WO2007060816A1

WO2007060816A1 - 透光性セラミックおよびその製造方法、ならびに光学部品および光学装置

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Publication number: WO2007060816A1
Application number: PCT/JP2006/321833
Authority: WO
Inventors: Takashi Hayashi
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2007-05-31
Also published as: US20080233406A1; CN101312926B; DE112006003154T5; JP5029365B2; US8034468B2; JPWO2007060816A1; TW200722402A; DE112006003154B4; CN101312926A; TWI344452B

Description

明細書

透光性セラミックおよびその製造方法、ならびに光学部品および光学装置

技術分野

[0001] 本発明は、レンズ等の光学部品として有用な透光性セラミックおよびその製造方法

、ならびにそれを用いた光学部品および光学装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、光ピックアップ等の光学装置に搭載するレンズ等の光学部品の材料としては、たとえば特許文献 1および特許文献 2に記載されているように、ガラスもしくはプラスチック、またはニオブ酸リチウム (LiNbO )等の単結晶が用いられている。

3

[0003] ガラスおよびプラスチックは、光透過率が高ぐ所望の形状への加工が容易であることから、主としてレンズ等の光学部品に用いられている。他方、 LiNbOの単結晶は

3

、電気光学特性および複屈折を利用して、主として光導波路等の光学部品に用いられて、る。このような光学部品を用いた光ピックアップなどの光学装置ではさらなる小型化および薄型化が要求されて!、る。

[0004] ところが、従来のガラスおよびプラスチックでは、その屈折率が 2. 00以下であることから、それらを用いた光学部品や光学装置において小型化や薄型化に限界がある。また、プラスチックでは、耐湿性が悪いという欠点を有しているば力りでなぐ複屈折が生じることがあるため、入射光を効率良く透過および集光させるのが難しいという欠点も有している。

[0005] 他方、たとえば LiNbO単結晶は、屈折率が 2.3と高いものの、複屈折があるため、

3

レンズ等の光学部品に用いることが難しぐ用途が限定されてしまうという欠点を有している。

[0006] 複屈折を生じず、かつ優れた光学特性を与え得る材料として、たとえば特許文献 3 に記載されているように、 Ba (Mg, Ta) 0系および Ba (Zn, Ta) 0系透光性セラミツ

3 3

クが知られている。これらは、 2. 01以上の屈折率 (以下、特に断りのない限り、波長 6 33nmにおける屈折率のことを言う。）を示す。 [0007] また、最近では、光学特性の指標の 1つである異常分散性 Δ Θ g,Fが大きいことが求められることがある。異常分散性を持つとは、詳しくは後述するが、通常の光学ガラスと異なる波長分散性を持つことを言う。異常分散性 Δ Θ g,Fが大きいと、色収差の補正に有用である。以下、本明細書では、異常分散性は負の値で表され、異常分散性が大きいとは、その絶対値が大きいことを言う。

[0008] ところで、特許文献 3に開示されている Ba (Mg, Ta) 0系および Ba (Zn, Ta) 0系

3 3 透光性セラミックは、一般式 ABOで表されるぺロブスカイト構造をとる力特に、その

3

Bサイト元素が 2種類以上の元素の組み合わせ力なる複合ぺロブスカイト構造をとる。すなわち、主として、 Mgおよび Zまたは Znからなる 2価の金属元素と、 Taおよび /または Nbからなる 5価の金属元素とがほぼ 1： 2に近いモル比で存在することにより、電気的中性がほぼ保たれている。さらに、 Bサイト元素である Mg、 Taおよび Zまたは Znを、 Sn、 Zr等の 4価元素で置換することにより、屈折率やアッベ数等の光学特性を変化させることができる。

[0009] しかし、特許文献 3に記載される透光性セラミックでは、異常分散性 Δ Θ g,Fが小さいという問題がある。たとえば、 Ba{ (Sn, Zr) Mg, Ta}0系における Δ 6 g,Fは 0.

