JPH0792176A - 速度測定装置および速度測定方法 - Google Patents

速度測定装置および速度測定方法

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JPH0792176A
JPH0792176A JP23842293A JP23842293A JPH0792176A JP H0792176 A JPH0792176 A JP H0792176A JP 23842293 A JP23842293 A JP 23842293A JP 23842293 A JP23842293 A JP 23842293A JP H0792176 A JPH0792176 A JP H0792176A
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Yukihisa Osugi
幸久 大杉
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】測定対象の２次元的な速度測定が容易に行なえ
る速度測定装置および速度測定方法を提供する。 【構成】被測定物３０に幅ｄの明部４１と暗部４２とが
等間隔に配設された模様４０を設ける。被測定物３０が
移動速度ｖで変形すると、模様４０も移動速度ｖで変形
し、周波数ω＝ｖ／２ｄでその光の強度が周期的に変化
する画像が形成される。この画像の光は、結像レンズ系
１８等を経てＰＲＯＭ素子１６に入射する。ＰＲＯＭ素
子１６には周波数ωの高圧交流バイアス電圧を高圧交流
電圧発生器１５から印加しておく。ＰＲＯＭ素子１６に
はこの速度ｖで変形している箇所だけが記録される。読
出光はレーザ光源２０、偏光子２７等を経てＰＲＯＭ素
子１６に入射され、射出した読出光は、検光子２２を通
過して光学像として再生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、速度測定装置および速
度測定方法に関し、特に、ＰＲＯＭ素子（Pockles Read
out Optical Modulator ）等の画像情報記録素子や空間
光変調素子を用いた速度測定装置および速度測定方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】弾性
体や流体等の測定対象の速度測定方法は、測定対象の１
点のみを測定する方法と、測定対象を２次元的に測定す
る方法とに大別される。
【０００３】１点のみを測定する方法としては、スピー
ドガン等を用いる方法がある。しかしながら、１点のみ
の測定では、その測定点の速度は測定できるが、測定対
象全体の速度分布を測定したりすることはできない。
【０００４】従って、測定対象の詳細な速度分布の解析
を行なうためには、測定対象を２次元的に測定すること
が必要となる。このような速度の２次元測定を行なう方
法としては、スピードガンを２次元的にスキャンする方
法が考えられる。
【０００５】しかしながら、スピードガンを２次元的に
スキャンする方法は、測定対象の各測定点の計測を高速
に行なって測定対象の表面の２次元の速度情報を得る方
法であり、基本的には、１点の測定を繰り返し行なって
いるにすぎない方法である。従って、分解能を向上させ
ようとすれば測定時間が長くなり、また測定時間を短く
しようとすれば、分解能が悪くなり、いずれにしても、
分解能や測定時間に大きな制限があり、測定対象の２次
元的な速度測定を容易に行なうことは困難であった。
【０００６】従って、本発明の目的は、測定対象の２次
元的な速度測定が容易に行なえる速度測定装置および速
度測定方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、書込光
の光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極
電荷として保持する画像情報記録素子と、測定対象から
の光を前記画像情報記録素子に入射させる撮像手段と、
所望の周波数の交流バイアス電圧を前記画像情報記録素
子に印加する交流バイアス電圧印加手段と、を有し、前
記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光によ
って前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、前
記測定対象のある特定の領域であって前記交流バイアス
電圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化する
領域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷
として前記画像情報記録素子内に蓄積して保持すること
を特徴とする速度測定装置が得られる。
【０００８】また、本発明によれば、書込光の光強度に
対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として
保持すると共に、保持している分極電荷に応じて読出光
を変調させる空間光変調素子と、測定対象からの光を前
記空間光変調素子に入射させる撮像手段と、所望の周波
数の交流バイアス電圧を前記空間光変調素子に印加する
交流バイアス電圧印加手段と、前記空間光変調素子に読
出光を入射する読出光入射手段と、前記空間光変調素子
から射出する読出光を検出する読出光検出手段と、を有
し、前記測定対象から前記空間光変調素子に入射する光
によって前記空間光変調素子内に発生した電荷のうち、
前記測定対象のある特定の領域であって前記交流バイア
ス電圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化す
る領域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電
荷として前記空間光変調素子内に蓄積して保持し、前記
分極電荷に応じて変調されて射出される読出光を検出す
ることにより、前記測定対象のうち、前記交流バイアス
電圧の周波数と対応した速度でその位置が変化する前記
特定の領域を選択的に検出することを特徴とする速度測
定装置が得られる。
【０００９】本発明の速度測定装置は、直流バイアス電
圧を前記画像情報記録素子または前記空間光変調素子に
印加可能な直流バイアス電圧印加手段をさらに有するこ
とをができる。
【００１０】また、本発明によれば、所望の周波数の交
流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発
生し、発生した電荷を分極電荷として保持する画像情報
記録素子に印加し、測定対象からの光を前記所望の周波
数の交流バイアス電圧が印加された前記画像情報記録素
子に入射して、前記測定対象から前記画像情報記録素子
に入射する光によって前記画像情報記録素子内に発生し
た電荷のうち、前記測定対象のある特定の領域であって
前記交流バイアス電圧の前記周波数と対応した速度でそ
の位置が変化する領域からの光によって発生した電荷を
選択的に分極電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積
して保持する工程を有することを特徴とする速度測定方
法が得られる。
【００１１】また、本発明によれば、所望の周波数の交
流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発
生し、発生した電荷を分極電荷として保持すると共に、
保持している分極電荷に応じて読出光を変調させる空間
光変調素子に印加し、測定対象からの光を前記所望の周
波数の交流バイアス電圧が印加された空間光変調素子に
入射して、前記測定対象から前記空間光変調素子に入射
する光によって前記空間光変調素子内に発生した電荷の
うち、前記測定対象のある特定の領域であって前記交流
バイアス電圧の前記周波数と対応した速度でその位置が
変化する領域からの光によって発生した電荷を選択的に
分極電荷として前記空間光変調素子内に蓄積して保持す
る工程と、前記空間光変調素子に読出光を入射し、前記
空間光変調素子から前記分極電荷に応じて変調されて射
出される読出光を検出することにより、前記測定対象の
うち、前記交流バイアス電圧の周波数と対応した速度で
その位置が変化する前記特定の領域を選択的に検出する
工程と、を有することを特徴とする速度測定方法が得ら
れる。
【００１２】また、本発明によれば、測定対象に周期的
規則性を持つ模様を設ける工程と、所望の周波数の交流
バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発生
し、発生した電荷を分極電荷として保持する画像情報記
録素子に印加し、前記測定対象からの光を前記所望の周
波数の交流バイアス電圧が印加された前記画像情報記録
素子に入射して、前記測定対象から前記画像情報記録素
子に入射する光によって前記画像情報記録素子内に発生
した電荷のうち、前記測定対象のある特定の領域であっ
て前記交流バイアス電圧の前記周波数と前記模様の前記
周期的規則性とから決まる速度でその位置が変化する領
域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷と
して前記画像情報記録素子内に蓄積して保持する工程
と、を有することを特徴とする速度測定方法が得られ
る。
【００１３】また、本発明によれば、観察体に周期的規
則性を持つ模様を設ける工程と、被測定流体中に前記観
察体を流す工程と、所望の周波数の交流バイアス電圧
を、書込光の光強度に対応した電荷を発生し、発生した
電荷を分極電荷として保持する画像情報記録素子に印加
し、前記観察体および前記観察体が流れている前記被測
定流体からの光を前記所望の周波数の交流バイアス電圧
が印加された前記画像情報記録素子に入射して、前記観
察体および前記観察体が流れている前記被測定流体から
前記画像情報記録素子に入射する光によって前記画像情
報記録素子内に発生した電荷のうち、前記観察体のある
特定の領域であって、前記被測定流体の流れによって、
前記交流バイアス電圧の前記周波数と前記模様の前記周
期的規則性とから決まる速度で、その位置が変化する領
域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷と
して前記画像情報記録素子内に蓄積して保持する工程
と、を有することを特徴とする速度測定方法が得られ
る。
【００１４】また、本発明によれば、所望の第１の周波
数の第１の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応
した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持
する画像情報記録素子に印加し、測定対象からの光を前
