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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-13
(45)【発行日】2023-12-21
(54)【発明の名称】光学迷彩装置
(51)【国際特許分類】
H01P 1/00 20060101AFI20231214BHJP
H01P 3/16 20060101ALI20231214BHJP
【ＦＩ】
H01P1/00 Z
H01P3/16
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019197954
(22)【出願日】2019-10-30
(65)【公開番号】P2021072534
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-09-16
(73)【特許権者】
【識別番号】304021417
【氏名又は名称】国立大学法人東京工業大学
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】雨宮 智宏
(72)【発明者】
【氏名】高木 茉佑
【審査官】齊藤 晶
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１７５２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５０５４７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３１９７９８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５０８４７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｐ １／００
Ｈ０１Ｐ ３／１６
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を透過するベース体と、前記ベース体に設置される第１メタマテリアルと、
前記ベース体に前記第１メタマテリアルに重なる位置に間をおいて設置される第２メタマテリアルとを備え、
前記第１メタマテリアルおよび前記第２メタマテリアルは、前記光により電場が通るＲＬＣ回路として動作し、
前記第１メタマテリアルと前記第２メタマテリアルとは、
光学迷彩の対象物の周囲に３次元で配置され、
前記第１メタマテリアルおよび前記第２メタマテリアルは、前記対象物に垂直な方向の磁界により２層１対の共振器が形成され、かつ、同じ周波数の直交する方向の第１偏光と第２偏光とで光学迷彩が実現するように、それぞれ、誘電率と透磁率が設定されている
ことを特徴とする光学迷彩装置。
【請求項2】
請求項１に記載の光学迷彩装置において、前記ベース体は、前記光学迷彩の対象物を周回して設けられるか、または、前記光学迷彩の対象物の周囲に巻き付けて構成されている
ことを特徴とする光学迷彩装置。
【請求項3】
請求項１に記載の光学迷彩装置において、前記第１メタマテリアルまたは前記第２メタマテリアルは、金属、誘電体、金属が層状に形成されている
ことを特徴とする光学迷彩装置。
【請求項4】
請求項１に記載の光学迷彩装置において、前記光は、可視光、近赤外線、中赤外線、遠赤外線、またはマイクロ波である
ことを特徴とする光学迷彩装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学迷彩装置に関する。
【背景技術】
【0002】
物体を周りから見えないようにする技術として光学迷彩という技術がある。
従来の光学迷彩装置は、隠したい対象物の周りに、メタマテリアルを設置したメタマテリアルフィルムを同心円状に構成している。
従来の光学迷彩装置は、隠したい対象物の周りに、メタマテリアルを設置したメタマテリアルフィルムを同心円状に構成している。
【0003】
メタマテリアルフィルムは、透明な柔軟なシートに複数のメタマテリアルが設置されている。
メタマテリアルが設置されたメタマテリアルフィルムを、隠したい対象物の周りに同心円状に配置すれば、隠したい対象物の周囲に複数のメタマテリアルを配置できる。
メタマテリアルが設置されたメタマテリアルフィルムを、隠したい対象物の周りに同心円状に配置すれば、隠したい対象物の周囲に複数のメタマテリアルを配置できる。
【0004】
そして、光学迷彩に必要な屈折率ｎの分布になるように、隠したい対象物の周囲のメタマテリアルの誘電率ε、透磁率μを変化させたものが、従来の光学迷彩装置である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】CLEO 2018,18023931「Infrared Invisibility Cloak Using Rolled Metamaterial Film」
【文献】精密工学学会誌Vol78,No9,2012,頁767-772「メタマテリアルの基礎」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
図１３は、従来の光学迷彩装置に用いるメタマテリアル１０３の動作を表す模式的斜視図である。
光学迷彩を行う場合、メタマテリアル１０３は、メタマテリアル１０３の一方端１０３ａから他方端１０３ｂに偏光による電場Ｅを通す必要がある。
なお、メタマテリアル１０３の内部のＨは、偏光の周波数の電場Ｅで発生する誘導磁界である。
光学迷彩を行う場合、メタマテリアル１０３は、メタマテリアル１０３の一方端１０３ａから他方端１０３ｂに偏光による電場Ｅを通す必要がある。
なお、メタマテリアル１０３の内部のＨは、偏光の周波数の電場Ｅで発生する誘導磁界である。
【0007】
一方端１０３ａから他方端１０３ｂに偏光の電場Ｅがあることで、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として作用し、メタマテリアル１０３が偏光の周波数で共振する。
しかし、メタマテリアル１０３の一方端１０３ａから他方端１０３ｂへの電場Ｅが通らない場合には、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として動作しない。
そのため、例えば、ある偏光では、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として動作するが、電場Ｅの方向がある偏光と９０度異なる他の偏光には、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として動作しない。
しかし、メタマテリアル１０３の一方端１０３ａから他方端１０３ｂへの電場Ｅが通らない場合には、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として動作しない。
そのため、例えば、ある偏光では、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として動作するが、電場Ｅの方向がある偏光と９０度異なる他の偏光には、メタマテリアル１０３がＲＬＣ回路として動作しない。
【0008】