3

013、Ba (Zr， Zn, Ta) 0系における Δ Θ g， Fは一 0.006、 Ba{ (Sn， Zr) Mg, Nb}

3

O系における Δ 0 g， Fは 0.000に留まる。

3

特許文献 1 :特開平 5— 127078号公報 (全頁、図 1)

特許文献 2：特開平 7— 244865号公報 (請求項 6、段落番号 0024)

特許文献 3：国際公開第 02Z49984号パンフレット (全頁、全図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い直線透過率および高い屈折率を有し、かつ複屈折が実質的にないばかりでなぐ異常分散性の大きい、透光性セラミックおよびその製造方法を提供しょうとすることにある。

[0011] 本発明の他の目的は、小さな外形寸法で所望の光学特性を発揮し得る、光学部品

、さらには、この光学部品を用いた光学装置を提供しょうとすることにある。

課題を解決するための手段 [0012] 本発明に係る透光性セラミックは、一般式: A B O (ただし、 1. 00≤x/y≤l. 10 の条件を満たし、かつ Wは電気的中性を保っための正の数である。）で表されるパイロクロア型化合物を主成分とし、かっこの主成分の結晶系が立方晶であることを特徴としている。ここで注目すべきは、本発明に係る透光性セラミックは、パイロクロア構造を有するセラミックであって、このセラミックが透光性を得るための必須条件は、結晶系が立方晶を示すことである。

[0013] 上記のように結晶系が立方晶となる力否かは、上記 Aと Bの各々の元素の種類による力 Aが 3価の金属元素であり、 Bが 4価の金属元素であることが好ましい。特に、 A が La、 Y、 Gd、 Ybおよび Luから選ばれる少なくとも 1種であり、 B力Ti、 Sn、 Zrおよび Hfから選ばれる少なくとも 1種であることがより好ま、。

[0014] 本発明に係る透光性セラミックは、好ましくは、波長が 633nmである可視光の、試料厚み 0. 4mmにおける直線透過率 (以下、単に「直線透過率」と言う。）が 20%以上と、高い直線透過率を示す。

[0015] また、本発明に係る透光性セラミックは、複屈折をより抑制するために、多結晶体であることが望ましい。

[0016] 本発明は、また、上述したような透光性セラミックを製造する方法にも向けられる。

[0017] 本発明に係る透光性セラミックの製造方法は、第 1の実施態様では、セラミック原料粉末を所定形状に成形してなる未焼成のセラミック成形体を用意する工程と、未焼成のセラミック成形体を、酸素濃度が 98体積％以上の雰囲気中で焼成する工程とを備えることを特徴としている。

[0018] 本発明に係る透光性セラミックの製造方法は、第 2の実施態様では、セラミック原料粉末を所定形状に成形してなる未焼成のセラミック成形体を用意する工程と、上記セラミック原料粉末と実質的に同組成の同時焼成用組成物を用意する工程と、同時焼成用組成物を未焼成のセラミック成形体に接触させながら、酸素濃度が 90体積％以上の雰囲気中で、未焼成のセラミック成形体を焼成する工程とを備えることを特徴としている。

[0019] 上記の製造方法についての第 1および第 2の実施態様を比較すれば、第 1の実施態様では、同時焼成用組成物を用いないが、焼成時の雰囲気の酸素濃度が 98体積 %以上と高くされる。他方、第 2の実施態様では、同時焼成用組成物を用いて、これを未焼成のセラミック成形体に接触させながら焼成工程が実施される。この場合には、焼成時の雰囲気の酸素濃度の下限は 90体積％と比較的低くされることができる。なお、得られた透光性セラミックの直線透過率を比較すると、第 2の実施態様による製造方法を適用した方が、得られた透光性セラミックの直線透過率をより高くすることができる。

[0020] 本発明に係る透光性セラミックの製造方法の上述した第 2の実施態様を実施する場合、好ましくは、同時焼成用組成物は粉末状態にあり、焼成工程は、同時焼成用組成物に、未焼成のセラミック成形体を埋め込んだ状態で実施される。

[0021] さらに、本発明は、上記の透光性セラミックからなる光学部品、およびこの光学部品が搭載されている光学装置にも向けられる。

発明の効果

[0022] 本発明によれば、高い直線透過率および高い屈折率を有し、複屈折が実質的にないばかりでなぐ大きい異常分散性を有する、透光性セラミックを得ることができる。このため、小型で所望の光学特性を発揮可能であり、かつカメラなどの白色光学系の色収差補正に有用な光学部品を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明に係る透光性セラミックを用いて構成される光学部品の第 1の例としての両凸レンズ 10を示す断面図である。