記所望の第１の周波数の第１の交流バイアス電圧が印加
された前記画像情報記録素子に入射して、前記測定対象
から前記画像情報記録素子に入射する光によって前記画
像情報記録素子内に発生した電荷のうち、前記測定対象
の第１の特定の領域であって前記第１の交流バイアス電
圧の前記第１の周波数と対応した速度でその位置が変化
する前記第１の領域からの光によって発生した第１の電
荷を選択的に第１の分極電荷として前記画像情報記録素
子内に蓄積して保持する工程と、所望の第２の周波数で
あって前記第１の周波数とは異なる前記第２の周波数の
第２の交流バイアス電圧を、前記画像情報記録素子に印
加し、前記測定対象からの光を前記所望の第２の周波数
の第２の交流バイアス電圧が印加された前記画像情報記
録素子に入射して、前記測定対象から前記画像情報記録
素子に入射する光によって前記画像情報記録素子内に発
生した電荷のうち、前記測定対象の第２の特定の領域で
あって前記第２の交流バイアス電圧の前記第２の周波数
と対応した速度でその位置が変化する前記第２の領域か
らの光によって発生した第２の電荷を選択的に第２の分
極電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して、前記
第２の分極電荷を前記第１の分極電荷に重ねて保持する
工程と、を有することを特徴とする速度測定方法が得ら
れる。
【００１５】また、本発明によれば、複数の異なる周波
数成分を含んだ周波数特性を持つ交流バイアス電圧を、
書込光の光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷
を分極電荷として保持する画像情報記録素子に印加し、
測定対象からの光を前記交流バイアス電圧が印加された
前記画像情報記録素子に入射して、前記測定対象から前
記画像情報記録素子に入射する光によって前記画像情報
記録素子内に発生した電荷のうち、前記測定対象の複数
の領域であって前記複数の異なる周波数のそれぞれとそ
れぞれ対応した速度でそれぞれの位置が変化する前記複
数の領域からの光によって発生した電荷を選択的に分極
電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して保持する
工程を有することを特徴とする速度測定方法が得られ
る。
【００１６】また、本発明によれば、その周波数が時間
とともに所定の周波数の範囲において変化する交流バイ
アス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発生し、
発生した電荷を分極電荷として保持する画像情報記録素
子に印加し、測定対象からの光を前記交流バイアス電圧
が印加された前記画像情報記録素子に入射して、前記測
定対象から前記画像情報記録素子に入射する光によって
前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、前記測
定対象のある特定の領域であって前記所定の周波数の範
囲内の周波数と対応した速度でその位置が変化する前記
特定の領域からの光によって発生した電荷を選択的に分
極電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して保持す
る工程を有することを特徴とする速度測定方法が得られ
る。
【００１７】また、本発明によれば、所望の周波数の交
流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発
生し、発生した電荷を分極電荷として保持する画像情報
記録素子に印加し、測定対象からの光を前記所望の周波
数の交流バイアス電圧が印加された前記画像情報記録素
子に入射して、前記測定対象から前記画像情報記録素子
に入射する光によって前記画像情報記録素子内に発生し
た電荷のうち、前記測定対象の特定の領域であって前記
交流バイアス電圧の前記周波数と対応した速度でその位
置が変化する前記特定の領域からの光によって発生した
第１の電荷を選択的に第１の分極電荷として前記画像情
報記録素子内に蓄積して保持する工程と、直流バイアス
電圧を、前記画像情報記録素子に印加し、前記測定対象
からの光を前記直流バイアス電圧が印加された前記画像
情報記録素子に入射して、前記測定対象から前記画像情
報記録素子に入射する光によって前記画像情報記録素子
内に発生した第２の電荷を第２の分極電荷として前記画
像情報記録素子内に蓄積して保持する工程と、を有し、
前記第１の分極電荷と前記第２の分極電荷とを重ねて前
記画像情報記録素子に保持することを特徴とする速度測
定方法が得られる。
【００１８】
【作用】物体の撮像素子として空間光変調素子の一種で
あるＰＲＯＭ素子が既知である。ここで、ＰＲＯＭ素子
とは、光導電効果により書込光の光強度に対応した電荷
を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持すると共
に、ポッケルス効果により保持している分極電荷に応じ
て読出光の偏光状態を変化させる素子をいう。このＰＲ
ＯＭ素子は、例えば、Ｂｉ12ＳｉＯ20単結晶プレートを
備え、光導電効果を利用して画像情報の書き込みが行な
われ、画像情報の読み出しはポッケルス効果を利用して
行なわれている。
【００１９】すなわち、画像情報を書き込む場合には、
ＰＲＯＭ素子にバイアス電圧を印加した状態で書込光を
照射し、素子の内部に画像情報に対応した分極電荷を形
成して画像記録を行なう。また、記録されている画像情
報を読み出す場合には、直流バイアスまたは無バイアス
状態で、直線偏光した光をＰＲＯＭ素子に投射し、ＰＲ
ＯＭ素子の内部に形成されている分極電荷に基づくポッ
ケルス効果を利用して画像情報の読み出しを行なう。
【００２０】このＰＲＯＭ素子を用いれば、記録された
画像に対し、種々の光画像情報処理を施すことができ、
また、インコヒーレント光画像をコヒーレント光画像に
変換したり、光フーリエ変換を行なうことができるた
め、画像解析上、種々の利点が達成される。
【００２１】強度Ｉ（ｔ）の書込光をＰＲＯＭ素子等の
光導電効果を持つ材料のある結晶面に垂直に入射させた
場合、ＰＲＯＭ素子の結晶表面に蓄積される電荷量Ｑ
は、結晶内を当該結晶面に垂直な方向に流れる電流ｉ
（ｔ）により、次式で表わされる。
【００２２】Ｑ＝∫ｉ（ｔ）ｄｔ …（１） この電流ｉ（ｔ）は、書込光によって励起されるキャリ
ヤの電荷密度ｑ（ｔ）と移動速度との積で表わされ、移
動速度は印加電界Ｅ（ｔ）に比例するから、ＰＲＯＭ素
子に印加するバイアス電圧をＶ（ｔ）とすると、電流ｉ
（ｔ）は次式で表わされる。
【００２３】 ｉ（ｔ）∝ｑ（ｔ）Ｅ（ｔ）∝ｑ（ｔ）Ｖ（ｔ） …（２） また、キャリヤの電荷密度ｑ（ｔ）は、次式のように書
込光の光強度Ｉ（ｔ）に比例する。
【００２４】ｑ（ｔ）∝Ｉ（ｔ） …（３） 従って、ＰＲＯＭ素子の結晶表面に蓄積される電荷量Ｑ
は次式で表わされる。
【００２５】Ｑ∝∫Ｉ（ｔ）Ｖ（ｔ）ｄｔ …（４） まず、ＰＲＯＭ素子に直流バイアス電圧Ｖを印加した場
合を考えると、バイアス電圧Ｖは一定だから、式（４）
は次式のようになり、 Ｑ∝Ｖ∫Ｉ（ｔ）ｄｔ …（５） ＰＲＯＭ素子の結晶表面に蓄積される電荷量Ｑは書込光
の光強度Ｉ（ｔ）の時間積分にのみ比例し、書込光の時
間変化成分には依存しない。
【００２６】従って、ＰＲＯＭ素子に直流バイアス電圧
を印加した状態で書込光をＰＲＯＭ素子に入射すると、
測定対象のすべての画像情報が重畳されてＰＲＯＭ素子
に記録されてしまい、特定の周波数でその強度が変化す
る光による特定の画像情報のみを選択的にＰＲＯＭ素子
に記録することができない。従来は、画像情報の書き込
み時にＰＲＯＭ素子に印加するバイアス電圧は、このよ
うに直流バイアス電圧であったので、従来のＰＲＯＭ素
子の使用方法では、特定の周波数でその強度が変化する
光による画像情報を選択的に記録することができず、従
って、たとえ、ある速度分布を持って移動する測定対象
をその速度に対応してその強度が変化する光に変換し、
それをＰＲＯＭ素子に入射しても、測定対象の特定速度
の情報を選択的に得ることはできなかった。
【００２７】ただし、このように、ＰＲＯＭ素子に直流
バイアス電圧を印加した状態で書込光をＰＲＯＭ素子に
入射すると、測定対象のすべての画像情報が重畳されて
ＰＲＯＭ素子に記録されるから、測定対象の全体として
の画像情報は得られる。
【００２８】次に、ＰＲＯＭ素子に交流バイアス電圧Ｖ
（ｔ）＝Ｖ0 cos ２πωｔを印加した場合を考える。
【００２９】書込光の光強度Ｉ（ｔ）をＩ（ｔ）＝Ｉ0
（cos ２πω′ｔ＋１）とすると、ＰＲＯＭ素子の結晶
表面に蓄積される電荷量Ｑは次式で表わされる。
【００３０】 Ｑ∝Ｉ0 Ｖ0 ∫（cos ２πωｔ）（cos 2 πω′ｔ＋１）ｄｔ …（６） 今、書込光が、その光強度が時間に対して一定である連
続光である場合、すなわち、ω′＝０の場合を考える
と、（６）式は以下のようになる。
【００３１】 Ｑ∝２Ｉ0 Ｖ0 ∫cos ２πωｔｄｔ＝（Ｉ0 Ｖ0 ／πω）sin （２πωｔ） …（７） （７）式より明らかなように、ＰＲＯＭ素子に交流バイ
アス電圧を印加した場合においては、連続光を照射して
も、ＰＲＯＭ素子の結晶表面に蓄積される電荷量Ｑはわ
ずかな増減を繰り返すだけである。従って、ＰＲＯＭ素
子に交流バイアス電圧を印加した場合においては、ＰＲ
ＯＭ素子は連続光に対してほとんど感度を持たない。
【００３２】次に、書込光の周波数とＰＲＯＭ素子に印
加される交流バイアス電圧の周波数とが一致する場合、
すなわち、ω′＝ωの場合は、（６）式は以下のように
なる。
【００３３】 Ｑ∝Ｉ0 Ｖ0 ∫（cos ２πωｔ）（cos ２πωｔ＋１）ｄｔ ＝Ｉ0 Ｖ0 （（ｔ／２）＋（１／２πω）sin ２πωｔ ＋（１／８πω）sin ４πωｔ） …（８） （８）式の第１項は時間ｔおよび書込光の光強度Ｉ
（ｔ）のＩ0 成分と交流バイアス電圧Ｖ（ｔ）のＶ0 成
分との積に比例する項である。従って、ＰＲＯＭ素子に
交流バイアス電圧を印加した場合であって、書込光の周
波数が交流バイアス電圧の周波数と等しい場合には、書
込光の光強度に対応した電荷がＰＲＯＭ素子の結晶表面
に蓄積されることになり、ＰＲＯＭ素子は、交流バイア
ス電圧に同期してその光強度が変化する光に対して感度
を持つ。
【００３４】このようにＰＲＯＭ素子に交流バイアス電
圧を印加した場合には、ＰＲＯＭ素子は連続光には感度
を持たないが、交流バイアス電圧に同期してその光強度
が変化する光に対しては感度を持つから、被撮像体から
ＰＲＯＭ素子に入射する光が、連続光と交流バイアス電
圧に同期してその光強度が変化する光とから成る場合に
は、交流バイアス電圧に同期してその光強度が変化する
光によって発生した電荷を選択的にＰＲＯＭ素子の結晶
表面に蓄積することができる。従って、ＰＲＯＭ素子に
印加される交流バイアス電圧と同期している画像情報を
