CN1935716B - 光学玻璃、模压成形用玻璃坯、玻璃成形体、光学元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种具有可与光学设备的小型和高性能相适应的高折射率、并能够进行彩色平衡校正的光学玻璃。一种光学玻璃，具有包含作为玻璃成分的TiO ₂的硼酸盐系的组成，通过控制添加剂的种类和量或进行热处理，从而当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)λ70≤909×(nd) ²-3009×nd+2842 …(1)的透射率特性。

Description

光学玻璃、模压成形用玻璃坯、玻璃成形体、光学元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及具有能适应光学设备的小型化和高性能化的高折射率、且能够进行彩色平衡校正的光学玻璃、由该玻璃形成的模压成形用玻璃坯(glass gob)、玻璃成形体、光学元件及其制造方法。

背景技术

伴随着光学仪器的小型化和高性能化，要求折射率较高的玻璃材料。过去，为了实现高折射率的玻璃，使用像专利文献1记载的玻璃成分中含有高浓度的铅的玻璃。

但是，含有高浓度的铅的玻璃因为铅有毒，故需要考虑对环境的影响，应该控制其使用。作为提高折射率的成分，能替代PbO的有TiO₂。为了实现折射率大于等于2.0的超高折射率玻璃，一般地，在以B₂O₃或以B₂O₃和SiO₂作为主要的玻璃网络形成成分的组成系统中导入很多的TiO₂。

但是，当折射率nd提高到2附近时，短波长端的分光透射率明显地向长波长侧移动，若将这样的玻璃使用于摄像光学系统，则存在难以进行彩色平衡校正的问题。

【专利文献1】特开昭63-274638号公报

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种具有能适应光学仪器的小型化和高性能化的高折射率且能进行彩色平衡校正的光学玻璃、由该玻璃形成的模压成形用玻璃坯、玻璃成形体、光学元件及其制造方法。

为了达到上述目的，本发明者经过反复探索研究，结果发现：一种包含作为玻璃成分的TiO₂和作为添加剂的Sb₂O₃或As₂O₃的硼酸盐光学玻璃、或包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐光学玻璃，其中具有透射率和折射率满足特定关系的透射率特性的光学玻璃具有高折射率，能够进行彩色平衡校正，而且，该光学玻璃可以利用特定的方法来制造。

此外还发现，通过使用上述光学玻璃，从而可以得到模压成形用玻璃坯、玻璃成形体和光学元件。

在硼酸盐光学玻璃中，起玻璃网络形成成分作用的有B₂O₃。在包含SiO₂、GeO₂的情况下，使这些成分起网络形成成分的作用。在该组成系统中，当上述网络形成成分的含量少而提高折射率的TiO₂的含量多时，4价的Ti可以用来弥补B、Si、Ge的不足，起到和网络形成成分同等的作用。

这样的玻璃的基本结构与包含有B₂O₃、SiO₂和GeO₂的总含量很多的TiO₂的玻璃不同。即，在B₂O₃、SiO₂和GeO₂的总含量少、而TiO₂的含量较多的组成中，由于某种原因，Ti离子的发光功能、即可见光区的短波长侧的光吸收功能大大提高，玻璃着色很明显。与此相反，在即使TiO₂的含量多但B₂O₃、SiO₂和GeO₂的总含量也较多的组成中，上述这一类玻璃很难产生明显的着色。

进而，在网络形成成分较少、TiO₂含量较多的玻璃中，若添加极少量的Sb₂O₃或As₂O₃添加剂，则对于减少着色具有明显的效果。这是因为上述玻璃的结构引起的，是其他玻璃看不到的现象。再有，虽然有将Sb₂O₃或As₂O₃作为澄清剂使用的情况，但是，与能得到澄清效果的含量比较，能得到上述效果的添加量极少。

本发明者在对网络形成成分少、TiO₂含量多的玻璃进行详细分析之后，知道在后述的λ70的指标上，上述玻璃的着色有一定的限度。而且，通过在添加极少量的Sb₂O₃或As₂O₃的同时根据上述指标控制添加量，从而首次打破上述界限实现了着色少的玻璃。

本发明是根据这一见解来完成本发明的。

即，本发明提供：

(1)一种光学玻璃，具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，其特征在于：当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842    …(1)的透射率特性。

(2)上述第(1)项记载的光学玻璃(以下称光学玻璃I)，若用质量的百分数表示，B₂O₃和SiO₂的总含量小于等于20％，GeO₂的含量为0～10％，TiO₂的含量大于等于20％，同时，包含作为添加剂的Sb₂O₃和/或As₂O₃，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，将上述添加剂的量控制在能显示满足关系式(1)的透射率特性的范围内。

(3)上述第(2)项记载的光学玻璃，不含AS₂O₃，将Sb₂O₃的添加量控制在0.004～0.09质量％的范围内。

(4)上述第(2)或第(3)项记载的光学玻璃，包含5质量％或者5质量％以上的BaO。

(5)上述第(2)～(4)项中任何一项记载的光学玻璃，若用质量的百分数来表示，包含1～20％的B₂O₃、0～18％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、20～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂。

(6)上述第(1)项记载的光学玻璃(以下称光学玻璃II)，包含作为添加剂的Sb₂O₃，折射率nd大于等于1.95，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)的透射率特性。

(7)上述第(6)项记载的光学玻璃，Sb₂O₃的添加量为0.004～0.09质量％。

(8)上述第(6)或第(7)项记载的光学玻璃，包含20质量％或者20质量％以上的TiO₂。

(9)上述第(6)～(8)项中任何一项记载的光学玻璃，包含5质量％或者5质量％以上的BaO。

(10)上述第(6)～(9)项中任何一项记载的光学玻璃，若用质量的百分数来表示，包含1～45％的B₂O₃、0～30％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、20～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂。

(11)上述第(5)～(10)项中任何一项记载的光学玻璃，作为任意成分，若用质量的百分数来表示，包含0～20％的Gd₂O₃、0～15％的Y₂O₃、0～15％的Yb₂O₃、0～18％的Ta₂O₅、0～20％的Bi₂O₃、0～10％的Ga₂O₃、0～10％的GeO₂、总含量为0～10％的MgO、CaO和SrO、0～15％的ZnO、0～10％的Al₂O₃、总含量为0～5％的Li₂O、Na₂O和K₂O。

(12)上述第(1)～(11)项中任何一项记载的光学玻璃，折射率nd大于等于2.00。

(13)上述第(1)～(12)项中任何一项记载的光学玻璃，包含22质量％或者22质量％以上的TiO₂。

(14)上述第(1)～(13)项中任何一项记载的光学玻璃，Pt的浓度小于等于30ppm。

(15)上述第(1)～(14)项中任何一项记载的光学玻璃，在液相温度下示出小于等于4dPa·s的粘度。

(16)上述第(1)～(15)项中任何一项记载的光学玻璃，用于再加热成形。

(17)上述第(1)项记载的光学玻璃(以下称光学玻璃III)，折射率nd大于等于2.01，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)的透射率特性。

(18)上述第(17)项记载的光学玻璃，实质上不含Sb₂O₃和As₂O₃。

(19)上述第(17)或第(18)项记载的光学玻璃，若用质量的百分数来表示，B₂O₃和SiO₂的总含量小于等于20％，TiO₂大于等于20％。

(20)一种玻璃成形体，其特征在于：由上述第(1)～(19)项中任何一项记载的光学玻璃形成，并由沿着轴具有一定外径的实心棒的玻璃成形体构成。

(21)一种模压成形用玻璃坯，其特征在于：由上述第(1)～(19)项中任何一项记载的光学玻璃形成。

(22)一种光学元件，其特征在于：由上述第(1)～(19)项中任何一项记载的光学玻璃形成。

(23)一种光学玻璃的制造方法(以下称制造方法I)，该光学玻璃具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，其特征在于，包括如下工序：

若用质量的百分数表示，可以得到B₂O₃和SiO₂的总含量小于等于20％、GeO₂的含量为0～10％、TiO₂的含量大于等于20％的玻璃，在调合原料的同时添加作为添加剂的Sb₂O₃和/或As₂O₃，

控制上述添加剂的量，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，能够得到满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842  …(1)的透射率特性，并对上述原料进行加热使其熔融。

(24)上述第(23)项记载的光学玻璃的制造方法，不添加As₂O₃，将Sb₂O₃的添加量控制在0.004～0.09质量％的范围内。

(25)上述第(23)或第(24)项记载的光学玻璃的制造方法，其中调合原料，使BaO的含量大于等于5质量％。

(26)上述第(23)～(25)项中任何一项记载的光学玻璃的制造方法，若用质量的百分数来表示，通过调合原料，可以得到包含1～20％的B₂O₃、0～18％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、20～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂的玻璃。

(27)一种光学玻璃的制造方法(以下称制造方法II)，该光学玻璃具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，折射率nd大于等于1.95，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842  …(1)的透射率特性，

在使熔融玻璃冷却成形的过程中，将其保存在相当于上述玻璃的转移温度附近的温度的氧化气体中，然后对该玻璃进行冷却。

(28)一种光学玻璃的制造方法(以下称制造方法II)，该光学玻璃具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，折射率nd大于等于1.95，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842  …(1)的透射率特性，

将包含TiO₂的硼酸盐玻璃保存在相当于上述玻璃的转移温度附近的温度的氧化气体中，在热处理之后进行冷却。

(29)上述第(20)项记载的实心棒状玻璃成形体的制造方法，其特征在于：使用具有贯通孔的铸模，使熔融玻璃从上述贯通孔的入口2连续流入，使贯通孔内充满玻璃，并连续从上述贯通孔的出口取出。

(30)一种玻璃成形体的制造方法，其特征在于：使用具有贯通孔的铸模，将在上述第(23)～(26)项中任何一项记载的方法的熔融工序所得到的熔融玻璃从上述贯通孔的入口连续流入，使贯通孔内充满玻璃，并连续从上述贯通孔的出口取出，得到沿着轴具有一定的外径的实心棒状玻璃成形体。

(31)一种模压成形用玻璃坯的制造方法，其特征在于：具有如下工序：割断利用上述第(29)或(30)项记载的制造方法制作的玻璃成形体以便横切上述玻璃成形体的轴，并制作玻璃片。

(32)一种光学元件的制造方法，其特征在于：具有如下工序：对上述第(21)项记载的模压成形用玻璃坯或利用上述第(31)项记载的制造方法制作的模压成形用玻璃坯进行加热，使其模压成形。

(33)一种光学元件的制造方法，其特征在于：具有对由上述第(1)～(19)项中任何一项记载的光学玻璃形成的玻璃成形体或利用上述第(29)或(30)项记载的制造方法制作的玻璃成形体进行加工的工序。

(34)一种光学元件的制造方法，其特征在于：具有使熔融玻璃流出后供给到模压成形模具中，并在上述成形模具中将玻璃模压成形的工序，并制作出由上述第(1)～(19)项中任何一项记载的光学玻璃形成的光学元件。

若按照本发明，在包含TiO₂的硼酸盐光学玻璃中，通过控制添加剂的种类和量或进行热处理，从而可以提供尽管折射率很高但是着色少的光学玻璃及由该光学玻璃形成的光学元件。

具体地说，可以提供将Sb₂O₃和/或As₂O₃作为必须的添加剂的光学玻璃I、折射率大于等于1.95且将Sb₂O₃作为必须的添加剂的光学玻璃II、和分别由该光学玻璃I和II形成的光学元件。上述光学玻璃I和II作为必须的添加剂含有适量的Sb₂O₃和/或As₂O₃，故即使通过燃烧可燃气体对玻璃进行加热，使其软化，或在非氧化气体中对玻璃进行加热、使其软化，都可以防止强化玻璃的着色。这样，当对玻璃进行高温处理时，根据环境气体是氧化气体还是还原气体，玻璃的着色有很大的差异，所以，能够对透射率特性一定的玻璃成形体、模压成形用玻璃坯和光学元件等光学玻璃制品进行稳定的批量生产。

此外，可以提供一种尽管折射率极高、是折射率大于等于2.01的超高折射率的玻璃但着色较少的光学玻璃III、及由该光学玻璃III形成的光学元件。进而，若按照实质上不含Sb₂O₃的形态，可以实现着色比含有Sb₂O₃的玻璃更少的玻璃。

本发明的成形体是沿着轴具有一定外径的实心棒，故通过进行横切上述轴的切片加工，可以高效率地生产出一定形状、一定体积的玻璃片。进而，使玻璃成形体的表面积相对于其体积增大，并且玻璃可以从侧面均匀散热，故能够制造出尽管稳定性低于不是高折射率的普通玻璃但是至少内部没有失透部位的高质量的玻璃成形体。

若按照本发明的模压成形用玻璃坯，可以提供一种模压原材料，该模压原材料用来制造由在高该折射率区着色较少的玻璃形成的模压成形品。

若按照本发明的光学元件，可以提供用来制造由高折射区域且着色较少的玻璃形成的光学元件。

若按照本发明的光学玻璃的制造方法I、II、III，可以制造出高折射率且着色较少的光学玻璃。

若按照本发明的玻璃成形体的制造方法，可以制造出尽管稳定性低于不是高折射率的普通玻璃、且熔融玻璃成形时的粘度极低，但至少内部没有失透部位或波筋的高质量的玻璃成形体。