[図 2]本発明に係る透光性セラミックを用いて構成される光学部品の第 2の例としての両凹レンズ 11を示す断面図である。

[図 3]本発明に係る透光性セラミックを用いて構成される光学部品の第 3の例としてのメニスカスレンズ 12を示す断面図である。

[図 4]本発明に係る透光性セラミックを用いて構成される光学部品の第 4の例としての光路長調整板 13を示す断面図である。

[図 5]本発明に係る透光性セラミックを用いて構成される光学部品の第 5の例としての球状レンズ 14を示す断面図である。

[図 6]本発明に係る透光性セラミックを用いて構成された光学部品を搭載した光学装置の一例としての光ピックアップ 9を図解的に示す正面図である。

圆 7]実験例において作製した、本発明の範囲内の実施例としての透光性セラミックにつ、ての直線透過率の波長依存性を示す図である。

符号の説明

1 記録媒体

2 対物レンズ

3 ハーフミラー

4 コリメータレンズ

5 半導体レーザ

6 集光レンズ

7 受光素子

8 レーザ光

9 光ピックアップ

10 両凸レンズ

11 両凹レンズ

12 メニスカスレンズ

13 光路長調整板

14 球状レンズ

発明を実施するための最良の形態

[0025] 本発明に係る透光性セラミックの主成分は、一般式: A B O (ただし、 1. 00≤x/ y≤l. 10の条件を満たし、かつ wは電気的中性を保っための正の数である。）で表されるパイロクロア型化合物である。このパイロクロア構造のセラミックにおいて、結晶系が立方晶であるとき、セラミックに透光性を与えることができる。

[0026] そして、本発明に係る透光性セラミックによれば、複屈折が実質的になぐ高い直線透過率および高い屈折率を与えるとともに、たとえば特許文献 3に記載の透光性セラミックと比較して大きな異常分散性を与えることができる。

[0027] ここで、異常分散性について説明する。一般的に、光学ガラスの多くでは、部分分散比 Θ g,Fとアッベ数 V との間にほぼ直線関係が成り立ち、このようなガラス種を正常部分分散ガラス (ノーマルガラス）と言う。他方、この直線関係カゝら離れた位置にあるガラス種は異常部分分散ガラス (アブノーマルガラス）と言う。異常分散性の大きさは、ノーマルガラスの基準となる K7と F2とを結んで得られる標準線力の部分分散比の偏差で表される。

[0028] 部分分散比 Θ g,Fは、式 1で表される。

[0029] 式 1 : 0 g,F = (n -n ) / (n -n )

g F F C

(式中、 nは屈折率を表し、添え字は入射光の波長を表す。ただし、 g線の波長は 43 5. 83nm、 F線の波長は 486. 13nm、 C線の波長は 656. 27nmである。；）

また、アッベ数 V は、式 2で表される。

d

[0030] 式 2 : V = (n - l) / (n -n )

d d F C

(式中、 nは屈折率を表し、添え字は入射光の波長を表す。ただし、 d線の波長は 58 7. 56應である。 )

すなわち、異常分散性が高いということは、屈折率の波長分散が通常のガラス光学材料と異なるということであり、光学系の色収差補正に有用となる。

[0031] 本発明に係る透光性セラミックでは、異常分散性 Δ Θ g,Fは負の値を示し、後述する実験例によれば、 -0. 026〜一 0.017と大きい値を示している。したがって、光学系の色収差補正が重視される光学系には、本発明に係る透光性セラミックが優れている。

[0032] 本発明に係る透光性セラミックの主成分となるパイロクロア型化合物を表す一般式： A B O において、 1. 00≤x/y≤l . 10の条件は、透光性発現のための条件である。 xZyがこの条件を外れると、直線透過率が 20%未満と低くなる。

[0033] 本発明に係る透光性セラミックにおいて、また、主成分の結晶系が立方晶であることが透光性を得るための必須要件である。立方晶になるか否かは、 A B O における