選択的にＰＲＯＭ素子に記録することができる。
【００３５】また、ＰＲＯＭ素子に種々の周期で現れる
複数の画像情報が入射する場合、印加交流バイアス電圧
に同期する画像情報が選択的にＰＲＯＭ素子に記録され
る。従って、特定の周波数の交流バイアス電圧をＰＲＯ
Ｍ素子に印加することによって、種々の周波数において
それらの光の強度がそれぞれ変化する複数の画像情報の
うち交流バイアス電圧と同一周波数でその強度が変化す
る光による特定の画像情報だけを選択的に記録すること
ができる。
【００３６】従って、測定対象からの光を、所望の周波
数の交流バイアス電圧が印加されたＰＲＯＭ素子に入射
すれば、測定対象からこのＰＲＯＭ素子に入射する光に
よってＰＲＯＭ素子内に発生した電荷のうち、測定対象
のある特定の領域であって交流バイアス電圧の周波数と
対応した速度でその位置が変化する領域からの光によっ
て発生した電荷を選択的に分極電荷として前記画像情報
記録素子内に蓄積して保持することができる。従って、
測定対象のうち、特定の速度を持つ領域に関する情報を
選択的に記録することができる。
【００３７】また、ＰＲＯＭ素子は、もともと画像を走
査せず、２次元のまま２次元の画像情報を処理できる２
次元の撮像素子であるから、測定対象の２次元的な速度
分布の測定が容易に行なえる。
【００３８】さらに、また、測定対象からの光を所望の
周波数の交流バイアス電圧が印加されたＰＲＯＭ素子に
入射して、測定対象のある特定の領域であって交流バイ
アス電圧の周波数と対応した速度でその位置が変化する
領域の画像情報を選択的にＰＲＯＭ素子に書き込んだ
後、ＰＲＯＭ素子に読出光を入射し、書き込まれた画像
情報に応じてＰＲＯＭ素子によって変調されて射出され
る読出光を検出することにより、測定対象のうち、印加
された交流バイアス電圧の周波数と対応した速度でその
位置が変化する特定の領域を選択的に検出することがで
きる。
【００３９】また、交流バイアス電圧だけでなく、直流
バイアス電圧もＰＲＯＭ素子に印加できるようにするこ
とにより、ある特定の速度でその位置が変化する領域の
画像情報に加えて、その測定対象全体の画像情報も重畳
して記録することができる。従って、ある特定の速度で
その位置が変化する領域の測定対象全体に対する位置を
正確に知ることができる。
【００４０】この際、まず、交流バイアス電圧をＰＲＯ
Ｍ素子に印加して、ある特定の速度でその位置が変化す
る領域の画像情報を選択的にＰＲＯＭ素子に記録した後
に、直流バイアス電圧をＰＲＯＭ素子に印加して測定対
象全体の画像情報を重畳してＰＲＯＭ素子に記録しても
よいし、交流バイアス電圧と直流バイアス電圧とを同時
にＰＲＯＭ素子に印加して、ある特定の速度でその位置
が変化する領域の画像情報の選択的なＰＲＯＭ素子への
記録および測定対象全体の画像情報のＰＲＯＭ素子への
記録を同時に行なってもよい。
【００４１】また、所望の第１の周波数の第１の交流バ
イアス電圧をＰＲＯＭ素子に印加して、この第１の周波
数と対応した速度でその位置が変化する領域の画像情報
をＰＲＯＭ素子に記録し、次に、所望の第２の周波数で
あってこの第１の周波数とは異なる周波数の第２の交流
バイアス電圧をＰＲＯＭ素子に印加して、この第２の周
波数と対応した速度でその位置が変化する第２の画像情
報をＰＲＯＭ素子に重ねて記録することによって、ＰＲ
ＯＭ素子には第１および第２の画像情報が重ねて記録さ
れる。従って、このような方法によって、測定対象の速
度情報を測定することによって、異なる速度成分を持つ
速度情報を重ねて記録することができる。
【００４２】このように、ＰＲＯＭ素子に印加する交流
バイアス電圧の周波数を次々とシーケンシャルに変化さ
せて、その都度画像の書き込みを行なうことによって、
複数の速度成分を有する画像情報を重ねて記録できる。
しかしながら、ＰＲＯＭ素子に印加する交流バイアス電
圧を単一の周波数成分を持った、例えば正弦波のような
ものではなく、複数の異なる周波数成分を含んだ周波数
特性を持つ交流バイアス電圧とすれば、複数の異なる周
波数とそれぞれ同一の周波数を持った複数の画像情報を
同時に記録することができる。従って、複数の速度成分
を持った速度情報の測定を１回の書き込みで行なうこと
ができる。
【００４３】さらに、また、ＰＲＯＭ素子に印加する交
流バイアス電圧の周波数を時間とともに所定の周波数の
範囲内において変化させて、画像を記録することによ
り、この周波数範囲内の周波数成分を持つ画像情報をす
べて記録することができる。従って、この周波数範囲内
の周波数成分に対応する速度成分を持つ速度情報を１回
の書き込みですべて記録することができる。このような
測定方法を使用することによって、未知の測定対象の大
まかな速度情報の測定ができる。
【００４４】速度情報を測定する測定対象が、その測定
対象からの光がその速度に対応した周波数でその強度が
変化する光である、そのような測定対象であれば、この
測定対象からの光を、その速度に対応した周波数の交流
バイアス電圧が印加されたＰＲＯＭ素子にそのまま入射
すれば、測定対象の速度情報の測定ができる。しかしな
がら、速度情報を測定する測定対象からの光が、その測
定対象の速度に対応した周波数でその強度が変化する光
ではない場合には、その測定対象からの光がその速度に
対応した周波数でその強度が変化する光であるようにす
る必要がある。
【００４５】このような場合には、測定対象に周期的規
則性を持つ模様を設けることによって、その測定対象の
ある領域の位置がある速度で変化した場合に、その領域
の明るさが周期的に変化するようにすることができる。
そして、その明るさが変化する周波数は、この模様の周
期的規則性およびその領域の速度によって定まる。従っ
て、このように測定対象に周期的規則性を持つ模様を設
けることによって、測定対象からの光がその速度に対応
した周波数でその強度が変化する光となるようにするこ
とができる。その結果、測定対象の速度およびこの模様
の周期的規則性から決まる周波数の交流バイアス電圧を
ＰＲＯＭ素子に印加すれば、この速度でその位置が変化
する領域の画像情報を選択的にＰＲＯＭ素子に記録でき
る。
【００４６】また、測定対象が、気体、液体、粉体等の
流体である場合には、この流体に周期的規則性を持つ模
様を直接設けることは一般的には困難である。このよう
な場合には、まず、周期的規則性を持つ模様が設けられ
た観察体を用意し、この観察体を流体中に流し、この観
察体が流れる速度およびこの模様の周期的規則性から決
まる周波数の交流バイアス電圧をＰＲＯＭ素子に印加す
れば、この速度で流れる観察体を選択的にＰＲＯＭ素子
に記録でき、その結果、流体の速度情報が測定できる。
【００４７】以上においては、書込光の光強度に対応し
た電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持す
る画像情報記録素子、および書込光の光強度に対応した
電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持する
と共に、保持している分極電荷に応じて読出光を変調さ
せる空間光変調素子として、光導電効果およびポッケル
ス効果の両方を持つＰＲＯＭ素子を例にとって本発明の
作用を説明したが、光導電効果は持つがポッケルス効果
は持たない材料である、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ膜、
水素化アモルファスシリコン膜、アモルファスシリコン
カーバイド膜やアモルファスセレン膜等を本発明におけ
る画像情報記録素子および空間光変調素子用の記録材料
として用いた場合においても、上述した画像情報の記録
という点ではＰＲＯＭ素子と同様の作用を有する。
【００４８】画像情報の記録・再生に用いられる空間光
変調素子としては、書込光の光強度に対応した電荷を発
生し、発生した電荷を分極電荷として保持すると共に、
保持している分極電荷に応じて読出光の偏光状態を変化
させる空間光変調素子を用いることができる。
【００４９】このような空間光変調素子としては、例え
ば、上述したＰＲＯＭ素子が挙げられる。ＰＲＯＭ素子
とは、上述したように、光導電効果により書込光の光強
度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷と
して保持すると共に、ポッケルス効果により保持してい
る分極電荷に応じて読出光の偏光状態を変化させる素子
をいうから、画像情報の記録材料としてＰＲＯＭ素子を
用いた場合には、そのＰＲＯＭ素子自体によって読出光
の偏光状態を変化させることができ、他の読出用の材料
を記録材料に加えてさらに設ける必要がなくなる。
【００５０】また、分極電荷に応じて読出光の偏光状態
を変化させる読出用の材料としては、液晶がある。
【００５１】ツイスト・ネマチック液晶（ＴＮＬＣ）等
の印加電圧に応じて読出光の偏光状態が変化する液晶を
ＰＲＯＭ素子に加えてさらに設けた場合には、書き込み
時にＰＲＯＭ素子に印加される交流バイアス電圧の電圧
値を小さくすることができ、従って、交流バイアス電圧
印加手段の構成を簡単なものとすることができる。同じ
偏光の変化状態を得るのに必要な印加電圧は液晶のほう
がＰＲＯＭ素子に比較して、約２桁以上低いから、書き
込み時にＰＲＯＭ素子に印加される交流バイアス電圧の
電圧値を小さくして、ＰＲＯＭ素子の結晶表面に蓄積さ
れて保持される電荷の量を少なくしても、その電荷に基
づく電界が液晶に印加されることにより、液晶によって
読出光の偏光状態を必要なだけ変化させることができる
からである。
【００５２】さらに、光導電効果は持つがポッケルス効
果は持たない材料である、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ
膜、水素化アモルファスシリコン膜、アモルファスシリ
コンカーバイド膜やアモルファスセレン膜等を本発明に
用いる画像情報記録素子および空間光変調素子用の記録
材料として用いた場合には、読出用の材料として、ツイ
スト・ネマチック液晶（ＴＮＬＣ）等の印加電圧に応じ
て読出光の偏光状態が変化する液晶を用いることができ
る。この場合においても、小さい印加電圧で読出光の必
要な偏光の変化状態が得られるから、記録材料に印加さ
れる交流バイアス電圧値を小さくすることができ、従っ
て、交流バイアス電圧印加手段の構成を簡単なものとす
ることができる。このように、空間光変調素子として、
書込光の光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷
を分極電荷として保持すると共に、保持している分極電
荷に応じて読出光の偏光状態を変化させる空間光変調素
子を用いた場合には、画像情報再生に用いられる、空間
光変調素子に読出光を入射する読出光入射手段として
