JP2006168132A - Injection molding simulation method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding simulation method which makes it possible to analyze the refractive index distribution of an optical element molded by injection molding with high precision in a short time. <P>SOLUTION: The injection molding simulation method is equipped with at least a first memory part 1 for storing the first molding condition 2 and first shape data 3 of the optical element used in the analysis of a numerical value, a shape data forming part 4 for forming the first shape data 3 from the first molding condition 2 by the analysis of the numerical value, a second memory part 5 for storing the second molding condition 6 and second shape data 7 of the optical element molded by injection molding, a shape data comparing part 8 for comparing the first shape data 3 with the second shape data 7, a correction part 9 for correcting the first molding condition 2 corresponding to a comparison result and a refractive index distribution calculating part 10 for calculating the refractive index distribution based on the corrected first molding condition 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、射出成形のシミュレーション方法に関する。   The present invention relates to an injection molding simulation method.

近年では、プラスチック製品の生産立ち上げ期間短縮や生産の不具合対策に射出成形シミュレーションが広く利用されるようになってきている。また、プラスチック製のレンズやプリズムのような光学素子については射出成形シミュレーションソフトも盛んに開発されてきており、光学素子の屈折率分布等を解析して表示することが可能となっている。   In recent years, injection molding simulation has been widely used for shortening the production start-up period of plastic products and countermeasures for production defects. In addition, with regard to optical elements such as plastic lenses and prisms, injection molding simulation software has been actively developed, and it is possible to analyze and display the refractive index distribution of the optical elements.

射出成形シミュレーションソフトを利用して屈折率分布を求めることにより、屈折率分布から光学性能を解析することが可能となり、実際に光学素子を作成しなくても、所望の光学素子の光学性能を予測することが可能となる。   By calculating the refractive index distribution using injection molding simulation software, it is possible to analyze the optical performance from the refractive index distribution, and predict the optical performance of the desired optical element without actually creating the optical element. It becomes possible to do.

しかし、既存の射出成形シミュレーションソフトは、成形条件を入力するだけで、容易に面形状や屈折率分布の解析結果が得られるものの、例えば、実用的な計算速度を確保するための数々の近似計算により、使用する成形機やスクリュ、金型構造等の違いによって誤差が累積してしまい、実際の光学素子として性能を評価する場合に要求される精度が得られない。   However, the existing injection molding simulation software can easily obtain the analysis results of the surface shape and refractive index distribution simply by inputting the molding conditions, but for example, a number of approximate calculations to ensure practical calculation speed. As a result, errors accumulate due to differences in molding machine, screw, mold structure, and the like used, and the accuracy required when evaluating performance as an actual optical element cannot be obtained.

そのため、光学素子として性能を評価する場合には、実際には成形条件等の解析入力パラメータをそのまま入力せず、使用する成形システムや所望の光学素子の成形寸法等に応じて補正を施した値を入力することで、精度を確保することが一般的である。
特開2000−258292号公報 「射出成形事典、産業調査会 事典出版センター、2002年、p.485」 「射出成形事典、産業調査会 事典出版センター、2002年、p.468」
Therefore, when evaluating performance as an optical element, the analysis input parameters such as molding conditions are not input as they are, but values corrected according to the molding system to be used, the molding dimensions of the desired optical element, etc. It is common to ensure accuracy by inputting.
JP 2000-258292 A “Injection molding encyclopedia, industry research committee encyclopedia publication center, 2002, p.485” “Injection Molding Encyclopedia, Industry Research Council Encyclopedia Publishing Center, 2002, p. 468”

以上に説明したように、光学素子の面形状をシミュレーションする場合には、実際に成形した光学素子の面形状とシミュレーション結果の面形状とを比較することによって射出成形シミュレーションソフトに使用する解析入力パラメータの補正を行なうことが一般的である。   As described above, when simulating the surface shape of an optical element, the analysis input parameters used in the injection molding simulation software by comparing the surface shape of the actually molded optical element with the surface shape of the simulation result It is common to make corrections.

したがって、屈折率分布についても、実際に成形した光学素子の屈折率分布とシミュレーション結果の屈折率分布とを比較し、実際に成形した光学素子の屈折率分布とシミュレーション結果の屈折率分布とが一致する(誤差が許容範囲内となる)ように解析入力パラメータを補正すればよいことになる。   Therefore, for the refractive index distribution, the refractive index distribution of the actually molded optical element is compared with the refractive index distribution of the simulation result, and the refractive index distribution of the actually molded optical element matches the refractive index distribution of the simulation result. The analysis input parameters may be corrected so that the error is within the allowable range.

しかし、光学素子の屈折率分布は、面の形状と異なり、光学素子内部に3次元的に分布しているので、屈折率分布を3次元的に測定することは非常に難しい。
例えば、一般的に知られる下記のLorentz−Lorenzの式を用いることによって、密度から屈折率を算出することができるので、密度分布から屈折率分布を求めることができる。しかし、光学素子自体の平均密度はその重量と体積から求めることができるが、密度分布を容易に測定することは不可能である。
However, unlike the surface shape, the refractive index distribution of the optical element is distributed three-dimensionally inside the optical element, so it is very difficult to measure the refractive index distribution three-dimensionally.
For example, since the refractive index can be calculated from the density by using the following well-known Lorentz-Lorenz equation, the refractive index distribution can be obtained from the density distribution. However, although the average density of the optical element itself can be obtained from its weight and volume, it is impossible to easily measure the density distribution.

ここで、n:屈折率、ρ:密度、A:定数である。
また、樹脂圧力、比体積(密度の逆数)、及び樹脂温度の相関関係は、PVT線図(P:樹脂圧力、V:体積、T:樹脂温度)で表されるので、圧力分布及び温度分布から密度分布を求めることができる。しかし、圧力分布を測定する方法には、圧力伝達ピンを介して測定する方法や水晶圧電素子を用いた内圧センサで測定する方法(非特許文献1)などがあるが、キヤビティ表面部分の圧力分布しか測定することができない。また、温度分布を測定する方法には、熱電対で樹脂内部の温度を測定する方法(非特許文献2)があるが、金型への熱の逃げが大きすぎて信頼性のある測定値を得ることが難しい。
Here, n: refractive index, ρ: density, A: constant.
Further, since the correlation between the resin pressure, specific volume (reciprocal of density), and resin temperature is represented by a PVT diagram (P: resin pressure, V: volume, T: resin temperature), pressure distribution and temperature distribution From this, the density distribution can be obtained. However, methods for measuring the pressure distribution include a method of measuring via a pressure transmission pin and a method of measuring with an internal pressure sensor using a crystal piezoelectric element (Non-Patent Document 1), but the pressure distribution on the cavity surface portion. Can only be measured. In addition, as a method of measuring the temperature distribution, there is a method of measuring the temperature inside the resin with a thermocouple (Non-Patent Document 2). However, since the heat escape to the mold is too large, a reliable measurement value is obtained. Difficult to get.

また、特許文献1には、屈折率分布を3次元的に測定する方法が開示されているが測定に時間がかかってしまうという問題がある。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、射出成形によって成形する光学素子の屈折率分布を短時間かつ高精度に解析することを可能とする射出成形シミュレーション方法を提供することである。
Patent Document 1 discloses a method of measuring the refractive index distribution three-dimensionally, but has a problem that it takes time.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and a problem to be solved is an injection that enables a refractive index distribution of an optical element to be molded by injection molding to be analyzed in a short time and with high accuracy. It is to provide a molding simulation method.

上記課題を解決するために、本発明に係る射出成形シミュレーション方法は、射出成形によって生成する光学素子を、第1の成形条件に基づいて数値解析し、該光学素子に関する第1の形状情報を生成して第1の記憶部に格納する第1の形状情報生成処理と、該第1の記憶部から読み出した第1の形状情報と、第2の記憶部から読み出した形状情報であって、射出成形によって第2の成形条件に基づいて成形した前記光学素子の第2の形状情報と、を比較する形状情報比較処理と、該比較結果が所定の範囲内となるように前記第1の成形条件を補正する補正処理と、該補正した第1の成形条件の下で成形される前記光学素子の密度分布を数値解析し、該密度分布から屈折率分布を算出する屈折率分布算出処理と、を少なくとも情報処理装置に実行させることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an injection molding simulation method according to the present invention numerically analyzes an optical element generated by injection molding based on a first molding condition, and generates first shape information related to the optical element. The first shape information generation processing stored in the first storage unit, the first shape information read from the first storage unit, and the shape information read from the second storage unit, Shape information comparison processing for comparing the second shape information of the optical element molded based on the second molding condition by molding, and the first molding condition so that the comparison result falls within a predetermined range. And a refractive index distribution calculation process for numerically analyzing a density distribution of the optical element molded under the corrected first molding condition and calculating a refractive index distribution from the density distribution. At least to the information processing device Characterized in that to the row.

