形挙動を予測する装置であって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換する物性値変換手段と、該物性値変換手段によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析する数値解析手段と、を有することを特徴とする成形挙動予測装置である。
The invention according to
請求項１２記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用することによって、粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析を行なうことが可能となる作用によって、前記成形型によって成形した前記光学素子の成形面と前記数値解析によって得た光学素子の成形面との誤差を許容範囲内の精度で解析することが可能となる効果を奏する。
According to the invention of
請求項１３記載の発明は、成形型により光学素子素材をプレスして光学素子を形成する光学素子の成形プロセスにおける成形挙動の予測をコンピュータに行なわせるプログラムであって、前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換する物性値変換処理と、該物性値変換処理の実行によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析させる数値解析処理と、をコンピュータに行わせることを特徴とする成形挙動予測プログラムである。 The invention according to claim 13 is a program for causing a computer to predict a molding behavior in a molding process of an optical element for forming an optical element by pressing an optical element material with a molding die, Generated in the optical element material in the mold for a physical property value conversion process for converting at least one physical property value of the optical element material and a numerical analysis model including the physical property value obtained by executing the physical property value conversion process A molding behavior prediction program that causes a computer to perform numerical analysis processing for numerically analyzing thermal stress to be performed based on viscoelastic characteristics.
請求項１３記載の発明によると、成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を数値解析のために変換させて得る数値解析用モデルを使用することによって、粘弾性特性に基づく成形時の撓み等を考慮した数値解析を行なうことが可能となる作用によって、前記成形型によって成形した前記光学素子の成形面と前記数値解析によって得た光学素子の成形面との誤差を許容範囲内の精度で解析することが可能となる効果を奏する。 According to the invention of claim 13, based on the viscoelastic characteristics by using the numerical analysis model obtained by converting at least one physical property value of the molding member and the optical element material of the mold for numerical analysis. Due to the effect of performing numerical analysis in consideration of bending during molding, an error between the molding surface of the optical element molded by the molding die and the molding surface of the optical element obtained by the numerical analysis is within an allowable range. There is an effect that it is possible to analyze with the accuracy within.
以上のように、本発明のいずれの実施態様によっても、膨大な時間を要することなく実用的な精度で、光学素子の成形面の形状を数値解析して得ることが可能となる効果を奏する。
また、前記数値解析によって得た成形品の成形面形状、あるいは成形型形状の結果を利用して、実際の成形品成形面形状が、設計された光学素子の光学機能面形状と許容される誤差範囲内で一致するように成形型形状を設定した成形型、成形方法、成形したレンズ素子を提供することが可能となる効果を奏する。
As described above, according to any of the embodiments of the present invention, there is an effect that the shape of the molding surface of the optical element can be obtained by numerical analysis with practical accuracy without requiring an enormous amount of time.
In addition, by using the molding surface shape of the molded product obtained by the numerical analysis, or the result of the molding die shape, the actual molded product molding surface shape is an error that is allowed with the optical functional surface shape of the designed optical element. There is an effect that it is possible to provide a molding die, a molding method, and a molded lens element in which the molding die shape is set so as to match within the range.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明をする。
図１は、本発明全体の概要を示すフローチャートである。本発明の実施例は、いずれの実施の態様についてもステップＳ１０１からステップＳ１０３に示す処理工程である設計工程、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に示す処理工程である解析工程、及びステップＳ１０６に示す処理工程である成形工程によって構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing an overview of the present invention as a whole. The embodiment of the present invention is a design process that is a process shown in steps S101 to S103, an analysis process that is a process shown in steps S104 to S105, and a process that is shown in step S106 for any embodiment. It is constituted by a certain molding process.
まず、光学設計により、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）等の所望の性能を満たすように、光学素子についての非球面係数、球面曲率半径、肉厚、機能有効径、及び物性値等の値を決定する（ステップＳ１０１）。
光学設計によって、所望の光学素子についての形状が決定されると、その形状に光学素子を成形するための成形型の形状及びゴブの形状が仮決定される。成形型の形状及びゴブの形状の決定に際しては、過去の経験から最適と思われる形状が推定される（ステップＳ１０２）。
First, values such as an aspherical coefficient, a spherical curvature radius, a wall thickness, a function effective diameter, and a physical property value are determined by optical design so as to satisfy desired performance such as MTF (Modulation Transfer Function). (Step S101).
When the shape of the desired optical element is determined by the optical design, the shape of the molding die and the shape of the gob for molding the optical element into the shape are provisionally determined. In determining the shape of the mold and the shape of the gob, a shape that seems to be optimal is estimated from past experience (step S102).
成形型及びゴブの形状が仮決定されると、成形型の形状及びゴブの形状に基づいて、成形型の金属部分、成形機の主軸断熱構成部分、及びゴブプリフォーム部分からなる軸対称の有限要素法の弾性解析モデル又は粘弾性解析モデルを作成する（ステップＳ１０３）。
なお、本発明においては、ここで作成された有限要素法に係る弾性解析モデル又は粘弾性解析モデルに加えて、成形型材料の物性値（例えば、第一の実施例に係る成形型の金属部分及び成形機の主軸断熱構成部分等の物性値）及び光学素子素材の物性値（例えば、第一の実施例に係るゴブプリフォーム部分の物性値）を含めたものを数値解析モデルとする。成形型材料及び光学素子素材の物性値については、予め計測された値が使用される。
Once the shape of the mold and gob is tentatively determined, based on the shape of the mold and the shape of the gob, an axially symmetric finite consisting of the metal part of the mold, the main spindle heat insulating component of the molding machine, and the gob preform part An elastic analysis model or a viscoelastic analysis model of the element method is created (step S103).
In the present invention, in addition to the elastic analysis model or viscoelastic analysis model according to the finite element method created here, the physical property values of the mold material (for example, the metal part of the mold according to the first embodiment) And the physical property value of the main spindle heat insulating component of the molding machine) and the physical property value of the optical element material (for example, the physical property value of the gob preform part according to the first embodiment) are used as a numerical analysis model. As physical property values of the mold material and the optical element material, values measured in advance are used.
さらに、数値解析モデルが作成されると、成形条件として、上記成形型の形状、成形スケジュール、成形圧力、成形温度、成形時間等を決定する。
以上の設計工程が終了すると、解析工程が行なわれる。解析工程では、上記設計工程で決定された数値解析モデル及び成形条件に基づいて情報処理装置による解析が行なわれる。
Further, when the numerical analysis model is created, the shape of the mold, the molding schedule, the molding pressure, the molding temperature, the molding time, etc. are determined as the molding conditions.
When the above design process is completed, an analysis process is performed. In the analysis process, analysis by the information processing apparatus is performed based on the numerical analysis model and the molding conditions determined in the design process.
まず、数値解析のための情報処理装置に入力された成形条件の変換処理が行なわれる。すなわち、上記数値解析モデルに係る成形条件の１つである物性値を数値解析用に変換する処理が行われる（ステップＳ１０４）。成形条件の変換処理が行なわれると、変換された成形条件に基づいて前記解析モデルの数値解析が行なわれる（ステップＳ１０５）。 First, conversion processing of molding conditions input to the information processing apparatus for numerical analysis is performed. That is, a process of converting a physical property value, which is one of the molding conditions related to the numerical analysis model, for numerical analysis is performed (step S104). When the molding condition conversion process is performed, numerical analysis of the analysis model is performed based on the converted molding condition (step S105).
