專利名稱：：透明陶瓷及其制造方法、和光學(xué)元件與光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用作透鏡等的光學(xué)元件的透明陶瓷及其制造方法、和使用了它的光學(xué)元件和光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
：歷來，作為搭載于光學(xué)拾波器(opticalpickup)等的光學(xué)裝置上的透鏡等的光學(xué)元件的材料，例如像專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所述，使用玻璃或塑料，另外還使用鈮酸鋰(LiNb03)等的單晶。由于玻璃和塑料透光率高，并易于加工成希望的形狀，因此主要被用于透鏡等的光學(xué)元件。另一方面，LiNb03的單晶利用電光學(xué)特性和雙折射，主要用于光波導(dǎo)管等的光學(xué)元件。使用了這種光學(xué)元件的光學(xué)拾波器等的光學(xué)裝置要求更小型化和薄型化。可是，現(xiàn)有的玻璃和塑料由于其折射率為2.00以下，所以對(duì)使用了它們的光學(xué)元件和光學(xué)裝置在小型化和薄型化方面有所限制。另外，因?yàn)樗芰喜粌H有耐濕性差這樣的缺點(diǎn)，而且會(huì)產(chǎn)生雙折射，所以還有難以使入射光高效率地透過和聚焦這樣的缺點(diǎn)。另一方面，例如LiNb03單晶雖然折射率高達(dá)2.3，但是因?yàn)橛须p折射，所以難以用于透鏡等的光學(xué)元件，因?yàn)橛猛居兴薅ǘ粸閮?yōu)選。作為不發(fā)生雙折射且能夠賦于優(yōu)異的光學(xué)特性的材料，例如專利文獻(xiàn)3中所述，己知有Ba(Mg、Ta)03系和Ba(Zn、Ta)03系透明陶瓷。它們顯示出2.01以上的折射率(以下，除非特別指出，否則所說的就是波長633nm下的折射率)。另外，最近要求作為光學(xué)特性的指標(biāo)之一的異常色散性Aeg,F大。所謂具異常色散性的詳情后述，但指的是具有與通常的光學(xué)玻璃不同的波長色散性。若異常色散性Aeg,F大，則有助于色差的矯正。以下在本說明書中異常色散性由負(fù)的值表示，所謂異常色散性大是指其絕對(duì)值大。但是，專利文獻(xiàn)3所公開的Ba(Mg、Ta)03系和Ba(Zn、Ta)03系透明陶瓷，呈現(xiàn)由一般式AB03所代表的鈣鈦礦(perovskite)結(jié)構(gòu)，但特別的是呈現(xiàn)復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，即B位置元素為2種以上的元素組合而成。即，主要是由Mg和/或Zn構(gòu)成的2價(jià)的金屬元素，和Ta和/或Nb構(gòu)成的5價(jià)的金屬元素以大體接近1:2的摩爾比存在，由此基本保持電中性。此外，通過以Sn、Zr等的4價(jià)元素替換作為B位置元素的Mg、Ta和/或Zn，能夠使折射率和阿貝數(shù)等的光學(xué)特性變化。但是，專利文獻(xiàn)3所述的透明陶瓷中，有異常色散數(shù)Aeg,F小這樣的問題。例如，Ba((Sn、Zr)Mg、Ta}03系的A0g,F停留在一0.013，Ba(Zr、Zn、Ta)03系的A0g,F停留在一0.006，Ba((Sn、Zr)Mg、Nb}03系的A0g,F停留在一O.OOO。專利文獻(xiàn)l:特開平5-127078號(hào)公報(bào)(全頁，圖l)專利文獻(xiàn)2:特開平7-244865號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求6、段落編號(hào)0024)專利文獻(xiàn)3:國際公開第02/49984號(hào)冊(全頁，全圖)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述情況而進(jìn)行，其目的在于，提供一種具有高折射率，且異常色散性大的透明陶瓷及其制造方法。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種在小的外形尺寸下就能夠發(fā)揮希望的光學(xué)特性的光學(xué)元件，還有使用了該光學(xué)元素的光學(xué)裝置。本發(fā)明的透明陶瓷，以一般式(Sr卜sBas)(MxBlyB2z)vOw所表示的鈣鈦礦型化合物為主要成分。這里，Bl是從Mg、Zn、In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選擇出的至少1種，B2是從Ta和Nb中選擇出的至少1種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少l種。另外，滿足如下各條件0《s〈l;0《x《0.7;1.00《z/y《2.20;1,00《v《1.07;x+y+z=1，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù)。在第一優(yōu)選方式中，Bl是從Mg和Zn中選擇的至少1種，滿足0.02《x《0.70和1.80《z/y《2.20的各條件。在第二優(yōu)選方式中，Bl是從In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選擇出的至少1種，滿足0《x《0,45、1.00《z/y《1.04禾B1.00《v《1.05的各條件。在第三優(yōu)選方式中，Bl包含從Mg和Zn中選擇的至少1種，和從In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選擇出的至少1種。