したがって、従来のメタマテリアル１０３を用いた光学迷彩装置では、一つの偏波方向にしか光学迷彩を実現できなかった。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、同じ周波数のあらゆる方向の偏光に対して光学迷彩が可能な光学迷彩装置の提供を目的とする。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、同じ周波数のあらゆる方向の偏光に対して光学迷彩が可能な光学迷彩装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するため、第１の本発明の光学迷彩装置は、光を透過するベース体と、
前記ベース体に設置される第１メタマテリアルと、前記ベース体に前記第１メタマテリアルに重なる位置に間をおいて設置される第２メタマテリアルとを備え、前記第１メタマテリアルおよび前記第２メタマテリアルは、前記光により電場が通るＲＬＣ回路として動作し、前記第１メタマテリアルと前記第２メタマテリアルとは、光学迷彩の対象物の周囲に３次元で配置され、前記第１メタマテリアルおよび前記第２メタマテリアルは、前記対象物に垂直な方向の磁界により２層１対の共振器が形成され、かつ、同じ周波数の直交する方向の第１偏光と第２偏光とで光学迷彩が実現するように、それぞれ、誘電率と透磁率が設定されている。
前記ベース体に設置される第１メタマテリアルと、前記ベース体に前記第１メタマテリアルに重なる位置に間をおいて設置される第２メタマテリアルとを備え、前記第１メタマテリアルおよび前記第２メタマテリアルは、前記光により電場が通るＲＬＣ回路として動作し、前記第１メタマテリアルと前記第２メタマテリアルとは、光学迷彩の対象物の周囲に３次元で配置され、前記第１メタマテリアルおよび前記第２メタマテリアルは、前記対象物に垂直な方向の磁界により２層１対の共振器が形成され、かつ、同じ周波数の直交する方向の第１偏光と第２偏光とで光学迷彩が実現するように、それぞれ、誘電率と透磁率が設定されている。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、同じ周波数のあらゆる方向の偏光に対して光学迷彩が可能な光学迷彩装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】光学迷彩が成立している場合の模式側面図。
【図2A】高周波の電場での分極を示す模式図。
【図2B】高周波の磁場での磁化を示す模式図。
【図3】本発明の第１実施形態のメタマテリアル構造体を示す模式的斜視図。
【図4】第１実施形態のメタマテリアル構造体の寸法関係を示す模式的斜視図。
【図5】２層目ＭＩＭストライプのバーに磁界を付与した際の現象を示す模式図。
【図6】第１実施形態のメタマテリアル構造体の１層目金属ストライプと２層目ＭＩＭストライプとをｒ軸方向に見た図。
【図7】第１実施形態の偏波無依存型光学迷彩装置の模式的斜視図。
【図9A】透明フィルムへの１層目金属ストライプおよび２層目ＭＩＭストライプの配置過程を示す図。
【図9B】透明フィルムへの１層目金属ストライプおよび２層目ＭＩＭストライプの配置過程を示す図。
【図9C】透明フィルムへの１層目金属ストライプおよび２層目ＭＩＭストライプの配置過程を示す図。
【図9D】透明フィルムへの１層目金属ストライプおよび２層目ＭＩＭストライプの配置過程を示す図。
【図9E】透明フィルムへの１層目金属ストライプおよび２層目ＭＩＭストライプの配置過程を示す図。
【図9F】透明フィルムへの１層目金属ストライプおよび２層目ＭＩＭストライプの配置過程を示す図。
【図10】偏波無依存型光学迷彩装置の製作過程を示す図。
【図11】第２実施形態のメタマテリアル構造体の寸法関係を示す模式的斜視図。
【図12】第２実施形態のメタマテリアル構造体の１層目金属ストライプと２層目ＭＩＭストライプとをｒ軸方向に見た図。
【図13】従来の光学迷彩装置に用いるメタマテリアルの動作を表す模式的斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、光学迷彩が実現している場合の模式側面図である。
光学迷彩を実現するには、隠したい物９の後ろ(図１の左側)にある光が人の目ｅ(図１の右側)に届くようにすればよい。
そのためには、隠したい物の周りにある屈折率ｎを制御すればよい。
屈折率ｎは、下式（５）で表される。
図１は、光学迷彩が実現している場合の模式側面図である。
光学迷彩を実現するには、隠したい物９の後ろ(図１の左側)にある光が人の目ｅ(図１の右側)に届くようにすればよい。
そのためには、隠したい物の周りにある屈折率ｎを制御すればよい。
屈折率ｎは、下式（５）で表される。
【0014】
屈折率ｎ＝（ε×μ）1/2 （５）
式（５）から、屈折率ｎを変更するには、誘電率εと、透磁率μを変えればよい。
図２Ａは、高周波の電場Ｅでの分極を示す模式図であり、図２Ｂは、高周波の磁場Ｈでの磁化を示す模式図である。
誘電率εは物質の固有の値であり、金属の電子振動によっても変わる。また、誘電率εは金属の構造体を空間におくことで変えられる。
式（５）から、屈折率ｎを変更するには、誘電率εと、透磁率μを変えればよい。
図２Ａは、高周波の電場Ｅでの分極を示す模式図であり、図２Ｂは、高周波の磁場Ｈでの磁化を示す模式図である。
誘電率εは物質の固有の値であり、金属の電子振動によっても変わる。また、誘電率εは金属の構造体を空間におくことで変えられる。
【0015】
図２Ｂに示すように、巨視的磁化は、高周波の磁界の変化に追従できない。そのため、透磁率μは一定である。
可視光のとき、空間での透磁率μ＝１であり、誘電率εはε＝２．２５である。したがって、可視光のときの空間での屈折率ｎ＝１．５である
光学迷彩を実現するためには、誘電率εと、透磁率μを変える必要があるが、通常、透磁率μは変えることができない。
可視光のとき、空間での透磁率μ＝１であり、誘電率εはε＝２．２５である。したがって、可視光のときの空間での屈折率ｎ＝１．５である
光学迷彩を実現するためには、誘電率εと、透磁率μを変える必要があるが、通常、透磁率μは変えることができない。
【0016】
そこで、メタマテリアルを用いる。
メタマテリアルは、金属の微細構造を変えることで、所望の誘電率εと透磁率μを得ることができる。つまり、ある周波数で共振を起こす形状の金属片（メタマテリアル）を用いることで、所望の誘電率εと透磁率μが得られる。
メタマテリアルは、金属の微細構造を変えることで、所望の誘電率εと透磁率μを得ることができる。つまり、ある周波数で共振を起こす形状の金属片（メタマテリアル）を用いることで、所望の誘電率εと透磁率μが得られる。
【0017】
＜＜第１実施形態＞＞
＜メタマテリアル構造体１＞
図３は、本発明の第１実施形態のメタマテリアル構造体１を示す模式的斜視図である。
同じ周波数であり、直交する方向の偏光pol.１と偏光pol.２とで光学迷彩が実現すれば、３次元の全ての方向の偏光は、偏光pol.１と偏光pol.２とのベクトル和で表せる。そのため、その周波数での全ての方向の偏光に光学迷彩が可能となる。
＜メタマテリアル構造体１＞
図３は、本発明の第１実施形態のメタマテリアル構造体１を示す模式的斜視図である。
同じ周波数であり、直交する方向の偏光pol.１と偏光pol.２とで光学迷彩が実現すれば、３次元の全ての方向の偏光は、偏光pol.１と偏光pol.２とのベクトル和で表せる。そのため、その周波数での全ての方向の偏光に光学迷彩が可能となる。
【0018】
