CN101367610A - 光学玻璃、精密模压成型预成形件和光学元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种稳定性优异的高折射率高分散的光学玻璃、由该光学玻璃形成的精密模压成型预成形件以及光学元件。该光学玻璃由氧化物玻璃组成，并且其液相温度为800℃以下，所述氧化物玻璃以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺。

Description

光学玻璃、精密模压成型预成形件和光学元件

技术领域

本发明涉及光学玻璃、由该光学玻璃形成的精密模压成型预成形件以及光学元件。此外，本发明涉及上述精密模压成型预成形件的制造方法以及光学元件的制造方法。

背景技术

在用于制作透镜等光学元件的光学玻璃中，高折射率高分散玻璃的利用价值尤其高，并且占据重要的位置。在专利文献1～3中公开了这种高折射率高分散玻璃的例子。这些玻璃都含有大量的用于获得高折射率高分散特性的Bi₂O₃。

专利文献1：日本专利文献特开2002-201039号公报；

专利文献2：日本专利文献特开2006-327926号公报；

专利文献3：日本专利文献特开2007-70156号公报。

发明内容

但是，当将含有大量Bi₂O₃的玻璃熔解后进行成形时，如果熔融玻璃的温度高，就会发生由铂等金属系材料形成的熔融玻璃蓄存容器、熔融玻璃搅拌棒、熔融玻璃导管等被侵蚀的问题。从而导致容器、搅拌棒、导管急剧消耗，或者被侵蚀的金属系材料混入玻璃中构成杂质的问题。尤其铂被侵蚀时，除了铂物质(白金ブツ)混入玻璃中形成杂质之外，还会产生铂离子溶入玻璃中导致玻璃染色的问题。

为了避免这种情况，希望将流出时的熔融玻璃的温度控制得较低，但对于液相温度高、稳定性不够的玻璃来说，如果降低流出时的玻璃温度，就会产生有结晶析出从而失透的问题。

此外，如果熔融玻璃的温度较高，则除了上述的问题之外，还会导致B₂O₃、碱金属成分等挥发性成分的挥发量增加，折射率、阿贝数等光学特性发生变化或者产生纹理。

而且，在从熔融玻璃分离出熔融玻璃块并用该熔融玻璃块直接成形出用于通过精密模压成形来制作光学元件的玻璃制预成形件的方法(称为热间成形法)中，由于对玻璃施加风压并在浮起状态下进行成形，因此如果流出时的熔融玻璃的温度高，则成形开始时的玻璃粘度就会变低，难以实现上述浮起，因此无法实施热间成形法。

本发明的第一目的是消除上述问题，并提供稳定性优异的高折射率高分散的光学玻璃，其第二目的是提供由该光学玻璃形成的精密模压成型预成形件和光学元件以及它们的制造方法。

达到上述的第一以及第二目的本发明包括下述(1)～(40)方案。

(1)一种光学玻璃，其特征在于，由氧化物玻璃组成，该氧化物玻璃以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺，所述光学玻璃的液相温度为800℃以下。

(2)上述(1)所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

(3)如上述(1)或(2)所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

(4)如上述(1)至(3)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃以阳离子百分比表示还含有5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺。

(5)如上述(1)至(4)中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺的总含量为96％以上，Ga³⁺的含量为0～2％。

(6)如上述(1)至(4)中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺的总含量为1～20％，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20。

(7)如(1)至(4)、(6)中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺、0～2％的Ga³⁺，Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量为0～10％，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比为0.2以上。

(8)如上述(1)至(4)、(6)、(7)中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。

(9)如上述(1)至(4)、(6)至(8)中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

(10)如上述(1)至(9)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率(n d)为1.84以上，阿贝数(v d)为30以下。

(11)如上述(1)至(10)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度(Tg)为500℃以下。

(12)一种光学玻璃，其特征在于，以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺的总含量为1～20％，并且，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20。

(13)如权利要求(12)所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺，并且Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％。

(14)如上述(12)或(13)所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。

(15)如上述(12)～(14)所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

(16)如上述(12)～(15)所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的液相温度为800℃以下。

(17)如上述(12)～(16)所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

(18)如上述(12)～(16)所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

(19)如权利要求(12)至(18)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率(n d)为1.84以上，阿贝数(v d)为30以下。

(20)如上述(12)至(19)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度(Tg)为500℃以下。

(21)一种光学玻璃，其特征在于，以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％Si⁴⁺、1～20％Al³⁺、0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺、0～2％的Ga³⁺，Li⁺、Na⁺以及K+的总含量为1～20％，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量为0～10％，并且，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比为0.2以上。

(22)如上述(21)所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺，并且，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。

(23)如上述(21)或(22)所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

(24)如上述(21)至(23)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的液相温度为800℃以下。

(25)如上述(21)至(24)中任一项所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

(26)如权利要求(21)至(25)所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

(27)如上述(21)至(26)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率(nd)为1.84以上，阿贝数(vd)为30以下。

(28)如上述(21)至(27)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度(Tg)为500℃以下。

(29)一种光学玻璃，其特征在于，以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0～2％的Ga³⁺，并且，Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺的含量为96％以上。

(30)如上述(29)所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的液相温度为800℃以下。

(31)如上述(29)或(30)所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

(32)如上述(29)至(31)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

(33)如上述(20)至(32)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率(n d)为1.84以上，阿贝数(v d)为30以下。

(34)如上述(29)至(33)中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度(Tg)为500℃以下。

(35)一种精密模压成形用预成形件，其特征在于，由上述(1)～(34)中任一项所述的光学玻璃形成。

(36)一种精密模压成形用预成形件的制造方法，其特征在于，通过以下工序来成形为由上述(1)～(34)中任一项所述的光学玻璃形成的精密模压成形用预成形件，其中所述工序如下：流出将玻璃原料熔融而得的熔融玻璃，并从该熔融玻璃分离出熔融玻璃块，然后将所述熔融玻璃块冷却、固化。

(37)一种光学元件，其特征在于，由如权利要求1～34中任一项所述的光学玻璃构成。

(38)一种光学元件的制造方法，其特征在于，对权利要求35所述的精密模压成形用预成形件或者通过上述(36)所述的方法来制作的精密模压成形用预成形件进行加热，并使用模压成形模具进行精密模压成形。

(39)如上述(38)所述的光学元件的制造方法，其中，将预成形件投入模压成形模具内，并将预成形件和模压成形模具一起加热来进行精密模压成形。

(40)如上述(38)所述的光学元件的制造方法，其中，将预先加热的所述预成形件投入模压成形模具内来进行精密模压成形。

发明效果

根据本发明，能够提供稳定性优异的高折射率高分散的光学玻璃。

成为，根据本发明，能够提供由上述光学玻璃形成的精密模压成型预成形件和光学元件以及它们的制造方法。

附图说明

图1是将比较例1的组成物铸造而得的样品的显微镜照片。

具体实施方式

(光学玻璃I)

首先，对上述(1)～(11)所述的本发明第一方式的光学玻璃(称为光学玻璃I)进行说明。

光学玻璃I具有如下特点：其由氧化物玻璃形成，液相温度为800℃以下，该氧化物玻璃以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺。

如在背景技术部分中描述的那样，为了赋予高折射率高分散特性而使其含有大量B₂O₃的传统的光学玻璃存在侵蚀玻璃熔融容器、搅拌棒、导管等，并摄入了由于侵蚀而产生的杂质的问题，而且为了消除这个问题，如果将玻璃的熔融温度或流出温度降低到液相温度以下，就会产生失透的问题，本申请的发明人能够提供一种稳定性优异的新颖的光学玻璃I，该光学玻璃I不仅是由以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺的氧化物玻璃组成，而且该光学玻璃I的液相温度在800℃以下。

由于光学玻璃I的液相温度在800℃以下，能够降低玻璃的熔融温度、流出温度，因此能够防止上述的玻璃熔融容器、搅拌棒、导管等被侵蚀以及由于所述侵蚀而产生的杂质混入玻璃中。此外，还能够获得减少铂离子等向玻璃中的溶入、以及构成容器等的SiO₂或铝等向玻璃中的溶入，而如上所述，这种铂离子等向玻璃中的溶入是导致玻璃染色的原因，SiO₂或铝等向玻璃中的溶入是引起折射率下降或玻璃转移温度上升的原因。此外，即便在包含B³⁺这样的挥发性成分的情况下，熔融时或成形时挥发性成分的挥发也被抑制，从而能够赋予稳定的折射率和阿贝数等光学特性。

光学玻璃I由于其液相温度为800℃以下，很低，因此能够有利于制造精密模压成形用预成形件，关于这一点将在后面详述。

光学玻璃I的液相温度为800℃以下，优选780℃以下，更优选760℃以下，特别优选740℃以下。液相温度的下限不特别限制，但是，从实现期望的光学特性和玻璃转移温度的角度出发，优选大概在550℃以上。

即便含有大量的Bi³⁺，光学玻璃I也很少染色，示出分光透过率为70％的波长(λ₇₀)优选590nm以下，更优选570nm以下，进一步优选550nm，特别优选540nm。

光学玻璃I在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上，因此，即便在向铸模中连续灌注熔融玻璃来铸造玻璃成形体的情况下，也能够降低或抑制内部纹理的产生。此外，还可以利用后述的浮起成形法进行成形件的成形。

光学玻璃I在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上，更优选3d Pa·s以上，进一步优选4d Pa·s以上，特别优选6d Pa·s以上。虽然不限制粘度的上限，但目标粘度为30d Pa·s以下。

光学玻璃I具有高折射率、高分散特性。具体来说，折射率n d优选1.84以上，更优选1.90以上，进一步优选1.95以上。阿贝数vd优选30以下，更优选27.5以下，进一步优选25以下。折射率的上限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的角度出发，优选为2.2以下。折射率的下限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的角度出发，优选为10以上。

