(57)【要約】  可視光吸収素子１０は、対象物から受けた熱による温度変化に応じて、反射または透過する可視光線の周波数成分を変化させる。可視光吸収素子１０は、可視光線の周波数範囲に含まれる共振周波数を有する。可視光吸収素子１０は、共振周波数と同じ周波数の可視光線を吸収する。可視光吸収素子１０は、温度変化で熱変形することにより共振周波数を変化させて、変化した共振周波数の可視光線を吸収する。
2016132979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物から受けた熱に応じて、反射または透過する可視光線の周波数成分を変化させる可視光吸収素子であって、
可視光線の周波数範囲に含まれる共振周波数を有し、この共振周波数の可視光線が入射してくると、共振して該可視光線を吸収し、
温度変化で熱変形を起こすことにより、前記共振周波数を変化させて、変化した該共振周波数の可視光線を吸収する可視光吸収素子。
【請求項２】
インダクタンス（Ｌ）を持つコイルとして機能するインダクタンス部と、
キャパシタンス（Ｃ）を持つコンデンサとして機能するコンデンサ部とを有し、
前記インダクタンス部と前記コンデンサ部とが直列に接続されていることにより、前記インダクタンス部と前記コンデンサ部はＬＣ回路を構成し、
前記ＬＣ回路は、前記共振周波数を持ち、
前記インダクタンス部と前記コンデンサ部の一方または両方が熱変形することにより、前記共振周波数を変化させる、請求項１に記載の可視光吸収素子。
【請求項３】
前記可視光吸収素子は、リング形状を有し、このリング形状の周方向の一部において、リング形状を周方向に不連続にする空間が設けられており、
導電性材料を含む材料で形成されており、前記共振周波数の可視光線が前記可視光吸収素子に入射すると、前記可視光吸収素子は、この可視光線に共振して、前記周方向に電流が自身に流れる、請求項１に記載の可視光吸収素子。
【請求項４】
前記可視光吸収素子は、前記リング形状の半径方向に積層された第１および第２の層を有し、
第１および第２の層の少なくとも一方は、前記導電性材料で形成されており、
前記第１の層と第２の層とは、互いに異なる熱膨張係数を有する、請求項３に記載の可視光吸収素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可視光吸収素子と、
熱伝導性を有する材料で形成されたシート形状体とを有し、
前記シート形状体は、その厚み方向の両側にそれぞれ取付面と素子配置面とを有し、
前記取付面は、対象物の温度測定時に対象物の測定対象面に取り付けられ、
前記素子配置面には、多数の前記可視光吸収素子が配置されている温度可視化装置。
【請求項６】
前記シート形状体は可撓性を有する、請求項５に記載の温度可視化装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可視光吸収素子と、
多数の前記可視光吸収素子が配置される素子支持体と、
前記各可視光吸収素子に熱的に接続されている赤外線吸収部とを有する赤外線可視化装置。
【請求項８】
多数の前記可視光吸収素子は、１つまたは多数の前記赤外線吸収部に一体的に結合されている、請求項７に記載の赤外線可視化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射してきた可視光線のうち、一部の周波数成分を吸収し、他の周波数成分を反射または透過させる可視光吸収素子に関する。より詳しくは、対象物から受けた熱に応じて、反射または透過させる可視光線の周波数成分を変化させる可視光吸収素子に関する。また、本発明は、このような可視光吸収素子を有する温度可視化装置および赤外線可視化装置を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
対象物の温度を測るには温度計測装置が利用される。温度計測装置には、様々な原理に基づくものがある。例えば、物質の熱膨張を利用した装置や、温度差を電圧に変換する熱電対を用いた装置がある。【０００３】
これらの温度計測装置は、一般的には、対象物に接触した状態で対象物の温度を計測する。【０００４】
一方、対象物に非接触で対象物の温度を計測する装置として、サーモグラフィカメラがある。サーモグラフィカメラは、例えば下記の特許文献１に記載されている。サーモグラフィカメラは、赤外線検出素子を二次元的に配置した二次元アレイを有する。サーモグラフィカメラは、対象物からの赤外線を二次元アレイで受けて、受けた赤外線に基づいて、対象物の温度分布を、例えばディスプレイに表示して可視化する。【０００５】
なお、後述する本発明の構成例に関連する文献として、下記の特許文献２および非特許文献１、２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４５２３３号公報
【特許文献２】特開２０１４−４４１６４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｋｅｎｔａｒｏ  Ｍｉｙｏｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ，  ”Ｆａｃｉｌｅ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｎａｎｏｆｉｎ  Ａｒｒａｙ  ｖｉａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ  Ｐｌａｔｉｎｇ”，  Ｐａｇｅｓ  ４２０５−４２０８，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｏｎ  Ｗｅｂ  ０３／０１／２００８
【非特許文献２】Ｓｈｉｇｅｎｏｒｉ  Ｆｕｊｉｋａｗａ  ｅｔ  ａｌ，  ”Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｒｒａｙｓ  ｏｆ  Ｓｕｂ−２０−ｎｍ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｗａｌｌｓ  ｖｉａ  Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ−Ｂａｓｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ”，  Ｐａｇｅｓ  ９０５７−９０６１，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ  ｏｎ  Ｗｅｂ  ０９／１４／２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
物体の温度分布を可視化するサーモグラフィカメラは、その画素数が、例えば３０万程度であり、同じ面積で数千万画素を持つデジタルカメラとは画素数の点で大きく異なる。これは、以下のように、赤外線の光エネルギーが低いことに起因している。赤外線が持つ光エネルギーは低いので、サーモグラフィカメラでは、周辺環境からのノイズの影響が大きく、Ｓ／Ｎ比を高くすることが困難である。したがって、サーモグラフィカメラでは、各赤外線検出素子の受光面積を大きくして信号強度を確保する必要がある。その結果、サーモグラフィカメラにおける二次元アレイを構成する各素子が大きくなり、その画素数を増やすことが困難である。【０００９】