還有，關(guān)于上述"第一方式"、"第二方式"和"第三方式"的各措詞，在以下的說明中，也分別用作指代相同的實(shí)施方式。本發(fā)明的透明陶瓷，優(yōu)選顯示出波長為633nm的可見光在試料厚度0.4mm下的直線透過率(以下僅稱為"直線透過率")高達(dá)20%以上的直線透過率。另外，本發(fā)明的透明陶瓷，優(yōu)選波長為633nm的可見光的折射為(以下僅稱為"折射率")大到2.01以上。另外，本發(fā)明的透明陶瓷，為了抑制雙折射而優(yōu)選多晶體。本發(fā)明另外還面向制造上述這種透明陶瓷的方法。本發(fā)明的透明陶瓷的制造方法包括如下工序準(zhǔn)備將陶瓷原料粉末成形為規(guī)定形狀而成為未燒成的陶瓷成形體的工序；準(zhǔn)備與上述陶瓷原料粉末實(shí)質(zhì)上為同組成的同時(shí)燒成用組成物的工序；邊使同時(shí)燒成用組成物與未燒成的陶瓷成形體接觸，邊在氧濃度為90體積％以上的氣氛中，對(duì)未燒成的陶瓷成形體進(jìn)行燒成的工序。此外，本發(fā)明也面向由上述透明陶瓷構(gòu)成的光學(xué)元件和搭載有該光學(xué)元件的光學(xué)裝置。根據(jù)本發(fā)明，能夠得到具有2.01以上的高折射率、和A0g，F(xiàn)大到一0.024^^—0.014的異常色散性的透明陶瓷。因此，以小型就能夠發(fā)揮希望的光學(xué)特性，且能夠得到有助于照相機(jī)等的白色光學(xué)系的色差矯正的光學(xué)元件。圖1是表示使用本發(fā)明的透明陶瓷構(gòu)成的作為光學(xué)元件的第一例的雙凸透鏡10的剖面圖。圖2是表示使用本發(fā)明的透明陶瓷構(gòu)成的作為光學(xué)元件的第二例的雙凹透鏡ll的剖面圖。圖3是表示使用本發(fā)明的透明陶瓷構(gòu)成的作為光學(xué)元件的第三例的彎月透鏡12的剖面圖。圖4是表示使用本發(fā)明的透明陶瓷構(gòu)成的作為光學(xué)元件的第四例的光程長度調(diào)整板13的剖面圖。圖5是表示使用本發(fā)明的透明陶瓷構(gòu)成的作為光學(xué)元件的第五例的球狀透鏡14的剖面圖。圖6是圖解地顯示作為搭載有使用本發(fā)明的透明陶瓷構(gòu)成的光學(xué)元件的光學(xué)裝置的一例的光學(xué)拾波器9的正視圖。圖7是顯示關(guān)于在實(shí)驗(yàn)例中制作的、作為本發(fā)明的范圍內(nèi)的實(shí)施例的透明陶瓷的直線透過率的波長依存性的圖。符號(hào)說明1記錄媒體2物鏡3半反射鏡(halfmirrorO4準(zhǔn)直透鏡(collimaterlens)5半導(dǎo)體激光器6聚光透鏡7光接收元件8激光9光學(xué)拾波器10雙凸透鏡11雙凹透鏡12彎月透鏡13光程長度調(diào)整板14球狀透鏡具體實(shí)施例方式本發(fā)明的透明陶瓷的基本組成，由一般式(Sr卜sBas)(MxBlyB2z)vOw表示。但是，Bl是從Mg、Zn、In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選擇出的至少1種，B2是從Ta和Nb中選擇出的至少l種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種。另外，滿足如下各條件0《S〈1;0《X《0.7;1.00《z/y《2.20;1.001.07;x+y+z=1，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù)。本發(fā)明的透明陶瓷的主要成分為復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。這里Ba和Sr占轉(zhuǎn)鈦礦的A位置，M、Bl和B2點(diǎn)鈣鈦礦的B位置。在上述的鈣鈦礦型化合物中，若相當(dāng)于B2對(duì)Bl的摩爾比z/y在1.00《z/y《2.20的范圍外，以及B位置對(duì)A位置的摩爾比v在1.00《v《1.07的范圍外，則以鈣鈦礦結(jié)構(gòu)為起因的直線透過率降低。還有，0的含有比w為接近3的值。另外，此復(fù)合鈣鈦礦，其B位置也可以根據(jù)需要，被Ti、Sn、Zr和Hf的至少一1種4價(jià)的元素M替代，由此光學(xué)特性展現(xiàn)或變化。通過調(diào)節(jié)該4價(jià)的元素M的種類、組合和/或置換量x，能夠使直線透過率、折射率、阿貝數(shù)等的光學(xué)特性自由變化。但是，若該4價(jià)的元素M的置換量x超過0.7，則直線透過率降低，因此不為優(yōu)選。在本發(fā)明的透明陶瓷中，最具特征的是A位置元素中必須含有Sr。也可以由Ba來置換Sr的一部分，但是Sr的比例越多，異常色散性越高。以下，在達(dá)成本發(fā)明的目的方面可舉出3個(gè)優(yōu)選的具體的方式。它們是A位置合計(jì)大體顯示為2價(jià)，B位置合計(jì)大體顯示為4價(jià)。本發(fā)明的第一方式的透明性陶瓷，以一般式(Sr卜sBas)(MxBlyB2z)vOw(其中，Bl是從Mg和Zn中選擇出的至少l種，B2是從Ta和Nb中選擇出的至少l種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種，并滿足x+y+z=l，0《s<l，0.02《x《0.70，l'80《z/y《2.20和1.00《v《1.07的各條件，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))所表示的組成為主成分。Ba和Sr占鈣鈦礦的A位置，M、Bl和B2點(diǎn)鈣鈦礦的B位置。作為Bl的Mg和Zn主要是2價(jià)的金屬元素，另外作為B2的Ta和Nb主要是5價(jià)的金屬元素。