光学玻璃I具有低温软化特性。具体来说，玻璃转移温度优选500℃以下，更优选480℃以下，进一步优选460℃以下，更加进一步优选440℃以下，最优选420℃以下。玻璃转移温度的下限不特别限制，但从维持上述折射率、阿贝数、液相温度的角度出发，玻璃转移温度的下限优选设为300℃。如此，玻璃I由于玻璃转移温度较低，因此适于将玻璃素材加热并进行模压成形以制作玻璃成形品的用途。如果玻璃转移温度较低，则即便在较低的加热温度下也可进行模压成形，因此，能够防止或降低模压成形模具等恶化、消耗。特别是，光学玻璃I适于如精密模压成形那样，在维持模压成形模具的成形面的高精度的情况下重复进行许多次成形的用途。

光学玻璃I还具有优异的耐候性。玻璃的耐候性可以浊度值(日文原文：ヘイズ値)为指标来表示。浊度值是指在向经双面光学研磨的玻璃平板的研磨面垂直照射白色光时散射光强对全透射光强之比，即将“散射光强/透射光强”以百分比表示的值。光学玻璃I优选具有10以下的浊度值，更优选6以下的浊度值，进一步优选4以下的浊度值，最优选0.1～3的浊度值。浊度值大的玻璃是化学耐久性低的玻璃，即由于玻璃上附着的水滴或水蒸气以及玻璃使用环境下的各种化学成分，玻璃被侵蚀、或在玻璃表面上生成反应物的速度很快。当将这种玻璃用作光学元件时，由于玻璃受侵蚀或玻璃表面上的生成物的原因，可能会在光学玻璃器件的表面上产生杂质，或者透射率等光学特性下降，因此，这种玻璃不优选作为光学玻璃的组成物。尤其当制作精密模压成形用预成形件时，如果在表面生成变质层，就会对精密模压成形带来坏影响，因此，用于上述的用途时，需要充分注意玻璃的耐候性。光学玻璃I由于浊度值小，因此不存在上述的问题。

接着，对光学玻璃I的组成进行说明。下面，各成分的含量以阳离子百分比表示。

Bi³⁺是具有提高折射率和分散特性的作用的成分，但如果引入过多，稳定性就会下降，同时其以胶体的形式从玻璃中析出，从而成为导致光散射的原因，因此将其含量设为30～70％。Bi³⁺的含量的优选范围为32～65％，更优选的范围为35～60％，进一步优选的范围为37～57％，更加进一步优选的范围为40～55％。

光学玻璃I优选除Bi³⁺之外，以阳离子百分比表示还含有5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺。

B³⁺起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高熔融性的作用。但是，如果引入过多，折射率就会下降，因此其含量优选设为5～50％。B³⁺的含量的更优选的范围为7.5～50％，进一步优选的范围为10～50％，更加进一步优选的范围为12.5～45％，再更加进一步优选的范围为15～45％。

Si⁴⁺也起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用。但是，如果引入过多，折射率和熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量优选设为0.5～50％。Si⁴⁺的含量的更优选的范围为1～40％，进一步优选的范围为1～30％，更加进一步优选的范围为2～20％，再更加进一步优选的范围为2～15％。

Al³⁺具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性、折射率、熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量优选设为1～20％。Al³⁺的含量的更加优选的范围为1～18％，进一步优选的范围为1～16％，更加进一步优选的范围为1～15％，再更加进一步优选的范围为1～13％。

光学玻璃I仅在这四种成分的情况下也能够维持足够的玻璃稳定性，此时，以阳离子百分比表示Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺的总含量优选为96％以上，更优选97％以上，进一步优选98％以上，更加进一步优选99％以上。该总含量也可以为100％。此外，当在上述四种成分之外的剩余部分引入Ga³⁺时，其含量设在0～2％。Ga³⁺的分子体积较大，因此如果引入到以Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺为基本成分的组成中，稳定性就会下降。因此，Ga³⁺的含量优选0～2％，更优选0～1％。由于Ga³⁺是导致稳定性下降并且价格很高的成分，因此更加优选的是不引入Ga³⁺。此时，更加优选的组成范围与后述的光学玻璃IV的组成范围相同。

光学玻璃I除Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺之外，还可以含有碱土金属类金属成分。此时，优选以阳离子百分比表示还含有0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，并且，Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺的总含量(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)为1～20％，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20％。Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺通过与Al³⁺共存，起到极大地提高玻璃的稳定性的作用。尤其是，Ca²⁺通过与Al³⁺混合而起到玻璃形成体的作用，大大有助于提高将Bi³⁺作为必要成分的玻璃的稳定性。并且还起到提高熔融性并降低玻璃转移温度的作用。但是，如果引入过多的Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺，稳定性反而会下降，折射率也会下降。鉴于这一情况，将总含量(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)以及Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺各自的含量、以及Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比设为上述的范围。此时，更加优选的组成范围与后述的光学玻璃II的组成范围相同。

光学玻璃I除Bi³+、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺之外，还可以含有碱土金属成分。此时优选，以阳离子百分比表示还含有0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺，并且Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％。Li⁺、Na⁺以及K⁺起到降低玻璃转移温度并提高熔融性的作用，但如果引入过多，除表现出降低玻璃稳定性的趋势之外，还表现出降低化学耐久性的作用。此外，碱土金属成分在高温下表现出挥发特性，因此在高温状态下会从玻璃表面挥发，从而成为折射率、阿贝数发生变化的原因，或者成为导致纹理产生的原因，因此Li⁺、Na⁺、K⁺各自的含量和Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量优选设为上述的范围。在本方式中，为了不导致稳定性下降，对Ga³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的含量加以限制。Ga³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的分子体积较大。如果将这种分子体积大的阳离子成分引入到以Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺为基本成分的组成中，稳定性就会下降。因此，在本方式中，将Ga³⁺的含量限制在0～2％，优选限制在0～1％。由于Ga³⁺是导致稳定性下降并且价格很高的成分，因此更加优选的是不引入Ga³⁺。Ba²⁺、Zn²⁺的总量也限制在0～10％。Ba²⁺以及Zn²⁺的总含量的优选的范围为0～7％，更优选的范围为0～5％，进一步优选的范围为0～3％，更加进一步优选的范围为0～1％，再更加进一步优选是不引入Ba²⁺以及Zn²⁺。在本方式中，从良好地保持稳定性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比设为0.2以上，优选设为0.3以上。如果上述阳离子之比小于0.2，玻璃的稳定性就会显著下降。另一方面，从良好地维持玻璃熔融性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比优选为5以下，更优选为4.5以下，进一步优选为4以下。本方式的更加优选的组成范围与后述的光学玻璃III的组成范围相同。

光学玻璃I除Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺之外，还可以含有La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺。此时，优选以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺，并且La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺起到提高折射率的同时还提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性就会下降，因此La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺各自的含量和La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量优选设为上述的范围。

此时、优选以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

W⁶⁺、Ta⁵⁺均起到提高折射率的作用，但如果引入过多，玻璃的稳定性就会下降，因此将各自的含量设为上述的范围。

Nb⁵⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺起到提高折射率的作用，但对提高玻璃转移温度所起的作用强于Bi³⁺，因此将各自的含量设为上述的范围。

此时，更加优选的组成范围也与后述的光学玻璃III的组成范围相同。

(光学玻璃II)

下面，对上述(12)～(20)所述的本发明第二方式的光学玻璃(称为光学玻璃II)进行说明。

光学玻璃II具有如下特点：其以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr2+的总含量为1～20％，并且，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20。

在光学玻璃II中，Bi³⁺是具有提高折射率和分散特性的作用的成分，但如果引入过多，稳定性就会下降，同时其以胶体的形式从玻璃中析出，从而成为导致光散射的原因，因此将其含量设为30～70％。Bi³⁺的含量的优选范围为32～65％，更优选的范围为35～60％，进一步优选的范围为37～57％，最优选的范围为40～55％。

B³⁺起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高熔融性的作用。但是，如果引入过多，折射率就会下降，因此将其含量设为5～50％。B³⁺的含量的优选范围为7.5～50％，更优选的范围为10～50％，进一步优选的范围为12.5～45％，最优选的范围为15～45％。

Si⁴⁺也起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用。但是，如果引入过多，折射率和熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量设为0.5～50％。Si⁴⁺的含量的优选范围为1～40％，更优选的范围为1～30％，进一步优选的范围为2～20％，最优选的范围为2～15％。

Al³⁺具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性、折射率、熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量设为1～20％。Al³⁺的含量的优选范围为1～18％，更优选的范围为1～16％，进一步优选的范围为1～15％，最优选的范围为1～13％。

在光学玻璃II中，从良好地维持稳定性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比优选为0.2以上，更优选为0.3以上。如果上述阳离子之比小于0.2，玻璃的稳定性就会显著下降。另一方面，从良好地维持玻璃熔融性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比优选为5以下，更优选为4.5以下，进一步优选为4以下。

Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺通过与Al³⁺共存，起到极大地提高玻璃稳定性的作用。尤其是，Ca²⁺通过与Al³⁺混合起到玻璃形成体的作用，大大有助于提高将Bi³⁺作为必要成分的玻璃的稳定性。且还起到提高熔融性，降低玻璃转移温度的作用。但是，如果引入过多，稳定性反而会下降，折射率也会下降，因此将他们的总含量(Mg²⁺+Ca²⁺+Sr²⁺)设为1～20％。总含量的优选范围为1～15％，更优选的范围为1～12％，进一步优选的范围为1～10％，最优选的范围为1～7.5％。此外，以阳离子百分比表示含有0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，更优选的范围分别如下：Ca²⁺为1～15％，Mg²⁺为0～12％，Sr²⁺为0～10％。更加优选的范围分别如下：Ca²⁺为1～10％，Mg²⁺为0～7％，Sr²⁺为0～4％。最优选的范围分别如下：Ca²⁺为1～7％、Mg²⁺为0～5％、Sr²⁺为0～2％。此外，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20，优选的范围为0.1～17，更优选的范围为1～12.5，最优选的范围为1～10。