そのため、二次元アレイの各素子を小型化して、同じ寸法で、その画素数を増やせるようにすることが望まれる。【００１０】
また、物質の熱膨張を利用した温度計測装置や、温度差を電圧に変換する熱電対を用いた温度計測装置や、サーモグラフィカメラなどでは、温度を示す検出信号を処理するための構成（配線や信号増幅器など）が、大掛かりになる場合が多い。【００１１】
そのため、温度検出をするための装置の構成を単純化できるようにすることも望まれる。【００１２】
そこで、本発明の目的は、従来よりも小型の素子で、または、従来よりも単純な構成で、温度を表わす熱や熱に密接に関連する赤外線を可視化して認識可能にするための新たな手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明によると、対象物から受けた熱に応じて、反射または透過する可視光線の周波数成分を変化させる可視光吸収素子であって、
可視光線の周波数範囲に含まれる共振周波数を有し、この共振周波数の可視光線が入射してくると、共振して該可視光線を吸収し、
温度変化で熱変形を起こすことにより、前記共振周波数を変化させて、変化した該共振周波数の可視光線を吸収する可視光吸収素子が提供される。【００１４】
可視光吸収素子は、例えば、以下のように構成される。【００１５】
可視光吸収素子は、インダクタンス（Ｌ）を持つコイルとして機能するインダクタンス部と、
キャパシタンス（Ｃ）を持つコンデンサとして機能するコンデンサ部とを有し、
前記インダクタンス部と前記コンデンサ部とが直列に接続されていることにより、前記インダクタンス部と前記コンデンサ部はＬＣ回路を構成し、
前記ＬＣ回路は、前記共振周波数を持ち、
前記インダクタンス部と前記コンデンサ部の一方または両方が熱変形することにより、前記共振周波数を変化させる。【００１６】
可視光吸収素子は、リング形状を有し、このリング形状の周方向の一部において、リング形状を周方向に不連続にする空間が設けられており、
前記共振周波数の可視光線が可視光吸収素子に入射すると、可視光吸収素子は、この可視光線に共振して、前記周方向に電流が自身に流れるように、導電性材料を含む材料で形成されている。【００１７】
可視光吸収素子は、前記リング形状の半径方向に積層された第１および第２の層を有し、
第１および第２の層の少なくとも一方は、前記導電性材料で形成されており、
第１の層と第２の層とは、互いに異なる熱膨張係数を有する。【００１８】
本発明によると、上述した可視光吸収素子と、
熱伝導性を有する材料で形成されたシート形状体とを有し、
前記シート形状体は、その厚み方向の両側にそれぞれ取付面と素子配置面とを有し、
前記取付面は、対象物の温度測定時に対象物の測定対象面に取り付けられ、
前記素子配置面には、多数の前記可視光吸収素子が配置されている温度可視化装置が提供される。【００１９】
一例では、前記シート形状体は可撓性を有する。【００２０】
本発明によると、上述した可視光吸収素子と、
多数の前記可視光吸収素子が配置される素子支持体と、
前記各可視光吸収素子に熱的に接続されている赤外線吸収部とを有する赤外線可視化装置が提供される。【００２１】
一例では、多数の前記可視光吸収素子は、１つまたは多数の前記赤外線吸収部に一体的に結合されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の可視光吸収素子は、この素子の温度が変化することで熱膨張などの熱変形を起こすことにより共振周波数を変化させて、変化した共振周波数の可視光線を吸収する。したがって、可視光吸収素子は、受けた熱に応じて、吸収する可視光線の周波数を変化させる。この構成により、可視光吸収素子に白色光を入射させると、可視光吸収素子は、受けた熱に応じて、反射させる可視光線の周波数成分（色）または透過させる光の周波数成分を変える。よって、熱を可視光域の色に変換することが可能となる。【００２３】
このような可視光吸収素子は、例えば、下記の効果（１）（２）の少なくともいずれを得ることが可能となる。【００２４】
（１）可視光吸収素子は、可視光領域に共振周波数を持つので、この素子の寸法は、例えばマイクロメートル〜サブマイクロメートルのオーダーと小さくなる。このような寸法の可視光吸収素子は、例えば後述するように電子線描画法や真空蒸着法を用いて作製できる。したがって、温度を可視化するための素子を小型化できる。【００２５】
（２）可視光吸収素子が反射した可視光線の周波数成分、または、可視光吸収素子を透過した可視光線の周波数成分は、対象物の温度に対応する。したがって、このような可視光線の周波数成分（色）を、目視で認識し、または、カメラや分光器などを用いて認識することにより、対象物の温度を知ることが可能となる。この場合、温度を表わす信号を取り出すための配線を可視光吸収素子に接続しなくてもよいので、単純な構成で、対象物の温度を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による可視光吸収素子を示す斜視図である。
【図２Ａ】図１における２Ａ−２Ａ線矢視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの状態から熱膨張で変形した可視光吸収素子を示す。
【図３Ａ】可視光吸収素子の製造方法を説明するための図である。
【図３Ｂ】可視光吸収素子の製造方法を説明するための他の図である。
【図３Ｃ】可視光吸収素子の製造方法を説明するための他の図である。
【図３Ｄ】可視光吸収素子の製造方法を説明するための他の図である。
【図３Ｅ】可視光吸収素子の製造方法を説明するための他の図である。
【図４】本発明の実施形態による温度可視化装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態による赤外線可視化装置を示す斜視図である。
【図６】図５における多数の可視光吸収素子のうちの１つを示す。
【図７Ａ】可視光吸収素子の別の構成例１を示す。
【図７Ｂ】可視光吸収素子の別の構成例２を示す。
【図７Ｃ】可視光吸収素子の別の構成例３を示す。
【図７Ｄ】可視光吸収素子の別の構成例４を示す。
【図７Ｅ】可視光吸収素子の構成例４の他の形態を示す。
【図７Ｆ】図７ＥのＦ−Ｆ線矢視図である。
【図８Ａ】可視光吸収素子の別の構成例５を示す。
【図８Ｂ】図８Ａの可視光吸収素子を有する温度可視化装置の構成例を示す。
【図８Ｃ】図８Ａの可視光吸収素子を有する赤外線可視化装置の構成例を示す。
【図８Ｄ】図８Ｃの構成を素子支持体に配置した状態を示す。
【図９Ａ】可視光吸収素子の別の構成例６を示す。
【図９Ｂ】図９Ａの可視光吸収素子を有する温度可視化装置の構成例を示す。
【図９Ｃ】図９Ａの可視光吸収素子を有する赤外線可視化装置の構成例を示す。
