(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ３＋、Ｉｎ３＋またはＴｅ４＋を含まずに、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％、Ｂ３＋  ５〜５０％、Ｓｉ４＋  ０．５〜５０％、Ａｌ３＋  １〜２０％、Ｃａ２＋ １〜１５％、Ｍｇ２＋  ０〜１２％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％を含み、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋およびＳｒ２＋の合計含有量が１〜１５％、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量が０〜１０％、カチオン比でＡｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）が１〜１２．５、カチオン比でＡｌ３＋／Ｓｉ４＋が０．２以上である酸化物ガラスからなることを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
カチオン％表示で更にＬｉ＋  ０〜２０％、Ｎａ＋  ０〜１５％、Ｋ＋  ０〜１０％を含み、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量が０〜２０％である、請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
カチオン％表示で更にＬａ３＋  ０〜８％、Ｇｄ３＋  ０〜８％、Ｙ３＋  ０〜８％を含み、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量が０．１〜８％である、請求項１または２に記載の光学ガラス．
【請求項４】
カチオン％表示で更にＷ６＋  ０〜８％、Ｔａ５＋  ０〜５％、Ｎｂ５＋  ０〜８％、Ｚｒ４＋  ０〜８％、Ｔｉ４＋  ０〜１０％を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項５】
液相温度が８００℃以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項６】
分光透過率が７０％を示す波長λ７０が５９０ｎｍ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項７】
液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項８】
屈折率（ｎd）が１．８４以上、アッベ数（νd）が３０以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項９】
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５００℃以下である、請求項１〜８のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項１１】
ガラス原料を熔融して得られる熔融ガラスを流出し、該熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離して前記ガラス塊が冷却、固化する過程で請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学素子。
【請求項１３】
請求項１０に記載の精密プレス成形用プリフォームまたは請求項１１に記載の方法により製造した精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１４】
プリフォームをプレス成形型内に導入し、プリフォームとプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形する請求項１３に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１５】
予め加熱した前記プリフォームをプレス成形型内に導入し、精密プレス成形する請求項１３に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラス、該光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子に関するものである。また本発明は、上記精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子のそれぞれの製造方法に関するものでもある。
【背景技術】
【０００２】
レンズなどの光学素子を作製するための光学ガラスの中でも、高屈折率高分散ガラスは利用価値が高く、重要な位置を占めている。このような高屈折率高分散ガラスの例としては、特許文献１〜３に開示されているガラスがある。これらのガラスはいずれも高屈折率高分散特性を得るための多量のＢｉ２Ｏ３を含有させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０１０３９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２７９２６号公報
【特許文献３】特開２００７−７０１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでＢｉ２Ｏ３を多量に含むガラスを熔解、成形する場合、熔融ガラスの温度が高いと、白金などの金属系材料からなる、熔融ガラス蓄積容器、熔融ガラス攪拌棒、熔融ガラス導通パイプなどを侵蝕するという問題が生ずる。その結果、容器、攪拌棒、パイプの消耗が激しくなったり、侵蝕された金属系材料がガラス中に異物となって混入するという問題が生ずる。特に白金の侵蝕では、白金ブツがガラス中に異物として混入する他、白金イオンがガラス中に溶け込み、ガラスが着色するという問題も生じる。白金よりも耐熱性が低い金を使用した容器やパイプでは、容器の侵蝕は少ないが熔解の際に温度を上げすぎると容器やパイプが熔けてしまうこともある。また、非金属系容器、例えば、ＳｉＯ２坩堝やアルミナ坩堝を使用すると、ＳｉＯ２が侵蝕されてガラス中に溶け込むため、屈折率が所望の値よりも低くなったり、ガラス転移温度が上昇してしまうという問題が生じる。
【０００５】
このような事態を避けるには、流出する際の熔融ガラスの温度を低く抑えることが望まれるが、液相温度が高く安定性が十分でないガラスでは流出時のガラスの温度を低下させると結晶が析出し失透してしまうという問題が生ずる。
【０００６】
また、熔融ガラスの温度が高いと、前述の問題に加え、Ｂ２Ｏ３、アルカリ金属成分などの揮発性成分の揮発量が増加し、屈折率、アッベ数などの光学特性の変動や脈理の発生要因となる。
【０００７】
更に、光学素子を精密プレス成形で作製する際に使用するガラス製のプリフォームを熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離し、この熔融ガラス塊から直接成形する方法（熱間成形法という。）では、ガラスに風圧を加えて浮上状態で成形するので、流出時の熔融ガラスの温度が高いと、成形スタート時のガラスの粘度が低くなり、上記浮上が困難になるため熱間成形法ができなくなってしまう。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消し、安定性の優れた高屈折率高分散の光学ガラスを提供することを第一の目的とし、該光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子ならびにそれらの製造方法を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の第１および第２の目的を達成する本発明は、下記の（１）〜（２９）からなるものである。
（１）  Ｇａ３＋、Ｉｎ３＋またはＴｅ４＋を含まずに、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％、Ｂ３＋  ５〜５０％、Ｓｉ４＋  ０．５〜５０％、Ａｌ３＋  １〜２０％、Ｃａ２＋ １〜１５％、Ｍｇ２＋  ０〜１２％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％を含み、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋およびＳｒ２＋の合計含有量が１〜１５％、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量が０〜１０％、カチオン比でＡｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）が１〜１２．５、カチオン比でＡｌ３＋／Ｓｉ４＋が０．２以上である酸化物ガラスからなることを特徴とする光学ガラス。
（２）  カチオン％表示で更にＬｉ＋  ０〜２０％、Ｎａ＋  ０〜１５％、Ｋ＋  ０〜１０％を含み、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量が０〜２０％である、上記（１）に記載の光学ガラス。
（３）  カチオン％表示で更にＬａ３＋  ０〜８％、Ｇｄ３＋  ０〜８％、Ｙ３＋  ０〜８％を含み、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量が０．１〜８％である、上記（１）または（２）に記載の光学ガラス．
（４）  カチオン％表示で更にＷ６＋  ０〜８％、Ｔａ５＋  ０〜５％、Ｎｂ５＋  ０〜８％、Ｚｒ４＋  ０〜８％、Ｔｉ４＋  ０〜１０％を含む、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光学ガラス。
（５）  液相温度が８００℃以下である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の光学ガラス。
（６）  分光透過率が７０％を示す波長λ７０が５９０ｎｍ以下である、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の光学ガラス。
（７）  液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上である、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の光学ガラス。
（８）  屈折率（ｎd）が１．８４以上、アッベ数（νd）が３０以下である、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の光学ガラス。
（９）  ガラス転移温度（Ｔｇ）が５００℃以下である、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の光学ガラス。
（１０）  上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
（１１）  ガラス原料を熔融して得られる熔融ガラスを流出し、該熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離して前記ガラス塊が冷却、固化する過程で上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームに成形することを特徴とする精密プレス成形用プリフォームの製造方法。
（１２）  上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学素子。
（１３）  上記（１０）に記載の精密プレス成形用プリフォームまたは上記（１１）に記載の方法により製造した精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
（１４）  プリフォームをプレス成形型内に導入し、プリフォームとプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形する上記（１３）に記載の光学素子の製造方法。
（１５）  予め加熱した前記プリフォームをプレス成形型内に導入し、精密プレス成形する上記（１３）に記載の光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安定性に優れた高屈折率高分散の光学ガラスを提供することができた。
また本発明によれば、上記光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームおよび光学素子ならびにそれらの製造方法を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（光学ガラスＩ）
先ず上記（１）〜（１１）に記載された本発明の第１の態様の光学ガラス（光学ガラスＩという）について説明する。
【００１２】