而且，以横切轴的方式割断由上述方法制作的玻璃成形体来制作玻璃片，通过任意增加对上述玻璃片的加工工序，可以有效地制造出高质量的模压成形用玻璃坯。

若按照本发明的光学元件的制造方法，可以提供一种制造由折射率高、着色较少的光学玻璃形成的光学元件的方法。

若按照上述各光学元件，因折射率nd极高，大于等于1.95或大于等于2.01，故可以减少构成光学系统的透镜等部件数，或者使透镜小型化，故可以使光学系统小型化。此外，尽管是超高折射率的玻璃但着色较少，故可以提供能校正彩色平衡的光学系统。

附图说明

图1是本发明的玻璃成形体的制造方法中使用的制造装置的一个形态的说明图。

图2是本发明的玻璃成形体的制造方法使用的制造装置的另一个形态的说明图。

图3是表示本发明的玻璃成形体的制造方法中玻璃成形体的割断方法的形态的说明图。

图4是表示本发明的玻璃成形体的制造方法中玻璃成形体的割断方法的形态的说明图。

图5是表示本发明的玻璃成形体的制造方法中玻璃成形体的割断方法的形态的说明图。

图6是侧压切断法的说明图。

图7是侧压切断法的说明图。

图8是表示实施例1和比较例1的光学玻璃的折射率(nd)和λ70的关系的曲线图。

具体实施方式

本发明的光学玻璃是具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成的光学玻璃，其特征在于：当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842  …(1)的透射率特性。

如前所述，为了使折射率nd实现例如1.95或者1.95以上的超高折射率，不使用高浓度铅含量的玻璃，而导入TiO₂。但是，当在磷酸盐系的组成中导入大量的TiO₂使折射率(nd)达到1.95或者1.95以上时，分光透射率的短波长端明显地向长波长侧移动，玻璃着色明显。因此，在本发明的光学玻璃中，作为基本成分不使用磷酸盐玻璃而将硼酸盐系的组成作为其基本成分。这里，硼酸盐系的组成是包含作为玻璃成分的B₂O₃的组成。在折射率(nd)例如大于等于1.95的高折射率区中，高折射率成分的含量增多，所以，有时B₂O₃的质量的含量要小到几个百分点。在这样的情况下，在硼酸盐系的组成中，若用质量的百分数表示，则B₂O₃的含量比P₂O₅的含量(包括不含P₂O₅的情况)高。此外，在优选的形态中，若用百分数表示质量，则B₂O₃的含量比SiO₂的含量还高。

玻璃着色的定量处理如下。使用厚度为10.0mm两面光学研磨后的平板玻璃试料，若设向上述光学研磨后的面中的一个面垂直入射的光强度为Iin，从另一个光学研磨后的面射出的光强度为Iout，则定义Iout/Iin为相当于厚度10.0mm的外部透射率。即，从Iin到Iout，除了玻璃试料的内部损失外，还包括试料表面的反射所引起的损失。在波长为280nm～700nm的波长区内，将相当于厚度10.0mm的外部透射率为70％的波长(nm单位)设为λ70。λ70的波长越长，玻璃着色越增加，λ70的波长越短，玻璃着色越减少。

像上述那样硼酸盐玻璃着色较少，但是，若增加TiO₂的含量，使折射率(nd)例如达到1.95或者1.95以上，则λ70向长波长方向移动，着色增加。而且，含有TiO₂的硼酸盐玻璃具有某种固有的性质，即，对于规定的折射率(nd)用nm表示时的λ70的值比利用

909×(nd)²-3009×nd+2842求出的值大，该值也是λ70的界限。

在本发明中，利用对添加剂的种类或量进行控制或热处理，打破上述界限，提供一种尽管折射率极高但着色少的光学玻璃。

下面，示出上述本发明的光学玻璃中的光学玻璃I、II、III 3种形态。

[光学玻璃I和II]

光学玻璃I是具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成的光学玻璃，若用质量的百分数表示，B₂O₃和SiO₂的总含量在20％或者20％以下、GeO₂的含量为0～10％、TiO₂的含量在20％或者20％以上，作为添加剂包含Sb₂O₃和(或)As₂O₃，控制上述添加剂的含量，使该光学玻璃在将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长作为λ70nm时，具有满足上述关系式(1)的透射率特性。

另一方面，光学玻璃II是具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成的光学玻璃，包含作为添加剂的Sb₂O₃，折射率大于等于1.95，最好大于等于2.00，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足上述关系式(1)的透射率特性。

上述光学玻璃I的基本组成是硼酸盐，B₂O₃和SiO₂的总含量小于等于20质量％、GeO₂的含量为0～10质量％、TiO₂的含量为20质量％，作为必须添加剂添加Sb₂O₃和(或)As₂O₃。该添加量是能得到由上述(1)式表示的透射率特性的量。再有，光学玻璃I的折射率(nd)最好大于等于1.95，若大于等于2.00则更好。

从环境卫生方面考虑，本发明的光学玻璃I最好不添加As₂O₃，而添加Sb₂O₃。

光学玻璃II和光学玻璃I一样，其基本组成是硼酸盐，在上述组成中使Sb₂O₃的含量最佳化。在光学玻璃II中，Sb₂O₃是必须添加剂，其添加量是能得到由上述(1)式表示的透射率特性的量。

光学玻璃I和光学玻璃II如前述那样，为了实现满足(1)式的玻璃所必须的Sb₂O₃的添加量是极微小的量，所以，通过以得到上述透射率特性为目的进行管理，从而可以使Sb₂O₃的添加量最佳化。

和λ70一起作为透射率特性指标的有λ5。λ5是厚度10.0mm的外部透射率为5％的波长(nm单位)。在相当于厚度为10.0mm的玻璃中，λ5或者λ5以下波长的光几乎被遮挡，所以，由λ5来规定透射率特性很重要。光学玻璃I、II的最佳形态是具有满足下面的(1-a)式的透射率特性的玻璃，即，是添加了Sb₂O₃来得到满足(1-a)式的透射率特性的玻璃。

λ5≤492×(nd)²-1797×nd+2006  …(1-a)

若按照上述最佳形态，可以将来自被拍摄体的可见区域的图像信息毫无欠缺地传送给CCD或MOS型传感器等半导体摄像元件，必要时，对上述摄像元件的输出数据进行色校正，由此，可以得到忠实地再现了色彩等的图像数据。

再有，光学玻璃I、II的最佳形态是具有满足下面的(1-b)式的透射率特性的玻璃，进而是具有满足下面的(1-c)式的透射率特性的玻璃。

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2832  …(1-b)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2822  …(1-c)

在光学玻璃I和II中，Sb₂O₃的添加量可以像上述那样决定，但是，其上限一般是0.09质量％。当添加的Sb₂O₃超过上述上限时，λ70向长波长侧移动，玻璃着色的倾向加强。另一方面，期望Sb₂O₃的添加量的下限一般是0.004质量％。当添加的Sb₂O₃不满足上述下限时，难以实现所希望的透射率特性，此外，很难使微量的Sb₂O₃均匀地分布在整个玻璃中。此外，适当添加Sb₂O₃像后述那样，具有减少来自白金熔融容器的白金混入量的效果。

当按硼酸盐组成溶解高质量的高折射率的玻璃时，使用石英坩埚进行玻璃原料的粗熔解时，坩埚被浸蚀，SiO₂溶入玻璃中，折射率下降到所希望的值之下，同时，玻璃着色明显。因为这样的理由，应避免使用石英坩埚，熔解高质量的玻璃时不使用石英坩埚，而使用白金坩埚。

本发明者尝试使用白金坩埚进行熔解，来减少折射率(nd)在1.95或者1.95以上且含有TiO₂的硼酸盐玻璃的着色，从实验化学上得到如下的知识。

折射率(nd)大于等于1.95的高折射率玻璃、特别是折射率(nd)大于等于2.0的超高折射率玻璃含有大量的TiO₂等具有高折射率的成分，所以，作为网络形成成分的B₂O₃的含量相对减少。和包含能成为网络形成成分的SiO₂的情况一样。当网络形成成分的量减少时，玻璃的稳定性下降，高温区的失透温度区域高温化，结果，为了防止失透，熔融玻璃的搅拌温度或流出温度都变高，熔融玻璃的粘度变为极低的值。而且，难以从熔融玻璃变成无失透或波筋的高质量的玻璃，难以制造出着色少的玻璃，但是，因即使在澄清工序中熔融玻璃也表现出较低的粘性，故即使不加澄清剂也足可以消除气泡。

大家知道Sb₂O₃是具有很强去泡作用的澄清剂，但是，为了得到消泡效果，至少必须有0.1质量％的添加量。但是，若作为澄清剂对含有TiO₂的超高折射率玻璃添加大于等于0.1质量％的Sb₂O₃，则和现有的玻璃不同，λ70长波长化，玻璃着色变强。

光学玻璃I、II因为是即使不加澄清剂也能充分去泡的玻璃，所以本发明者认为完全没有必要添加使玻璃着色加强的Sb₂O₃。此外，因Sb₂O₃表现出很强的氧化性，故具有浸蚀白金坩埚、玻璃中出现白金异物或因白金的熔入而使玻璃着色的危险。

但是，本发明者发现若添加量比将Sb₂O₃作为澄清剂使用的量还要少，则可以出现下面的新现象并得到与上述预期相反的效果。

当添加极少量的Sb₂O₃时，玻璃着色比不添加Sb₂O₃时弱，即，分光透射率的短波长端向短波长侧移动。但是，若增加Sb₂O₃，则上述短波长端向长波长侧移动，着色增强。即，在减少玻璃的着色方面，Sb₂O₃的添加量存在最佳值。

当分析玻璃中的Pt浓度时，意外发现添加Sb₂O₃比不添加Sb₂O₃时Pt浓度低，着色变弱。

由以上可知，当在远远少于作为澄清剂使用的量的范围内添加Sb₂O₃时，玻璃中的某种着色机制变弱，同时，可以抑制Pt从白金坩埚中溶出，使玻璃着色减少，但是，若Sb₂O₃超过着色极少的量时，则着色增加。

光学玻璃I、II是根据这样的原理而得到的。

如前所述，Sb₂O₃的最佳添加量极少。因此，很难在整个玻璃原料中均匀分布。而且，若将Sb₂O₃的添加量设定在极限容许范围之内，恐怕熔解出来的玻璃的透射率会在Sb₂O₃分布较多的原料部分和分布较少的原料部分之间发生显著的变化。为了避免发生这样的事情，当规定Sb₂O₃的添加量的下限时，其最佳范围是0.004质量％或者0.004质量％以上。因此，Sb₂O₃的添加量的最佳范围是0.004～0.09质量％，最理想的范围是0.01～0.05质量％。

如前所述，玻璃中的Pt的浓度和Sb₂O₃的添加量相关，所以，在光学玻璃I、II中，可以利用玻璃中的Pt浓度来对Sb₂O₃的最低添加量进行间接管理。与Sb₂O₃的最低添加量相当的Pt的浓度在能够去泡的溶解条件下是30ppm，若从最低添加量开始增加Sb₂O₃，虽然Pt浓度下降，但是，最好注意不使Sb₂O₃的添加量超过0.09质量％。

在光学玻璃I、II中，最佳Pt浓度是在30ppm或者30ppm以下，在20ppm或者20ppm以下的范围内更好。对于ppm浓度的下限虽然没有限制，但是，如前所述，若为了降低Pt的浓度而过剩添加Sb₂O₃，则玻璃着色恶化，所以需要注意。

在光学玻璃I、II中，几乎不能期待添加的Sb₂O₃起澄清剂的作用。但是，具有液相温度下的粘度(以下称液相粘度)小于等于4dPa·s的特性的光学玻璃I、II因粘度低且去泡效果好，故可以实现不含气泡的高质量的低着色玻璃。从去泡方面来看，最佳的液相粘度的范围是小于等于4dPa·s，一般是3dPa·s或者3dPa·s，进而，小于等于1.5dPa·s的范围则更好。

光学玻璃I、II中的因添加Sb₂O₃而产生的着色降低效果在TiO₂的含量大于等于20质量％时很明显。因此，光学玻璃I是包含大于等于20质量％的TiO₂的玻璃，包含大于等于22质量％的TiO₂的玻璃更好，包含大于等于25质量％的TiO₂的玻璃最理想。光学玻璃II一般是包含大于等于20质量％的TiO₂的玻璃，包含大于等于22质量％的TiO₂的玻璃更好，包含大于等于25质量％的TiO₂的玻璃最理想。TiO₂的含量的上限在考虑玻璃的稳定性等之后再决定。其上限可以以40质量％为目标。

玻璃的去泡如前所述那样受澄清时的粘性的影响，但是，也多少受玻璃中的二氧化碳或氧化氮等气体成分含量的影响。当这些气体成分的含量少时，去泡有恶化的倾向。当气体成分的含量多时，去泡有改善的倾向。而且，上述气体成分是作为碳酸盐或硝酸盐的原料导入玻璃的。

在像光学玻璃I、II那样的折射率极高的玻璃中，几乎所有的玻璃成分都是作为氧化物导入的。作为以氧化物之外的化合物导入的成分，有作为网络形成成分的B₂O₃(可由硼酸原料导入)、碱金属成分和碱土金属成分，但碱金属成分对提高折射率的作用较弱，此外，容易损害玻璃的稳定性，所以，不应大量使用。在碱土金属成分中，不降低折射率又能导入气体成分的是BaO。因此，在光学玻璃I、II中，作为玻璃成分最好包含BaO。BaO的含量一般大于等于5质量％，大于等于7质量％更好，进而大于等于8质量％，最理想的是大于等于10质量％。通过这样来导入BaO，即使是Sb₂O₃的含量极少的玻璃，也可以充分去泡，可以得到高质量的光学玻璃。作为用来导入BaO的原料，一般是碳酸钡、硝酸钡和偏磷酸钡。