【図９Ｄ】図９Ｃの構成を素子支持体に配置した状態を示す。
【図１０Ａ】可視光吸収素子の別の構成例７を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ａの可視光吸収素子を有する温度可視化装置の構成例を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ａの可視光吸収素子を有する赤外線可視化装置の構成例を示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｃの構成を素子支持体に配置した状態を示す。
【図１１Ａ】可視光吸収素子の別の構成例８を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ａにおいてコンデンサ部の記号を付加した図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの可視光吸収素子を有する温度可視化装置の構成例を示す。
【図１１Ｄ】図１１Ａの可視光吸収素子を有する赤外線可視化装置の構成例を示す。
【図１１Ｅ】図１１Ｄの構成を素子支持体に配置した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２８】
（可視光吸収素子の実施形態）
図１は、本発明の実施形態による可視光吸収素子１０を示す斜視図である。図２Ａは、図１における２Ａ−２Ａ線矢視図である。
【００２９】
可視光吸収素子１０は、温度を測定する対象物（以下、単に対象物という）から受けた熱に応じて、反射する可視光線の周波数成分、または、自身を透過させる可視光線の周波数成分を変化させる。
【００３０】
可視光吸収素子１０は、可視光線の周波数範囲に含まれる共振周波数（以下、単に共振周波数ともいう）を有する。共振周波数の可視光線が可視光吸収素子１０に入射してくると、可視光吸収素子１０は、共振して可視光線を吸収する。
可視光吸収素子１０は、対象物から受けた熱に応じて熱変形することにより共振周波数を変化させて、変化した共振周波数の可視光線を吸収する。
【００３１】
図１と図２Ａに示すように、可視光吸収素子１０は、リング形状を有する。このリング形状の周方向（以下、単に周方向ともいう）の一部において、リング形状を周方向に不連続にする空間５が可視光吸収素子１０に設けられている。すなわち、可視光吸収素子１０は、周方向に連続して延びているが、完全に１周せずに、空間５により周方向において不連続になっている。
【００３２】
共振周波数の可視光線が可視光吸収素子１０に入射すると、可視光吸収素子１０は、この可視光線に共振して、周方向に電流が自身に流れるように、導電性材料を含む材料で形成されている。
【００３３】
可視光吸収素子１０は、図２Ａに示すように、上述のリング形状の半径方向（以下、単に半径方向ともいう）に積層された第１および第２の層３ａ，３ｂを有する。第１および第２の層３ａ，３ｂは、半径方向に互いに結合されている。第１および第２の層３ａ，３ｂの少なくとも一方は、上述した導電性材料で形成されている。
【００３４】
このような可視光吸収素子１０は、コイルとコンデンサとを直列に配置したＬＣ回路とみなせる。ここで、コイルは、上述のリング形状の半径に依存するインダクタンスＬを有し、コンデンサは、図１の符号７ｂが示す部分（アーム部）の断面積や空間５の周方向寸法に依存するキャパシタンスＣを有する。可視光吸収素子１０に入射した可視光線のうち、このＬＣ回路の共振周波数を有する可視光線が、可視光吸収素子１０に吸収される。
【００３５】
図１と図２Ａにおいて、可視光吸収素子１０は、中央部７ａと２つのアーム部７ｂを有する。２つのアーム部７ｂは、中央部７ａから周方向にそれぞれ延びている。２つのアーム部７ｂの先端同士は、互いに周方向において空間５により隔てられている。すなわち、空間５は、一方のアーム部７ｂの先端から他方のアーム部７ｂの先端まで周方向に延びている。
【００３６】
なお、中央部７ａと２つのアーム部７ｂは、インダクタンスＬを有するインダクタンス部として機能し、２つのアーム部７ｂの先端（空間５）は、キャパシタンスＣを有するコンデンサ部として機能する。インダクタンス部とコンデンサ部はＬＣ回路を構成する。このＬＣ回路は、共振周波数を持ち、インダクタンス部とコンデンサ部の一方または両方（図１では、主に、インダクタンス部を構成する２つのアーム部７ｂ）が熱膨張などによって熱変形することにより、共振周波数を変化させる。
【００３７】
第１の層３ａと第２の層３ｂとは、互いに異なる熱膨張係数を有する。これにより、可視光吸収素子１０は、熱膨張で変形する時に、半径方向に変形しやすくなる。したがって、可視光吸収素子１０の熱変形により、空間５の周方向寸法を大きく変えることができる。
【００３８】
第１および第２の層３ａ，３ｂの一方は、好ましくは、導電性材料としての金、銀、またはアルミニウムで形成されている。この場合、第１および第２の層３ａ，３ｂの他方は、例えば、ニッケル、アルミニウム、銅、有機化合物、無機化合物、または合金（例えば真鍮）であってよい。可視光吸収素子１０の温度変化に対する素子１０の熱変形の度合いを上げるには、第１の層３ａと第２の層３ｂとが互いに異なる熱膨張係数を有するように、第１の層３ａの材料と第２の層３ｂの材料とは互いに異なっているのがよい。ただし、２つのアーム部７ｂと中央部７ａの各々は、第１および第２の層３ａ，３ｂで形成されていなくてもよく、１つの層により形成されてもよい。
【００３９】
上述した本実施形態の可視光吸収素子１０により、以下の作用効果が得られる。
【００４０】
リング形状の可視光吸収素子１０は、対象物から熱を受けると、例えば、図２Ａの状態から図２Ｂの状態へ熱変形する。その結果、空間５の周方向寸法、および、可視光吸収素子１０のリング形状の寸法が変化することにより、可視光吸収素子１０の共振周波数が可視光線の周波数範囲内で変化する。
したがって、可視光吸収素子１０に白色光を入射させると、可視光吸収素子１０の温度（熱）に応じて、可視光吸収素子１０は、反射させる可視光線の周波数成分（色）または透過させる可視光線の周波数成分を変える。よって、熱を可視光域の色に変換することが可能となる。
【００４１】
また、可視光吸収素子１０は、可視光領域に共振周波数を持つので、この素子１０の寸法は、例えばマイクロメートル〜サブマイクロメートルのオーダーと小さくなる。
【００４２】
なお、可視光吸収素子１０に入射してくる可視光線の磁場の振動方向が可視光吸収素子１０の中心軸Ｃの方向（図２Ａの紙面と垂直な方向）を向いている場合に、この可視光線の共振周波数成分が可視光吸収素子１０に最も吸収される。
【００４３】
また、可視光吸収素子１０が反射した可視光線のスペクトル、または、可視光吸収素子１０を透過した可視光線のスペクトルは、対象物の温度または温度分布を示す。したがって、このような可視光線のスペクトルを、目視や分光装置などで認識することにより、対象物の温度または温度分布が得られる。この場合、温度検出信号を取り出すための配線を可視光吸収素子１０に接続しなくてもよいので、単純な構成で、対象物の温度または温度分布を検出することが可能となる。