光学ガラスＩは、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％を含む酸化物ガラスからなり、液相温度が８００℃以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
背景技術欄で記載したように、高屈折率高分散特性を付与するために多量のＢ２Ｏ３を含有させた従来の光学ガラスは、ガラス熔融容器、攪拌棒、パイプなどを侵蝕し、侵蝕により生じた異物が取り込まれるという問題があり、この問題を解消するために、ガラスの熔融温度や流出温度を液相温度よりも低下させると、失透してしまうという問題があったが、本発明者らは、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％を含む酸化物ガラスからなるにも拘らず、液相温度が８００℃以下で安定性に優れた光学ガラスＩを新たに提供することができた。
【００１４】
光学ガラスＩは、液相温度が８００℃以下であり、ガラスの熔融温度、流出温度を下げることができるので、上述のガラス熔融容器、攪拌棒、パイプなどの侵蝕およびこの侵蝕により生じた異物のガラスへの混入を防止することができる。また、前述のように着色原因となる白金イオン等のガラスへの溶け込み低減、屈折率低下やガラス転移温度上昇の原因となる容器等を構成するＳｉＯ２やアルミナ等のガラスへの溶け込み低減といった効果を得ることもできる。またＢ３＋のような揮発性成分を含む場合でも、熔融時や成形時の揮発性成分の揮発が抑制され、屈折率やアッベ数などの光学特性を安定して付与することができる。
【００１５】
光学ガラスＩは、液相温度が８００℃以下と低いので、精密プレス成形用プリフォームを有利に製造することができるが、この点については後述する。
【００１６】
光学ガラスＩにおいて、液相温度は８００℃以下であるが、７８０℃以下が好ましく、７６０℃以下が更に好ましく、７４０℃以下が特に好ましい。液相温度の下限の制限は特にないが、所要の光学特性とガラス転移温度を実現する上から概ね５５０℃以上とするのが望ましい。
【００１７】
Ｂｉ３＋を多量に含むにも拘らず、光学ガラスＩは、着色が少なく、分光透過率が７０％を示す波長（λ７０）が好ましくは５９０ｎｍ以下であるが、５７０ｎｍ以下がより好ましく、５５０ｎｍがさらに好ましく、５４０ｎｍが特に好ましい。
【００１８】
光学ガラスＩは、液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であるのが好ましい。液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であるので、熔融ガラスを連続して鋳型に鋳込み、ガラス成形体を製造する場合でも、内部脈理の発生を低減、抑制することができる。またプリフォームを後述する浮上成形法で成形することもできる。
【００１９】
光学ガラスＩにおいて、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上であるが、３ｄＰａ・ｓ以上がより好ましく、４ｄＰａ・ｓ以上が更に好ましく、６ｄＰａ・ｓ以上が特に好ましい。粘度の上限の制限はないが、目安として３０ｄＰａ・ｓ以下である。
【００２０】
光学ガラスＩは、高屈折率高分散特性を有する。具体的には、屈折率ｎdは好ましくは１．８４以上、より好ましくは１．９０以上、更に好ましくは１．９５以上であり、アッベ数νdは好ましくは３０以下、より好ましくは２７．５以下、更に好ましくは２５以下である。屈折率の上限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から２．２以下とすることが好ましい。アッベ数の下限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から１０以上とすることが好ましい。
【００２１】
光学ガラスＩは、低温軟化性を有し、具体的には、ガラス転移温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４８０℃以下、更に好ましくは４６０℃以下、更に好ましくは４４０℃以下、最も好ましくは４２０℃以下である。ガラス転移温度は特に下限に制限はないが、上記屈折率、アッベ数、液相温度を維持する上からガラス転移温度の下限を３００℃とすることが好ましい。このようにガラスＩはガラス転移温度が低いので、ガラス素材を加熱し、プレス成形してガラス成形品を作製する用途に適している。ガラス転移温度が低いと比較的低い加熱温度でもプレス成形が可能なので、プレス成形型などの劣化、消耗を低減、防止することができる。特に、精密ブレス成形のようにプレス成形型の成形面を高精度に維持しつつ、成形を多数回繰り返し行う用途に光学ガラスＩは好適である。
【００２２】
光学ガラスＩは耐候性にも優れている。ガラスの耐候性は、ヘイズ値を指標に表すことができる。ヘイズ値とは、両面光学研磨したガラス平板の研磨面に対し垂直に白色光を透過させたときの全透過光強度に対する散乱光強度の比、つまり“散乱光強度／透過光強度”を％表示したものである。光学ガラスＩは、好ましくは１０以下のヘイズ値、より好ましくは６以下のヘイズ値、更に好ましくは４以下のヘイズ値、最も好ましくは０．１〜３のヘイズ値を有する。ヘイズ値の大きいガラスは、ガラスに付着する水滴や水蒸気および使用環境におけるガラスなど種々の化学成分によって、ガラスが侵蝕されたり、ガラス表面に反応物が生成したりする速度の大きい、いわゆる化学的耐久性が低いガラスである。このようなガラスを光学素子として用いる場合、ガラスの侵蝕やガラス表面の生成物が原因で、光学ガラス素子の表面に異物が発生し、透過率等の光学特性が低下する恐れがあるため、このようなガラスは光学ガラス組成物として好ましくない。特に精密ブレス成形用プリフォームを作る場合、表面に変質層が生じると精密プレス成形に悪影響が生じるため、上記用途に使用する場合にはガラスの耐候性には十分注意を払う必要がある。光学ガラスＩは、ヘイズ値が小さいため、上述の問題点を有しない。
【００２３】
次に、光学ガラスＩの組成について説明する。以下、各成分の含有量はカチオン％表示とする。
【００２４】
Ｂｉ３＋は屈折率、分散をともに高める働きをする成分であるが、過剰の導入により安定性が低下するとともに、ガラス中にコロイドとして析出して光の散乱源になるため、その含有量を３０〜７０％とする。Ｂｉ３＋の含有量の好ましい範囲は３２〜６５％、より好ましい範囲は３５〜６０％、更に好ましい範囲は３７〜５７％、一層好ましい範囲は４０〜５５％である。
【００２５】
光学ガラスＩは、Ｂｉ３＋とともにカチオン％表示で更にＢ３＋  ５〜５０％、Ｓｉ４＋  ０．５〜５０％、Ａｌ３＋  １〜２０％を含むことが好ましい。
【００２６】
Ｂ３＋はネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、熔融性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を５〜５０％とすることが好ましい。Ｂ３＋の含有量のより好ましい範囲は７．５〜５０％、更に好ましい範囲は１０〜５０％、一層好ましい範囲は１２．５〜４５％、より一層好ましい範囲は１５〜４５％である。
【００２７】
Ｓｉ４＋もネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、化学的耐久性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率や熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を０．５〜５０％とすることが好ましい。Ｓｉ４＋の含有量のより好ましい範囲は１〜４０％、更に好ましい範囲は１〜３０％、一層好ましい範囲は２〜２０％、より一層好ましい範囲は２〜１５％である。
【００２８】
Ａｌ３＋はガラスの安定性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる働きをするが、過剰の導入により安定性、屈折率、熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を１〜２０％とすることが好ましい。Ａｌ３＋の含有量のより好ましい範囲は１〜１８％、更に好ましい範囲は１〜１６％、一層好ましい範囲は１〜１５％、より一層好ましい範囲は１〜１３％である。
【００２９】
光学ガラスＩはこれら４成分のみでもガラス安定性を十分維持することが可能であり、その場合、Ｂｉ３＋とともにカチオン％表示で更にＢ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋の合計含有量を９６％以上とすることが好ましく、９７％以上とすることがより好ましく、９８％以上とすることが更に好ましく、９９％以上とすることが一層好ましい。前記合計含有量を１００％にすることもできる。なお、上記４成分以外の残部にＧａ３＋を導入する場合はその量を０〜２％とする。Ｇａ３＋は比較的分子容が大きく、Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋を基本成分とする組成に導入すると安定性が低下する。したがって、Ｇａ３＋の含有量を好ましくは０〜２％、より好ましくは０〜１％にする。Ｇａ３＋は安定性を低下させるとともに、極めて高価な成分であることから、Ｇａ３＋を導入しないことがより好ましい。この場合、より好ましい組成範囲は、後述する光学ガラスIVの組成範囲と同様である。
【００３０】
光学ガラスＩはＢｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋に加えてアルカリ土類金属成分を含むことができる。その場合、カチオン％表示で更にＣａ２＋  ０．５〜２０％、Ｍｇ２＋  ０〜１５％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％を含み、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋およびＳｒ２＋の合計含有量（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）が１〜２０％であり、カチオン比でＡｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）が０．２〜２０％であることが好ましい。Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋およびＳｒ２＋はＡｌ３＋と共存することによりガラスの安定性を飛躍的に向上させる働きをする。特にＣａ２＋はＡｌ３＋との混合によりガラスフォーマーの役割を果たし、Ｂｉ３＋を必須成分とするガラスの安定性向上に大きく寄与する。また、熔融性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる働きをする。しかし、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋を過剰に導入すると安定性が逆に低下し、屈折率も低下する。こうした事情を勘案して合計含有量（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）およびＣａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋の各含有量、カチオン比Ａｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）を上記範囲とする。この場合、より好ましい組成範囲は、後述する光学ガラスIIの組成範囲と同様である。
【００３１】