また、上記課題を解決するために、本発明は、射出成形によって生成する光学素子を、第1の成形条件に基づいて数値解析し、該光学素子に関する第1の形状情報を生成して第1の記憶部に格納する第1の形状情報生成部と、該第1の記憶部から読み出した第1の形状情報と、第2の記憶部から読み出した形状情報であって、射出成形によって第2の成形条件に基づいて成形した前記光学素子の第2の形状情報と、を比較する形状情報比較部と、該比較結果が所定の範囲内となるように前記第1の成形条件を補正する補正部と、該補正した第1の成形条件の下で成形される前記光学素子の密度分布を数値解析し、該密度分布から屈折率分布を算出する屈折率分布算出部と、を少なくとも備えることを特徴とする射出成形シミュレーション装置であってもよい。   In order to solve the above problem, the present invention performs numerical analysis on an optical element generated by injection molding based on the first molding condition, generates first shape information related to the optical element, and performs first analysis. The first shape information generation unit stored in the storage unit, the first shape information read from the first storage unit, and the shape information read from the second storage unit, which are second by injection molding. A shape information comparison unit for comparing the second shape information of the optical element molded based on the molding conditions of the first correction, and a correction for correcting the first molding conditions so that the comparison result is within a predetermined range. And a refractive index distribution calculating unit that numerically analyzes a density distribution of the optical element molded under the corrected first molding condition and calculates a refractive index distribution from the density distribution. Characteristic injection molding simulation device It may be.

以上のように、本発明によると、射出成形によって成形する光学素子の屈折率分布を短時間かつ高精度に解析することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to analyze the refractive index distribution of an optical element molded by injection molding in a short time and with high accuracy.

以下、本発明の実施形態について図1から図16に基づいて説明する。
図1は、本実施例に係る射出成形シミュレーション装置の原理図を示している。
同図に示す射出成形シミュレーション装置は、数値解析に用いる光学素子の成形条件(第1の成形条件2)とその形状(第1の形状情報3)を記憶する第1の記憶部1と、第1の成形条件2から第1の形状情報3を数値解析によって生成する形状情報生成部4と、実際に射出成形によって成形した光学素子の成形条件(第2の成形条件6)とその形状(第2の形状情報7)を記憶する第2の記憶部5と、第1の形状情報3と第2の形状情報7とを比較する形状情報比較部8と、比較結果に応じて第1の成形条件2の補正を行なう補正部9と、補正された第1の成形条件2に基づいて屈折率分布を算出する屈折率分布算出部10と、を少なくとも備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a principle diagram of an injection molding simulation apparatus according to the present embodiment.
The injection molding simulation apparatus shown in FIG. 1 includes a first storage unit 1 that stores molding conditions (first molding conditions 2) and shapes (first shape information 3) of optical elements used for numerical analysis, A shape information generation unit 4 for generating first shape information 3 from numerical molding conditions 1 by numerical analysis, molding conditions for optical elements actually molded by injection molding (second molding conditions 6), and shapes (first The second shape information 7), the shape information comparison portion 8 for comparing the first shape information 3 and the second shape information 7, and the first molding according to the comparison result. A correction unit 9 that corrects the condition 2 and a refractive index distribution calculation unit 10 that calculates a refractive index distribution based on the corrected first molding condition 2 are provided.

第1の記憶部1は、光学素子の成形を射出成形シミュレーションによって解析するための成形条件である第1の成形条件2と、この第1の成形条件2の下で光学素子の射出成形シミュレーションを行なって得た光学素子の形状に関する情報である第1の形状情報3を格納する。   The first storage unit 1 performs a first molding condition 2 which is a molding condition for analyzing molding of an optical element by injection molding simulation, and an injection molding simulation of the optical element under the first molding condition 2. The first shape information 3 which is information on the shape of the optical element obtained by the execution is stored.

形状情報生成部4は、第1の記憶部1から第1の形成条件2を読み出して射出成形シミュレーションを行ない、光学素子の形状(第1の形状情報3)を第1の記憶部1に格納する。   The shape information generation unit 4 reads the first forming condition 2 from the first storage unit 1 and performs an injection molding simulation, and stores the shape of the optical element (first shape information 3) in the first storage unit 1. To do.

第2の記憶部5は、光学素子を実際に射出成形によって成形する成形条件である第2の成形条件6と、この第2の成形条件6の下で生成した光学素子の形状を実測して得た第2の形状情報7を格納する。   The second storage unit 5 measures the second molding condition 6 which is a molding condition for actually molding the optical element by injection molding, and the shape of the optical element generated under the second molding condition 6. The obtained second shape information 7 is stored.

形状情報比較部8は、第1の記憶部1及び第2の記憶部5からそれぞれ第1の形状情報3及び第2の形状情報7を読み出して比較を行ない、比較結果を補正部9に通知する。
補正部9は、形状情報比較部8からの比較結果を参照して第1の形状情報3と第2の形状情報7との誤差が許容範囲内となるように第1の成形条件2の補正を行ない、補正された第1の成形条件2を設定する。
The shape information comparison unit 8 reads and compares the first shape information 3 and the second shape information 7 from the first storage unit 1 and the second storage unit 5 respectively, and notifies the correction unit 9 of the comparison result. To do.
The correction unit 9 refers to the comparison result from the shape information comparison unit 8 and corrects the first molding condition 2 so that the error between the first shape information 3 and the second shape information 7 is within an allowable range. And the corrected first molding condition 2 is set.

屈折率分布算出部10は、補正された第1の形成条件2を読み出して射出成形シミュレーションを行なって光学素子の密度分布を算出し、例えば、一般的に知られるLorentz−Lorenz式を用いて密度分布から屈折率分布を算出する。   The refractive index distribution calculation unit 10 reads the corrected first forming condition 2 and performs an injection molding simulation to calculate the density distribution of the optical element. For example, the density is calculated using a generally known Lorentz-Lorenz equation. The refractive index distribution is calculated from the distribution.

ここで、本実施例に係る射出成形シミュレーション装置は、一般的な情報処理装置によって実現される。すなわち、数値解析等を行なうためのCPUと、数値解析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、を少なくとも備えた情報処理装置(以下、「解析装置」という)によって実現される。   Here, the injection molding simulation apparatus according to the present embodiment is realized by a general information processing apparatus. That is, a CPU for performing numerical analysis, a volatile memory for storing data necessary for numerical analysis, an input device for inputting data, an output device for outputting data, a program and data This is realized by an information processing apparatus (hereinafter referred to as “analysis apparatus”) including at least an external recording apparatus for recording.

したがって、同図に示した形状情報生成部4、形状情報比較部8、補正部9、及び屈折率分布算出部10は主として解析装置に備わるCPUに所定の処理を記述したプログラムを実行させることによって実現することが可能である。   Therefore, the shape information generation unit 4, the shape information comparison unit 8, the correction unit 9, and the refractive index distribution calculation unit 10 shown in the figure are mainly executed by causing a CPU provided in the analysis apparatus to execute a program describing a predetermined process. It is possible to realize.

また、第1の記憶部1及び第2の記憶部5は、解析装置に備わる揮発性メモリ(例えば、RAM、以下では単に「メモリ」という)や外部記憶装置(例えば、磁気ディスク)によって実現することが可能である。   The first storage unit 1 and the second storage unit 5 are realized by a volatile memory (for example, RAM, hereinafter simply referred to as “memory”) or an external storage device (for example, a magnetic disk) provided in the analysis apparatus. It is possible.