該B1和B2以接近l:2的摩爾比存在，由此鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的電中性得以確保。作為上述組成的數(shù)值范圍的1.80《z/y《2.20和1.00《v《1.07，是用于顯現(xiàn)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)引起的透光性的最佳范圍。若z/y或v的值在上述范圍之外，則直線透過率會(huì)變得低于20%。另夕卜，第一方式的透明陶瓷，其B位置由Ti、Sn、Zr和/或Hf這樣的4價(jià)的元素M置換，通過以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌线@些4價(jià)元素M而進(jìn)行置換，能夠自由調(diào)節(jié)透明陶瓷的直線透過率、折射率等的光學(xué)特性。其中，這些4價(jià)元素M的置換量x的適當(dāng)?shù)姆秶?.02《x《0.70，在此范圍以外則直線透過率低于20%。此外，在第一方式的透明陶瓷中，假如在A位置不存在Sr，而由Ba占據(jù)A位置時(shí)，即在s-l的情況下，則異常色散性變低，而不能充分滿足本發(fā)明的目的。若使A位置的Sr含量增加，則有異常色散性提高的傾向。其次，本發(fā)明的第二方式的透明陶瓷，以一般式(Sr,-3a》(MxBlyB2z)vOw(其中，Bl是從In、Y、Sc、Ho、Tb和Sm中選擇出的至少1種，B2是從Ta和Nb中選擇出的至少l種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種，并滿足x+y+z=l，0《s<l，0《x《0.45，L00《z/y《1.04禾n1.00《v《1.05的各條件，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))所表示的組成為主成分。第二方式的透明陶瓷與第一方式的透明陶瓷最大的不同點(diǎn)是，Bl的構(gòu)成元素是In、Y、Sc、Ho、Tb和Sm這種3價(jià)的金屬元素，該B1禾口B2以接近l:l的摩爾比存在，由此鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的電中性成立。作為上述組成的數(shù)值范圍的1.00《z/y《1.04和1.001.05，是用于顯現(xiàn)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)引起的透光性的最佳范圍。若z/y或v的值在上述范圍之外，則直線透過率低于20%。另外，第二方式的透明陶瓷，其B位置由Ti、Sn、Zr和Hf這樣的4價(jià)的元素M置換，通過以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌线@些4價(jià)元素M而進(jìn)行置換，能夠自由調(diào)節(jié)透明陶瓷的直線透過率、折射率等的光學(xué)特性。其中，這些4價(jià)元素M的置換量x的適當(dāng)?shù)姆秶?《x《0.45，在此范圍以外則直線透過率低于20%。此外，在第二方式的透明陶瓷中，若使A位置的Sr含量增加，則有異常色散性提高的傾向。其次，本發(fā)明的第三方式的透明陶瓷，以一般式(Sri-sBas)(MxBlyB2z)vOw(其中，Bl包含從Mg和Zn中選擇出的至少1種，和從In、Y、Sc、Ho、Tb和Sm中選擇出的至少1種，B2是從Ta和Nb中選擇出的至少l種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種，并滿足x+y+z二l，0《s〈l，0《x《0.7，1.00《z/y《2.20和1.00《v《1.07的各條件，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))所表示的組成為主成分。第三方式的組成若簡言之，則處于第一方式的組成和第二方式的組成大體均一地固溶狀態(tài)。作為B1元素，在所謂Mg和Zn的2價(jià)的金屬、和所謂In、Y、Sc、Ho、Tb和Sm的3價(jià)的金屬元素共存時(shí)，關(guān)于z/y、x和v的各值的允許范圍，比第一和第二方式的情況要寬泛。作為規(guī)定第三方式的組成的數(shù)值范圍的1.00《z/y《2.20和1.00《v《1.07，是用于顯現(xiàn)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)引起的透光性的最佳范圍。若z/y或x的值在上述范圍之外，則直線透過率低于20%。另夕卜，在第三方式的透明陶瓷，其B位置由Ti、Sn、Zr和Hf這樣的4價(jià)的元素M置換，通過以適當(dāng)?shù)谋嚷驶旌线@些4價(jià)元素M而進(jìn)行置換，能夠自由調(diào)節(jié)透明陶瓷的直線透過率、折射率等的光學(xué)特性。其中，這些4價(jià)元素M的置換量x的適當(dāng)?shù)姆秶?《x《0.7，在此范圍以外則直線透過率低于20%。此外，第三方式的透明陶瓷，若使A位置的Sr含量增加，則有異常色散性提高的傾向。還有，在第一第三方式的透明陶瓷中，對(duì)于處于A位置的Sr/Ba比來說，Sr的比例越多，異常色散性就越高，但是，在此若著眼于405nm左右的低波長區(qū)域中的直線透過率，則該直線透過率在Sr/Ba比越接近1:1的區(qū)域越高。若低波長區(qū)域中的直線透過率變高，則在相對(duì)廣闊范圍的波長區(qū)域中直線透過率變高，因此這些的透明陶瓷在得到透明度高的光學(xué)元件方面有效。還有，在本發(fā)明的透明陶瓷的組成中，在不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，也可以含有不可避免混入的雜質(zhì)。