【００４４】
図３Ａ〜図３Ｅは、上述した可視光吸収素子１０の製造方法の説明図である。図３Ａ〜図３Ｅに基づいて、可視光吸収素子１０の製造方法について説明する。
【００４５】
最初に、図３Ａに示すように、シリコン基板の表面に、電子線に感光するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）レジスト材料を塗布する。すなわち、シリコン基板の表面にＰＭＭＡ膜を形成する。
【００４６】
次に、電子線描画法を用いて、ＰＭＭＡ膜に細長いリボンパターン溝を描画する。リボンパターンは、中央部だけ線幅を広くしておく。リボンパターンを描画した後、ＰＭＭＡ膜を現像する。これにより、電子線を照射した部分のＰＭＭＡ膜が除去されて、図３Ｂに示すように、リボンパターンの細い溝がＰＭＭＡ膜に形成される。
【００４７】
次に、図３Ｃに示すように、シリコン基板に、第１および第２の層３ａ，３ｂを真空蒸着法やスパッタリング法で蒸着する。例えば、第１の層３ａは、ニッケル（Ｎｉ）の薄膜であり、第２の層３ｂは、金（Ａｕ）の薄膜である。
【００４８】
その後、残ったＰＭＭＡ膜を除去すると、図３Ｄのように、リボンパターンの細い溝内においてシリコン基板に直接付着していた第１および第２の層３ａ，３ｂだけが残る。すなわち、リボンパターンの第１および第２の層３ａ，３ｂからなるリボン形状部７が形成される。リボン形状部７は、リボン形状部７の長手方向（以下、単に長手方向という）に直交する方向の幅が広い中央部７ａと、中央部７ａから長手方向にそれぞれ直線状に延びている２つのアーム部７ｂを有する。
【００４９】
次に、シリコン基板を四フッ化炭素（ＣＦ４）ガスを用いたドライエッチングによりシリコン基板だけを削る。この時、等方的なエッチングを行うと、シリコン基板において、表面のみならずリボン形状部７の裏側の部分（すなわち、図３Ｅにおけるリボン形状部７の下側の部分）も削られる。この場合、シリコン基板において、中央部７ａの裏側部分（中央部７ａに接触している部分）が完全に削られる前にエッチングを終えると、リボン形状部７は中央部７ａのみがシリコン基板に固定され、２つのアーム部７ｂがシリコン基板表面から離れて浮いた構造になる。この基板を真空槽から大気中に取り出すと、第１および第２の層３ａ，３ｂ（例えば、第１の層３ａであるニッケルと、第２の層３ｂである金）に働く残留応力の違いによって、図１と図２Ａのように、各アーム部７ｂは湾曲し、シリコン基板表面に自立したリング構造を形成する。各アーム部７ｂが湾曲したことによりリング形状となったリボン形状部７が、上述した可視光吸収素子１０である。すなわち、可視光吸収素子１０は、中央部７ａと、湾曲した２つのアーム部７ｂとを有する。
【００５０】
上述のように作製されたリング形状の可視光吸収素子１０について、アーム部７ｂの断面積や、アーム部７ｂの周方向長さや、リボン形状部７の半径や、空間５の寸法などは、可視光吸収素子１０の共振周波数が可視光線の周波数範囲内になるように設計される。すなわち、可視光吸収素子１０が熱変形していない状態と、様々な温度で可視光吸収素子１０が熱変形した状態との両方において、可視光吸収素子１０の共振周波数が、可視光線の周波数範囲内になるようにリボン形状部７の各部の寸法が設計される。なお、リボン形状部７の半径方向厚みは、例えば、ナノメートル〜マイクロメートルのオーダーの範囲である。
【００５１】
本実施形態による可視光吸収素子１０は、上述の製造方法のように、電子線描画法によりその形状や寸法を描画し、描画した部分に真空蒸着法とドライエッチングを行うことにより製造可能である。この製造方法により、マイクロメートル〜サブマイクロメートルのオーダーの寸法を有するリング形状の可視光吸収素子１０を作製できる。すなわち、小型の可視光吸収素子１０を作製できる。
【００５２】
（温度可視化装置）
次に、上述した可視光吸収素子１０を含む温度可視化装置２０を説明する。
【００５３】
図４は、本発明の実施形態による温度可視化装置２０を示す斜視図である。温度可視化装置２０は、多数の可視光吸収素子１０と、シート形状体９とを有する。
【００５４】
多数の可視光吸収素子１０は、互いに同じ構成を有する（すなわち、寸法や形状や材料が同じである）。各可視光吸収素子１０は、図１に示す可視光吸収素子１０と同じ構成を有する。
【００５５】
シート形状体９は、対象物の測定対象面に取り付けられる。シート形状体９は、その厚み方向の両側にそれぞれ取付面９ａと素子配置面９ｂを有する。取付面９ａは、対象物の温度測定時に対象物の測定対象面に取り付けられる。素子配置面９ｂには、多数の可視光吸収素子１０がアレイ状に配置されている。
【００５６】
シート形状体９は、上述した図１〜図３Ｅにおけるシリコン基板である。この場合、各可視光吸収素子１０は、上述の製造方法と同様の方法により、同じシリコン基板上に同時に形成されてよい。シート形状体９をシリコン以外の他の材料で形成する場合には、上述と図１〜図３Ｅにおいて、シリコン基板が、他の材料に置き換えられる。
【００５７】
図４は、シート形状体９の素子配置面９ｂの一部を図示している。図４では、多数の可視光吸収素子１０の向き（図１の中心軸Ｃの向き）の種類を複数（図４では、４種類）にして素子配置面９ｂに配置している。可視光吸収素子１０に入射してくる可視光線の磁場の振動方向が可視光吸収素子１０の中心軸Ｃの方向を向いている場合に、この可視光線の共振周波数成分が可視光吸収素子１０に最も吸収される。そのため、例えば、偏光していない白色光を素子配置面９ｂに入射させる場合は、図４のように、多数の可視光吸収素子１０の向きの種類を複数にする。一方、直線偏光している白色光を素子配置面９ｂに入射させる場合には、素子配置面９ｂに配置された多数の可視光吸収素子１０の向きを１種類にして、白色光の磁場の振動方向と多数の可視光吸収素子１０の向き（図１の中心軸Ｃの向き）とを合わせてもよい。
【００５８】
シート形状体９は、熱伝導性を有する材料で形成されている。これにより、シート形状体９の取付面９ａを対象物の測定対象面に取り付けた状態（好ましくは、密着させた状態）で、シート形状体９は、この測定対象面の熱を素子配置面９ｂの各可視光吸収素子１０に伝える。したがって、各可視光吸収素子１０は、シート形状体９を介して対象物の測定対象面から受けた熱に応じて熱変形し、その共振周波数を変化させる。
【００５９】
シート形状体９は、好ましくは、可撓性を有する。シート形状体９が、可撓性を有して柔軟に変形可能であることにより、シート形状体９を、対象物の測定対象面の形状に合わせて変形させることができる。したがって、測定対象面が平面でなくても、シート形状体９の取付面９ａを測定対象面に密着させることができる。この場合、可撓性を有するシート形状体９は、例えば、ポリマーで形成されている。
【００６０】
代わりに、シート形状体９は、例えば、ガラス、金属、結晶、またはセラミックスで形成されていてもよい。ただし、シート形状体９は、上記に限定されず、測定対象面の温度範囲において耐久性がある他の物質で形成されていてもよい。