其次，说明光学玻璃I的组成。

[光学玻璃I]

光学玻璃I若用质量的百分数表示，是B₂O₃和SiO₂的总含量小于等于20％、GeO₂的含量在0～10％、TiO₂的含量大于等于20％的玻璃，作为最佳形态，有包含1～20％的B₂O₃、0～18％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、20～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂的玻璃。

再有，下面，单用‘％’来表示玻璃成分的含量，只要不特别说明，它表示‘质量％’。

在光学玻璃I中，B₂O₃和SiO₂起网络形成成分的作用。

B₂O₃是对熔融性和流动粘性的温度降低很有效果的成分，最好导入1％或者1％以上。但是，若超过20％则折射率又下降的倾向。因此，B₂O₃的含量一般在1～20％的范围内，1～15％的范围更好，进而2～10％的范围更好，最理想的范围是3～8％。

SiO₂对维持耐失透性有效果，若超过18％，有使熔融性恶化、折射率降低的倾向。因此，SiO₂含量的理想范围为0～18％，0～10％的范围更好，进一步较理想的范围是1～8％，最理想的范围是2～6％。

B₂O₃和SiO₂的总含量从获得高折射率的玻璃的观点来看是在20％或者20％以下，一般是1～20％，1～15％更好，3～10％最理想。

再有，从维持熔融性和耐失透性的观点来看，最好使B₂O₃的含量比SiO₂高。

La₂O₃在获得高折射率、低分散的玻璃上是很重要的成分。若其含量少于10％则难以实现所希望的折射率，若超过50％则耐失透性可能会恶化。因此，La₂O₃含量的范围一般是10～15％，18～47％更好，进一步较理想的范围是20～47％，26～38％更理想，27～36％最理想。

TiO₂是对低浓度铅含量的玻璃或不含铅的玻璃提高其折射率有重要作用的成分，并起到提高化学耐久性、耐失透性的作用。如前所述，从实现折射率nd大于等于1.95的玻璃的观点来看，虽然TiO₂的含量大于等于20％，但若导入量超过40％，则耐失透性有下降的倾向。因此，TiO₂含量的范围一般是20～40％，20～38％更好，更理想的范围是20～36％，22～35％最理想。

Nb₂O₅是对玻璃赋予高折射率的成分，适量的导入可以改善耐失透性。但是，若超过30％则玻璃着色有增强的倾向。因此，Nb₂O₅含量的范围一般是0～30％，更理想的范围是1～30％，1～20％更好，进一步更理想的范围是1～15％，此外，较理想的范围是5～15％，6～13％更理想，6～12％特别理想。

BaO如前所述是将气体成分导入玻璃中起提高去泡作用的成分，是在这样的成分中起提高折射率作用的成分。此外，适当的导入可以减少玻璃的着色。但是，若超过35％，则耐失透性有恶化的倾向。因此，BaO含量的理想范围一般是5～35％，5～30％更好，进一步较理想的范围是5～25％，7～17％更好，8～15％进一步更理想，10～15％特别理想。

WO₃通过少量导入起改良耐失透性的作用，但是，过多的导入会加强玻璃着色。WO₃含量的范围一般是0～7％，0～3％的范围更好。当在上述范围内优先考虑减少玻璃中的气泡时，最好不导入WO₃，当在上述范围内优先考虑耐失透性的维持时，WO₃的导入量最好超过0％，大于等于0.1％更好，大于等于0.5％进一步更理想。

ZrO₂是使玻璃具有高折射率的成分，还起到改善耐失透性的作用。但是，若导入量超过15％则耐失透性下降，熔融性也有下降的趋势。因此，ZrO₂含量的理想范围一般是0～15％，1～10％更好，进一步较理想的范围是2～10％，4～8％更理想，此外，5～7.5％较理想，进一步5.5～7.5％更理想。

在上述最佳形态中，B₂O₃、SiO₂、La₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、BaO、WO₃、ZrO₂和Sb₂O₃的总含量超过95％的玻璃比较好，超过98％的玻璃更好，超过99％的玻璃进一步更好，100％的玻璃特别理想。

上述最佳形态的玻璃，作为任意成分，若用质量的百分数来表示，可以包含0～20％的Gd₂O₃、0～15％的Y₂O₃、0～15％的Yb₂O₃、0～18％的Ta₂O₅、0～20％的Bi₂O₃、0～10％的Ga₂O₃、0～10％的GeO₂、总含量为0～10％的MgO、CaO和SrO、0～15％的ZnO、0～10％的Al₂O₃、总含量为0～5％的Li₂O、Na₂O和K₂O。

Gd₂O₃与La₂O₃置换，最多可导入20％，若超过20％则耐失透性有恶化的趋势。因此，Gd₂O₃含量的范围一般是0～20％，0～15％更好，1～10％进一步更好，0～5％最理想。

Y₂O₃和La₂O₃一样起提高折射率的作用，但当导入量超过15％时，耐失透性有恶化的趋势。因此，Y₂O₃含量的理想范围一般是0～15％，0～5％更好，进一步较理想的范围是0～3％，大于等于0％而小于2％更好，0～1.5％最理想。

Yb₂O₃和La₂O₃一样起提高折射率的作用，但当导入量超过15％时，耐失透性有恶化的趋势。因此，Yb₂O₃含量的理想范围一般是0～15％，0～10％更好，进一步较理想的范围是0～5％，0～4％更好，此外，0～3％更理想。

Ta₂O₅起使玻璃具有高折射率和低分散性的作用，但当导入量超过18％时，熔融性有下降的趋势。因此，Ta₂O₅含量的较理想范围一般是0～18％，0～10％更好，进一步较理想的范围是0～5％，0～3％更好，0～1％更理想。从不使用贵重原料的观点来看，最好不导入Ta₂O₅。

Bi₂O₃少量导入起到使玻璃的转移温度降低的作用，但当导入量超过20％时，有使耐失透性下降、着色加强的趋势。因此，Bi₂O₃含量的理想范围一般是0～20％，0～10％更好，进一步较理想的范围是0～5％，0～3％更好，此外，0～1％更理想。再有，当优先考虑着色会下降时，最好不导入Bi₂O₃。

Ga₂O₃虽然最多可导入10％，然而是较贵重的成分，而且当过量导入时，有使耐失透性下降之虞。因此，Ga₂O₃含量的范围最好是0～10％。更理想的范围是0～5％，进一步较理想的范围是0～3％，0～1％更理想。若从不使用贵重原料的观点出发，最好不导入Ga₂O₃。

GeO₂起和SiO₂同样的作用，在提高折射率的作用方面比SiO₂还强。但是，原料贵重，而且当导入量超过10％时，有使耐失透性下降之虞。因此，GeO₂含量的理想范围一般是0～10％，0～5％更好，进一步较理想的范围是0～3％，0～1％更好。若从不使用贵重原料的观点出发，最好不导入GeO₂。

MgO、CaO和SrO是可置换BaO的任意成分，若总含量超过10％则折射率有下降之虞。因此，MgO、CaO和SrO的总含量的理想范围一般是0～10％，0～5％更好，进一步较理想的范围是0～2％，0～1％最理想。再有，当优先考虑提高折射率时，最好不导入MgO、CaO和SrO。

ZnO是起使玻璃具有高折射率分散特性作用的成分，又是具有改善耐失透性、降低粘性流动的温度效果的成分。但是，但当导入量超过15％时，耐失透性有下降的趋势。因此，ZnO含量的理想范围一般是0～15％，0～12％更好，进一步较理想的范围是0～7％，0～5％更好，0～3％最理想。当在上述范围内使分光透射率的短波长端的上升沿陡峭、并优先使λ70和λ5靠近时，或者优先考虑玻璃转移温度下降时，最好导入超过0％的ZnO。另一方面，当进一步优先考虑维持玻璃的稳定性时，最好不导入ZnO。通过使其中之一优先，即可决定有无ZnO。

再有，ZnO是当TiO₂和Nb₂O₅的含量增加时维持玻璃稳定性的作用比BaO弱的成分。因此，当优先考虑进一步改善玻璃的稳定性时，ZnO含量与BaO含量的比值(ZnO/BaO)的范围一般是0～0.120、0～0.090更好，进一步较理想的范围是0～0.080，0～0.050更好，最理想的情况是0。

Al₂O₃虽然少量导入能起改善耐失透性的作用，但当导入量超过10％时，有使耐失透性下降的趋势。因此，Al₂O₃含量的范围一般是0～10％，0～5％更好，进一步较理想的范围是0～3％，0～1％更好。当优先考虑提高折射率时，最好不导入Al₂O₃。

Li₂O、Na₂O和K₂O具有使玻璃的转移温度下降的作用，其中，Li₂O的上述作用最大。但是，若总含量超过5％则耐失透性有恶化的趋势。因此，Li₂O、Na₂O和K₂O的总含量的范围一般是0～5％，大于等于0而小于1.5％更好，0～1％更好，最好不导入。

其次，说明光学玻璃II的组成。

[光学玻璃II]

光学玻璃II的最佳形态，若用质量的百分数表示，是包含1～45％的B₂O₃、0～30％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、20～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂的玻璃。

在光学玻璃II中，B₂O₃和SiO₂起网络形成成分的作用。

B₂O₃是对玻璃的熔融性和流动粘性的温度降低很有效果的成分，最好导入不低于1％。但是，若超过45％则有折射率下降的倾向。因此，B₂O₃的含量一般在1～45％的范围内，1～24％的范围更好，进一步较理想的范围是1～20％，1～15％更好，此外，较理想的范围是2～10％，特别理想的范围是3～8％。

SiO₂对维持耐失透性有效果，若超过30％，则有使熔融性恶化、折射率降低的倾向。因此，SiO₂的含量一般在0～30％的范围内，0～18％的范围更好，进而较理想的范围是0～10％，1～8％的范围更好，更理想的范围是2～6％。

再有，从维持熔融性和耐失透性的观点来看，最好使B₂O₃的含量比SiO₂高。

对于La₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、BaO、WO₃和ZrO₂，和在前述的光学玻璃I中所说明的情况一样。

在上述最佳形态中，B₂O₃、SiO₂、La₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、BaO、WO₃、ZrO₂和Sb₂O₃的总含量超过95％的玻璃比较好，超过98％的玻璃更好，超过99％的玻璃进一步更好，100％的玻璃最好。

上述最佳形态的玻璃是包含如下成分的玻璃：作为任意成分，若用质量的百分数来表示，可以包含0～20％的Gd₂O₃、0～15％的Y₂O₃、0～15％的Yb₂O₃、0～18％的Ta₂O₅、0～20％的Bi₂O₃、0～10％的Ga₂O₃、0～10％的GeO₂、总含量为0～10％的MgO、CaO和SrO、0～15％的ZnO、0～10％的Al₂O₃、总含量为0～5％的Li₂O、Na₂O和K₂O。

对于这些任意成分Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、Ta₂O₅、Bi₂O₃、Ga₂O₃、GeO₂、MgO、CaO、SrO、ZnO、Al₂O₃、Li₂O、Na₂O和K₂O，和在前述的光学玻璃I中所说明的情况一样。

如前所述，光学玻璃II因折射率极高，故希望十分注意维持玻璃的稳定性。在上述最佳形态中，对维持玻璃的稳定性较理想的形态如下。

[更理想的形态]

La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、WO₃起提高折射率的高折射率成分的作用。为了提高折射率，有必要增加高折射率成分的导入量，但是，当高折射率成分的导入量增加时，玻璃的稳定性下降，有失透增大的趋势。因此，为了在抑制失透增大的同时增加高折射率成分的导入量，至少导入MgO、CaO、SrO和BaO中的1种成分，同时，使高折射率成分的总含量和作为网络形成成分的B₂O₃和SiO₂的总含量之比、以及高折射率成分的总含量和MgO、CaO、SrO、BaO的总含量之比设定在规定的范围之内。

为了在不使失透增大的同时增加高折射率成分中的La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃的导入量，高折射率成分的总含量和作为网络形成成分的B₂O₃和SiO₂的总含量之比具有重要的意义，为了在不使失透增大的同时增加高折射率成分中的TiO₂、Nb₂O₅、WO₃的导入量，高折射率成分的总含量和MgO、CaO、SrO、BaO的总含量之比具有重要的意义。

因此，在较理想的形态中，若用质量的百分数表示，B₂O₃和SiO₂的总含量为1～25％，B₂O₃和SiO₂的总含量与La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅和WO₃的总含量的比[(B₂O₃+SiO₂)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)]是0.05～0.3，MgO、CaO、SrO、BaO的总含量与La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅和WO₃的总含量的比[(MgO+CaO+SrO+BaO)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)]是0.1～0.4。

若B₂O₃和SiO₂的总含量小于1％，则有玻璃的稳定性下降、玻璃的失透增大的趋势，若超过25％，则折射率提高很困难。因此，B₂O₃和SiO₂的总含量的范围一般是1～25％，2～18％更好，3～14％最好。

