※研究者の所属・肩書および参画企業等記載は課題採択または記事掲載時のものであり、現在とは異なる場合があります。
ICT・電子デバイス
プロトタイプ
キーワード ：
水蒸気分布、近赤外光、２次元イメージング、吸収分光、レーザー光、テレセントリックレンズ、画像処理
研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP） 産学共同（育成型）
研究開発課題名
水蒸気可視化システムの開発（開発期間：令和4年10月～令和7年3月）
研究者 角田 直人（東京都立大学）
研究者 角田 直人（東京都立大学）
開放空気中の水蒸気分布を2次元画像化する技術を開発した。水蒸気は目視できない水ガス分子であり、その濃度は湿度として一般に認識される。原理は水蒸気の近赤外吸収特性を応用したもので、装置は主にレーザー光源、平行光学ユニット、近赤外カメラで構成される。直径約10cmの領域の水蒸気分布が表示され、画像内の水蒸気量も求めることができる。水蒸気濃度の精度（分解能）は、基準値を用いた時間変動抑制と局所適応型アルゴリズムに基づく空間ノイズ低減により0.1g/m3以下を達成した。
また、画像からは水蒸気の流れベクトルを推定し、ノズル吹出流やヒト呼気に対する流れの定量比較を可能にした。実用化に向けた装置改良にも取り組み、現場使用できる可搬型システムを開発した。
期待されるインパクト（効果、意義、市場規模、売り上げ予測）
これまで視ることのできなかった水蒸気の空間分布の可視化は多くの分野にインパクトを与える。例えば、各種機器からの水蒸気流れの把握、配管やタンクのリーク箇所の特定、乾燥蒸発過程の観察、素材の防湿性・透湿性の評価にとって有用である。これらのニーズに応えるべく社会実装のための活動を進めている。
開発者の声
本研究開発ではニーズ探索を積極的に行い、当初想定していなかった多くのニーズがあることが分かった。その中から共同研究が実施され、実用に向けた将来の展開が具体化された。光学システムおよび画像解析法の両方の研究開発を進める上で様々な課題や苦労があったものの、高分解能化、定量化、小型・可搬化を着実に進め、オリジナルの実用技術を誕生させたといえる。