【００６１】
対象物は、例えば、自動車のエンジンや溶鉱炉の炉壁などであるが、温度の分布を測定したいものであれば、これらに限定されない。
【００６２】
上述した本実施形態の温度可視化装置２０により、以下の作用効果が得られる。
【００６３】
シート形状体９の取付面９ａを対象物の測定対象面に取り付けた（好ましくは、密着させた）状態で、シート形状体９の素子配置面９ｂの温度分布は、測定対象面における温度分布に応じた分布になる。したがって、多数の可視光吸収素子１０がそれぞれ有する共振周波数の、素子配置面９ｂにおける分布は、素子配置面９ｂの温度分布、すなわち、測定対象面に応じた分布になる。したがって、素子配置面９ｂに白色光を入射させると、この白色光が素子配置面９ｂで反射された反射光、または、この白色光が素子配置面９ｂを透過した透過光の色は、測定対象面における温度分布に応じた分布となる。すなわち、素子配置面９ｂの色の分布は、測定対象面における温度分布に応じた分布となる。このように、温度可視化装置２０は、測定対象面の温度分布を、素子配置面９ｂの色の分布として可視化できる。
【００６４】
また、各可視光吸収素子１０の寸法を、マイクロメートル〜サブマイクロメートルのオーダーにすることができるので、素子配置面９ｂにおいて、多数の可視光吸収素子１０を極めて高密度に配置できる。例えば、素子配置面９ｂを、互いに接している多数の正方形領域に仮想的に区分した場合に、各正方形領域の１辺がマイクロメートル〜サブマイクロメートルのオーダーであるとして、各正方形領域に１つの可視光吸収素子１０を配置できる。
【００６５】
温度可視化装置２０により可視化された測定対象面の温度分布、すなわち、素子配置面９ｂの色分布の認識方法としては、以下の方法（Ａ）（Ｂ）がある。
【００６６】
（Ａ）目視の場合
人は、素子配置面９ｂを目視して、素子配置面９ｂの色分布から測定対象面の温度分布を認識できる。
【００６７】
この場合、素子配置面９ｂの色と温度との関係を予め求めておくことができる。すなわち、素子配置面９ｂを既知の温度に加熱または冷却し、この温度と、この時の素子配置面９ｂの色とを互いに対応付けた色データを予め求めておく。この色データを、素子配置面９ｂの各温度について求めておく。このように予め求めておいた温度毎の色データに基づいて、人は、素子配置面９ｂの色分布を見て、対象物の測定対象面の温度分布を認識できる。
【００６８】
（Ｂ）検出装置を設ける場合
シート形状体９の素子配置面９ｂの色分布または色を取得するために、検出装置を用いる。
【００６９】
検出装置は、例えば、分光器とスペクトルデータ生成部を有するものであってもよい。素子配置面９ｂに白色光を照射した場合に、分光器は、素子配置面９ｂで反射した白色光（可視光線）を各周波数成分に分光する。スペクトルデータ生成部は、分光器に分光された各周波数成分に基づいて、素子配置面９ｂで反射した白色光のスペクトルデータを生成する。スペクトルデータは、素子配置面９ｂで反射した可視光線の各周波数成分の強度を示す。スペクトルデータに基づいて、素子配置面９ｂの温度、すなわち、測定対象面の温度を、定量的に、高感度に検出できる。
【００７０】
この場合、素子配置面９ｂの色と上述のスペクトルデータとの関係を予め求めておくことができる。すなわち、素子配置面９ｂを既知の温度に加熱または冷却し、この温度と、この時の上記スペクトルデータとを互いに対応付けたスペクトルデータを予め求めておく。このスペクトルデータを、素子配置面９ｂの各温度について求めておく。このように得た温度毎のスペクトルデータと、実際の温度測定時に上述のスペクトルデータ生成部が生成したスペクトルデータとに基づいて、素子配置面９ｂの温度、すなわち、測定対象面の温度を、定量的に、高感度に検出できる。
【００７１】
スペクトルデータ生成部が生成したスペクトルデータは、表示装置に表示されてもよい。この場合、予め求めた温度毎のスペクトルデータに基づいて、人は、表示されたスペクトルデータを見て、対象物の測定対象面の温度を認識できる。
【００７２】
代わりに、検出装置は、可視光線を利用するカメラと、表示装置を有していてもよい。カメラは、白色光が照らされた素子配置面９ｂを撮像して素子配置面９ｂのカラー画像データを取得する。この時、カメラは、素子配置面９ｂで反射した白色光に基づいてカラー画像データを生成する。表示装置は、カメラが取得したカラー画像データに基づくカラー画像を表示する。表示装置に表示された素子配置面９ｂのカラー画像は、シート形状体９の素子配置面９ｂの温度分布、すなわち、対象物の測定対象面の温度分布に対応する。したがって、人は、表示された素子配置面９ｂのカラー画像を見て、対象物の温度分布を認識できる。
【００７３】
この場合、上述した色データを素子配置面９ｂの各温度について求めておく。このように予め求めておいた各色データに基づいて、人は、表示された素子配置面９ｂのカラー画像を見て、対象物の測定対象面の温度分布を認識できる。
【００７４】
（赤外線可視化装置）
次に、上述した可視光吸収素子１０を含む赤外線可視化装置３０を説明する。
【００７５】
赤外線可視化装置３０は、対象物からの赤外線を受けて、受けた赤外線により発生した熱を可視化する。
【００７６】
図５は、本発明の実施形態による赤外線可視化装置３０を示す斜視図である。赤外線可視化装置３０は、多数の可視光吸収素子１０と、素子支持体１１と、赤外線吸収部１３を有する。
【００７７】
多数の可視光吸収素子１０は、互いに同じ構成を有する（すなわち、寸法や形状や材料が同じである）。各可視光吸収素子１０は、図１に示す可視光吸収素子１０と同じ構成を有する。
【００７８】
素子支持体１１は、素子配置面１１ａを有する。素子配置面１１ａには、多数の可視光吸収素子１０が配置されている。素子支持体１１は、板状であり、その厚み方向において素子配置面１１ａと反対側に反対面１１ｂを有する。
【００７９】
図６は、図５における多数の可視光吸収素子１０のうちの１つの可視光吸収素子１０を示す。ただし、図５における多数の可視光吸収素子１０は、同じ構成を有する。
【００８０】
赤外線吸収部１３は、可視光吸収素子１０に熱的に接続されている。図５や図６のように、各可視光吸収素子１０に１つの赤外線吸収部１３が熱的に接続されている。図５において、多数の赤外線吸収部１３が、それぞれ対応する可視光吸収素子１０と同じ位置に設けられている。すなわち、多数の赤外線吸収部１３が素子配置面１１ａに設けられ、各赤外線吸収部１３上に対応する可視光吸収素子１０が設けられている。このように、多数の可視光吸収素子１０は、それぞれ、対応する赤外線吸収部１３を介して素子配置面１１ａに設けられている。好ましくは、多数の可視光吸収素子１０は、例えば図５と図６の構成のように、それぞれ、対応する多数の赤外線吸収部１３に一体的に結合されている。
【００８１】
赤外線吸収部１３は、金属で形成された第１および第２の金属層１３ａ，１３ｂと、誘電体で形成された誘電体層１３ｃを有する。誘電体層１３ｃは、第１および第２の金属層１３ａ，１３ｂに挟まれている。すなわち、第１の金属層１３ａ、誘電体層１３ｃ、および第２の金属層１３ｂは、この順で積層されている。図６の例では、第２の金属層１３ｂは、赤外線吸収部１３と可視光吸収素子１０に共有されている。すなわち、第２の金属層１３ｂは、可視光吸収素子１０の第１の層３ａでもあり、第１の層３ａとしても機能する。