なお、以下に説明する本実施例に係る射出成形シミュレーション装置の処理の主体は当該装置に備わるCPUであるが、説明を簡単にするために形状情報生成部4、形状情報比較部8、補正部9、及び屈折率分布算出部10を処理の主体として説明する。   In addition, although the main body of the process of the injection molding simulation apparatus according to the present embodiment described below is a CPU provided in the apparatus, the shape information generation unit 4, the shape information comparison unit 8, and the correction unit are provided for the sake of simplicity. 9 and the refractive index distribution calculation unit 10 will be described as the subject of processing.

図2に、本実施例で使用する射出成形によって実際に生成された厚さ3mmの略正方形状の平行平板からなる光学素子(以下、単に「成形品」という)の構成例を示す。
同図に示す成形品13は、第1光学面11と第2光学面12とを備え、第1光学面11と第2光学面12が互いに平行な関係にある平行平板である。
FIG. 2 shows a configuration example of an optical element (hereinafter simply referred to as a “molded product”) made of a substantially square parallel plate having a thickness of 3 mm actually generated by injection molding used in this embodiment.
The molded product 13 shown in the figure is a parallel flat plate that includes a first optical surface 11 and a second optical surface 12, and the first optical surface 11 and the second optical surface 12 are in a parallel relationship with each other.

また、図3は、本実施例に係る射出成形シミュレーションによって解析を行なう解析対象の構成例を示している。
同図に示す解析対象は、図2に示した成形品13、成形品13のゲート14、ランナ15、及びスプルー16付の流路付成形品形状である。
FIG. 3 shows a configuration example of an analysis target to be analyzed by the injection molding simulation according to the present embodiment.
The analysis object shown in FIG. 2 is the shape of the molded product 13 shown in FIG. 2, the shape of the molded product with a flow path with the gate 14, the runner 15, and the sprue 16.

以下、図4のフローチャートに従って本実施例に係る射出成形シミュレーションの処理について説明する。
図4は、本実施例に係る射出成形シミュレーションの処理を示すフローチャートである。
Hereinafter, the injection molding simulation process according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a process of injection molding simulation according to the present embodiment.

ステップS401において、オペレータ等は、図2に示した成形品13を実際に射出成形によって成形する。この時、成形条件として表1に示す保圧値、及び注入樹脂温度(第2の成形条件6)を含む成形に必要な条件を設定して成形を行なう。   In step S401, the operator or the like actually molds the molded product 13 shown in FIG. 2 by injection molding. At this time, molding is performed by setting conditions necessary for molding including a holding pressure value shown in Table 1 and injection resin temperature (second molding condition 6) as molding conditions.

そして、成形した成形品13の第1光学面11及び第2光学面12の面形状を干渉計や接触式測定器等を用いて測定し、計測結果からPV(Peak to Valley)値を算出する。なお、PV値とは、理想面に対する形状誤差を最大値で示した値をいう。   And the surface shape of the 1st optical surface 11 and the 2nd optical surface 12 of the shape | molded molded product 13 is measured using an interferometer, a contact-type measuring device, etc., and PV (Peak to Valley) value is calculated from a measurement result. . The PV value is a value indicating the maximum shape error with respect to the ideal surface.

ここで、干渉計によって測定した成形品13の第1光学面11及び第2光学面12の干渉じまの例をそれぞれ図5及び図6に示す。また、この時のPV値はそれぞれ第1光学面11が1.2μm、第2光学面12が1.1μmであったことから、第1光学面11、第2光学面12ともに中央部分が凹んでいることがわかる。   Here, examples of interference fringes of the first optical surface 11 and the second optical surface 12 of the molded product 13 measured by the interferometer are shown in FIGS. 5 and 6, respectively. Further, the PV values at this time were 1.2 μm for the first optical surface 11 and 1.1 μm for the second optical surface 12, respectively, so that the central portions of both the first optical surface 11 and the second optical surface 12 were concave. You can see that

さらに、成形品13の体積と重量を測定し、測定結果から平均密度を算出する。本実施例に係る成形品13では、平均密度が1.19g/cm3であった。
以上の処理が完了すると、オペレータ等は、表1に示した成形条件(第2の成形条件6)と、平均密度、図5及び図6に示した干渉じま形状(面形状)、及びPV値を含む第2の形状情報7を、射出成形シミュレーション装置の第2の記憶部5に図示しない入力手段を用いて格納する。
Further, the volume and weight of the molded product 13 are measured, and the average density is calculated from the measurement result. In the molded product 13 according to this example, the average density was 1.19 g / cm 3 .
When the above processing is completed, the operator or the like can perform the molding conditions shown in Table 1 (second molding conditions 6), the average density, the interference fringe shape (surface shape) shown in FIGS. 5 and 6, and PV. The second shape information 7 including the value is stored in the second storage unit 5 of the injection molding simulation apparatus using an input unit (not shown).

オペレータ等は、ステップS401の処理によって成形品13に関するデータの収集、及び射出成形シミュレーション装置への入力が完了すると、射出成形シミュレーション装置に射出成形シミュレーションを開始させる。   An operator or the like causes the injection molding simulation apparatus to start an injection molding simulation when the collection of data relating to the molded product 13 and the input to the injection molding simulation apparatus are completed in the process of step S401.

まず、ステップS402において、形状情報生成部4は、第1の記憶部1に予め記憶されている成形条件(第1の成形条件2)を読み出し、さらに、図3に示した流路付成形品形状を複数個に分割した解析モデル(例えば、有限要素法による解析を行なうために流路付成形品形状をメッシュ分割したデータ)を図示しない記憶部から読み出す。   First, in step S402, the shape information generation unit 4 reads out the molding conditions (first molding condition 2) stored in advance in the first storage unit 1, and further, the molded product with flow path shown in FIG. An analysis model in which the shape is divided into a plurality of pieces (for example, data obtained by dividing the shape of the molded product with flow path in order to perform analysis by the finite element method) is read from a storage unit (not shown).

なお、解析モデルは、オペレータ等が3次元モデラー等のツールにより図3に示した流路付成形品形状の形状に関するデータを生成してメッシュ分割し、予め記憶部に格納しておけばよい。 また、本実施例に係るステップS402においては、第1の形状情報3の初期値として第2の成形条件6と同じ情報を使用している。   Note that the analysis model may be stored in the storage unit in advance by an operator or the like generating data on the shape of the molded product with a flow path shown in FIG. 3 using a tool such as a three-dimensional modeler and dividing the mesh. In step S402 according to the present embodiment, the same information as the second molding condition 6 is used as the initial value of the first shape information 3.

そして、第1の成形条件2における流路付成形品形状の射出成形処理について、一般的に使用される有限要素法の解析手法により解析モデルを用いて射出成形シミュレーション(変形解析)を行ない、変位量を算出する。さらに、算出した変位量を元にして第1光学面11及び第2光学面12の形状を算出する。   The injection molding process (deformation analysis) is performed using an analysis model by an analysis method of a finite element method generally used for the injection molding processing of the molded product shape with a flow path in the first molding condition 2, and the displacement Calculate the amount. Further, the shapes of the first optical surface 11 and the second optical surface 12 are calculated based on the calculated displacement amount.

以上の処理によって、図7及び図8に示す第1光学面11及び第2光学面12の形状(以下、「面形状」という)を得る。なお、図7、図8はそれぞれ第1光学面11及び第2光学面12の平面からの差分をコンター図で示し、第1光学面11及び第2光学面12ともに中央部分が凹んでいることがわかる。この時のPV値は第1光学面11が2.4μm、第2光学面12が2.3μmであった。   Through the above processing, the shapes of the first optical surface 11 and the second optical surface 12 shown in FIGS. 7 and 8 (hereinafter referred to as “surface shape”) are obtained. 7 and 8 show the differences from the planes of the first optical surface 11 and the second optical surface 12 in a contour diagram, respectively, and both the first optical surface 11 and the second optical surface 12 have a recessed central portion. I understand. The PV values at this time were 2.4 μm for the first optical surface 11 and 2.3 μm for the second optical surface 12.

また、面形状の変形後の各セル(有限要素法解析のためにメッシュ分割された解析モデルの各セル)ごとの密度及び体積から、成形品全体の平均密度を算出する。解析の結果、平均密度は1.54g/cm3であった。 Further, the average density of the entire molded product is calculated from the density and volume of each cell (each cell of the analysis model mesh-divided for the finite element method analysis) after the deformation of the surface shape. As a result of analysis, the average density was 1.54 g / cm 3 .

