光学部材用の組成物及び光学部材
【課題】 Ｌａ原子及びＯ原子を有し、着色がない光学部材用の組成物及び、透明な光学部材を提供することを目的とする。
【解決手段】 Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする光学部材用の組成物。
【解決手段】 Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする光学部材用の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部材用の組成物及び光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機材料からなる、ガラス以外の光学部材として、パイロクロア構造を有するものが知られている。特許文献１は、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５からなる、パイロクロア構造を有するマイクロ波誘電体化合物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、Ｂｉ２Ｏ３は黄色に着色しているため、特許文献１で開示しているマイクロ波誘電体化合物も黄色に着色していると考えられ、レンズ等に用いる光学部材としては、使用する波長帯域で十分な透過率が得られないと考えられる。そこで本発明は、Ｌａ原子及びＯ原子を有し、着色がない光学部材用の組成物及び、透明な光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光学部材用の組成物は、Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る光学部材用の組成物によれば、Ｌａ原子及びＯ原子を有する組成物であって、着色がない。したがって、この組成物から得られる光学部材は透明になると考えられるため、本発明に係る光学部材をレンズ等に用いる場合、使用する波長帯域で十分な透過率が得られると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例及び比較例で得られた結果をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態について以下に説明するが、本発明はこれらに限られない。
【０００９】
（実施形態１）
実施形態１では、光学部材用の組成物について説明する。
【００１０】
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００１１】
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、上記のような原子で構成されており、着色がない（白色である）。光学部材用の組成物が白色であれば、この組成物から得られる光学部材も着色せず、透明な光学部材を得られると考えられる。そのため、本実施形態に係る光学部材用の組成物から得られる光学部材をレンズ等に用いる場合、使用する波長帯域で十分な透過率が得られると考えられる。
【００１２】
本実施形態に係る光学部材用の組成物の好適な例は、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．４ｍｏｌ％以上３８．２ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．３ｍｏｌ％以上７２．９ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２４．５ｍｏｌ％以上２５．３ｍｏｌ％以下であることを特徴とする。
【００１３】
本実施形態に係る光学部材用の組成物のさらなる好適な例は、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％以上３７．５ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％以上７２．５ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本実施形態に係る光学部材用の組成物は、下記の式（１）で示されることが好ましい。（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）１＋ｔＴａＯ７＋ｕ ・・・（１）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９、ｔは−０．０１≦ｔ≦０．０２、ｕは−０．０６≦ｕ≦０．１２である）
さらに、本実施形態に係る光学部材用の組成物は、下記の式（２）で示されることがさらに好ましい。
（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）ＴａＯ７ ・・・（２）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９である）
上記の式（２）は、上記の式（１）において、ｔが０、かつ、ｕが０の場合である。
実施例で後述するように、本実施形態に係る光学部材用の組成物が上記の式（２）で示される場合、この組成物は立方晶パイロクロア構造であり、この組成物から透明な光学部材を得られると考えられる。
【００１５】
（光学部材用の組成物の不純物）
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、本実施形態に係る光学部材用の組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であり、不純物を１ｍｏｌ％以下含んでいてもよく、不純物の含有量は０．１ｍｏｌ％以下であることが好ましい。不純物として、Ｓｉの酸化物、Ｆｅの酸化物、Ｂの酸化物、Ｗの酸化物、Ｂｉの酸化物、Ｃｏの酸化物、Ｃｕの酸化物などの金属酸化物などが挙げられる。
【００１６】
（光学部材用の組成物の組成比の測定方法）
本実施形態において光学部材用の組成物の組成比の測定は、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ、以下、ＩＣＰと略す）発光分析装置によって行うことができる。ＩＣＰ発光分析装置はＣＩＲＯＳ ＣＣＤ（株式会社リガク社製）を用いることができる。
【００１７】
（結晶構造の測定方法）
本実施形態において、光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であるか否かの測定は以下の通りに行う。結晶構造の測定は、Ｘ線回折装置である、ＲＩＮＴ２１００（株式会社リガク社製）で、Ｘ線管電圧を４０ｋＶ、Ｘ線管電流を４０ｍＡとして行う。
【００１８】
まず、上記の装置で、２θ＝１０°〜８０°における回折強度（ｃｏｕｎｔｓ）の測定を行い、Ｘ線回折パターンを得る。
【００１９】
次に、得られたＸ線回折パターンに近い立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）をＰＤＦデーターベースから選択する。選択したデータの格子定数を初期値として、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を用いて、最小二乗法による格子定数の精密化を数サイクル行う。
【００２０】
次に、空間群（Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）、上記の精密化した格子定数、各サイトの元素占有比率、ワイコフ位置から、Ｍｅｒｃｕｒｙ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｒｅ社製、英国）を用いて計算することにより、Ｘ線回折パターンを得る。
【００２１】
次に、計算によって得られる立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していれば、金属酸化物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であるとする。ピーク位置が一致していない場合や、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターンにはないピークが生じている場合は、立方晶パイロクロア構造ではないとする。
【００２２】
（光学部材用の組成物と有機モノマーとを有する分散液）
本実施形態に係る光学部材用の組成物と有機モノマーとを有する分散液について説明する。このような分散液は、極性溶媒や非極性溶媒に、有機モノマーと本実施形態に係る光学部材用の組成物とを添加することにより得られる。分散させる際に、湿式分散方式であるビーズミル法を用いることも可能である。
【００２３】
なお、上記の有機モノマーとして、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリイミド（ＰＩ）などの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）などの熱硬化性樹脂を用いることができる。一般的に、炭化水素系モノマーや脂環式モノマーは、他のモノマーよりも吸湿性が低く、かつ、線膨張係数が小さいため好ましい。
【００２４】
（光学部材用の組成物と有機ポリマーとを有する複合材料）
また、上記の分散液に、光を照射したり、加熱することにより、有機モノマーを重合硬化させることで、有機モノマーの重合体の中に本実施形態に係る光学部材用の組成物を有する複合材料を作製することができる。ここで、本実施形態に係る光学部材用の組成物の線膨張係数は、一般的に、有機モノマーの重合体の単独の線膨張係数よりも小さいため、複合材料の線膨張係数は、有機モノマーの重合体の線膨張係数よりも小さい。したがって、本実施形態に係る光学部材用の組成物は、線膨張係数を小さくするための添加材として用いることもできる。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態２では、光学部材について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る光学部材は、アッベ数が２５以上、かつ、屈折率が１．７５以上、かつ、透過率が２０％以上であり、実施形態１で説明した光学部材用の組成物からなることを特徴とする。