例如作為原料使用的氧化物或碳氧鹽中所含的雜質(zhì)，和作為在制造工序中混入的雜質(zhì)，可列舉Si02、Fe203、B203、CaO、A1203、W03、Bi203、Sb205和La203等的稀土類氧化物等。接下來，就本發(fā)明的透明陶瓷的制造方法進(jìn)行說明。為了制造透明陶瓷而實(shí)施如下工序準(zhǔn)備將陶瓷原料粉末成形為規(guī)定形狀的未燒成陶瓷成形體，同時(shí)準(zhǔn)備與該陶瓷原料粉末實(shí)質(zhì)上為同組成的同時(shí)燒成用組成物。其次，即邊使同時(shí)燒成用組成物與未燒成的陶瓷成形體接觸，邊在氧濃度為卯體積。/。以上的氣氛中，對(duì)未燒成的陶瓷成形體進(jìn)行燒成。在上述的制造方法中，所謂同時(shí)燒成用組成物，譬如是對(duì)調(diào)整為與上述陶瓷成形體為同組成的原料進(jìn)行預(yù)燒，并進(jìn)行粉碎而得到的粉末。利用該同時(shí)燒成用組成物，能夠抑制上述陶瓷成形體中的揮發(fā)成分在燒成時(shí)揮發(fā)。因此，在燒成工序中，優(yōu)選在同時(shí)燒成用組成物的粉末中埋入未燒成的陶瓷成形體的狀態(tài)下實(shí)施燒成。還有，同時(shí)燒成用組成物不限于粉末，也可以是成形體或燒結(jié)體。同時(shí)燒成用組成物，優(yōu)選具有與上述陶瓷成形體所用的原料粉末為同一組成，但實(shí)質(zhì)上為同組成即可。所謂同時(shí)燒成用組成物與未燒成的陶瓷成形體所用的陶瓷原料粉末實(shí)質(zhì)上為同組成，意思是含有同一構(gòu)成元素的同等的組成系，組成比率也可以不盡相同。另外，同時(shí)燒成用組成物也可以不必具有能夠賦于透光性的組成。還有，燒成工序中的壓力在大氣壓或在其以下即可。即，不需要HIP(HotIsostaticPress)等的加壓氣氛。接下來，對(duì)于異常色散性進(jìn)行說明。一般在多數(shù)光學(xué)玻璃中，部分色散比0g，F(xiàn)和阿貝數(shù)^之間直線關(guān)系基本成立，這樣的玻璃品種稱為正常部分色散玻璃(標(biāo)準(zhǔn)玻璃)。另一方面，處于從該直線關(guān)系偏離位置的玻璃品種稱為異常部分色散玻璃(反常玻璃)。異常色散性的大小，由來自成為標(biāo)準(zhǔn)玻璃的基準(zhǔn)的NSL7和PBM2結(jié)合得到的標(biāo)準(zhǔn)線的部分色散比的偏差表示。部分色散比eg,F由式i表示。式l:0g，F(xiàn)=(tig—nF)/(HF—nc)(式中，n表示折射率，下標(biāo)表示入射光的波長。其中，g線的波長為435.83nm，F(xiàn)線的波長為486.13nm，C線的波長為656.27nm。)另外，阿貝數(shù)Vd由式2表示。式2:vd=(nd—1)/(nF—nc)(n表示折射率，下標(biāo)表示入射光的波長。其中，d線的波長為587.56nm。)艮口，所謂異常色散性高，是指折射率的波長色散與通常的玻璃光學(xué)材料不同，有助于光學(xué)系的色差矯正。在本發(fā)明的透明陶瓷中，異常色散性Aeg,F顯示為負(fù)的值，大到一0.024一0.014。因此，在重視光學(xué)系的色差矯正的光學(xué)系中，本發(fā)明的透明陶瓷優(yōu)異。在本材料系中關(guān)于異常色散性大的理由詳情尚不明確，但可進(jìn)行如下推測。即，為了加大異常色散性，優(yōu)選不過分改變np、nc、nd，而大大改變iV在這4個(gè)折射率之中，rig是最接近紫外線波長的折射率。在本發(fā)明的透明陶瓷這種結(jié)晶質(zhì)的材料中，可見光域的折射率的色散被認(rèn)為起源于能帶隙(bandgap)導(dǎo)致的光的吸收。因此，為了只大大改變ng，只要改變能量大的、更短波長的光吸收的頻率即可。為此，改變價(jià)帶深的能級(jí)下的狀態(tài)密度，或傳導(dǎo)帶高時(shí)的狀態(tài)密度即可。在專利文獻(xiàn)3中所述的透明陶瓷中，A位置元素采用Ba，但是本發(fā)明的透明陶瓷，推測通過A位置元素使用Sr，能夠改變該價(jià)帶深的能級(jí)下的狀態(tài)密度。另外，本發(fā)明的透明陶瓷顯示出高的直線透過率，但是如果在表面形成折射率比透明陶瓷低的反射防止膜(AR膜=Anti-Reflection膜)，則能夠進(jìn)一步提高直線透過率。該反射防止膜優(yōu)選由MgO等的電介體構(gòu)成的膜。譬如直線透過率為73.4%，且折射率為2.0153的情況下，據(jù)Fresnel的法則，直線透過率的理論最大值為78.6%。這時(shí)，相對(duì)于理論值的相對(duì)透過率為93.4%。這表示在試料內(nèi)部透過損失幾乎沒有。因此，如果在試料表面形成反射防止膜，則能夠使得到的直線透過率基本上成為理論值。另外，本發(fā)明的透明陶瓷能夠用于透鏡等的光學(xué)元件，例如，能夠在圖1圖5分別所示的雙凸透鏡10、雙凹透鏡11、彎月透鏡12、光程長度調(diào)整板13和球狀透鏡14上利用。另外，關(guān)于搭載了這種光學(xué)元件的光學(xué)裝置，通過示例說明光學(xué)拾波器。如圖6所示，光學(xué)拾波器9對(duì)于CD和MD等的記錄媒體1照射作為相干(coherently)光的激光8，由其反射光再生被記錄在記錄媒體上的情報(bào)。在這樣的光學(xué)拾波器9上，設(shè)有準(zhǔn)直透鏡4，其把來自作為光源的半導(dǎo)體激光器5的激光8變換成平行光，在該平行光的光路上設(shè)有半反射鏡3。半反射鏡3，使來自準(zhǔn)直透鏡4的入射光通過并直進(jìn)，但對(duì)于來自記錄媒體的反射光，則通過反射將其行進(jìn)方向變更例如約90度。