以上の解析工程が終了すると、数値解析によって得られた光学素子の成形面形状とステップＳ１０１で設計された形状とが許容範囲内で一致する場合には、成形工程に移行して設計工程で決められた成形条件に従って実際に光学素子の成形処理が行なわれる（ステップＳ１０６）。 When the above analysis process is completed, if the shape of the molding surface of the optical element obtained by numerical analysis and the shape designed in step S101 coincide within an allowable range, the process proceeds to the molding process and is determined in the design process. The optical element is actually molded in accordance with the molding conditions (step S106).
また、数値解析によって得られた光学素子の成形面形状とステップＳ１０１で設計された形状との誤差が許容範囲内でない場合には、設計工程に戻り当該誤差に基づいて成形条件の補正や、成形型又はゴブ形状の変更を必要に応じて行なう（ステップＳ１０２、ステップＳ１０３）。そして、補正した成形条件及び数値解析モデルに基づいて数値解析処理が行なわれ（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）、当該誤差が許容範囲内で一致する場合には、成形工程に移行して補正された成形条件に従って実際に光学素子の成形処理が行なわれる（ステップＳ１０６）。 Further, when the error between the molding surface shape of the optical element obtained by numerical analysis and the shape designed in step S101 is not within the allowable range, the process returns to the design process, and the molding condition is corrected based on the error. The mold or gob shape is changed as necessary (step S102, step S103). Then, numerical analysis processing is performed based on the corrected molding condition and the numerical analysis model (steps S104 and S105), and when the error matches within an allowable range, the process proceeds to the molding process and corrected molding condition. Accordingly, the optical element is actually molded (step S106).
以上に説明した設計工程及び成形工程については、従来より知られている技術によって実現することができる（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
図２は、本発明の本実施例で使用する成形条件の１つである光学素子素材及び成形型素材の物性値の例を示している。同図（ａ）は、光学素子素材の物性値の例を示している。光学素子素材Ａは第一の実施例及び第二の実施例で使用する光学素子素材の物性値を示し、光学素子素材Ｂは第三の実施例で使用する光学素子素材の物性値を示している。同図（ｂ）は、光学素子素材Ａについての物性値の各温度に対応する膨張係数を示している。同様に、同図（ｃ）は、光学素子素材Ｂについての物性値の各温度に対応する膨張係数を示している。一方、同図（ｄ）は、光学素子の成形を行なう成形型を構成する各部材についての物性値を示している。また、同図（ｅ）は、成形型部材の各温度における膨張係数を示している。
The design process and the molding process described above can be realized by a conventionally known technique (for example,
FIG. 2 shows an example of physical property values of the optical element material and the mold material, which are one of the molding conditions used in this embodiment of the present invention. FIG. 5A shows an example of physical property values of the optical element material. The optical element material A shows the physical property values of the optical element material used in the first embodiment and the second embodiment, and the optical element material B shows the physical property values of the optical element material used in the third embodiment. Yes. FIG. 4B shows an expansion coefficient corresponding to each temperature of the physical property values of the optical element material A. Similarly, FIG. 3C shows an expansion coefficient corresponding to each temperature of the physical property values of the optical element material B. On the other hand, FIG. 4D shows the physical property values of each member constituting the molding die for molding the optical element. FIG. 5E shows the expansion coefficient at each temperature of the mold member.
同図に示す物性値については、実際に計測した値でもよく、文献等に記載されている値でもよい。また、その他の光学素子素材及び成形型素材についての値は、例えば特許文献２に記載されているように従来の手法を用いることによって取得することが可能である。例えば、光学素子素材の緩和弾性係数は、クリープ・コンプライアンスを測定することによって緩和弾性係数のマスターカーブを求めることが開示されている。
The physical property values shown in the figure may be actually measured values or values described in literature or the like. Further, values for other optical element materials and mold materials can be obtained by using a conventional method as described in
以下、第一の実施例について図２から図６に基づいて説明する。
図３から図５には、本実施例で使用する装置構成及び成形条件についての図を示し、図６には、本願発明の詳細な処理（図１に示すステップＳ１０４及びステップＳ１０５）を示すフローチャートを示している。
The first embodiment will be described below with reference to FIGS.
FIGS. 3 to 5 are diagrams showing the apparatus configuration and molding conditions used in this embodiment, and FIG. 6 is a flowchart showing detailed processing of the present invention (steps S104 and S105 shown in FIG. 1). Is shown.
図３は、本実施例で光学素子を成形するために用いる成形機の構成を示す図である。
金型部１は、上面用金型部と下面用金型部とから構成される。上面用金型部及び下面用金型部には、それぞれ成形面を有する金型入れ子２、金型入れ子２を周囲から支持するモールドダイ３、金型入れ子２及びモールドダイ３の端面を支持するダイプレート４によって構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a molding machine used for molding an optical element in this embodiment.
The
上面用金型部は成形機上方の固定軸５の下端に、断熱筒６を介して固定されている。また、下面用金型部は成形機下方の可動軸７の上端に断熱筒６を介して取付けられている。可動軸７の下端には荷重検出手段を有する駆動装置８が設置されており、成形中の下面用金型部によって型締め、加圧、型開きができるようになっている。
The upper surface mold part is fixed to the lower end of the fixed
また、金型部１の周囲には透明石英管９が取付けられており、透明石英管９の両端（同図に示す上下端）にはシールプレート１０が当接されるている。これによって、金型部１の周囲が機密性を備えた成形室を形成する。
さらに、透明石英管の周囲には赤外線ランプユニット１１が取付けられ、その後方に配置された図示しない反射ミラーと共に金型部１を加熱するようになっている。
A
Further, an infrared lamp unit 11 is mounted around the transparent quartz tube, and the
固定軸５及び可動軸７の内部には、成形室内のダイプレート４に例えば乾燥窒素ガス等を導入して金型上型及び下型を冷却するためのガス供給流路１２が成形されている。
図４は、実施例において成形する光学素子の形状を示している。同図の光学素子の形状は、光学設計（図１に示すステップＳ１０１を参照）によってＭＴＦ等の所望の性能を満たすように決定される。同図に示す光学素子は、デジタルカメラ等に使用されるガラス製凹メニスカス非球面レンズの例であり、直径が１０．６ｍｍφ、凸面の曲率半径３５．６ｍｍ、凹面の非球面の曲率半径４．５ｍｍ、中心肉厚１．２ｍｍの光学素子である。
Inside the fixed
FIG. 4 shows the shape of the optical element molded in the example. The shape of the optical element in the figure is determined so as to satisfy desired performance such as MTF by optical design (see step S101 shown in FIG. 1). The optical element shown in the figure is an example of a glass concave meniscus aspheric lens used in a digital camera or the like, and has a diameter of 10.6 mmφ, a convex curvature radius of 35.6 mm, and a concave aspheric curvature radius. The optical element has a thickness of 5 mm and a center thickness of 1.2 mm.