【００２７】
本実施形態に係る光学部材は、光学部材用の組成物を構成する上記のような原子で構成されており、透明である。したがって、本実施形態に係る光学部材をレンズなどの光学素子として用いる場合、使用する波長帯域で十分な透過率が得られると考えられる。
【００２８】
本実施形態に係る光学部材の好適な例は、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．４ｍｏｌ％以上３８．２ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．３ｍｏｌ％以上７２．９ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２４．５ｍｏｌ％以上２５．３ｍｏｌ％以下であることを特徴とする。
【００２９】
本実施形態に係る光学部材のさらなる好適な例は前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％以上３７．５ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％以上７２．５ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％であることを特徴とする。
【００３０】
さらに、本実施形態に係る光学部材は、上記の式（１）で示されることが好ましく、式（２）で示されることがさらに好ましい。
【００３１】
また、本実施形態に係る光学部材は、アッベ数（νｄ）と屈折率（ｎｄ）が下記の式（３）及び（４）を満たす関係にあることが好ましい。
２．２０≧ｎｄ≧−０．０１νｄ＋２．２５（３０≦νｄ＜５５） ・・・（３）
２．２０≧ｎｄ≧１．７０（５５≦νｄ≦１００） ・・・（４）
ここで、上記のようにアッベ数（νｄ）の上限は１００、屈折率（ｎｄ）の上限は２．２０となっているが、適切な組成の発見や、適切な添加材の発見などにより、上限がより大きな値となる可能性がある。
【００３２】
また、本実施形態に係る光学部材は、透過率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。
【００３３】
（光学部材の不純物）
また、本実施形態に係る光学部材は、本実施形態に係る光学部材の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることが好ましい。したがって、本実施形態に係る光学部材は不純物を１ｍｏｌ％以下含んでいてもよく、不純物の含有量は０．１ｍｏｌ％以下であることが好ましい。不純物として、Ｓｉの酸化物、Ｆｅの酸化物、Ｂの酸化物、Ｗの酸化物、Ｂｉの酸化物、Ｃｏの酸化物、Ｃｕの酸化物などの金属酸化物が挙げられる。また、他の不純物としてバインダや焼結助剤などが挙げられる。
【００３４】
（バインダ）
本実施形態におけるバインダとは、後述するように、本実施形態に係る光学部材用の組成物を焼成する際に、光学部材用の組成物同士が結合しやすくするために用いる材料である。本実施形態におけるバインダの例として、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、パラフィンワックス、流動パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、酸化ワックス、マレイン化ワックス、ステアリン酸、オレイン酸、ブチルステアレート、エチルステアレート、メチルステアレート、マイクロクリスタリンワックス、ポリビニルブチラール、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ジエチルフタレート、ポリアセタールなどが挙げられる。
【００３５】
（焼結助剤）
本実施形態における焼結助剤とは、本実施形態に係る光学部材用組成物や本実施形態に係る光学部材を得るために焼成する際に添加することで、必要な焼成時間を短くしたり、必要な焼成温度を低くすることができる材料である。また、本実施形態に係る光学部材が、適切な焼結助剤を有すると、有しない場合に比べて、固く、透過率が高い。本実施形態における焼結助剤として、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などが挙げられる。
【００３６】
（屈折率、アッベ数の測定方法）
本実施形態に係る光学部材の屈折率の測定はＶブロック法で行うことができる。本実施形態において屈折率は、カルニュー精密屈折計ＫＰＲ−２０００（島津デバイス製造社製）を用いたときの、ｄ線（５８７．６ｎｍ）の屈折率（ｎｄ）とする。
【００３７】
また、アッベ数（νｄ）の測定は、上記の屈折率の測定装置で、ｄ線（５８７．６ｎｍ）の屈折率（ｎｄ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）の屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率（ｎＣ）の測定を行い、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）の式に代入することで算出できる。
【００３８】
（透過率の測定方法）
本実施形態に係る光学部材の透過率の測定は、紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３６００、島津製作所、測定可能な波長領域：１８５〜３３００ｎｍ）を用いて測定した直線透過率である。具体的には、本実施形態に係る光学部材の厚みを１ｍｍとしたときに、波長４００ｎｍの光を照射したときの値である。
【００３９】
（光学部材の組成比の測定方法）
本実施形態において、光学部材の組成比の測定は、光学部材用の組成物の組成比の測定方法と同様に、ＩＣＰ発光分析装置によって行うことができる。ＩＣＰ発光分析装置はＣＩＲＯＳ ＣＣＤ（株式会社リガク社製）を用いることができる。
【００４０】
（光学部材の結晶構造の測定方法）
本実施形態において、光学部材の結晶構造の測定は、光学部材用の組成物の組成比の測定方法と同様に、Ｘ線回折装置である、ＲＩＮＴ２１００（株式会社リガク社製）で、Ｘ線管電圧を４０ｋＶ、Ｘ線管電流を４０ｍＡとして行う。上記の装置で、２θ＝１０°〜８０°における回折強度（ｃｏｕｎｔｓ）の測定を行い、Ｘ線回折パターンを得る。
【００４１】
（用途）
本実施形態に係る光学部材の用途としてはレンズなどの光学素子に好適であるがこれに限られない。例えば、シンチレーター、時計の文字盤のカバーガラスなどに用いることもできる。
【００４２】
（実施形態３）
実施形態３では、レンズについて説明する。
【００４３】
（レンズ）
本実施形態に係るレンズは、上記、実施形態２で説明した光学部材の研磨面に反射防止膜を有することを特徴とする。ここで、レンズとは、入射させた光を屈折させることで、入射させた光を意図する方向に発散または集束させるための光学素子である。レンズとしては凹レンズ、凸レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、回折光学素子（ＤＯＥ）、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズなどが挙げられる。これらのレンズはフィルムカメラ、デジタルカメラ（ＤＳＣ）、ビデオカメラ（ＶＤ）、携帯電話カメラ、監視カメラ、ＴＶカメラ、映画カメラ、プロジェクターなどに用いることができる。
【００４４】
本実施形態において、反射防止膜は特に限定されない。また、反射防止膜とレンズとの間に中間層を有していてもよい。ここで、中間層は特に限定されないが、中間層の屈折率の値が、レンズの屈折率と反射防止膜の屈折率との間の値であることが好ましい。
【００４５】
なお、レンズの屈折率、アッベ数、透過率などの光学特性を測定する場合、例えば、レンズ表面から２μｍ以上の深さにおける上記光学特性を測定する。
【００４６】
（実施形態４）
実施形態４では、光学部材の製造方法について説明する。
本実施形態に係る光学部材の製造方法は、実施形態１で説明した光学部材用の組成物に圧力をかけて成形体を得る工程（工程１）と、前記成形体を焼成して光学部材を得る工程（工程２）と、を有することを特徴とする。
【００４７】
（光学部材用の組成物の製造方法）
本実施形態に係る光学部材用の組成物の製造方法の一例について説明する。
まず、平均粒径５０μｍ以下の純度９９重量％以上のＬａ２Ｏ３の原料粉末を用い、乳鉢で３０分粉砕及び混合する。なお、Ｌａ２Ｏ３の原料粉末の純度が９９重量％以上とは、原料粉末の全重量を１００重量としたとき、Ｌａ２Ｏ３は９９重量以上であることを意味し、以下も同様である。
【００４８】
得られた混合粉末をアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置する。電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持することで、上記の混合粉末を焼成する。以下では、この、混合粉末を焼成するときの温度を焼成温度（上記では１６００℃）と呼び、焼成している時間を焼成時間（上記では３時間）と呼ぶ。その後、炉内の温度を室温まで自然冷却して、仮焼成体である、光学部材用の組成物を得る。
【００４９】
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、上記の固相反応で調製できるが、その他に、火炎法、及び、ＲＦプラズマ法、アーク放電プラズマ法を用いた気相反応、水溶液や有機溶媒中での常圧液相反応、水熱合成やソルボサーマル法を用いた高圧液相反応、超臨界反応、液相プラズマ反応、マイクロリアクター、超音波反応、マイクロ波反応などで調製することもできる。