在高折射率成分中，若问可以导入多少La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃才不会损害玻璃的稳定性，则B₂O₃和SiO₂的总含量与高折射率成分的总含量的比值是要考虑的重要因素，若问可以导入多少TiO₂、Nb₂O₅、WO₃才不会损害玻璃的稳定性，则MgO、CaO、SrO、BaO的总含量与高折射率成分的总含量的比值是要考虑的重要因素。

在上述2个因素中，若(B₂O₃+SiO₂)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)小于0.05，则有玻璃的稳定性下降、失透增大的趋势，若大于0.3，则难以将折射率提高到所要的范围，所以，最好使(B₂O₃+SiO₂)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)在0.05～0.3的范围之内。

此外，若(MgO+CaO+SrO+BaO)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)小于0.1，则有玻璃的稳定性下降、失透增大的趋势，若大于0.4，则难以在维持良好的耐失透性的同时，将折射率提高到所要的范围，故最好使(MgO+CaO+SrO+BaO)/(La₂O₃+Gd₂O₃+Y₂O₃+Yb₂O₃+TiO₂+Nb₂O₅+WO₃)在0.1～0.4的范围之内。

La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃是高折射率成分，同时是使玻璃具有低分散特性的成分。若La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃的总含量小于25％，则有难以既维持玻璃的稳定性又维持所希望的光学特性的趋势，若超过45％，则玻璃的稳定性下降且难以对玻璃进行稳定地批量生产，所以，上述总含量一般是25～45％，28～40％更好，30～38％最好。

TiO₂、Nb₂O₅、WO₃对提高折射率所起的作用都比La₂O₃、Gd₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃大。此外，还起提高化学耐久性和耐失透性的作用。特别是TiO₂，因在高折射率成分中，它的分子量最小，故即使导入量的百分比高，也不会损害玻璃的稳定性。

在高折射率成分中，对提高折射率起着很强作用的TiO₂、Nb₂O₅分子量小，而且从提高玻璃的稳定性的方面来看，也希望导入比Nb₂O₅更多的TiO₂。但是，Nb₂O₅作为玻璃成分存在更能提高玻璃的稳定性，通过提高Nb₂O₅的含量，即使TiO₂的含量不过剩也可以达到所希望的折射率，所以，因能够减少玻璃的着色，故在光学玻璃I中，Nb₂O₅的含量与TiO₂的含量的比值(Nb₂O₅/TiO₂)最好是大于等于0.1而小于0.5。若Nb₂O₅/TiO₂小于0.1，则玻璃的稳定性下降，着色增强，若上述比值大于等于0.5，则难以做到既维持了玻璃的稳定性又提高了折射率。

在光学玻璃II中，为了既维持玻璃的稳定性又进一步提高折射率，同时提高玻璃的熔融性、成形性，减少玻璃着色，SiO₂的含量与B₂O₃的含量的比值(SiO₂/B₂O₃)最好是0.3～02。

As₂O₃虽然与Sb₂O₃起同样的作用，但因其有毒性，故从环境方面考虑最好不使用。

在上述光学玻璃I、II中，铅及其化合物是提高折射率又不使玻璃的着色显著增大的成分，但对环境污染较大，故应减少其导入量，最好是不导入。

Cd及其化合物、Cr及其化合物和Tl及其化合物也有毒性，应从玻璃成分中排除。同样，U、Th、Ra等放射性物质也应排除。此外，除了有意使玻璃着色的情况之外，Cu、Cr、V、Fe、Ni、Co、Pr、Nd、Er、Ho等也最好不导入。此外，考虑到对环境的影响应避免使用Te和Se。Cs、Rb、Hf等贵重的原料成分因使制造成本增大，所以，最好不使用。

进而，光学玻璃I、II即使不导入Lu₂O₃也可以高折射率化，因Lu₂O₃价格昂贵，故从经济性上考虑最好不导入Lu₂O₃。

此外，由于F对玻璃的均匀性产生不良的影响，故最好也不导入F。

光学玻璃I、II因包含适量的Sb₂O₃，故作为高折射率玻璃，除了着色少之外，还具有一旦得到的玻璃着色很难改变的特征。即，即使利用后述的方法不添加Sb₂O₃而得到了着色较少的玻璃，若将这样的玻璃放在非氧化气体环境或还原性气体环境中加热，则玻璃的着色会增加。例如，当燃烧燃气加热玻璃时，通过使燃气与高温玻璃接触，使玻璃还原。结果，玻璃着色度增加，当在非氧化气体环境或还原性气体环境中使玻璃模压成形时，加热后玻璃在气体中被还原，使成形后的玻璃的着色度增加。但是，若像光学玻璃I、II那样，添加适量的Sb₂O₃，可以防止因在非氧化气体环境或还原性气体环境中加热玻璃而使玻璃的着色增大。结果，可以通过制造工序来解决玻璃着色不一致的问题。进而，因不需要热处理工序以减少在制造工序中产生的玻璃着色，故可以使制造工序简化。

[光学玻璃III]

光学玻璃III是在具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成的光学玻璃中，当折射率nd大于等于2.01且设厚度为10.0mm的外部透射率变成70％的波长为λ70nm时，具有满足下式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842    …(1)的关系的透射率特性的玻璃。

再有，在光学玻璃III中，硼酸盐的组成、λ70、λ5的定义和光学玻璃I、II相同。

光学玻璃III包含添加剂Sb₂O₃，在折射率nd大于等于1.95的光学玻璃II中，除了包括折射率nd大于等于2.01的形态(称作光学玻璃III-1)之外，还包括不包含Sb₂O₃和As₂O₃且折射率(nd)大于等于2.01的形态(称作光学玻璃III-2)。光学玻璃III-1除了折射率nd大于等于2.01之外和已说明的光学玻璃I、II相同，因此，下面只说明不包含Sb₂O₃和As₂O₃且折射率nd大于等于2.01的光学玻璃III-2。

光学玻璃III-2可以通过将玻璃保持在转移温度附近的温度区域来得到。具体地说，可以由后述的本发明的光学玻璃的制造方法I、II或III来制造。

当将玻璃保持在转移温度附近的温度区域时，气体环境最好是氧化性气体环境。氧化性气体环境是在大气、空气和惰性气体中混合了氧等氧化性气体的气体环境，在空气中添加了氧等氧化性气体的气体环境等。其中，最好将上述玻璃保持在最容易处理的大气环境中。

此外，氧化性气体环境中水份的含量对着色降低效果有影响，所以，最好使用干燥状态下的氧化性气体，露点不高于-10℃的氧化气体环境较理想，露点不高于-25℃的氧化气体环境更加理想，露点不高于-30℃的氧化气体环境最理想。

过去的硼酸盐光学玻璃的制造采取使熔融玻璃急冷、成形，不保持在玻璃转移温度附近而以一定的降温速度、例如以每小时30℃的速率冷却的方法。通过将硼酸盐光学玻璃保持在转移温度附近的温度区来减少着色的机制虽然不完全清楚，但本发明者认为是因某种从玻璃表面向内部的扩散现象而使着色减少的。而且，认为玻璃保持时的环境与扩散现象有关。其理由是，当将改变了上述保持时间的玻璃样品切成两半并观察其断面时，可以看出保持时间短的样品虽然在样品表面附近着色少，但内部着色很厉害，而随着保持时间的延长着色厉害的部分逐渐向中心部分集中，若再进一步延长保持时间，则着色厉害的部分会消失。

因此，可以使玻璃在转移温度附近的温度下保持的时间大于等于因扩散而使玻璃中心部的着色减少所需要的时间，进而，可以设定保持时间使透射率特性满足上述(1)式。该时间因玻璃的体积、形状、玻璃保持的温度、环境气体中起氧化还原作用的气体的浓度等而变化，所以，最好在开始生产玻璃之前预先根据实验等来决定保持时间。

这里，玻璃转移温度附近的温度可以以大于等于‘玻璃转移温度(Tg)-100℃’而小于等于‘玻璃转移温度(Tg)+100℃’的范围作为设计目标，最好是在大于等于‘玻璃转移温度(Tg)-50℃’而小于等于‘玻璃转移温度(Tg)+50℃’的范围内，如果是上述温度范围，则无需将玻璃保持在固定温度。

一般地，在上述温度范围内，将玻璃保持8小时或者8小时以上，保持9小时或者9小时以上较理想，保持10小时或者10小时以上最理想。

光学玻璃III-2的最佳组成除了不含Sb₂O₃和As₂O₃之外，其他和光学玻璃I、II一样，但最好使B₂O₃和SiO₂的总含量在20％或者20％以下，TiO₂的含量在20％或者20％以上。

光学玻璃III-1因不含Sb₂O₃，故和光学玻璃I、II一样，具有在从熔融玻璃形成玻璃之后的工序中，即使对玻璃进行热处理也不会增大着色的特征。另一方面，光学玻璃III-2因不含Sb₂O₃和As₂O₃，故当在还原性气体中对玻璃进行热处理时玻璃有时会着色，但是，通过在后述的氧化性气体中进行热处理可以减少着色。

再有，光学玻璃III的最佳形态和光学玻璃I、II一样，满足下面的(1-a)式。

λ5≤492×(nd)²-1797×nd+2006    …(1-a)

若按照上述最佳形态，可以像前述那样，将被拍摄体的可见光区域内的图象信息毫无遗漏地传送给CCD或MOS传感器等半导体摄像元件，必要时与上述摄像元件的输出数据对应地进行色校正，从而可以得到能忠实地再现色彩等的图像数据。

再有，和光学玻璃I、II一样，光学玻璃III的最佳形态是具有满足下式(1-b)的透射率特性的玻璃，进而是具有满足下式(1-c)的透射率特性的玻璃。

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2832    …(1-b)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2822  …(1-c)

对于光学玻璃I、II和光学玻璃III-1，不管是否在转移温度附近的温度下将玻璃保持在氧化性气体环境中，都可以制造，但是，光学玻璃III-2则需要利用下述本发明的光学玻璃的制造方法I、II、III进行制造。

[光学玻璃的制造方法I]

本发明的光学玻璃的制造方法I是具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成的光学玻璃的制造方法，其特征在于，包括如下工序：

若用质量的百分数表示，可以得到B₂O₃和SiO₂的总含量在20％或者20％以下、GeO₂的含量为0～10％、TiO₂的含量在20％或者20％以上的玻璃，在调合原料的同时添加作为添加剂的Sb₂O₃和/或As₂O₃，

控制上述添加剂的量，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，能得到满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842  …(1)的透射率特性，并对上述原料进行加热使其熔融。

在该方法中，在调合原料时最好不添加As₂O₃，且将Sb₂O₃的添加量控制在0.004～0.09质量％的范围内，此外，最好使BaO的含量不低于5质量％。

在调合原料时，若用质量的百分数来表示，最好能得到包含1～20％的B₂O₃、0～18％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、20～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂的玻璃。再有，λ70的定义如上所述。

在实施本发明时，各条件的设定最好使其能满足上述(1-a)式，能满足上述(1-b)式更加好，能满足上述(1-c)式最理想。

[光学玻璃的制造方法II]

本发明的光学玻璃的制造方法II是具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，折射率nd大于等于1.95，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842    …(1)的透射率特性的光学玻璃的制造方法，其特征在于：

在使熔融玻璃冷却成形的过程中，将其保存在相当于上述玻璃的转移温度附近的温度的氧化气体中，然后对该玻璃进行冷却。

转移温度附近、氧化性气体和λ70的定义如上所述。此外，在相当于转移温度附近的温度的氧化性气体中保持的时间及设定上述时间的方法也如上所述。

在实施本发明时，各条件的设定最好使其能满足上述(1-a)式，能满足上述(1-b)式更加好，能满足上述(1-c)式最理想。

[光学玻璃的制造方III]

本发明的光学玻璃的制造方法III是具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，折射率nd大于等于1.95，而且，当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长作为λ70nm时，具有满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842    …(1)的透射率特性的光学玻璃的制造方法，其特征在于：

将包含TiO₂的硼酸盐玻璃保存在相当于该玻璃的转移温度附近的温度的氧化气体中，在热处理之后进行冷却。

本发明和前述本发明的光学玻璃的制造方法II基本相同，所以，下面只说明其不同点。

本发明的制造方法III对熔融玻璃成形后处于比相当于玻璃的转移温度附近的温度低的温度下的玻璃进行加热，使其保持在相当于玻璃转移温度附近的温度下。

本的制造方法III作为得到本发明的光学玻璃III-2的方法很合适。

[玻璃成形体及其制造方法]

其次，说明由本发明的光学玻璃形成的玻璃成形体及其制造方法。

本发明的玻璃成形体由本发明的光学玻璃形成。本发明的光学玻璃如前所述，用于成形的熔融玻璃的粘度极低。这是因为，在成形时为了防止玻璃失透，必须使放置在温度比折射率不太高的熔融玻璃还高的温度环境下的玻璃急剧冷却、成形，因此，熔融玻璃的粘度变低。此外，当使玻璃从管子中流出成形时，即使是同时从管子流出的玻璃，沿管子内壁流出的玻璃和沿管子的中心轴流出的玻璃，其组成多少有点差别。当流出的玻璃的粘性低时，该组成的差异随之增大。这样，当组成多少有点差异的玻璃混合时，玻璃成形体会产生波筋。即，本发明的流出粘度低的光学玻璃在成形时很容易产生波筋。