図５は、成形条件の１つである成形スケジュールの例を示している。数値解析においては、同図の成形スケジュールに従った温度分布、熱応力について計算を行ない、実際の光学素子の成形においては、同図の成形スケジュールに従って成形温度、成形圧力を制御して成形処理を行なう。 FIG. 5 shows an example of a molding schedule which is one of the molding conditions. In the numerical analysis, the temperature distribution and thermal stress are calculated according to the molding schedule shown in the figure. In the actual molding of optical elements, the molding temperature and pressure are controlled according to the molding schedule shown in the figure. Do.
下面用金型部にある金型入れ子２上に配置された光学素子素材と共に金型部１は、赤外線ランプユニットによって６００℃まで加熱される。金型部１内の温度を６００℃まで上昇させて、金型部１全体の温度が均一になるように充分な時間その状態を維持した後、可動軸７を上方に稼働させて上面用金型部の金型入れ子２と下面用金型部の金型入れ子２によって光学素子素材に対して１２０Ｋｇｆの荷重がかけられる。充分に荷重をかけた後に冷却による光学素子の粘性変形等を防止するために所定の荷重をかけながら、５２０℃まで金型部１を冷却していく。その後、例えば毎分２０℃程度の冷却速度で金型部１を室温にまで冷却する。
The
図６は、図１で示した解析工程の処理（図１に示すステップＳ１０４及びステップＳ１０５）を示すフローチャートである。ここで、以下の処理は一般的な情報処理装置によって実現される。すなわち、数値計算を行なうためのＣＰＵと、計算に必要なデータを記憶する揮発性メモリと、データを入力するための入力装置と、データを出力するための出力装置と、プログラムやデータを記録するための外部記録装置と、必要に応じで必要なプログラム等を格納するための不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭなど）とを少なくとも備えた情報処理装置によって実現される。 FIG. 6 is a flowchart showing processing of the analysis step shown in FIG. 1 (steps S104 and S105 shown in FIG. 1). Here, the following processing is realized by a general information processing apparatus. That is, a CPU for performing numerical calculation, a volatile memory for storing data necessary for the calculation, an input device for inputting data, an output device for outputting data, and a program and data are recorded. The information processing apparatus includes at least an external recording device for storing data and a non-volatile memory (for example, EEPROM) for storing necessary programs and the like as necessary.
ステップＳ６０１において、数値解析の処理が開始されると、ＣＰＵは予め入力装置より入力された解析モデルに関するデータ（図１に示すステップＳ１０３を参照）を外部記録装置から読出してメモリ上に展開する（ステップＳ６０２）。さらに、ＣＰＵは予め入力装置によって入力された成形条件（図１に示すステップＳ１０３を参照）についても外部記録装置から読み出してメモリ上に展開する（ステップＳ６０３）。 When the numerical analysis process is started in step S601, the CPU reads data relating to the analysis model input in advance from the input device (see step S103 shown in FIG. 1) from the external recording device and develops it on the memory (see FIG. 1). Step S602). Further, the CPU also reads out the molding conditions (see step S103 shown in FIG. 1) input in advance by the input device from the external recording device and develops them on the memory (step S603).
以上の処理によって、メモリ上に数値解析に必要なデータの読出し処理が完了すると、ＣＰＵはメモリ上に展開されている数値解析モデルに係る成形型材料の物性値であるヤング率を数値解析用の物性値に変換し、再度メモリ上に格納する処理を行なう（ステップＳ６０４）。そして、以降の処理ステップにおいては、上記の数値解析用に変換された数値解析モデルについて数値解析処理が実行される。 When the processing for reading data necessary for numerical analysis is completed on the memory through the above processing, the CPU calculates the Young's modulus, which is a physical property value of the mold material related to the numerical analysis model developed on the memory, for numerical analysis. Conversion to physical property values and storage in the memory is performed again (step S604). In subsequent processing steps, numerical analysis processing is executed for the numerical analysis model converted for the numerical analysis.
本実施例においては、図２に示す成形型材料の物性値であるヤング率３３００００（Ｎ／ｍｍ2）に変換係数として０．４５を乗じることによって数値解析用の物性値に変換している。ここで、数値解析用の物性値に変換する処理は乗算に限定されない。例えば、上記ヤング率に０．４５を乗じる代わりに、２．２２（＝１／０．４５）で除してもよい。 In this example, the Young's modulus 330000 (N / mm 2 ), which is the physical property value of the mold material shown in FIG. 2, is multiplied by a conversion coefficient of 0.45 to convert it into a physical property value for numerical analysis. Here, the process of converting to a physical property value for numerical analysis is not limited to multiplication. For example, instead of multiplying the Young's modulus by 0.45, it may be divided by 2.22 (= 1 / 0.45).
また、上記変換係数は、予め不揮発メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に格納されていてもよく、上記入力装置にから手動によって入力した値を揮発性メモリ（例えばＲＡＭ）に格納してもよい。
上記変換係数は、０．０１以上０．５以下の範囲において試験的に変換係数を少しずつ異ならせながら数値解析工程と成形工程とを繰り返すことによって最終的に得られた最適値を使用している。
The conversion coefficient may be stored in advance in a nonvolatile memory (for example, EEPROM), or a value manually input from the input device may be stored in a volatile memory (for example, RAM).
The conversion coefficient is the optimum value finally obtained by repeating the numerical analysis process and the molding process while gradually changing the conversion coefficient on a trial basis within a range of 0.01 to 0.5. Yes.
ステップＳ６０５において、ＣＰＵはメモリ上に展開されている解析モデルに関するデータ及び成形条件に基づいて、有限要素法によって弾性熱応力解析を行ない、金型部１が６００℃である場合の成形型の形状を計算する。同様にして、ＣＰＵはメモリ上に展開されている解析モデルに関するデータ及び成形条件に基づいて、有限要素法によって弾性熱応力解析を行なって、成形室が６００℃である場合の光学素子の成形面形状を計算する（ステップＳ６０６）。
In step S605, the CPU performs elastic thermal stress analysis by a finite element method based on the data relating to the analysis model developed on the memory and the molding conditions, and the shape of the mold when the
ステップＳ６０５及びステップＳ６０６の処理によって成形型の形状及び光学素子の成形面形状が算出されると、ＣＰＵは成形条件の１つである温度スケジュール（図５を参照）に従って温度Ｔを上記６００℃から変化させΔＴだけ変化させた場合の成形型及び光学素材についての温度分布を、メモリ上に展開されている成形条件に基づく有限要素法の熱解析によって計算する（ステップＳ６０７）。 When the shape of the mold and the shape of the molding surface of the optical element are calculated by the processes in steps S605 and S606, the CPU changes the temperature T from the above 600 ° C. according to the temperature schedule (see FIG. 5) which is one of the molding conditions. The temperature distribution of the mold and the optical material when changed and changed by ΔT is calculated by a finite element method thermal analysis based on the molding conditions developed on the memory (step S607).