光学ガラスＩはＢｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋に加えてアルカリ金属成分を含むことができる。その場合、カチオン％表示で更にＬｉ＋  ０〜２０％、Ｎａ＋  ０〜１５％、Ｋ＋  ０〜１０％を含み、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量が０〜２０％であることが好ましい。Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋はガラス転移温度を低下させ、熔融性を向上させる働きをするが、過剰に導入するとガラスの安定性を低下させる傾向を示すほか、化学的耐久性も低下させる働きも示す。また、アルカリ金属成分は高温で揮発性を示すため、高温状態のガラス表面から揮発し、屈折率、アッベ数の変動要因になったり、脈理発生の原因になるため、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋の各含有量とＬｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量を上記範囲にすることが好ましい。この態様では、安定性を低下させないようにするため、Ｇａ３＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋の含有量に制限を課す。Ｇａ３＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋は比較的分子容が大きい。こうした分子容が大きいカチオン成分を、Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋を基本成分とする組成に導入すると安定性が低下する。したがって、本態様においては、Ｇａ３＋の含有量を０〜２％、好ましくは０〜１％に限定する。Ｇａ３＋は安定性を低下させるとともに、極めて高価な成分であることから、Ｇａ３＋を導入しないことがより好ましい。Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋については、合計量で０〜１０％に制限する。Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量の好ましい範囲は０〜７％、より好ましい範囲は０〜５％、更に好ましい範囲は０〜３％、一層好ましい範囲は０〜１％であり、より一層好ましくはＢａ２＋およびＺｎ２＋を導入しない。本態様においては、安定性を良好に保つ上から、カチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を０．２以上、好ましくは０．３以上とする。前記カチオン比が０．２未満になるとガラスの安定性が著しく低下する。一方、ガラスの熔融性を良好に維持する上からカチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を５以下とすることが好ましく、４．５以下とすることがより好ましく、４以下とすることが更に好ましい。本態様のより好ましい組成範囲は、後述する光学ガラスIIIの組成範囲と同様である。
【００３２】
光学ガラスＩはＢｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋に加えてＬａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋を含むことができる。その場合、カチオン％表示で更にＬａ３＋  ０〜８％、Ｇｄ３＋  ０〜８％、Ｙ３＋  ０〜８％含み、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量が０．１〜８％であることが好ましい。Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋は屈折率を高めるとともに、化学的耐久性も高める働きをするが、過剰に導入すると安定性が低下するため、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋の各含有量とＬａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量を上記範囲にすることが好ましい。
【００３３】
この場合、更にカチオン％表示でＷ６＋  ０〜８％、Ｔａ５＋  ０〜５％、Ｎｂ５＋  ０〜８％、Ｚｒ４＋  ０〜８％、Ｔｉ４＋  ０〜１０％を含むことが好ましい。
【００３４】
Ｗ６＋、Ｔａ５＋はともに屈折率を高める働きをするが、過剰に導入するとガラスの安定性が低下するため、各含有量を上記範囲とする。
【００３５】
Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋、Ｔｉ４＋は屈折率を高める働きをするが、Ｂｉ３＋に比べてガラス転移温度を上昇させる働きが強いので、各含有量を上記範囲とする。
なお、この場合もより好ましい組成範囲は、後述する光学ガラスIIIの組成範囲と同様である。
【００３６】
（光学ガラスII）
次に上記（１２）〜（２０）に記載された、本発明の第２の態様の光学ガラス（光学ガラスIIという）について説明する。
【００３７】
光学ガラスIIは、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％、Ｂ３＋  ５〜５０％、Ｓｉ４＋  ０．５〜５０％、Ａｌ３＋  １〜２０％、Ｃａ２＋  ０．５〜２０％、Ｍｇ２＋  ０〜１５％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％を含み、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋およびＳｒ２＋の合計含有量（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）が１〜２０％、カチオン比でＡｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）が０．２〜２０であることを特徴とするものである。
【００３８】
光学ガラスIIにおいて、Ｂｉ３＋は屈折率、分散をともに高める働きをする成分であるが、過剰の導入により安定性が低下するとともに、ガラス中にコロイドとして析出して光の散乱源になるため、その含有量を３０〜７０％とする。Ｂｉ３＋の含有量の好ましい範囲は３２〜６５％、より好ましい範囲は３５〜６０％、更に好ましい範囲は３７〜５７％、最も好ましい範囲は４０〜５５％である。
【００３９】
Ｂ３＋はネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、熔融性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を５〜５０％とする。Ｂ３＋の含有量の好ましい範囲は７．５〜５０％、より好ましい範囲は１０〜５０％、更に好ましい範囲は１２．５〜４５％、最も好ましい範囲は１５〜４５％である。
【００４０】
Ｓｉ４＋もネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、化学的耐久性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率や熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を０．５〜５０％とする。Ｓｉ４＋の含有量の好ましい範囲は１〜４０％、より好ましい範囲は１〜３０％、更に好ましい範囲は２〜２０％、最も好ましい範囲は２〜１５％である。
【００４１】
Ａｌ３＋はガラスの安定性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる働きをするが、過剰の導入により安定性、屈折率、熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を１〜２０％とする。Ａｌ３＋の含有量の好ましい範囲は１〜１８％、より好ましい範囲は１〜１６％、更に好ましい範囲は１〜１５％、最も好ましい範囲は１〜１３％である。
【００４２】
光学ガラスIIにおいて、安定性を良好に保つ上から、カチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を０．２以上にすることが好ましく、０．３以上とすることがより好ましい。前記カチオン比が０．２未満になるとガラスの安定性が著しく低下する。一方、ガラスの熔融性を良好に維持する上からカチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を５以下とすることが好ましく、４．５以下とすることがより好ましく、４以下とすることが更に好ましい。
【００４３】
Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋およびＳｒ２＋は、Ａｌ３＋と共存することによりガラスの安定性を飛躍的に向上させる働きをする。特にＣａ２＋はＡｌ３＋との混合によりガラスフォーマーの役割を果たし、Ｂｉ３＋を必須成分とするガラスの安定性向上に大きく寄与する。また、熔解性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる働きもする。しかし、過剰の導入により安定性が逆に低下し、屈折率も低下するため、その合計含有量（Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋）を１〜２０％とする。合計含有量の好ましい範囲は１〜１５％、より好ましい範囲は１〜１２％、更に好ましい範囲は１〜１０％、最も好ましい範囲は１〜７．５％である。また、カチオン％表示でＣａ２＋  ０．５〜２０％、Ｍｇ２＋  ０〜１５％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％を含有し、より好ましい範囲はそれぞれＣａ２＋  １〜１５％、Ｍｇ２＋  ０〜１２％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％である。更に好ましい範囲はそれぞれＣａ２＋  １〜１０％、Ｍｇ２＋  ０〜７％、Ｓｒ２＋  ０〜４％である。最も好ましい範囲はそれぞれＣａ２＋  １〜７％、Ｍｇ２＋  ０〜５％、Ｓｒ２＋  ０〜２％である。また、Ａｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）のカチオン比が０．２〜２０であり、より好ましい範囲は０．１〜１７、更に好ましい範囲は１〜１２．５、最も好ましい範囲は１〜１０である。
【００４４】
光学ガラスIIでは、安定性を低下させないためにＧａ３＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋の含有量に次の制限を課すことが望ましい。Ｇａ３＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋は比較的分子容が大きい。こうした分子容が大きいカチオン成分を、Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋を基本成分とする組成に導入すると安定性が低下する。したがって、光学ガラスIIにおいては、Ｇａ３＋の含有量を０〜２％とすることが好ましく、０〜１％とすることがより好ましい。Ｇａ３＋は上記のように安定性を低下させるとともに、極めて高価な成分であることから、Ｇａ３＋を導入しないことが更に好ましい。Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋については、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量を０〜１０％に制限することが好ましく、０〜７％の範囲にすることがより好ましく、０〜５％の範囲にすることが更に好ましく、０〜３％の範囲にすることが一層好ましく、０〜１％の範囲にすることがより一層好ましく、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を導入しないことが最も好ましい。
【００４５】
光学ガラスIIは、更にＬｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋を含むことができる。Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋などのアルカリ金属成分は、ガラス転移温度を低下させ、熔解性を向上させる働きをするが、光学ガラスIIに導入するとガラスの安定性を低下させる傾向を示すほか、化学的耐久性も低下させる傾向を示す。また、アルカリ金属成分は揮発性を示すため、高温状態のガラスの表面から揮発し、屈折率、アッベ数の変動要因になったり、脈理発生の原因になる。したがって、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量は０〜２０％が好ましく、より好ましい範囲は０〜１５％、更に好ましい範囲は０〜１２％、更に好ましい範囲は０〜１０％、最も好ましい範囲は０〜８％である。また、各成分の範囲は、Ｌｉ＋  ０〜２０％、Ｎａ＋  ０〜１５％、Ｋ＋  ０〜１０％が好ましく、より好ましい範囲はそれぞれＬｉ＋  ０〜１５％、Ｎａ＋  ０〜１２％、Ｋ＋  ０〜８％、更に好ましい範囲はＬｉ＋  ０〜１２％、Ｎａ＋  ０〜１０％、Ｋ＋  ０〜５％、更に好ましい範囲はＬｉ＋  ０〜１０％、Ｎａ＋  ０〜７％、Ｋ＋  ０〜４％、最も好ましい範囲はＬｉ＋  ０〜７％、Ｎａ＋  ０〜５％、Ｋ＋  ０〜２％である。
【００４６】
光学ガラスIIはアルカリ金属成分を含まない場合であってもガラス転移温度が低く、熔解性も十分なので、アルカリ金属成分を必要としない。したがって、安定性や化学的耐久性の一層の向上、光学特性の安定化、脈理防止の観点からＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋のいずれも導入しないことが好ましい。
【００４７】