另外，在光學(xué)拾波器9上設(shè)有物鏡2，其用于將來自半反射鏡3的入射光聚集在記錄媒體1的記錄面上。該物鏡2還用于向半反射鏡3高效率地傳送來自記錄媒體l的反射光。用入射反射光的半反射鏡3，通過反射使相位變化，從而上述反射光的行進(jìn)方向被變更。此外，在光學(xué)拾波器9上還設(shè)有聚光透鏡6，其用于聚集被變更的反射光。而且在反射光的聚集位置設(shè)有光接收元件7，其用于再生來自反射光的情報(bào)。在如此構(gòu)成的光學(xué)拾波器9中，將本發(fā)明的透明陶瓷用作物鏡2的原材時(shí)，因?yàn)楸景l(fā)明的透明陶瓷折射率大，所以能夠使光學(xué)拾波器9小型化和薄型化。接下來，基于實(shí)驗(yàn)例說明本發(fā)明的透明陶瓷。[實(shí)驗(yàn)例l]實(shí)驗(yàn)例1對(duì)應(yīng)本發(fā)明的前述第一方式。作為原料，準(zhǔn)備各高純度的BaC03、SrC03、MgC03、ZnO、Ta205、Nb205、Sn02、Zr02、Ti02和Hf02的各粉末。然后，由一般式(Sr卜sBas){Mx(Mg卜tZnt)y(Ta卜uNbu)z}vOw(M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))表示，取得表l所示的各試料，稱量各原料，用球磨機(jī)進(jìn)行濕式混合16小時(shí)。使該混合物干燥后，以130(TC預(yù)燒3小時(shí)，得到預(yù)燒粉體。預(yù)燒后w的值大體為3。還有，表1的"M的元素種類和含量"的欄，M的元素種類為1種時(shí)此含量與x的值相同，元素種類為2種時(shí)各個(gè)含量的和為x的值。接著，將上述預(yù)燒粉末與水和有機(jī)粘合劑一起放入球磨機(jī)中，進(jìn)行16小時(shí)的濕式粉碎。作為有機(jī)粘合劑使用纖維素乙酯(ethylcdlulose)。還有，除纖維素乙酯以外，諸如聚乙烯醇(olyvinylalcohol)等如果具有作為成形體用的結(jié)合劑的功能，且在燒成工序中在達(dá)到燒結(jié)溫度前，在500'C左右就與大氣中的氧反應(yīng)而氣化成二氧化碳和水蒸氣等并消失，則也能夠用作有機(jī)粘合劑。接著，使上述粉碎物干燥后，通過50篩號(hào)的網(wǎng)(篩)進(jìn)行造粒，以196Ma的壓力擠壓得到的粉末而擠壓成形，由此得到直徑30mm和厚2mm的圓板狀的未燒成的陶瓷成形體。接著，將上述未燒成的陶瓷成形體埋入與其所含的陶瓷原料粉末為同組成的粉末中。將此被埋的成形體放入燒成爐，在大氣氣氛中加熱，進(jìn)行脫粘合劑處理。接著，邊升溫邊在大氣氣氛中注入氧，在最高溫度域的1600170(TC下，使燒成氣氛中的氧濃度上升至約95體積％。維持此燒成溫度和氧濃度，對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行20小時(shí)燒成而得到燒結(jié)體。對(duì)如此得到的燒結(jié)體進(jìn)行鏡面加工，最終成為厚0.4mm的圓板狀的透明陶瓷的試料。對(duì)于上述的試料分別測定波長人為633mn的直線透過率和折射率。為了測定作為該透光性的指標(biāo)的直線透過率，使用島津制作所制的分光光度計(jì)(UV-2500)。在本實(shí)驗(yàn)例中作為目標(biāo)的直線透過率為20%以上。另外，為了測定折射率，使用Metricon社制棱鏡耦合器(MODEL2010)。此外，也用棱鏡耦合器測定波長X為409nm、532nm和833nm的折射率。然后，采用這4個(gè)波長(409nm、532nm、633和833nm)的折射率的值，根據(jù)波長和折射率的關(guān)系式式3，計(jì)算常數(shù)a、b和c，求得波長和折射率的關(guān)系。式3:n=a/X4+b/X2+c(n為折射率，X為波長，a、b和c為常數(shù))由此式求得阿貝數(shù)(Vd)計(jì)算中所需要的3個(gè)波長(F線486.13nm，d線587.56nm，C線656.27nm)下的折射率，根據(jù)上列的阿貝數(shù)的定義式式2計(jì)算阿貝數(shù)。此外由上述式3求得g線(435.83nm)的折射率ng，由前述的式1計(jì)算出部分色散比eg，F(xiàn)。為了計(jì)算異常色散性Aeg，F(xiàn)，使用從業(yè)者都知道的以下方法。即將NSL7和PBM2作為基準(zhǔn)玻璃品種，在0g，F(xiàn)—Vd圖中，求得連結(jié)這兩個(gè)玻璃品種的直線與各個(gè)度料的eg，F(xiàn)的差作為A0g,F。以上，各試料的直線透過率、折射率、阿貝數(shù)、異常色散性的結(jié)果顯示在表1中。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在表1中，試料編號(hào)上帶*的是脫離本發(fā)明的第一方式的優(yōu)選范圍的。在本發(fā)明的第一方式的優(yōu)選范圍內(nèi)的全部試料中，直線透過率顯示為20%以上，折射率顯示為2.01以上，異常色散性A9g,F顯示為大到一0.022一0.014的值。相對(duì)于此，試料1和11因?yàn)閤的值在本發(fā)明的第一方式的作為優(yōu)選范圍的0.02《x《0.70的范圍外，所以直線透過率低于20%。試料16和21因?yàn)閦/y的值在本發(fā)明的第一方式的作為優(yōu)選范圍的1.80《z/y《2.20的范圍外，所以直線透過率低于20%。試料22和26因?yàn)関的值在作為本發(fā)明的范圍的1.00《v《1.07的范圍外，所以直線透過率低于20%。