成形型及び光学素子についての温度分布が計算されると、この結果と上記成形条件とから有限要素法の弾性解析モデルによる解析を行ない、成形室の温度がΔＴだけ変化したことによる温度分布で発生する熱応力の変化Δσが計算される（ステップＳ６０８）。さらに、前回算出した熱応力との和によって、成形室の温度がΔＴだけ変化した場合の熱応力の分布が求められる（ステップＳ６０９）。 When the temperature distribution for the mold and the optical element is calculated, an analysis is performed using the elastic analysis model of the finite element method from this result and the above molding conditions, and the temperature distribution is generated by the change of the molding chamber temperature by ΔT. A change Δσ in thermal stress is calculated (step S608). Furthermore, the distribution of the thermal stress when the temperature of the molding chamber changes by ΔT is obtained by the sum with the previously calculated thermal stress (step S609).
以上のステップＳ６０５からステップＳ６０９の処理を、成形条件の温度スケジュールに沿って順次ΔＴだけ変化した場合について計算をする。そして、所定の温度になるまで計算した後にステップＳ６１０にＣＰＵの処理が移行し、光学素子の成形面形状が算出される。 The above-described processing from step S605 to step S609 is calculated for the case in which ΔT is sequentially changed along the temperature schedule of the molding conditions. And after calculating until it becomes predetermined temperature, the process of CPU transfers to step S610, and the molding surface shape of an optical element is calculated.
以上の数値解析工程によって、数値解析の精度を上げるために複雑な解析モデルを使用することなく、従来の解析モデルを使用しつつ数値解析の精度を向上することが可能となる。また、解析モデルが複雑でないため、数値解析のための計算時間も抑えることが可能となる。 With the above numerical analysis process, it is possible to improve the accuracy of numerical analysis while using a conventional analysis model without using a complicated analysis model to increase the accuracy of numerical analysis. Moreover, since the analysis model is not complicated, it is possible to reduce the calculation time for numerical analysis.
一般に、数値解析のための計算時間を抑えるために、解析モデル、特に成形機の解析モデルを単純化して数値解析を行なう手法が一般的である。このように単純化した手法の場合には、比較的容易に光学素子素材内部の温度変化を精度良く計算できるが、成形型の変形挙動が正確に計算できないために、最終的なレンズ面の形状について充分な精度のものが得られなかった。 In general, in order to reduce the calculation time for numerical analysis, a method of performing numerical analysis by simplifying an analysis model, particularly an analysis model of a molding machine, is common. In the case of such a simplified method, the temperature change inside the optical element material can be calculated with relative accuracy relatively easily, but since the deformation behavior of the mold cannot be calculated accurately, the final lens surface shape can be calculated. A sufficiently accurate one was not obtained.
これは、光学素子に形状を転写する成形型の形状と、形状が転写された光学素子が冷却される際に起こる収縮現象による変形の和として、成形後の光学素子の面形状は求められるが、成形中に成形体を介して成形型に掛かる圧力による成形型形状の変形が精度良く求められていなかったことが原因である。 This is the sum of the shape of the mold that transfers the shape to the optical element and the deformation caused by the shrinkage phenomenon that occurs when the optical element to which the shape is transferred is cooled, but the surface shape of the optical element after molding is required. This is because the deformation of the mold shape due to the pressure applied to the mold via the molded body during molding has not been accurately obtained.
実際の成形機では、成形型は成形面を有する部材のみではなく複数の部材から構成されることが多く、各部材間にはマイクロメートルオーダーのクリアランスが存在する。また、実際の成形型を構成する部材の形状は、完全な平面や円筒形状ではないため、マイクロメートルオーダーの幾何形状誤差が存在する。したがって、各部材間の接触面には幾何形状誤差分のクリアランスが存在することになる。 In an actual molding machine, a molding die is often composed of not only a member having a molding surface but also a plurality of members, and a clearance of micrometer order exists between each member. In addition, since the shape of the members constituting the actual mold is not a perfect plane or cylinder, there is a geometric error of the order of micrometers. Therefore, there is a clearance corresponding to the geometric error on the contact surface between the members.
ところが、数値解析では、上記のような数マイクロメートルのクリアランスまで忠実に再現することはなく、簡略化してクリアランスがない状態としてモデル化するため、部材間にクリアランスが存在する実際の成形と、クリアランスを無視した数値解析とでは、成形中の成形型の変位量に差が生じる。その結果、実際の成形過程で発生する成形型の変形量と、数値解析上で発生する成形型変形量との間に差が生じ、成形の数値解析による形状予測精度が低下してしまう。 However, in numerical analysis, even the clearance of several micrometers as described above is not faithfully reproduced, and since it is simplified and modeled as a state without clearance, the actual molding in which there is clearance between members and the clearance In numerical analysis ignoring, there is a difference in the amount of displacement of the mold during molding. As a result, a difference occurs between the deformation amount of the mold that occurs in the actual molding process and the deformation amount of the mold that occurs in the numerical analysis, and the shape prediction accuracy by the numerical analysis of the molding decreases.
数値解析で使用する成形型及び光学素子に係る物性値（例えば第一の実施例では、成形型の物性値であるヤング率）を、数値解析用の物性値に変換することによって見かけ上のヤング率を下げることにより、数値解析における成形中の成形型の変形量が変化するため、構成部材間での撓みなどを擬似的に表現することが可能となる。その結果、数値解析によって得る光学素子の形状と実際に成形された光学素子の形状とが数マイクロオーダの精度誤差の範囲で予測可能となることが実験によって確認できる。 An apparent Young's property value is converted into a physical property value for numerical analysis by converting a physical property value (for example, Young's modulus, which is a physical property value of the molding die in the first embodiment) used in the numerical analysis into the physical property value. By lowering the rate, the amount of deformation of the molding die during molding in the numerical analysis changes, so that it is possible to simulate the bending between the constituent members. As a result, it can be confirmed by experiments that the shape of the optical element obtained by numerical analysis and the shape of the optical element actually formed can be predicted within a precision error range of several micro-orders.
本発明は、一般的に行なわれているような物性値のキャリブレーション（補正）とは全く異なる。一般的に行なわれる補正は、数値解析に使用する数値の微調整を目的とする数パーセント程度の数値の修正である。一方、本願発明の実施例における変換係数を例えば成形型の物性値であるヤング率に乗じる処理は、数値解析用の物性値に変換することによって、例えば成形型の構成部材間に発生するクリアランスによって生じる成形型の変形量も含めた数値解析を可能にするための数値解析モデルの変換処理である。そのため、変換係数も概ね０．５以下という従来では想到不可能な値となっている。 The present invention is completely different from the calibration (correction) of physical property values which is generally performed. The correction generally performed is correction of a numerical value of several percent for the purpose of fine adjustment of a numerical value used for numerical analysis. On the other hand, the process of multiplying the conversion factor in the embodiment of the present invention by, for example, the Young's modulus, which is the physical property value of the mold, is converted into the physical property value for numerical analysis, for example, by the clearance generated between the components of the mold This is a conversion process of a numerical analysis model for enabling numerical analysis including the amount of deformation of the generated mold. For this reason, the conversion coefficient is approximately 0.5 or less, which cannot be conceived conventionally.
本実施例の解析工程で算出した光学素子の形状と、成形工程において実際に成形された光学素子の形状とを比較した結果、面形状の傾向は一致した。また、設計工程で設計された光学素子の形状からの誤差に関しては最大で０．１２マイクロメートル程度であり、充分に実用的な解析誤差の範囲内となった。 As a result of comparing the shape of the optical element calculated in the analysis process of this example with the shape of the optical element actually molded in the molding process, the tendency of the surface shape was consistent. Further, an error from the shape of the optical element designed in the design process is about 0.12 μm at the maximum, which is sufficiently within the range of practical analysis errors.