【００８２】
赤外線吸収部１３は、次のように赤外線を吸収する。赤外線吸収部１３に赤外線が入射すると、赤外線吸収部１３にプラズモンが励起される。このようにプラズモンが励起されるように、誘電体層１３ｃと第２の金属層１３ｂとの界面の幅（図６の左右方向の幅）が設計されている。赤外線吸収部１３に入射した赤外線は、表面プラズモンに変換されて赤外線吸収部１３に閉じ込められる。これにより、赤外線は赤外線吸収部１３に吸収される。表面プラズモンは、熱に変わり、この熱が可視光吸収素子１０へ伝達される（より詳しくは、上記の特許文献２を参照）。
【００８３】
各可視光吸収素子１０および各赤外線吸収部１３は、電子線描画法や真空蒸着法などを用いて、素子支持体１１に形成されてよい。
例えば、赤外線可視化装置３０を図３Ａ〜図３Ｅに倣って作製する場合には、図３Ｃのプロセスで、各リボン形状部７を配置する各位置（図３Ｃの溝内）に、第１の金属層１３ａ、誘電体層１３ｃ、および第２の金属層１３ｂを積層し、次いで、リボン形状部７を積層する（ただし、第２の金属層１３ｂはリボン形状部７の第１の層３ａを兼ねる）。この場合、他の段階のプロセスは、図３Ａ〜図３Ｅを参照して上述した内容と同様であってよい。
素子支持体１１は、シリコン基板であってもよいし、他の材料で形成されたものであってもよい。
【００８４】
素子支持体１１を、赤外線が透過する材料で形成する場合には、素子支持体１１の反対面１１ｂを対象物に向けて、対象物からの赤外線が反対面１１ｂに入射するようにしてよい。
可視光吸収素子１０の第１および第２の層３ａ，３ｂが、赤外線を透過する場合には、素子支持体１１の素子配置面１１ａを対象物に向けて、対象物からの赤外線が反対面１１ｂに入射するようにしてよい。
【００８５】
図５は、素子支持体１１の素子配置面１１ａの一部を図示している。図４では、多数の可視光吸収素子１０の向き（図６の中心軸Ｃの向き）の種類を複数（図５では、４種類）にして素子配置面１１ａに配置している。可視光吸収素子１０に入射してくる可視光線の磁場の振動方向が可視光吸収素子１０の中心軸Ｃの方向を向いている場合に、この可視光線の共振周波数成分が可視光吸収素子１０に最も吸収される。そのため、例えば、偏光していない白色光を素子配置面１１ａに入射させる場合は、図５のように、多数の可視光吸収素子１０の向きの種類を複数にする。一方、直線偏光している白色光を素子配置面１１ａに入射させる場合には、素子配置面１１ａに配置された多数の可視光吸収素子１０の向きを１種類にして、白色光の磁場の振動方向と多数の可視光吸収素子１０の向き（図６の中心軸Ｃの向き）とを合わせてもよい。
【００８６】
上述した本実施形態の赤外線可視化装置３０により、以下の作用効果が得られる。
【００８７】
各赤外線吸収部１３が、対象物から放射された赤外線を受けると発熱して、この熱が各可視光吸収素子１０に伝わる。この熱で、各可視光吸収素子１０は、熱変形することにより、その変形量に応じて、吸収する可視光線の周波数成分を変化させる。よって、素子支持体１１の各位置の赤外線吸収部１３に対応した（例えば、各位置の赤外線吸収部１３と同位置にある）可視光吸収素子１０の色の分布も、素子１０に入射した赤外線の分布に応じた分布となる。したがって、多数の可視光吸収素子１０の色から、照射された赤外線の分布が計測可能または認識可能となる。
【００８８】
なお、図５と図６において、各赤外線吸収部１３は、対応する可視光吸収素子１０と熱的に接続されていれば、対応する可視光吸収素子１０の上部に設けてもよいし、素子配置面１１ａに沿った方向に可視光吸収素子１０に隣接して設けてもよい。また、多数の赤外線吸収部１３は、互いに熱的に接続されているように一体的に形成されていてもよい。すなわち、多数の赤外線吸収部１３は、１つの赤外線吸収部を構成するように一体化されていてよい。例えば、図６の第２の金属層１３ａと誘電体層１３ｃが、図５において、多数の可視光吸収素子１０に共有されるように、素子配置面１１ａの全体にわたって延びていてもよい。この場合、多数の可視光吸収素子１０は、上述の１つの赤外線吸収部１３に一体的に結合されていてよい。
【００８９】
赤外線可視化装置３０により可視化された対象物の温度分布または温度は、以下のように計測または認識できる。
【００９０】
対象物からの赤外線を素子配置面１１ａまたは反対面１１ｂに入射させる。これにより、赤外線が各赤外線吸収部１３に吸収されて、熱が、各赤外線吸収部１３から対応する可視光吸収素子１０へ伝達される。
【００９１】
この状態で、例えば適宜の照明装置により、白色光を素子配置面１１ａまたは反対面１１ｂに入射させることにより、この白色光（可視光線）のうち、一部が、素子配置面１１ａの各可視光吸収素子１０に吸収され、吸収された後の可視光線は、素子支持体１１で反射され、または、素子支持体１１を透過する。このような可視光線の反射光または透過光に基づいて、検出装置が、スペクトルデータまたはカラー画像データを取得する。
【００９２】
ここで、検出装置がスペクトルデータを取得する場合には、検出装置は、分光器とスペクトルデータ生成部を有し、次のように機能する。分光器は、上述した可視光線の反射光または透過光を素子支持体１１から受けて、この反射光または透過光を各周波数成分に分光する。スペクトルデータ生成部は、分光器に分光された各周波数成分に基づいて、上述した可視光線の反射光または透過光のスペクトルデータを生成する。スペクトルデータは、可視光線の各周波数成分の強度を示す。スペクトルデータに基づいて、素子配置面１１ａの温度、すなわち、対象物の温度を、定量的に、高感度に検出（計測）できる。
【００９３】
この場合、予め求めた上述の温度毎のスペクトルデータと、実際の測定時に上述のスペクトルデータ生成部が生成したスペクトルデータに基づいて、素子配置面１１ａの温度、すなわち、測定対象面の温度を、定量的に、高感度に検出できる。
【００９４】
スペクトルデータ生成部が生成したスペクトルデータは、表示装置に表示されてもよい。この場合、予め求めた温度毎のスペクトルデータに基づいて、人は、表示されたスペクトルデータを見て、対象物の測定対象面の温度を計測または認識できる。
【００９５】
検出装置がカラー画像データを取得する場合には、検出装置は、可視光線を利用するカメラと、表示装置を有し、次のように機能する。カメラは、上述した可視光線の反射光または透過光を素子支持体１１から受けて、この反射光または透過光に基づいて素子配置面１１ａまたは反対面１１ｂのカラー画像データを生成する。生成されたカラー画像データに基づくカラー画像が、表示装置に表示される。このカラー画像の色分布は、対象物の温度分布に対応する。このカラー画像を、予め取得されている上述した温度毎の色データと比べることにより、対象物の温度分布を計測または認識できる。