【００５０】
（原料粉末）
上記の原料粉末としてはＬａ酸化物、Ｇｄ酸化物、Ｔａ酸化物などの金属酸化物や、金属炭酸塩、金属水酸化物などが挙げられる。原料粉末を構成する各粒子の平均粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。なぜなら、原料粉末の平均粒径が５０μｍよりも大きい場合、上記の固相反応の反応性が低いと考えられるからである。
また、原料粉末の純度は９９重量％以上であることが好ましい。なぜなら、原料粉末の純度が９９重量％以上である場合、不純物による着色が生じにくいと考えられるからである。
【００５１】
（粉砕及び混合する方法）
本実施形態において粉砕及び混合する方法としては、溶媒を用いない乾式分散方式、または、溶媒を用いる湿式分散方式が挙げられる。湿式分散方式の例として、溶媒とボールミルを用いるボールミル法が挙げられる。湿式分散方式で用いる溶媒は水でも有機溶媒でもよい。上記ボールミルに使用するビーズはイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）が好ましい。また、用いるビーズの直径は３０μｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以上１５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００５２】
（焼成温度）
上記の焼成温度は１０００℃以上１８００℃以下であることが好ましく、１２００℃以上１７００℃以下であることがさらに好ましい。焼成温度が１０００℃以上である場合、原料粉末の結晶成長が十分に進むと考えられる。焼成温度が１８００℃以下である場合、電気炉の耐火材が劣化しにくい。
【００５３】
（焼成時間）
上記の焼成時間は０．５時間以上２４時間以下であることが好ましく、１時間以上１０時間以下であることがさらに好ましい。焼成時間が０．５時間以上である場合、結晶成長が十分に進むと考えられる。焼成時間が２４時間以下である場合、製造コストが安くすむと考えられる。
【００５４】
（工程１について）
工程１では、上記のようにして得られた光学部材用の組成物に圧力をかけて成形体を得る工程である。圧力をかける方法としては、一軸加圧成型法、冷間等方圧加圧（ＣｏｌｄＩｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ、ＣＩＰ）法、射出成形法、シート成形、押出成形、鋳込成形などが挙げられる。上記の工程１において、かける圧力は１０００ｋｇ／ｃｍ２以上３０００ｋｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【００５５】
（工程２について）
工程２では、上記の工程１で得られた成形体を焼成して光学部材を得る工程である。焼成温度及び焼成時間は、上記で説明した（焼成温度）、（焼成時間）と同じである。焼成する方法としては、熱間等方圧加圧（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ、ＨＩＰ）法、放電プラズマ焼結（Ｓｐａｒｋ Ｐｌａｓｍａ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ、ＳＰＳ）法、真空焼結法、ホットプレス法、高酸素雰囲気焼結法などを用いることができる。
【００５６】
（その他の工程について）
本実施形態に係る光学部材の製造方法は、上記の工程１、２以外の工程を含んでいてもよい。例えば、工程１の前に、光学部材用の組成物とバインダを混合する混合工程を有していてもよい。バインダを混合することで、光学部材用の組成物の凝集を抑制することができる。このとき用いるバインダは、実施形態１で説明したバインダを用いることができる。混合する方法は上記の（粉砕及び混合する方法）で説明した方法を用いることができる。さらに、バインダを混合する工程の後に、熱処理やスプレードライで溶媒を蒸発させる工程を有していてもよい。
【００５７】
また、工程１の前に、光学部材用の組成物を１メッシュ以上７５０メッシュ以下のふるいに通すことにより、粒径を揃える工程を有していてもよい。ふるいを通すことにより得られる粒子の平均粒径は１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００５９】
（結晶構造の測定方法）
以下に説明する実施例において、光学部材用の組成物の結晶構造の測定は、Ｘ線回折装置であるＲＩＮＴ２１００（株式会社リガク社製、Ｘ線管電圧４０ｋＶ、Ｘ線管電流４０ｍＡ）で行った。また、回折強度（ｃｏｕｎｔｓ）の測定は、２θ＝１０°〜８０°の範囲で行った。
【００６０】
（格子定数の精密化）
格子定数の精密化には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。測定したＸ線回折パターンに近い立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）をＰＤＦデーターベースから選択した。選択したデータの格子定数を初期値とした。最小二乗法による格子定数の精密化を数サイクル行い、測定したＸ線回折パターンに対応する格子定数を決定した。２θ＝２８．６°〜２９．０°の回折ピークは（２２２）面に由来のピークと同定した。
【００６１】
空間群（Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）、精密化した格子定数、各サイトの元素占有比率、ワイコフ位置から、Ｍｅｒｃｕｒｙ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｒｅ社製、英国）を用いて計算することにより、Ｘ線回折パターンを得た。
【００６２】
次に、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していれば、光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であるとした。また、ピーク位置が一致していない場合や、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターンにはないピークが生じている場合は、立方晶パイロクロア構造ではないとした。
【００６３】
（計算密度の算出）
計算密度の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。空間群と精密化された格子定数から体積を算出した。光学部材用の組成物の分子量と算出した体積から計算密度を算出した。
【００６４】
（結晶子径の算出）
結晶子径（Ｄ）の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。２θ＝２８．６°〜２９．０°の回折ピークは（２２２）面に由来する。測定された回折ピーク（２θ＝２８．６°〜２９．０°）から半価幅β（２２２）を算出する。得られた半価幅β（２２２）を用いて下記のシェラー式（式（５））を用いて（２２２）面の結晶子径Ｄ（２２２）を算出した。２θ＝２８．６°〜２９．０°回折ピークの回折強度が大きく、（２２２）面の結晶子径Ｄ（２２２）が大きいほど結晶性の良い立方晶パイロクロアが生成しているとした。
Ｄ（２２２）＝Ｋ×λＣｕ−Ｋα１／β（２２２）ｃｏｓθ ・・・（５）
ここで、Ｋ＝０．９、λＣｕ−Ｋα１＝０．１５４０５６ｎｍ、β（２２２）は回折ピーク（２θ＝２８．６°〜２９．０°）の半価幅である。
【００６５】
（実施例１）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）６ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）６ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．６４°回折ピークの最大回折強度は９２２２ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は２５．５ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．７８６Å、計算密度７．８０３ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６６】
（実施例２）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）５ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）１０ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）５ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．７６°回折ピークの最大回折強度は９５２５ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は２８．７ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．７２６Å、計算密度８．０３４ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６７】
（実施例３）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）２ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）１０ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．９０°回折ピークの最大回折強度は１２１６９ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は３７．４ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．６８２Å、計算密度８．２３３ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６８】