光学ガラスIIは、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋を含むことができる。Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋は屈折率を高めるとともに化学的耐久性も高める働きをするが、過剰の導入により安定性が低下するため、Ｌａ３＋の含有量を０〜８％とすることが好ましく、０〜６％とすることがより好ましく、０〜５％とすることが更に好ましく、０〜４％とすることが最も好ましい。Ｇｄ３＋の含有量は０〜８％とすることが好ましく、０〜６％とすることがより好ましく、０〜５％とすることが更に好ましく、０〜４％とすることが最も好ましい。Ｙ３＋の含有量は０〜８％とすることが好ましく、０〜６％とすることがより好ましく、０〜５％とすることが更に好ましく、０〜４％とすることが最も好ましい。
【００４８】
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋はいずれも任意成分であるから、光学ガラスIIにおいて、これら成分を導入しないことも可能である。しかし、屈折率の増加と化学的耐久性の一層の向上を優先させる場合は、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量を０．１〜８％とすることが好ましく、０．５〜６％とすることがより好ましく、１〜５％とすることが更に好ましく、１〜４％とすることが最も好ましい。
【００４９】
光学ガラスIIはＷ６＋、Ｔａ５＋、Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋およびＴｉ４＋を含有することができる。
【００５０】
Ｗ６＋は屈折率を高める働きをするが、過剰に導入するとガラスの安定性が低下するため、その含有量を０〜８％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜３％とすることが最も好ましい。
【００５１】
Ｔａ５＋も屈折率を高める働きをするが、過剰に導入すると安定性が低下するため、その含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜４％とすることがより好ましく、０〜３％とすることが更に好ましく、０％にすることがいっそう好ましい。
【００５２】
Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋およびＴｉ４＋は屈折率を高める働きをするが、Ｂｉ３＋に比べてガラス転移温度を上昇させる働きが強い。したがって、これら成分の導入、増量により安定性を維持しつつ、屈折率を高めようとするとガラス転移温度の上昇は避けられない。したがって、Ｎｂ５＋の含有量は０〜８％が好ましく、より好ましい範囲は０〜５％、更に好ましい範囲は０〜３％であり、導入しないことが最も好ましい。Ｚｒ４＋の含有量は０〜８％が好ましく、より好ましい範囲は０〜５％、更に好ましい範囲は０〜３％であり、導入しないことが最も好ましい。Ｔｉ４＋の含有量は０〜１０％が好ましく、より好ましい範囲は０〜９％、更に好ましい範囲は０〜８％、更に好ましい範囲は０〜６％、最も好ましい範囲は０〜４％である。
【００５３】
光学ガラスIIは、更にＧａ３＋、Ｉｎ３＋、Ｇｅ４＋、Ｐ５＋、Ｃｅ４＋などを導入することができる。
【００５４】
しかしＧａ３＋、Ｉｎ３＋、Ｇｅ４＋は高価な成分であり、これらの成分を含有させなくてもガラスが所要の性質、特性を具備するのであれば、導入しなくてもよい。
【００５５】
Ｐ５＋は過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を０〜３％にすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０％にすることが一層好ましい。
【００５６】
Ｃｅ４＋はＢｉ３＋がコロイドとして析出するのを抑える働きをするが、過剰の添加によってガラスが着色するので、その含有量を０〜２％に抑えることが好ましく、０〜１％に抑えることがより好ましい。光学ガラスIIはＣｅ４＋を添加しなくても上記コロイドが析出しにくいガラスであり、Ｃｅ４＋は添加により透過率が悪化する場合もあり、後述するプレス成形型の成形面を劣化させるおそれがあることから、Ｃｅ４＋を導入しないことが更に好ましい。
【００５７】
Ｐｂ４＋、Ｔｅ４＋、Ｃｄ２＋、Ｔｌ＋、Ｔｈ４＋は屈折率を高めるが毒性があるため、環境への負荷を低減する上から添加、導入しないことが好ましい。
【００５８】
なおＰｂ４＋は還元雰囲気中で精密プレス成形する際、ガラス表面付近のＰｂイオンが還元されて金属鉛として析出し、プレス成形型に付着し、型成形面のガラスへの精密転写を妨げるから、こうした現象を防止する上からもＰｂをガラスに導入しないことが望ましい。
【００５９】
この他、清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を添加することができる。Ｓｂ２Ｏ３の添加量は外割添加で０〜１質量％の範囲が好ましく、０〜０．５質量％の範囲がより好ましい。
【００６０】
またＡｓ２Ｏ３は強力な酸化作用を示し、型成形面も著しく劣化させることから、こうした劣化を防止する上からもＡｓ２Ｏ３をガラスに添加しないことが望ましい。
【００６１】
光学ガラスIIにおいて、液相温度は好ましくは８００℃以下、λ７０は好ましくは５９０ｎｍ以下、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上である。
【００６２】
光学ガラスIIは、液相温度が８００℃以下であり、ガラスの熔融温度、流出温度を下げることができるので、上述のガラス熔融容器、攪拌棒、パイプなどの侵蝕およびこの侵蝕により生じた異物のガラスへの混入を防止することができる。  また、前述のように、着色原因となる白金イオン等のガラスへの溶け込み低減、屈折率低下やガラス転移温度上昇の原因となる容器等を構成するＳｉＯ２やアルミナ等のガラスへの溶け込み低減といった効果を得ることもできる。またＢ３＋のような揮発性成分を含む場合でも、熔融時や成形時の揮発性成分の揮発が抑制され、屈折率やアッベ数などの光学特性を安定して付与することができる。
【００６３】
光学ガラスIIは、液相温度が８００℃以下と低いので、精密プレス成形用プリフォームを有利に製造することができるが、この点については後述する。
【００６４】
光学ガラスIIにおいて、液相温度は好ましくは８００℃以下であるが、７８０℃以下がより好ましく、７６０℃以下が更に好ましく、７４０℃以下が特に好ましい。液相温度の下限の制限は特にないが、所要の光学特性とガラス転移温度を実現する上から概ね５５０℃以上とするのが望ましい。
【００６５】
Ｂｉ３＋を多量に含むにも拘らず、光学ガラスIIは、着色が少なく、λ７０が好ましくは５９０ｎｍ以下であるが、５７０ｎｍ以下がより好ましく、５５０ｎｍが更に好ましく、５４０ｎｍが特に好ましい。
【００６６】
光学ガラスIIは、液相温度における粘度が好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上である。液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であるので、熔融ガラスを連続して鋳型に鋳込み、ガラス成形体を製造する場合でも、内部脈理の発生を低減、抑制することができる。またプリフォームを浮上成形法で成形することもできる。
【００６７】
光学ガラスIIにおいて、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上であるが、３ｄＰａ・ｓ以上がより好ましく、４ｄＰａ・ｓ以上が更に好ましく、６ｄＰａ・ｓ以上が特に好ましい。粘度の上限の制限はないが、目安として３０ｄＰａ・ｓ以下である。
【００６８】
光学ガラスIIは、高屈折率高分散特性を有する。具体的には、屈折率ｎdは好ましくは１．８４以上、より好ましくは１．９０以上、更に好ましくは１．９５以上であり、アッベ数νdは好ましくは３０以下、より好ましくは２７．５以下、更に好ましくは２５以下である。屈折率の上限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から２．２以下とすることが好ましい。アッベ数の下限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から１０以上とすることが好ましい。
【００６９】
光学ガラスIIは、低温軟化性を有し、具体的には、ガラス転移温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４８０℃以下、更に好ましくは４６０℃以下、更に好ましくは４４０℃以下、最も好ましくは４２０℃以下である。ガラス転移温度は特に下限に制限はないが、上記屈折率、アッベ数、液相温度を維持する上からガラス転移温度の下限を３００℃とすることが好ましい。このようにガラスIIはガラス転移温度が低いので、ガラス素材を加熱し、プレス成形してガラス成形品を作製する用途に適している。ガラス転移温度が低いと比較的低い加熱温度でもプレス成形が可能なので、プレス成形型などの劣化、消耗を低減、防止することができる。特に、精密ブレス成形のようにプレス成形型の成形面を高精度に維持しつつ、成形を多数回繰り返し行う用途に光学ガラスIIは好適である。
【００７０】
光学ガラスIIは耐候性にも優れている。ガラスの耐候性は、ヘイズ値を指標に表すことができる。ヘイズ値とは、両面光学研磨したガラス平板の研磨面に対し垂直に白色光を透過させたときの全透過光強度に対する散乱光強度の比、つまり“散乱光強度／透過光強度”を％表示したものである。光学ガラスIIは、好ましくは１０以下のヘイズ値、より好ましくは６以下のヘイズ値、更に好ましくは４以下のヘイズ値、最も好ましくは０．１〜３のヘイズ値を有する。ヘイズ値の大きいガラスは、ガラスに付着する水滴や水蒸気および使用環境におけるガラスなど種々の化学成分によって、ガラスが侵蝕されたり、ガラス表面に反応物が生成したりする速度の大きい、いわゆる化学的耐久性が低いガラスである。このようなガラスを光学素子として用いる場合、ガラスの侵蝕やガラス表面の生成物が原因で、光学ガラス素子の表面に異物が発生し、透過率等の光学特性が低下する恐れがあるため、このようなガラスは光学ガラス組成物として好ましくない。特に精密ブレス成形用プリフォームを作る場合、表面に変質層が生じると精密プレス成形に悪影響が生じるため、上記用途に使用する場合にはガラスの耐候性には十分注意を払う必要がある。光学ガラスIIは、ヘイズ値が小さいため、上述の問題点を有しない。
【００７１】
（光学ガラスIII）
次に上記（２１）〜（２７）に記載された、本発明の第３の態様の光学ガラス（光学ガラスIIIという）について説明する。
【００７２】
光学ガラスIIIは、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％、Ｂ３＋  ５〜５０％、Ｓｉ４＋  ０．５〜５０％、Ａｌ３＋  １〜２０％、Ｌｉ＋  ０〜２０％、Ｎａ＋  ０〜１５％、Ｋ＋  ０〜１０％を含み、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量が０〜２０％、Ｂａ２＋とＺｎ２＋の合計含有量が０〜１０％、カチオン比でＡｌ３＋／Ｓｉ４＋が０．２以上であることを特徴とするものである。
【００７３】
光学ガラスIIIにおいて、Ｂｉ３＋は屈折率、分散をともに高める働きをする成分であるが、過剰の導入により安定性が低下するとともに、ガラス中にコロイドとして析出して光の散乱源になるため、その含有量を３０〜７０％とする。Ｂｉ３＋の含有量の好ましい範囲は３２〜６５％、より好ましい範囲は３５〜６０％、更に好ましい範囲は３７〜５７％、最も好ましい範囲は４０〜５５％である。
【００７４】
Ｂ３＋はネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、熔融性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を５〜５０％とする。Ｂ３＋の含有量の好ましい範囲は７．５〜５０％、より好ましい範囲は１０〜５０％、更に好ましい範囲は１２．５〜４５％、最も好ましい範囲は１５〜４５％である。
【００７５】
Ｓｉ４＋もネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、化学的耐久性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率や熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を０．５〜５０％とする。Ｓｉ４＋の含有量の好ましい範囲は１〜４０％、より好ましい範囲は１〜３０％、更に好ましい範囲は２〜２０％、最も好ましい範囲は２〜１５％である。
【００７６】
Ａｌ３＋はガラスの安定性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる働きをするが、過剰の導入により安定性、屈折率、熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を１〜２０％とする。Ａｌ３＋の含有量の好ましい範囲は１〜１８％、より好ましい範囲は１〜１６％、更に好ましい範囲は１〜１５％、最も好ましい範囲は１〜１３％である。
【００７７】