【００９６】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００９７】
例えば、以下の変更例１〜３のいずれかを採用してもよいし、以下の変更例１〜３の２つ以上を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で説明しない点は、上述と同じであってよい。
【００９８】
（変更例１）
本発明の可視光吸収素子は、上述した構成に限定されず、対象物から受けた熱に応じて、反射または透過する可視光線の周波数成分を変化させる可視光吸収素子であればよい。すなわち、本発明の可視光吸収素子は、可視光線の周波数範囲に含まれる共振周波数を有し、共振周波数と同じ周波数の可視光線を吸収し、熱膨張などの熱変形を起こすことにより共振周波数を変化させて、変化した共振周波数の可視光線を吸収するように構成されていればよい。
【００９９】
具体的には、可視光吸収素子は、インダクタンスＬを持つコイルとして機能するインダクタンス部と、キャパシタンスＣを持つコンデンサとして機能するコンデンサ部とを有するように構成できる。インダクタンス部とコンデンサ部とが直列に接続されていることにより、インダクタンス部とコンデンサ部はＬＣ回路を構成する。このＬＣ回路は、共振周波数を持ち、インダクタンス部とコンデンサ部の一方または両方が熱膨張などの熱変形を起こすことにより、共振周波数を変化させる。このようなＬＣ回路は、メタマテリアルにより作製可能である。
【０１００】
例えば、可視光吸収素子１０は、例えば、以下の構成例１〜８のように構成されてもよい。
【０１０１】
・構成例１
図７Ａのように、リング形状を有する可視光吸収素子１０において、リング形状の周方向においてリング形状を周方向に不連続にする空間５，６が複数（この図では、２つ）設けられていてもよい。
この構成例２では、複数の空間５，６にそれぞれ対応する複数（図では、２つ）のコンデンサ部が直列に接続されている。したがって、可視光吸収素子１０のキャパシタンスＣは低くなる。これにより、ＬＣ共振器としての可視光吸収素子１０の共振周波数が高くなるので、可視光吸収素子１０の共振周波数を可視光線の周波数範囲に設定しやすくなる。
【０１０２】
・構成例２
図７Ｂのように、可視光吸収素子１０において、２つのアーム部７ｂの周方向長さが互いに異なるようにしてもよい。これにより、可視光吸収素子１０の共振周波数を調整してもよい。
【０１０３】
・構成例３
図７Ｃのように、構成例１と構成例２を組み合わせてもよい。これにより、可視光吸収素子１０の共振周波数の調整に関する自由度が高まる。
【０１０４】
・構成例４
図７Ｄと図７Ｅのように、１つの中央部７ａに複数対のアーム部７ｂが結合されていてもよい。ここで、１対のアーム部７ｂは、２つのアーム部７ｂからなる。なお、図７Ｆは、図７ＥのＦ−Ｆ線矢視図である。
図７Ｄでは、一方の対のアーム部７ｂと中央部７ａにより構成されるリング状のリボン形状部７の中心軸Ｃは、他方の対のアーム部７ｂと中央部７ａにより構成されるリング状のリボン形状部７の中心軸Ｃと平行である。
図７Ｅでは、一方の対のアーム部７ｂと中央部７ａにより構成されるリング状のリボン形状部７の中心軸Ｃ方向は、他方の対のアーム部７ｂと中央部７ａにより構成されるリング状のリボン形状部７の中心軸Ｃ方向と交差（直交）している。これにより、図４または図５のように、多数の可視光吸収素子１０を複数の向きに配置した構成と同じ効果が得られる。
【０１０５】
・構成例５
図８Ａのように、可視光吸収素子１０は、互いに間隔をおいて（好ましくは平行に）配置された２枚の平板形状部８により構成されてもよい。各平板形状部８は、平板形状を有し、金属で形成されている。互いに間隔をおいて配置された２枚の平板形状部８も、インダクタンスＬを有するので、これら２枚の平板形状部８は、インダクタンス部を構成する。また、２枚の平板形状部８は、これらの平板形状部８同士の間の空間１２によりコンデンサ部を構成する。２枚の平板形状部８は、熱変形（例えば湾曲）して両者の間隔が変化することにより、そのコンデンサ部のキャパシタンスが変化する。
【０１０６】
図８Ａの可視光吸収素子１０を用いて温度可視化装置２０を構成する場合には、図８Ｂのように、温度可視化装置２０は、多数の可視光吸収素子１０がシート形状体９の素子配置面９ｂに配置された構成を有する。
【０１０７】
図８Ａの可視光吸収素子１０を用いて赤外線可視化装置３０を構成する場合には、図８Ｃのように、可視光吸収素子１０に赤外線吸収部１３を接続（結合）したものを用いてよい。すなわち、図８Ｄのように、図８Ｃに示す可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３を１組として、赤外線可視化装置３０は、多数組の可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３が素子支持体１１の素子配置面１１ａに配置された構成を有する。
【０１０８】
なお、図８Ａ〜図８Ｄの構成は、例えば非特許文献１、２に記載された技術に基づいて製作可能である。
【０１０９】
・構成例６
図９Ａのように、可視光吸収素子１０は、互いに間隔をおいて（好ましくは平行に）配置された２つのＬ字形状部１４により構成されてもよい。各Ｌ字形状部１４は、図９ＡのようにＬ字形状の断面を有し、金属で形成されている。互いに間隔をおいて配置された２つのＬ字形状部１４は、インダクタンス部を構成する。また、２つのＬ字形状部１４は、これらのＬ字形状部１４同士の間の空間１６によりコンデンサ部を構成する。２つのＬ字形状部１４は、熱変形（例えば湾曲）して両者の間隔が変化することにより、そのコンデンサ部のキャパシタンスが変化する。
【０１１０】
図９Ａの可視光吸収素子１０を用いて温度可視化装置２０を構成する場合には、図９Ｂのように、温度可視化装置２０は、多数の可視光吸収素子１０がシート形状体９の素子配置面９ｂに配置された構成を有する。
【０１１１】
図９Ａの可視光吸収素子１０を用いて赤外線可視化装置３０を構成する場合には、図９Ｃのように、可視光吸収素子１０に赤外線吸収部１３を接続（結合）したものを用いてよい。すなわち、図９Ｄのように、図９Ｃに示す可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３を１組として、赤外線可視化装置３０は、多数組の可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３が素子支持体１１の素子配置面１１ａに配置された構成を有する。
【０１１２】
・構成例７
図１０Ａのように、可視光吸収素子１０は、互いに間隔をおいて（好ましくは平行に）配置された２つの櫛形状部１８により構成されてもよい。各櫛形状部１８は、図１０Ａのように複数の櫛歯部分１８ａを有し、金属で形成されている。一方の櫛形状部１８の複数の櫛歯部分１８ａと、他方の櫛形状部１８の複数の櫛歯部分１８ａとは、互いに間隔（すなわち、空間２２）をおいて配置されている。２つの櫛形状部１８は、インダクタンス部を構成する。また、２つの櫛形状部１８の同士の間の空間２２、２３によりコンデンサ部を構成する。なお、空間２２は、複数の櫛歯部分１８ａの配列方向の空間である。空間２３は、一方の櫛形状部１８の根元部分１８ｂと、他方の櫛形状部１８における櫛歯部分１８ａの先端との間の空間である。２つの櫛形状部１８は、熱変形（例えば湾曲）して両者の間隔（空間２２、２３）が変化することにより、そのコンデンサ部のキャパシタンスが変化する。