（実施例４）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）０．４ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）１１．６ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．９８°回折ピークの最大回折強度は１５６４８ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は５９．１ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．６５２Å、計算密度８．３８４ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６９】
（比較例１）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）１０ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）５ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）５ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。実測で得られたＸ線回折パターンには、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）にはないピークが存在したため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造でないことがわかった。
【００７０】
（比較例２）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）６．８ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）５．２ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、ＸＲＤ測定した。実測で得られたＸ線回折パターンには、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）にはないピークが存在したため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造でないことがわかった。
【００７１】
（比較例３）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）６．４ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）５．６ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、ＸＲＤ測定した。実測で得られたＸ線回折パターンには、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）にはないピークが存在したため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造でないことがわかった。
【００７２】
（まとめ）
上記、実施例１乃至４及び比較例１乃至３で得られた結果について、図１にまとめた。図１において、得られた光学部材用の組成物が、立方晶パイロクロア構造である場合を○、立方晶パイロクロア構造でない場合を×とした。また、図１において、Ｘは、上記の式（２）におけるＸの値である。
【００７３】
図１において、１）最大回折強度は、立方晶パイロクロア構造（２２２）面由来、２θ＝２８．６°〜２９．０°のＸ線回折ピーク強度の測定値である。また、２）結晶子径は、Ｘ線回折ピーク（２θ＝２８．６°〜２９．０°）の半値幅からシェラー式（式（５））を用いて立方晶パイロクロア（２２２）面の結晶子径Ｄ（２２２）を算出した。結晶子径の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。
【００７４】
また、３）格子定数の精密化、及び、４）計算密度の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。
【００７５】
図１のように、実施例に係る光学部材用の組成物は立方晶パイロクロア構造であることがわかった。また、実施例で立方晶パイロクロア構造をとるとわかった組成比だけでなく、実施例の組成比を上限、下限としたときの、間の組成比をとる場合も、立方晶パイロクロア構造をとると考えられる。例えば、実施例１及び実施例２から、Ｌａ原子が３７．５ｍｏｌ％、Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％、Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％のとき、及び、Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％、Ｇｄ原子が７２．５ｍｏｌ％、Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％のときに、光学部材用の組成物が立方晶パイロクロア構造をとることがわかったが、その間の組成比、例えば、Ｌａ原子が２０．０ｍｏｌ％、Ｇｄ原子が５５．０ｍｏｌ％、Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％の組成比をとる場合も、立方晶パイロクロア構造をとると考えられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部材用の組成物及び光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機材料からなる、ガラス以外の光学部材として、パイロクロア構造を有するものが知られている。特許文献１は、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｔａ２Ｏ５からなる、パイロクロア構造を有するマイクロ波誘電体化合物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、Ｂｉ２Ｏ３は黄色に着色しているため、特許文献１で開示しているマイクロ波誘電体化合物も黄色に着色していると考えられ、レンズ等に用いる光学部材としては、使用する波長帯域で十分な透過率が得られないと考えられる。そこで本発明は、Ｌａ原子及びＯ原子を有し、着色がない光学部材用の組成物及び、透明な光学部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光学部材用の組成物は、Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る光学部材用の組成物によれば、Ｌａ原子及びＯ原子を有する組成物であって、着色がない。したがって、この組成物から得られる光学部材は透明になると考えられるため、本発明に係る光学部材をレンズ等に用いる場合、使用する波長帯域で十分な透過率が得られると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例及び比較例で得られた結果をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態について以下に説明するが、本発明はこれらに限られない。
【０００９】
（実施形態１）
実施形態１では、光学部材用の組成物について説明する。
【００１０】
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする。
【００１１】
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、上記のような原子で構成されており、着色がない（白色である）。光学部材用の組成物が白色であれば、この組成物から得られる光学部材も着色せず、透明な光学部材を得られると考えられる。そのため、本実施形態に係る光学部材用の組成物から得られる光学部材をレンズ等に用いる場合、使用する波長帯域で十分な透過率が得られると考えられる。
【００１２】
本実施形態に係る光学部材用の組成物の好適な例は、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．４ｍｏｌ％以上３８．２ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．３ｍｏｌ％以上７２．９ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２４．５ｍｏｌ％以上２５．３ｍｏｌ％以下であることを特徴とする。
【００１３】
本実施形態に係る光学部材用の組成物のさらなる好適な例は、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％以上３７．５ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％以上７２．５ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本実施形態に係る光学部材用の組成物は、下記の式（１）で示されることが好ましい。（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）１＋ｔＴａＯ７＋ｕ ・・・（１）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９、ｔは−０．０１≦ｔ≦０．０２、ｕは−０．０６≦ｕ≦０．１２である）
さらに、本実施形態に係る光学部材用の組成物は、下記の式（２）で示されることがさらに好ましい。