は、好ましくは、偏光子等を使用して直線偏光光を入射
する装置を用い、空間光変調素子から射出する読出光を
検出する読出光検出手段としては、好ましくは、検光子
等の光の偏光状態を検出できる素子を備えた装置を用い
る。
【００５３】また、画像情報の記録・再生に用いられる
空間光変調素子として、書込光の光強度に対応した電荷
を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持すると共
に、保持している分極電荷に応じて読出光の透過率を変
化させる空間光変調素子を用いることができる。
【００５４】分極電荷に応じて読出光の透過率を変化さ
せる読出用の材料としては、液晶がある。ポリマー分散
型液晶（ＰＤＬＣ）等の印加電圧に応じて読出光の透過
率が変化する液晶を用いた場合には、読出光に偏光した
光を用いる必要がなくなるから、偏光子や検光子が不要
となり、画像情報再生系の構成が簡単なものとなる。
【００５５】このポリマー分散型液晶（ＰＤＬＣ）等の
印加電圧に応じて読出光の透過率が変化する液晶は、Ｐ
ＲＯＭ素子に加えて設けてもよく、光導電効果は持つが
ポッケルス効果は持たない材料である、ＧａＡｓ単結
晶、ＧａＡｓ膜、水素化アモルファスシリコン膜、アモ
ルファスシリコンカーバイド膜やアモルファスセレン膜
等を本発明における画像情報記録素子および空間光変調
素子用の記録材料として用いた場合の、読出用の材料と
して用いてもよい。
【００５６】次に、画像情報の書込時間ＴW について検
討する。画像情報の周波数と交流バイアス電圧の周波数
とが一致する場合、書込時間ＴW はどのようにも設定で
きる。
【００５７】一方、画像情報の周波数ω′と交流バイア
ス電圧の周波数ωとの間にずれがある場合、書込時間Ｔ
W をどのように設定すべきかが問題になる。
【００５８】（６）式において、ω≠ω′の場合につい
て検討する。
【００５９】 Ｑ∝Ｉ0 Ｖ0 ∫（cos ２πωｔ＋cos ２πωｔ・cos ２πω′ｔ）ｄｔ ＝Ｉ0 Ｖ0 （（１／２πω）sin ２πωｔ ＋（１／２π（ω＋ω′））sin ２π（ω＋ω′）ｔ ＋（１／２π（ω−ω′））sin ２π（ω−ω′）ｔ） …（９） （９）式において、第３項はω〜ω′の場合、他の項よ
りもゆっくり変化し、振幅は大きい。従って、第３項の
周期よりも速く画像情報の書き込みが終了すれば、画像
情報の記録が可能になる。この場合、書込時間ＴW を以
下の式を満足するように設定すればＰＲＯＭ素子が感度
を持つ。
【００６０】（ω−ω′）＜１／ＴW …（１０）
【００６１】
【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を参照し
て説明する。
【００６２】まず、本発明の速度測定装置や速度測定方
法に画像情報記録素子や空間光変調素子として用いられ
るＰＲＯＭ素子を説明する。
【００６３】図１６は、本発明の実施例に使用されるＰ
ＲＯＭ素子を説明するための断面図である。
【００６４】Ｂｉ12ＳｉＯ20の単結晶からなる電荷発生
保持層４の両側にそれぞれ石英ガラスからなる絶縁層３
および５を設け、絶縁層３および５の外側にＩＴＯ（In
diumTin Oxide）からなる透明電極２および６を設け、
透明電極２および６の外側に石英ガラスからなる基板ガ
ラス１および７をそれぞれ設けて、ＰＲＯＭ素子１６を
形成する。
【００６５】このＰＲＯＭ素子１６に、矢印ａ方向から
画像情報書込光を入射する。Ｂｉ12ＳｉＯ20は青色光よ
りも短波長の電磁波に対して感度（光伝導性）を有して
いるから、書込光としては青色領域の光やＸ線等を用い
る。書込光が入射すると、電荷発生保持層４内には光導
電効果により書込光強度に対応した電荷キャリヤ（電子
およびホール）が発生する。書込光の入射に対応して端
子８と９を介して透明電極２および６間にバイアス電圧
を印加すると、光導電効果によって発生した電荷キャリ
ヤは、電荷発生保持層４内に形成される電界によって電
荷発生保持層４内をドリフトし、電荷発生保持層４の表
面に分極する。分極した電荷は、電荷発生保持層４の両
表面にはそれぞれ絶縁層３および５が設けられているか
ら、電荷発生保持層４の両表面において分極電荷として
保持されることになる。
【００６６】本発明では、透明電極２および６の間に、
記録したい速度に対応した周波数の交流バイアス電圧を
印加する。この交流バイアス電圧は、正弦波、三角波ま
たは矩形波等の種々の波形のものであってよい。前述し
たように、記録したい速度に対応した周波数の交流バイ
アス電圧を印加すると、この速度でその位置が変化する
領域からの光の強度、すなわち書込光強度に比例した電
荷が分極電荷として電荷発生保持層４の表面に保持され
るから、この分極電荷の量およびその空間分布を画像情
報としてＰＲＯＭ素子１６に記録する。
【００６７】このように、ＰＲＯＭ素子１６には、分極
電荷の量およびその空間分布が記録されるから、このＰ
ＲＯＭ素子１６には階調性を有する画像情報が記録され
ることになる。
【００６８】なお、一旦記録した情報は、透明電極２お
よび６を短絡した状態で、ＰＲＯＭ素子１６に青色光ま
たはそれよりも短波長の電磁波を投射するだけで消去す
ることができる。
【００６９】Ｂｉ12ＳｉＯ20単結晶は、その結晶表面に
分極電荷が形成されると分極電荷の量に対応した強度の
電界が形成され、複屈折性が生ずる。従って、記録した
画像情報を再生する場合、ＰＲＯＭ素子１６に直線偏光
した読出光を入射するとＰＲＯＭ素子１６から分極電荷
の量に応じた楕円偏光が射出するので、後段に検光子を
配置すれば、検光子から射出する読出光の光強度を測定
することにより分極電荷の量を測定できる。従って、検
光子の後段に結像光学系を介して投影することによりＰ
ＲＯＭ素子１６に記録した画像情報を光学像として再生
することができる。この時、読出光として、Ｂｉ12Ｓｉ
Ｏ20単結晶に光導電効果が生じない光、例えば赤色光を
用いれば、分極電荷の分布状態を変化させることなく、
画像情報の再生が行なえる。
【００７０】画像情報を再生する際、ＰＲＯＭ素子１６
の透明電極２および６の間に直流バイアスを印加しても
よく、あるいは透明電極２および６間を短絡してもよ
い。透明電極２および６の間に直流バイアスを印加すれ
ば、分極電荷が作る電界が直流バイアスによって形成さ
れる外部電界を打ち消す。従って、電荷発生保持層４内
は、書込光が照射された部分では電界が弱く、照射され
なかった部分では電界が強くなり、読み出される画像は
書き込まれた画像情報のネガ像となる。透明電極２およ
び６間を短絡すると、電荷発生保持層４内の電界は分極
電界が作る電界のみとなり、従って、書込光が照射され
た部分では電界が強くなり、照射されなかった部分では
電界が弱くなる。従って、読み出される画像は書込まれ
た画像情報のポジ像となる。
【００７１】なお、再生された画像情報の表示装置とし
て、例えばＰＲＯＭ素子１６からの再生像をＴＶカメラ
で撮像しＣＲＴを用いて表示することができ、あるいは
投影レンズ系を介してスクリーン上に投影して表示する
こともできる。また、必要に応じて光フーリエ変換等の
光画像処理のための光学系を設け、ＰＲＯＭ素子１６か
らの再生像をその光学系に入力し、適当な画像処理を施
すこともできる。
【００７２】図１７は、本発明の速度測定装置や速度測
定方法の実施例に使用される液晶付ＰＲＯＭ素子５６を
説明するための断面図である。
【００７３】液晶層５０が絶縁層５と透明電極６との間
に設けられている。液晶層５０として、ツイスト・ネマ
チック液晶（ＴＮＬＣ）等の印加電圧に応じて読出光の
偏光状態が変化する材料を用いた場合には、書き込み時
に液晶付ＰＲＯＭ素子５６の透明電極２および６の間に
印加される交流バイアス電圧の電圧値を小さくすること
ができ、従って、この交流バイアス電圧を印加する交流
バイアス印加装置の構成を簡単で安価なものとすること
ができる。同じ偏光の変化状態を得るのに必要な印加電
圧は液晶のほうが図１６に示したＰＲＯＭ素子１６に比
較して、約２桁以上低いから、書き込み時に液晶付ＰＲ
ＯＭ素子５６の透明電極２および６間に印加される交流
バイアス電圧の電圧値を小さくして、電荷発生保持層４
の結晶表面に蓄積されて保持される電荷の量を少なくし
ても、その電荷に基づく電界が液晶層５０に印加される
ことにより、液晶層５０によって読出光の偏光状態を必
要なだけ変化させることができるからである。
【００７４】また、この構成の素子では、読出光に変調
を与えるのは液晶層５０であるため電荷発生保持層４に
は光導電効果を持ち、ポッケルス効果を持たない材料の
使用も可能である。従って、Ｂｉ12ＳｉＯ20単結晶の他
に、ＧａＡｓ単結晶、ＧａＡｓ膜、水素化アモルファス
シリコン膜、アモルファスシリコンカーバイド膜、アモ
ルファスセレン膜等が適用できる。
【００７５】液晶として、ポリマー分散型液晶（ＰＤＬ
Ｃ）等の印加電圧に応じて読出光の透過率が変化する材
料を用いた場合には、読出光に偏光した光を用いる必要
がなくなるから、偏光子や検光子が不要となり、振動測
定装置の構成が簡単なものとなる。
【００７６】また、図１８に示すように、液晶層５０と
電荷発生保持層４との間に反射層５１を設けた液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６′を用いることもできる。反射層５１と
しては、例えば、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 との積層膜を用い
る。矢印Ａ方向から画像情報書込光を入射させ、記録を
行なう。読出光は矢印Ｂ方向から入射され、反射層５１
で反射され、入射方向に光が射出し、画像情報の再生が
行なわれる。この素子構成をとれば、読出光は電荷発生
保持層４を通過しないので、読出光の波長を任意に選ん
でも、分極電荷分布を変化させないことが利点である。
【００７７】なお、液晶層５０の絶縁性が十分高く、こ
の液晶層５０によって分極電荷を電荷発生保持層４の表
面に保持できるなら絶縁層３と５の一方または両方を設
けなくともよい。
【００７８】次に、図１６、図１７、図１８にそれぞれ
示したＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５
６、５６′を用いた速度測定装置および速度測定方法に
ついて説明する。
【００７９】（第１の実施例）図１は、本発明の第１の
実施例の速度測定装置および速度測定方法を説明するた
めの模式図であり、図２は、本実施例の速度被測定物を
説明するための平面図であり、図３は、本実施例の速度
測定結果を説明するための平面図である。
【００８０】本実施例は、測定対象が弾性体であり、そ
の弾性体が変形する場合の各部位の変形速度の一方向成
分を測定する場合に、本発明を適用したものである。
【００８１】発振器１３によって、測定したい速度に対
応する周波数の信号を発生させ、この信号に同期した高