第１実施形態のメタマテリアル構造体１は、２つの方向からの偏光（pol.１とpol.２）(図７参照)で光学迷彩を実現するため、二層構造のメタマテリアルとしている。つまり、メタマテリアル構造体１は、隠したい対象物９(図１参照)の周囲の空間の誘電率εと透磁率μを制御するため、二層構造のメタマテリアルとしている。
メタマテリアル構造体１は、偏光に対してＲＬＣ回路となる１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４との２層構造としている。
メタマテリアル構造体１は、偏光に対してＲＬＣ回路となる１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４との２層構造としている。
【0019】
メタマテリアル構造体１は、可視光を透過する透明フィルム２と、１層目金属ストライプ３と、２層目ＭＩＭストライプ４とで構成されている。
透明フィルム２は、第１実施形態ではポリイミドを用いている。
１層目金属ストライプ３は、金属で形成されている。１層目金属ストライプ３は、ＲＬＣ回路として動作する。
２層目ＭＩＭストライプ４は、金属４ｓ１、誘電体４ｓ２、金属４ｓ３の３層構造である。２層目ＭＩＭストライプ４は、ＲＬＣ回路として動作する。
透明フィルム２は、第１実施形態ではポリイミドを用いている。
１層目金属ストライプ３は、金属で形成されている。１層目金属ストライプ３は、ＲＬＣ回路として動作する。
２層目ＭＩＭストライプ４は、金属４ｓ１、誘電体４ｓ２、金属４ｓ３の３層構造である。２層目ＭＩＭストライプ４は、ＲＬＣ回路として動作する。
【0020】
１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４の金属４ｓ１、４ｓ３は、例えば、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｇ等の電流が流れる金属であればよい。
メタマテリアル構造体１はある位置での光学定数の誘電率εと透磁率μをほぼ独立に制御できる特徴がある。
誘電率εは、ｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各誘電率をそれぞれεz、εθ、εrと表す。透磁率μは、ｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各透磁率をそれぞれμz、μθ、μrと表す。
メタマテリアル構造体１はある位置での光学定数の誘電率εと透磁率μをほぼ独立に制御できる特徴がある。
誘電率εは、ｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各誘電率をそれぞれεz、εθ、εrと表す。透磁率μは、ｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各透磁率をそれぞれμz、μθ、μrと表す。
【0021】
図４は、第１実施形態のメタマテリアル構造体１の寸法関係を示す模式的斜視図である。
第１実施形態での一例のメタマテリアル構造体１は、略くの字形状の１層目金属ストライプ３と、略くの字形状の２層目ＭＩＭストライプ４とを採用している。
１層目金属ストライプ３は、膜厚ｔ1、幅ｗ1をもつｌ1の長さの略くの字状の２つのバー３ａ、３ｂを有する構造である。２つのバー３ａ、３ｂは直交し、同じ長さｌ1をもつ。
２層目ＭＩＭストライプ４は、幅ｗ2をもつｌ2の長さの略くの字状の２つのバー４ａ、４ｂを有する構造である。２つのバー４ａ、４ｂは直交し、同じ長さｌ2をもつ。
第１実施形態での一例のメタマテリアル構造体１は、略くの字形状の１層目金属ストライプ３と、略くの字形状の２層目ＭＩＭストライプ４とを採用している。
１層目金属ストライプ３は、膜厚ｔ1、幅ｗ1をもつｌ1の長さの略くの字状の２つのバー３ａ、３ｂを有する構造である。２つのバー３ａ、３ｂは直交し、同じ長さｌ1をもつ。
２層目ＭＩＭストライプ４は、幅ｗ2をもつｌ2の長さの略くの字状の２つのバー４ａ、４ｂを有する構造である。２つのバー４ａ、４ｂは直交し、同じ長さｌ2をもつ。
【0022】
＜誘電率εz、εθ、εrと透磁率μz、μθ、μrの求め方＞
ｚ軸方向の誘電率εzは、図４に示す１層目金属ストライプ３のバー３ａに、光学迷彩を実現する偏光の周波数のＺ方向の電場Ｅを加えて、Mie共振を生じさせる。そして、１層目金属ストライプ３のバー３ａのｚ軸方向のｌ1の長さ、幅ｗ1、膜厚ｔ1を変えることで、光学迷彩を実現する誘電率εzを得ることができる。
ｚ軸方向の誘電率εzは、図４に示す１層目金属ストライプ３のバー３ａに、光学迷彩を実現する偏光の周波数のＺ方向の電場Ｅを加えて、Mie共振を生じさせる。そして、１層目金属ストライプ３のバー３ａのｚ軸方向のｌ1の長さ、幅ｗ1、膜厚ｔ1を変えることで、光学迷彩を実現する誘電率εzを得ることができる。
【0023】
θ軸方向の誘電率εθは、図４に示す１層目金属ストライプ３のバー３ｂに、光学迷彩を実現する偏光の周波数のθ方向の電場Ｅを加えて、Mie共振を生じさせる。そして、１層目金属ストライプ３のバー３ｂのθ軸方向のｌ1の長さ、幅ｗ1、膜厚ｔ1を変えることで、光学迷彩を実現する誘電率εθを得ることができる。
ｒ軸方向の誘電率εrは、固定とする。ｒ軸方向の誘電率εrは、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とが設置された透明フィルム２で構成されるメタマテリアル構造体１の全体で決定される誘電率である。誘電率εrは、透明フィルム２の誘電率が支配的である。
ｒ軸方向の誘電率εrは、固定とする。ｒ軸方向の誘電率εrは、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とが設置された透明フィルム２で構成されるメタマテリアル構造体１の全体で決定される誘電率である。誘電率εrは、透明フィルム２の誘電率が支配的である。
【0024】
ｚ軸方向の透磁率μzは、下記のようにして制御される。
図５は、２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ａに磁界Ｈを付与した際の現象を示す模式図である。
図５は、２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ａに磁界Ｈを付与した際の現象を示す模式図である。
【0025】
図５に示すように、２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ａにｚ軸方向の磁界Ｈを与えると、誘電体４ｓ２をｚ軸方向の磁界Ｈが貫く。すると、バー４ａの金属４ｓ１、誘電体４ｓ２、金属４ｓ４を通過する誘導電流Ｉが生じる。誘導電流Ｉにより、誘電体４ｓ２に誘導磁界が生じる。
こうして、２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ａのｚ軸方向のｌ2の長さ、幅ｗ2、２層目ＭＩＭストライプ４の層構造（バー４ａの金属４ｓ１、誘電体４ｓ２、金属４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、所望の透磁率μzを得ることができる。
こうして、２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ａのｚ軸方向のｌ2の長さ、幅ｗ2、２層目ＭＩＭストライプ４の層構造（バー４ａの金属４ｓ１、誘電体４ｓ２、金属４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、所望の透磁率μzを得ることができる。