在光学玻璃II中，为了不导致稳定性下降，希望对Ga³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的含量加以如下的限制。Ga³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺的分子体积较大。如果将这种分子体积大的阳离子成分引入到以Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺为基本成分的组成中，稳定性就会下降。因此，在光学玻璃II中，将Ga³⁺的含量优选限制在0～2％，更优选限制在0～1％。由于Ga³⁺是导致稳定性下降并且价格很高的成分，因此更加优选的是不引入Ga³⁺。关于Ba²⁺、Zn²⁺，将Ba²⁺以及Zn²⁺的总含量优选限制在0～10％，更优选在0～7％的范围内，进一步优选在0～5％的范围内，更加进一步优选在0～3％的范围内，再更加进一步优选在0～1％的范围内，最优选的是不引入Ba²⁺以及Zn²⁺。

光学玻璃II还可以含有Li⁺、Na⁺以及K⁺。Li⁺、Na⁺、K⁺等碱土金属成分起到降低玻璃转移温度并提高熔融性的作用，但如果导入光学玻璃II中，除表现出降低玻璃稳定性的趋势之外，还表现出降低化学耐久性的作用。此外，由于碱土金属成分表现出挥发特性，因此在高温状态下会从玻璃表面挥发，从而成为折射率、阿贝数发生变化的原因，或者成为导致纹理产生的原因。从而，Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量优选为0～20％，更优选的范围为0～15％，进一步优选的范围为0～12％，更加进一步优选的范围为0～10％，最优选的范围为0～8％。此外各成分的范围优选如下：Li⁺为0～20％，Na⁺为0～15％、K⁺为0～10％，更优选的范围分别如下：Li⁺为0～15％、Na⁺为0～12％、K⁺为0～8％，进一步优选的范围如下：Li⁺为0～12％、Na⁺为0～10％、K⁺为0～5％，更加进一步优选的范围如下：Li⁺为0～10％、Na⁺为0～7％、K⁺为0～4％，最优选的范围如下：Li⁺为0～7％、Na⁺为0～5％、K⁺为0～2％。

光学玻璃II即便在不含有碱土金属成分的情况下，玻璃转移温度也低，并且溶解性足够，因此碱土金属成分不是必需成分。从而，从进一步提高稳定性和化学耐久性，使光学特性稳定并防止纹理的产生的观点出发，优选不引入Li⁺、Na⁺、K⁺。

光学玻璃II可以含有La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺。La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺具有提高折射率并提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性就会下降，因此，La³⁺的含量优选0～8％，更优选0～6％，进一步优选0～5％，最优选0～4％。Gd³⁺的含量优选0～8％，更优选0～6％，进一步优选0～5％，最优选0～4％。Y³⁺的含量优选0～8％，更优选0～6％，进一步优选0～5％，最优选0～4％。

La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺均为任意成分，因此在光学玻璃II中，也可以不引入这些成分。但是，当优先增加折射率和进一步提高化学耐久性时，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量优选0.1～8％，更优选0.5～6％，进一步优选1～5％，最优选1～4％。

光学玻璃II可以含有W⁶⁺、Ta⁵⁺、Nb⁵⁺、Zr⁴⁺以及Ti⁴⁺。

W⁶⁺具有提高折射率的作用，但如果引入过多，玻璃的稳定性就会下降，因此其含量优选0～8％，更优选0～5％，最优选0～3％。

Ta⁵⁺也具有提高折射率的作用，但如果引入过多，稳定性就会下降，因此其含量优选0～5％，更优选0～4％，进一步优选0～3％，更加进一步优选0％。

Nb⁵⁺、Zr⁴⁺以及Ti⁴⁺具有提高折射率的作用，但对提高玻璃转移温度所起的作用强于Bi³⁺。因此，如果通过引入或增加这些成分来试图在维持稳定性的同时提高折射率，则玻璃转移温度将不可避免地上升。因此，Nb⁵⁺的含量优选0～8％，更优选的范围为0～5％，进一步优选的范围为0～3％，最优选的是不引入。Zr⁴⁺的含量优选0～8％，更优选的范围为0～5％、进一步优选的范围为0～3％，最优选的是不引入。Ti⁴⁺的含量优选0～10％，更优选的范围为0～9％，进一步优选的范围为0～8％，更加进一步优选的范围为0～6％，最优选的范围为0～4％。

光学玻璃II还可以引入Ga³⁺、In³⁺、Ge⁴⁺、P⁵⁺、Ce⁴⁺等。

但是，由于Ga³⁺、In³⁺、Ge⁴⁺是昂贵的成分，因此如果在不含有这些成分的情况下玻璃也具备期望的性质、特性，那么也可以不引入这些成分。

如果过度引入P⁵⁺就会导致折射率下降，因此，P⁵⁺的含量优选0～3％，更优选0～2％，进一步优选0～1％，更加进一步优选0％。

Ce⁴⁺具有抑制Bi³⁺作为胶体析出的作用，但如果添加过多，玻璃就会染色，因此优选将其含量控制在0～2％，更优选控制在0～1％。光学玻璃II是即便不添加Ce⁴⁺也难以析出上述胶体的玻璃，而且，添加Ce⁴⁺有时会导致透射率变差，可能会恶化后述的模压成形模具的成形面，因此更加优选的是不引入Ce⁴⁺。

Pb⁴⁺、Te⁴⁺、Cd²⁺、Tl⁺、Th⁴⁺具有提高折射率的特性，因此，从降低环境负担的方面来说，优选不引入这些成分。

对于Pb⁴⁺来说，当在还原气氛中进行模压成形时，玻璃表面附近的Pb离子被还原，从而以金属铅析出，并附着到模压成形模具上，妨碍模具成形面精密地转印到玻璃上，因此，从防止这种现象的方面来说，也希望不引入Pb。

此外，可以添加Sb₂O₃，以作为澄清剂。以外比例添加表示，Sb₂O₃的添加量优选0～1质量％的范围，更优选0～0.5质量％的范围。

此外，As₂O₃显示出很强的氧化作用，能显著地恶化模具成形面，因此从防止这种恶化的方面来说，也不希望在玻璃中添加As₂O₃。

在光学玻璃II中，液相温度优选为800℃以下，λ₇₀优选在590nm以下，液相温度下的粘度优选为2d Pa·s以上。

由于光学玻璃II的液相温度在800℃以下，能够降低玻璃的熔融温度、流出温度，因此能够防止上述的玻璃熔融容器、搅拌棒、导管等被侵蚀以及由于所述侵蚀而产生的杂质混入玻璃中。此外，还能够获得减少铂离子等向玻璃中的溶入、以及构成容器等的SiO₂或铝等向玻璃中的溶入，而如上所述，这种铂离子等向玻璃中的溶入是导致玻璃染色的原因，SiO₂或铝等向玻璃中的溶入是引起折射率下降或玻璃转移温度上升的原因。此外，即便在包含B³⁺这样的挥发性成分的情况下，熔融时或成形时挥发性成分的挥发也被抑制，从而能够赋予稳定的折射率和阿贝数等光学特性。

光学玻璃II由于其液相温度为800℃以下，很低，因此能够有利于制造精密模压成形用预成形件，关于这一点将在后面详述。

光学玻璃II的液相温度为800℃以下，优选780℃以下，更优选760℃以下，特别优选740℃以下。液相温度的下限不特别限制，但是，从实现期望的光学特性和玻璃转移温度的方面来说，优选大概在550℃以上。

即便含有大量的Bi³⁺，光学玻璃II也很少染色，λ₇₀优选590nm以下，更优选570nm，进一步优选550nm，特别优选540nm。

光学玻璃II在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上。由于液相温度下的粘度在2d Pa·s以上，因此，即便在向铸模中连续灌注熔融玻璃来铸造玻璃成形体的情况下，也能够降低或抑制内部纹理的产生。此外，还可以利用后述的浮起成形法进行成形件的成形。

光学玻璃II在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上，更优选3d Pa·s以上，进一步优选4d Pa·s以上，特别优选6d Pa·s以上。虽然不限制粘度的上限，但目标粘度为30d Pa·s以下。

光学玻璃II具有高折射率、高分散特性。具体来说，折射率n d优选1.84以上，更优选1.90以上，进一步优选1.95以上。阿贝数vd优选30以下，更优选27.5以下，进一步优选25以下。折射率的上限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的方面来说，优选2.2以下。折射率的下限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的方面来说，优选10以上。

光学玻璃II具有低温软化特性。具体来说，玻璃转移温度优选500℃以下，更优选480℃以下，进一步优选460℃以下，更加进一步优选440℃以下，最优选420℃以下。玻璃转移温度的下限不特别限制，但从维持上述折射率、阿贝数、液相温度的方面来说，玻璃转移温度的下限优选设为300℃。如此，玻璃II由于玻璃转移温度较低，因此适于将玻璃素材加热并进行模压成形以制作玻璃成形品的用途。如果玻璃转移温度较低，则即便在较低的加热温度下也可进行模压成形，因此，能够防止或降低模压成形模具等恶化、消耗。特别是，光学玻璃II适于如精密模压成形那样，在维持模压成形模具的成形面的高精度的情况下重复进行许多次成形的用途。