（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）ＴａＯ７ ・・・（２）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９である）
上記の式（２）は、上記の式（１）において、ｔが０、かつ、ｕが０の場合である。
実施例で後述するように、本実施形態に係る光学部材用の組成物が上記の式（２）で示される場合、この組成物は立方晶パイロクロア構造であり、この組成物から透明な光学部材を得られると考えられる。
【００１５】
（光学部材用の組成物の不純物）
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、本実施形態に係る光学部材用の組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であり、不純物を１ｍｏｌ％以下含んでいてもよく、不純物の含有量は０．１ｍｏｌ％以下であることが好ましい。不純物として、Ｓｉの酸化物、Ｆｅの酸化物、Ｂの酸化物、Ｗの酸化物、Ｂｉの酸化物、Ｃｏの酸化物、Ｃｕの酸化物などの金属酸化物などが挙げられる。
【００１６】
（光学部材用の組成物の組成比の測定方法）
本実施形態において光学部材用の組成物の組成比の測定は、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ、以下、ＩＣＰと略す）発光分析装置によって行うことができる。ＩＣＰ発光分析装置はＣＩＲＯＳ ＣＣＤ（株式会社リガク社製）を用いることができる。
【００１７】
（結晶構造の測定方法）
本実施形態において、光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であるか否かの測定は以下の通りに行う。結晶構造の測定は、Ｘ線回折装置である、ＲＩＮＴ２１００（株式会社リガク社製）で、Ｘ線管電圧を４０ｋＶ、Ｘ線管電流を４０ｍＡとして行う。
【００１８】
まず、上記の装置で、２θ＝１０°〜８０°における回折強度（ｃｏｕｎｔｓ）の測定を行い、Ｘ線回折パターンを得る。
【００１９】
次に、得られたＸ線回折パターンに近い立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）をＰＤＦデーターベースから選択する。選択したデータの格子定数を初期値として、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を用いて、最小二乗法による格子定数の精密化を数サイクル行う。
【００２０】
次に、空間群（Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）、上記の精密化した格子定数、各サイトの元素占有比率、ワイコフ位置から、Ｍｅｒｃｕｒｙ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｒｅ社製、英国）を用いて計算することにより、Ｘ線回折パターンを得る。
【００２１】
次に、計算によって得られる立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していれば、金属酸化物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であるとする。ピーク位置が一致していない場合や、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターンにはないピークが生じている場合は、立方晶パイロクロア構造ではないとする。
【００２２】
（光学部材用の組成物と有機モノマーとを有する分散液）
本実施形態に係る光学部材用の組成物と有機モノマーとを有する分散液について説明する。このような分散液は、極性溶媒や非極性溶媒に、有機モノマーと本実施形態に係る光学部材用の組成物とを添加することにより得られる。分散させる際に、湿式分散方式であるビーズミル法を用いることも可能である。
【００２３】
なお、上記の有機モノマーとして、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル、テフロン（登録商標）、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリイミド（ＰＩ）などの熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）などの熱硬化性樹脂を用いることができる。一般的に、炭化水素系モノマーや脂環式モノマーは、他のモノマーよりも吸湿性が低く、かつ、線膨張係数が小さいため好ましい。
【００２４】
（光学部材用の組成物と有機ポリマーとを有する複合材料）
また、上記の分散液に、光を照射したり、加熱することにより、有機モノマーを重合硬化させることで、有機モノマーの重合体の中に本実施形態に係る光学部材用の組成物を有する複合材料を作製することができる。ここで、本実施形態に係る光学部材用の組成物の線膨張係数は、一般的に、有機モノマーの重合体の単独の線膨張係数よりも小さいため、複合材料の線膨張係数は、有機モノマーの重合体の線膨張係数よりも小さい。したがって、本実施形態に係る光学部材用の組成物は、線膨張係数を小さくするための添加材として用いることもできる。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態２では、光学部材について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る光学部材は、アッベ数が２５以上、かつ、屈折率が１．７５以上、かつ、透過率が２０％以上であり、実施形態１で説明した光学部材用の組成物からなることを特徴とする。
【００２７】
本実施形態に係る光学部材は、光学部材用の組成物を構成する上記のような原子で構成されており、透明である。したがって、本実施形態に係る光学部材をレンズなどの光学素子として用いる場合、使用する波長帯域で十分な透過率が得られると考えられる。
【００２８】
本実施形態に係る光学部材の好適な例は、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．４ｍｏｌ％以上３８．２ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．３ｍｏｌ％以上７２．９ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２４．５ｍｏｌ％以上２５．３ｍｏｌ％以下であることを特徴とする。
【００２９】
本実施形態に係る光学部材のさらなる好適な例は前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％以上３７．５ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％以上７２．５ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％であることを特徴とする。
【００３０】
さらに、本実施形態に係る光学部材は、上記の式（１）で示されることが好ましく、式（２）で示されることがさらに好ましい。
【００３１】
また、本実施形態に係る光学部材は、アッベ数（νｄ）と屈折率（ｎｄ）が下記の式（３）及び（４）を満たす関係にあることが好ましい。
２．２０≧ｎｄ≧−０．０１νｄ＋２．２５（３０≦νｄ＜５５） ・・・（３）
２．２０≧ｎｄ≧１．７０（５５≦νｄ≦１００） ・・・（４）
ここで、上記のようにアッベ数（νｄ）の上限は１００、屈折率（ｎｄ）の上限は２．２０となっているが、適切な組成の発見や、適切な添加材の発見などにより、上限がより大きな値となる可能性がある。
【００３２】
また、本実施形態に係る光学部材は、透過率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。
【００３３】
（光学部材の不純物）
また、本実施形態に係る光学部材は、本実施形態に係る光学部材の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることが好ましい。したがって、本実施形態に係る光学部材は不純物を１ｍｏｌ％以下含んでいてもよく、不純物の含有量は０．１ｍｏｌ％以下であることが好ましい。不純物として、Ｓｉの酸化物、Ｆｅの酸化物、Ｂの酸化物、Ｗの酸化物、Ｂｉの酸化物、Ｃｏの酸化物、Ｃｕの酸化物などの金属酸化物が挙げられる。また、他の不純物としてバインダや焼結助剤などが挙げられる。
【００３４】
（バインダ）
本実施形態におけるバインダとは、後述するように、本実施形態に係る光学部材用の組成物を焼成する際に、光学部材用の組成物同士が結合しやすくするために用いる材料である。本実施形態におけるバインダの例として、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、パラフィンワックス、流動パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、酸化ワックス、マレイン化ワックス、ステアリン酸、オレイン酸、ブチルステアレート、エチルステアレート、メチルステアレート、マイクロクリスタリンワックス、ポリビニルブチラール、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ジエチルフタレート、ポリアセタールなどが挙げられる。
【００３５】
（焼結助剤）
本実施形態における焼結助剤とは、本実施形態に係る光学部材用組成物や本実施形態に係る光学部材を得るために焼成する際に添加することで、必要な焼成時間を短くしたり、必要な焼成温度を低くすることができる材料である。また、本実施形態に係る光学部材が、適切な焼結助剤を有すると、有しない場合に比べて、固く、透過率が高い。本実施形態における焼結助剤として、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などが挙げられる。