圧交流バイアス電圧を高圧交流電圧発生器１５によって
発生させ、この高圧交流バイアス電圧をＰＲＯＭ素子１
６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に印加する。
【００８２】弾性体の被測定物３０からの光は、シャッ
ター１７、結像レンズ系１８およびハーフミラー１９を
経てＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、
５６′に入射する。
【００８３】ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素
子５６、５６′には、測定したい速度に対応する周波数
の高圧交流バイアス電圧が印加されているから、測定し
たい速度でその位置が変化している変形箇所だけが、Ｐ
ＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′
に記録される。
【００８４】また、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲ
ＯＭ素子５６、５６′に高圧交流バイアス電圧を印加し
て変形情報を記録した後に、直流電圧発生器２６により
直流バイアス電圧をＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲ
ＯＭ素子５６、５６′に印加し、この状態で、被測定物
３０からの光を、シャッター１７、結像レンズ系１８お
よびハーフミラー１９を経てＰＲＯＭ素子１６または液
晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に入射することによっ
て、被測定物３０の全体の画像情報も重畳して記録され
る。従って、ある特定の速度で変形する変形箇所の被測
定物３０における位置を正確に知ることができる。
【００８５】このように、まず、高圧交流バイアス電圧
をＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５
６′に印加して、測定したい速度で変形している変形箇
所だけを記録し、その後、直流バイアス電圧をＰＲＯＭ
素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に印加
して、被測定物３０の全体の画像情報も重畳して記録し
てもよいし、また、高圧交流バイアス電圧と直流バイア
ス電圧とを同時に印加して、測定したい速度で変形して
いる変形箇所および被測定物３０の全体の画像情報を同
時に記録してもよい。
【００８６】次に、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲ
ＯＭ素子５６、５６′に記録された画像を再生する再生
光学系について説明する。
【００８７】記録された画像を再生する際、シャッター
１７を閉じるとともに高圧交流電圧発生器１５をオフす
る。
【００８８】レーザ光源２０から読出光を発生させる。
この読出光としては、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′に用いられているＢｉ12ＳｉＯ
20結晶に光導電効果が生じない波長の光、例えば波長６
３３ｎｍの光を用いる。その後、レーザ光源２０から発
生した読出光は偏光子２７により直線偏光した光とされ
る。その後、読出光は再生光光シャッター２１を通り、
さらにエクスパンダーレンズおよびコリメータレンズか
らなるビームエクスパンダー２５を介して拡大平行光束
となり、ハーフミラー１９を経てＰＲＯＭ素子１６また
は液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に入射する。
【００８９】ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素
子５６、５６′に入射した読出光は、ＰＲＯＭ素子１６
または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に記録されてい
る画像情報に応じた楕円率を有する楕円偏光となってＰ
ＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′
から射出する。従って、この射出した読出光をＰＲＯＭ
素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′の後方
に配置した検光子２２を通過させることにより、ＰＲＯ
Ｍ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に記
録されていた画像情報は、その画像情報に対応する光強
度分布を持つ光学像として再生される。この光学像をＴ
Ｖカメラ２３によって撮像しモニタ２４上に表示する。
【００９０】このように構成すれば、一旦記録した画像
情報を直ちに再生することができ、ポータブル型の速度
測定装置を実現することができる。
【００９１】また、この時、液晶付ＰＲＯＭ素子５６、
５６′としてＰＤＬＣ等の光透過率を変化させる液晶を
用いた素子を用いた場合、偏光子２７および検光子２２
は不要である。
【００９２】本実施例においては、それぞれの幅がｄで
ある明部４１と暗部４２とが等間隔に一方向（ｙ方向）
に配設された縞状の模様４０を弾性体の被測定物３０に
設けている。被測定物３０が変形すると、図２に示すよ
うに、この模様４０も変形する。被測定物３０の変形部
分の移動速度ｖの、この縞に垂直な方向（図２における
ｙ方向）の速度成分をｖy とすると、この変形によっ
て、周波数ω、 ω＝ｖy ／２ｄ、 でその光の強度が周期的に変化する画像が形成される。
【００９３】従って、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′に印加する高圧交流バイアス電
圧の周波数ωを、 ω＝ｖy ／２ｄ、 とすれば、ｙ方向にこの速度ｖy で移動する変形部分に
対してのみＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子
５６、５６′は感度を持ち、従って、図３に示すよう
に、この変形部分のみが明るい画像が得られる。
【００９４】（第２の実施例）図４、図５および図６
は、本発明の第２の実施例において速度被測定物に設け
る模様を説明するための平面図である。
【００９５】本実施例は、測定対象が弾性体であり、そ
の弾性体が変形する場合の各部位の変形速度の二方向成
分を測定する場合に、本発明を適用したものである。
【００９６】ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素
子５６、５６′に画像を書き込む書込装置および書き込
まれた画像を再生する再生光学系については第１の実施
例と同じであり、書込操作および読出操作も同様であ
る。
【００９７】図４、５、６に示すように、弾性体の被測
定物３０に格子状の模様４０を設ける。各格子の明部４
１の幅はｘ方向、ｙ方向ともにｄであり、暗部４２の幅
もｘ方向、ｙ方向ともにｄである。
【００９８】被測定物３０が変形すると、この模様４０
も変形する。被測定物３０がｘ方向に速度ｖx で変形す
ると、この変形によって、周波数ωx 、 ωx ＝ｖx ／２ｄ、 でその光の強度が周期的に変化する画像が形成される。
また、被測定物３０がｙ方向に速度ｖy で変形すると、
この変形によって、周波数ωy 、 ωy ＝ｖy ／２ｄ、 でその光の強度が周期的に変化する画像が形成される。
【００９９】従って、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′に印加する高圧交流バイアス電
圧の周波数ωを、 ω＝ｖx ／２ｄ、 または、 ω＝ｖy ／２ｄ、 とすれば、ｘ方向またはｙ方向に、それぞれ、速度ｖx
またはｖy で変形する変形部分に対してＰＲＯＭ素子１
６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′は感度を持
ち、従って、この変形部分のみが明るい画像が得られ
る。
【０１００】（第３の実施例）図７は、本発明の第３の
実施例において速度被測定物に設ける模様を説明するた
めの平面図であり、図８は、本実施例の速度被測定物を
説明するための平面図であり、図９は、本実施例の速度
測定結果を説明するための平面図である。
【０１０１】本実施例は、測定対象が回転剛体であり、
その回転の角速度を測定する場合に、本発明を適用した
ものである。
【０１０２】ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素
子５６、５６′に画像を書き込む書込装置および書き込
まれた画像を再生する再生光学系については第１の実施
例と同じであり、書込操作および読出操作も同様であ
る。
【０１０３】図８に示すように、被測定物３０が複数の
回転体３５を有し、それぞれの回転体３５がそれぞれ独
立した角速度ｖ（φ）で回転している。
【０１０４】それぞれの回転体３５は、明部４１および
暗部４２が、回転中心から放射線状に、角度θ（ｄｅ
ｇ）毎に、それぞれ交互に設けられた模様４０をそれぞ
れ備えている。回転体３５が角速度ｖ（φ）（ｄｅｇ／
ｓｅｃ）で回転すると、この模様４０も角速度ｖ（φ）
で回転し、この回転によって、周波数ω（φ）、 ω（φ）＝ｖ（φ）／θ、 でその光の強度が周期的に変化する画像が形成される。
【０１０５】従って、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′に印加する高圧交流バイアス電
圧の周波数ωを、 ω＝ｖ（φ）／θ、 とすれば、角速度ｖ（φ）で回転する回転体に対しての
みＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５
６′は感度を持ち、従って、図９に示すように、この角
速度で回転している回転体３５のみが明るい画像が得ら
れる。
【０１０６】このようにして、複数の回転体３５のう
ち、特定の角速度で回転する回転体３５のみを抽出する
ことができる。なお、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′の感度は、回転体３５の角速度
のスカラ量に依存し、回転体３５の回転方向が、右回り
か左回りかには依存しない。
【０１０７】（第４の実施例）図１０は、本発明の第４
の実施例の速度測定対象を説明するための平面図であ
る。
【０１０８】本実施例は、測定対象が複数の同一形状の
球体、円柱体等であり、それらの移動速度を測定する場
合に、本発明を適用したものである。
【０１０９】ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素