以上の処理によって得た面形状、PV値、及び平均密度は、形状情報生成部4によって、第1の形状情報として第1の記憶部1に記憶される。
ここで、上述の射出成形シミュレーションは、一般的に用いられている射出成形シミュレーション用のソフトウェア(又は、その機能の一部)を用いて実現可能である。
The surface shape, PV value, and average density obtained by the above processing are stored in the first storage unit 1 as the first shape information by the shape information generation unit 4.
Here, the above-described injection molding simulation can be realized by using generally used software for injection molding simulation (or a part of its function).

以上の処理によって、流路付成形品形状の面形状、PV値、及び平均密度の算出処理が完了すると、解析装置は、処理をステップS403に移行する。
ステップS403において、形状情報比較部8は、第1の記憶部1に格納されている第1の形状情報3(面形状、PV値、及び平均密度)と、第2の記憶部5に格納されている第2の形状情報7(面形状、PV値、及び平均密度)を読み出して比較する処理を行なう。
When the calculation processing of the surface shape, PV value, and average density of the molded product with flow path is completed by the above processing, the analysis apparatus proceeds to step S403.
In step S <b> 403, the shape information comparison unit 8 stores the first shape information 3 (surface shape, PV value, and average density) stored in the first storage unit 1 and the second storage unit 5. The second shape information 7 (surface shape, PV value, and average density) is read and compared.

例えば、面形状を比較するために、ステップS401の処理で計測した干渉じま(図5、図6に示した第2の形状情報7における面形状)から画像処理によってコンター図を生成し、この生成したコンター図とステップS402の処理によって得たコンター図(図7、図8に示した第1の形状情報3における面形状)とからそれぞれ等高線を抽出して等高線形状を比較すればよい。   For example, in order to compare the surface shapes, a contour diagram is generated by image processing from the interference fringes measured in the processing of step S401 (surface shape in the second shape information 7 shown in FIGS. 5 and 6), Contour lines may be extracted from the generated contour map and the contour map (surface shape in the first shape information 3 shown in FIGS. 7 and 8) obtained by the processing in step S402, and the contour line shapes may be compared.

また、ステップS401の処理において、光学面を接触式測定器を用いて直接コンター図を生成し、ステップS402の処理で得たコンター図と等高線を比較してもよい。
また、等高線形状の比較は、例えば、第2の形状情報7の面形状における等高線に対する第1の形状情報3の面形状における等高線の誤差を算出し、誤差が均等であれば面形状の傾向が同じと判断すればよい。
In the process of step S401, a contour map may be directly generated on the optical surface using a contact-type measuring device, and the contour map obtained by the process of step S402 may be compared with the contour line.
Further, the comparison of the contour line shape is performed by, for example, calculating an error of the contour line in the surface shape of the first shape information 3 with respect to the contour line in the surface shape of the second shape information 7. You may judge that it is the same.

比較の結果、本実施例に示した面形状(図5及び図6と図7及び図8)では、面の傾向は同じであるが、PV値は解析結果の方が大きいことが確認できる。また、平均密度については解析結果の方が大きいことが分かる。   As a result of comparison, the surface shapes shown in the present example (FIGS. 5 and 6 and FIGS. 7 and 8) have the same surface tendency, but it can be confirmed that the PV value is larger in the analysis result. It can also be seen that the average density is greater in the analysis result.

ステップS404において、補正部9は、ステップS403の処理の結果から、本実施例に使用した光学素子の面形状の傾向が同じなので、樹脂温度分布、樹脂圧力分布は実際の成形と傾向のみ一致していると判断し、第1の成形条件2である注入樹脂温度、及び保圧値を例えば、下記の表2のように補正する。   In step S404, the correction unit 9 has the same trend of the surface shape of the optical element used in the present embodiment from the result of the process of step S403, and therefore the resin temperature distribution and the resin pressure distribution only match the actual molding. The injection resin temperature and the pressure holding value, which are the first molding condition 2, are corrected as shown in Table 2 below, for example.

なお、以上の説明では、面形状の傾向(又は、面形状)が一致している場合について説明したが、面形状の傾向に違いがある場合についてもステップS404と同様に、適宜注入樹脂温度、及び保圧値の補正を行なえばよい。   In the above description, the case where the surface shape tendency (or the surface shape) coincides has been described. However, also in the case where there is a difference in the surface shape tendency, the injection resin temperature, In addition, the holding pressure value may be corrected.

以上の処理によって、注入樹脂温度、及び保圧値の補正が完了すると、処理をステップS405に移行し、形状情報生成部4によってステップS402と同様の処理を行ない、補正された注入樹脂温度、及び保圧値を用いて面形状、PV値、及び平均密度(第1の形状情報3)を算出する。   When the correction of the injection resin temperature and the holding pressure value is completed by the above process, the process proceeds to step S405, the shape information generation unit 4 performs the same process as step S402, and the corrected injection resin temperature, The surface shape, PV value, and average density (first shape information 3) are calculated using the holding pressure value.

その結果、第1光学面11、第2光学面12の面形状の傾向に変化はなく、それぞれの光学面のPV値が1.8μm、1.7μmで、平均密度が1.37g/cm3となった。
以上の処理によって面形状、PV値、及び平均密度が算出されると、処理をステップS406に移行し、ステップS403と同様に第1の形状情報3と第2の形状情報7を記憶部1、5から読み出して比較する処理を行なう。
As a result, there is no change in the surface shape tendency of the first optical surface 11 and the second optical surface 12, the PV value of each optical surface is 1.8 μm, 1.7 μm, and the average density is 1.37 g / cm 3. It became.
When the surface shape, PV value, and average density are calculated by the above processing, the processing proceeds to step S406, and the first shape information 3 and the second shape information 7 are stored in the storage unit 1, as in step S403. 5 is read out and compared.

すなわち、成形品データと解析結果との誤差が許容範囲(PV値で±0.5μm、平均密度で±0.1g/cm3)内であるかを判定し、許容範囲内であれば処理をステップS407に移行し、許容範囲外であれば処理をステップS404に移行して成形品データと解析結果との誤差が許容範囲内となるまでステップS404〜S406の処理を行なう。 That is, it is determined whether an error between the molded product data and the analysis result is within an allowable range (PV value ± 0.5 μm, average density ± 0.1 g / cm 3 ). The process proceeds to step S407, and if it is outside the allowable range, the process proceeds to step S404, and the processes in steps S404 to S406 are performed until the error between the molded product data and the analysis result falls within the allowable range.

例えば、上述した本実施例の成形品データと解析結果との誤差は、許容範囲内に入っていないので、処理をステップS404に移行し、表3に示すように保圧値を補正しステップS405の処理によって平均密度、面形状が算出される。   For example, since the error between the above-described molded product data and the analysis result is not within the allowable range, the process proceeds to step S404, and the holding pressure value is corrected as shown in Table 3, and step S405 is performed. The average density and surface shape are calculated by this process.

その結果、第1光学面11、第2光学面12の形状は図9及び図10のようになった。なお、図9及び図10は、図7及び図8と同様にコンター図で示しており、第1光学面11、第2光学面12ともに中央部分が凹んでいた。PV値は第1光学面11が1.2μm、第2光学面12が1.1μmであった。また、平均密度は1.21g/cm3であった。 As a result, the shapes of the first optical surface 11 and the second optical surface 12 are as shown in FIGS. 9 and 10 are contour views similar to FIGS. 7 and 8, and both the first optical surface 11 and the second optical surface 12 are recessed at the center. The PV values were 1.2 μm for the first optical surface 11 and 1.1 μm for the second optical surface 12. The average density was 1.21 g / cm 3 .

したがって、ステップS406の処理において、成形品データと解析結果との誤差が許容範囲内であると判断されて処理をステップS407に移行することとなる。
なお、以上の説明についてもステップS404と同様に、面形状の傾向(又は、面形状)が一致している場合について説明したが、面形状の傾向に違いがある場合についても、適宜注入樹脂温度、及び保圧値の補正を行なえばよい。
Therefore, in the process of step S406, it is determined that the error between the molded product data and the analysis result is within the allowable range, and the process proceeds to step S407.
In the above description, as in step S404, the case where the surface shape tendency (or surface shape) is the same has been described. And the holding pressure value may be corrected.