【0026】
θ方向の透磁率μθは、同様に、２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ｂのθ軸方向のｌ2の長さ、幅ｗ2、２層目ＭＩＭストライプ４の層構造（バー４ｂの金属４ｓ１、誘電体４ｓ２、金属４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、光学迷彩を実現する透磁率μzを得ることができる。
ｒ軸方向の透磁率μrは、図４に示す１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とをｒ軸方向に貫く磁界Ｈrに対する透磁率である。
ｒ軸方向の透磁率μrは、図４に示す１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とをｒ軸方向に貫く磁界Ｈrに対する透磁率である。
【0027】
１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とは、ｒ軸方向の磁界Ｈr(図４の磁界Ｈr)により、２層１対の共振器が形成される。
図６は、第１実施形態のメタマテリアル構造体１の１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とをｒ軸方向に見た図である。
図６は、第１実施形態のメタマテリアル構造体１の１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とをｒ軸方向に見た図である。
【0028】
図６に示すように、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とで囲まれる領域１ｒをｒ軸方向の磁界Ｈrが貫くことで、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とでＲＬＣ回路が形成される。つまり、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とでＲＬＣ回路として動作する。
光学迷彩を実現する周波数のｒ軸方向の磁界Ｈrを加えて、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とで形成されるＲＬＣ回路でＬＣ共振させる。１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とで囲まれる領域１ｒを増減させるとともに、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４との距離ｈを変えることで、ｒ軸方向の透磁率μrが得られる。
光学迷彩を実現する周波数のｒ軸方向の磁界Ｈrを加えて、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とで形成されるＲＬＣ回路でＬＣ共振させる。１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とで囲まれる領域１ｒを増減させるとともに、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４との距離ｈを変えることで、ｒ軸方向の透磁率μrが得られる。
【0029】
この際、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とは既定の部材を用いることができるので、既定の光学定数とは独立して、所望のｒ軸方向の透磁率μrを得ることができる。
【0030】
＜第１実施形態の偏波無依存型光学迷彩装置１０＞
図７は、第１実施形態の偏波無依存型光学迷彩装置１０の模式的斜視図である。
方向が異なる偏光pol.１と偏光pol.２の光学迷彩を実現するためには、隠したい対象物９の周囲の空間の屈折率ｎ（誘電率εと透磁率μ）を制御する必要がある。
図７は、第１実施形態の偏波無依存型光学迷彩装置１０の模式的斜視図である。
方向が異なる偏光pol.１と偏光pol.２の光学迷彩を実現するためには、隠したい対象物９の周囲の空間の屈折率ｎ（誘電率εと透磁率μ）を制御する必要がある。
【0031】
そこで、第１実施形態の偏波無依存型光学迷彩装置１０は、１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを分散配置された透明フィルム２のメタマテリアルフィルム２Ｆを、隠したい対象物９に何回か巻きつける。これにより、隠したい対象物９の周りに、光学迷彩を実現する所定の誘電率εと透磁率μとを有するメタマテリアル構造体１を３次元に配置している。
こうして、偏波無依存型光学迷彩装置１０は、メタマテリアルフィルム２Ｆを巻きつけた領域を対象波長の周波数をもつ偏光に対して透明化を実現している。
こうして、偏波無依存型光学迷彩装置１０は、メタマテリアルフィルム２Ｆを巻きつけた領域を対象波長の周波数をもつ偏光に対して透明化を実現している。
【0032】
＜９０度方向が異なる偏光pol.１と偏光pol.２の光学迷彩＞
９０度方向が異なる偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現する条件について説明する。
９０度方向が異なる偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現する条件について説明する。
【0033】
図８は、図７のII方向矢視模式図である。
９０度方向が異なる偏光pol.１と偏光pol.２に対して、偏光pol.１で光学迷彩を実現する完全条件として、式(１)が知られている。
ここで、ａは図８に示す隠したい対象物９の半径を示し、ｂは図８に示す１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを分散配置した透明フィルム２であるメタマテリアルフィルム２Ｆを隠したい対象物９に何回か巻きつけた半径を示す。
９０度方向が異なる偏光pol.１と偏光pol.２に対して、偏光pol.１で光学迷彩を実現する完全条件として、式(１)が知られている。
ここで、ａは図８に示す隠したい対象物９の半径を示し、ｂは図８に示す１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを分散配置した透明フィルム２であるメタマテリアルフィルム２Ｆを隠したい対象物９に何回か巻きつけた半径を示す。
【0034】
ｒは、隠したい対象物９の中心Ｃから、任意の１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４までの距離を示す。
偏光pol.２で光学迷彩を実現する完全条件として、式(２)がある。
偏光pol.２で光学迷彩を実現する完全条件として、式(２)がある。
【数1】
【0035】
【数2】
【0036】
式(１)は、疑似条件の式(３)と等価であり、式(２)は、疑似条件の式(４)と等価であることが証明されている(Science 314,977(2006))。
したがって、隠したい対象物９に対して、９０度方向が異なる偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現するには、疑似条件の式(３)、(４)が成立するｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各誘電率εz、εθ、εrと各透磁率μz、μθ、μrを求められばよい。