【００３６】
（屈折率、アッベ数の測定方法）
本実施形態に係る光学部材の屈折率の測定はＶブロック法で行うことができる。本実施形態において屈折率は、カルニュー精密屈折計ＫＰＲ−２０００（島津デバイス製造社製）を用いたときの、ｄ線（５８７．６ｎｍ）の屈折率（ｎｄ）とする。
【００３７】
また、アッベ数（νｄ）の測定は、上記の屈折率の測定装置で、ｄ線（５８７．６ｎｍ）の屈折率（ｎｄ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）の屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率（ｎＣ）の測定を行い、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）の式に代入することで算出できる。
【００３８】
（透過率の測定方法）
本実施形態に係る光学部材の透過率の測定は、紫外可視近赤外分光光度計（ＵＶ−３６００、島津製作所、測定可能な波長領域：１８５〜３３００ｎｍ）を用いて測定した直線透過率である。具体的には、本実施形態に係る光学部材の厚みを１ｍｍとしたときに、波長４００ｎｍの光を照射したときの値である。
【００３９】
（光学部材の組成比の測定方法）
本実施形態において、光学部材の組成比の測定は、光学部材用の組成物の組成比の測定方法と同様に、ＩＣＰ発光分析装置によって行うことができる。ＩＣＰ発光分析装置はＣＩＲＯＳ ＣＣＤ（株式会社リガク社製）を用いることができる。
【００４０】
（光学部材の結晶構造の測定方法）
本実施形態において、光学部材の結晶構造の測定は、光学部材用の組成物の組成比の測定方法と同様に、Ｘ線回折装置である、ＲＩＮＴ２１００（株式会社リガク社製）で、Ｘ線管電圧を４０ｋＶ、Ｘ線管電流を４０ｍＡとして行う。上記の装置で、２θ＝１０°〜８０°における回折強度（ｃｏｕｎｔｓ）の測定を行い、Ｘ線回折パターンを得る。
【００４１】
（用途）
本実施形態に係る光学部材の用途としてはレンズなどの光学素子に好適であるがこれに限られない。例えば、シンチレーター、時計の文字盤のカバーガラスなどに用いることもできる。
【００４２】
（実施形態３）
実施形態３では、レンズについて説明する。
【００４３】
（レンズ）
本実施形態に係るレンズは、上記、実施形態２で説明した光学部材の研磨面に反射防止膜を有することを特徴とする。ここで、レンズとは、入射させた光を屈折させることで、入射させた光を意図する方向に発散または集束させるための光学素子である。レンズとしては凹レンズ、凸レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、回折光学素子（ＤＯＥ）、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズなどが挙げられる。これらのレンズはフィルムカメラ、デジタルカメラ（ＤＳＣ）、ビデオカメラ（ＶＤ）、携帯電話カメラ、監視カメラ、ＴＶカメラ、映画カメラ、プロジェクターなどに用いることができる。
【００４４】
本実施形態において、反射防止膜は特に限定されない。また、反射防止膜とレンズとの間に中間層を有していてもよい。ここで、中間層は特に限定されないが、中間層の屈折率の値が、レンズの屈折率と反射防止膜の屈折率との間の値であることが好ましい。
【００４５】
なお、レンズの屈折率、アッベ数、透過率などの光学特性を測定する場合、例えば、レンズ表面から２μｍ以上の深さにおける上記光学特性を測定する。
【００４６】
（実施形態４）
実施形態４では、光学部材の製造方法について説明する。
本実施形態に係る光学部材の製造方法は、実施形態１で説明した光学部材用の組成物に圧力をかけて成形体を得る工程（工程１）と、前記成形体を焼成して光学部材を得る工程（工程２）と、を有することを特徴とする。
【００４７】
（光学部材用の組成物の製造方法）
本実施形態に係る光学部材用の組成物の製造方法の一例について説明する。
まず、平均粒径５０μｍ以下の純度９９重量％以上のＬａ２Ｏ３の原料粉末を用い、乳鉢で３０分粉砕及び混合する。なお、Ｌａ２Ｏ３の原料粉末の純度が９９重量％以上とは、原料粉末の全重量を１００重量としたとき、Ｌａ２Ｏ３は９９重量以上であることを意味し、以下も同様である。
【００４８】
得られた混合粉末をアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置する。電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持することで、上記の混合粉末を焼成する。以下では、この、混合粉末を焼成するときの温度を焼成温度（上記では１６００℃）と呼び、焼成している時間を焼成時間（上記では３時間）と呼ぶ。その後、炉内の温度を室温まで自然冷却して、仮焼成体である、光学部材用の組成物を得る。
【００４９】
本実施形態に係る光学部材用の組成物は、上記の固相反応で調製できるが、その他に、火炎法、及び、ＲＦプラズマ法、アーク放電プラズマ法を用いた気相反応、水溶液や有機溶媒中での常圧液相反応、水熱合成やソルボサーマル法を用いた高圧液相反応、超臨界反応、液相プラズマ反応、マイクロリアクター、超音波反応、マイクロ波反応などで調製することもできる。
【００５０】
（原料粉末）
上記の原料粉末としてはＬａ酸化物、Ｇｄ酸化物、Ｔａ酸化物などの金属酸化物や、金属炭酸塩、金属水酸化物などが挙げられる。原料粉末を構成する各粒子の平均粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。なぜなら、原料粉末の平均粒径が５０μｍよりも大きい場合、上記の固相反応の反応性が低いと考えられるからである。
また、原料粉末の純度は９９重量％以上であることが好ましい。なぜなら、原料粉末の純度が９９重量％以上である場合、不純物による着色が生じにくいと考えられるからである。
【００５１】
（粉砕及び混合する方法）
本実施形態において粉砕及び混合する方法としては、溶媒を用いない乾式分散方式、または、溶媒を用いる湿式分散方式が挙げられる。湿式分散方式の例として、溶媒とボールミルを用いるボールミル法が挙げられる。湿式分散方式で用いる溶媒は水でも有機溶媒でもよい。上記ボールミルに使用するビーズはイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）が好ましい。また、用いるビーズの直径は３０μｍ以上２５ｍｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以上１５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００５２】
（焼成温度）
上記の焼成温度は１０００℃以上１８００℃以下であることが好ましく、１２００℃以上１７００℃以下であることがさらに好ましい。焼成温度が１０００℃以上である場合、原料粉末の結晶成長が十分に進むと考えられる。焼成温度が１８００℃以下である場合、電気炉の耐火材が劣化しにくい。
【００５３】
（焼成時間）
上記の焼成時間は０．５時間以上２４時間以下であることが好ましく、１時間以上１０時間以下であることがさらに好ましい。焼成時間が０．５時間以上である場合、結晶成長が十分に進むと考えられる。焼成時間が２４時間以下である場合、製造コストが安くすむと考えられる。
【００５４】
（工程１について）
工程１では、上記のようにして得られた光学部材用の組成物に圧力をかけて成形体を得る工程である。圧力をかける方法としては、一軸加圧成型法、冷間等方圧加圧（ＣｏｌｄＩｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ、ＣＩＰ）法、射出成形法、シート成形、押出成形、鋳込成形などが挙げられる。上記の工程１において、かける圧力は１０００ｋｇ／ｃｍ２以上３０００ｋｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
【００５５】
（工程２について）
工程２では、上記の工程１で得られた成形体を焼成して光学部材を得る工程である。焼成温度及び焼成時間は、上記で説明した（焼成温度）、（焼成時間）と同じである。焼成する方法としては、熱間等方圧加圧（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ、ＨＩＰ）法、放電プラズマ焼結（Ｓｐａｒｋ Ｐｌａｓｍａ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ、ＳＰＳ）法、真空焼結法、ホットプレス法、高酸素雰囲気焼結法などを用いることができる。
【００５６】
（その他の工程について）
本実施形態に係る光学部材の製造方法は、上記の工程１、２以外の工程を含んでいてもよい。例えば、工程１の前に、光学部材用の組成物とバインダを混合する混合工程を有していてもよい。バインダを混合することで、光学部材用の組成物の凝集を抑制することができる。このとき用いるバインダは、実施形態１で説明したバインダを用いることができる。混合する方法は上記の（粉砕及び混合する方法）で説明した方法を用いることができる。さらに、バインダを混合する工程の後に、熱処理やスプレードライで溶媒を蒸発させる工程を有していてもよい。
【００５７】
また、工程１の前に、光学部材用の組成物を１メッシュ以上７５０メッシュ以下のふるいに通すことにより、粒径を揃える工程を有していてもよい。ふるいを通すことにより得られる粒子の平均粒径は１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００５９】
（結晶構造の測定方法）
以下に説明する実施例において、光学部材用の組成物の結晶構造の測定は、Ｘ線回折装置であるＲＩＮＴ２１００（株式会社リガク社製、Ｘ線管電圧４０ｋＶ、Ｘ線管電流４０ｍＡ）で行った。また、回折強度（ｃｏｕｎｔｓ）の測定は、２θ＝１０°〜８０°の範囲で行った。