ここで、以上に説明したように面形状、PV値、及び平均密度について、実測値(第2の形状情報7)と解析結果(第1の形状情報3)との差が設定許容誤差範囲内に入るように圧力分布、温度分布に影響を与えるパラメータ(第1の成形条件2)の補正を行なう理由としては以下の通りである。   Here, as described above, regarding the surface shape, the PV value, and the average density, the difference between the actually measured value (second shape information 7) and the analysis result (first shape information 3) is within the setting allowable error range. The reason why the parameter (first molding condition 2) that affects the pressure distribution and the temperature distribution is corrected so as to enter is as follows.

面形状は、金型の表面形状と収縮率の差から生じる。この収縮率の差は体積の差をあらわす。したがって、面形状は、PVT線図から樹脂温度差と樹脂圧力差から生じることがわかる。すなわち、面形状が一致すれば、樹脂温度差、樹脂圧力差が一致したと考えられる。   The surface shape results from the difference between the surface shape of the mold and the shrinkage rate. This difference in shrinkage represents a difference in volume. Therefore, it can be seen from the PVT diagram that the surface shape results from the resin temperature difference and the resin pressure difference. That is, if the surface shapes match, it is considered that the resin temperature difference and the resin pressure difference match.

また、平均密度は比体積の逆数であり、比体積はPVT線図の関係から、樹脂温度、樹脂圧力に依存していることから、平均密度は平均樹脂温度、平均樹脂圧力に依存する。すなわち、平均密度が一致すれば、光学素子の平均樹脂温度、平均樹脂圧力が一致したと考えられる。   The average density is the reciprocal of the specific volume, and the specific volume depends on the resin temperature and the resin pressure from the relationship of the PVT diagram. Therefore, the average density depends on the average resin temperature and the average resin pressure. That is, if the average densities match, it is considered that the average resin temperature and the average resin pressure of the optical elements match.

したがって、面形状、平均密度が一致すれば適切な樹脂温度分布、樹脂圧力分布になったと判断できるのである。
以上の処理によって、第2の成形条件6に対応する第1の成形条件2が決定すると、処理をステップS407に移行し、補正関係式決定処理によって第1の成形条件2と第2の成形条件6との関係から補正方法(補正関係式)を決定する。
Therefore, if the surface shape and the average density match, it can be determined that the resin temperature distribution and the resin pressure distribution are appropriate.
When the first molding condition 2 corresponding to the second molding condition 6 is determined by the above process, the process proceeds to step S407, and the first molding condition 2 and the second molding condition are determined by the correction relational expression determination process. The correction method (correction relational expression) is determined based on the relationship with 6.

例えば、第1の成形条件2の保圧値(表3参照)と第2の成形条件6の保圧値(表1参照)との関係から線形式を決定する。第1の成形条件2の保圧値(Y)は、第2の成形条件6の保圧値(X)の1/2となっているので、Y=(1/2)*Xの関係式が得られる。   For example, the linear form is determined from the relationship between the holding pressure value under the first molding condition 2 (see Table 3) and the holding pressure value under the second molding condition 6 (see Table 1). Since the holding pressure value (Y) of the first molding condition 2 is ½ of the holding pressure value (X) of the second molding condition 6, a relational expression of Y = (1/2) * X Is obtained.

同様に、第1の成形条件2の注入樹脂温度(表3参照)と第2の成形条件6の注入樹脂温度(表1参照)との関係から線形式を決定する。表1及び表3から第1の成形条件2の注入樹脂温度(Y)は、第2の成形条件6の注入樹脂温度(X)を10℃だけ線形式をシフトした関係であるから、Y=X+10の関係式が得られる。   Similarly, the linear form is determined from the relationship between the injection resin temperature under the first molding condition 2 (see Table 3) and the injection resin temperature under the second molding condition 6 (see Table 1). From Table 1 and Table 3, the injection resin temperature (Y) in the first molding condition 2 is a relationship in which the injection resin temperature (X) in the second molding condition 6 is linearly shifted by 10 ° C. Therefore, Y = A relational expression of X + 10 is obtained.

ただし、以上に示した補正関係式に限定する趣旨ではなく、適宜必要に応じた関数の組み合わせによって関係式を決定すればよい。
ステップS407において補正関係式が決定されると、処理をステップS408に移行し、屈折率分布算出部10によって密度分布を算出する。この場合、補正部9が、第2の記憶部5から第2の成形条件6を読み出し、ステップS406によって決定された補正関係式を用いて保圧値、及び注入樹脂温度を補正し、第1の記憶部1に第1の成形条件2として記憶する。
However, it is not intended to be limited to the correction relational expression described above, and the relational expression may be determined by a combination of functions as necessary.
When the correction relational expression is determined in step S407, the process proceeds to step S408, and the refractive index distribution calculation unit 10 calculates the density distribution. In this case, the correction unit 9 reads the second molding condition 6 from the second storage unit 5, corrects the holding pressure value and the injected resin temperature using the correction relational expression determined in step S406, and the first Is stored as the first molding condition 2.

そして、屈折率分布算出部10は、第1の成形条件2に基づいて解析モデルから密度分布を算出し、密度分布から式(1)に示したLorentz−Lorenzの式を用いて屈折率分布を算出することとなる。   Then, the refractive index distribution calculation unit 10 calculates a density distribution from the analysis model based on the first molding condition 2, and calculates the refractive index distribution from the density distribution using the Lorentz-Lorenz equation shown in Equation (1). Will be calculated.

なお、本実施例では、成形品13の材料としてポリカーボネイドを使用しているので、式(1)に示した定数Aには0.2439496の値を使用している。なお、定数Aは、密度が均一な材料の屈折率と密度が分かれば算出することが可能である。   In the present embodiment, polycarbonate is used as the material of the molded product 13, and therefore a value of 0.2439494 is used for the constant A shown in the equation (1). The constant A can be calculated if the refractive index and density of a material having a uniform density are known.

図11は、算出した屈折率分布を示している。図11は肉厚方向での屈折率の平均値をコンター図で示しており、屈折率の平均値は1.49832で屈折率差は38/10万となった。   FIG. 11 shows the calculated refractive index distribution. FIG. 11 shows the average value of the refractive index in the thickness direction in a contour diagram. The average value of the refractive index is 1.49832 and the refractive index difference is 38 / 100,000.

なお、ステップS401において、光学素子全体の平均密度を測定したが、部分的に切り出して光学素子についてステップS401〜S406の処理を行なっても良い。
以上の説明において、ステップS407によって補正関係式が決定されるが、ステップS407の処理は省略してもよい。すなわち、ステップS401〜S406の処理の後、ステップS408において、補正部9が、第2の記憶部5から第2の成形条件6を読み出し、さらに、予め用意された補正関係式を図示しない記憶部から読み出す。そして、読み出した関係式を用いて第2の成形条件6(例えば、保圧値、及び注入樹脂温度)を補正し、第1の記憶部1に第1の成形条件2として記憶する。さらに、屈折率分布算出部10によって、第1の成形条件2に基づいて解析モデルから密度分布を算出し、式(1)に示したLorentz−Lorenzの式から屈折率分布を算出するようにすればよい。
In addition, although the average density of the whole optical element was measured in step S401, it may cut out partially and may process step S401-S406 about an optical element.
In the above description, the correction relational expression is determined in step S407, but the process in step S407 may be omitted. That is, after the processing of steps S401 to S406, in step S408, the correction unit 9 reads the second molding condition 6 from the second storage unit 5, and further stores a correction relational expression prepared in advance. Read from. Then, the second molding condition 6 (for example, the pressure holding value and the injection resin temperature) is corrected using the read relational expression, and is stored as the first molding condition 2 in the first storage unit 1. Further, the refractive index distribution calculation unit 10 calculates the density distribution from the analysis model based on the first molding condition 2, and calculates the refractive index distribution from the Lorentz-Lorenz equation shown in Equation (1). That's fine.