为了在形成这样的玻璃时不发生波筋，尽量使沿管子内壁流出的玻璃和沿管子的中心轴流出的玻璃不混合即可。即，可以使沿管子内壁流出的玻璃形成玻璃成形体的表面，使沿管子的中心轴流出的玻璃形成玻璃成形体的内部。实现上述构思的一个方法就是下面的玻璃成形体的制造方法。

即，玻璃成形体的制造方法使用具有连接入口和出口的贯通孔的铸模，使熔融玻璃从上述贯通孔的入口流入，并充满上述贯通孔内，从贯通孔的出口连续取出在上述贯通孔内成形的玻璃成形体，由此，制造出由本发明的光学玻璃形成的玻璃成形体。

上述方法的最佳形态是使用具有贯通孔的铸模，使从管子流出的熔融玻璃从上述贯通孔的入口连续流入，并连续从上述贯通孔的出口取出，形成实心玻璃的玻璃成形体的制造方法，是在上述贯通孔内的至少一部分区域(冷却区域)内，使上述贯通孔内的玻璃侧面与上述贯通孔的内壁接触，由此使上述玻璃的热从上述侧面散发，同时，使通过上述冷却区域的玻璃处在比上述玻璃的转移温度Tg低150℃、即大于等于(Tg-150℃)的温度环境下，由此使上述玻璃中心部和侧面的温度接近的方法。

在上述玻璃成形体的制造方法中，使用具有贯通孔的铸模，使从管子流出的熔融玻璃连续流入上述贯通孔的入口，并从上述贯通孔的出口连续取出，形成实心棒状玻璃。

为了制造出光学上均匀的玻璃成形体，不使熔融玻璃在铸模内随便流动很重要。为了形成中空状的玻璃，在铸模内设置部分阻止玻璃流动的机构，不使熔融玻璃流入中空部分、即不充填玻璃的部分。例如，在使棒状玻璃成形体的中心轴部分变成空心时，沿铸模的中心轴配置和铸模一样的耐热性高的棒，流入熔融玻璃将该棒包围。这时，阻止玻璃向相当于上述棒的中空部分填充的机构会扰乱玻璃的流动。另一方面，上述制造方法以得到光学上均匀的玻璃成形体为目的，因此，玻璃成形体也是不存在中空部分的实心玻璃成形体。

上述成形体的制造方法使用的铸模具有贯通孔，该贯通孔具有流入熔融玻璃的入口和取出实心玻璃的出口。在本发明中，使从熔融玻璃流出管流出的熔融玻璃连续流入贯通孔的入口。而且，在上述贯通孔内的至少一部分区域(冷却区域)内，通过使至少表面从熔融状态固化之前的玻璃的侧面、即面向与整个玻璃移动的方向垂直方向的面与上述贯通孔的内部接触，从而使玻璃的热从侧面散发。由此，可以减少或防止容易发生波筋的玻璃、特别是流出时的粘度低的玻璃或含氟的玻璃产生波筋。特别是，通过使整个侧面与贯通孔的内壁接触，使侧面和贯通孔内壁之间没有间隙，可以有效地对玻璃进行冷却。

像后述那样，为了防止玻璃失透，从管子流出再流入贯通孔入口的熔融玻璃的温度最好是液相温度附近或其以上的温度。具体地说，流入贯通孔入口的熔融玻璃的表面温度最好在(液相温度+10℃)～(液相温度+100℃)的范围内。流入贯通孔入口的熔融玻璃流的表面温度可以看成和流出管子下端的温度相同，流出管子下端的温度可以使用热电偶测定。此外，流入贯通孔入口的熔融玻璃中心部的温度可以通过将热电偶插入到熔融玻璃内部来测定。这样测定的熔融玻璃流的表面温度和中心部的温度的温度差最好在120℃之内，60℃之内较理想，50℃之内最理想。

铸模(贯通孔内壁)的温度最好在考虑(1)玻璃未融化、(2)熔融玻璃没有间隙地灌注在贯通孔内等因素后再决定。为了进行温度控制，必要时，可以在铸模内设置加热器或冷却器。当贯通孔出口的玻璃成形体表面的温度太高时，通过对铸模进行风冷、或设置水冷却板等进行冷却，此外，当温度太低时，通过使用加热器进行加热，可以进行温度调节。

上述冷却区的贯通孔上部内壁的温度例如可以是比成形的玻璃的玻璃转移温度低50℃～150℃的温度。像后述那样，当将贯通孔内的整个玻璃流动的路径作为冷却区时，贯通孔内壁的温度在入口附近可以是比成形的玻璃的玻璃转移温度低20℃～50℃的温度，当使用成形炉时，在出口附近，可以是比玻璃转移温度低100℃～400℃的温度，在入口和出口之间的中间部，可以是大于等于入口附近温度而小于等于出口附近温度的温度。再有，贯通孔内壁的温度可以通过使铸模开口后再将热电偶插入贯通孔内壁附近进行测定。

这样，在冷却区，使玻璃侧面与贯通孔内壁接触来进行散热相比，可以促进玻璃冷却，减少或防止波筋的发生。但是，如刚才所说明的那样，特别是在流出时粘度较低的玻璃中，当从铸模取出的玻璃内部和表面的温度差过大时，有时会因内部应力而使玻璃破坏或破损。因此，在上述制造方法中，使通过冷却区的玻璃通过比上述玻璃的转移温度(Tg)低150℃、即大于等于(Tg-150℃)的温度环境，由此使上述玻璃中心部的温度和侧面的温度接近。因此，为了减少或防止波筋而在冷却区急速冷却的玻璃在通过冷却区之后因内部应力而发生破坏或破损。

上述冷却区可以是贯通孔内的整个玻璃的流动路径。这时，上述大于等于(Tg-150℃)的环境可以是从贯通孔取出的玻璃所处的环境。这样，当使从贯通孔取出的玻璃通过大于等于(Tg-150℃)的环境且使玻璃中心部和侧面的温度接近时，最好使从贯通孔取出的玻璃立即进入上述环境中。

此外，在上述玻璃成形体的制造方法中，将贯通孔内大致分成入口侧和出口侧2个区域，在入口侧的区域进行使玻璃的侧面与贯通孔内壁接触并使玻璃的热从侧面散发的操作，同时，可以将出口侧区域的贯通孔内壁的温度控制在比玻璃的转移温度Tg低150℃、即大于等于(Tg-150℃)的温度范围内。这时，上述大于等于(Tg-150℃)的温度环境是经上述温度控制后的出口侧区域的环境。这里，也可以使入口侧区域和出口侧区域绝热，以便容易对两区域进行温度控制。

对于上述任何一种情况，使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作最好使玻璃通过比玻璃的转移温度低100℃、即大于等于(Tg-100℃)的温度环境来进行，使玻璃通过比玻璃的转移温度低50℃、即大于等于(Tg-50℃)的温度环境更好，使玻璃在玻璃的转移温度Tg的环境下通过最理想。

若上述环境下的温度太低，则当在成形炉内进行使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作时，必须将炉子做得又高又大。此外，当在铸模内进行使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作时，必须增大铸模的尺寸。其结果是，需要很大的空间，难以控制从贯通孔的出口取出玻璃的速度。

此外，当割断玻璃成形体时，若玻璃的温度太低，则因玻璃的杨氏弹性模量增加，故难以割断。在本发明中，从熔融玻璃到玻璃成形体是一个连续体，当用很大的力割断玻璃成形体时，所产生的冲击会影响到铸模中的熔融玻璃，使玻璃的流动产生紊乱等，可能会得不到高质量的玻璃成形体。虽然可以使用线状锯或砂轮进行切割，但必须使玻璃冷却到室温附近，这样的冷却因为需要长达几十米的用来进行缓慢冷却的空间，所以不理想。为了很好地进行玻璃成形体的割断，玻璃的温度一般在转移温度附近或者其以下，小于等于转移温度但大于等于(转移温度-150℃)的情况较好，小于等于转移温度但大于等于(转移温度-100℃)的情况更好，进而，较理想的是小于等于转移温度但大于等于(转移温度-50℃)的情况。在转移温度附近的情况最理想。考虑以上各点，在该方法中，在(Tg-150℃)或者(Tg-150℃)以上的环境下进行使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作。在进行玻璃中心部和侧面的温度接近的操作之后，通过进行玻璃成形体的割断或切断，可以在所希望的位置上分离玻璃成形体，而不至于使其破损。

用来进行使玻璃内部和侧面的温度接近的操作的温度上限可以是不因玻璃侧面的急剧冷却而使成形后的玻璃的外径形状(与取出方向垂直的截面形状)变形的温度，最好是在玻璃的软化温度或其之下，若不到软化温度则更好。

当在环境气体中进行上述操作时，可以使称作成形炉的炉子与贯通孔的出口连接，从贯通孔的出口连续取出的玻璃直接进入炉内，在中心部和侧面的温度接近的状态下出炉。此外，通过炉内的时间为如下时间，即：使玻璃成形体的内部应力降低到不会引起突然破坏的程度或者由于轻微的热冲击或机械冲击而破损的程度的时间。为此，考虑玻璃的取出速度和通过炉内的时间，可以通过试验等适当决定成形炉的沿玻璃取出方向的长度。炉内气体温度的控制例如可以通过控制流过配置在炉内的加热器的电流值或电流流过的时间来进行。

在上述玻璃成形体的制造方法中，通过进行使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作，可以将玻璃中心部和侧面的温度差设在例如0～150℃，0～100℃更好，0～50℃最佳。再有，上述使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作与使玻璃缓慢冷却到室温附近的退火操作不同，在玻璃的温度处于远比室温高很多的状态下即结束操作。

其次，说明上述玻璃成形体的制造方法使用的铸模。

从防止玻璃热熔融、展宽、弯曲等观点出发，在铸模中，贯通孔的内径与长度的比(内径/长度)最好在1/50～3倍的范围内。1/20～2倍的范围最佳。贯通孔的内径应该考虑根据要得到的玻璃成形体的外径来决定，例如，可以是10～100mm。但是，并不是对该尺寸进行限定。

为了防止玻璃在铸模中移动，最好使铸模的玻璃所通过的任意部分的垂直于玻璃移动方向的截面形状和垂直于玻璃成形体的移动方向的截面形状相同。当不控制铸模的温度分布时，成形过程中的铸模的入口侧的温度比出口侧的温度高，所以，当在室温下使贯通孔的内径一定时，因铸模的热膨胀，成形时沿玻璃移动方向的贯通孔的内径不能保持一定。在该成形方法中，沿着入口至出口的方向，贯通孔的内径逐渐变大，或者为了使成形时沿玻璃移动方向的上述内径保持一定，再考虑到热膨胀，最好将贯通孔做成圆锥形状，出口方向要大一点，并决定圆锥的锥度。特别是，当使流出时的粘性较低的玻璃成形或使用由润湿性高的玻璃材料形成的铸模时，为了不使玻璃粘着在铸模上，最好使锥度大一些。

作为所使用的铸模的材料，最好是碳、铸件、镍等耐热性金属。此外，从防止铸模劣化的观点出发，从熔融玻璃制成玻璃成形体的工序最好在惰性气体中进行。

当气体影响玻璃成形体的质量时，最好控制其中的环境，使其将管子流出口和贯通孔的入口之间的熔融玻璃的流动路径包围。在该成形方法中，高温玻璃的暴露在气体中的面的面积不像现有的成形方法那么大，所以，即使将管子的前端和整个成形装置密封、不置换里面的气体环境，若像上述那样将必要的最小限度的空间包围再将内部气体置换成所要的气体，则可以达到控制环境的目的。为了抑制从高温玻璃表面的挥发，减少或防止玻璃对管子前端的外圆面的润湿性，提高玻璃成形体的质量，上述气体最好是干燥的气体、惰性气体或干燥状态下的惰性气体。

当制作由包含挥发成分、例如氟成分的玻璃形成的成形体，使已通过冷却区的玻璃通过不低于比上述玻璃的转移温度低150℃的环境，而不管有没有使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作时，该方法作为减少或防止波筋的方法，很合适。

该玻璃成形体的制造方法的优选例子是使用具有直线连接入口和出口的贯通孔的铸模的方法。在该方法中，最好在比入口和出口高的位置上配置铸模，使贯通孔内的熔融玻璃的液面高度一定，这样来进行熔融玻璃的流入。

图1示出上述优选的例子。图1是上述玻璃成形体的制造方法中使用的一例制造装置的概要图。如图1所示，在使从管子1内流下的熔融玻璃2流入到铸模3并使玻璃从高位置向低位置移动的过程中，使玻璃成形体4成形。如图1所示，若流入的玻璃所通过的部分是直线连接入口和出口的贯通孔，熔融玻璃在铸模内流动更加顺畅，不容易出现乱流，结果，可以稳定地制作出光学上均匀的玻璃成形体。

此外，在该玻璃成形体的制造方法中，最好如图1所示那样配置铸模3，使贯通孔的中心轴垂直(与铅垂线一致)。但是，也可以配置成使上述中心轴相对于铅垂线倾斜。当配置铸模3使其中心轴铅直时，从管子1垂直向下流出的熔融玻璃流在铸模内向出口方向流动，所以，可以进一步减小铸模内的乱流，进一步提高降低波筋的效果。