光学玻璃II还具有优异的耐候性。玻璃的耐候性可以浊度值为指标来表示。浊度值是指在向经双面光学研磨的玻璃平板的研磨面垂直照射白色光时散射光强对全透射光强之比，即将“散射光强/透射光强”以百分比表示的值。光学玻璃II优选具有10以下的浊度值，更优选6以下的浊度值，进一步优选4以下的浊度值，最优选0.1～3的浊度值。浊度值大的玻璃是化学耐久性低的玻璃，即由于玻璃上附着的水滴或水蒸气以及玻璃使用环境中的各种化学成分，玻璃被侵蚀、或在玻璃表面上生成反应物的速度很快。当将这种玻璃用作光学元件时，由于玻璃受侵蚀或玻璃表面上的生成物的原因，可能会在光学玻璃器件的表面上产生杂质，或者透射率等光学特性下降，因此，这种玻璃不优选作为光学玻璃的组成物。尤其当制作精密模压成形用预成形件时，如果在表面生成变质层，就会对精密模压成形带来坏影响，因此，用于上述的用途时，需要充分注意玻璃的耐候性。光学玻璃II由于浊度值小，因此不存在上述的问题。

(光学玻璃III)

下面，对上述(21)～(27)所述的本发明第三方式的光学玻璃(称为光学玻璃III)进行说明。

光学玻璃III具有如下特点：其以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺，Li⁺、Na⁺以及K+的总含量为0～20％，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量为0～10％，并且，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比为0.2以上。

在光学玻璃III中，Bi³⁺是具有提高折射率和分散特性的作用的成分，但如果引入过多，稳定性就会下降，同时其以胶体的形式从玻璃中析出，从而成为导致光散射的原因，因此将其含量设为30～70％。Bi³⁺的含量的优选范围为32～65％，更优选的范围为35～60％，进一步优选的范围为37～57％，最优选的范围为40～55％。

B³⁺起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高熔融性的作用。但是，如果引入过多，折射率就会下降，因此其含量设为5～50％。B³⁺的含量的优选范围为7.5～50％，更优选的范围为10～50％，进一步优选的范围为12.5～45％，最优选的范围为15～45％。

Si⁴⁺也起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用。但是，如果引入过多，折射率和熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量设为0.5～50％。Si⁴⁺的含量的优选范围为1～40％，更优选的范围为1～30％，进一步优选的范围为2～20％，最优选的范围为2～15％。

Al³⁺具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性、折射率、熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量设为1～20％。Al³⁺的含量的优选范围为1～18％，更优选的范围为1～16％，进一步优选的范围为1～15％，最优选的范围为1～13％。

在光学玻璃III中，从良好地维持稳定性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比设为0.2以上。所述阳离子之比的优选范围为0.3以上。如果上述阳离子之比小于0.2，玻璃的稳定性就会显著下降。另一方面，从良好地维持玻璃熔融性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比优选为5以下，更优选为4.5以下，进一步优选为4以下。

光学玻璃III可以含有Li⁺、Na⁺以及K⁺。Li⁺、Na⁺、K⁺等碱土金属成分起到降低玻璃转移温度并提高熔融性的作用，但如果导入光学玻璃III中，除表现出降低玻璃稳定性的趋势之外，还表现出降低化学耐久性的作用。此外，由于碱土金属成分表现出挥发特性，因此在高温状态下会从玻璃表面挥发，从而成为折射率、阿贝数发生变化的原因，或者成为导致纹理产生的原因。从而，Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％，优选的范围为0～15％，更优选的范围为0～12％，进一步优选的范围为0～10％，最优选的范围为0～8％。此外各成分的范围优选如下：Li⁺为0～20％，Na⁺为0～15％、K⁺为0～10％，更优选的范围分别如下：Li⁺为0～15％、Na⁺为0～12％、K⁺为0～8％，进一步优选的范围如下：Li⁺为0～12％、Na⁺为0～10％、K⁺为0～5％，更加进一步优选的范围如下：Li⁺为0～10％、Na⁺为0～7％、K⁺为0～4％，最优选的范围如下：Li⁺为0～7％、Na⁺为0～5％、K⁺为0～2％。

即便在不含有碱土金属成分的情况下，光学玻璃III的玻璃转移温度也低，并且溶解性足够，因此碱土金属成分不是必需成分。从而，从进一步提高稳定性和化学耐久性，使光学特性稳定并防止纹理产生的观点出发，优选不引入Li⁺、Na⁺、K⁺。

另一方面，当出于进一步降低精密模压成形等模压成形时的温度或退火温度等的目的而优先进一步降低玻璃转移温度时，在上述范围内，优选将Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量设为0.5％以上，更优选设为1％以上。

在将Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺作为必需成分的光学玻璃III中，如果大量引入Ga³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺这样的分子体积大的成分，则玻璃的稳定性就会显著下降。因此，从维持稳定性的方面来说，将Ga³⁺的含量限制在0～2％的范围内。鉴于Ga³⁺为价格高并且容易使稳定性下降的成分，Ga³⁺的含量优选为0～1％，更优选不引入Ga³⁺。将Ba²⁺、Zn²⁺的总含量也限制在0～10％。从维持玻璃的稳定性的方面来说，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量优选为0～7％的范围，更优选为0～5％的范围，进一步优选为0～3％的范围，更加进一步优选为0～1％的范围，最优选是不引入Ba²⁺以及Zn²⁺这两种成分。

Mg²⁺、Ca²⁺以及Sr²⁺通过与Al³⁺共存而起到提高玻璃的稳定性的作用，因此可以引入。尤其Ca²⁺通过与Al³⁺混合起到玻璃形成体的作用，从而大大有助于提高将Bi³⁺作为必需成分的玻璃的稳定性。并且还起到提高熔解性并降低玻璃转移温度的作用。但是，如果引入过多，稳定性反而会下降，折射率也会下降，因此，优选将其总含量(Mg²⁺+Ca²⁺+Sr²⁺)设在0～20％。总含量的更优选的范围为0～15％，进一步优选的范围为0～12％，更加进一步优选的范围为0～10％，再进一步优选的范围为0～7.5％。此外，以阳离子百分比表示优选含有0～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，更优选的范围分别如下：Ca²⁺为0～15％，Mg²⁺为0～12％，Sr²⁺为0～10％。进一步优选的范围分别如下：Ca²⁺为0～10％，Mg²⁺为0～7％，Sr²⁺为0～4％。更加进一步优选的范围分别如下：Ca²⁺为0～7％，Mg²⁺为0～5％，Sr²⁺为0～2％。此外，当引入总量为1％以上的Mg²⁺、Ca²⁺以及Sr²⁺时，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比优选为0.2～20，更优选为1～17，进一步优选为1～12.5，更加进一步优选为1～10。

光学玻璃III可含有La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺。La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺起到提高折射率的同时还提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性就会下降，因此，La³⁺的含量优选为0～8％，更优选为0～6％，进一步优选为0～5％，最优选为0～4％。Gd³⁺的含量优选为0～8％，更优选为0～6％，进一步优选为0～5％，最优选为0～4％。Y³⁺的含量优选为0～8％，更优选为0～6％，进一步优选为0～5％，更优选为0～4％。

La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺均为任意成分，因此在光学玻璃III中，也可以不引入这些成分。但是，当优先增加折射率和进一步提高化学耐久性时，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量优选0.1～8％，更优选0.5～6％，进一步优选1～5％，最优选1～4％。

光学玻璃III可以含有W⁶⁺、Ta⁵⁺、Nb⁵⁺、Zr⁴⁺以及Ti⁴⁺。

W⁶⁺具有提高折射率的作用，但如果引入过多，玻璃的稳定性就会下降，因此其含量优选0～8％，更优选0～5％，最优选0～3％。

Ta⁵⁺也具有提高折射率的作用，但如果引入过多，稳定性就会下降，因此其含量优选0～5％，更优选0～4％，进一步优选0～3％，更加进一步优选0％。

Nb⁵⁺、Zr⁴⁺以及Ti⁴⁺具有提高折射率的作用，但对提高玻璃转移温度所起的作用强于Bi³⁺。因此，如果通过引入或增加这些成分来试图在维持稳定性的同时提高折射率，则玻璃转移温度将不可避免地上升。因此，Nb⁵⁺的含量优选0～8％，更优选的范围为0～5％，进一步优选的范围为0～3％，最优选的是不引入。Zr⁴⁺的含量优选0～8％，更优选的范围为0～5％、进一步优选的范围为0～3％，最优选的是不引入。Ti⁴⁺的含量优选0～10％，更优选的范围为0～9％，进一步优选的范围为0～8％，更加进一步优选的范围为0～6％，最优选的范围为0～4％。

光学玻璃III还可以引入Ga³⁺、In³⁺、Ge⁴⁺、P⁵⁺、Ce⁴⁺等。

但是，由于Ga³⁺、In³⁺、Ge⁴⁺是昂贵的成分，因此如果在不含有这些成分的情况下玻璃也具备期望的性质、特性，那么也可以不引入这些成分。

如果过度引入P⁵⁺就会导致折射率下降，因此，P⁵+的含量优选0～3％，更优选0～2％，进一步优选0～1％，更加进一步优选0％。

Ce⁴⁺具有抑制Bi³⁺作为胶体析出的作用，但如果添加过多，玻璃就会染色，因此优选将其含量控制在0～2％，更优选控制在0～1％。光学玻璃III是即便不添加Ce⁴⁺也难以析出上述胶体的玻璃，而且，添加Ce⁴⁺有时会导致透射率变差，可能会恶化后述的模压成形模具的成形面，因此更加优选的是不引入Ce⁴⁺。

Pb⁴⁺、Te⁴⁺、Cd²⁺、Tl⁺、Th⁴⁺具有提高折射率的特性，因此，从降低环境负担的方面来说，优选不引入这些成分。

对于Pb⁴⁺来说，当在还原气氛中进行模压成形时，玻璃表面附近的Pb离子被还原，从而以金属铅析出，并附着到模压成形模具上，妨碍模具成形面精密地转印到玻璃上，因此，从防止这种现象的方面来说，也希望不引入Pb。