一方、本実施例において、数値解析用の物性値に変換することなく（図６のステップＳ６０４を未実施）数値解析工程を行なった場合の解析工程で算出した光学素子の形状と、成形工程において実際に成形された光学素子の形状とを比較した結果では、面形状の傾向（計測した光学素子の曲線のうねり方等）は概ね一致しているが、設計工程で設計された光学素子の形状との誤差は最大で２．５マイクロメートルとなり、プロジェクタレンズ等のように要求精度が比較的緩いレンズを除いて、成形条件や金型の詳細な形状の決定に用いることは困難であることが明らかである。 On the other hand, in the present embodiment, the optical element shape calculated in the analysis process when the numerical analysis process is performed without converting into physical property values for numerical analysis (step S604 in FIG. 6 is not performed) As a result of comparison with the shape of the actually molded optical element, the trend of the surface shape (how the measured optical element curve swells, etc.) is almost the same, but the shape of the optical element designed in the design process The maximum error is 2.5 micrometers, and it can be difficult to determine the molding conditions and the detailed shape of the mold except for lenses with relatively low accuracy requirements such as projector lenses. it is obvious.
また、本実施例において解析モデルは弾性解析モデルを使用したがこれに限られない。弾性解析モデルに変えて解析モデルとして粘弾性解析モデルを使用してもよい。解析モデルに粘弾性解析モデルを使用する場合には計算が複雑になる。本発明を使用することによって、上述のように解析精度を向上させるためにさらに複雑なモデルを構築する必要がなくなるため、計算時間を増やすことなく解析精度を向上することが可能となる。 In the present embodiment, the analysis model is an elastic analysis model, but is not limited thereto. Instead of the elastic analysis model, a viscoelastic analysis model may be used as the analysis model. When a viscoelastic analysis model is used as the analysis model, the calculation becomes complicated. By using the present invention, it is not necessary to construct a more complicated model in order to improve the analysis accuracy as described above, so that the analysis accuracy can be improved without increasing the calculation time.
次に、第二の実施例について図７から図１０に基づいて説明する。なお、第二の実施例においても図１に示す設計工程及び成形工程、図２に示す光学素子の材料は第一の実施例と同様なので省略する。
図７は、本実施例で光学素子を成形するために用いる成形機の構成を示す図である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment as well, the design process and molding process shown in FIG. 1 and the optical element material shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a molding machine used for molding an optical element in this embodiment.
金型部１は、上面用金型部と下面用金型部から構成され、両金型部は形状が異なる。上面用金型部は、成形面が平板状の上面用金型入れ子１３ａ、上面用金型入れ子１３ａを周囲から支持するモールドダイ３、上面用金型入れ子１３ａ及びモールドダイ３の端面を支持するダイプレート４によって構成される。一方、下面用金型部は、２つの下面用金型入れ子１３ｂを一組として、互いの一端部を６０°の角度で上方を向いている様にモールドダイ３によって周囲から支持され、下面用金型入れ子１３ｂ及びモールドダイ３の端面をダイプレート４が支持するように構成される。
The
金型部１以外の構成については、第一の実施例（図３）と同様である。上面用金型部は成形機上方の固定軸５の下端に、断熱筒６を介して固定されている。また、下面用金型部は成形機下方の可動軸７の上端に断熱筒６を介して取付けられている。可動軸７の下端には荷重検出手段を有する駆動装置８が設置されており、成形中の下面用金型部によって型締め、加圧、型開きができるようになっている。
The configuration other than the
また、金型部１の周囲には透明石英管９が取付けられており、透明石英管９の両端（同図に示す上下端）にはシールプレート１０が当接されるている。これによって、金型部１の周囲が機密性を備えた成形室を形成する。
さらに、透明石英管の周囲には赤外線ランプユニット１１が取付けられ、その後方に配置された図示しない反射ミラーと共に金型部１を加熱するようになっている。
A
Further, an infrared lamp unit 11 is mounted around the transparent quartz tube, and the
固定軸５及び可動軸７の内部には、成形室内のダイプレート４に例えば乾燥窒素ガス等を導入して金型上型及び下型を冷却するためのガス供給流路１２が形成されている。
第二の実施例では、図７に示す成形機において、上面用金型入れ子１３ａと同じ形状の金型入れ子を下面用金型入れ子１３ｂにも使用し、下面用金型部に２つの上面用金型入れ子１３ａを６０度の角度を持って設置した構成とした。
Inside the fixed
In the second embodiment, in the molding machine shown in FIG. 7, a mold insert having the same shape as that of the
下面用金型部は、２つの金型入れ子の角度調整部と上面用金型部とのチルト調整機構を持たせたために、モールドダイ３内が複雑な金型入れ子構成となり上下の金型構成に大きな差が生じる。
そこで、解析工程（図６に示すステップＳ６０４）において、上面用金型部の成形条件の１つである物性値のヤング率を数値解析用に変換する変換係数と下面用金型部の成形条件の１つである物性値のヤング率を数値解析用に変換する変換係数とを個別の値に設定した。上面用金型部に対する変換係数を１．０、下面用金型部に対する変換係数を０．１７とし、図６に説明した数値解析を行ない、三角プリズム（図９）を成形した場合の面形状を算出した。
The lower mold part has a tilt adjustment mechanism between the angle adjusting part of the two mold inserts and the upper mold part, so that the mold die 3 has a complicated mold insert structure and the upper and lower mold structures. A big difference occurs.
Therefore, in the analysis step (step S604 shown in FIG. 6), the conversion coefficient for converting the Young's modulus of the physical property value, which is one of the molding conditions of the upper surface mold part, for numerical analysis and the molding conditions of the lower surface mold part. The conversion coefficient for converting the Young's modulus of the physical property value, which is one of the above, for numerical analysis, was set to an individual value. The surface shape when a triangular prism (FIG. 9) is formed by performing the numerical analysis described in FIG. 6 with the conversion coefficient for the upper surface mold portion being 1.0 and the conversion coefficient for the lower surface mold portion being 0.17. Was calculated.
上記変換係数は、０．０１から約２．０までの範囲において試験的に変換係数を少しずつ異ならせながら数値解析工程と成形工程とを繰り返すことによって最終的に得られた最適値を使用している。
解析工程によって算出された三角プリズムの成形面形状は、プリズム外形形状の縦横比に応じたアス（ｘｙ方向で曲率半径が異なる形状欠陥）が生じる事が数値解析の結果から予測された。金型成形面２１をアスをキャンセルするような回転非対称な自由曲面形状とする方法もあるが、アスの生じた面の金型入れ子の長辺方向両端面部中腹に、金型成形面がより変形し易いようなスリット状等の撓み部１６を設けるように設計変更を施して再度解析工程による数値解析を行なった。金型入れ子にスリット部を設けたことで成形中に金型が撓むことにより、アスが改善される効果が認められたため、成形面のアスが許容範囲内になるように図８に示す金型入れ子の形状が決定した。
The above conversion coefficient uses the optimum value finally obtained by repeating the numerical analysis process and the molding process while gradually changing the conversion coefficient on a trial basis in the range from 0.01 to about 2.0. ing.