此外，通过向入口和出口直线连接的贯通孔流入熔融玻璃，从而可以得到笔直的玻璃成形体。笔直的玻璃成形体可以用来对玻璃成形体进行加工并制作出模压成形用的玻璃坯或制成光学元件。像这样为了得到具有直线状的中心轴、并且相对于中心轴垂直的截面形状和任意位置上的尺寸都相等的玻璃成形体，最好使用具有入口和出口直线连接的贯通孔的铸模，同时，使从铸模中取出的玻璃均匀冷却。通过均匀冷却，可以使玻璃均匀收缩，并维持玻璃成形体笔直。此外，在该成形方法中，通过像前述那样进行使玻璃中心部和侧面的温度接近的操作，从而可以使玻璃成形体笔直。

为了稳定成形条件，最好使贯通孔内的熔融玻璃液面的高度一定。为此，只要使熔融玻璃从管子1的流出量一定即可。但是，熔融玻璃的流出量有时会随着时间的推移而有微小的变动，所以，最好控制从铸模中取出玻璃的速度，以便始终保持液面的高度一定。

其次，说明从贯通孔出口取出玻璃的方法。

在该玻璃成形体的制造方法中，作为从贯通孔出口取出玻璃的方法，也可以使用利用因玻璃的自重引起的向下方移动使玻璃从贯通孔出口引出的方法和除了对玻璃施加的重力之外，还对玻璃施加引出力的方法中的任何一种取出方法。此外，因取出时玻璃几乎没有延伸，故玻璃的取出速度相当于上述取出的玻璃成形体的移动速度。取出速度的控制是指控制玻璃成形体的引出力使取出速度变成所希望的速度，或者，当因玻璃的自重而使玻璃以比所希望的速度快的速度向下方移动时，施加使玻璃成形体减速的力，使取出速度达到所希望的速度。

当从贯通孔出口取出玻璃的速度过大或过小时，贯通孔内的熔融玻璃的液面高度不能保持一定，贯通孔内壁和玻璃之间出现间隙，玻璃成形体的尺寸不稳定。极端的情况下，熔融玻璃从铸模中溢出，或玻璃成形体的形状不好。因此，最好对上述取出速度进行控制。

作为控制玻璃成形体的取出速度的一个例子，可以举出如图1所示的方法，即，通过保持从贯通孔取出的玻璃的利用贯通孔内壁形成的面(侧面)来控制玻璃成形体的从出口取出的速度的方法。例如，使用多个滚筒5将玻璃成形体的侧面夹住，在滚筒5和玻璃成形体的侧面6不产生滑动的状态下，通过控制滚筒5的转动速度来控制玻璃成形体向下方移动的速度。最好沿着玻璃成形体的移动路径配置多组上述多个滚筒5，利用多组滚筒使作用于玻璃成形体上的重力分散从而支撑玻璃成形体。这样，可以可靠地防止因玻璃成形体在滚筒之间滑动而不能控制取出速度的情况发生。上述滚筒最好配置在上述成形炉7内。通过成形炉7中的玻璃成形体的变形减小，而且，滚筒5下面的玻璃成形体通过滚筒5的保持而呈向下悬挂的状态。因此，即使滚筒5下面的玻璃支撑体与上部的玻璃分离，也不会对玻璃取出的速度控制产生坏的影响。此外，因从成形炉7出来的玻璃成形体的变形减小，故不会因为玻璃成形体的分离而使玻璃破损。进而，若在通过上述保持位置之后的位置上割断或切断已进行退火的玻璃成形体，即使不中断熔融玻璃向铸模的流动亦可，所以很方便。这样，只要应保持的玻璃成形体的重量不是太大即可，所以，从控制玻璃的取出速度方面来看是有利的，而且，可以在玻璃成形体成形的同时将切断的玻璃成形体送往下一道工序，并可以提高玻璃成形体的产生效率。

另一方面，在通过保持玻璃的侧面去控制取出速度的方法中，当夹持玻璃的力过大时，玻璃会破损，所以，所加的力不能大于等于规定值。因此，当玻璃成形体的重量过大时，玻璃成形体在滚筒间滑动，难以进行速度控制。为了避免这样的事态，可以使用通过支撑从贯通孔取出的玻璃的前端部来控制玻璃从贯通孔取出的速度的方法。图2示出该方法的一个例子，图2是该玻璃成形体的成形方法中使用的制造装置的另一个例子的概要图。该方法与保持侧面的方法不同，因不是利用磨擦力来保持玻璃成形体，故很适合重量较重的玻璃成形体的制造。

在上述任何一个取出速度控制法中，都是这样来进行取出速度的控制，即，利用液面传感器8监测铸模内的熔融玻璃液面的高度，根据上述监测信号，当液面的高度比基准高度高时，增大取出速度，当液面的高度比基准高度低时，减小取出速度。例如，将上述监测信号输入取出并输入到速度控制器9，在控制器9中将监测的液面高度与基准高度进行比较，取出其结果并反馈给取出速度。在通过利用滚筒5(参照图1)夹持玻璃侧面来控制取出速度的方法中，可以向使滚筒5转动的电机的控制器输入控制器9所输出的控制信号，控制滚筒5的转动速度。在通过支撑从贯通孔取出的玻璃的前端部去控制取出速度的方法(参照图2)中，向支撑前端部的机构(支撑机构10)的致动器输入控制器9输出的控制信号，可以使支撑玻璃前端部的部件的移动速度达到所希望的速度。对铸模内的熔融玻璃液面高度的监测方法没有特别的限制，可以举出使用温度计或激光传感器等方法。

当贯通孔的中心轴与铅垂线的夹角增大时，铸模贯通孔和玻璃成形体侧面的磨擦力增大，即使玻璃成形体的重量较重也保持玻璃成形体侧面的方法，也可以对取出速度进行控制。因此，在从流出时粘性极低的玻璃制造出大重量的玻璃成形体的情况下，也可以将铸模配置成使贯通孔的中心轴相对铅垂线倾斜。

其次，说明取出过程中的玻璃成形体的分离方法。

从贯通孔出口取出的玻璃因使内部和侧面的温度接近的操作而减小了内部应力，消除了突然的破坏或者因很小的热冲击或机械冲击而产生破损的危险。进而，为了使玻璃冷却到室温，必须使玻璃从铸模中拉出来很长一段。为此，铸模的下方必须有很大的空间，而且，当玻璃成形体的重量过重时难以精密地控制取出的速度。因此，在该成形方法中，最好在玻璃成形体的温度处于玻璃转移温度附近时进行玻璃成形体的切割。

图3～图5示出切割方法的具体例子。图3、图4和图5是分别表示在上述各玻璃成形体的形成方法中玻璃成形体的切割方法的形态的说明图。如图3所示，优选采用如下方法：利用划线加工，在玻璃成形体侧面的一部分的规定位置上，在与玻璃成形体的取出方向垂直的方向上形成划线，夹持玻璃成形体的中心轴放置支点，该支点用于对实施了上述划线加工后的位置的相反一侧的侧面进行局部支撑，利用上述支点限制上部玻璃成形体的移动，同时，向玻璃成形体侧面的划线加工位置的下方施加水平方向的压力，如图4所示，玻璃成形体从以支点为中心实施了划线加工的部分断开，由此来割断玻璃成形体。

此外，当切割外径较大的玻璃成形体时，如图5所示，最好使内部已形成水路的金属套管与划线加工部位局部接触，利用热冲击使其从划线处向玻璃内部产生裂缝[(b)图]，夹持玻璃成形体的中心轴、并利用支点将与划线相反一侧的侧面支撑[(c)图]起来，从划线向玻璃成形体的下方加力，对其施加一个力矩，使裂缝向由支点支撑的部位扩展，最后将玻璃成形体割断[(d)图]。

在冷却过程中产生的内部应力的大小因玻璃成形体的形状或大小而改变。例如，当像光纤那样是非常细的玻璃成形体时，难以出现内部和表面的温度差。此外，即使是厚度极薄的片状玻璃，也难以出现内部和表面的温度差。相反，外径较大的棒状玻璃或很厚的板状玻璃，内部和表面的温度差大，在冷却过程中容易产生较大的内部应力。作为这样的玻璃成形体，可以列举诸如具有大于等于3mm厚度的板状玻璃或具有大于等于3mm的外径的棒状玻璃。因此，本发明适合于具有大于等于3mm厚度的板状玻璃的成形，更适合于具有大于等于5mm的厚度的板状玻璃的成形。此外，本发明适合于外径大于等于3mm的棒状玻璃的成形，更适合于外径大于等于5mm的棒状玻璃的成形，进而更加适合于外径大于等于10mm的棒状玻璃的成形。

再有，在本说明书中，‘棒状玻璃’是指具有圆形、椭圆形、正方形、长宽比(长度/宽度)小于等于2的长方形和多边形等截面形状的玻璃成形体。此外，‘板状玻璃’是指宽度与厚度的比(宽度/厚度)大于2的玻璃板。

此外，棒状玻璃的外径是指在与棒状玻璃的中心轴垂直的截面中玻璃的厚度最薄的部分的长度。例如，对于圆柱状玻璃，因与圆柱的中心轴垂直的截面是圆，故外径便是上述圆的直径，对于椭圆柱状玻璃，因与中心轴垂直的截面是椭圆，故外径便是上述椭圆的短径，对于正方形柱状玻璃，因与中心轴垂直的截面是正方形，故外径便是上述正方形的边长，对于正方形柱状玻璃，因与中心轴垂直的截面是长方形，故外径相当于上述长方形的短边的长度。

前面说明的方法是从管子流出的熔融玻璃中途不停顿地连续流入铸模的情况，通过在流出熔融玻璃的管子的流出口的下方配置一个铸模，可以连续制造玻璃成形体。

其次，说明使用多个铸模的例子。

在该例子中，可以反复进行下面二道工序，其一是准备多个上述铸模，同时，将其中的一个配置在上述管子的下方，向配置在管子下方的铸模连续注入熔融玻璃，形成玻璃成形体，接着，中断向铸模流入熔融玻璃，将已注入熔融玻璃的铸模从上述管子的下方搬出，并从该搬出的铸模中取出玻璃成形体；其二是在上述搬出之后，将和已注入上述熔融玻璃的铸模不同的铸模搬入到上述管子的下方，放好后，向上述搬入的铸模注入熔融玻璃。

该方法适合于制造由流出时粘性低的玻璃形成的重量较重的玻璃成形体的情况。虽然该方法需要多个铸模、将这些铸模依次移向管子下方的机构和用来中断向铸模流入熔融玻璃的机构，但是，具有当熔融玻璃流入铸模时可以不同时进行从同一个铸模中完全取出玻璃成形体的操作的优点。因此，在玻璃成形体的长度达到规定的长度的时刻中断向铸模注入熔融玻璃，按铸模将玻璃成形体从管子下方搬出，可以不需要切断或割断玻璃成形体而将其从铸模中取出。因此，可以支撑玻璃成形体的前端部(下端部)并控制玻璃成形体的取出速度，所以，与利用磨擦力保持玻璃成形体侧面的方法不同，可以高精度地控制很重的玻璃成形体的取出速度。

为了中断上述熔融玻璃的流入，例如，可以在管子流出口和贯通孔入口之间插入一把由适合于割断流出时粘性低的熔融玻璃流的刀刃构成的割断刀，割断熔融玻璃流，在铸模搬入、搬出结束的时刻退出割断刀，重新开始熔融玻璃的注入。该方法在中断上述熔融玻璃的流入之外的时间，最好也中途不停顿地向铸模注入从管子流出的熔融玻璃。

铸模的移送例如可以使用2个铸模，交替地将铸模搬入管子的流出口或从中搬出，也可以将3个或者3个以上的铸模放在转动台等使多个铸模同步移送的机构上，分度(index)旋转上述台子，并使铸模能够依次停留在管子流出口的下方。

无论是对于1个铸模的使用方法，还是对于使用多个铸模的方法，最好使管子垂直配置，将铸模放在管子流出口的中心的正下方，使其位于熔融玻璃液面的中心。这样，可以在入口侧与出口侧对齐的状态下使熔融玻璃流入铸模内，并有助于得到光学上均匀的玻璃成形体。

上述方法的优选例子是适用于玻璃液面温度下的粘度除以室温下的密度而得到的动粘性率不到7×10^-5m²/s的玻璃的成形。当以减少或防止玻璃成形体的波筋为主要目的时，使用贯通孔的中心轴是直线(入口与出口直线连通)的铸模，放置铸模使铸模贯通孔的中心轴垂直，从铸模贯通孔的入口连续地流入熔融玻璃，这对于制造由上述动粘性率不到7×10^-5m²/s的玻璃构成的玻璃成形体很有效。对于铸模贯通孔的形状、尺寸和铸模的材料，可以直接适用于前述条件。而且，在贯通孔中，最好使玻璃侧面的整个圆周与贯通孔内壁接触，使玻璃的热从上述侧面散发出去。在该例子中，如前所述，最好使流出熔融玻璃的管子垂直。这样，可以使管子中玻璃的流向、铸模中玻璃移动的方向和作用于玻璃上的重力的方向一致。因此，可以使玻璃表面和内部不混在一起，可以提高减少或防止波筋的效果。根据提高减少或防止波筋的效果的观点来看，最好调整管子和铸模的位置关系，使管子的中心轴和铸模贯通孔的中心轴一致，然后进行熔融玻璃的流入。