這是由于若v值過小則燒結(jié)性降低，另外若v值過大則異相增加。試料47、48、49和50其s的值為l，因?yàn)樵诒景l(fā)明的范圍外，所以△6g，F(xiàn)比—0,014小。在表1所示的試料中，針對(duì)能夠得到高折射率和髙直線透過率的試料5，對(duì)可見光的波長帶a二350900nm)的直線透過率的波長依存性進(jìn)行評(píng)價(jià)。其結(jié)果顯示在圖7中。中外對(duì)同樣的試料5，測定人二633nm的TE模式和TM模式下的各折射率。其結(jié)果顯示在表2中。[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在表2中，可知TE模式和TM模式下的各折射率互為同等值，因此不會(huì)發(fā)生雙折射。另外在表l的試料中，同樣是試料5的組成，通過應(yīng)用澆鑄成形，制作2英寸(50.8mm)角的未燒成的的陶瓷成形體，在170(TC下進(jìn)行燒成而得到燒結(jié)體。經(jīng)過該注鑄成形制作的試料5a，除了將成形方法從擠壓成形變更為澆鑄成形以外，均通過與表1所示的試料5相同的方法制作。對(duì)于經(jīng)上述的澆鑄成形而制作的試料5a，根據(jù)與表1所示的試料5的情況相同的評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)直線透過率、折射率和阿貝數(shù)。其結(jié)果顯示在表3中。在表3中，關(guān)于經(jīng)擠壓成形制作的、表1所示的試料5的直線透過率、折射率和阿貝數(shù)也一并被顯示。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>由表3可知，對(duì)于直線透過率、折射率和阿貝數(shù)各自來說，擠壓成形的情況和澆鑄形成的情況下，顯示為互相同等或?qū)嵸|(zhì)上同等的值。由此可知，本發(fā)明的透明陶瓷的光學(xué)特性與成形法無關(guān)而顯示出優(yōu)異的特性。用同樣試料5的組成，將燒成溫度變?yōu)?75(TC制作燒結(jié)體。該試料5b除了改變燒成溫度以外，均根據(jù)與表1所示的試料5同樣的方法制作。針對(duì)改變了上述的燒成溫度的試料5b，按照與表1所示的試料5的情況相同的評(píng)價(jià)方法，測定直線透過率、折射率和阿貝數(shù)。測定結(jié)果顯示在表4中。關(guān)于適用170(TC的燒成溫度進(jìn)行燒成的、所述的表1所示的試料5直線透過率、折射率和阿貝數(shù)也一并顯示在表4中。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>如表4可知，對(duì)于直線透過率、折射率和阿貝數(shù)各自來說，即使改變燒成溫度，仍顯示出相互同等或?qū)嵸|(zhì)上同等的值。由此可知，本發(fā)明的透明陶瓷也可以改變燒成溫度來制作。[實(shí)驗(yàn)例2]實(shí)驗(yàn)例2對(duì)應(yīng)本發(fā)明的前述的第二方式。作為原料，準(zhǔn)備各高純度的BaC03、SrC03、Y203、ln203、Ta205、Nb205、Sn02、Zr02、Ti02和Hf02各粉末。而且，由一般式(SivsBas){Mx(Y卜tInt)y(Ta卜uNbu)z}V0W(M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))表示，取得表1所示的各試料，稱量各原料。然后，經(jīng)過與實(shí)驗(yàn)例l相同的制造工序，得到透明陶瓷的試料。根據(jù)與實(shí)驗(yàn)例1相同的評(píng)價(jià)方法，測定波長X為633nm的直線透過率和折射率,以及阿貝數(shù)和異常色散性。其測定結(jié)果顯示在表5中。[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在表5中，試料編號(hào)上帶*的是脫離本發(fā)明的第二方式的優(yōu)選范圍的。在本發(fā)明的第二方式的優(yōu)選范圍內(nèi)的全部試料中，直線透過率顯示為20%以上，折射率顯示為2.01以上，異常色散性A0g，F(xiàn)顯示為大到一0.024一0.017的值。相對(duì)于此，試料101和106因?yàn)関的值在作為本發(fā)明的第二方式的優(yōu)選范圍的L00《v《1.05的范圍外，所以直線透過率低于20%。這是由于若v值過小則燒結(jié)性降低，另外若v值過大則異相增加。試料107和110因?yàn)閦/y的值在本發(fā)明的第二方式的作為優(yōu)選范圍的1.00《z/y《1.04的范圍外，所以直線透過率低于20%。[實(shí)驗(yàn)例3]實(shí)驗(yàn)例3也與實(shí)驗(yàn)例一樣，對(duì)應(yīng)本發(fā)明的前述的第二方式。但是作為3價(jià)的金屬元素，在實(shí)驗(yàn)例2中使用In和Y，但是在實(shí)驗(yàn)例3中，使用Sc、Ho、Tb禾卩Sm。準(zhǔn)備各高純度的BaC03、SrC03、Sr2C03、Ho203、Sm203、Tb203、丁&205和她205各粉末作為原料。而且，由一般式(Sr卜sBas)(MxBlyB2z)vOw(Bl是從Sc、Ho、Tb及Sm中選擇出的至少l種。B2是從Ta和Nb中選擇的至少l種。w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))表示，取得表2所示的各試料，稱量各原料。還有，在該實(shí)驗(yàn)例3中制作的試料，在上述一般式(Sr,一sBas)(MxBlyB2z)vOw，x=0，即為不含M的試料。然后，經(jīng)過與實(shí)驗(yàn)例l相同的制造工序，得到透明陶瓷的試料。