以上の処理によって、光学素子内部の3次元屈折率分布が測定できなくても、干渉計によって計測可能な面形状及びPV値と、簡単に測定可能な平均密度とによって、屈折率分布の計算に必要な解析入力パラメータの補正を実施することが出来るので、この補正された解析入力パラメータを用いて射出成形シミュレーションを行なうことによって、成形する光学素子(成形品)の屈折率分布を短時間かつ高精度に予測することが可能となる。   Even if the three-dimensional refractive index distribution inside the optical element cannot be measured by the above processing, the refractive index distribution can be calculated by the surface shape and PV value that can be measured by the interferometer and the average density that can be easily measured. Necessary analysis input parameters can be corrected. By performing an injection molding simulation using the corrected analysis input parameters, the refractive index distribution of the optical element (molded product) to be molded can be increased in a short time. It is possible to predict with accuracy.

さらに、光学素子を実際に成形する前に、その成形品の屈折率分布を評価することが可能となるので、実際に金型を作製し、光学素子を射出成形で成形して光学性能を評価し、必要な光学性能が得られない場合には、金型の修正、材料変更を行なうといった工程の繰り返しを省け、光学素子立ち上げ期間短縮を行なうことが出来る。   In addition, since it is possible to evaluate the refractive index distribution of the molded product before actually molding the optical element, the mold is actually fabricated and the optical element is molded by injection molding to evaluate the optical performance. If the required optical performance cannot be obtained, it is possible to shorten the optical element start-up period by omitting the steps of correcting the mold and changing the material.

以上に説明したステップS401〜S407の処理は、同一形状の成形品の同一成形条件を用いて補正関係式の決定を行なったが、これに限定されない。
例えば、同一形状の成形品について複数の異なる成形条件を用いて補正関係式を決定してもよい。
In the processing of steps S401 to S407 described above, the correction relational expression is determined using the same molding condition of the molded product having the same shape, but the present invention is not limited to this.
For example, the correction relational expression may be determined using a plurality of different molding conditions for a molded product having the same shape.

すなわち、ステップS401において、図2に示した成形品13を複数の成形条件(第2の成形条件6、例えば、保圧値、注入樹脂温度)下で射出成形によって成形し、成形したそれぞれの成形品13の面形状、PV値、及び平均密度を計測する。   That is, in step S401, the molded product 13 shown in FIG. 2 is molded by injection molding under a plurality of molding conditions (second molding condition 6, for example, holding pressure value, injection resin temperature), and each molded product is molded. The surface shape, PV value, and average density of the product 13 are measured.

そして、ステップS402〜S406の処理によって、それぞれの第2の成形条件6について第1の成形条件2を求め、さらに、ステップS407によって、ステップS401で得た第2の成形条件6とステップS402〜S406の処理で得た第1の成形条件2との関係から関数を抽出して補正関係式を決定する。   Then, the first molding condition 2 is obtained for each second molding condition 6 by the processing in steps S402 to S406, and further, the second molding condition 6 obtained in step S401 and steps S402 to S406 are obtained in step S407. A correction relational expression is determined by extracting a function from the relationship with the first molding condition 2 obtained by the above process.

例えば、図12に示すように、ステップS401で得た第2の成形条件6(X)とステップS402〜S406の処理で得た第1の成形条件2(Y)の複数の座標点(X,Y)から最小自乗法等を用いて関数化して補正関係式を決定すればよい。   For example, as shown in FIG. 12, a plurality of coordinate points (X, X) of the second molding condition 6 (X) obtained in step S401 and the first molding condition 2 (Y) obtained in the processes of steps S402 to S406. From Y), the correction relational expression may be determined by functioning using the least square method or the like.

なお、図12には、保圧値についてのみ示しているが、他の成形条件(例えば、注入樹脂温度)についても同様にして補正関係式を決定することができる。
そして、以上の処理によって得た補正関係式を用いて、ステップS408で屈折率分布を算出することができる。
Although FIG. 12 shows only the holding pressure value, the correction relational expression can be similarly determined for other molding conditions (for example, the injected resin temperature).
The refractive index distribution can be calculated in step S408 using the correction relational expression obtained by the above processing.

これにより、第1の成形条件2と第2の成形条件6との相互関係が非線形である場合にでも精度良く第1の成形条件2を求めることができ、屈折率分布算出の精度を向上することができる。   As a result, even when the mutual relationship between the first molding condition 2 and the second molding condition 6 is non-linear, the first molding condition 2 can be obtained with high accuracy, and the accuracy of refractive index distribution calculation is improved. be able to.

また、複数の異なる成形品を用いて補正関係式を決定してもよい。
例えば、ステップS401において、図2に示した成形品13、図13に示す両凸かつ2つの光学面が非球面であるレンズの成形品14及び図14に示す三角プリズムの成形品15を第2の成形条件6の下で射出成形によって成形し、成形したそれぞれの成形品の面形状、PV値、及び平均密度を計測する。
Further, the correction relational expression may be determined using a plurality of different molded products.
For example, in step S401, the molded product 13 shown in FIG. 2, the molded product 14 of the lens shown in FIG. 13 whose two convex surfaces are two aspherical surfaces, and the molded product 15 of the triangular prism shown in FIG. The surface shape, the PV value, and the average density of each molded product are measured by injection molding under the molding condition 6.

そして、ステップS402〜S406の処理によって、成形品13、成形品14及び成形品15のそれぞれについて第2の成形条件6に対応する第1の成形条件2を求め、さらに、ステップS407によって、ステップS401で得た第2の成形条件6とステップS402〜S406の処理で得た第1の成形条件2との関係から関数を抽出して補正関係式を決定する。   Then, the first molding condition 2 corresponding to the second molding condition 6 is obtained for each of the molded product 13, the molded product 14, and the molded product 15 by the processing of steps S402 to S406. A correction relational expression is determined by extracting a function from the relationship between the second molding condition 6 obtained in step 1 and the first molding condition 2 obtained in the processes of steps S402 to S406.

例えば、図15に示すように、成形品13、成形品14及び成形品15におけるステップS401で得た第2の成形条件6(X)とステップS402〜S406の処理で得た第1の成形条件2(Y)の座標点(X,Y)から最小自乗法等を用いて関数化して補正関係式を求めればよい。   For example, as shown in FIG. 15, the second molding condition 6 (X) obtained in step S401 and the first molding condition obtained in steps S402 to S406 in the molded product 13, the molded product 14, and the molded product 15. What is necessary is just to obtain | require a correction | amendment relational expression by function-izing using the least squares method etc. from the coordinate point (X, Y) of 2 (Y).

また、図16に示すように、成形品13、成形品14及び成形品15それぞれについて、異なる複数の成形条件(第2の成形条件6)に対する第1の成形条件2を算出し、補正関係式を決定してもよい。   Further, as shown in FIG. 16, for each of the molded product 13, the molded product 14, and the molded product 15, a first molding condition 2 for a plurality of different molding conditions (second molding condition 6) is calculated, and a correction relational expression May be determined.

すなわち、ステップS401において、成形品13、成形品14及び成形品15をそれぞれ異なる複数の成形条件(第2の成形条件6)で射出成形によって成形し、ステップS402〜S406の処理で第2の成形条件6に対応する第1の成形条件2を求める(成形品14や成形品15についての面形状の測定は3次元測定器等で測定する)。   That is, in step S401, the molded product 13, the molded product 14, and the molded product 15 are molded by injection molding under a plurality of different molding conditions (second molding conditions 6), and the second molding is performed by the processing in steps S402 to S406. The first molding condition 2 corresponding to the condition 6 is obtained (measurement of the surface shape of the molded product 14 and the molded product 15 is measured with a three-dimensional measuring device or the like).

そして、ステップS407の処理によって、ステップS401で得た第2の成形条件6(X)とステップS402〜S406の処理で得た第1の成形条件2(Y)の座標点(X,Y)から最小自乗法等を用いて関数化して補正関係式を求めればよい。   Then, by the process of step S407, from the coordinate point (X, Y) of the second molding condition 6 (X) obtained in step S401 and the first molding condition 2 (Y) obtained in the processes of steps S402 to S406. What is necessary is just to obtain | require a correction | amendment relational expression by functionalizing using the least squares method etc.