したがって、隠したい対象物９に対して、９０度方向が異なる偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現するには、疑似条件の式(３)、(４)が成立するｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各誘電率εz、εθ、εrと各透磁率μz、μθ、μrを求められばよい。
【0037】
下記の第１ステップ～第４ステップにより、誘電率εz、εθ、εrと透磁率μz、μθ、μrが求められる。
第１ステップ：式(４－１)を満たすようにする。
式(４－１)を用いて、ｚ軸方向の透磁率μzと、ｒ軸方向の誘電率εrを求める。
誘電率εrは、透明フィルム２の誘電率である。
式(４－１)から、ａ、ｂ、ｒ、εrが明らかなので、ｚ軸方向の透磁率μzが求められる。
第１ステップ：式(４－１)を満たすようにする。
式(４－１)を用いて、ｚ軸方向の透磁率μzと、ｒ軸方向の誘電率εrを求める。
誘電率εrは、透明フィルム２の誘電率である。
式(４－１)から、ａ、ｂ、ｒ、εrが明らかなので、ｚ軸方向の透磁率μzが求められる。
【0038】
２層目ＭＩＭストライプ４のバー４ａとバー４ｂが直交して同じ長さ、同じ幅、同じ厚さをもつ場合、ｚ軸方向の透磁率μzとθ軸方向の透磁率μθは同じ値になる。
第２ステップ：式(４－２)を満たすようにする。
ａ、ｂ、μzが明らかなので、式(４－２)からεθが求められる。εθをもつように1層目金属ストライプ３の構造分布を決定する。
このとき、１層目金属ストライプ３の２つのバー３ａ、３ｂが直交して同じ長さ、同じ幅、同じ厚さをもつ場合、εz は εθと同じ値になる。
第２ステップ：式(４－２)を満たすようにする。
ａ、ｂ、μzが明らかなので、式(４－２)からεθが求められる。εθをもつように1層目金属ストライプ３の構造分布を決定する。
このとき、１層目金属ストライプ３の２つのバー３ａ、３ｂが直交して同じ長さ、同じ幅、同じ厚さをもつ場合、εz は εθと同じ値になる。
【0039】
第３ステップ：式(３－２)を満たすようにする。
第１、第２ステップで、εz、μθが求められており、自動的に満たされる。
第４ステップ：式(３－１)を満たすようにする。
εz、ａ、ｂ、ｒが明らかなので、式(３－１)からμrが求められる。
μrは、前記したようにして決定できる
第１、第２ステップで、εz、μθが求められており、自動的に満たされる。
第４ステップ：式(３－１)を満たすようにする。
εz、ａ、ｂ、ｒが明らかなので、式(３－１)からμrが求められる。
μrは、前記したようにして決定できる
【0040】
図６に示す１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とをＺ-θ平面上に移動させるとともに１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４との間の距離ｈ１を調整し、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４との重ね合わせ方を決定し、所望のμrを得る。
【0041】
＜偏波無依存型光学迷彩装置１０の製作＞
まず、透明フィルム２に１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを配置する方法について説明する。
まず、透明フィルム２に１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを配置する方法について説明する。
【0042】
図９Ａ～図９Ｆは、透明フィルム２への１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４の配置過程を示す図である。
図９Ａに示すように、常温で、Ｓｉ(シリコーン)板１１上に有機溶剤を含んだポリイミド１２ａを滴下する。その後、高温にして、滴下したポリイミド１２ａから有機溶剤をとばし、常温に戻す。ポリイミド１２ａは透明フィルム２を形成する。
続いて、図９Ｂに示すように、ポリイミド１２ａ上にアクリル樹脂1３ａを滴下してコートする。そして、１層目金属ストライプ３のパターン３ｐを電子線描画装置Ｓで描画する。
図９Ａに示すように、常温で、Ｓｉ(シリコーン)板１１上に有機溶剤を含んだポリイミド１２ａを滴下する。その後、高温にして、滴下したポリイミド１２ａから有機溶剤をとばし、常温に戻す。ポリイミド１２ａは透明フィルム２を形成する。
続いて、図９Ｂに示すように、ポリイミド１２ａ上にアクリル樹脂1３ａを滴下してコートする。そして、１層目金属ストライプ３のパターン３ｐを電子線描画装置Ｓで描画する。
【0043】
続いて、図９Ｃに示すように、パターン３ｐに金属を蒸着し、その他の箇所のアクリル樹脂1３ａを剥離液で除去する。
続いて、図９Ｄに示すように、１層目金属ストライプ３が実装されたポリイミド１２ａの上に、常温で、有機溶剤を含んだポリイミド１２ｂを滴下する。その後、高温で滴下したポリイミド１２ｂから有機溶剤をとばして、常温に戻す。
続いて、図９Ｅに示すように、形成したポリイミド１２ｂにアクリル樹脂1３ｂを滴下しコートする。そして、２層目ＭＩＭストライプ４のパターン４ｐを電子線描画装置Ｓで描画する。そして、パターン４ｐに金属、誘電体、金属の順に蒸着して２層目ＭＩＭストライプ４を形成する。そして、２層目ＭＩＭストライプ４以外の箇所のアクリル樹脂1３ｂを剥離液で除去する。
続いて、図９Ｄに示すように、１層目金属ストライプ３が実装されたポリイミド１２ａの上に、常温で、有機溶剤を含んだポリイミド１２ｂを滴下する。その後、高温で滴下したポリイミド１２ｂから有機溶剤をとばして、常温に戻す。
続いて、図９Ｅに示すように、形成したポリイミド１２ｂにアクリル樹脂1３ｂを滴下しコートする。そして、２層目ＭＩＭストライプ４のパターン４ｐを電子線描画装置Ｓで描画する。そして、パターン４ｐに金属、誘電体、金属の順に蒸着して２層目ＭＩＭストライプ４を形成する。そして、２層目ＭＩＭストライプ４以外の箇所のアクリル樹脂1３ｂを剥離液で除去する。
【0044】
そして、図９Ｆに示すように、２層目ＭＩＭストライプ４が実装されたポリイミド１２ｂの上に、常温で有機溶剤を含んだポリイミド１２ｃを滴下する。その後、高温で滴下したポリイミド１２ｃから有機溶剤をとばして、常温に戻す。
その後、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４が実装された透明フィルム２であるメタマテリアルフィルム２Ｆを、ウェットエッチングによりＳｉ板１１から剥離する。
その後、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４が実装された透明フィルム２であるメタマテリアルフィルム２Ｆを、ウェットエッチングによりＳｉ板１１から剥離する。
【0045】
上述した方法で、隠したい対象物９の形状にあわせて、予め透明フィルム２内にメタマテリアルである１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とが分散配置されたメタマテリアルフィルム２Ｆが作成される。
【0046】
図１０は、偏波無依存型光学迷彩装置１０の製作過程を示す図である。