The molding surface shape of the triangular prism calculated by the analysis step was predicted from the results of numerical analysis that asses (shape defects having different curvature radii in the xy directions) corresponding to the aspect ratio of the prism outer shape occurred. There is also a method of making the
図８は、下面用金型入れ子１３ｂを拡大した斜視図である。
下面用金型入れ子１３ｂは、光学素子素材との当接面である当接部１４、モールドダイ３に支持される支持部１５からなり、さらに支持部１５は、当接部１４を支持する支持部１５ａとモールドダイ３に支持される支持部１５ｂとを有し、支持部１５ａの周辺部と支持部１５ｂの周辺部との間に撓み部１６を有する構成である。
FIG. 8 is an enlarged perspective view of the
The
解析工程によって求めた成形条件の１つである金型形状に基づいて金型を作成し、図１０に示す成形スケジュールに沿って成形を行なった。その結果、アス及びその他の、設計工程で設計された三角プリズムの形状（図９）との誤差が許容範囲内に収まるように成形することが可能となった。 A mold was created based on the mold shape, which is one of the molding conditions obtained by the analysis step, and was molded according to the molding schedule shown in FIG. As a result, it has become possible to mold so that an error from the shape of the prism and the triangular prism designed in the design process (FIG. 9) falls within an allowable range.
また、成形型形状の変形が型部材と成形素材との剛性の相対的な関係で決まってくることから、光学素子素材の物性値を変換することによっても同様の効果を得ることが可能である。さらに、光学素子素材と成形型材料の物性値をともに解析モデルに変換することも可能であるが、この場合には変換係数は１以下に限定されない。 Further, since the deformation of the mold shape is determined by the relative relationship between the rigidity of the mold member and the molding material, it is possible to obtain the same effect by converting the physical property value of the optical element material. . Furthermore, it is possible to convert both the physical property values of the optical element material and the mold material into an analytical model, but in this case, the conversion coefficient is not limited to 1 or less.
第三の実施例について、図１１から図１３に基づいて説明する。第三の実施例では、第一の実施例とは異なった成形システムへの本発明を適用する例である。なお、第三の実施例においても図１に示す設計工程及び成形工程、図２に示す光学素子の材料は第一の実施例と同様なので省略する。 A third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the present invention is applied to a molding system different from the first embodiment. In the third embodiment as well, the design process and molding process shown in FIG. 1 and the optical element material shown in FIG.
図１２は、設計工程において光学設計により所望の性能（ＭＴＦ等）を確保したデジタルカメラ用レンズに使用される、ガラス製両凸両面非球面レンズの設計値について、非球面係数、球面曲率半径、肉厚、機能有効径、及び物性値等の値を用いて、レンズ毎に金型形状とプリフォーム形状の設計を行なった光学素子の形状を示している。 FIG. 12 shows the design values of a glass biconvex double-sided aspheric lens used for a digital camera lens that secures desired performance (such as MTF) by optical design in the design process. The figure shows the shape of an optical element in which a mold shape and a preform shape are designed for each lens using values such as a thickness, a functional effective diameter, and a physical property value.
本実施例で用いた成形機の機構について図１１に基づいて説明する。光学素子素材としてのガラスプリフォーム１７は、成形後のレンズの形状に近似した形状をもつように予め光学研磨を施した球面プリフォームである。このプリフォーム１７をリング形状の搬送ホルダ１８に載せて図示しない加熱炉内を所望の時間滞留させて、ガラスを予備加熱する。予備加熱されたプリフォーム１７に対して成形直前に図示しないランプヒータにより成形可能な温度まで急速加熱し、搬送ホルダ１８を支持する搬送アーム２２によって成形面加工を施した上下金型間に搬送し、上下金型の中心線と、加熱したプリフォーム１７の中心とが一致するように載せて速やかに型締めを行なってプリフォームを成形する（図１３）。成形したレンズは型開きと同時に搬送アーム２２にて搬送ホルダ１８と共に徐冷炉内に移動させ、移行温度傾斜路を予め決められたスピードでコンベアによって移動し徐冷させる。上下金型は、それぞれ成形機軸に閉まり嵌めにて固定されており、金型部１９に金型温度調整用ヒータ２０が巻かれている。金型の温度は成形用プリフォームにより低く保たれており、ガラスは成形と同時に金型により急速に歪み点近傍まで冷却される（図１３）。
The mechanism of the molding machine used in this example will be described with reference to FIG. The glass preform 17 as an optical element material is a spherical preform that has been optically polished in advance so as to have a shape that approximates the shape of the lens after molding. The preform 17 is placed on a ring-shaped
この挙動を数値解析するために、設計工程で設計された成形面形状に基づいた金型部分１９と、プリフォーム１７の搬送ホルダ１８、ガラスプリフォーム１７部分からなる軸対称の有限要素法の弾性解析モデルを作成した。本成形機では搬送アームが、成形直前に成形可能な粘度となったガラスプリフォームと接触する部分から冷却されながら変形するという設定（図１３）で、図６に示した数値解析を行なった。ガラスプレスレンズの製造過程における金型の形状変化を数値解析した結果を凹凸反転させ、ガラスの熱膨張係数による相似冷却収縮のみを考慮して、成形レンズ形状を算出した。算出した面形状データと光学設計値のズレ量から、成形に用いる金型面補正量を求め、金型を作成して成形を行なったところ、成形したレンズは光学設計値を満足した。
In order to numerically analyze this behavior, the elasticity of the axially symmetric finite element method comprising the
本実施例のいずれの態様においても、数値解析用に物性値を変換する際に温度依存する物性値の温度域全般にわたって変換係数を一定値としているが、成形型の構成上、温度依存性の著しく異なる複数部材を組み合わせた構成となる場合では変換係数を温度の関数として与えることで数値解析の精度が向上する。 In any aspect of the present embodiment, the conversion coefficient is constant throughout the temperature range of the temperature-dependent physical property value when converting the physical property value for numerical analysis. In the case of a configuration in which a plurality of significantly different members are combined, the accuracy of numerical analysis is improved by giving the conversion coefficient as a function of temperature.
変換係数は理論的に求まるものではないが、数値解析の結果と実際に成形した成形品との形状測定結果の対比から容易に求めることが可能である。一度求めた変換係数を常に用いても良いが、求める数値解析の精度によって、成形型の構成、成形型の材料、成形物の形状、及び成形する光学素子素材などの組み合わせ毎に最適値を求めても良い。 Although the conversion coefficient is not theoretically obtained, it can be easily obtained from the comparison of the result of numerical analysis and the shape measurement result of the actually molded product. The conversion coefficient once obtained may be used at all times, but the optimum value is obtained for each combination of the mold configuration, mold material, molding shape, and optical element material to be molded, depending on the accuracy of the numerical analysis to be obtained. May be.