図16には、成形品13、成形品14及び成形品15についてそれぞれ3つの第2の成形条件6(保圧値)を用いた場合のみ示しているが、他の成形条件(例えば、注入樹脂温度)についても同様にして補正関係式を決定することができる。   FIG. 16 shows only the case where three second molding conditions 6 (holding pressure values) are used for each of the molded article 13, the molded article 14, and the molded article 15, but other molding conditions (for example, injection resin) are shown. The correction relational expression can be similarly determined for (temperature).

そして、ステップS407で決定した補正関係式を用いて、ステップS408で屈折率分布を算出することができる。
以上の処理によって、成形品形状、例えばレンズ肉厚の違いから樹脂温度や保圧条件などの成形条件が変化してしまう場合であっても、成形品の形状に左右されない補正関係式を決定することが可能となり、屈折率分布のシミュレーションの解析精度が向上する。
Then, the refractive index distribution can be calculated in step S408 using the correction relational expression determined in step S407.
By the above processing, even when the molding conditions such as the resin temperature and the pressure holding condition change due to the difference in the molded product shape, for example, the lens thickness, a correction relational expression that does not depend on the molded product shape is determined. Therefore, the analysis accuracy of the refractive index distribution simulation is improved.

また、複数の異なる成形品に対して、複数の異なる成形条件から補正関係式を決定することにより、図16に示したように第1の成形条件2と第2の成形条件6の関係に対するデータが増えるので、更に高精度な解析入力パラメータの決定を行なうことが可能となり、屈折率分布のシミュレーション解析精度が更に向上する。   Further, by determining a correction relational expression from a plurality of different molding conditions for a plurality of different molded products, data on the relationship between the first molding condition 2 and the second molding condition 6 as shown in FIG. Therefore, it becomes possible to determine the analysis input parameters with higher accuracy, and the simulation analysis accuracy of the refractive index distribution is further improved.

本実施例では、形状情報(第1の形状情報3、第2の形状情報7)に面形状、PV値、平均密度を使用しているが、これに限定する趣旨ではなく、例えば、面形状内での最も高い点(Peak)と最も低い点(Valley)の差を示すPV値ではなく、その標準偏差であるRMS(Root Mean Square)値を使用してもよい。   In the present embodiment, the surface shape, the PV value, and the average density are used for the shape information (first shape information 3, second shape information 7). However, the present invention is not limited to this. Instead of the PV value indicating the difference between the highest point (Peak) and the lowest point (Valley), an RMS (Root Mean Square) value that is the standard deviation may be used.

また、本実施例においては、光学素子の樹脂温度分布、圧力分布の傾向を維持して樹脂温度、圧力に差を出すために、第1の成形条件2として注入樹脂温度、保圧値を変更することとしているが、これに限定する趣旨ではなく、例えば、第1の成形条件2及び第2光学面12の形状として金型温度、保圧時間を使用してもよい。   In this embodiment, the injection resin temperature and the pressure holding value are changed as the first molding condition 2 in order to maintain the tendency of the resin temperature distribution and pressure distribution of the optical element and to make a difference in the resin temperature and pressure. However, the present invention is not limited to this. For example, the mold temperature and the pressure holding time may be used as the shapes of the first molding condition 2 and the second optical surface 12.

また、平均密度は、光学素子全体の平均密度を求めてもよいが、光学素子の所定の部分について平均密度を求めたものを使用してもよい。   Moreover, although the average density may obtain | require the average density of the whole optical element, you may use what calculated | required the average density about the predetermined part of the optical element.

本実施例に係る射出成形シミュレーション装置の原理図を示している。The principle figure of the injection molding simulation apparatus which concerns on a present Example is shown. 本実施例で使用する射出成形によって実際に生成された光学素子の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical element actually produced | generated by the injection molding used by a present Example. 本実施例に係る射出成形シミュレーションによって解析を行なう解析対象の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the analysis object analyzed by the injection molding simulation which concerns on a present Example. 本実施例に係る射出成形シミュレーションの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the injection molding simulation which concerns on a present Example. 干渉計によって測定した本実施例に係る成形品の第1光学面の干渉じまの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interference fringe of the 1st optical surface of the molded article which concerns on the present Example measured with the interferometer. 干渉計によって測定した本実施例に係る成形品の第2光学面の干渉じまの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the interference fringe of the 2nd optical surface of the molded article which concerns on the present Example measured with the interferometer. 本実施例に係る数値解析によって算出した第1光学面のコンター図である。It is the contour figure of the 1st optical surface computed by the numerical analysis which concerns on a present Example. 本実施例に係る数値解析によって算出した第2光学面のコンター図である。It is the contour figure of the 2nd optical surface computed by the numerical analysis which concerns on a present Example. 本実施例に係る数値解析によって算出した第1光学面のコンター図である。It is the contour figure of the 1st optical surface computed by the numerical analysis which concerns on a present Example. 本実施例に係る数値解析によって算出した第2光学面のコンター図である。It is the contour figure of the 2nd optical surface computed by the numerical analysis which concerns on a present Example. 本実施例に係る数値解析によって算出した屈折率分布のコンター図である。It is a contour figure of the refractive index distribution computed by the numerical analysis concerning a present Example. 本実施例に係る補正関数の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the correction function which concerns on a present Example. 本実施例で使用する成形品の例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of the molded article used by a present Example. 本実施例で使用する成形品の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the molded article used by a present Example. 本実施例に係る補正関数の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the correction function which concerns on a present Example. 本実施例に係る補正関数の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the correction function which concerns on a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 ・・・ 第1の記憶部
2 ・・・ 第1の成形条件
3 ・・・ 第1の形状情報
4 ・・・ 形状情報生成部
5 ・・・ 第2の記憶部
6 ・・・ 第2の成形条件
7 ・・・ 第2の形状情報
8 ・・・ 形状情報比較部
9 ・・・ 補正部
10 ・・・ 屈折率分布算出部
11 ・・・ 第1光学面
12 ・・・ 第2光学面
13 ・・・ 成形品
14 ・・・ ゲート
15 ・・・ ランナ
16 ・・・ スプルー


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st memory | storage part 2 ... 1st shaping | molding condition 3 ... 1st shape information 4 ... Shape information generation part 5 ... 2nd memory | storage part 6 ... 2nd Molding conditions 7 ... second shape information 8 ... shape information comparison unit 9 ... correction unit 10 ... refractive index distribution calculation unit 11 ... first optical surface 12 ... second optical Surface 13 ... Molded article 14 ... Gate 15 ... Runner 16 ... Sprue


Claims (16)