此外，可以添加Sb₂O₃，以作为澄清剂。以外比例添加表示，Sb₂O₃的添加量优选0～1质量％的范围，更优选0～0.5质量％的范围。

此外，As₂O₃显示出很强的氧化作用，能显著地恶化模具成形面，因此从防止这种恶化的方面来说，也不希望在玻璃中添加As₂O₃。

在光学玻璃III中，液相温度优选为800℃以下，λ₇₀优选在590nm以下，液相温度下的粘度优选为2d Pa·s以上。

由于光学玻璃III的液相温度在800℃以下，能够降低玻璃的熔融温度、流出温度，因此能够防止上述的玻璃熔融容器、搅拌棒、导管等被侵蚀以及由于所述侵蚀而产生的杂质混入玻璃中。此外，还能够获得减少铂离子等向玻璃中的溶入、以及构成容器等的SiO₂或铝等向玻璃中的溶入，而如上所述，这种铂离子等向玻璃中的溶入是导致玻璃染色的原因，SiO₂或铝等向玻璃中的溶入是引起折射率下降或玻璃转移温度上升的原因。此外，即便在包含B³⁺这样的挥发性成分的情况下，熔融时或成形时挥发性成分的挥发也被抑制，从而能够赋予稳定的折射率和阿贝数等光学特性。

光学玻璃III由于其液相温度为800℃以下，很低，因此能够有利于制造精密模压成形用预成形件，关于这一点将在后面详述。

光学玻璃III的液相温度优选为800℃以下，更优选780℃以下，进一步优选760℃以下，特别优选740℃以下。液相温度的下限不特别限制，但是从实现期望的光学特性和玻璃转移温度的方面来说，优选大概在550℃以上。

即便含有大量的Bi³⁺，光学玻璃III也很少染色，λ₇₀优选590nm以下，更优选570nm，进一步优选550nm，特别优选540nm。

光学玻璃III在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上。由于液相温度下的粘度在2d Pa·s以上，因此，即便在向铸模中连续灌注熔融玻璃来铸造玻璃成形体的情况下，也能够降低或抑制内部纹理的产生。此外，还可以利用后述的浮起成形法进行成形件的成形。

光学玻璃III在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上，更优选3d Pa·s以上，进一步优选4d Pa·s以上，特别优选6d Pa·s以上。虽然不限制粘度的上限，但目标粘度为30d Pa·s以下。

光学玻璃III具有高折射率、高分散特性。具体来说，折射率n d优选1.84以上，更优选1.90以上，进一步优选1.95以上。阿贝数vd优选30以下，更优选27.5以下，进一步优选25以下。折射率的上限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的方面来说，优选2.2以下。折射率的下限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的方面来说，优选10以上。

光学玻璃III具有低温软化特性。具体来说，玻璃转移温度优选500℃以下，更优选480℃以下，进一步优选460℃以下，更加进一步优选440℃以下，最优选420℃以下。玻璃转移温度的下限不特别限制，但从维持上述折射率、阿贝数、液相温度的方面来说，玻璃转移温度的下限优选设为300℃。如此，玻璃III由于玻璃转移温度较低，因此适于将玻璃素材加热并进行模压成形以制作玻璃成形品的用途。如果玻璃转移温度较低，则即便在较低的加热温度下也可进行模压成形，因此，能够防止或降低模压成形模具等恶化、消耗。特别是，光学玻璃III适于如精密模压成形那样，在维持模压成形模具的成形面的高精度的情况下重复进行许多次成形的用途

光学玻璃III还具有优异的耐候性。玻璃的耐候性能够以浊度值为指标来表示。浊度值是指在向经双面光学研磨的玻璃平板的研磨面垂直照射白色光时散射光强对全透射光强之比，即将“散射光强/透射光强”以百分比表示的值。光学玻璃III优选具有10以下的浊度值，更优选6以下的浊度值，进一步优选4以下的浊度值，最优选0.1～3的浊度值。浊度值大的玻璃是化学耐久性低的玻璃，即通过玻璃上附着的水滴或水蒸气以及玻璃使用环境中的各种化学成分，玻璃被侵蚀、或在玻璃表面上生成反应物的速度很快。当将这种玻璃用作光学元件时，由于玻璃受侵蚀或玻璃表面上的生成物的原因，可能会在光学玻璃器件的表面上产生杂质，或者透射率等光学特性下降，因此，这种玻璃不优选作为光学玻璃的组成物。尤其当制作精密模压成形用预成形件时，如果在表面生成变质层，就会对精密模压成形带来坏影响，因此，用于上述的用途时，需要充分注意玻璃的耐候性。光学玻璃III由于浊度值小，因此不存在上述的问题。

(光学玻璃IV)

下面，对上述(29)～(34)所述的本发明第四方式的光学玻璃(称为光学玻璃IV)进行说明。

光学玻璃IV具有如下特点：其以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0～2％的Ga³⁺，并且Bi³⁺、B³+、Si⁴⁺以及Al³⁺的总含量为96％以上。

在光学玻璃IV中，Bi³⁺是具有提高折射率和分散特性的作用的成分，但如果引入过多，稳定性就会下降，同时其以胶体的形式从玻璃中析出，从而成为导致光散射的原因，因此将其含量设为30～70％。Bi³⁺的含量的优选范围为32～65％，更优选的范围为35～60％，进一步优选的范围为37～57％，最优选的范围为40～55％。

B³⁺起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高熔融性的作用。但是，如果引入过多，折射率就会下降，因此其含量设为5～50％。B³⁺的含量的优选范围为7.5～50％，更优选的范围为10～50％，进一步优选的范围为12.5～45％，最优选的范围为15～45％。

Si⁴⁺也起网络形成体的功能，其具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用。但是，如果引入过多，折射率和熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量设为0.5～50％。Si⁴⁺的含量的优选范围为1～40％，更优选的范围为1～30％，进一步优选的范围为2～20％，最优选的范围为2～15％。

Al³⁺具有提高玻璃稳定性的同时还提高化学耐久性的作用，但如果引入过多，稳定性、折射率、熔融性就会下降，同时玻璃转移温度上升，因此其含量设为1～20％。Al³⁺的含量的优选范围为1～18％，更优选的范围为1～16％，进一步优选的范围为1～15％，最优选的范围为1～13％。

Bi³⁺、B³+、Si⁴⁺以及Al³⁺的总含量为96％以上，优选为97％以上，更优选为98％以上，进一步优选为99％以上，特别优选为100％。

当在上述四种成分之外的剩余部分引入Ga³⁺时，其含量设在0～2％。Ga³⁺的分子体积较大，因此如果引入到以Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺为基本成分的组成中，稳定性就会下降。因此，Ga³⁺的含量优选0～2％，更优选0～1％。由于Ga³⁺是导致稳定性下降并且价格很高的成分，因此更加优选的是不引入Ga³⁺。

Ba²⁺、Zn²⁺的分子体积也较大，因此如果引入过多Ba²⁺、Zn²⁺，玻璃的稳定性就会显著下降。因此，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量优选为0～3％，更优选为0～1％，进一步优选的是不引入Ba²⁺和Zn²⁺。

在光学玻璃IV中，从良好地保持稳定性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比优选设为0.2以上，更优选设为0.3以上。如果上述阳离子之比小于0.2，玻璃的稳定性就会下降。另一方面，从良好地维持玻璃熔融性的方面来说，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比优选为5以下，更优选为4.5以下，进一步优选为4以下。

可在Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺以外的剩余部分中引入Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、La³⁺、Gd³⁺、Y³⁺、W⁶⁺、Ta⁵⁺、Nb⁵⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、In³⁺、Ge⁴⁺、P⁵⁺、Ce⁴⁺等。

其中，Li⁺、Na⁺、K⁺在高温下显示出挥发特性，从而成为折射率发生变化，产生纹理的原因。此外，这些成分有利于进一步降低玻璃转移温度，但也起到降低化学耐久性的作用，因此，从提高化学耐久性、使光学特性稳定以及防止产生纹理的观点出发，Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量优选设为0～3％的范围，更优选为0～2％的范围，进一步优选为0～1％的范围，更加进一步优选的是不引入Li⁺、Na⁺以及K⁺。

Nb⁵⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺起到提高折射率的作用，但对提高玻璃转移温度所起的作用强于Bi⁴⁺，因此将各自的含量设为上述的范围。

Ce⁴⁺具有抑制Bi³⁺作为胶体析出的作用，但如果添加过多，玻璃就会染色，因此优选将其含量控制在0～2％，更优选控制在0～1％。光学玻璃III是即便不添加Ce⁴⁺也难以析出上述胶体的玻璃，而且，添加Ce⁴⁺有时会导致透射率变差，可能会恶化后述的模压成形模具的成形面，因此更加优选的是不引入Ce⁴⁺。

Pb⁴⁺、Te⁴⁺、Cd²⁺、Tl⁺、Th⁴⁺具有提高折射率的特性，因此，从降低环境负担的方面来说，优选不引入这些成分。

对于Pb⁴⁺来说，当在还原气氛中进行模压成形时，玻璃表面附近的Pb离子被还原，从而以金属铅析出，并附着到模压成形模具上，妨碍模具成形面精密地转印到玻璃上，因此，从防止这种现象的方面来说，也希望不引入Pb。