変換係数は複数ある成形型毎に必ずしも同一の値を用いる必要はなく、数値解析によって得る光学素子の形状が許容できる範囲で、成形機や成形型の構成、光学素子の形状等によって、型それぞれに最適値を設定してもよく、一部の成形型にのみ１以外の変換係数を乗じるこによっても効果が得られる。 It is not always necessary to use the same conversion coefficient for each of a plurality of molding dies, as long as the shape of the optical element obtained by numerical analysis is acceptable, depending on the configuration of the molding machine, the mold, the shape of the optical element, etc. An optimum value may be set for, and the effect can be obtained by multiplying only a part of the molds by a conversion coefficient other than 1.
成形型毎に異なった変換係数を設定する場合は、成形型毎に異なった温度に制御して成形する場合、成形型の構造やクリアランスが成形型各々によって異なる場合など、成形挙動が不均等になる要因がある場合には特に有効である。
また、光学素子は弾性挙動を示す歪み点近傍まで充分な荷重によって成形型が接触状態を保った場合は、歪み点近傍の温度に達した状態で成形体に転写した型形状により最終的に光学素子の形状が決定される。したがって、室温までの冷却過程すべてを数値解析することなく、この時点での型形状を求めることで、成形レンズ形状の推定を行なうことも可能である。
When setting different conversion coefficients for each mold, molding behavior is uneven, such as when molding is controlled at different temperatures for each mold, or when the structure and clearance of the mold differ depending on each mold. This is particularly effective when there are factors.
In addition, when the mold is kept in contact with a sufficient load to the vicinity of the strain point, which shows the elastic behavior, the optical element is finally optically shaped by the mold shape transferred to the molded body in a state where the temperature reaches the vicinity of the strain point. The shape of the element is determined. Therefore, it is possible to estimate the shape of the molded lens by obtaining the mold shape at this point without numerically analyzing all the cooling processes to room temperature.
実施例ではガラスのプレス成形加工における実施例を示したが、本発明の適用範囲はガラスプレス成形に限定されない。樹脂の射出成形、射出圧縮成形、樹脂のプレス成形や、熱可塑性樹脂やガラスと樹脂との特性を合わせ持った有機−無機ハイブリッド材料の成形、ダイカスト鋳造成形、金型鍛造成形や曲げ・絞り成形、熱や紫外線などの特定波長の光によって硬化する性質を持った樹脂の加工、さらには、または予め易加工形状に加工されたガラス表面に樹脂を積層プレスし一体化加工する事で形状付加価値を高める加工法等においても、型形状を材料に転写して成形する際に型に加圧力が付加される加工法であれば、本発明の方法が適用可能である。 Although the Example in the press molding process of glass was shown in the Example, the application range of this invention is not limited to glass press molding. Injection molding of resin, injection compression molding, press molding of resin, molding of organic-inorganic hybrid materials that have the characteristics of thermoplastic resin and glass and resin, die casting molding, die forging molding, bending and drawing molding Processing of resin with the property of being cured by light of a specific wavelength such as heat and ultraviolet light, or added value by shape processing by laminating and pressing the resin on the glass surface that has been processed into an easy-to-process shape in advance The processing method of the present invention can also be applied to a processing method that increases the pressure as long as it is a processing method in which a pressure is applied to the mold when the mold shape is transferred to the material and molded.
さらに、成形型に関しては、粉末冶金を含む超硬合金やステンレスなどの金属材料による金型、ガラスやＳｉＣに代表されるセラミック材料による型等にも適用可能である。
また、複数種の成形型部材を接合した構成の成形型においても、その各々の物性値を適切な変換係数を用いて変換することによって本発明が利用可能である。この場合、接合材料個々に物性値と変換係数を与える方法でも、成形型の接合構成によっては全体を１つの材質とみなして物性値と変換係数を与えるという方法でもよい。
Further, the mold can be applied to a mold made of a metal material such as cemented carbide including powder metallurgy or stainless steel, a mold made of ceramic material typified by glass or SiC, and the like.
Further, the present invention can also be used in a mold having a configuration in which a plurality of types of mold members are joined by converting each physical property value using an appropriate conversion coefficient. In this case, either a method of giving the physical property value and the conversion coefficient to each bonding material, or a method of giving the physical property value and the conversion coefficient by considering the whole as one material depending on the joining configuration of the mold.
成形型の設置方法に関しては、成形機によって縦型・横型があるが、いずれの場合でも本発明は適用可能である。重力の影響を考慮する必要がある場合は、重力の影響を含めて数値解析することによって、成形挙動の予測精度が向上する。また、金型・金型入れ子の数に制約はなく、多数個取りの場合は入れ子が取り数によって増すが、全体をモデル化しても良いし、対称性等々を考慮してモデル規模を小さくしても良い。 There are vertical and horizontal molds depending on the molding machine as to the method for installing the mold, but the present invention is applicable in any case. When it is necessary to consider the influence of gravity, the prediction accuracy of the forming behavior is improved by numerical analysis including the influence of gravity. In addition, there is no restriction on the number of molds and mold nesting, and in the case of multiple nesting, the nesting increases depending on the number of nesting, but the whole may be modeled, and the model scale will be reduced in consideration of symmetry etc. May be.
本発明の技術は、成形型部材の特性に関わるものであるため、成形型表面に成形部材との離型等々の目的で成膜する薄膜または厚膜の有無に関わらず本発明が適用可能であることは当然である。
また、本発明は、数値解析の材料モデルによらず広く用いることが可能であって、弾性、粘弾性、塑性、超塑性、弾塑性、剛塑性などの多くの材料モデルが存在するが、これらのどの材料モデルを用いても、成形型部材が弾性領域で成形型として実用的な挙動を示す場合には、本発明の方法が適用可能である。さらに、有限要素法の求解法である陰解法、陽解法を問わず利用できる。
Since the technology of the present invention relates to the characteristics of the mold member, the present invention can be applied regardless of the presence or absence of a thin film or thick film formed on the surface of the mold for the purpose of releasing from the mold member or the like. Of course it is.
In addition, the present invention can be widely used regardless of the material model of numerical analysis, and there are many material models such as elasticity, viscoelasticity, plasticity, superplasticity, elastoplasticity, and rigid plasticity. Even if any material model is used, the method of the present invention can be applied if the mold member exhibits a practical behavior as a mold in the elastic region. Furthermore, it can be used regardless of the implicit method or the explicit method, which is a solution method of the finite element method.
成形の一工程として、冷却工程の後に徐歪（アニール）工程を有する場合は、その工程によってガラス内部の応力緩和が進み、面形状の変化を伴う場合があるため、アニール工程までの熱履歴による成形挙動を数値解析することが必要となる。一般にアニール工程では成形荷重を徐荷して行なうが、荷重をかけてアニール工程を行なう場合においては本発明を適用することにより、アニール工程での面精度変化までも精度良く予測することが可能である。 If there is a slow strain (annealing) step after the cooling step as one step of molding, the stress relaxation inside the glass proceeds by that step, which may be accompanied by a change in surface shape. It is necessary to numerically analyze the molding behavior. In general, the annealing process is performed by gradually applying the molding load. However, when the annealing process is performed with a load applied, it is possible to accurately predict even the surface accuracy change in the annealing process by applying the present invention. is there.