根據(jù)與實(shí)驗(yàn)例l相同的評(píng)價(jià)方法，測定波長X為633nm的直線透過率和折射率，以及阿貝數(shù)和異常色散性。其測定結(jié)果顯示在表6中。[表6]<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表6所示的試料的全部在本發(fā)明的范圍內(nèi)，且在本發(fā)明的第二方式的優(yōu)選范圍內(nèi)，任何一個(gè)試料直線透過率均為20%以上，折射率為2.01以上，異常色散性A0g，F(xiàn)顯示為大到一0.027—0.024的值。[實(shí)驗(yàn)例4]實(shí)驗(yàn)例3對(duì)應(yīng)本發(fā)明的前述的第三方式。作為原料，準(zhǔn)備各高純度的BaC03、SrC03、MgC03、ZnO、ln203、Y203、Ta205、Sn02、Zn02、Ti02和Hf02各粉末。而且，由一般式(Sr,—sBas)(MxBlyTaz)vOw(M是從Ti、Sn、Zr及Hf中選擇出的至少1種。Bl是從Mg、Zn、In和Y中選擇的至少1種。w是用于保持電中性所需要的正的數(shù))表示，取得表2所示的各試料，稱量各原料。還有，在表7的"Bl的元素種類和含量"的欄中記載有2種Bl和各自的含量，但各個(gè)含量的和成為y的值。然后，經(jīng)過與實(shí)驗(yàn)例1相同的制造工序，得到透明陶瓷的試料。根據(jù)與實(shí)驗(yàn)例1相同的評(píng)價(jià)方法，測定波長人為633nrn的直線透過率和折射率，以及阿貝數(shù)和異常色散性。其測定結(jié)果顯示在表7中。[表7]試料縮號(hào)^^類Bl元素種類和含量直線適過率0O折肘率阿貝數(shù)vd異常分釷性柳02Gia043，o.鵬t訓(xùn)l鵬597加S"Q鵬鄉(xiāng)Mf働2.Y'0-3"D2D，O0的30.4"U3，.0206102.咖3f,。順5柳Zr0Ms0,222020，0O.仍"0l咖隨32,025731204隨JMSa丫，。H902(J柳WS1-咖G9.(J3，、4-織l旭Nk:0,微Y.0,0370,2tm0柳"2i-鵬72.S2說W315-O鵬Zr0,25—CL21，，02Q250,248d做l鵬J,3，-5Hf025M"孤"V0加7CJ.20,237,60S3f-6"O鵬08Sm。1002EJ鄉(xiāng)S9國7310M/Q鋭Y03"H2D,竊i,咖弱0細(xì)l"00》o,，a0,柳1鵬沐S2廁1柳唯微a2S.4"l識(shí)5肌9me0204"，16S"2細(xì)3，S0您In&被o.，aEU"a幼3，i鵬55-2,3""O鵬2140，IM，7a幼3!W，鵬30義z臘a3iO-設(shè)4綠(M,7l咖52S30821BM豕Y02"90.417o,柳23B2加《30,6，flt站，V0032(U502加船.62細(xì)&312--O鵬2t&0鄰"豕-，53,Y00250—53omL04055.22緒7節(jié)S2，92r"070070o掘U21045犯S2M丌30O"0加8表7所示的試料的全部在本發(fā)明的范圍內(nèi)，且在本發(fā)明的第二方式的優(yōu)選范圍內(nèi)，任何一個(gè)試料直線透過率均為20%以上，折射率為2.01以上，異常色散性A9g,F顯示為大到一0.027一0.018的值。另外，由該實(shí)驗(yàn)例4可知，根據(jù)本發(fā)明的第三方式，關(guān)于x、z/y和v的各值的允許范圍，與第一和第二方式的情況比較更寬。例如，試料218和219，無論其x的值是否在本發(fā)明的第二形態(tài)作為優(yōu)選范圍的0《x《0.45的范圍外，如上述關(guān)于直線透過率等均顯示優(yōu)選的值。另外，試料201204和208216，無論其z/y的值是否在本發(fā)明的第一方式作為優(yōu)選范圍的1.80《z/y《2.20的范圍外，如上述關(guān)于直線透過率等均顯示為優(yōu)選的值。另外，試料216無論其v值是否在本發(fā)明的第二方式的作為優(yōu)選范圍的1.00《v《1.05的范圍內(nèi)，如上述關(guān)于直線透過率等均顯示為優(yōu)選的值。[實(shí)驗(yàn)例5]在實(shí)驗(yàn)例5中，以實(shí)驗(yàn)例1中的試料5的組成為基本，并對(duì)于該試料5，在由一般式(Sr卜sBas){Mx(Mgl—tZnt)y(TatuNbu)JV0W表示的組成中，只使Ba/Sr比(二s)變化，取得表8所示的各試料，稱量各原料。還有，在表8的"M的元素種類和含量"的欄中記載有2種M，即Sn和Zr分別的含量，但Sn的含量和Zr的含量的和為x的值。然后，經(jīng)過與實(shí)驗(yàn)例l相同的制造工序，得到透明陶瓷的試料。根據(jù)與實(shí)驗(yàn)例l相同的評(píng)價(jià)方法，測定波長X為633nm的直線透過率和折射率，以及阿貝數(shù)和異常色散性。此外，在實(shí)驗(yàn)例5中，還測定短波長域，即波長X為405nm的直線透過率。這些測定結(jié)果顯示在表8中。還有，關(guān)于實(shí)驗(yàn)例1中的試料5也顯示在表8中[表8]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在表8中，試料編號(hào)上帶*的是脫離本發(fā)明范圍的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)的全部試料中，波長X為633nm和405nm各自的直線透過率顯示為20%以上，折射率為2.01以上，異常色散性A6g，F(xiàn)顯示為大到一0.021一0.014的值。