此外，可以添加Sb₂O₃，以作为澄清剂。Sb₂O₃的添加量以外割添加优选0～1质量％的范围，更优选0～0.5质量％的范围。

此外，As₂O₃显示出很强的氧化作用，能显著地恶化模具成形面因此，从防止这种恶化的方面来说，也不希望在玻璃中添加As₂O₃。

在光学玻璃IV中，液相温度优选为800℃以下，λ₇₀优选在590nm以下，液相温度下的粘度优选为2d Pa·s以上。

由于光学玻璃IV的液相温度在800℃以下，能够降低玻璃的熔融温度、流出温度，因此能够防止上述的玻璃熔融容器、搅拌棒、导管等被侵蚀以及由于所述侵蚀而产生的杂质混入玻璃中。此外，还能够获得减少铂离子等向玻璃中的溶入、以及构成容器等的SiO₂或铝等向玻璃中的溶入，而如上所述，这种铂离子等向玻璃中的溶入是导致玻璃染色的原因，SiO₂或铝等向玻璃中的溶入是引起折射率下降或玻璃转移温度上升的原因。此外，即便在包含B³⁺这样的挥发性成分的情况下，熔融时或成形时挥发性成分的挥发也被抑制，从而能够赋予稳定的折射率和阿贝数等光学特性。

光学玻璃IV由于其液相温度为800℃以下，很低，因此能够有利于制造精密模压成形用预成形件，关于这一点将在后面详述。

光学玻璃IV的液相温度优选为800℃以下，更优选780℃以下，进一步优选760℃以下，特别优选740℃以下。液相温度的下限不特别限制，但是，从实现期望的光学特性和玻璃转移温度的方面来说，优选大概在550℃以上。

即便含有大量的Bi³⁺，光学玻璃IV也很少染色，λ₇₀优选590nm以下，更优选570nm，进一步优选550nm，特别优选540nm。

光学玻璃IV在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上。由于液相温度下的粘度在2d Pa·s以上，因此，即便在向铸模中连续灌注熔融玻璃来铸造玻璃成形体的情况下，也能够降低或抑制内部纹理的产生。此外，还可以利用后述的浮起成形法进行成形件的成形。

光学玻璃IV在液相温度下的粘度优选2d Pa·s以上，更优选3d Pa·s以上，进一步优选4d Pa·s以上，特别优选6d Pa·s以上。虽然不限制粘度的上限，但目标粘度为30d Pa·s以下。

光学玻璃IV具有高折射率高分散特性。具体来说，折射率n d优选1.84以上，更优选1.90以上，进一步优选1.95以上。阿贝数vd优选30以下，更优选27.5以下，进一步优选25以下。折射率的上限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的方面来说，优选2.2以下。折射率的下限没有限制，但从较低地维持液相温度和玻璃转移温度这两者的方面来说，优选10以上。

光学玻璃IV具有低温软化特性。具体来说，玻璃转移温度优选500℃以下，更优选480℃以下，进一步优选460℃以下，更加进一步优选440℃以下，最优选420℃以下。玻璃转移温度的下限不特别限制，但从维持上述折射率、阿贝数、液相温度的方面来说，玻璃转移温度的下限优选设为300℃。如此，玻璃IV由于玻璃转移温度较低，因此适于将玻璃素材加热并进行模压成形以制作玻璃成形品的用途。如果玻璃转移温度较低，则即便在较低的加热温度下也可进行模压成形，因此，能够防止或降低模压成形模具等恶化、消耗。特别是，光学玻璃IV适于如精密模压成形那样，在维持模压成形模具的成形面的高精度的情况下重复进行许多次成形的用途。

光学玻璃IV还具有优异的耐候性。玻璃的耐候性可以浊度值为指标来表示。浊度值是指在向经双面光学研磨的玻璃平板的研磨面垂直照射白色光时散射光强对全透射光强之比，即将“散射光强/透射光强”以百分比表示的值。光学玻璃IV优选具有10以下的浊度值，更优选6以下的浊度值，进一步优选4以下的浊度值，最优选0.1～3的浊度值。浊度值大的玻璃是化学耐久性低的玻璃，即通过玻璃上附着的水滴或水蒸气以及使用环境中的玻璃等各种化学成分，玻璃被侵蚀、或在玻璃表面上生成反应物的速度很快。当将这种玻璃用作光学元件时，由于玻璃受侵蚀或玻璃表面上的生成物的原因，可能会在光学玻璃器件的表面上产生杂质，或者透射率等光学特性下降，因此，这种玻璃不优选作为光学玻璃的组成物。尤其当制作精密模压成形用预成形件时，如果在表面生成变质层，就会对精密模压成形带来坏影响，因此，用于上述的用途时，需要充分注意玻璃的耐候性。光学玻璃IV由于浊度值小，因此不存在上述的问题。

(精密模压成形用预成形件及其制造方法)

下面，对上述(35)所述的本发明的精密模压成形用预成形件以及上述(35)所述的本发明的精密模压成形用预成形件的制造方法进行说明。

本发明的精密模压成形用预成形件是由上述光学玻璃(I)、(II)、(III)以及(IV)中的任一个形成的精密模压成形用预成形件(下面，称为预成形件)。

预成形件是与精密模压成形品质量相近的玻璃成形体，其根据精密模压成形品的形状而被成形为适当的形状，其形状可以例举出球形、旋转椭圆体形状等。预成形件在被加热成具有可进行精密模压成形的粘度后供于精密模压成形。本发明的预成形件可根据需要在其表面具有含碳膜(优选为碳膜)等薄膜。

本发明的预成形件可如下获得，即：向铸膜中灌注熔融玻璃来铸造玻璃成形体并退火，然后通过切断或割断(切断、割断)来分割成期望的大小，以制成玻璃片，然后对该玻璃片进行磨削、研磨(研磨)来获得。作为其他的预成形件的制造方法，例如有：将上述玻璃片再加热来进行模压成形，然后对所得的预成形品进行磨削、研磨来制作预成形件的方法；对熔融玻璃块进行模压成形，并对所得的成形品进行磨削、研磨来制作预成形件的方法；将熔融玻璃滴下并在空中冷却、固化来制作预成形件的方法；将熔融玻璃块投入液体中来冷却、固化以制作预成形件的方法；以及，将熔融玻璃块投入液体中来冷却、固化以制作玻璃成形体，然后对该成形体进行磨削、研磨来制作预成形件的方法等等。与此相对，本发明的预成形件的制造方法中，磨削、研磨不是必须的。而且还具有预成形件的大小不被限定成通过滴下熔融玻璃而得到的大小的优点。

即，本发明的预成形件的制造方法是一种通过以下工序来成形为由本发明的上述光学玻璃形成的精密模压成形用预成形件的精密模压成形用预成形件的制造方法，其中所述工序如下：流出将玻璃原料熔融而得的熔融玻璃，并从该熔融玻璃分离出熔融玻璃块，然后将所述熔融玻璃块冷却、固化。

该方法可通过如下来实现，即：能够提高构成预成形件的玻璃在高温区域的稳定性，以及熔融玻璃流出时的粘度。

本发明预成形件的制造方法的具体例子，从导管流出熔融玻璃，并分离出熔融玻璃块。分离时应注意在预成形件表面上不能留下被称为＂shearmark”的切痕。为此，应避免用切刀进行切割、分离。作为进行这种分离的方法，例如有从流出导管滴下熔融玻璃的方法、或者先支撑从流出导管流出的熔融玻璃流的前端部，并在可分离出预定重量的熔融玻璃块的时刻撤除上述支撑的方法(称为降下切断法)。在降下切断法中，在生成于熔融玻璃块的前端部侧和流出导管侧之间的细颈部分分离玻璃，从而能够得到预定重量的熔融玻璃块。

在预成形件成形模具上将分离出的熔融玻璃块成形为预成形件。如果熔融玻璃与高温的成形模具接触就会引起熔接，因此，控制成形模具的温度上升，使成形模具保持在比熔融玻璃块的温度充分低的温度上，但如果成形模具和玻璃块持续保持接触的状态，就会在玻璃表面产生皱纹，从而无法制作具有光滑表面的预成形件。因此，在所述成形模具上向玻璃块施加朝上的风压使其成为浮起状态，并在该状态下成形为预成形件(称为浮起成形法)。这样就能够成形出具有光滑表面的预成形件。

当通过浮起成形法来进行预成形件的成形时，如果投入成形模具中的熔融玻璃的粘度底，用于使玻璃浮起的气体(称为浮起气体)就会进入低粘度的玻璃块中，从而不仅无法施加浮起力，而且也会导致浮起气体被卷入低粘度的玻璃块中的状态，由此无法成形出预成形件。此外，流出时的粘度低的玻璃难以采用降下切断法。

不管采用何种方法，都需要将成形预成形件的初始阶段的玻璃的粘度提高刀可成形的程度，但如果不是为此将玻璃的流出温度降低到液相温度以下时稳定性优异的玻璃，玻璃就会失透。

本发明的预成形件的制造方法由于使用稳定性优异的玻璃，因此液相温度下的粘度在适于成形的范围内，从而可通过浮起成形法来成形预成形件而不会使玻璃失透。

而且，由于分离熔融玻璃来获得熔融玻璃块，因此与分割固化的玻璃的时候相比，能够提高预成形件的质量精度，从而能够从熔融玻璃块直接成形预成形件，因此，也不会产生切断、磨削、研磨时产生的玻璃屑。从而，提高了生产效率，并提高了玻璃的利用率，因此即便使用价格贵的原料也能将制造成本控制得较低。

(光学元件及光学元件的制造方法)

接着，对上述(37)所述的本发明的光学元件以及上述(38)～(40)所述的本发明的光学元件制造方法进行说明。

本发明的光学元件由本发明的上述光学玻璃构成。本发明的光学元件与构成光学元件的本发明的光学玻璃一样，具有高折射率高分散特性。

本发明的光学元件可以例举出：球面透镜、非球面透镜、为透镜等各种透镜；衍射光栅、带衍射光栅的透镜、透镜阵列、棱镜等。此外，从形状方面来说可以例举出：凹新月形透镜、双凹透镜、平凹透镜、凸新月形透镜、双凸透镜、平凸透镜等。上述的光学元件优选通过对本发明的预成形件进行加热并。