Aと Bの各々の元素の種類による。この場合、 Aは 3価の金属元素であり、 Bが 4価の金属元素であることが好ましぐより好ましくは、 Aは La、 Y、 Gd、 Ybおよび Lu力も選ばれる少なくとも 1種であり、 Bは Ti、 Sn、 Znおよび Hfから選ばれる少なくとも 1種である。また、本発明に係る透光性セラミックは、多結晶体であることが望ましい。

[0034] なお、本発明に係る透光性セラミックの組成には、本発明の目的を損わな!/、範囲で、不可避的に混入する不純物が含まれていてもよい。たとえば原料として用いる酸ィ匕物もしくは水酸ィ匕物に含まれる不純物や作製工程中で混入する不純物として、 SiO

2

、 Fe O、 B O、 Al O、 W O、 Bi O、 Sb Oおよび CuOなどが挙げられる。

2 3 2 5 2 3 2 5 2 3 2 5

[0035] 次に、本発明に係る透光性セラミックの製造方法について説明する。透光性セラミックの製造方法には、 2つの典型的な実施態様がある。

[0036] 第 1の実施態様では、透光性セラミックを製造するため、セラミック原料粉末を所定形状に成形してなる未焼成のセラミック成形体が用意され、次いで、未焼成のセラミツク成形体を、酸素濃度が 98体積％以上の雰囲気中で焼成する工程が実施される。

[0037] 第 2の実施態様では、透光性セラミックを製造するため、セラミック原料粉末を所定形状に成形してなる未焼成のセラミック成形体が用意されるとともに、このセラミック原料粉末と実質的に同組成の同時焼成用組成物が用意される。次いで、同時焼成用組成物を未焼成のセラミック成形体に接触させながら、酸素濃度が 90体積％以上の雰囲気中で、未焼成のセラミック成形体を焼成する工程が実施される。

[0038] 上記の製造方法において、同時焼成用組成物とは、たとえば、上記セラミック成形体と同じ組成となるように調整した原料を仮焼し、粉砕して得られた粉末である。この同時焼成用糸且成物により、上記セラミック成形体中の揮発成分が焼成時に揮発することを抑制することができる。したがって、焼成工程では、同時焼成用組成物の粉末に未焼成のセラミック成形体を埋め込んだ状態で実施されることが好まし、。なお、同時焼成用組成物は、粉末に限らず、成形体または焼結体であってもよい。

[0039] 同時焼成用組成物は、上記セラミック成形体のためのセラミック原料粉末と同じ組成を有することが好ましいが、実質的に同組成であればよい。同時焼成用組成物が未焼成のセラミック成形体のためのセラミック原料粉末と実質的に同組成であるとは、同一の構成元素を含んだ同等の組成系であることを意味し、全く同一の組成比率でなくてもよい。また、同時焼成用組成物は、必ずしも透光性を与え得る組成を有していなくてもよい。

[0040] 以上のような第 1および第 2の実施態様を比較したとき、第 1の実施態様では、同時焼成用組成物を用いる必要がないが、焼成時の雰囲気の酸素濃度は 98体積％以上と高くしなければならない。他方、第 2の実施態様では、同時焼成用組成物を用いることにより、酸素濃度の下限を 90体積％とより低くすることができる。また、得られた透光性セラミックの直線透過率を比較したとき、第 2の実施態様の方が第 1の実施態様に比べてより高くすることができる。

[0041] なお、第 1および第 2の実施態様のいずれにおいても、焼成工程における圧力は、大気圧もしくはそれ以下で構わない。すなわち、 HIP (Hot Isostatic Press)等の加圧雰囲気である必要はな、。

[0042] また、本発明に係る透光性セラミックは高い直線透過率を示すが、表面に反射防止膜 (AR膜 =Anti—Refl_ection膜)を形成すれば、さらに、直線透過率を高めることができる。この反射防止膜は、 MgO等の誘電体力もなる膜であることが望ましい。たとえば直線透過率が 75. 2%であり、かつ屈折率が 2. 0868である場合、 Fresnelの法則より、直線透過率の理論最大値は 77. 9%となる。このとき、理論値に対する相対透過率は 96. 5%となる。これは、試料内部での透過損失がほとんどないことを示している。したがって、試料表面に反射防止膜を形成すれば、得られる直線透過率をほぼ理論値とすることができる。