另外，若著眼于波長人為405nm直線透過率，在s為0.5的試料304中，顯示出最優(yōu)異的值。由此可知，為了在波長人為405nm下得到更良好的直線透過率，使s在0.5附近為宜。如此若使s在0.5附近，則在更大范圍的波長域透過率變得更高，因此由于透明度而能夠得到優(yōu)異的光學(xué)元件。以上，涉及實(shí)驗(yàn)例具體地說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明的實(shí)施方式并不限定于上述實(shí)驗(yàn)例的方式。譬如，原料的形態(tài)并不限于氧化物或碳酸鹽，如果是在成為燒結(jié)體的階段就能夠得到理想的特性的原料，則也可以是這樣的形態(tài)。另外，關(guān)于燒成氣氛，上述實(shí)驗(yàn)例的約95體積％這樣的氧濃度的值，在己使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的條件下最優(yōu)選。因此，可知氧濃度并不限定于約95體積％，如果能夠確保90體積％以上的氧濃度，則能夠得到具有理想特性的燒結(jié)體。工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的透明陶瓷，直線透過率高，折射率大，折射率和阿貝數(shù)的調(diào)整范圍大，不僅沒有雙折射，而且異常色散性高。因此，特別是能夠在重視色差矯正的光學(xué)系中有效地應(yīng)用。權(quán)利要求1.一種透明陶瓷，以由一般式(Sr1-sBas)(MxBlyB2z)vOw所表示的鈣鈦礦型化合物為主要成分，其中，B1是從Mg、Zn、In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選出的至少1種，B2是從Ta和Nb中選出的至少1種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選出的至少1種，并且，滿足如下各條件0≤s＜1、0≤x≤0.7、1.00≤z/y≤2.20、1.00≤v≤1.07、和x+y+z＝1，w是為了保持電性中性而需要的正的數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明陶瓷，其中，Bl是從Mg和Zn中選擇的至少1種，并滿足如下各條件0.02《x《0.70、和1.80《z/y《2.20。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明陶瓷，其中，Bl是從In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選出的至少1種，并滿足如下各條件1.00《z/y《1.04、禾口1.001.05。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明陶瓷，其中，Bl包含從Mg和Zn中選擇的至少l種；和從In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選出的至少1種。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的透明陶瓷，其中，波長為633nm的可見光在試料厚為0.4mm中的直線透過率為20%以上。6.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的透明陶瓷，其中，波長為633nm的可見光的折射率為2.01以上。7.根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的透明陶瓷，其中，所述透明陶瓷是多晶體。8.—種制造權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的透明陶瓷的方法，其中，包括準(zhǔn)備將陶瓷原料粉末成形為規(guī)定形狀而形成的、未燒成的陶瓷成形體的工序；準(zhǔn)備與所述陶瓷原料粉末實(shí)質(zhì)上為相同組成的同時(shí)燒成用組成物的工序；使所述同時(shí)燒成用組成物與所述未燒成的陶瓷成形體接觸，同時(shí)在氧濃度為90體積％以上的氣氛中，對(duì)所述未燒成的陶瓷成形體進(jìn)行燒成的工序。9.一種光學(xué)元件，其中，由權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的透明陶瓷構(gòu)成。10.—種光學(xué)裝置，其中，搭載有權(quán)利要求9所述的光學(xué)元件。全文摘要以一般式(Sr<sub>1-s</sub>Ba<sub>s</sub>)(M<sub>x</sub>B1<sub>y</sub>B2<sub>z</sub>)<sub>v</sub>O<sub>w</sub>所表示的鈣鈦礦型化合物為主要成分的透明陶瓷。其中，B1是從Mg、Zn、In、Y、Sc、Ho、Tb及Sm中選擇出的至少1種，B2是從Ta和Nb中選擇出的至少1種，M是從Ti、Sn、Zr和Hf中選擇出的至少1種，滿足如下各條件0≤s＜1；0≤x≤0.7；1.00≤z/y≤2.20；1.00≤v≤1.07；x+y+z＝1，w是用于保持電中性所需要的正的數(shù)。該透明陶瓷折射率高，異常色散性高，光學(xué)特性優(yōu)異，能夠有效地用作光學(xué)拾波器(9)上具備的物鏡(2)的材料。文檔編號(hào)C04B35/01GK101107204SQ20058004713公開日2008年1月16日申請日期2005年12月27日優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日發(fā)明者金高祐仁申請人:株式會(huì)社村田制作所