【００６０】
（格子定数の精密化）
格子定数の精密化には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。測定したＸ線回折パターンに近い立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）をＰＤＦデーターベースから選択した。選択したデータの格子定数を初期値とした。最小二乗法による格子定数の精密化を数サイクル行い、測定したＸ線回折パターンに対応する格子定数を決定した。２θ＝２８．６°〜２９．０°の回折ピークは（２２２）面に由来のピークと同定した。
【００６１】
空間群（Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）、精密化した格子定数、各サイトの元素占有比率、ワイコフ位置から、Ｍｅｒｃｕｒｙ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｄａｔａ Ｃｅｎｔｒｅ社製、英国）を用いて計算することにより、Ｘ線回折パターンを得た。
【００６２】
次に、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していれば、光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であるとした。また、ピーク位置が一致していない場合や、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターンにはないピークが生じている場合は、立方晶パイロクロア構造ではないとした。
【００６３】
（計算密度の算出）
計算密度の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。空間群と精密化された格子定数から体積を算出した。光学部材用の組成物の分子量と算出した体積から計算密度を算出した。
【００６４】
（結晶子径の算出）
結晶子径（Ｄ）の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。２θ＝２８．６°〜２９．０°の回折ピークは（２２２）面に由来する。測定された回折ピーク（２θ＝２８．６°〜２９．０°）から半価幅β（２２２）を算出する。得られた半価幅β（２２２）を用いて下記のシェラー式（式（５））を用いて（２２２）面の結晶子径Ｄ（２２２）を算出した。２θ＝２８．６°〜２９．０°回折ピークの回折強度が大きく、（２２２）面の結晶子径Ｄ（２２２）が大きいほど結晶性の良い立方晶パイロクロアが生成しているとした。
Ｄ（２２２）＝Ｋ×λＣｕ−Ｋα１／β（２２２）ｃｏｓθ ・・・（５）
ここで、Ｋ＝０．９、λＣｕ−Ｋα１＝０．１５４０５６ｎｍ、β（２２２）は回折ピーク（２θ＝２８．６°〜２９．０°）の半価幅である。
【００６５】
（実施例１）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）６ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）６ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．６４°回折ピークの最大回折強度は９２２２ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は２５．５ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．７８６Å、計算密度７．８０３ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６６】
（実施例２）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）５ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）１０ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）５ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．７６°回折ピークの最大回折強度は９５２５ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は２８．７ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．７２６Å、計算密度８．０３４ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６７】
（実施例３）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）２ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）１０ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．９０°回折ピークの最大回折強度は１２１６９ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は３７．４ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．６８２Å、計算密度８．２３３ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６８】
（実施例４）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）０．４ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）１１．６ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。得られたＸ線回折パターンから立方晶パイロクロア構造（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と同定した。（２２２）面由来の２θ＝２８．９８°回折ピークの最大回折強度は１５６４８ｃｏｕｎｔｓであった。上記の式（５）から（２２２）面の結晶子径は５９．１ｎｍと見積られた。粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥを用いて格子定数の精密化を行ったところ、格子定数ａ＝１０．６５２Å、計算密度８．３８４ｇ／ｃｍ３と見積られた。計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）と、実測で得られたＸ線回折パターンとを比較し、ピークの位置が一致していたため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造であることがわかった。
【００６９】
（比較例１）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）１０ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）５ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）５ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、Ｘ線回折パターンを得た。実測で得られたＸ線回折パターンには、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）にはないピークが存在したため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造でないことがわかった。
【００７０】
（比較例２）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）６．８ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）５．２ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、ＸＲＤ測定した。実測で得られたＸ線回折パターンには、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）にはないピークが存在したため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造でないことがわかった。
【００７１】
（比較例３）
酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）６．４ｍｍｏｌ、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）５．６ｍｍｏｌ、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）４ｍｍｏｌをメノー乳鉢に加え、３０分間混合した。混合粉末１ｇをアルミナ坩堝に加えた後、アルミナ坩堝を電気炉内に設置した。この電気炉を大気中に設置し、電気炉内の温度を室温から１６００℃まで２時間で昇温し、炉内の温度が１６００℃の状態を３時間保持して焼成を行った。加熱後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた光学部材用の組成物は着色がなかった（白色であった）。得られた白色粉末を測定試料とし、ＸＲＤ測定した。実測で得られたＸ線回折パターンには、計算によって得られた立方晶パイロクロア構造のＸ線回折パターン（空間群Ｆｄ−３ｍ、＃２２７、Ｚ＝８）にはないピークが存在したため、得られた光学部材用の組成物の結晶構造が立方晶パイロクロア構造でないことがわかった。
【００７２】
（まとめ）