光学ガラスIIIにおいて、安定性を良好に保つ上から、カチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を０．２以上にする。前記カチオン比の好ましい範囲は０．３以上である。前記カチオン比が０．２未満になるとガラスの安定性が著しく低下する。一方、ガラスの熔融性を良好に維持する上からカチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を５以下とすることが好ましく、４．５以下とすることがより好ましく、４以下とすることが更に好ましい。
【００７８】
光学ガラスIIIは、更にＬｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋を含むことができる。Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋などのアルカリ金属成分は、ガラス転移温度を低下させ、熔解性を向上させる働きをするが、光学ガラスIIIに導入するとガラスの安定性を低下させる傾向を示すほか、化学的耐久性も低下させる傾向を示す。また、アルカリ金属成分は揮発性を示すため、高温状態のガラスの表面から揮発し、屈折率、アッベ数の変動要因になったり、脈理発生の原因になる。したがって、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量は０〜２０％であり、好ましい範囲は０〜１５％、より好ましい範囲は０〜１２％、更に好ましい範囲は０〜１０％、最も好ましい範囲は０〜８％である。また、各成分の範囲は、Ｌｉ＋  ０〜２０％、Ｎａ＋  ０〜１５％、Ｋ＋  ０〜１０％であり、好ましい範囲はそれぞれＬｉ＋  ０〜１５％、Ｎａ＋  ０〜１２％、Ｋ＋  ０〜８％、より好ましい範囲はＬｉ＋  ０〜１２％、Ｎａ＋  ０〜１０％、Ｋ＋  ０〜５％、更に好ましい範囲はＬｉ＋  ０〜１０％、Ｎａ＋  ０〜７％、Ｋ＋  ０〜４％、最も好ましい範囲はＬｉ＋  ０〜７％、Ｎａ＋  ０〜５％、Ｋ＋  ０〜２％である。
【００７９】
光学ガラスIIIはアルカリ金属成分を含まない場合であってもガラス転移温度が低く、熔解性も十分なので、アルカリ金属成分を必須成分としない。したがって、安定性や化学的耐久性の一層の向上、光学特性の安定化、脈理防止の観点からＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋のいずれも導入しないことが好ましい。
【００８０】
一方、精密プレス成形などのプレス成形時の温度やアニール温度などをより低下させることを目的にガラス転移温度の一層低下を優先する場合は、上記範囲内でＬｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量を０．５％以上にすることが好ましく、１％以上にすることがより好ましい。
【００８１】
Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋を必須成分とする光学ガラスIIIにおいて、Ｇａ３＋、Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋といった分子容の大きい成分を多量に導入するとガラスの安定性が著しく低下する。したがって、安定性を維持する上から、Ｇａ３＋の含有量を０〜２％の範囲に制限する。Ｇａ３＋は高価な成分であることと安定性を低下させやすい成分であることを勘案すると、Ｇａ３＋の含有量を０〜１％とすることが好ましく、Ｇａ３＋を導入しないことがより好ましい。Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋についても、合計量で０〜１０％に制限する。ガラスの安定性を維持する上からＢａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量を０〜７％の範囲にすることが好ましく、０〜５％の範囲にすることがより好ましく、０〜３％の範囲にすることが更に好ましく、０〜１％の範囲にすることが一層好ましく、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の両成分ともに導入しないことが最も好ましい。
【００８２】
Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋およびＳｒ２＋は、Ａｌ３＋と共存することによりガラスの安定性を向上させる働きをするので導入してもよい。特にＣａ２＋はＡｌ３＋との混合によりガラスフォーマーの役割を果たし、Ｂｉ３＋を必須とするガラスの安定性向上に大きく寄与する。また、熔解性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる働きもする。しかし、過剰の導入により安定性が逆に低下し、屈折率も低下するため、その合計含有量（Ｍｇ２＋＋Ｃａ２＋＋Ｓｒ２＋）を０〜２０％とすることが好ましい。合計含有量のより好ましい範囲は０〜１５％、更に好ましい範囲は０〜１２％、一層好ましい範囲は０〜１０％、より一層好ましい範囲は０〜７．５％である。また、カチオン％表示で好ましくはＣａ２＋  ０〜２０％、Ｍｇ２＋  ０〜１５％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％を含有し、より好ましい範囲はそれぞれＣａ２＋  ０〜１５％、Ｍｇ２＋  ０〜１２％、Ｓｒ２＋  ０〜１０％である。更に好ましい範囲はそれぞれＣａ２＋  ０〜１０％、Ｍｇ２＋  ０〜７％、Ｓｒ２＋  ０〜４％である。一層好ましい範囲はそれぞれＣａ２＋  ０〜７％、Ｍｇ２＋  ０〜５％、Ｓｒ２＋  ０〜２％である。また、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋およびＳｒ２＋を合計量で１％以上導入する場合は、Ａｌ３＋／（Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋＋Ｓｒ２＋）のカチオン比を０．２〜２０とすることが好ましく、０．１〜１７とすることがより好ましく、１〜１２．５とすることが更に好ましく、１〜１０とすることが一層好ましい。
【００８３】
光学ガラスIIIは、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋を含むことができる。Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋は屈折率を高めるとともに化学的耐久性も高める働きをするが、過剰の導入により安定性が低下するため、Ｌａ３＋の含有量を０〜８％とすることが好ましく、０〜６％とすることがより好ましく、０〜５％とすることが更に好ましく、０〜４％とすることが最も好ましい。Ｇｄ３＋の含有量は０〜８％とすることが好ましく、０〜６％とすることがより好ましく、０〜５％とすることが更に好ましく、０〜４％とすることが最も好ましい。Ｙ３＋の含有量は０〜８％とすることが好ましく、０〜６％とすることがより好ましく、０〜５％とすることが更に好ましく、０〜４％とすることが最も好ましい。
【００８４】
Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋はいずれも任意成分であるから、光学ガラスIIIにおいて、これら成分を導入しないことも可能である。しかし、屈折率の増加と化学的耐久性の一層の向上を優先させる場合は、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋およびＹ３＋の合計含有量を０．１〜８％とすることが好ましく、０．５〜６％とすることがより好ましく、１〜５％とすることが更に好ましく、１〜４％とすることが最も好ましい。
【００８５】
光学ガラスIIIはＷ６＋、Ｔａ５＋、Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋およびＴｉ４＋を含有することができる。
【００８６】
Ｗ６＋は屈折率を高める働きをするが、過剰に導入するとガラスの安定性が低下するため、その含有量を０〜８％とすることが好ましく、０〜５％とすることがより好ましく、０〜３％とすることが最も好ましい。
【００８７】
Ｔａ５＋も屈折率を高める働きをするが、過剰に導入すると安定性が低下するため、その含有量を０〜５％とすることが好ましく、０〜４％とすることがより好ましく、０〜３％とすることが更に好ましく、０％にすることがいっそう好ましい。
【００８８】
Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋およびＴｉ４＋は屈折率を高める働きをするが、Ｂｉ３＋に比べてガラス転移温度を上昇させる働きが強い。したがって、これら成分の導入、増量により安定性を維持しつつ、屈折率を高めようとするとガラス転移温度の上昇は避けられない。したがって、Ｎｂ５＋の含有量は０〜８％が好ましく、より好ましい範囲は０〜５％、更に好ましい範囲は０〜３％であり、導入しないことが最も好ましい。Ｚｒ４＋の含有量は０〜８％が好ましく、より好ましい範囲は０〜５％、更に好ましい範囲は０〜３％であり、導入しないことが最も好ましい。Ｔｉ４＋の含有量は０〜１０％が好ましく、より好ましい範囲は０〜９％、更に好ましい範囲は０〜８％、更に好ましい範囲は０〜６％、最も好ましい範囲は０〜４％である。
【００８９】
光学ガラスIIIは、更にＧａ３＋、Ｉｎ３＋、Ｇｅ４＋、Ｐ５＋、Ｃｅ４＋などを導入することができる。
【００９０】
しかしＧａ３＋、Ｉｎ３＋、Ｇｅ４＋は高価な成分であり、これらの成分を含有させなくてもガラスが所要の性質、特性を具備するのであれば、導入しなくてもよい。
【００９１】
Ｐ５＋は過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を０〜３％にすることが好ましく、０〜２％とすることがより好ましく、０〜１％とすることが更に好ましく、０％にすることが一層好ましい。
【００９２】
Ｃｅ４＋はＢｉ３＋がコロイドとして析出するのを抑える働きをするが、過剰の添加によってガラスが着色するので、その含有量を０〜２％に抑えることが好ましく、０〜１％に抑えることがより好ましい。光学ガラスIIIはＣｅ４＋を添加しなくても上記コロイドが析出しにくいガラスであり、Ｃｅ４＋は添加により透過率が悪化する場合もあり、後述するプレス成形型の成形面を劣化させるおそれがあることから、Ｃｅ４＋を導入しないことが更に好ましい。
【００９３】
Ｐｂ４＋、Ｔｅ４＋、Ｃｄ２＋、Ｔｌ＋、Ｔｈ４＋は屈折率を高めるが毒性があるため、環境への負荷を低減する上から添加、導入しないことが好ましい。
【００９４】
なおＰｂ４＋は還元雰囲気中で精密プレス成形する際、ガラス表面付近のＰｂイオンが還元されて金属鉛として析出し、プレス成形型に付着し、型成形面のガラスへの精密転写を妨げるから、こうした現象を防止する上からもＰｂをガラスに導入しないことが望ましい。
【００９５】
この他、清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を添加することができる。Ｓｂ２Ｏ３の添加量は外割添加で０〜１質量％の範囲が好ましく、０〜０．５質量％の範囲がより好ましい。
【００９６】
またＡｓ２Ｏ３は強力な酸化作用を示し、型成形面も著しく劣化させることから、こうした劣化を防止する上からもＡｓ２Ｏ３をガラスに添加しないことが望ましい。
【００９７】
光学ガラスIIIにおいて、液相温度は好ましくは８００℃以下、λ７０は好ましくは５９０ｎｍ以下、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上である。
【００９８】
光学ガラスIIIは、液相温度が８００℃以下であり、ガラスの熔融温度、流出温度を下げることができるので、上述のガラス熔融容器、攪拌棒、パイプなどの侵蝕およびこの侵蝕により生じた異物のガラスへの混入を防止することができる。また、前述のように着色原因となる白金イオン等のガラスへの溶け込み低減、屈折率低下やガラス転移温度上昇の原因となる容器等を構成するＳｉＯ２やアルミナ等のガラスへの溶け込み低減といった効果を得ることもできる。またＢ３＋のような揮発性成分を含む場合でも、熔融時や成形時の揮発性成分の揮発が抑制され、屈折率やアッベ数などの光学特性を安定して付与することができる。
【００９９】
光学ガラスIIIは、液相温度が８００℃以下と低いので、精密プレス成形用プリフォームを有利に製造することができるが、この点については後述する。
【０１００】
光学ガラスIIIにおいて、液相温度は好ましくは８００℃以下であるが、７８０℃以下がより好ましく、７６０℃以下が更に好ましく、７４０℃以下が特に好ましい。液相温度の下限の制限は特にないが、所要の光学特性とガラス転移温度を実現する上から概ね５５０℃以上とするのが望ましい。
【０１０１】
Ｂｉ３＋を多量に含むにも拘らず、光学ガラスIIIは、着色が少なく、λ７０が好ましくは５９０ｎｍ以下であるが、５７０ｎｍ以下がより好ましく、５５０ｎｍが更に好ましく、５４０ｎｍが特に好ましい。
