特集

ライダー技術Ⅰ

1.5 μm レーザ光を用いたドップラーライダによる
風計測技術

辻

秀伸，今城 勝治，廣澤 賢一，亀山 俊平，柳澤 隆行
三菱電機株式会社 情報技術総合研究所（〒247‒8501 神奈川県鎌倉市大船 5‒1‒1）

Wind velocity measurement technology by coherent Doppler lidar using 1.5-μm laser
Hidenobu TSUJI, Masaharu IMAKI, Kenichi HIROSAWA, Shumpei KAMEYAMA, andTakayuki YANAGISAWA
Information Technology R&D Center, Mitsubishi Electric Corporation, 5‒1‒1 Ofuna Kamakura, Kanagawa 247‒8501（Received February 15, 2021）
Technology for visualizing wind is required for weather forecasting and aviation safety. A wind LIDAR
has been developed for measuring wind remotely as movement of aerosols and molecules in the atmosphere by detecting laser scattering. Especially, the coherent Doppler LIDAR can detect wind with highsensitivity regardless of day or night and it is put in operational service as a measuring instrument for airport weather to prevent aircraft accidents due to downbursts and wind shears, wind power generation efficiency improvement and wind turbine damage prevention. This article describes the history and the typesof wind measurement lidar, and introduces the configuration and performance of the coherent Doppler
lidar system commercialized and under development by Mitsubishi Electric.
キーワード：コヒーレントドップラーライダ，風計測，航空安全，水蒸気計測
Key Words: coherent Doppler LIDAR, wind measurement, aviation safety, water vapor density measurement

1．はじめに計等の計測方法が用いられている．これらの計測方法は，我々が肌で風を感じているのと同様，いずれ

我々がいつも身近に感じられる「風」は，目に見も in-situ（その場）計測であり，風を「見る」こと

えない空気の流れであり，直接肌で感じることはでに相当する遠隔計測や，上空の風を計測することはきるが「見る」ことは難しい自然現象の一つであできない．そこで，気象台や測候所ではラジオゾン

る．大気の循環である風は，気象に影響を与える低デを上空に上げて風向風速を計測している．しか気圧や高気圧の発生や，災害を引き起こす梅雨や台

し，観測場所や観測頻度が限られるため気象予測へ

風などに大きな影響を与えるものであり，風を知るの適用は限定的である．

ことは我々が今後安全・安心な生活を営んでいく上遠方の風を可視化する方法の一つとして，風計測で非常に重要である．また風を知ることは，安全・ライダ（LIDAR, LIght Detection And Ranging）が開

安心な生活に欠かせない気象予報の分野でも重要で発されている 1‒3）．ライダとは，レーダ（RADAR,あり，特に地表の影響を受けにくい上空の風の計測

RAdio Detection And Ranging）が 使 用 す る 波 長が重要である．一般的に風の計測には，カップ形状

mm～km 程度の電磁波である「電波」（Radio）を，の羽で風をうけてその回転速度で風を計測する風杯

波 長 0.3 μm～10 μm の 電 磁 波 で あ る「光」
（Light）

型風速計や，プロペラで風を受ける風車式風向風速に置き換えたものに相当し，その光源には主にレー計，超音波の伝搬速度の差から空気の流れを計測すザ光が用いられる．ライダは光を用いたリモートセる超音波風向風速計，電流により加熱された熱線がンシング（遠隔からの観測）を行う手段の一つであ

風により冷却されることで風速を導出する熱式風速

り，パルス光，または強度や位相を変調した連続光©2021 Laser Radar Society of Japan

17

1.5 μm レーザ光を用いたドップラーライダによる風計測技術（辻秀伸）

を遠方の対象に照射し，その反射光を受信して検出

ent Technology Inc.（現在は Lockheed Martin 社が買することにより，対象までの距離，速度，成分等の収）の Kavaya らは，本レーザ装置を用いてライダ

特性を計測する．

システムを構築し 8），1993 年に NASA のロケット

大気中には目に見えないエアロゾル粒子や分子が数多く存在し，これら対象物をライダにより計測す

射場の風況モニタとして使用されたことが報告されている 9）．

ることで，大気の様々な情報を引き出すことができ

上記風ライダでは波長が 1.064 μm に変更された

る．例えばエアロゾル粒子とは大気中に漂う微細なことで，いくつかの課題が解決されたが，目に対す粒子であり，そのサイズは分子やイオンとほぼ等しる安全性が課題として残った．風計測ライダは，屋い 1 nm から，花粉のような 100 μm まで幅広く分外にむけてレーザ光を照射することが前提になる．