【０１１３】
図１０Ａの可視光吸収素子１０を用いて温度可視化装置２０を構成する場合には、図１０Ｂのように、温度可視化装置２０は、多数の可視光吸収素子１０がシート形状体９の素子配置面９ｂに配置された構成を有する。
【０１１４】
図１０Ａの可視光吸収素子１０を用いて赤外線可視化装置３０を構成する場合には、図１０Ｃのように、可視光吸収素子１０に赤外線吸収部１３を接続（結合）したものを用いてよい。すなわち、図１０Ｄのように、図１０Ｃに示す可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３を１組として、赤外線可視化装置３０は、多数組の可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３が素子支持体１１の素子配置面１１ａに配置された構成を有する。
【０１１５】
・構成例８
図１１Ａのように、可視光吸収素子１０は、螺旋形状部２５により構成されてもよい。螺旋形状部２５は、金属で形成されている。螺旋形状部２５は、インダクタンス部を構成する。また、螺旋形状部２５は、図１１Ｂに示すコンデンサの記号のように、螺旋形状部２５は、その各線間によりコンデンサ部を構成する。この螺旋形状部２５は、熱変形で延び縮みすることにより、コンデンサ部のキャパシタンスが変化する。
【０１１６】
図１１Ａの可視光吸収素子１０を用いて温度可視化装置２０を構成する場合には、図１１Ｃのように、温度可視化装置２０は、多数の可視光吸収素子１０がシート形状体９の素子配置面９ｂに配置された構成を有する。
【０１１７】
図１１Ａの可視光吸収素子１０を用いて赤外線可視化装置３０を構成する場合には、図１１Ｄのように、可視光吸収素子１０に赤外線吸収部１３を接続（結合）したものを用いてよい。すなわち、図１１Ｅのように、図１１Ｄに示す可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３を１組として、赤外線可視化装置３０は、多数組の可視光吸収素子１０と赤外線吸収部１３が素子支持体１１の素子配置面１１ａに配置された構成を有する。
【０１１８】
上述した構成例５〜８も、光リソグラフィ、電子線リソグラフィ、エッチング技術などを用いて作製可能である。
【０１１９】
上述のように、本発明の可視光吸収素子の構成として、様々な構成を採用できる。好ましい一例では、次のような構成とその作用により、少なくとも可視光吸収素子のコンデンサ部により、可視光吸収素子の共振周波数が変化する。コンデンサ部は、可視光吸収素子の複数の構成部分同士の間隔により形成される。ここで、複数の構成部分は、図１と図７Ａ〜図７Ｆでは複数のアーム部７ｂであり、図８Ａ〜図８Ｄでは２枚の平板形状部８であり、図９Ａ〜図９Ｄでは２つのＬ字形状部１４であり、図１０Ａ〜図１０Ｄでは２つの櫛形状部１８であり、図１１Ａ〜図１１Ｅでは螺旋形状部２５の軸方向に互いに隔てられている螺旋形状部２５の各部分である。これら複数の構成部分が熱膨張などの熱変形を起こすことにより、これら複数の構成部分同士の間隔（空間）が変化して、コンデンサ部のキャパシタンスが変化する。その結果、可視光吸収素子の共振周波数が変化する。
【０１２０】
（変更例２）
また、上述した本実施形態の赤外線可視化装置３０に設けられる赤外線吸収部は、上述した構成に限定されない。
【０１２１】
例えば、赤外線吸収部は、赤外線を吸収する物質と、この物質を挟んだ２枚の板状誘電体とから構成されていてもよい。赤外線を吸収する物質は、有機色素などの有機化合物、炭素（グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェン）、無機化合物、金属の微粉末などであってよい。
あるいは、赤外線吸収部は、赤外線可視化装置３０へ赤外線を入射させる方向に、赤外線の位相に換算して１／４波長だけずれて配置された２つの金属構造部であってもよい。この場合、２つの金属構造部が赤外線の位相に換算して１／４波長だけずれていることにより、一方の金属構造部で反射された赤外線と、他方の金属構造部で反射された赤外線とが互いに打ち消されて、赤外線が赤外線吸収部に吸収される。
別の例では、赤外線吸収部は、赤外線を吸収する材料の塗料を可視光吸収素子１０に直接塗布することにより、可視光吸収素子１０の表面に形成されたものであってもよい。すなわち、赤外線吸収部は、可視光吸収素子１０の表面に塗布された赤外線吸収材料であってもよい。このような塗布は、例えば、スピンコーティング、真空蒸着、またはディップコーティング法で行われてよい。
【０１２２】
各赤外線吸収部は、広域の周波数範囲の赤外線を吸収してもよいし、狭域の周波数範囲または特定の周波数の赤外線を吸収してもよい。各赤外線吸収部が狭域の周波数範囲または特定の周波数の赤外線を吸収する場合には、多数の可視光吸収素子にそれぞれ対応する多数の赤外線吸収部は、同一の狭域周波数範囲または同一の周波数の赤外線を吸収してもよいし、互いに異なる狭域周波数範囲または周波数の赤外線を吸収してもよい。
【０１２３】
（変更例３）
上述は、可視光吸収素子１０の熱変形が可逆的であることを想定したものである。例えば、可視光吸収素子１０に、所定の限界より小さい範囲で熱変形させた場合には、可視光吸収素子１０の温度を元に戻すと、可視光吸収素子１０は、元の形状に戻る。すなわち、可視光吸収素子１０は、可逆的に熱変形する。
ただし、本発明によると、可視光吸収素子１０の上述した熱変形は、非可逆的であってもよい。例えば、可視光吸収素子１０に、上記所定の限界以上の熱変形を起こさせることにより、可視光吸収素子１０を塑性変形させた場合には、可視光吸収素子１０の温度を元に戻しても、可視光吸収素子１０は、元の形状に戻らない。すなわち、可視光吸収素子１０は、非可逆的に熱変形する。
【符号の説明】
【０１２４】
３ａ  第１の層、３ｂ  第２の層、５，６  空間、７  リボン形状部、７ａ  中央部、７ｂ  アーム部、８  平板形状部、９  シート形状体、９ａ  取付面、９ｂ  素子配置面、１０  可視光吸収素子、１１  素子支持体、１１ａ  素子配置面、１１ｂ  反対面、１２  空間、１３  赤外線吸収部、１３ａ  第１の金属層、１３ｂ  第２の金属層、１３ｃ  誘電体層、１４  Ｌ字形状部、１６  空間、１８  櫛形状部、１８ａ  櫛歯部分、１８ｂ  根元部分、２０  温度可視化装置、２２，２３  空間、２５  螺旋形状部、３０  赤外線可視化装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【国際調査報告】
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