动粘性率不到7×10^-5m²/s的玻璃不仅液相粘度低而且密度大，故在玻璃成形体中容易形成波筋，但是，若按照上述方法，可以得到使波筋局限在玻璃成形体的表面层、且内部不含波筋的光学上均匀的、体积大的玻璃成形体。这样得到的玻璃成形体如后述那样，可以加工成模压成形用的玻璃坯，或加工成光学元件，或对上述模压成形用的玻璃坯进行加热使其模压成形从而制作出光学元件型坯或光学元件，也可以对上述光学元件坯进行加工并制作出光学元件。

在现有的方法中，若要使动粘性率不到3×10^-5m²/s的玻璃成形，则难以得到光学玻璃和用于其他光学用途的高质量的玻璃成形体。同样，动粘性率小于等于4×10^-5m²/s的玻璃要得到上述高质量的玻璃成形体极端困难，动粘性率小于等于5×10^-5m²/s的玻璃要得到上述高质量的玻璃成形体也很困难。同样，动粘性率小于等于6.5×10^-5m²/s的玻璃因波筋的原因导致不良部分增加。

与此相对，该玻璃成形体的制造方法即使对于本发明的光学玻璃，也适合于动粘性率小于等于6.5×10^-5m²/s的玻璃的成形，更适合于小于等于5×10^-5m²/s的玻璃的成形，对小于等于4×10^-5m²/s的玻璃的成形更适合，特别适合于小于等于4×10^-5m²/s的玻璃的成形。这样，即使是动粘性率较小的玻璃，也可以得到大体积、高质量的玻璃成形体。

若按照这样的玻璃成形体的制造方法，可以无破损地且以很高的生产效率制造出由上述光学玻璃形成的、光学上均匀的玻璃成形体。

[模压成形用玻璃坯及其制造方法]

本发明的模压成形用玻璃坯由本发明的光学玻璃形成。

制造本发明的模压成形用玻璃坯的方法的一个例子是对利用前述本发明的玻璃成形体的制造方法所制作的玻璃成形体进行加工的方法。

该玻璃成形体的制造方法中的使玻璃的中心部和侧面的温度接近的操作是为了防止因较大的内部应力而使玻璃成形体破坏，既不是使以折射率为首的玻璃的光学特性精密地和目标值一致那样的精密退火，又不是使玻璃在炉内慢慢降到室温的退火。为了对从铸模取出的玻璃成形体直接进行上述退火，必须在铸模的下方设置长而大的退火炉，这是不现实的。此外，如前所述，若在玻璃成形体冷却到室温之后对其进行切割，因玻璃的杨氏模量增大，故不容易割断。

因此，前述的使玻璃的中心部和侧面的温度接近的操作最好在玻璃的温度(玻璃侧面的温度)比玻璃的转移温度低150℃之前结束，在比玻璃的转移温度低100℃之前结束更好，在比玻璃的转移温度低50℃之前结束较理想，在玻璃的转移温度附近时结束最理想。作为割断方法，可以使用前述的方法，即，利用划线加工在玻璃成形体的侧面形成划线，从划线处向玻璃成形体施加力矩，使裂缝向成形体内部扩展，最后将玻璃成形体割断，但是，当玻璃成形体的外径达到40mm或者40mm以上时，若只施加力矩，难以将玻璃割断。这时，最好利用玻璃成形体的温度较高的特征，通过使划线加工部位局部冷却对其进行热冲击，使裂缝从划线加工部位向玻璃内部扩展，然后施加力矩，将玻璃成形体割断。这样，可以很容易割断外径大于等于40mm的玻璃成形体。为了对玻璃成形体施加力矩，可以利用支点将玻璃成形体的与划线加工部位相反一侧的侧面支撑起来并对其进行加力，使划线加工部位向支点前面的玻璃成形体的侧面扩展。

通过使玻璃的中心部和侧面的温度接近的操作，可以在使玻璃内部的变形减小的状态下进行割断，故通过施加力矩或一并使用热冲击，从而可以很好地进行切割。

这样，将与从铸模或成形炉中取出的玻璃成形体分离的前端部分的玻璃搬入到慢冷炉内，使其慢慢冷却至室温附近。

前述的使用多个铸模的方法也将已进行使玻璃的中心部和侧面的温度相接近的操作的玻璃成形体慢慢地搬入到慢冷炉内，使其慢慢冷却至室温附近。

玻璃成形体向慢冷炉的移送可以使用机器人等机构进行。这时，若保持部分的玻璃急剧冷却，则玻璃可能因热冲击而破损，所以，最好使用比热较小的材料构成保持玻璃成形体的部分，或设置利用加热器对保持部分进行加热的机构，或在使用比热较小的材料构成保持玻璃成形体的部分的同时利用加热器对保持部分进行加热。

在慢冷炉内将玻璃成形体冷却至室温附近并消除变形。作为慢冷炉，可以使用称作Lehr的连续式慢冷炉或称之为间断冷却型的慢冷炉等。

其次，将消除变形后的玻璃成形体分割成所希望的大小。作为分割方法，可以使用利用线状锯和砂轮等的割断法，或者使用对所分割的部位施加了划线加工形成划线并对玻璃成形体加压使裂缝从划线处扩展从而将玻璃割断的方法等。

若按照该方法，不管玻璃成形体是棒状玻璃还是板状玻璃，都可以得到具有中心轴且与中心轴垂直的截面形状沿着中心轴是同一形状的玻璃成形体，所以，最好与中心轴垂直地对玻璃成形体进行切断或割断加工。若切断或割断的位置等间隔，则能够容易地获得体积相等的玻璃坯。此外，若切断或割断的位置的间隔有变化，则可以与该间隔的比率对应地进行玻璃块间的体积分配。若是棒状玻璃，则通过这样的从垂直方向进行切割中心轴的加工，则可以得到称之为切片的玻璃片。此外，若是板状玻璃，通过进一步对如上所述得到的玻璃块坯进行切断或割断，可以得到称之为切片的玻璃片。

能够凭借上述各种玻璃片将其作为模压成形用的玻璃坯，但是，最好对切片进行磨削、研磨、磨削和研磨加工，再做成模压成形用的玻璃坯。因切片具有锐利的边缘，故通过上述机械加工，可以将边缘磨圆，为了在模压成形时利用红外线对玻璃坯进行均匀加热，最好利用上述加工使玻璃坯的表面粗化。通过粗化加工，可以将模压成形时使用的粉末状脱膜剂均匀地涂敷在玻璃坯的整个表面上，滚筒研磨适合于这样的表面粗化加工。

当将模压成形用玻璃坯用于精密模压成形时，对玻璃坯的至少精密模压成形的成形面进行复制的面、最好是整个表面进行研磨加工，从而加工成平滑的面。

这样，可以从玻璃成形体制作出模压成形用玻璃坯。

其次，作为逐渐冷却后的玻璃成形体的割断方法，说明一种特别理想的割断方法，即侧压切断法。该方法是：设玻璃成形体是棒状玻璃，对棒状玻璃一部分侧面进行划线加工，对进行了划线加工的部位和将上述部位夹在中间的两侧的棒状玻璃的侧面，在不妨碍将上述部位夹在中间的两侧的棒状玻璃相互分离的动作的状态下进行加压，在上述进行了划线加工的部位上割断棒状玻璃。

根据图6和图7说明其具体的例子。图6和图7是分别说明侧压切断法的图。

首先，如图6所示，准备在侧面的想要割断的位置上进行了划线加工的棒状玻璃(玻璃成形体)11和高压容器12。该高压容器12设有插入棒状玻璃的开口部和液体导入口13，除了上述开口部和液体导入口之外，全部是密封结构。而且，将棒状玻璃插入到上述开口部后再将开口部塞住，同时，使划线加工部位处在高压容器12的中央附近。将上述开口部的高压容器和棒状玻璃之间密封，当向高压容器内注入液体且上述液体的压力升高时，不使液体从高压容器中泄漏出去。再有，上述密封不应妨碍棒状玻璃在其长边方向移动。上述密封例如可以使用橡胶做的卡盘等来进行。

其次，从高压容器12的液体导入口13中导入液体，使液体充满上述容器，进而，对液体加压以提高密封的高压容器内的压力。虽然对高压容器内的棒状玻璃侧面的未划线的部分均匀加压，但是，在划线加工部位，上述压力具有使上述加工部位拉开的作用，在和棒状玻璃的中心轴垂直的方向上使裂缝扩展，如图7所示那样将划线加工部位的两侧断开。

利用侧压切断法可以较容易割断圆棒状的玻璃，例如与中心轴垂直的截面形状是圆形、椭圆形、长圆形等棒状玻璃，利用侧压切断法割断方棒状玻璃较困难，因而侧压切断法最好用于圆棒状玻璃的割断。

为了使用侧压切断法与中心轴垂直地割断棒状玻璃，通过缓慢冷却来充分减小棒状玻璃中的变形是有效的。这样割断的棒状玻璃的剖面变成镜面，此外，不需要像切断那样来进行割断，也没有碎屑，所以可以有效地利用玻璃。不限于侧压切断法，割断法与磨削玻璃进行切断的方法不同，割断玻璃时不产生碎屑，可以有效地利用玻璃，同时可以减少废弃物的量。

将这样得到的玻璃块作为切片，可以像上述那样得到模压成形用的玻璃坯。

再有，侧压切断法所使用的液体不会使玻璃表面、高压容器、密封材料和连接在高压容器的液体导入口上用来提高液体的压力的加压装置劣化，并且完全充填在划线加工部位内的液体的表面张力较小，所以，最好使用容易处理的液体。作为上述液体，水最合适。

此外，进行侧压切断时的液体的压力可以根据玻璃的机械特性、形状和尺寸等进行适当调整，可以将约20Mpa作为目标，亦可以使用具有足够耐最高压的耐压性(例如耐压50Mpa)的高压容器。

模压成形用玻璃坯的重量可以与目的玻璃成形品的重量相等，形状和尺寸可以根据上述模压成形品的形状、模压成形模具的形状等来适当决定。

[光学元件及其制造方法]

其次，说明本发明的光学元件及其制造方法。

本发明的光学元件由本发明的光学玻璃形成。

此外，本发明的光学元件的制造方法有2种形态。

第1形态(以下称光学元件的制法I)是对利用前述制造方法制作的模压成形用玻璃坯进行加热，并通过使用模压成形模具进行模压成形来制造光学元件的方法。

光学元件的制法I进而分成2个形态，第1方法是对模压成形用玻璃坯进行加热，使其软化，并导入模压成形模具内，再模压成形，使模压成形品缓慢冷却之后进行磨削、研磨，从而加工成光学元件的方法。在该方法中，将玻璃坯模压成形为要磨削、研磨成光学元件的形状的形状。从加热、软化到缓慢冷却之前的工序可以在大气中进行。在该方法中，使用通过滚筒研磨等使整个表面粗化后的玻璃坯，对玻璃坯的整个表面均匀地涂敷氮化硼等粉末状的脱膜剂。接着，导入加热炉内进行加热、使其软化，再导入到模压成形模具中。接着，在使用上模和下模加压成形后，打开模具取出模压成形品，放入慢冷炉中，在减小变形的同时使玻璃的折射率和目标值高度一致。在将成形品冷却到室温之后，使用众所周知的用来制作玻璃光学元件的磨削、研磨法进行磨削、研磨加工，完成光学元件的制作。这样，制作出球面透镜、棱镜等各种光学元件。必要时，也可以在光学元件的表面形成防反射膜等光学多层膜。

光学元件的制法I的第2方法是对经加工后表面光滑的模压成形用玻璃坯进行加热，精密成形，从而加工成光学元件的方法。精密模压成形又称作模压光学(モ一ルドオプデイクス)成形，具有包括精密加工的成形面的型材，是使用将上述型材高精度组装后的模压成形模具形成光学元件的整体形状，同时将上述成形面精密地复制到玻璃上，从而形成光学功能面的方法。在该方法中，多个光学功能面的位置精度也可以高精度形成。例如，可以成形一种透镜，能够抑制透镜两面的光学功能面的中心轴的倾斜和上述中心轴的偏差。在第2方法中，可以不用磨削、研磨等机械加工，就能够形成光学功能面，也就是使光线折射、衍射、反射、或透过的光学元件的表面，所以，可以高效率地制造出在非球面透镜等机械加工中既费时成本又高的光学元件。精密模压成形可以使用众所周知的方法进行。例如，为了提高碳膜等的脱膜性，在模压成形用的玻璃坯的整个表面形成具有使玻璃和模具成形面容易滑动的功能的膜，在非氧化性气体中对上述玻璃坯加热，在相同的气体环境中精密模压成形。其次，打开模压成形模具，取出模压成形品，缓慢冷却后得到光学元件。这样得到的光学元件必要时也可以对光学功能面的周围部分进行例如透镜的定心等的机械加工。利用这样的方法，可以高效率地制造出非球面透镜、球面透镜、透镜组、微透镜、衍射光栅、棱镜等光学元件。必要时，也可以在光学元件的表面形成反射防止膜等光学多层膜。

在上述方法中，当在非氧化性气体中模压成形玻璃坯时，若使用由光学玻璃III-2形成的玻璃坯，因为在非氧化性气体中(也包含还原性气体)对不含Sb₂O₃的玻璃进行热处理，所以，有时玻璃的着色增加。因此，当在非氧化性气体中模压成形时，最好使用由光学玻璃I、II或光学玻璃III-2形成的玻璃坯。可是，在非氧化性气体中模压成形由不含Sb₂O₃的玻璃、例如由光学玻璃III-2形成的玻璃坯，即使玻璃着色增加，若利用本发明的热处理方法，也可以减少玻璃的着色。但是，若氧化性气体中模压成形品的保持温度太高，则成形品发生变形，形状精度可能会降低，故保持温度最好在大于等于‘玻璃转移温度(Tg)-100℃’且小于等于‘玻璃转移温度(Tg)-5℃’的范围内，在大于等于‘玻璃转移温度(Tg)-60℃’且小于等于‘玻璃转移温度(Tg)-20℃’的范围内则更加好。