【０１０２】
光学ガラスIIIは、液相温度における粘度が好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上である。液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であるので、熔融ガラスを連続して鋳型に鋳込み、ガラス成形体を製造する場合でも、内部脈理の発生を低減、抑制することができる。またプリフォームを後述する浮上成形法で成形することもできる。
【０１０３】
光学ガラスIIIにおいて、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上であるが、３ｄＰａ・ｓ以上がより好ましく、４ｄＰａ・ｓ以上が更に好ましく、６ｄＰａ・ｓ以上が特に好ましい。粘度の上限の制限はないが、目安として３０ｄＰａ・ｓ以下である。
【０１０４】
光学ガラスIIIは、高屈折率高分散特性を有する。具体的には、屈折率ｎdは好ましくは１．８４以上、より好ましくは１．９０以上、更に好ましくは１．９５以上であり、アッベ数νdは好ましくは３０以下、より好ましくは２７．５以下、更に好ましくは２５以下である。屈折率の上限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から２．２以下とすることが好ましい。アッベ数の下限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から１０以上とすることが好ましい。
【０１０５】
光学ガラスIIIは、低温軟化性を有し、具体的には、ガラス転移温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４８０℃以下、更に好ましくは４６０℃以下、更に好ましくは４４０℃以下、最も好ましくは４２０℃以下である。ガラス転移温度は特に下限に制限はないが、上記屈折率、アッベ数、液相温度を維持する上からガラス転移温度の下限を３００℃とすることが好ましい。このようにガラスIIIはガラス転移温度が低いので、ガラス素材を加熱し、プレス成形してガラス成形品を作製する用途に適している。ガラス転移温度が低いと比較的低い加熱温度でもプレス成形が可能なので、プレス成形型などの劣化、消耗を低減、防止することができる。特に、精密ブレス成形のようにプレス成形型の成形面を高精度に維持しつつ、成形を多数回繰り返し行う用途に光学ガラスIIIは好適である。
【０１０６】
光学ガラスIIIは耐候性にも優れている。ガラスの耐候性は、ヘイズ値を指標に表すことができる。ヘイズ値とは、両面光学研磨したガラス平板の研磨面に対し垂直に白色光を透過させたときの全透過光強度に対する散乱光強度の比、つまり“散乱光強度／透過光強度”を％表示したものである。光学ガラスIIIは、好ましくは１０以下のヘイズ値、より好ましくは６以下のヘイズ値、更に好ましくは４以下のヘイズ値、最も好ましくは０．１〜３のヘイズ値を有する。ヘイズ値の大きいガラスは、ガラスに付着する水滴や水蒸気および使用環境におけるガラスなど種々の化学成分によって、ガラスが侵蝕されたり、ガラス表面に反応物が生成したりする速度の大きい、いわゆる化学的耐久性が低いガラスである。このようなガラスを光学素子として用いる場合、ガラスの侵蝕やガラス表面の生成物が原因で、光学ガラス素子の表面に異物が発生し、透過率等の光学特性が低下する恐れがあるため、このようなガラスは光学ガラス組成物として好ましくない。特に精密ブレス成形用プリフォームを作る場合、表面に変質層が生じると精密プレス成形に悪影響が生じるため、上記用途に使用する場合にはガラスの耐候性には十分注意を払う必要がある。光学ガラスIIIは、ヘイズ値が小さいため、上述の問題点を有しない。
【０１０７】
（光学ガラスIV）
次に上記（２９）〜（３４）に記載された、本発明の第４の態様の光学ガラス（光学ガラスIVという）について説明する。
【０１０８】
光学ガラスIVは、カチオン％表示でＢｉ３＋  ３０〜７０％、Ｂ３＋  ５〜５０％、Ｓｉ４＋  ０．５〜５０％、Ａｌ３＋  １〜２０％、Ｇａ３＋  ０〜２％を含み、Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋の合計含有量が９６％以上であることを特徴とするものである。
【０１０９】
光学ガラスIVにおいて、Ｂｉ３＋は屈折率、分散をともに高める働きをする成分であるが、過剰の導入により安定性が低下するとともに、ガラス中にコロイドとして析出して光の散乱源になるため、その含有量を３０〜７０％とする。Ｂｉ３＋の含有量の好ましい範囲は３２〜６５％、より好ましい範囲は３５〜６０％、更に好ましい範囲は３７〜５７％、最も好ましい範囲は４０〜５５％である。
【０１１０】
Ｂ３＋はネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、熔融性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率が低下するため、その含有量を５〜５０％とする。Ｂ３＋の含有量の好ましい範囲は７．５〜５０％、より好ましい範囲は１０〜５０％、更に好ましい範囲は１２．５〜４５％、最も好ましい範囲は１５〜４５％である。
【０１１１】
Ｓｉ４＋もネットワークフォーマーとして機能し、ガラスの安定性を向上させる働きをするとともに、化学的耐久性を向上させる働きもする。しかし、過剰の導入により屈折率や熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を０．５〜５０％とする。Ｓｉ４＋の含有量の好ましい範囲は１〜４０％、より好ましい範囲は１〜３０％、更に好ましい範囲は２〜２０％、最も好ましい範囲は２〜１５％である。
【０１１２】
Ａｌ３＋はガラスの安定性を向上させるとともに化学的耐久性を向上させる働きをするが、過剰の導入により安定性、屈折率、熔融性が低下し、ガラス転移温度が上昇するため、その含有量を１〜２０％とする。Ａｌ３＋の含有量の好ましい範囲は１〜１８％、より好ましい範囲は１〜１６％、更に好ましい範囲は１〜１５％、最も好ましい範囲は１〜１３％である。
【０１１３】
Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋の合計含有量は９６％以上であるが、好ましくは９７％以上、より好ましくは９８％以上、更に好ましくは９９％以上、特に好ましくは１００％である。
【０１１４】
上記４成分以外の残部にＧａ３＋を導入する場合はその量を０〜２％とする。Ｇａ３＋は比較的分子容が大きく、Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋を基本成分とする組成に導入すると安定性が低下する。したがって、Ｇａ３＋の含有量を０〜２％、好ましくは０〜１％に限定する。Ｇａ３＋は安定性を低下させるとともに、極めて高価な成分であることから、Ｇａ３＋を導入しないことがより好ましい。
【０１１５】
Ｂａ２＋、Ｚｎ２＋も比較的分子容が大きいため、過剰の導入によりガラスの安定性が著しく低下する。したがって、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋の合計含有量を０〜３％にすることが好ましく、０〜１％にすることがより好ましく、Ｂａ２＋およびＺｎ２＋を導入しないことが一層好ましい。
【０１１６】
光学ガラスIVにおいては、安定性を良好に保つ上から、カチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を０．２以上とすことが好ましく、０．３以上とすることがより好ましい。前記カチオン比が０．２未満になるとガラスの安定性が低下する。一方、ガラスの熔融性を良好に維持する上からカチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋を５以下とすることが好ましく、４．５以下とすることがより好ましく、４以下とすることが更に好ましい。
【０１１７】
Ｂｉ３＋、Ｂ３＋、Ｓｉ４＋およびＡｌ３＋以外の残部については、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｙ３＋、Ｗ６＋、Ｔａ５＋、Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋、Ｔｉ４＋、Ｉｎ３＋、Ｇｅ４＋、Ｐ５＋、Ｃｅ４＋などを導入することができる。
【０１１８】
このうち、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋は、高温で揮発性を示し、屈折率の変動、脈理発生の要因となることがある。また、これら成分はガラス転移温度の一層の低下に寄与するが、化学的耐久性を低下させる働きもあるため、化学的耐久性の向上、光学特性の安定化、脈理防止の観点から、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋の合計含有量を０〜３％の範囲にすることが好ましく、０〜２％の範囲にすることがより好ましく、０〜１％の範囲にすることが更に好ましく、Ｌｉ＋、Ｎａ＋およびＫ＋を導入しないことが一層好ましい。
【０１１９】
Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋、Ｔｉ４＋は屈折率を高める働きをするが、Ｂｉ４＋と比べてガラス転移温度を上昇させる働きが強いため、Ｎｂ５＋、Ｚｒ４＋、Ｔｉ４＋を各々導入しないことが好ましい。
【０１２０】
Ｃｅ４＋はＢｉ３＋がコロイドとして析出するのを抑える働きをするが、過剰の添加によってガラスが着色するので、その含有量を０〜２％に抑えることが好ましく、０〜１％に抑えることがより好ましい。光学ガラスIVはＣｅ４＋を添加しなくても上記コロイドが析出しにくいガラスであり、Ｃｅ４＋は添加により透過率が悪化する場合もあり、後述するプレス成形型の成形面を劣化させるおそれがあることから、Ｃｅ４＋を導入しないことが更に好ましい。
【０１２１】
Ｐｂ４＋、Ｔｅ４＋、Ｃｄ２＋、Ｔｌ＋、Ｔｈ４＋は屈折率を高めるが毒性があるため、環境への負荷を低減する上から添加、導入しないことが好ましい。
【０１２２】
なおＰｂ４＋は還元雰囲気中で精密プレス成形する際、ガラス表面付近のＰｂイオンが還元されて金属鉛として析出し、プレス成形型に付着し、型成形面のガラスへの精密転写を妨げるから、こうした現象を防止する上からもＰｂをガラスに導入しないことが望ましい。
【０１２３】
この他、清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を添加することができる。Ｓｂ２Ｏ３の添加量は外割添加で０〜１質量％の範囲が好ましく、０〜０．５質量％の範囲がより好ましい。
【０１２４】
またＡｓ２Ｏ３は強力な酸化作用を示し、型成形面も著しく劣化させることから、こうした劣化を防止する上からもＡｓ２Ｏ３をガラスに添加しないことが望ましい。
【０１２５】
光学ガラスIVにおいて、液相温度は好ましくは８００℃以下、λ７０は好ましくは５９０ｎｍ以下、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上である。
【０１２６】
光学ガラスIVは、液相温度が８００℃以下であり、ガラスの熔融温度、流出温度を下げることができるので、上述のガラス熔融容器、攪拌棒、パイプなどの侵蝕およびこの侵蝕により生じた異物のガラスへの混入を防止することができる。また、前述のように着色原因となる白金イオン等のガラスへの溶け込み低減、屈折率低下やガラス転移温度上昇の原因となる容器等を構成するＳｉＯ２やアルミナ等のガラスへの溶け込み低減といった効果を得ることもできる。またＢ３＋のような揮発性成分を含む場合でも、熔融時や成形時の揮発性成分の揮発が抑制され、屈折率やアッベ数などの光学特性を安定して付与することができる。
【０１２７】
光学ガラスIVは、液相温度が８００℃以下と低いので、精密プレス成形用プリフォームを有利に製造することができるが、この点については後述する。
【０１２８】
光学ガラスIVにおいて、液相温度は好ましくは８００℃以下であるが、７８０℃以下がより好ましく、７６０℃以下が更に好ましく、７４０℃以下が特に好ましい。液相温度の下限の制限は特にないが、所要の光学特性とガラス転移温度を実現する上から概ね５５０℃以上とするのが望ましい。
【０１２９】
Ｂｉ３＋を多量に含むにも拘らず、光学ガラスIVは、着色が少なく、λ７０が好ましくは５９０ｎｍ以下であるが、５７０ｎｍ以下がより好ましく、５５０ｎｍが更に好ましく、５４０ｎｍが特に好ましい。
【０１３０】
光学ガラスIVは、液相温度における粘度が好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上である。液相温度における粘度が２ｄＰａ・ｓ以上であるので、熔融ガラスを連続して鋳型に鋳込み、ガラス成形体を製造する場合でも、内部脈理の発生を低減、抑制することができる。またプリフォームを浮上成形法で成形することもできる。
【０１３１】