子５６、５６′に画像を書き込む書込装置および書き込
まれた画像を再生する再生光学系については第１の実施
例と同じであり、書込操作および読出操作も同様であ
る。
【０１１０】図１０に示すように、複数のビールビン６
１が、ベルトコンベア等（図示せず）によって、通路６
５内を移動している。通路６５の幅が途中で狭くなって
いるから、ビールビン６１の動きが滞る箇所が生じたり
する。このような場合の速度分布を測定する。
【０１１１】ビールビン６１を真上から見ると、図１０
に示すように、ビールビン６１が互いに接した状態で移
動している。ビールビン６１の半径をｒとすると、ある
王冠６３とその隣の王冠６３との距離は２ｒである。
【０１１２】ビールビン６１が、その絶対値が、 ｜ｖ｜＝（ｖx 2 ＋ｖy 2 ）1/2 、 である速度ｖで移動すると、この移動によって、周波数
ωv 、 ωv ＝ｖ／２ｒ、 でその光の強度が周期的に変化する画像が形成される。
【０１１３】従って、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′に印加する高圧交流バイアス電
圧の周波数ωを、 ω＝ｖ／２ｒ、 とすれば、速度ｖで移動する王冠６３に対して感度を持
ち、その部分のみが明るい画像が得られる。
【０１１４】本実施例のように、測定対象自体が、周期
的にその強度が変化する画像を与える場合には、第１乃
至第３の実施例のように、周期的規則性を持つ模様４０
を測定対象に設けなくてもよい。
【０１１５】（第５の実施例）図１１、１２、１３、１
４および１５は、それぞれ、本発明の第５の実施例にお
いて使用する観察体を説明するための平面図である。
【０１１６】本実施例は、測定対象が、気体、液体、粉
体等の流体であり、その流体がある流速分布を持って流
れている場合に、その流速を測定する場合に、本発明を
適用したものである。
【０１１７】ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素
子５６、５６′に画像を書き込む書込装置および書き込
まれた画像を再生する再生光学系については第１の実施
例と同じであり、書込操作および読出操作も同様であ
る。
【０１１８】流体中に、図１１に示すような観察体７０
を流す。観察体７０は、流体の速度と同じ速度で移動す
るようにその比重等を流体と等しくしておく。流体の流
れに応じて観察体７０も移動し、観察体７０に設けた縞
状の模様４０も移動する。
【０１１９】観察体７０の、この縞に垂直な方向の移動
速度をｖとすると、この変形によって、周波数ω、 ω＝ｖ／２ｄ、 でその光の強度が周期的に変化する画像が形成される。
【０１２０】従って、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付Ｐ
ＲＯＭ素子５６、５６′に印加する高圧交流バイアス電
圧の周波数ωを、 ω＝ｖ／２ｄ、 とすれば、この速度ｖで移動する観察体７０に対しての
みＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５
６′は感度を持ち、従って、この速度ｖで流れる観察体
７０が存在する部分のみが明るい画像が得られる。
【０１２１】このようにして、観察体７０の速度が測定
でき、その結果、この観察体７０が流れている部分の流
体の流速が測定できる。また、観察体７０を流体中に複
数投入すれば、流体の流速分布も測定できる。
【０１２２】なお、図１１においては、観察体７０に設
けた模様４０が縞状であったので、縞に垂直な成分の速
度しか測定できない。そこで、図１２に示すように、同
心円状に、半径方向のそれぞれの幅がｄである明部４１
と暗部４２とが交互に配設された模様４０を観察体７０
に設ければ、あらゆる方向の測定が可能となる。
【０１２３】また、図１３、１４、１５に示すように、
複数の異なる縞間隔を持つ模様４０を観察体７０に設け
れば、ＰＲＯＭ素子１６または液晶付ＰＲＯＭ素子５
６、５６′に印加する高圧交流バイアス電圧の周波数が
ωのとき、模様４０の縞間隔がｄのところが明るく捕ら
えられたとすると、そのときの速度ｖは、 ｖ＝２ｄω、 であるとすることができる。従って、ＰＲＯＭ素子１６
または液晶付ＰＲＯＭ素子５６、５６′に印加する高圧
交流バイアス電圧の周波数を変化させなくとも、速度の
測定が可能となる。
【０１２４】図１３の模様４０は、異なる縞間隔を持つ
縞模様４０１、４０２、４０３および４０４を縞に平行
な方向に設けたものであり、図１４の模様４０は、異な
る縞間隔を持つ縞模様を縞に垂直な方向に設けたもので
あり、図１５は、縞間隔を連続的に変化させたものであ
る。なお、図１２の同心円状の模様４０と図１３、１
４、１５の模様を組み合わせた、不等間隔の同心円状の
模様を観察体７０に設けてもよい。
【０１２５】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施
例では透過型のＰＲＯＭ素子を用いたが、アルミニウム
の反射膜を形成した反射型のＰＲＯＭ素子を用いること
も可能である。
【０１２６】また、必要に応じて、記録した画像につい
て光フーリエ変換等の光画像処理を行なうこともでき
る。
【０１２７】
【発明の効果】本発明の速度測定装置は、書込光の光強
度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷と
して保持する画像情報記録素子と、測定対象からの光を
画像情報記録素子に入射させる撮像手段と、所望の周波
数の交流バイアス電圧を画像情報記録素子に印加する交
流バイアス電圧印加手段と、を有し、測定対象から画像
情報記録素子に入射する光によって画像情報記録素子内
に発生した電荷のうち、測定対象のある特定の領域であ
って交流バイアス電圧の周波数と対応した速度でその位
置が変化する領域からの光によって発生した電荷を選択
的に分極電荷として画像情報記録素子内に蓄積して保持
するから、測定対象のうち画像情報記録素子に印加され
る交流バイアス電圧の周波数と対応する速度でその位置
が変化する領域の情報を選択的に記録することができ
る。その結果、測定対象の２次元的な速度測定が容易に
行なえる。
【０１２８】また、本発明に速度測定装置は、書込光の
光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電
荷として保持すると共に、保持している分極電荷に応じ
て読出光を変調させる空間光変調素子と、測定対象から
の光を空間光変調素子に入射させる撮像手段と、所望の
周波数の交流バイアス電圧を空間光変調素子に印加する
交流バイアス電圧印加手段と、空間光変調素子に読出光
を入射する読出光入射手段と、空間光変調素子から射出
する読出光を検出する読出光検出手段と、を有し、測定
対象から空間光変調素子に入射する光によって空間光変
調素子内に発生した電荷のうち、測定対象のある特定の
領域であって交流バイアス電圧の周波数と対応した速度
でその位置が変化する領域からの光によって発生した電
荷を選択的に分極電荷として空間光変調素子内に蓄積し
て保持し、分極電荷に応じて変調されて射出される読出
光を検出することにより、測定対象のうち、交流バイア
ス電圧の周波数と対応した速度でその位置が変化するこ
の特定の領域を選択的に検出するから、測定対象のうち
空間光変調素子に印加される交流バイアス電圧の周波数
と対応する速度でその位置が変化する領域の情報を選択
的に記録・再生することができる。その結果、測定対象
の２次元的な速度測定が容易に行なえる。
【０１２９】また、直流バイアス電圧を画像情報記録素
子または空間光変調素子に印加可能な直流バイアス電圧
印加手段をさらに設けることにより、ある特定の速度で
その位置が変化する領域の測定対象全体に対する位置を
正確に知ることができる。
【０１３０】また、本発明の速度測定方法は、所望の周
波数の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した
電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持する
画像情報記録素子に印加し、測定対象からの光を、この
所望の周波数の交流バイアス電圧が印加された画像情報
記録素子に入射して、測定対象から画像情報記録素子に
入射する光によって画像情報記録素子内に発生した電荷
のうち、測定対象のある特定の領域であって交流バイア
ス電圧の周波数と対応した速度でその位置が変化する領
域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷と
して画像情報記録素子内に蓄積して保持する工程を有し
ているから、測定対象のうち画像情報記録素子に印加さ
れる交流バイアス電圧の周波数と対応する速度でその位
置が変化する領域の情報を選択的に記録することができ
る。その結果、測定対象の２次元的な速度測定が容易に
行なえる。
【０１３１】また、本発明の速度測定方法は、所望の周
波数の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した
電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持する
と共に、保持している分極電荷に応じて読出光を変調さ
せる空間光変調素子に印加し、測定対象からの光を、こ
の所望の周波数の交流バイアス電圧が印加された空間光
変調素子に入射して、測定対象から空間光変調素子に入
射する光によって空間光変調素子内に発生した電荷のう
ち、測定対象のある特定の領域であって交流バイアス電
圧の周波数と対応した速度でその位置が変化する領域か
らの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷として
空間光変調素子内に蓄積して保持する工程と、空間光変
調素子に読出光を入射し、空間光変調素子からその分極
電荷に応じて変調されて射出される読出光を検出するこ
とにより、測定対象のうち、交流バイアス電圧の周波数
と対応した速度でその位置が変化する特定の領域を選択
的に検出する工程と、を有しているから、測定対象のう
ち空間光変調素子に印加される交流バイアス電圧の周波
数と対応する速度でその位置が変化する領域の情報を選
択的に記録・再生することができる。その結果、測定対
象の２次元的な速度測定が容易に行なえる。
【０１３２】また、本発明の速度測定方法は、測定対象
に周期的規則性を持つ模様を設ける工程と、所望の周波
数の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した電
荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持する画
像情報記録素子に印加し、測定対象からの光をこの所望