本发明的光学元件的制造方法的第2形态(以下称光学元件的制法II)是使利用前述的成形方法制作的玻璃成形体成形，并通过机械加工来制造光学元件的方法。

首先，和上述模压成形用玻璃坯的制造方法的工序一样，对玻璃成形体进行精密退火，使折射率和所希望的值精确一致，同时，减小玻璃的变形，切断或割断玻璃成形体，制作出切片。作为玻璃成形体的形状，可以举出棒状玻璃和板状玻璃等。和模压成形用玻璃坯的制造方法一样，当与圆棒状玻璃的中心轴垂直地进行玻璃的割断时，最好使用侧压切断法。

其次，磨削切块制作出已研磨成光学元件的形状光学元件坯，对该毛坯进行研磨，最后完成光学元件。

在光学元件的制法II中，当使用棒状玻璃时，最好使棒状玻璃的外径和光学元件的外径相等，或者形成对光学元件的外径进行了磨削或研磨加工后的外径。再有，在光学元件的制法I，当使用棒状玻璃时，最好使棒状玻璃的外径和成形用玻璃坯的外径相等，或者，形成对模压成形用的玻璃坯的外径进行了磨削或研磨加工后的外径。

这样，可以高效率制造棱镜等各种光学元件而不会使玻璃破损。也可以在光学元件的表面上形成反射防止膜等光学多层膜。

【实施例】

下面，通过本发明的实施例进一步详细地说明，但是，本发明不限于这些例子。

实施例1

在本实施例中，利用下面示出的方法形成折射率nd为2.08313、阿贝数(vd)为22.23、液相温度为1270℃、液相温度中的粘度为0.824dPa·s、玻璃转移温度为701℃、室温下的密度为4.780、动粘性率为1.724×10^-5m²/s，而且若用质量的百分数来表示，由包含3.59％的SiO₂、6.24％的B₂O₃、32.44％的La₂O₃、26.73％的TiO₂、11.12％的Nb₂O₅、6.14％的ZrO₂、13.74％的BaO和0.00％的Sb₂O₃的光学玻璃形成的圆棒状的玻璃成形体。

首先，对玻璃原料进行秤量，得到表1所示的光学玻璃I，充分混合后，导入到熔融容器中，加热熔解。其次，使充分澄清、均匀的熔融玻璃以0.6dPa·s的粘度并以一定流出速度(15ml/分)从垂直配置的管子流出口连续流出，无间断地连续流入到设在配置于图1所示位置上的碳制铸模中的贯通孔的入口中央。流入贯通孔入口的熔融玻璃的温度是1320℃。铸模的贯通孔的内径为φ12mm，使贯通孔的中心轴与铅垂方向一致，管子的中心轴和上述贯通孔的中心轴一致。设铸模贯通孔的长度为100mm，为了很好地成形，在铸模的周围缠绕未图示的带式加热器进行加热，将贯通孔内壁的温度控制在520～600℃。使用2个滚筒将从贯通孔出口取出的圆棒状玻璃的侧面夹持，并控制圆棒状玻璃的取出速度。使用激光传感器监测铸模贯通孔内的熔融玻璃的液面高度，使上述传感器所输出的监测信号输入到滚筒控制器，控制使滚筒旋转的电机的输入功率，使上述液面的高度一定。在本实施例中，将圆棒状玻璃的取出速度设定在2.2mm/分，与上述液面的高度变化对应地对滚筒的旋转速度进行反馈，使液面的高度维持一定。

这样，从贯通孔出口连续取出φ12mm的圆棒状的玻璃棒。在铸模的正下方配置成形炉，使从铸模中取出的圆棒状玻璃立即移送到成形炉内。在成形炉内配置未图示的加热器，使炉内气体的温度维持在780℃。在成形炉内配置上述滚筒。成形炉内的圆棒状玻璃的移动方向的长度为360mm，圆棒状玻璃通过其中需要时间，因在这期间圆棒状玻璃的中心部和表面的温度接近，故不会发生使圆棒状玻璃本身突然破坏的内部应力，能够无破损地使圆棒状玻璃成形。

其次，在从成形炉出来的圆棒状玻璃的一部分侧面上，通过在与圆棒状玻璃的中心轴垂直的方向上进行划线加工形成划线。而且，使内部流动有水的金属套管与划线接触，将形成划线的部分局部冷却，使裂缝向划线的中心延伸。这时，使金属套管跟随圆棒状玻璃的移动，保持与划线接触的状态。相对于圆棒状玻璃的中心轴、利用支点将与划线形成的部位相反一侧的部位支撑起来，在裂缝扩展的时刻对划线下面的玻璃成形体的侧面加压，按压划线下方的玻璃成形体侧面，将比形成划线的高度还要靠上的圆棒状玻璃和下面的圆棒状玻璃分离。再有，本实施例的圆棒状玻璃因外径是12mm，比较细，故即使不使其与金属套管接触而施加热冲击，也可以进行很好的分离。

分离时，使用机器人臂将分离的圆棒状玻璃的侧面进行保持，分离后，在用上述机器人臂保持的状态下将圆棒状玻璃移送到放置在铸模和成形炉旁边的连续式慢冷炉入口。在连续式慢冷炉内配置加热器和搬送玻璃的传送带，在控制了温度的炉中使放置于传送带上的圆棒状玻璃移动，并慢慢冷却以消除变形，当切断从连续式慢冷炉取出的圆棒状玻璃、对切断面进行研磨再观察其内部时，只在表面0.5mm以内的极浅的层内才发现有波筋，再深的地方看不到波筋。即，圆棒状玻璃的大部分在光学上是均匀的。

同样，可以无破损地使由表1示出的光学玻璃2～9的各玻璃形成的圆棒状玻璃成形。当将这些圆棒状玻璃放在连续式慢冷炉中缓慢冷却后，从炉中取出再切断，并对切断面进行研磨再观察其内部时，只在表面0.5mm以内的极浅的层内才发现有波筋，再深的地方看不到波筋。即，圆棒状玻璃的大部分在光学上是均匀的。

表1示出各光学玻璃1～9的玻璃的组成，表2和表3示出其特性。

【表1】

【表2】

【表3】

再有，在大气中，在700℃的温度下，将Sb₂O₃为0.00％的光学玻璃1和8保持40小时，进行降低着色的热处理。

比较例1

和实施例1一样使由具有表4所示的玻璃的组成的光学玻璃10～12形成的圆棒状玻璃成形体成形。表4示出其特性。

【表4】

图8是表示实施例1中的光学玻璃1～9和比较例1中的光学玻璃11～12的折射率(nd)和λ70的关系的图，由图8可知，实施例1的光学玻璃1～9的λ70都比由式(1)求出的值小，光学玻璃5、6、8、9与由式(1-b)求出的值相等或比它小，光学玻璃5比由式(1-c)求出的值小。与此相对，比较例1的光学玻璃11和12的λ70比由式(1)求出的值大。再有，比较例1的光学玻璃10未在图8中示出，λ70＞700nm，折射率(nd)是2.0425，比由式(1)求出的值大。

再有，各种特性按照下述方法进行测定。

(1)折射率(nd)和阿贝数(vd)  对以每小时30℃的降温速度冷却后得到的光学玻璃进行测定。

(2)密度  利用阿基米德法进行测定。

(3)转移温度  使用热机械分析装置，在4℃/分的升温速度下进行测定。

(4)动粘性率  利用下面的表示光学玻璃的液相温度和该液相温度下的粘度的方法进行测定，该粘度除以室温下的密度，求出动粘性率。

(a)液相温度  准备多个白金坩埚，各坩埚内放入50cm³的玻璃，加盖，再放入温度设定在10℃的炉内，在不同的设定温度下保持2小时，通过目测测出不结晶的最低温度，将其作为液相温度。

(b)液相温度下的粘度(液相粘度)  采用由JIS Z8803规定的方法，使用共轴圆筒粘度计进行测定。

(5)λ70和λ5  在按照本说明书的方法测定的分光透射率中，将透射率为70％的波长设为λ70，透射率是5％的波长设为λ5。

(6)Pt浓度  利用ICP分析法进行测定。

实施例2

使用由实施例1制作的慢冷后的各圆棒状玻璃制作了模压成形用玻璃坯。首先，利用划线加工在圆棒状玻璃侧面的割断的部位形成划线。接着，将圆棒状玻璃插入高压容器中，使形成划线的部位位于容器的中央，为了限制中心轴方向的移动，利用橡胶密封圈将圆棒状玻璃卡在容器的开口部，容器内注满水，使内部没有水泡。

在该状态下加压，使容器内的水压达到20Mpa，在划线位置上，与圆棒状玻璃的中心轴垂直地将玻璃截断。这样，按规定的间隔将圆棒状玻璃割断，制成切块。

其次，对上述切片进行滚筒研磨，将重量调整到与目标模压成形品的重量相等的重量，同时，将锐利的边缘磨圆，使表面粗化，变成模压成形用玻璃坯。

实施例3

对由实施例2制作的切片进行磨削、研磨制成表面光滑的模压成形用玻璃坯。

实施例4

其次，将由氮化硼形成的粉末状的脱膜剂均匀地涂敷在由实施例2制作的模压成形用玻璃坯的整个表面上，放入加热炉内，使其一边在炉内移动一边在大气中加热、软化。

将软化后的玻璃坯导入由上模、下模和中模构成的模压成形模具中，再在大气中模压成形，打开模具取出模压成形品，放入慢冷炉进行精密退火，使其冷却到室温，制成光学元件毛坯。

其次，磨削、研磨上述上述毛坯，制成由光学玻璃1～9的各玻璃形成的球面透镜。

透镜内部看不到失透和波筋，得到了光学上均匀的光学元件。

实施例5

其次，在由实施例3制作的模压成形用玻璃坯的整个表面上形成碳膜，在氮和氧的混合气体中加热，使用在SiC制的型材的成形面上附有作为脱膜剂的碳膜的模压成形模具进行精密模压成形。其次，使精密模压成形品缓慢冷却，得到由光学玻璃1～9的各玻璃形成的非球面透镜。

透镜内部看不到失透和波筋，得到了光学上均匀的光学元件。

实施例6

利用侧压切断法，与中心轴垂直地将由实施例1制作的精密退火后的各圆棒状玻璃截断，制成切片。其次，对切片进行磨削、研磨，制成由光学玻璃1～9的各玻璃形成的球面透镜。

透镜内部看不到失透和波筋，得到了光学上均匀的光学元件。

本发明的光学玻璃具有可与光学设备的小型和高性能相适应的高折射率，可以进行彩色平衡校正，特别适用于各种光学元件。

Claims (7)

1.一种光学玻璃的制造方法，该光学玻璃具有包含作为玻璃成分的TiO₂的硼酸盐系的组成，其特征在于，包括下述步骤：

若用质量的百分数表示，通过调合原料，可以得到包含1～20％的B₂O₃、0～18％的SiO₂、10～50％的La₂O₃、22～40％的TiO₂、0～30％的Nb₂O₅、5～35％的BaO、0～7％的WO₃和0～15％的ZrO₂、且B₂O₃和SiO₂的总含量小于等于20％、GeO₂的含量为0～10％的玻璃，同时不添加As₂O₃而添加作为添加剂的Sb₂O₃，

将作为所述添加剂的Sb₂O₃的量控制在0.004～0.09质量％的范围内，以便当将厚度为10.0mm的外部透射率为70％的波长设为λ70nm时，能得到满足下述关系式(1)

λ70≤909×(nd)²-3009×nd+2842…(1)

的透射率特性，并对上述原料进行加热使其熔融。

2.一种由沿着轴具有一定外径的实心棒状玻璃成形体的制造方法，其特征在于：使用具有贯通孔的铸模，使由权利要求1记载的制造方法得到的光学玻璃形成的熔融玻璃从上述贯通孔的入口连续流入，使贯通孔内充满玻璃，并连续从上述贯通孔的出口取出。

3.一种玻璃成形体的制造方法，其特征在于：使用具有贯通孔的铸模，将在权利要求1记载的方法的熔融工序所得到的熔融玻璃从上述贯通孔的入口连续流入，使贯通孔内充满玻璃，并连续从上述贯通孔的出口取出，得到沿着轴具有一定外径的实心棒状玻璃成形体。

4.一种模压成形用玻璃坯的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：以横切上述玻璃成形体的轴的方式割断利用权利要求2或3记载的制造方法所制作的玻璃成形体，并制作玻璃片。

5.一种光学元件的制造方法，其特征在于，具有如下工序：对权利要求4记载的模压成形用玻璃坯进行加热，使其模压成形。

6.一种光学元件的制造方法，其特征在于，具有如下工序：对由权利要求2或3记载的制造方法制作的玻璃成形体进行加工。

7.一种光学元件的制造方法，其特征在于：具有使熔融玻璃流出后供给到模压成形模具中，并在上述成形模具中将玻璃模压成形的工序，制作由权利要求1记载的制造方法得到光学玻璃形成的光学元件。

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