射出成形によって生成する光学素子を、第1の成形条件に基づいて数値解析し、該光学素子に関する第1の形状情報を生成して第1の記憶部に格納する第1の形状情報生成処理と、
該第1の記憶部から読み出した第1の形状情報と、第2の記憶部から読み出した形状情報であって、射出成形によって第2の成形条件に基づいて成形した前記光学素子の第2の形状情報と、を比較する形状情報比較処理と、
該比較結果が所定の範囲内となるように前記第1の成形条件を補正する補正処理と、
該補正した第1の成形条件の下で成形される前記光学素子の密度分布を数値解析し、該密度分布から屈折率分布を算出する屈折率分布算出処理と、
を少なくとも情報処理装置に実行させることを特徴とする射出成形シミュレーション方法。
A first shape information generation process for numerically analyzing an optical element generated by injection molding based on a first molding condition, generating first shape information about the optical element, and storing the first shape information in a first storage unit; ,
The first shape information read from the first storage unit and the shape information read from the second storage unit, the second shape of the optical element molded based on the second molding condition by injection molding Shape information comparison processing for comparing shape information;
Correction processing for correcting the first molding condition so that the comparison result falls within a predetermined range;
A refractive index distribution calculation process for numerically analyzing a density distribution of the optical element molded under the corrected first molding condition and calculating a refractive index distribution from the density distribution;
An injection molding simulation method characterized by causing at least an information processing device to execute.
前記補正処理によって補正された前記第1の成形条件と前記第2の成形条件とから補正関係式を決定する補正関係式決定処理を更に備え、
前記屈折率分布算出処理は、前記第2の成形条件と前記補正関係式とから得られる成形条件の下で成形される前記光学素子の密度分布を数値解析し、該密度分布から屈折率分布を算出することを特徴とする請求項1に記載の射出成形シミュレーション方法。
A correction relational expression determination process for determining a correction relational expression from the first molding condition and the second molding condition corrected by the correction process;
The refractive index distribution calculation process numerically analyzes a density distribution of the optical element molded under molding conditions obtained from the second molding condition and the correction relational expression, and calculates a refractive index distribution from the density distribution. The injection molding simulation method according to claim 1, wherein the injection molding simulation method is calculated.
前記第1の成形条件及び第2の成形条件は、注入樹脂温度、保圧値、金型温度、保圧時間の少なくとも1つ以上で構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形シミュレーション方法。   The first molding condition and the second molding condition are configured by at least one of an injection resin temperature, a pressure holding value, a mold temperature, and a pressure holding time. Injection molding simulation method. 前記第1の形状情報及び第2の形状情報は、光学素子の平均密度と光学面形状とで構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形シミュレーション方法。   3. The injection molding simulation method according to claim 1, wherein the first shape information and the second shape information include an average density of an optical element and an optical surface shape. 前記補正処理は、前記第1の成形条件yと前記第2の成形条件xとが所定の定数aに対してy=a*xの関係となるように補正することを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形シミュレーション方法。   2. The correction process according to claim 1, wherein the first molding condition y and the second molding condition x are corrected such that y = a * x with respect to a predetermined constant a. Or the injection molding simulation method of 2. 前記補正処理は、前記第1の成形条件yと前記第2の成形条件xとが所定の定数a及びbに対してy=a*x+bの関係となるように補正することを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形シミュレーション方法。   The correction process is performed such that the first molding condition y and the second molding condition x are corrected such that y = a * x + b with respect to predetermined constants a and b. Item 3. The injection molding simulation method according to Item 1 or 2. 前記補正関係式決定処理は、同一の前記光学素子に対する複数の異なる前記第1の成形条件について、前記第1の形状情報生成処理、前記形状情報比較処理、及び前記補正処理によって得る補正された前記第1の成形条件と、該第1の成形条件にそれぞれに対応する前記第2の成形条件と、から補正関係式を決定することを特徴とする請求項2に記載の射出成形シミュレーション方法。   In the correction relational expression determination process, the plurality of different first molding conditions for the same optical element are corrected by the first shape information generation process, the shape information comparison process, and the correction process. The injection molding simulation method according to claim 2, wherein a correction relational expression is determined from the first molding condition and the second molding condition corresponding to each of the first molding conditions. 前記補正関係式決定処理は、複数の異なる前記光学素子に対する前記第1の成形条件について、前記第1の形状情報生成処理、前記形状情報比較処理、及び前記補正処理によって得る補正された前記第1の成形条件と、該第1の成形条件にそれぞれに対応する前記第2の成形条件と、から補正関係式を決定することを特徴とする請求項2に記載の射出成形シミュレーション方法。   In the correction relational expression determination process, the corrected first obtained by the first shape information generation process, the shape information comparison process, and the correction process for the first molding condition for a plurality of different optical elements. 3. The injection molding simulation method according to claim 2, wherein a correction relational expression is determined from the molding conditions and the second molding conditions corresponding to the first molding conditions. 射出成形によって生成する光学素子を、第1の成形条件に基づいて数値解析し、該光学素子に関する第1の形状情報を生成して第1の記憶部に格納する第1の形状情報生成部と、
該第1の記憶部から読み出した第1の形状情報と、第2の記憶部から読み出した形状情報であって、射出成形によって第2の成形条件に基づいて成形した前記光学素子の第2の形状情報と、を比較する形状情報比較部と、
該比較結果が所定の範囲内となるように前記第1の成形条件を補正する補正部と、
該補正した第1の成形条件の下で成形される前記光学素子の密度分布を数値解析し、該密度分布から屈折率分布を算出する屈折率分布算出部と、
を少なくとも備えることを特徴とする射出成形シミュレーション装置。
A first shape information generation unit that numerically analyzes an optical element generated by injection molding based on a first molding condition, generates first shape information about the optical element, and stores the first shape information in a first storage unit; ,
The first shape information read from the first storage unit and the shape information read from the second storage unit, the second shape of the optical element molded based on the second molding condition by injection molding A shape information comparison unit for comparing shape information;
A correction unit that corrects the first molding condition so that the comparison result falls within a predetermined range;
A numerical distribution analysis of the density distribution of the optical element molded under the corrected first molding condition, and a refractive index distribution calculating unit that calculates a refractive index distribution from the density distribution;
An injection molding simulation apparatus comprising:
前記補正部によって補正された前記第1の成形条件と前記第2の成形条件とから補正関係式を決定する補正関係式決定部を更に備え、
前記屈折率分布算出部は、前記第2の成形条件と前記補正関係式とから得られる成形条件の下で成形される前記光学素子の密度分布を数値解析し、該密度分布から屈折率分布を算出することを特徴とする請求項9に記載の射出成形シミュレーション装置。
A correction relational expression determination unit that determines a correction relational expression from the first molding condition and the second molding condition corrected by the correction unit;
The refractive index distribution calculation unit numerically analyzes a density distribution of the optical element molded under molding conditions obtained from the second molding condition and the correction relational expression, and calculates a refractive index distribution from the density distribution. The injection molding simulation apparatus according to claim 9, wherein the calculation is performed.
前記第1の成形条件及び第2の成形条件は、注入樹脂温度、保圧値、金型温度、保圧時間の少なくとも1つ以上で構成されることを特徴とする請求項9または10に記載の射出成形シミュレーション装置。   The first molding condition and the second molding condition are configured by at least one of an injection resin temperature, a pressure holding value, a mold temperature, and a pressure holding time. Injection molding simulation equipment. 前記第1の形状情報及び第2の形状情報は、光学素子の平均密度と光学面形状とで構成されることを特徴とする請求項9または10に記載の射出成形シミュレーション装置。   11. The injection molding simulation apparatus according to claim 9, wherein the first shape information and the second shape information include an average density of optical elements and an optical surface shape. 前記補正部は、前記第1の成形条件yと前記第2の成形条件xとが所定の定数aに対してy=a*xの関係となるように補正することを特徴とする請求項9または10に記載の射出成形シミュレーション装置。   The correction unit corrects the first molding condition y and the second molding condition x so that a predetermined constant a has a relationship of y = a * x. Or the injection molding simulation apparatus of 10. 前記補正部は、前記第1の成形条件yと前記第2の成形条件xとが所定の定数a及びbに対してy=a*x+bの関係となるように補正することを特徴とする請求項9または10に記載の射出成形シミュレーション装置。   The correction unit corrects the first molding condition y and the second molding condition x so that a predetermined constant a and b have a relationship of y = a * x + b. Item 11. The injection molding simulation apparatus according to Item 9 or 10. 前記補正関係式決定部は、同一の前記光学素子に対する複数の異なる前記第1の成形条件について、前記第1の形状情報生成部、前記形状情報比較部、及び前記補正部によって得る補正された前記第1の成形条件と、該第1の成形条件にそれぞれに対応する前記第2の成形条件と、から補正関係式を決定することを特徴とする請求項10に記載の射出成形シミュレーション装置。   The correction relational expression determination unit is corrected by the first shape information generation unit, the shape information comparison unit, and the correction unit with respect to a plurality of different first molding conditions for the same optical element. The injection molding simulation apparatus according to claim 10, wherein a correction relational expression is determined from the first molding condition and the second molding condition corresponding to each of the first molding conditions. 前記補正関係式決定部は、複数の異なる前記光学素子に対する前記第1の成形条件について、前記第1の形状情報生成部、前記形状情報比較部、及び前記補正部によって得る補正された前記第1の成形条件と、該第1の成形条件にそれぞれに対応する前記第2の成形条件と、から補正関係式を決定することを特徴とする請求項10に記載の射出成形シミュレーション装置。


The correction relational expression determination unit corrects the first obtained by the first shape information generation unit, the shape information comparison unit, and the correction unit with respect to the first molding condition for a plurality of different optical elements. The injection molding simulation apparatus according to claim 10, wherein a correction relational expression is determined from the molding conditions and the second molding conditions corresponding to the first molding conditions.


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