の周波数の交流バイアス電圧が印加された画像情報記録
素子に入射して、測定対象から画像情報記録素子に入射
する光によって画像情報記録素子内に発生した電荷のう
ち、測定対象のある特定の領域であって交流バイアス電
圧の周波数とこの模様の周期的規則性とから決まる速度
でその位置が変化する領域からの光によって発生した電
荷を選択的に分極電荷として画像情報記録素子内に蓄積
して保持する工程を有しているから、測定対象が、その
測定対象からの光がその測定対象の速度に対応した周波
数でその強度が変化する光ではない、そのような測定対
象であっても、その測定対象の２次元的な速度測定が容
易に行なえる。
【０１３３】また、本発明の速度測定方法は、観察体に
周期的規則性を持つ模様を設ける工程と、被測定流体中
にこの観察体を流す工程と、所望の周波数の交流バイア
ス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発生し、発
生した電荷を分極電荷として保持する画像情報記録素子
に印加し、観察体および観察体が流れている被測定流体
からの光をこの所望の周波数の交流バイアス電圧が印加
された画像情報記録素子に入射して、観察体および観察
体が流れている被測定流体から画像情報記録素子に入射
する光によって画像情報記録素子内に発生した電荷のう
ち、観察体のある特定の領域であって、被測定流体の流
れによって、交流バイアス電圧の周波数とこの模様の周
期的規則性とから決まる速度で、その位置が変化する領
域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷と
して画像情報記録素子内に蓄積して保持する工程と、を
有しているから、測定対象が気体、液体、粉体等の流体
であっても、その２次元的な速度測定が容易に行なえ
る。
【０１３４】また、本発明の速度測定方法は、所望の第
１の周波数の第１の交流バイアス電圧を、書込光の光強
度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷と
して保持する画像情報記録素子に印加し、測定対象から
の光をこの所望の第１の周波数の第１の交流バイアス電
圧が印加された画像情報記録素子に入射して、測定対象
から画像情報記録素子に入射する光によって画像情報記
録素子内に発生した電荷のうち、測定対象の第１の特定
の領域であって第１の交流バイアス電圧の第１の周波数
と対応した速度でその位置が変化する第１の領域からの
光によって発生した第１の電荷を選択的に第１の分極電
荷として画像情報記録素子内に蓄積して保持する工程
と、所望の第２の周波数であって第１の周波数とは異な
る第２の周波数の第２の交流バイアス電圧を、画像情報
記録素子に印加し、測定対象からの光をこの所望の第２
の周波数の第２の交流バイアス電圧が印加された画像情
報記録素子に入射して、測定対象から画像情報記録素子
に入射する光によって画像情報記録素子内に発生した電
荷のうち、測定対象の第２の特定の領域であって第２の
交流バイアス電圧の第２の周波数と対応した速度でその
位置が変化する第２の領域からの光によって発生した第
２の電荷を選択的に第２の分極電荷として画像情報記録
素子内に蓄積して、第２の分極電荷を第１の分極電荷に
重ねて保持する工程と、を有しているから、異なる速度
成分を持つ速度情報を重ねて記録することができる。
【０１３５】また、本発明の速度測定方法は、複数の異
なる周波数成分を含んだ周波数特性を持つ交流バイアス
電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発生し、発生
した電荷を分極電荷として保持する画像情報記録素子に
印加し、測定対象からの光をこの交流バイアス電圧が印
加された画像情報記録素子に入射して、測定対象から画
像情報記録素子に入射する光によって画像情報記録素子
内に発生した電荷のうち、測定対象の複数の領域であっ
て複数の異なる周波数のそれぞれとそれぞれ対応した速
度でそれぞれの位置が変化する複数の領域からの光によ
って発生した電荷を選択的に分極電荷として画像情報記
録素子内に蓄積して保持する工程を有しているから、複
数の速度成分を持った速度情報の測定を１回の書き込み
で行なうことができる。
【０１３６】また、本発明の速度測定方法は、その周波
数が時間とともに所定の周波数の範囲において変化する
交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を
発生し、発生した電荷を分極電荷として保持する画像情
報記録素子に印加し、測定対象からの光をこの交流バイ
アス電圧が印加された画像情報記録素子に入射して、測
定対象から画像情報記録素子に入射する光によって画像
情報記録素子内に発生した電荷のうち、測定対象のある
特定の領域であってこの所定の周波数の範囲内の周波数
と対応した速度でその位置が変化する特定の領域からの
光によって発生した電荷を選択的に分極電荷として画像
情報記録素子内に蓄積して保持する工程を有しているか
ら、未知の測定対象の大まかな速度情報の測定ができ
る。
【０１３７】また、本発明の速度測定方法は、所望の周
波数の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応した
電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持する
画像情報記録素子に印加し、測定対象からの光をこの所
望の周波数の交流バイアス電圧が印加された画像情報記
録素子に入射して、測定対象から画像情報記録素子に入
射する光によって画像情報記録素子内に発生した電荷の
うち、測定対象の特定の領域であって交流バイアス電圧
の周波数と対応した速度でその位置が変化する特定の領
域からの光によって発生した第１の電荷を選択的に第１
の分極電荷として画像情報記録素子内に蓄積して保持す
る工程と、直流バイアス電圧を、画像情報記録素子に印
加し、測定対象からの光をこの直流バイアス電圧が印加
された画像情報記録素子に入射して、測定対象から画像
情報記録素子に入射する光によって画像情報記録素子内
に発生した第２の電荷を第２の分極電荷として画像情報
記録素子内に蓄積して保持する工程と、を有し、第１の
分極電荷と第２の分極電荷とを重ねて画像情報記録素子
に保持するから、ある特定の速度でその位置が変化する
領域の測定対象全体に対する位置を正確に知ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の速度測定装置および速
度測定方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例の速度被測定物を説明す
るための平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例の速度測定結果を説明す
るための平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例において速度被測定物に
設ける模様を説明するための平面図である。
【図５】本発明の第２の実施例において速度被測定物に
設ける模様を説明するための平面図である。
【図６】本発明の第２の実施例において速度被測定物に
設ける模様を説明するための平面図である。
【図７】本発明の第３の実施例において速度被測定物に
設ける模様を説明するための平面図である。
【図８】本発明の第３の実施例の速度被測定物を説明す
るための平面図である。
【図９】本発明の第３の実施例の速度測定結果を説明す
るための平面図である。
【図１０】本発明の第４の実施例の速度測定対象を説明
するための平面図である。
【図１１】本発明の第５の実施例において使用する観察
体を説明するための平面図である。
【図１２】本発明の第５の実施例において使用する観察
体を説明するための平面図である。
【図１３】本発明の第５の実施例において使用する観察
体を説明するための平面図である。
【図１４】本発明の第５の実施例において使用する観察
体を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の第５の実施例において使用する観察
体を説明するための平面図である。
【図１６】本発明の速度測定装置および速度測定方法に
使用されるＰＲＯＭ素子を説明するための断面図であ
る。
【図１７】本発明の速度測定装置および速度測定方法に
使用される液晶付ＰＲＯＭ素子を説明するための断面図
である。
【図１８】本発明の速度測定装置および速度測定方法に
使用される他の液晶付ＰＲＯＭ素子を説明するための断
面図である。
【符号の説明】
１、７…基板ガラス、２、６…透明電極、３、５…絶縁
層、４…電荷発生保持層、８、９…端子、１３…発振
器、１５…高圧交流電圧発生器、１６…ＰＲＯＭ素子、
１７…シャッター、１８…結像レンズ系、１９…ハーフ
ミラー、２０…レーザ光源、２１…再生光光シャッタ
ー、２２…検光子、２３…ＴＶカメラ、２４…モニタ、
２５…ビームエクスパンダー、２６…直流電圧発生器、
２７…偏光子、３０…被測定物、３５…回転体、４０…
模様、４１…明部、４２…暗部、５０…液晶層、５１…
反射層、５６、５６′…液晶付ＰＲＯＭ素子、６１…ビ
ールビン、６３…王冠、６５…通路、７０…観察体、４
０１…縞模様、４０２…縞模様、４０３…縞模様、４０
４…縞模様

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】書込光の光強度に対応した電荷を発生し、
    発生した電荷を分極電荷として保持する画像情報記録素
    子と、 測定対象からの光を前記画像情報記録素子に入射させる
    撮像手段と、 所望の周波数の交流バイアス電圧を前記画像情報記録素
    子に印加する交流バイアス電圧印加手段と、 を有し、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象のある特定の領域であって前記交流バイア
    ス電圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化す
    る領域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電
    荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して保持するこ
    とを特徴とする速度測定装置。
  2. 【請求項２】書込光の光強度に対応した電荷を発生し、
    発生した電荷を分極電荷として保持すると共に、保持し
    ている分極電荷に応じて読出光を変調させる空間光変調
    素子と、 測定対象からの光を前記空間光変調素子に入射させる撮
    像手段と、 所望の周波数の交流バイアス電圧を前記空間光変調素子
