分野別の課題
スマートフォン用カメラレンズの熱応力-光学連携解析
光学製品が受ける熱の影響への考慮
光学製品の実使用を考えると、製品機構の電気系統や熱源が近いような使用環境など、光学以外の外的要因により熱の発生が考えられます。例えば、光学部品の中には安価かつ収差補正に優れた非球面形状を形成できる樹脂レンズが含まれていることがあります。一方で樹脂レンズは光学特性の温度依存性が高く、さらには熱膨張による形状変化も懸念されます。他にも、ハイパワーレーザー光学系のような強い熱源にさらされる時間が長い光学系では光学部品の温度依存性が小さくても光学特性が変化します。
したがって、光学設計では製品の使用温度環境により設計性能が著しく変化するということを考慮する必要があります。しかし、光学CAEツールでできる温度シミュレーションは簡易的なもので、現実に起きている現象を忠実に再現できません。
熱応力と光の連携ソリューション
本事例では、樹脂レンズで設計されているスマートフォン用カメラレンズがセンサーの電気による発熱で熱の影響を受け、形状に歪みが生じたというケースを解析するソリューションをご提案します。
光学設計ツールAnsys Zemax OpticStudioと熱応力解析ツールAnsys Mechanicalでのシミュレーションで本問題を解決します。Ansys Zemax OpticStudioの設計データに対して、Ansys Mechanicalで熱と構造のシミュレーションを行い、それにより得られたレンズ表面の歪み形状をAnsys Zemax OpticStudio STARモジュールで光学設計データに取り込み性能変化を確認します。
豊富な分野で活躍する異なるAnsys CAEツール同士の連携により、製品が持つ多角的な課題をシミュレーションで事前解決できることを紹介する一例になっています。
Ansys CAEツール ポートフォリオ
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