１ ・・・ 金型部
２ ・・・ 金型入れ子
３ ・・・ モールドダイ
４ ・・・ ダイプレート
５ ・・・ 固定軸
６ ・・・ 断熱筒
７ ・・・ 可動軸
８ ・・・ 駆動装置
９ ・・・ 透明石英管
１０ ・・・ シールプレート
１１ ・・・ 赤外線ランプユニット
１２ ・・・ ガス供給流路
１３ａ ・・・ 上面側金型入れ子
１３ｂ ・・・ 下面側金型入れ子
１４ ・・・ 当接部
１５ ・・・ 支持部
１５ａ ・・・ 支持部ａ
１５ｂ ・・・ 支持部ｂ
１６ ・・・ 撓み部
１７ ・・・ ガラスプリフォーム
１８ ・・・ 搬送ホルダ
１９ ・・・ 金型入れ子
２０ ・・・ 金型温度調整用ヒータ
２１ ・・・ 金型成形面
２２ ・・・ 搬送アーム
DESCRIPTION OF
15b ... support part b
DESCRIPTION OF
Claims (13)
該変換によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての、前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析することを特徴とする成形挙動予測方法。 A method for predicting a molding behavior in a molding process of an optical element by pressing an optical element material with a mold to form an optical element, and converting a physical property value of at least one of the molding member of the mold and the optical element material And
A molding behavior prediction method characterized by numerically analyzing, based on viscoelastic characteristics, thermal stress generated in the optical element material in the mold for a numerical analysis model including physical property values obtained by the conversion .
前記数値解析用モデルは前記ヤング率に０．０１以上かつ０．５以下の変換係数を掛け合わせて得られる数値と同等の数値を前記物性値として使用することを特徴とする請求項１記載の成形挙動予測法。 The physical property value is a Young's modulus of the molded member,
2. The numerical analysis model according to claim 1, wherein a numerical value equivalent to a numerical value obtained by multiplying the Young's modulus by a conversion coefficient of 0.01 or more and 0.5 or less is used as the physical property value. Molding behavior prediction method.
前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換して得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、
該数値解析によって成形面の形状が決定されたことを特徴とする光学素子の成形型。 The molding die used in a molding process of an optical element for forming an optical element by pressing an optical element material with a molding die,
The thermal stress generated in the optical element material in the mold for the numerical analysis model including the physical property value obtained by converting at least one of the physical property values of the molding member and the optical element material of the mold is determined by viscosity. Numerical analysis based on elastic properties,
A molding die for an optical element, wherein the shape of the molding surface is determined by the numerical analysis.
前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換して得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、
該数値解析によって得た前記光学素子の成形面と所望の光学素子の成形面との誤差が許容範囲内となるように、前記数値解析によって得た値に基づいて光学素子を成形するための成形条件の補正を行ない、
該補正された成形条件に基づいて成形面の形状が決定されたことを特徴とする光学素子の成形型。 The molding die used in a molding process of an optical element for forming an optical element by pressing an optical element material with a molding die,
The thermal stress generated in the optical element material in the mold for the numerical analysis model including the physical property value obtained by converting at least one of the physical property values of the molding member and the optical element material of the mold is determined by viscosity. Numerical analysis based on elastic properties,
Molding for molding the optical element based on the value obtained by the numerical analysis so that the error between the molding surface of the optical element obtained by the numerical analysis and the molding surface of the desired optical element is within an allowable range. Correct the conditions,
A molding die for an optical element, wherein a shape of a molding surface is determined based on the corrected molding condition.
該変換によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、
前記数値解析で用いた光学素子を成形するための成形条件に基づいて光学素子の成形を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法。 An optical element molding method for forming an optical element by pressing an optical element material with a molding die, wherein the physical property value of at least one of the molding member and the optical element material of the molding die is converted,
The thermal stress generated in the optical element material in the mold for the numerical analysis model including the physical property value obtained by the conversion is numerically analyzed based on viscoelastic properties,
An optical element molding method comprising molding an optical element based on molding conditions for molding the optical element used in the numerical analysis.
該変換によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析し、
該数値解析によって得た前記光学素子の成形面と所望の光学素子の成形面との誤差が許容範囲内となるように、前記数値解析によって得た値に基づいて光学素子を成形するための成形条件の補正を行ない、
該補正された成形条件に基づいて光学素子の成形を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法。 An optical element molding method for forming an optical element by pressing an optical element material with a molding die, wherein the physical property value of at least one of the molding member and the optical element material of the molding die is converted,
The thermal stress generated in the optical element material in the mold for the numerical analysis model including the physical property value obtained by the conversion is numerically analyzed based on viscoelastic properties,
Molding for molding the optical element based on the value obtained by the numerical analysis so that the error between the molding surface of the optical element obtained by the numerical analysis and the molding surface of the desired optical element is within an allowable range. Correct the conditions,
An optical element molding method comprising molding an optical element based on the corrected molding condition.
前記数値解析用モデルは前記ヤング率に０．０１以上かつ０．５以下の変換係数を掛け合わせて得られる数値と同等の数値を前記物性値として使用した請求項５に記載の成形型を使用して光学素子の成形を行なうことを特徴とする光学素子の成形方法。 The physical property value is the Young's modulus of the molded member,
The mold according to claim 5, wherein the numerical analysis model uses a numerical value equivalent to a numerical value obtained by multiplying the Young's modulus by a conversion coefficient of 0.01 or more and 0.5 or less as the physical property value. Then, the optical element is molded, and a method for molding the optical element is provided.
前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換する物性値変換手段と、
該物性値変換手段によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析する数値解析手段と、
を有することを特徴とする成形挙動予測装置。 An apparatus for predicting molding behavior in a molding process of an optical element that forms an optical element by pressing an optical element material with a molding die,
Physical property value conversion means for converting at least one physical property value of the molding member of the molding die and the optical element material;
Numerical analysis means for numerically analyzing the thermal stress generated in the optical element material in the mold for the numerical analysis model including the physical property value obtained by the physical property value conversion means, based on viscoelastic characteristics;
A molding behavior predicting device characterized by comprising:
前記成形型の成形部材及び光学素子素材のうち少なくとも一方の物性値を変換する物性値変換処理と、
該物性値変換処理の実行によって得た物性値を含む数値解析用モデルについての前記成形型内の前記光学素子素材に発生する熱応力を、粘弾性特性に基づいて数値解析させる数値解析処理と
をコンピュータに行わせることを特徴とする成形挙動予測プログラム。
A program for causing a computer to predict molding behavior in an optical element molding process by pressing an optical element material with a molding die to form an optical element,
Physical property value conversion processing for converting at least one physical property value of the molding member and the optical element material of the mold, and
Numerical analysis processing for numerically analyzing thermal stress generated in the optical element material in the mold for the numerical analysis model including the physical property values obtained by executing the physical property value conversion processing based on viscoelastic characteristics. A molding behavior prediction program characterized by being executed by a computer.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004109142A JP2005289757A (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Method of forecasting forming behavior of optical device, forming method and forming die |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010208223A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Olympus Corp | Method for molding integrated molded article with metal glass and polymer material, and device for molding the same |
-
2004
- 2004-04-01 JP JP2004109142A patent/JP2005289757A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010208223A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Olympus Corp | Method for molding integrated molded article with metal glass and polymer material, and device for molding the same |
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