図１０、図７に示すように、偏波無依存型光学迷彩装置１０は、１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを分散配置した透明フィルム２のメタマテリアルフィルム２Ｆを、隠したい対象物９に何回か巻きつけて構成される。これにより、隠したい対象物９の周囲の空間に、光学迷彩を実現する所定の誘電率εと透磁率μとを有するメタマテリアル構造体１が配置される。すなわち、隠したい対象物９の中心Ｃから距離ｒのある１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４は、光学迷彩を実現する所定の誘電率εと透磁率μをもつ。
図１０、図７に示すように、偏波無依存型光学迷彩装置１０は、１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを分散配置した透明フィルム２のメタマテリアルフィルム２Ｆを、隠したい対象物９に何回か巻きつけて構成される。これにより、隠したい対象物９の周囲の空間に、光学迷彩を実現する所定の誘電率εと透磁率μとを有するメタマテリアル構造体１が配置される。すなわち、隠したい対象物９の中心Ｃから距離ｒのある１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４は、光学迷彩を実現する所定の誘電率εと透磁率μをもつ。
【0047】
すなわち、１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを２次元に分散配置した透明フィルム２のメタマテリアルフィルム２Ｆを、隠したい対象物９の周囲に巻くことで、隠したい対象物９の周囲に１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４とを３次元に分散配置できる。
そのため、隠したい対象物９の中心Ｃから距離ｒの３次元の位置にある１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４が、光学迷彩を実現する式(４－１)、(４－２)、(３－２) 、(３－１)（第１ステップ～第４ステップ）を満たす所定の誘電率εと透磁率μをもつようにする。
そのため、隠したい対象物９の中心Ｃから距離ｒの３次元の位置にある１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４が、光学迷彩を実現する式(４－１)、(４－２)、(３－２) 、(３－１)（第１ステップ～第４ステップ）を満たす所定の誘電率εと透磁率μをもつようにする。
【0048】
図１０に示すように、光学迷彩を実現する所定の誘電率εと透磁率μを設定したメタマテリアルフィルム２Ｆを隠したい対象物９に何回か巻きつけることでメタマテリアルフィルム２Ｆを巻きつけた領域が対象波長の偏光pol.１と、偏光pol.２に対して透明化する。
２層型のメタマテリアル(３、４)を有するフィルムを巻くことで、３次元的に光を迂回させる“偏波無依存型光学迷彩”が実現可能となる。
２層型のメタマテリアル(３、４)を有するフィルムを巻くことで、３次元的に光を迂回させる“偏波無依存型光学迷彩”が実現可能となる。
【0049】
本偏波無依存型光学迷彩装置１０では、二層構造（１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４）のメタマテリアルを用いることにより、各方向の光学定数をほぼ独立に設定できる。
２つの偏波方向（基本ベクトル）の合成である全ての偏波方向に対して光迷彩を実現できる。
２つの偏波方向（基本ベクトル）の合成である全ての偏波方向に対して光迷彩を実現できる。
【0050】
＜＜第２実施形態＞＞
図１１は、第２実施形態のメタマテリアル構造体２１の寸法関係を示す模式的斜視図である。図１１では、３次元空間を互いに直交するｚ軸、θ軸、ｒ軸で示す。
第２実施形態のメタマテリアル構造体２１は、第１実施形態の略くの字形状の１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４に代えて、略十字形状の１層目金属ストライプ２３および２層目ＭＩＭストライプ２４としたものである。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
図１１は、第２実施形態のメタマテリアル構造体２１の寸法関係を示す模式的斜視図である。図１１では、３次元空間を互いに直交するｚ軸、θ軸、ｒ軸で示す。
第２実施形態のメタマテリアル構造体２１は、第１実施形態の略くの字形状の１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４に代えて、略十字形状の１層目金属ストライプ２３および２層目ＭＩＭストライプ２４としたものである。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【0051】
メタマテリアル構造体２１は、有機薄膜の可視光を透過する透明フィルム２２の内部に２層構造の金属構造を内包する。
1層目は１層目金属ストライプ２３であり、２層目は２層目ＭＩＭ（金属/誘電体/金属）ストライプ２４である。
１層目金属ストライプ２３は、金属である。
２層目ＭＩＭストライプ２４は、金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ３の３層構造である。
1層目は１層目金属ストライプ２３であり、２層目は２層目ＭＩＭ（金属/誘電体/金属）ストライプ２４である。
１層目金属ストライプ２３は、金属である。
２層目ＭＩＭストライプ２４は、金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ３の３層構造である。
【0052】
１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４の金属２４ｓ１、２４ｓ３は、例えば、Ａｕ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ａｇ等の電流が流れる金属であればよい。
１層目金属ストライプ２３は、幅ｗ21をもつ長さｌ21の略十字形状の２つのバー２３ａ、２３ｂを有する構造である。２つのバー２３ａ、２３ｂは直交し、同じ長さをもつ。２つのバー２３ａ、２３ｂは中間位置で直交している。
1層目は金属ストライプ２３の２つのバー２３ａ、２３ｂの長さは、それぞれｌ21とし、幅はｗ21とする。
１層目金属ストライプ２３は、幅ｗ21をもつ長さｌ21の略十字形状の２つのバー２３ａ、２３ｂを有する構造である。２つのバー２３ａ、２３ｂは直交し、同じ長さをもつ。２つのバー２３ａ、２３ｂは中間位置で直交している。
1層目は金属ストライプ２３の２つのバー２３ａ、２３ｂの長さは、それぞれｌ21とし、幅はｗ21とする。
【0053】
２層目ＭＩＭストライプ２４は、幅ｗ22をもつｌ22の長さの略十字形状の２つのバー２４ａ、２４ｂを有する構造である。２つのバー２４ａ、２４ｂは直交し、同じ長さをもつ。２つのバー２４ａ、２４ｂは中間位置で直交している。
メタマテリアル構造体２１は、各方向の光学定数、ｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各誘電率εz、εθ、εrと各透磁率μz、μθ、μrをほぼ独立に設定できる。