光学ガラスIVにおいて、液相温度における粘度は好ましくは２ｄＰａ・ｓ以上であるが、３ｄＰａ・ｓ以上がより好ましく、４ｄＰａ・ｓ以上が更に好ましく、６ｄＰａ・ｓ以上が特に好ましい。粘度の上限の制限はないが、目安として３０ｄＰａ・ｓ以下である。
【０１３２】
光学ガラスIVは、高屈折率高分散特性を有する。具体的には、屈折率ｎdは好ましくは１．８４以上、より好ましくは１．９０以上、更に好ましくは１．９５以上であり、アッベ数νdは好ましくは３０以下、より好ましくは２７．５以下、更に好ましくは２５以下である。屈折率の上限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から２．２以下とすることが好ましい。アッベ数の下限に制限はないが、液相温度、ガラス転移温度をともに低く維持する上から１０以上とすることが好ましい。
【０１３３】
光学ガラスIVは、低温軟化性を有し、具体的には、ガラス転移温度が好ましくは５００℃以下、より好ましくは４８０℃以下、更に好ましくは４６０℃以下、更に好ましくは４４０℃以下、最も好ましくは４２０℃以下である。ガラス転移温度は特に下限に制限はないが、上記屈折率、アッベ数、液相温度を維持する上からガラス転移温度の下限を３００℃とすることが好ましい。このようにガラスIVはガラス転移温度が低いので、ガラス素材を加熱し、プレス成形してガラス成形品を作製する用途に適している。ガラス転移温度が低いと比較的低い加熱温度でもプレス成形が可能なので、プレス成形型などの劣化、消耗を低減、防止することができる。特に、精密ブレス成形のようにプレス成形型の成形面を高精度に維持しつつ、成形を多数回繰り返し行う用途に光学ガラスIVは好適である。
【０１３４】
光学ガラスIVは耐候性にも優れている。ガラスの耐候性は、ヘイズ値を指標に表すことができる。ヘイズ値とは、両面光学研磨したガラス平板の研磨面に対し垂直に白色光を透過させたときの全透過光強度に対する散乱光強度の比、つまり“散乱光強度／透過光強度”を％表示したものである。光学ガラスIVは、好ましくは１０以下のヘイズ値、より好ましくは６以下のヘイズ値、更に好ましくは４以下のヘイズ値、最も好ましくは０．１〜３のヘイズ値を有する。ヘイズ値の大きいガラスは、ガラスに付着する水滴や水蒸気および使用環境におけるガラスなど種々の化学成分によって、ガラスが侵蝕されたり、ガラス表面に反応物が生成したりする速度の大きい、いわゆる化学的耐久性が低いガラスである。このようなガラスを光学素子として用いる場合、ガラスの侵蝕やガラス表面の生成物が原因で、光学ガラス素子の表面に異物が発生し、透過率等の光学特性が低下する恐れがあるため、このようなガラスは光学ガラス組成物として好ましくない。特に精密ブレス成形用プリフォームを作る場合、表面に変質層が生じると精密プレス成形に悪影響が生じるため、上記用途に使用する場合にはガラスの耐候性には十分注意を払う必要がある。光学ガラスIVは、ヘイズ値が小さいため、上述の問題点を有しない。
【０１３５】
（精密プレス成形用プリフォームとその製造方法）
次に上記（３５）に記載された本発明の精密プレス成形用プリフォームおよび上記（３６）に記載された本発明の精密プレス成形用プリフォームの製造方法について説明する。
【０１３６】
本発明の精密プレス成形用プリフォームは、上記光学ガラス（Ｉ）、（II）、（III）および（IV）のいずれかからなる精密プレス成形用プリフォーム（以下、プリフォームという。）である。
【０１３７】
プリフォームは精密プレス成形品に近い質量のガラス成形体であって、精密プレス成形品の形状に応じて適当な形状に成形されているが、その形状として、球状、回転楕円体状などを例示することができる。プリフォームは、精密プレス成形可能な粘度になるよう、加熱して精密プレス成形に供される。本発明のプリフォームは、必要に応じて炭素含有膜（好ましくは炭素膜）などの薄膜を表面に備えていてもよい。
【０１３８】
本発明のプリフォームは熔融ガラスを鋳型に鋳込んでガラス成形体を作製し、アニールして切断、割断などにより所望の大きさに分割してガラス片を作り、このガラス片を研削、研磨することにより得られる。その他プリフォームの製造方法としては、上記ガラス片を再加熱してプレス成形し、得られたプレス成形品を研削、研磨してプリフォームを作る方法、熔融ガラス塊をプレス成形し、得られた成形品を研削、研磨してプリフォームを作る方法、熔融ガラスを滴下して空中で冷却、固化してプリフォームを作る方法、熔融ガラス塊を液体中に導入して冷却、固化してプリフォームを作る方法、熔融ガラス塊を液体中に導入して冷却、固化してガラス成形体を作り、この成形体を研削、研磨してプリフォームを作る方法などがある。これに対して本発明のプリフォームの製造方法は、研削、研磨を必要とせず。しかも、プリフォームの大きさが、熔融ガラスの滴下によって得られる大きさに限定されないというメリットもある。
【０１３９】
すなわち、本発明のプリフォームの製造方法は、ガラス原料を熔融して得られる熔融ガラスを流出し、前記熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離して前記ガラス塊が冷却、固化する過程で上記本発明の光学ガラスがらなる精密プレス成形用プリフォームに成形する精密プレス成形用プリフォームの製造方法である。
【０１４０】
この方法は、プリフォームを構成するガラスが高温域において安定性が高く、熔融ガラスの流出時の粘度を高めることができることによって実現可能になる。
【０１４１】
本発明のプリフォームの製造方法の具体例としては熔融ガラスをパイプから流出して熔融ガラス塊を分離する。分離に際し、プリフォーム表面にシアマークと呼ばれる切断痕を残さないようにすべきである。そのためには切断刃による切断、分離を避けるべきである。こうした分離を行う方法としては、流出パイプから熔融ガラスを滴下する方法、あるいは流出パイプから流出する熔融ガラス流の先端部を支持し、所定重量の熔融ガラス塊を分離できるタイミングで上記支持を取り除く方法（降下切断法という。）などがある。降下切断法では、熔融ガラス流の先端部側と流出パイプ側の間に生じたくびれ部でガラスを分離し、所定重量の熔融ガラス塊を得ることができる。
【０１４２】
分離した熔融ガラス塊をプリフォーム成形型上でプリフォームに成形する。熔融ガラスが高温の成形型に接触すると融着がおきるため、成形型の温度上昇を抑え、成形型の温度を熔融ガラス塊の温度よりも十分低く保つが、成形型にガラス塊が接触した状態が続くとガラス表面にシワが生じ、滑らかな表面を有するプリフォームを作製することができない。そこで、前記成形型上でガラス塊に上向きの風圧を加えて浮上状態にし、この状態でプリフォームに成形（浮上成形法という。）する。こうすれば滑らかな表面を有するプリフォームを成形することができる。
【０１４３】
浮上成形法によりプリフォームを成形する場合、成形型に導入する熔融ガラスの粘性が低いとガラスを浮上させるためのガス（浮上ガスという。）が低粘性のガラス塊中に進入し、浮上力を加えられないだけでなく、低粘性のガラス塊が浮上ガスを巻き込んだ状態になり、プリフォームを成形することができない。また、流出時の粘性が低いガラスでは、降下切断法の適用が困難になる。
【０１４４】
いずれにしてもプリフォーム成形の初期段階におけるガラスの粘度を成形可能な程度にまで高めることが必要だが、そのためにガラスの流出温度を液相温度よりも低下させたときに安定性が優れたガラスでないとガラスが失透してしまう。
【０１４５】
本発明のプリフォームの製造方法は、優れた安定性を有するガラスを用いるため、液相温度における粘度が成形に適した範囲となり、ガラスを失透させずに浮上成形法によりプリフォームを成形することができる。
【０１４６】
更に、熔融ガラスを分離して熔融ガラス塊を得るため、固化したガラスを分割するよりもプリフォームの質量精度を高めることができ、熔融ガラス塊から直接、プリフォームを成形するので、切断、研削、研磨によるガラス屑も生じない。したがって、生産効率が向上するとともに、ガラスの利用率が高くなるので、高価な原料を使用しても製造コストを比較的安価に抑えることもできる。
【０１４７】
（光学素子および光学素子の製造方法）
次に上記（３７）に記載された本発明の光学素子および上記（３８）〜（４０）に記載された本発明の光学素子の製造方法について説明する。
【０１４８】
本発明の光学素子は、前述の本発明の光学ガラスからなる。本発明の光学素子は、光学素子を構成する本発明の光学ガラスと同様、高屈折率高分散特性を有する。
【０１４９】
本発明の光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズムなどを例示することができる。また、形状面からは凹メニスカスレンズ、両凹レンズ、平凹レンズ、凸メニスカスレンズ、両凸レンズ、平凸レンズなどの例示することができる。上記光学素子としては、本発明のプリフォームを加熱、精密プレス成形して得られたものであることが望ましい。
【０１５０】
なお、これらの光学素子には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。
【０１５１】
次に光学素子の製造方法について説明する。
本発明の光学素子の製造方法は、上記精密プレス成形用プリフォームまたは上記方法により作製した精密プレス成形用プリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形する光学素子の製造方法である。
【０１５２】
精密プレス成形法はモールドオプティクス成形法とも呼ばれ、既に当該発明の属する技術分野においてはよく知られたものである。
【０１５３】
光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法はプレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。
【０１５４】
したがって、本発明の光学素子の方法は、レンズ、レンズアレイ、回折格子、プリズムなどの光学素子の製造に好適であり、特に非球面レンズを高生産性のもとに製造する際に最適である。
【０１５５】
本発明の光学素子の製造方法によれば、上記光学特性を有する光学素子を作製できるとともに、低温軟化性を有する光学ガラスからなるプリフォームを使用するため、ガラスのプレス成形としては比較的低い温度でプレスが可能になるので、プレス成形型の成形面への負担が軽減され、成形型（成形面に離型膜が設けられている場合には離型膜）の寿命を延ばすことができる。またプリフォームを構成するガラスが高い安定性を有するので、再加熱、プレス工程においてもガラスの失透を効果的に防止することができる。更に、ガラス熔融から最終製品を得る一連の工程を高生産性のもとに行うことができる。
【０１５６】
なお、精密プレス成形法に使用するプレス成形型としては公知のもの、例えば炭化珪素、超硬材料、ステンレス鋼などの型材の成形面に離型膜を設けたものを使用することができる。離型膜としては炭素含有膜、貴金属合金膜などを使用することができる。プレス成形型は上型および下型を備え、必要に応じて胴型も備える。中でも、プレス成形時のガラス成形品の破損を効果的に低減ないしは防止するためには、炭化珪素からなるプレス成形型および超硬合金製プレス成形型（特にバインダーを含まない超硬合金製、例えばＷＣ製プレス成形型）を使用することがより好ましく、前記型の成形面に炭素含有膜を離型膜として備えるものが更に好ましい。
【０１５７】
精密プレス成形法では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため成形時の雰囲気を非酸化性ガスにすることが望ましい。非酸化性ガスとしては窒素、窒素と水素の混合ガスなどが好ましい。特に、炭素含有膜を離型膜として成形面に備えたプレス成形型を使用する場合や、炭化珪素からなるプレス成形型を使用する場合には、上記非酸化性雰囲気中で精密プレス成形するべきである。
【０１５８】
次に本発明の光学素子の製造方法に特に好適な精密プレス成形法について説明する。
（精密プレス成形法１）
この方法は、プリフォームをプレス成形型内に導入し、プリフォームとプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形するというものである（以下、精密プレス成形法１という）。
【０１５９】
精密プレス成形法１において、プレス成形型と前記プリフォームの温度をともに、プリフォームを構成するガラスが１０６〜１０１２ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
【０１６０】
また前記ガラスが１０１２ｄＰａ・ｓ以上、より好ましくは１０１４ｄＰａ・ｓ以上、更に好ましくは１０１６ｄＰａ・ｓ以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
【０１６１】
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。
【０１６２】
（精密プレス成形法２）