[0043] また、本発明に係る透光性セラミックは、レンズ等の光学部品に用いることができ、たとえば、図 1ないし図 5にそれぞれ示すような両凸レンズ 10、両凹レンズ 11、メニスカスレンズ 12、光路長調整板 13、および球状レンズ 14に利用することができる。

[0044] また、このような光学部品を搭載した光学装置について、光ピックアップを例にとり、説明する。

[0045] 図 6に示すように、光ピックアップ 9は、コンパクトディスクやミニディスク等の記録媒体 1に対して、コヒーレントな光であるレーザ光 8を照射し、その反射光から記録媒体 1に記録された情報を再生するものである。

[0046] このような光ピックアップ 9においては、光源としての半導体レーザ 5からのレーザ光 8を平行光に変換するコリメータレンズ 4が設けられ、その平行光の光路上にハーフミラー 3が設けられている。このハーフミラー 3は、コリメータレンズ 4からの入射光を通して直進させるが、記録媒体 1からの反射光については、その進行方向を反射によりたとえば約 90度変更するものである。

[0047] また、光ピックアップ 9には、ハーフミラー 3からの入射光を記録媒体 1の記録面上に集光するための対物レンズ 2が設けられている。この対物レンズ 2は、また、記録媒体 1からの反射光を効率良くハーフミラー 3に向力つて送るためのものでもある。反射光が入射されたノ、一フミラー 3では、反射により位相が変化することで、上記反射光の進行方向が変更される。

[0048] さらに、光ピックアップ 9には、変更された反射光を集光するための集光レンズ 6が設けられている。そして、反射光の集光位置に、反射光力もの情報を再生するための受光素子 7が設けられている。

[0049] このように構成される光ピックアップ 9にお、て、本発明に係る透光性セラミックを対物レンズ 2の素材として用いた場合、本発明に係る透光性セラミックは屈折率が大き

V、ため、光ピックアップ 9の小型化や薄型化が可能である。

[0050] 次に、本発明に係る透光性セラミックを実験例に基づいて説明する。

[0051] [実験例 1]

原料として、各々高純度の La (OH)

3、 Y O

2 3、 Gd O

2 3、 Yb O

2 3、 Lu O

2 3、 SnO

2、 Zr

O、 TiOおよび HfOの各粉末を準備した。そして、一般式: A B O (wは電気的中

2 2 2

性を保っための正の数である。）で表される、表 1に示す各試料が得られるように、各原料を秤量し、ボールミルで 20時間湿式混合した。この混合物を乾燥させたのち、 1 300°Cで 3時間仮焼し、仮焼粉体を得た。仮焼後、 wの値はほぼ 7になっていた。

[0052] なお、表 1の「Bの元素種と含有量」の欄は、 Bの元素種が 1種類の場合はその含有量力の値と同じであり、元素種が 2種類である場合はそれぞれの含有量の和が yの値となっている。

[0053] 次に、上記仮焼粉末を水および有機バインダとともにボールミルに入れ、 12時間湿式粉砕した。有機バインダとしては、ェチルセルロースを用いた。なお、ェチルセル口ース以外でも、ポリビニルアルコール等のようにセラミック成形体用の結合剤としての機能を備え、かつ焼成工程において焼結温度に達する前に、 500°C程度で大気中の酸素と反応して炭酸ガスや水蒸気などにガス化して消失するものであれば、有機バインダとして用いることができる。

[0054] 次に、上記粉砕物を乾燥させた後、 50メッシュの網 (篩）を通して造粒し、得られた粉末を 196MPaの圧力で押圧してプレス成形することにより、直径 30mmおよび厚さ 2mmの円板状の未焼成のセラミック成形体を得た。

[0055] 次に、上記未焼成のセラミック成形体を焼成炉に入れ、大気雰囲気中で加熱し、脱ノ^ンダ処理を行なった。引き続き、昇温しながら焼成炉内に酸素を注入し、最高温度域の 1600〜 1700°Cにお、て、焼成雰囲気の酸素濃度を約 98体積％まで上昇させた。ここで、最高温度については、材料組成により最適な温度が適宜選択され、たとえば試料 6の場合は 1675°Cであった。この焼成温度および酸素濃度を維持し、上記成形物を 20時間焼成して焼結体を得た。なお、焼成時の全圧は 1気圧とした。