布している．ライダに使用するレーザ光は電波と同

大気中のエアロゾル粒子による微弱な散乱光を受信様に電磁波の一種であり，波の性質を持つため，原するには，高いレーザ出力が必要となるが，レーザ則，光の波長より大きな物体の反射が検出できる．

光はその集光性の高さから，目に対する安全性が厳

大気中にはライダに使用される光の波長と同等以上

し く 規 定 さ れ て い る． 目 へ の 最 大 許 容 露 光 量のエアロゾル粒子が数多く存在するため，光の幾何（MPE）が大きいアイセーフ波長と呼ばれる波長は学的な反射による直接計測することが可能である．

1.4 μm～2.6 μm であり，特に 1.5 μm～1.8 μm は可視

さらに，この反射だけでなく，ミー散乱，レイリー

光に比べて 6 桁大きい MPE を有する 10）．そこで，散乱，ラマン散乱等，分子やフォノンを介した複数

Coherent Technology 社（米）の Henderson ら は，の散乱過程による散乱光や，照射した光を励起光とレーザ発振にて高ピークパルス動作が可能な Tm,

した蛍光，および大気成分の分子による吸収を計測

Ho 系固体レーザ材料を用いた，アイセーフ波長ですることが可能である．このように，ライダは大気ある 2 μm 帯の風計測ライダを開発し 11, 12），製品化の様々な情報を引き出すことができるため，気象観（製品名 Wind Tracer †2）を実現した．本装置は，空測や大気観測に多く用いられている．

港周辺の航空機事故の原因となる乱気流検出に対す

本稿では，ライダを用いた風計測技術について，

る有効性が認められ，2002 年に民間空港では初めその歴史と原理，三菱電機の製品である風計測ライて香港空港に 24 時間常時観測機器として設置され，

ダ DIABREZZA TM†1 の紹介，および今後の風計測ラ

その後の空港に設置される風計測ライダの主流とイダ技術の展開について述べる．

なった．
上記ライダに使用されている 2 μm 帯とは別のア

2．風計測ライダ開発の歴史

イセーフ波長帯として，1.5 μm 帯が挙げられる．

1970 年 に NASA（当 時）の Huffaker ら に よ り，

この波長帯は目に対する安全性の高さに加え，光通

世界で初めてレーザを用いた風計測が行われた 1）．

信用に開発された廉価で高性能な光源，検出器，光波長 10.6 μm の連続発振 CO 2 レーザを用いて，航ファイバや光学部品が使えること，大気中の水蒸気

空機の後方に発生する翼端渦（後方乱気流）の計測の吸収線が少なく吸収による伝搬損失を避けるためを行い，渦による風速の時間変化の計測に成功しての波長選択が必要無いこと等のメリットを有する．

いる．その後，1990 年頃までは，主に CO 2 レーザ

2001 年には，三菱電機の柳澤らが波長 1.54 μm でを用いて，大気の境界層における風速分布計測

4, 5）

発振する Er,Yb:Glass をレーザ材料として用いた単や航空機搭載による晴天乱気流計測が行われた 6）．

一周波数高ピークパルスレーザを開発し 13），波長

一方で，波長 10 μm 帯のライダでは，使用できる

1.5 μm 帯のパルスレーザでは初めて，最大計測距

光学部品が限定され高価であること，冷却型の検出

離 6 km の風計測結果を報告した 14）．さらに，2003

器が必要であること，長時間動作ができないことな

年には，単一周波数 Yb:YAG ディスクレーザを基本

どの実用化に向けた課題が生じていた．そこで，

波とした 1.5 μm パラメトリック増幅（OPA）によ1987 年にスタンフォード大学の Kane らが，風計測

り高出力化をはかり，北海道大学の藤吉，山下らにライダに適した固体レーザ光源として，LD 励起単より本レーザを搭載した地上設置型のライダを用い

一 周 波 数 Nd:YAG レ ー ザ（波 長 1.064 μm）を ス ラて都市環境における広域風計測の有効性を実証しブレーザ増幅器で高出力化した固体レーザ装置の開た 15）．三菱電機は，2006 年にはパルス光を用いた発を行い，それを用いた風計測ライダを NASA と全光ファイバ型の風計測ライダを世界に先駆けて製共同で開発した ．これに続いて，1989 年に Coher7）