上記、実施例１乃至４及び比較例１乃至３で得られた結果について、図１にまとめた。図１において、得られた光学部材用の組成物が、立方晶パイロクロア構造である場合を○、立方晶パイロクロア構造でない場合を×とした。また、図１において、Ｘは、上記の式（２）におけるＸの値である。
【００７３】
図１において、１）最大回折強度は、立方晶パイロクロア構造（２２２）面由来、２θ＝２８．６°〜２９．０°のＸ線回折ピーク強度の測定値である。また、２）結晶子径は、Ｘ線回折ピーク（２θ＝２８．６°〜２９．０°）の半値幅からシェラー式（式（５））を用いて立方晶パイロクロア（２２２）面の結晶子径Ｄ（２２２）を算出した。結晶子径の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。
【００７４】
また、３）格子定数の精密化、及び、４）計算密度の算出には、粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトウェアＪＡＤＥ（株式会社リガク社製）を使用した。
【００７５】
図１のように、実施例に係る光学部材用の組成物は立方晶パイロクロア構造であることがわかった。また、実施例で立方晶パイロクロア構造をとるとわかった組成比だけでなく、実施例の組成比を上限、下限としたときの、間の組成比をとる場合も、立方晶パイロクロア構造をとると考えられる。例えば、実施例１及び実施例２から、Ｌａ原子が３７．５ｍｏｌ％、Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％、Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％のとき、及び、Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％、Ｇｄ原子が７２．５ｍｏｌ％、Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％のときに、光学部材用の組成物が立方晶パイロクロア構造をとることがわかったが、その間の組成比、例えば、Ｌａ原子が２０．０ｍｏｌ％、Ｇｄ原子が５５．０ｍｏｌ％、Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％の組成比をとる場合も、立方晶パイロクロア構造をとると考えられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、
Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、
Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、
を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする光学部材用の組成物。
【請求項２】
前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．４ｍｏｌ％以上３８．２ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．３ｍｏｌ％以上７２．９ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２４．５ｍｏｌ％以上２５．３ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材用の組成物。
【請求項３】
前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％以上３７．５ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％以上７２．５ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項２に記載の光学部材用の組成物。
【請求項４】
前記組成物が立方晶パイロクロア構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物。
【請求項５】
前記組成物が下記の式（１）で示されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物。
（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）１＋ｔＴａＯ７＋ｕ ・・・（１）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９、ｔは−０．０１≦ｔ≦０．０２、ｕは−０．０６≦ｕ≦０．１２である）
【請求項６】
前記組成物が下記の式（２）で示されることを特徴とする請求項５に記載の光学部材用の組成物。
（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）ＴａＯ７ ・・・（２）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９である）
【請求項７】
アッベ数が２５以上、かつ、屈折率が１．７５以上、かつ、透過率が２０％以上であり、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物からなることを特徴とする光学部材。
【請求項８】
請求項７に記載の光学部材の研磨面に反射防止膜を有することを特徴とするレンズ。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物に圧力をかけて成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成して光学部材を得る工程と、
を有することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１】
Ｌａ原子及びＯ原子を有する光学部材用の組成物において、前記組成物がさらに、
Ｇｄ原子、Ｙ原子、Ａｌ原子、Ｇａ原子、Ｉｎからなる群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、
Ｔａ原子、Ｎｂ原子からなる群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子と、
を有し、前記組成物の有する原子の総和を１００ｍｏｌ％としたときに、前記Ｌａ原子と、前記Ｏ原子と、前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子と、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子の総和が９９ｍｏｌ％以上であることを特徴とする光学部材用の組成物。
【請求項２】
前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．４ｍｏｌ％以上３８．２ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．３ｍｏｌ％以上７２．９ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２４．５ｍｏｌ％以上２５．３ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学部材用の組成物。
【請求項３】
前記群Ａから選ばれる少なくとも１種の原子がＧｄ原子であり、前記群Ｂから選ばれる少なくとも１種の原子がＴａ原子であり、前記Ｌａ原子と、前記Ｇｄ原子と、前記Ｔａ原子の総和が１００ｍｏｌ％であり、かつ、前記Ｌａ原子が２．５ｍｏｌ％以上３７．５ｍｏｌ％以下、前記Ｇｄ原子が３７．５ｍｏｌ％以上７２．５ｍｏｌ％以下、前記Ｔａ原子が２５．０ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項２に記載の光学部材用の組成物。
【請求項４】
前記組成物が立方晶パイロクロア構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物。
【請求項５】
前記組成物が下記の式（１）で示されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物。
（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）１＋ｔＴａＯ７＋ｕ ・・・（１）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９、ｔは−０．０１≦ｔ≦０．０２、ｕは−０．０６≦ｕ≦０．１２である）
【請求項６】
前記組成物が下記の式（２）で示されることを特徴とする請求項５に記載の光学部材用の組成物。
（Ｌａ３−ＸＧｄＸ）ＴａＯ７ ・・・（２）
（ただし、Ｘは１．５≦Ｘ≦２．９である）
【請求項７】
アッベ数が２５以上、かつ、屈折率が１．７５以上、かつ、透過率が２０％以上であり、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物からなることを特徴とする光学部材。
【請求項８】
請求項７に記載の光学部材の研磨面に反射防止膜を有することを特徴とするレンズ。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学部材用の組成物に圧力をかけて成形体を得る工程と、
前記成形体を焼成して光学部材を得る工程と、
を有することを特徴とする光学部材の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１７６８８３（Ｐ２０１２−１７６８８３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４３６４（Ｐ２０１２−１４３６４）
【出願日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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