另外，也可以根据需要在这些光学元件上设置防反射膜、全反射膜、部分反射膜、具有分光特性的膜等光学薄膜。

下面，对光学元件的制造方法进行说明。

在本发明的光学元件的制造方法中，对上述精密模压成形用预成形件或者通过上述方法而制作的精密模压成形用预成形件进行加热，并使用模压成形模具进行精密模压成形。

精密模压成形法也被称为光学模铸成形法，是在本发明所属技术领域中熟知的技术。

光学元件的使光线透过、折射、或衍射的面被称为光学功能面。例如，以透镜为例，非球面透镜的非球面或球面透镜的球面等透镜面就相当于光学功能面。精密模压成形法将模压成形模具的成形面精密地转印到玻璃上，由此利用模压成形来形成光学功能面。即，不需要为形成光学功能面而增加磨削、研磨等机械加工。

因此，本发明的光学元件的制造方法适于制造透镜、透镜阵列、光栅、棱镜等光学元件，尤其最适于以高生产率制造非球面透镜。

根据本发明的光学元件的制造方法，在能够制造出具有上述光学特性的光学元件的同时，还由于使用由具有低温度软化特性的光学玻璃构成的预成形件，因此可在较低温度下进行玻璃的模压成形，从而给模压成形模具的成形面带来的负担，能够延长成形模具(在成形面上设有脱模膜时为脱模膜)的寿命。此外，由于构成预成形件的玻璃具有高的稳定性，因此即便在再加热、模压工序中也能够有效地防止玻璃失透。而且，能够以高生产率进行从将玻璃熔融开始到获得最终产品的一系列的工序。

在精密模压成形法中使用的模压成形模具可以使用公知的成形模具，例如可使用在碳化硅、超硬材料、不锈钢等模具材料的成形面上设置了脱模膜的成形模具。脱模膜可使用含碳膜、贵金属合金膜等。模压成形模具包括上模具和下模具，并根据需要还包括体模具。其中，为了有效降低或防止模压成形时玻璃成形品破损，优选使用由碳化硅构成的模压成形模具以及超硬合金制造的模压成形模具(尤其是用不含粘合剂的超硬合金、例如WC制造的模压成形模具)，更优选在所述模具的成形面上设有作为脱模膜的含碳膜的模压成形模具。

在精密模压成形法中，为了将模压成形模具的成形面保持在良好的状态上，希望将成形时的气氛设成非氧化性气体气氛。非氧化性气体优选氮气、氮气和氢气的混合气体等。尤其当使用在成形面上具有作为脱模膜的含碳膜的模压成形模具时，或者使用由碳化硅构成的模压成形模具时，应当在上述非氧化性气氛中进行精密模压成形。

下面，对特别适于本发明的光学元件制造方法的模压成形法进行说明。

(精密模压成形法1)

该方法是将预成形件投入模压成形模具内，并对预成形件和模压成形模一起加热来进行精密模压成形的方法(下面，称为精密模压成形法1)。

在精密模压成形法1中，优选将模压成形模具和预成形件两者的温度加热到构成预成形件的玻璃显示出10⁶～10¹²d Pa·s的粘度的温度来进行精密模压成形。

此外，优选冷却到所述玻璃显示出10¹²d Pa·s以上的粘度、更优选为10¹⁴d Pa·s以上的粘度、进一步优选为10¹⁶d Pa·s以上的粘度的温度之后从模压成形模具中取出精密预成形品。

根据上述的条件，能够将模压成形模具成形面的形状精密地转印到玻璃上，同时可使精密模压成形品取出时不变形。

(精密模压成形法2)

该方法是将预先加热的预成形件投入模压成形模具内来进行精密模压成形的方法(下面，称为精密模压成形法2)。根据该方法，由于在投入模压成形模具内之前预先加热预成形件，所以可缩短周期时间，并且能够制造没有表面缺陷的表面精度高的光学元件。

模压成形模具的预热温度优选低于所述预成形件的预热温度。通过这样预热，能够将模压成形模具的加热温度控制得较低，因此能够降低模压成形模具的消耗。

在精密模压成形法2中，优选将预成形件预加热到构成所述预成型体的玻璃显示出10⁹d Pa·s以下的粘度、更优选为10⁹d Pa·s的粘度的温度。

此外，优选将所述预成形件在使其浮起的情况下预热，更优选预热到构成预成形件的玻璃显示出10^5.5～10⁹d Pa·s的粘度、更优选为10^5.5d Pa·s以上且小于10⁹d Pa·s的粘度的温度。此外，优选与开始模压的同时开始对玻璃进行冷却，或者优选在模压的中途对璃进行冷却。

优选将模压成形模具的温度调节到比所述预成形件的预热温度低的温度，只有达到所述玻璃显示出10⁹～10¹²d Pa·s的粘度的温度即可。

在该方法中，在模压成形后，在冷却到所述玻璃的粘度示出10¹²d Pa·s的温度之后再进行脱模。

从模压成形模具中取出经精密模压成形的光学元件，并根据需要将其缓慢冷却。当成形品为透镜等光学元件时，可以根据需要在表面上涂敷光学薄膜。

非球面透镜等上述的光学元件适合用作高性能且紧凑的成像光学系统的部件，适于数码照相机、数码摄像机、便携式电话搭载相机、车载相机等成像光学系统。

实施例

下面利用实施例进一步说明本发明。

实施例1～40

表1～表5示出了实施例1～40的光学玻璃的组成。在中，实施例1～40相当于光学玻璃I，实施例4、12、19～22、25～27、31、34、38相当于光学玻璃II，实施例1～40相当于光学玻璃III，实施例1～12、14、17、18、22～37、39、40相当于光学玻璃IV。

对于每种光学玻璃，使用分别相当于各成分的原料的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、以及硝酸盐，并进行如下处理使得玻璃化之后具有表1～表5所示的组成，即：将所述原料称量并充分混合，然后投入铂坩埚、金坩锅、或SiO₂坩锅中利用电炉加热到850～1000℃左右的温度来使其熔融，接着进行搅拌以使其均质混合，并在澄清之后注入预热到适当的温度的铸模中。将铸造后的玻璃冷却到玻璃转移温度附近后立刻放入退火炉中慢慢冷却到室温，由此获得了各光学玻璃。所得的玻璃通过目测没有观察到铂物、金物等杂质、纹理、或失透。

或者，使用SiO₂坩锅、铝坩锅、氧化锆坩锅、碳坩锅等非金属制坩锅先进行粗熔解，然后将所得的碎玻璃或融液放入铂或金坩锅等金属制坩锅中使用电炉加热到850～1000℃左右的温度来使其熔融，接着进行搅拌以使其均质混合，并在澄清之后注入预热到适当的温度的铸模中。将铸造后的玻璃冷却到玻璃转移温度后立刻放入退火炉中慢慢冷却到室温，由此获得了各光学玻璃。在所得的玻璃中没有发现杂质、纹理、或失透。对于通过上述方法获得的每种光学玻璃，通过以下方法测定了折射率n d、阿贝数vd、透射率、玻璃转移温度、变形点、比重。结果示于表1～表5中。

(1)折射率n d以及阿贝数vd

对将降温速度设为—30℃/小时而得到的光学玻璃进行了测定。

(2)透射率

使用研磨成10±1mm的厚度的玻璃，测定280nm至700nm的波长区域下的分光透过率(包含表面反射损失)，并将示出70％和5％的透射率的波畏分别表示为λ70、λ5。

(3)玻璃转移温度Tg

使用ブルカ—·エイエツクス公司(原マツクサイエンス公司)制造的差示扫描量热仪3300S并以5～10℃/分种的升温速度进行了测定。

(4)比重

利用阿基米德方法进行了计算。

(5)浊度值

依照日本光学玻璃工业会标准JOGIS07—1975「光学玻璃的化学耐久性的测定方法(表面法)」进行了测定。在将经双面光学研磨后的玻璃平板(2×20×20mm)洗净后放入温度为65℃—湿度为90％的洁净的恒温恒湿机内保持一星期，并在保持后使用浊度计(东京电色制造AUTOMATIC ヘイズ MATER MODEL TC—H IIIDPK)测定了浊度值。另外，使用了上述标准中指定的重钡钙类玻璃(HOYA株式会社製：M—BACD5N)，作为参照。

(6)液相温度以及液相温度下的粘度(液相粘度)

将玻璃再加热、再熔融，进而进一步使其均质之后，急速冷却。将如此获得的玻璃取20～50g作为样品，将该样品加热至预定温度并保持两个小时，然后降温至室温，通过偏光显微镜观察有没有结晶。如果没有发现结晶，就说明液相温度为上述预定温度以下。

玻璃的粘度随着温度的上升而下降，并随着温度的下降而上升。因此，液相温度下的粘度将大于等于液相温度以上的温度下的粘度的值。

在比液相温度高的温度区域中的不同的几个温度下，通过转筒法来测定玻璃的粘度，并通过外推方法根据测定数据求出了没有发现上述结晶的预定温度下的粘度(称为粘度A)。液相温度下的粘度为该粘度A以上。