    に印加する交流バイアス電圧印加手段と、 前記空間光変調素子に読出光を入射する読出光入射手段
    と、 前記空間光変調素子から射出する読出光を検出する読出
    光検出手段と、 を有し、 前記測定対象から前記空間光変調素子に入射する光によ
    って前記空間光変調素子内に発生した電荷のうち、前記
    測定対象のある特定の領域であって前記交流バイアス電
    圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化する領
    域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷と
    して前記空間光変調素子内に蓄積して保持し、 前記分極電荷に応じて変調されて射出される読出光を検
    出することにより、前記測定対象のうち、前記交流バイ
    アス電圧の周波数と対応した速度でその位置が変化する
    前記特定の領域を選択的に検出することを特徴とする速
    度測定装置。
  3. 【請求項３】直流バイアス電圧を前記画像情報記録素子
    または前記空間光変調素子に印加可能な直流バイアス電
    圧印加手段をさらに有することを特徴とする請求項１ま
    たは２記載の速度測定装置。
  4. 【請求項４】所望の周波数の交流バイアス電圧を、書込
    光の光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分
    極電荷として保持する画像情報記録素子に印加し、 測定対象からの光を前記所望の周波数の交流バイアス電
    圧が印加された前記画像情報記録素子に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象のある特定の領域であって前記交流バイア
    ス電圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化す
    る領域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電
    荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して保持する工
    程を有することを特徴とする速度測定方法。
  5. 【請求項５】所望の周波数の交流バイアス電圧を、書込
    光の光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分
    極電荷として保持すると共に、保持している分極電荷に
    応じて読出光を変調させる空間光変調素子に印加し、 測定対象からの光を前記所望の周波数の交流バイアス電
    圧が印加された空間光変調素子に入射して、 前記測定対象から前記空間光変調素子に入射する光によ
    って前記空間光変調素子内に発生した電荷のうち、前記
    測定対象のある特定の領域であって前記交流バイアス電
    圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化する領
    域からの光によって発生した電荷を選択的に分極電荷と
    して前記空間光変調素子内に蓄積して保持する工程と、 前記空間光変調素子に読出光を入射し、前記空間光変調
    素子から前記分極電荷に応じて変調されて射出される読
    出光を検出することにより、前記測定対象のうち、前記
    交流バイアス電圧の周波数と対応した速度でその位置が
    変化する前記特定の領域を選択的に検出する工程と、を
    有することを特徴とする速度測定方法。
  6. 【請求項６】測定対象に周期的規則性を持つ模様を設け
    る工程と、 所望の周波数の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に
    対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として
    保持する画像情報記録素子に印加し、 前記測定対象からの光を前記所望の周波数の交流バイア
    ス電圧が印加された前記画像情報記録素子に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象のある特定の領域であって前記交流バイア
    ス電圧の前記周波数と前記模様の前記周期的規則性とか
    ら決まる速度でその位置が変化する領域からの光によっ
    て発生した電荷を選択的に分極電荷として前記画像情報
    記録素子内に蓄積して保持する工程と、を有することを
    特徴とする速度測定方法。
  7. 【請求項７】観察体に周期的規則性を持つ模様を設ける
    工程と、 被測定流体中に前記観察体を流す工程と、 所望の周波数の交流バイアス電圧を、書込光の光強度に
    対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として
    保持する画像情報記録素子に印加し、 前記観察体および前記観察体が流れている前記被測定流
    体からの光を前記所望の周波数の交流バイアス電圧が印
    加された前記画像情報記録素子に入射して、 前記観察体および前記観察体が流れている前記被測定流
    体から前記画像情報記録素子に入射する光によって前記
    画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、前記観察体
    のある特定の領域であって、前記被測定流体の流れによ
    って、前記交流バイアス電圧の前記周波数と前記模様の
    前記周期的規則性とから決まる速度で、その位置が変化
    する領域からの光によって発生した電荷を選択的に分極
    電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して保持する
    工程と、を有することを特徴とする速度測定方法。
  8. 【請求項８】所望の第１の周波数の第１の交流バイアス
    電圧を、書込光の光強度に対応した電荷を発生し、発生
    した電荷を分極電荷として保持する画像情報記録素子に
    印加し、 測定対象からの光を前記所望の第１の周波数の第１の交
    流バイアス電圧が印加された前記画像情報記録素子に入
    射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象の第１の特定の領域であって前記第１の交
    流バイアス電圧の前記第１の周波数と対応した速度でそ
    の位置が変化する前記第１の領域からの光によって発生
    した第１の電荷を選択的に第１の分極電荷として前記画
    像情報記録素子内に蓄積して保持する工程と、 所望の第２の周波数であって前記第１の周波数とは異な
    る前記第２の周波数の第２の交流バイアス電圧を、前記
    画像情報記録素子に印加し、 前記測定対象からの光を前記所望の第２の周波数の第２
    の交流バイアス電圧が印加された前記画像情報記録素子
    に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象の第２の特定の領域であって前記第２の交
    流バイアス電圧の前記第２の周波数と対応した速度でそ
    の位置が変化する前記第２の領域からの光によって発生
    した第２の電荷を選択的に第２の分極電荷として前記画
    像情報記録素子内に蓄積して、前記第２の分極電荷を前
    記第１の分極電荷に重ねて保持する工程と、 を有することを特徴とする速度測定方法。
  9. 【請求項９】複数の異なる周波数成分を含んだ周波数特
    性を持つ交流バイアス電圧を、書込光の光強度に対応し
    た電荷を発生し、発生した電荷を分極電荷として保持す
    る画像情報記録素子に印加し、 測定対象からの光を前記交流バイアス電圧が印加された
    前記画像情報記録素子に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象の複数の領域であって前記複数の異なる周
    波数のそれぞれとそれぞれ対応した速度でそれぞれの位
    置が変化する前記複数の領域からの光によって発生した
    電荷を選択的に分極電荷として前記画像情報記録素子内
    に蓄積して保持する工程を有することを特徴とする速度
    測定方法。
  10. 【請求項１０】その周波数が時間とともに所定の周波数
    の範囲において変化する交流バイアス電圧を、書込光の
    光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を分極電
    荷として保持する画像情報記録素子に印加し、 測定対象からの光を前記交流バイアス電圧が印加された
    前記画像情報記録素子に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象のある特定の領域であって前記所定の周波
    数の範囲内の周波数と対応した速度でその位置が変化す
    る前記特定の領域からの光によって発生した電荷を選択
    的に分極電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積して
    保持する工程を有することを特徴とする速度測定方法。
  11. 【請求項１１】所望の周波数の交流バイアス電圧を、書
    込光の光強度に対応した電荷を発生し、発生した電荷を
    分極電荷として保持する画像情報記録素子に印加し、 測定対象からの光を前記所望の周波数の交流バイアス電
    圧が印加された前記画像情報記録素子に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した電荷のうち、
    前記測定対象の特定の領域であって前記交流バイアス電
    圧の前記周波数と対応した速度でその位置が変化する前
    記特定の領域からの光によって発生した第１の電荷を選
    択的に第１の分極電荷として前記画像情報記録素子内に
    蓄積して保持する工程と、 直流バイアス電圧を、前記画像情報記録素子に印加し、 前記測定対象からの光を前記直流バイアス電圧が印加さ
    れた前記画像情報記録素子に入射して、 前記測定対象から前記画像情報記録素子に入射する光に
    よって前記画像情報記録素子内に発生した第２の電荷を
    第２の分極電荷として前記画像情報記録素子内に蓄積し
    て保持する工程と、 を有し、 前記第１の分極電荷と前記第２の分極電荷とを重ねて前
    記画像情報記録素子に保持することを特徴とする速度測
    定方法。
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