この方法は、予め加熱したプリフォームをプレス成形型内に導入し、精密プレス成形するものである（以下、精密プレス成形法２という）。この方法によれば、プリフォームをプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学素子を製造することができる。
【０１６３】
プレス成形型の予熱温度は前記プリフォームの予熱温度よりも低くすることが好ましい。このような予熱によりプレス成形型の加熱温度を低く抑えることができるので、プレス成形型の消耗を低減することができる。
【０１６４】
精密プレス成形法２において、前記プリフォームを構成するガラスが１０９ｄＰａ・ｓ以下、より好ましくは１０９ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にプリフォームを予熱することが好ましい。
【０１６５】
また、前記プリフォームを浮上しながら予熱することが好ましく、更に前記プリフォームを構成するガラスが１０５．５〜１０９ｄＰａ・ｓ、より好ましくは１０５．５ｄＰａ・ｓ以上１０９ｄＰａ・ｓ未満の粘度を示す温度に予熱することが更に好ましい。また、プレス開始と同時またはプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。
【０１６６】
なお、プレス成形型の温度は、前記プリフォームの予熱温度よりも低い温度に調温することが好ましく、前記ガラスが１０９〜１０１２ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度を目安にすればよい。
【０１６７】
この方法において、プレス成形後、前記ガラスの粘度が１０１２ｄＰａ・ｓ以上にまで冷却してから離型することが好ましい。
【０１６８】
精密プレス成形された光学素子はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。成形品がレンズなどの光学素子の場合には、必要に応じて表面に光学薄膜をコートしてもよい。
【０１６９】
非球面レンズなどの上記光学素子は、高性能かつコンパクトな撮像光学系の部品として好適であり、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話搭載カメラ、車載カメラなどの撮像光学系に好適である。
【実施例】
【０１７０】
以下、本発明を実施例により更に説明する。
実施例１〜４０
表１〜表５に実施例１〜４０の光学ガラスの組成を示す。実施例１〜４０において、光学ガラスＩに相当するものは、実施例１〜４０であり、光学ガラスIIに相当するものは、実施例４、１２、１９〜２２、２５〜２７、３１、３４、３８であり、光学ガラスIIIに相当するものは、実施例１〜４０であり、光学ガラスIVに相当するものは、実施例１〜１２、１４、１７、１８、２２〜３７、３９、４０である。
【０１７１】
いずれの光学ガラスとも、各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、および硝酸塩を使用し、ガラス化した後に表１〜表５に示す組成となるように前記原料を秤量し、十分混合した後、白金坩堝、金坩堝あるいはＳｉＯ２坩堝に投入して電気炉で８５０〜１０００℃前後の温度で熔融し、攪拌して均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ。鋳込んだガラスを転移温度付近まで冷却してから直ちにアニール炉に入れ、室温まで徐冷して各光学ガラスを得た。目視により、得られたガラスには白金ブツ、金ブツなどの異物や脈理、失透は認められなかった。
【０１７２】
或はＳｉＯ２坩堝、アルミナ坩堝、ジルコニア坩堝、カーボン坩堝などの非金属製坩堝にて一旦粗熔解し、その後、白金或は金坩堝などの金属製坩堝に、得られたカレットもしくは融液をいれ、電気炉で８５０〜１０００℃前後の温度で熔融し、攪拌して均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ。鋳込んだガラスを転移温度まで冷却してから直ちにアニール炉に入れ、室温まで徐冷して各光学ガラスを得た。得られたガラスには異物や脈理、失透は認められなかった。上記方法で得た各光学ガラスについて、以下の方法で、屈折率ｎd、アッべ数νd、透過率、ガラス転移温度、屈伏点、比重を測定した。結果を表１〜表５に示す。
【０１７３】
（１）屈折率ｎdおよびアッべ数νd
降温速度を−３０℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
（２）透過率
１０±１ｍｍの厚さに研磨されたガラスを用い、２８０ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長域での分光透過率（表面反射損失を含む）を測定し、透過率７０％と５％を示す波長をそれぞれλ７０、λ５と表した。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ
ブルカー・エイエックス社（旧・マックサイエンス社）製、示差走査熱量計３３００Ｓを用い、昇温速度５〜１０℃／分で測定を行った。
（４）比重
アルキメデス法を用いて算出した。
（５）ヘイズ値
日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０７−１９７５「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（表面法）」に準拠して測定した。両面光学研磨したガラス平板（２×２０×２０ｍｍ）を洗浄した後、温度６５℃−湿度９０％の清浄な恒温恒湿機内に１週間保持し、保持後、ヘイズメーター（東京電色製  ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ  ヘイズ  ＭＡＴＥＲ  ＭＯＤＥＬ  ＴＣ−ＨIIIＤＰＫ）を用いてヘイズ値を測定した。なお、レファレンスとして上記規格に指定の重バリウムクラウン系ガラス（ＨＯＹＡ株式会社製：Ｍ−ＢＡＣＤ５Ｎ）を使用した。
（６）液相温度および液相温度における粘度（液相粘度）
ガラスを再加熱、再熔融し、更に均質化した後、急冷して得たガラス２０〜５０ｇを試料とし、この試料を昇温して所定温度に２時間保持した後、室温まで降温し、偏光顕微鏡にて結晶の有無を観察する。結晶が認められない場合、液相温度は上記所定温度以下とした。
【０１７４】
ガラスの粘度は温度上昇とともに低下し、温度低下とともに上昇する。したがって、液相温度における粘度は、液相温度以上の温度における粘度の値以上となる。
【０１７５】
液相温度よりも高温域の異なる幾つかの温度において、回転円筒法によりガラスの粘度を測定し、測定データから、上記結晶が認められない所定温度における粘度（粘度Ａという。）を外挿により求めた。液相温度における粘度は、前記粘度Ａ以上である。
上記回転円筒法による測定で使用した装置は、東京工業株式会社製の高温粘度測定装置である。
【０１７６】
【表１】
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【０１７７】
【表２】
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【０１７８】
【表３】
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【０１７９】
【表４】
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【０１８０】
【表５】
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【０１８１】
表１〜表５により明らかなように、実施例１〜４０の光学ガラスは、屈折率が１．８４以上、アッべ数νdが３０以下の高屈折率、高分散特性、液相温度が８００℃以下の低液相温度、ガラス転移温度が５００℃以下の低ガラス転移温度、λ７０が５９０ｎｍ以下の低着色性、ヘイズ値が１０％以下の化学的耐久性を有する。
【０１８２】
次に実施例１〜４０のガラス組成に相当する清澄、均質化した熔融ガラスを、ガラスが失透することなく、安定した流出が可能な温度域に温度調整された白金合金製のパイプから一定流量で流出し、滴下または降下切断法にて目的とするプリフォームの質量の熔融ガラス塊を分離し、熔融ガラス塊をガス噴出口を底部に有する受け型に受け、ガス噴出口からガスを噴出してガラス塊を浮上しながら精密プレス成形用プリフォームを成形した。熔融ガラスの分離間隔を調整、設定することにより球状プリフォームと扁平球状プリフォームを得た。得られたガラスには白金ブツなどの異物や脈理、失透などは認められなかった。
【０１８３】
上記方法で得られたプリフォームをプレス装置を用いて精密プレス成形して非球面レンズを得た。具体的にはプリフォームを、プレス成形型を構成する下型および上型の間に設置した後、プレス成形型およびプリフォームが置かれる雰囲気を窒素雰囲気としてプレス成形型とプリフォームをヒーターで加熱し、プレス成形型内部の温度を成形されるガラスが１０８〜１０１０ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にし、同温度を維持しつつ、押し棒を降下させて上型を押して成形型内にセットしたプリフォームをプレスした。プレスの圧力は８ＭＰａ、プレス時間は３０秒とした。プレスの後、プレスの圧力を解除し、プレス成形されたガラス成形品を下型および上型と接触させたままの状態で前記ガラスの粘度が１０１２ｄＰａ・ｓ以上になる温度まで徐冷し、次いで室温まで急冷してガラス成形品を成形型から取り出し凸メニスカス形状の非球面レンズを得た。
【０１８４】
次に実施例１〜４０に記載のガラス組成からなる熔融ガラスから上記の方法と同様にして作製したプリフォームを上記の方法とは別の方法で精密プレス成形した。この方法では、先ず、プリフォームを浮上しながら、プリフォームを構成するガラスの粘度が１０８ｄＰａ・ｓになる温度にプリフォームを予熱した。一方で上型、下型、胴型を備えるプレス成形型を加熱して、前記プリフォームを構成するガラスが１０９〜１０１２ｄＰａ・ｓの粘度を示す温度にし、上記予熱したプリフォームをプレス成形型のキャビティ内に導入して、１０ＭＰａで精密プレス成形した。プレス開始とともにガラスとプレス成形型の冷却を開始し、成形されたガラスの粘度が１０１２ｄＰａ・ｓ以上となるまで冷却した後、成形品を離型して凸メニスカス形状の非球面レンズを得た。得られた非球面レンズは、極めて高い面精度を有するものであった。
【０１８５】
精密プレス成形により得られた上記２種類の非球面レンズに反射防止膜を設けた。
このようにして、内部品質の高い高屈折率ガラス製の光学素子を生産性よく、しかも高精度に得ることができた。
【０１８６】
これらの光学素子はデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話搭載カメラなどに好適である。
【０１８７】
比較例１〜６
背景技術として記載した特開２００２−２０１０３９号公報、特開２００６−３２７９２６号公報および特開２００７−７０１５６号公報の各実施例に記載の光学ガラスを作製し、実施例１〜４０の光学ガラスと同様に各種物性を測定した結果を表６に示す。
【０１８８】
比較例１、２のガラスは、特開２００６−３２７９２６号公報の実施例Ｎｏ．９、２７のガラス、比較例３、４、５のガラスは、特開２００２−２０１０３９号公報の実施例Ｎｏ．３、５、６のガラス、比較例６のガラスは、特開２００７−７０１５６号公報の実施例Ｎｏ．６である。
【０１８９】
【表６】
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【０１９０】
表６より明らかなように、比較例１の組成は、Ｂａ２＋とＺｎ２＋を合計量で１１．８カチオン％と過剰に含むため、安定性に欠け、熔融物をキャストした後に結晶が析出した。
【０１９１】
比較例２の組成は、Ａｌ３＋を含まず、Ｂａ２＋とＺｎ２＋を合計量で１２．６カチオン％と過剰に含むため、安定性に欠け、熔融物を攪拌中に結晶が析出し、失透した。
【０１９２】
比較例３のガラスは、Ｓｉ４＋、Ａｌ３＋を含まず、Ｚｎ２＋を１６．６カチオン％と過剰に含むため、安定性が低く、液相温度が８００℃を超えている。
【０１９３】
比較例４のガラスは、Ａｌ３＋を含まないため、安定性が低く、液相温度が８００℃を超えている。
【０１９４】
比較例５の組成は、カチオン比Ａｌ３＋／Ｓｉ４＋が０．１と小さく、安定性に欠け、熔融物を攪拌中に結晶が析出し、失透した。
【０１９５】
比較例６のガラスは、Ａｌ３＋を含まず、Ｂａ２＋とＺｎ２＋を合計量で２０．０カチオン％と過剰に含むため、安定性が低く、液相温度が８００℃を超えている。
【０１９６】
図１にキャスト後の比較例１の試料を拡大撮影した写真を示す。試料全体にわたり、結晶が析出していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】比較例１の組成物をキャストして得た試料の顕微鏡写真である。
【図１】
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