ｚ軸方向の誘電率εzは、図１１に示す１層目金属ストライプ２３のバー２３ｂに、光学迷彩を実現する偏光の周波数のＺ方向の電場Ｅを加えて、Mie共振を生じさせる。そして、１層目金属ストライプ２３のバー２３ｂのｚ軸方向のｌ21の長さ、幅ｗ21、膜厚ｔ21を変えることで、光学迷彩に必要な誘電率εzを得ることができる。
メタマテリアル構造体２１は、各方向の光学定数、ｚ軸方向、θ軸方向、ｒ軸方向の各誘電率εz、εθ、εrと各透磁率μz、μθ、μrをほぼ独立に設定できる。
ｚ軸方向の誘電率εzは、図１１に示す１層目金属ストライプ２３のバー２３ｂに、光学迷彩を実現する偏光の周波数のＺ方向の電場Ｅを加えて、Mie共振を生じさせる。そして、１層目金属ストライプ２３のバー２３ｂのｚ軸方向のｌ21の長さ、幅ｗ21、膜厚ｔ21を変えることで、光学迷彩に必要な誘電率εzを得ることができる。
【0054】
θ軸方向の誘電率εθは、図１１に示す１層目金属ストライプ２３のバー２３ａに、偏光の周波数のθ方向の電場Ｅを加えて、Mie共振を生じさせる。そして、１層目金属ストライプ２３のバー２３ａのθ軸方向のｌ21の長さ、幅ｗ21、膜厚ｔ21を変えることで、光学迷彩に必要な誘電率εθを得ることができる。
ｒ軸方向の誘電率εrは、固定とする。ｒ軸方向の誘電率εrは、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とが設置された透明フィルム２２を有するメタマテリアル構造体２１の全体で決定される誘電率である。誘電率εrは、透明フィルム２２の屈折率（誘電率）が支配的である。
ｒ軸方向の誘電率εrは、固定とする。ｒ軸方向の誘電率εrは、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とが設置された透明フィルム２２を有するメタマテリアル構造体２１の全体で決定される誘電率である。誘電率εrは、透明フィルム２２の屈折率（誘電率）が支配的である。
【0055】
ｚ軸方向の透磁率μzは、下記のようにして制御される。
図５と同様に、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ａにｚ軸方向の磁界Ｈを与えると、誘電体２４ｓ２をｚ軸方向の磁界Ｈが貫く。すると、バー２４ａの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ３を通過する誘導電流Ｉが生じ、誘電体２４ｓ２に誘導磁界が生じる。こうして、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ａのｚ軸方向のｌ22の長さ、幅ｗ22、２層目ＭＩＭストライプ２４の層構造（バー２４ａの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、光学迷彩を実現する透磁率μzを得ることができる。
図５と同様に、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ａにｚ軸方向の磁界Ｈを与えると、誘電体２４ｓ２をｚ軸方向の磁界Ｈが貫く。すると、バー２４ａの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ３を通過する誘導電流Ｉが生じ、誘電体２４ｓ２に誘導磁界が生じる。こうして、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ａのｚ軸方向のｌ22の長さ、幅ｗ22、２層目ＭＩＭストライプ２４の層構造（バー２４ａの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、光学迷彩を実現する透磁率μzを得ることができる。
【0056】
θ方向の透磁率μθは、ｚ軸方向の透磁率μzと同様にして制御される。
２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ｂにθ軸方向の磁界Ｈを与えると、誘電体２４ｓ２をθ軸方向の磁界Ｈが貫く。そして、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ｂの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ３を通過する誘導電流Ｉを生じさせる。
そして、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ｂのθ軸方向のｌ22の長さ、幅ｗ22、２層目ＭＩＭストライプ２４の層構造（バー２４ｂの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、光学迷彩を実現する透磁率μzを得ることができる。
２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ｂにθ軸方向の磁界Ｈを与えると、誘電体２４ｓ２をθ軸方向の磁界Ｈが貫く。そして、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ｂの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ３を通過する誘導電流Ｉを生じさせる。
そして、２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ｂのθ軸方向のｌ22の長さ、幅ｗ22、２層目ＭＩＭストライプ２４の層構造（バー２４ｂの金属２４ｓ１、誘電体２４ｓ２、金属２４ｓ４の各膜厚等）を変えることで、光学迷彩を実現する透磁率μzを得ることができる。
【0057】
ｒ軸方向の透磁率μrは、図１１に示す１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とをｒ軸方向に貫く磁界Ｈrに対する透磁率である。
１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とは、ｒ軸方向の磁界Ｈr(図１１に示す磁界Ｈr)により、２層１対の共振器が形成される。
１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とは、ｒ軸方向の磁界Ｈr(図１１に示す磁界Ｈr)により、２層１対の共振器が形成される。
【0058】
図１２は、第２実施形態のメタマテリアル構造体２１の１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とをｒ軸方向に見た図である。
１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とで囲まれる領域２１ｒ（図１２のハッチングで示す）をｒ軸方向の磁界Ｈrが貫くことで、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とでＲＬＣ回路が形成される。光学迷彩を実現する周波数のｒ軸方向(図１１参照)の磁界Ｈrを加え、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とで形成されるＲＬＣ回路でＬＣ共振させて、光学迷彩に必要なｒ軸方向の透磁率μrを得る。
