[发明专利]透光性陶瓷及其制造方法、以及光学部件和光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及作为透镜等光学部件而有用的透光性陶瓷及其制造方法以及使用此的光学部件以及光学装置。

背景技术

以往以来，作为载置于光拾取器等光学装置的透镜等光学部件的材料，如专利文献1和专利文献2所记载的那样，使用玻璃或塑料，或者铌酸锂(LiNbO₃)等的单结晶。

关于玻璃和塑料，由于光透过率高，且容易加工为所望的形状，因此主要被用于透镜等光学部件。另一方面，LiNbO₃的单结晶，利用电光学特性和双折射，而主要被用于光波导等光学部件。在使用这种光学部件的光拾取器等光学装置中，要求更加小型化和薄型化。

然而，在以往的玻璃和塑料中，其折射率为2.00以下，因此使用它们的光学部件和光学装置中小型化和薄型化方面存在极限。另外，在塑料中，不仅具有耐湿性较差的缺点，而且由于产生双折射，因此具有难于使入射光效率更高地透过和聚焦的缺点。

另一方面，关于例如LiNbO₃单结晶，由于折射率高至2.3，且是双折射，因此，因此难于用于透镜等光学部件，具有用途受限制的缺点。

作为不产生双折射且能够赋予优良的光学特性的材料，如专利文献3所记载的那样，已知有Ba(Mg，Ta)O₃系以及Ba(Zn，Ta)O₃系透光性陶瓷。这些陶瓷表现出2.01以上的折射率(以下，只要没有特别说明，说的是波长633nm的折射率。)。

另外，最近要求作为光学特性的指标之一的异常分散性Δθg，F较大。所谓具有异常分散性，详细情况留作后述，但说的是，具有与通常的光学玻璃不同的波长分散性。异常分散性Δθg，F较大，则对于色像差的校正有用。以下，在本说明书中，用负值表示异常分散性，所谓异常分散性较大，是指其绝对值较大。

然而，专利文献3所公开的Ba(Mg，Ta)O₃系以及Ba(Zn，Ta)O3系透光性陶瓷，采用由通式AB O₃表示的钙钛矿(perovskite)结构，特别是其B位置元素采用由两种以上的元素的组合构成的复合钙钛矿结构。也就是说，主要是由Mg和/或Zn构成的二价的金属元素，与由Ta和/或Nb构成的5价元素以大致接近于1：2的摩尔(モル)比存在，由此大致保持电中性。此外，通过用Sn、Zr等4价元素置换作为B位置元素的Mg、Ta和/或Zn，从而能够变化折射率和阿贝数等光学特性。

可是，在专利文献3所记载的透光性陶瓷中，存在异常分散性Δθg，F小的问题。例如，Ba{(Sn，Zr)Mg，Ta}O₃系的Δθg，F为—0.013，Ba{Zr，Zn，Ta}O₃系的Δθg，F为—0.006，Ba{(Sn，Zr)Mg，Nb}O₃系的Δθg，F为—0.000。

专利文献1：特开平5—127078号公报(全页，图1)

专利文献2：特开平7—244865号公报(权利要求6，段落编号0024)。

专利文献3：国际公开第02/49984号国际公布文本(pamphlet)(全页，全图)。

发明内容

本发明针对上述实际情况而提出，其目的为提供一种具有高的折射率且异常分散性大的透光性陶瓷及其制造方法。

本发明的另一目的为提供一种能够以较小的外形尺寸发挥所望的光学特性的光学部件，以及使用该光学部件的光学装置。

关于本发明所涉及的透光性陶瓷，在第1方式中，以由通式Ba{M_xB1_yB2_z}_vO_w所表示的组成为主要成分，其中，B1是3价金属元素，B2是5价金属元素，M是从Ti、Sn、Zr和Hf中选取的至少一种，并满足x+y+z＝1，0≦x≦0.45，1.00≦z/y≦1.04，以及1.00≦v≦1.05这些各个条件，w是为了保持电中性而必要的正数。

在上述第1方式中，优选为，B1是从Y、In、Sc、Tb、Ho和Sm中选择的至少一种，B2是从Ta和Nb中选择的至少一种。