[0056] このようにして得られた焼結体を鏡面カ卩ェし、厚さ 0.4mmの円板状に仕上げて透光性セラミックの試料とした。

[0057] 上記の試料のそれぞれにつ!/、て、波長 λ力 ½33nmにおける直線透過率を測定した。この直線透過率の測定には、島津製作所製分光光度計 (UV— 2500)を用いた。なお、本発明が目指す直線透過率は 20%以上とした。

[0058] また、 Metricon社製プリズムカプラー（MODEL2010)を用いて、波長 λ力 09η m、 532nmおよび 833nmでの屈折率も測定した。そして、これら 3波長（409nm、 5 32nmおよび 833nm)での屈折率の値を用いて、波長と屈折率の関係式（Cauchy 式）：式 3より、定数 a、 bおよび cを算出し、波長と屈折率との関係を求めた。

[0059] ¾:3 : n= a/ l ⁴+b/ l ²+ c (nは屈折率、 λは波長、 a、 bおよび cは定数）この式からアッベ数（V )算出に必要な 3波長（F線： 486. 13nm、d線： 587. 56η d

m、 C線： 656. 27nm)での屈折率を求め、前掲のアッベ数の定義式：式 2からアッベ数を算出した。

[0060] さらに上記式 3から g線 (435. 83nm)における屈折率 nを求め、部分分散比 Θ g,F

g

を前傾の式 1より算出した。

[0061] 異常分散性 Δ Θ g,Fの算出には、当業者においてよく知られた以下の方法を用いた。すなわち K7と F2を基準ガラス種とし、 0 g,F - V 図においてこれら 2つのガラス

d

種を結ぶ直線と、それぞれの試料の 0 g, Fの差を Δ Θ g,Fとして求めた。

[0062] 以上、各試料の 633nmでの直線透過率、 d線での屈折率 n、アッベ数 v 、異常分

d d 散性 Δ 0 g,Fの結果を表 1に示す。

[0063] [表 1]

[0064] 表 1において、試料番号に *印を付したものは本発明の範囲外のものである。

[0065] 本発明の範囲内の試料すべてにおいて、 20%以上の直線透過率が得られ、 2. 0

3以上の屈折率が得られ、また、異常分散性については、—0. 026 ― 0. 017と大きい値を示した。

[0066] これに対して、本発明の範囲外の試料 1 4および 9では、 x/yが、 1. 00≤x/y ≤ 1. 10の範囲を外れているため直線透過率が 20%未満と低力つた。

[0067] 表 1に示す試料のうち、最も高い直線透過率が得られた試料 6について、可視光の波長帯（λ = 350〜900nm)における直線透過率の波長依存性を評価した。その結果を図 7に示す。

[0068] なお、最も高、直線透過率を示した試料 6では、 633nmでの直線透過率は、表 1 【こ示す Jう【こ、 75. 2⁰/₀であり、屈折率 ίま 2. 0868であった。一般【こ、直線透過率の測定においては、空気中力試料に対して垂直に光が入射するため、試料の表面と裏面 (すなわち、試料と空気との界面）にて光が反射する。屈折率が 2. 0868である場合、試料表裏面での反射を差し引いた直線透過率の理論最大値は 77. 9%になる。試料 6の場合、測定された直線透過率が 75. 2%であったカゝら理論値に対する相対透過率は 96. 5%となる。これは、試料内部での透過損失がほとんどないことを示している。したがって、たとえば試料 6の表面に前述した反射防止膜を形成すれば、得られる直線透過率をほぼ理論値とすることができる。

[0069] [実験例 2]

上記実験例 1にお、て作製した試料 6と同じ組成としながら、焼成温度を 1625°C および 1700°Cにそれぞれ変えて焼結体を作製した。これらの試料の作製には、焼成温度を変えた以外は、実験例 1において作製した試料 6の場合と同じ条件を適用した。