１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とで囲まれる領域２１ｒ（図１２のハッチングで示す）をｒ軸方向の磁界Ｈrが貫くことで、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とでＲＬＣ回路が形成される。光学迷彩を実現する周波数のｒ軸方向(図１１参照)の磁界Ｈrを加え、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とで形成されるＲＬＣ回路でＬＣ共振させて、光学迷彩に必要なｒ軸方向の透磁率μrを得る。
【0059】
そこで、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とで囲まれる領域２１ｒを、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とを遠ざけたり近付けたりして増減する。また、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４との間の距離ｈ２を調整して、ｒ軸方向の透磁率μrを得る。
この際、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とは既定の部材を用いることができるので、既定の光学定数とは独立して、つまり、既定の光学定数に影響を与えることなく、必要なｒ軸方向の透磁率μrを得ることができる。
この際、１層目金属ストライプ２３と２層目ＭＩＭストライプ２４とは既定の部材を用いることができるので、既定の光学定数とは独立して、つまり、既定の光学定数に影響を与えることなく、必要なｒ軸方向の透磁率μrを得ることができる。
【0060】
偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現するには、第１実施形態と同様、前記した式(３－１)、(３－２)、(４－１)、(４－２)を満たす誘電率εz、εθ、εrと、透磁率μz、μθ、μrを設定する。
１層目金属ストライプ２３の２つのバー２３ａ、２３ｂが直交して同じ長さ、同じ幅、同じ厚さをもつ場合、εz は εθと同じ値になる。εz 、 εθは、ｌ21の長さ、幅ｗ21、膜厚ｔ21で決定される。
１層目金属ストライプ２３の２つのバー２３ａ、２３ｂが直交して同じ長さ、同じ幅、同じ厚さをもつ場合、εz は εθと同じ値になる。εz 、 εθは、ｌ21の長さ、幅ｗ21、膜厚ｔ21で決定される。
【0061】
２層目ＭＩＭストライプ２４のバー２４ａとバー２４ｂが直交して同じ長さ、同じ幅、同じ厚さをもつ場合、ｚ軸方向の透磁率μzとθ軸方向の透磁率μθは同じ値になる。透磁率μz、μθは、ｌ22の長さ、幅ｗ22、２層目ＭＩＭストライプ２４の層構造で決定される。
εrは、透明フィルム２２の屈折率（誘電率）が支配的である。
第２実施形態によれば、９０度方向が異なる偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現することができる。
εrは、透明フィルム２２の屈折率（誘電率）が支配的である。
第２実施形態によれば、９０度方向が異なる偏光pol.１と、偏光pol.２に対して、光学迷彩を実現することができる。
【0062】
＜＜その他の実施形態＞＞
１．第１実施形態では、略くの字形状の１層目金属ストライプ３および略くの字形状の２層目ＭＩＭストライプ４の例を示し、第２実施形態では、略十字形状の１層目金属ストライプ２３および略十字形状の２層目ＭＩＭストライプ２４の例を示したが、１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４は、単体でＲＬＣ回路として作用し、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とを間をおいて重ねてＲＬＣ回路として動作すれば、１層目金属ストライプ３の構成および２層目ＭＩＭストライプ４の構成は、例示した略くの字形状や略十字形状以外の形状でもよい。例えば、図１３に示す略コの字形状でもよい。
１．第１実施形態では、略くの字形状の１層目金属ストライプ３および略くの字形状の２層目ＭＩＭストライプ４の例を示し、第２実施形態では、略十字形状の１層目金属ストライプ２３および略十字形状の２層目ＭＩＭストライプ２４の例を示したが、１層目金属ストライプ３および２層目ＭＩＭストライプ４は、単体でＲＬＣ回路として作用し、１層目金属ストライプ３と２層目ＭＩＭストライプ４とを間をおいて重ねてＲＬＣ回路として動作すれば、１層目金属ストライプ３の構成および２層目ＭＩＭストライプ４の構成は、例示した略くの字形状や略十字形状以外の形状でもよい。例えば、図１３に示す略コの字形状でもよい。
【0063】
２．前記第１実施形態、第２実施形態では、透明フィルム２、２２は、隠したい対象物９の周囲にらせん状に巻いて、１層目金属ストライプ３、２３、２層目ＭＩＭストライプ４、２４を３次元に配置する場合を例示したが、１層目金属ストライプ３、２３、２層目ＭＩＭストライプ４、２４を隠したい対象物９の周囲に３次元に配置できれば、同心円状に配置してもよいし、その他の方法や位置で１層目金属ストライプ３、２３、２層目ＭＩＭストライプ４、２４を配置してもよい。
【0064】
３．前記第１実施形態、第２実施形態では、１層目金属ストライプ３、２３を下に配置し、２層目ＭＩＭストライプ４、２４を上に配置する例を説明したが、１層目金属ストライプ３、２３を上に配置し、２層目ＭＩＭストライプ４、２４を下に配置することも可能である。
【0065】
４．前記第１実施形態、第２実施形態では、光として、可視光を例に挙げて説明したが、可視光以外の近赤外線、中赤外線、遠赤外線、マイクロ波等の可視光以外でも可能であり、光学迷彩を実現できる。
【0066】
５．前記第１実施形態、第２実施形態では、透明フィルム２、２２は、可視光、近赤外線等が透過するポリイミドを用いる場合を例示したが、透明フィルム２、２２は、その光が透過して分子振動がのらない材料を用いればよい。例えば、中赤外線、遠赤外線、マイクロ波等は、これらの光（電磁波）が透過して分子振動が共振現象にのらない材料を用いればよい。
【0067】
６．前記第１実施形態、第２実施形態では、偏光pol.１と、偏光pol.２とが９０度方向が異なる場合を説明したが、偏光pol.１と、偏光pol.２とは、方向が異なれば９０度以外でもよい。
７．本発明は上記した第１実施形態、第２実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。特許請求の範囲内で様々な形態が可能である。
７．本発明は上記した第１実施形態、第２実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。特許請求の範囲内で様々な形態が可能である。
【符号の説明】
【0068】
２ 透明フィルム(ベース体)
３ １層目金属ストライプ(第１メタマテリアル)
４ ２層目ＭＩＭストライプ(第２メタマテリアル)
４ｓ１ 金属
４ｓ２ 誘電体
４ｓ３ 金属
９ 隠したい対象物(対象物)
１０ 偏波無依存型光学迷彩装置(光学迷彩装置)
Ｅ 電場
pol.１ 偏光(第１の偏光)
pol.２ 偏光(第２の偏光)
３ １層目金属ストライプ(第１メタマテリアル)
４ ２層目ＭＩＭストライプ(第２メタマテリアル)
４ｓ１ 金属
４ｓ２ 誘電体
４ｓ３ 金属
９ 隠したい対象物(対象物)
１０ 偏波無依存型光学迷彩装置(光学迷彩装置)
Ｅ 電場
pol.１ 偏光(第１の偏光)
pol.２ 偏光(第２の偏光)
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】