在利用上述转筒法的测定中使用了束京工業株式会社制造的高温粘度测定装置。

                             表1

LT：液相温度

Tg：玻璃转移温度

nd：折射率

vd：阿贝数

                            表2

LT：液相温度

Tg：玻璃转移温度

nd：折射率

vd：阿贝数

                       表3

LT：液相温度

Tg：玻璃转移温度

nd：折射率

vd：阿贝数

                         表4

LT：液相温度

Tg：玻璃转移温度

nd：折射率

vd：阿贝数

                             表5

LT：液相温度

Tg：玻璃转移温度

nd：折射率

vd：阿贝数

从表1～表5可知，实施例1～40的光学玻璃具有：折射率为1.84以上、阿贝数vd为30以下的高折射率高分散特性、液相温度为800℃以下的低液相温度特性、玻璃转移温度为500℃以下的低玻璃转移温度特性、λ₇₀为590nm以下的低染色特性、以及浊度值为10％以下的化学耐久性。

接着，将与实施例1～40の玻璃组成相当的经澄清和均质的熔融玻璃，从温度被调节到可使玻璃不失透且稳定地流出的温度区域的铂合金制导管以固定流量流出并滴下、或者通过降下切断法来分离出作为目标的预成形件的质量的熔融玻璃块，使用在底部具有喷气口的接受模具接受该熔融玻璃块，并在从喷气口喷射气体以使玻璃块浮起的情况下成形了精密模压成形用预成形件。通过调节、设定熔融玻璃的分离间隔来获得了球形预成形件和偏平球形预成形件。在得到的预成形件中没有发现铂物等杂质、纹理、或失透等。

使用模压装置对通过上述方法而得的预成形件进行精密模压成形，获得了非球面透镜。具体地说，在将预成形件设置在构成模压成形模具的上模具和下模具之间之后，将模压成形模具和预成形件所处的气氛设定成氮气气氛，并用加热器对模压成形模具和预成形件进行加热，使得模压成形模具内部的温度达到要被成形的玻璃示出10⁸～10¹⁰d Pa·s的粘度的温度，然后在维持该温度的情况下降下推棒使其下压上模具以模压成形模具内放置的预成形件。模压压力为8MPa，模压时间为30秒。在模压之后，解除模压压力，并在模压成形后的玻璃成形品与下模具和上模具相接触的状态下，慢慢冷却至所述玻璃的粘度达到10¹²d Pa·s以上的温度，接着急速冷却至室温，然后从成形模具中取出玻璃成形品，获得了凸新月形的非球面透镜。

接着，通过上述的方法同样将由实施例1～40所述的玻璃组成构成的熔融玻璃制成预成形件，并通过与上述的方法不同的方法对该预成形件进行了精密模压成形。在该方法中，首先，一边使预成形件浮起，一边将预成形件预热到构成预成形件的玻璃显示出10⁸d Pa·s的粘度的温度。另一方面，将包括上模具、下模具、体模具的模压成形模具加热至构成所述预成形件的玻璃显示出10⁹～10¹²d Pa·s的粘度的温度，然后将上述预热的预成形件投入模压成形模具的腔内并在10MPa下进行精密模压成形。在开始模压的同时开始对玻璃和模压成形模具进行冷却，在冷却至所成形的玻璃的粘度达到10¹²d Pa·s以上之后，从模具中拔出成形品获得了凸新月形的非球面透镜。得到的非球面透镜具有非常高的表面精度。

在通过精密模压成形而得的上述两种非球面透镜上设置了防反射膜。

如此，能够以高生产率且高精度地获得内部品质高的高折射率的玻璃制光学元件。

这些玻璃器件适于数码照相机、数码摄像机、便携式电话搭载相机等。

比较例1～6

制作作为背景技术而记载的特开2002—201039号公报、特开2006—327926号公报以及特开2007—70156号公报的各实施例所记载的光学玻璃，并与实施例1～40的光学玻璃一样地测定了特种物理特性的结果，在图6中示出了所述结果。

比较例1、2的玻璃是特开2006—327926号公报中的第9、第27实施例的玻璃，比较例3、4、5的玻璃是特开2002—201039号公报中的第3、第4、第5实施例，比较例6的玻璃是特开2007—70156号公报中的第6实施例。

                       表6

LT：液相温度

Tg：玻璃转移温度

nd：折射率

vd：阿贝数

从表6可知，比较例1的组成由于过量含有Ba²⁺和Zn²⁺，它们的总含量以阳离子百分比表示达到了11.8％，因此稳定性差，对其熔融物进行铸造后析出了结晶。

比较例2的组成由于不含有Al³⁺，并过量含有Ba²⁺和Zn²⁺，它们的总含量以阳离子百分比表示达到了12.6％，因此稳定性差，对其熔融物进行搅拌的过程中析出了结晶并发生了失透。

比较例3的组成由于不含有Si⁴⁺、Al³⁺，并过量含有Zn²⁺，其含量以阳离子百分比表示达到了16.6％，因此稳定性差，液相温度超过了800℃。

比较例4的玻璃由于不含有Al³⁺，稳定性低，液相温度超过了800℃。

比较例5的组成由于Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比为0.1，很小，因此稳定性差，对其熔融物进行搅拌的过程中析出了结晶并发生了失透。

比较例6的玻璃由于不含有Al³⁺并过量含有Ba²⁺和Zn²⁺，它们的总含量以阳离子百分比表示达到了20.0％，稳定性低，液相温度超过了800℃。

图1示出了将铸造后的比较例1的样品放大拍摄的照片。从图中可知，在整个样品中析出了结晶。

Claims (40)

1.一种光学玻璃，其特征在于，由氧化物玻璃组成，液相温度为800℃以下，其中该氧化物玻璃以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺。

2.如权利要求1所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

3.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃以阳离子百分比表示还含有5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺。

5.如权利要求1至4中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺的总含量为96％以上，Ga³⁺的含量为0～2％。

6.如权利要求1至4中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺的总含量为1～20％，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20。

7.如权利要求1至4、以及6中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺、0～2％的Ga³⁺，Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量为0～10％，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比为0.2以上。

8.如权利要求1至4、以及6、7中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。

9.如权利要求1至4、6至8中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

10.如权利要求1至9中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率nd为1.84以上，阿贝数vd为30以下。

11.如权利要求1至10中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度Tg为500℃以下。

12.一种光学玻璃，其特征在于，以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0.5～20％的Ca²⁺、0～15％的Mg²⁺、0～10％的Sr²⁺，Ca²⁺、Mg²⁺以及Sr²⁺的总含量为1～20％，并且，Al³⁺/(Ca²⁺+Mg²⁺+Sr²⁺)的阳离子之比为0.2～20。

13.如权利要求12所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺，并且Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％。

14.如权利要求12或13所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。

15.如权利要求12至14中任一项所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

16.如权利要求12至15中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的液相温度为800℃以下。

17.如权利要求12至16中任一项所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

18.如权利要求12至17中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

19.如权利要求12至18中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率nd为1.84以上，阿贝数vd为30以下。

20.如权利要求12至19中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度Tg为500℃以下。

21.一种光学玻璃，其特征在于，以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％Si⁴⁺、1～20％Al³⁺、0～20％的Li⁺、0～15％的Na⁺、0～10％的K⁺、0～2％的Ga³⁺，Li⁺、Na⁺以及K⁺的总含量为0～20％，Ba²⁺和Zn²⁺的总含量为0～10％，Al³⁺/Si⁴⁺的阳离子之比为0.2以上。

22.如权利要求21所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的La³⁺、0～8％的Gd³⁺、0～8％的Y³⁺，并且，La³⁺、Gd³⁺以及Y³⁺的总含量为0.1～8％。

23.如权利要求21或22所述的光学玻璃，其中，以阳离子百分比表示还含有0～8％的W⁶⁺、0～5％的Ta⁵⁺、0～8％的Nb⁵⁺、0～8％的Zr⁴⁺、0～10％的Ti⁴⁺。

24.如权利要求21至23中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的液相温度为800℃以下。

25.如权利要求21至24中任一项所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

26.如权利要求21至25中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

27.如权利要求21至26中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率nd为1.84以上，阿贝数vd为30以下。

28.如权利要求21至27中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度Tg为500℃以下。

29.一种光学玻璃，其特征在于，以阳离子百分比表示含有30～70％的Bi³⁺、5～50％的B³⁺、0.5～50％的Si⁴⁺、1～20％的Al³⁺、0～2％的Ga³⁺，并且，Bi³⁺、B³⁺、Si⁴⁺以及Al³⁺的含量为96％以上。

30.如权利要求29所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的液相温度为800℃以下。

31.如权利要求29或30所述的光学玻璃，其中，示出分光透过率为70％的波长λ₇₀为590nm以下。

32.如权利要求29至31中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃在液相温度下的粘度为2d Pa·s以上。

33.如权利要求20至32中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的折射率nd为1.84以上，阿贝数vd为30以下。

34.如权利要求29至33中任一项所述的光学玻璃，其中，该光学玻璃的玻璃转移温度Tg为500℃以下。

35.一种精密模压成形用预成形件，其特征在于，由权利要求1～34中任一项所述的光学玻璃形成。

36.一种精密模压成形用预成形件的制造方法，其特征在于，通过以下工序来成形为由权利要求1至34中任一项所述的光学玻璃形成的精密模压成形用预成形件，其中所述工序如下：将熔融玻璃原料而得的熔融玻璃流出，并从该熔融玻璃分离出熔融玻璃块，然后将所述熔融玻璃块冷却、固化。

37.一种光学元件，其特征在于，由如权利要求1至34中任一项所述的光学玻璃形成。

38.一种光学元件的制造方法，其特征在于，对权利要求35所述的精密模压成形用预成形件或者通过权利要求36所述的方法来制造的精密模压成形用预成形件进行加热，并使用模压成形模具进行精密模压成形。

39.如权利要求38所述的光学元件的制造方法，其中，将预成形件投入模压成形模具内，并将预成形件和模压成形模具一起加热来进行精密模压成形。

40.如权利要求38所述的光学元件的制造方法，其中，将预先加热的所述预成形件投入模压成形模具内来进行精密模压成形。

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