[0070] そして、焼成温度を変えた各試料について、実験例 1の場合と同じ評価方法にて、直線透過率、屈折率およびアッベ数を評価した。その評価結果を表 2に示す。表 2には、前述の実験例 1において得た試料 6 (焼成温度: 1675°C)についての評価結果も併せて示されている。

[0071] [表 2]

[0072] 表 2からわ力るように、直線透過率については、焼成温度が 1675°Cの試料に比べて、焼成温度が 1625°Cおよび 1700°Cの各試料はやや劣る力十分に 20%以上の値を示している。また、屈折率およびアッベ数については、焼成温度を変えても、互いに同等の値を示している。このことから、本発明に係る透光性セラミックは、焼成温度を変えて作製されてもょ、ことがわかる。

[0073] [実験例 3]

実験例 1において作製された試料 6と同じ組成を適用しながら、未焼成のセラミック成形体を焼成するにあたって、このセラミック成形体を同じ組成の粉末を同時焼成用組成物として用意し、未焼成のセラミック成形体をこの粉末中に埋め込んだ状態で焼成工程を実施したこと以外は、実験例 1において作製した試料 6の場合と同じ条件を適用して試料となる焼結体を得た。

[0074] そして、この同時焼成用組成物を使用して焼成した試料にっ、て、実験例 1の場合と同じ評価方法にて、直線透過率を測定した。その測定結果を表 3に示す。表 3には、前述の実験例 1において得た試料 6 (同時焼成用組成物:不使用）についての直線透過率も併せて示されて、る。

[0075] [表 3]

[0076] 表 3からわ力るように、同時焼成用組成物を使用した試料によれば、これを使用しない試料に比べて、より高い直線透過率が得られた。

産業上の利用可能性

[0077] 本発明に係る透光性セラミックは、直線透過率が高ぐ屈折率が大きぐ屈折率およびアッベ数の調整範囲が広ぐ複屈折が実質的にないば力りでなぐ異常分散性が高い。したがって、特に色収差補正が重視される光学系において有利に適用できる

Claims

請求の範囲

[1] 一般式: A B O (ただし、 1. 00≤x/y≤l. 10の条件を満たし、かつ wは電気的中性を保っための正の数である。）で表されるパイロクロア型化合物を主成分とし、かつ前記主成分の結晶系が立方晶である、透光性セラミック。

[2] 前記 Aが 3価の金属元素であり、前記 Bが 4価の金属元素である、請求項 1に記載の透光性セラミック。

[3] 前記 A力La、 Y、 Gd、 Ybおよび Luから選ばれる少なくとも 1種であり、前記 Bが Ti、 Sn、 Zrおよび Hfから選ばれる少なくとも 1種である、請求項 2に記載の透光性セラミック。

[4] 波長が 633nmである可視光の、試料厚み 0. 4mmにおける直線透過率が 20%以上である、請求項 1に記載の透光性セラミック。

[5] 多結晶体である、請求項 1に記載の透光性セラミック。

[6] 請求項 1な、し 5の、ずれかに記載の透光性セラミックを製造する方法であって、セラミック原料粉末を所定形状に成形してなる未焼成のセラミック成形体を用意する工程と、

前記未焼成のセラミック成形体を、酸素濃度が 98体積％以上の雰囲気中で焼成する工程と

を備える、透光性セラミックの製造方法。

[7] 請求項 1な、し 5の、ずれかに記載の透光性セラミックを製造する方法であって、セラミック原料粉末を所定形状に成形してなる未焼成のセラミック成形体を用意する工程と、

前記セラミック原料粉末と実質的に同組成の同時焼成用組成物を用意する工程と前記同時焼成用組成物を前記未焼成のセラミック成形体に接触させながら、酸素濃度が 90体積％以上の雰囲気中で、前記未焼成のセラミック成形体を焼成するェ程と

を備える、透光性セラミックの製造方法。

[8] 前記同時焼成用組成物は粉末状態にあり、前記焼成工程は、前記同時焼成用組成物に、前記未焼成のセラミック成形体を埋め込んだ状態で実施される、請求項 7に記載の透光性セラミックの製造方法。

請求項 1ないし 5のいずれかに記載の透光性セラミック力もなる光学部品。

請求項 9に記載の光学部品が搭載されている光学装置。