†2
†1

18

http://www.mitsubishielectric.co.jp

https://www.lockheedmartin.com/en-us/products/
windtracer.html

レーザセンシング学会誌

第 2 巻第 1 号（2021）

品化し 16），2013 年にはデータ取得率を向上するた量を利用するため，太陽光等の背景光に影響を受けめのアダプティブ制御を搭載した風況調査用ライダ

やすい．また，レーザ光源波長に対するエッジフィを製品化した 17）．また，海外では，英国防省研究

ルタのカット波長の変動は，受信強度に対して大き所（QinetiQ）において，連続光を用いた全光ファイく影響するため，レーザ光源の波長安定制御やカッバ型の風計測ライダを開発しト波長変動を抑えるためのフィルタの温度管理が必，その開発者ら

18, 19）に よ り ZephIR 社（英）†3，Halo photonics 社（英）†4

要になる．

が 設 立 さ れ た． さ ら に， 仏 国 立 航 空 宇 宙 研 究 所

このように，二つの方式にはそれぞれ特徴がある（ONERA）は，パルス光を用いた全光ファイバ型のため，目的に合わせて使い分けることができる．例

風 計 測 ラ イ ダ を 開 発 し 20）， そ の 開 発 者 ら に よ り

えば，成層圏においてはエアロゾル粒子が少なく主

Leosphere 社（仏）†5 が設立された．気象用計測器最に大気分子の散乱を観測することになるため，レイ

大 手 の VAISALA（フ ィ ン ラ ン ド）が，2020 年 に

リー散乱によるインコヒーレント方式が適していLeosphere 社を買収して今に至っている．

る．一方で，航空安全や都市環境計測，風力発電向3．風計測ライダの種類
風計測ライダにはいくつかの方式があり，大きく
ドップラー方式，分布変化検出方式の 2 つに大別される．

け等の産業用途では，昼夜を問わない 24 時間計測が要求されることから，コヒーレント方式が適している．
分布変化検出方式では，直接検波によるエアロゾ
ル粒子の分布の時間変化を計測する．そのため，送ドップラー方式では，単一周波数のレーザ光を大信光に単一周波数の光源が不要で，受信も強度のみ気に照射し，大気中のエアロゾル粒子からの後方散を検出すれば良く，ドップラー方式に比べて廉価に乱光を受信する．エアロゾル粒子は大気の流れであ構成できる．一方で，強度分布の時間変化から移動る風とともに移動しているため，後方散乱光は風速量を検出するため，相対的に空間分解能が低下するに相当するドップラーシフトが発生する．このドッ

遠方の風速や局所的に分布が変化する乱気流等の検

プラーシフト量を計測することで，風速を検出す

出は困難で，航空気象等の安全確保のための風速観る．

測には不適である．

このドップラーシフト量の計測方法に関して，コ

5 章以降で紹介する三菱電機の風計測ライダでヒーレント方式（ヘテロダイン検波方式）とインコ

は，産業用途への適用を念頭に波長 1.5 μm を用い

ヒーレント方式（直接検波方式）の 2 種類の方法がたコヒーレント方式を採用している．ドップラー方ある．コヒーレント方式 1）では，送信光の一部と受式のライダでは，波長制御された単一周波数の光源

信光を合波してヘテロダイン検波し，送信レーザ光が必要となるが，特にヒーレント方式では，インコと受信光の周波数差を計測することで，ドップラー

ヒーレント方式と比較して，大気からの散乱光を光シフト周波数を計測する．このドップラーシフト周

ヘテロダイン検波するため，その送信光およびロー波数から，送信光の視線方向の風速を算出する．本カル光として干渉に適したコヒーレントな光源が要

方式は送信光と受信光の干渉効果を利用するため，求 さ れ る． こ れ ら に 対 し， 波 長 1.5 μm 帯 で は，太陽光等の背景光の影響を受けずに，昼夜問わず安ファイバ増幅器出力を固体レーザによりさらに高出定した計測が可能になる．

力に増幅することで，高エネルギー出力可能なコ

インコヒーレント方式 2）では，受信光を二つの異ヒ ー レ ン ト 光 源 を 実 現 し， 本 方 式 に 適 用 し て いなる波長通過帯域を持つエッジフィルタに通し，こる 21）．また波長 1.5 μm 帯は，アイセーフ帯である

れら二つのフィルタの透過強度比から，受信光のこと，通信用で高い信頼性が得られている光ファイ

ドップラーシフトによる波長変化量を計測する．本バ構成が可能であること等の利点がある．さらに，

方式ではレイリー散乱がより強く発生する紫外光が後述のコヒーレント方式における感度の高さから，利用できる．このためエアロゾル粒子が少ない上空

インコヒーレントに比べ小さな光学系で必要とされにおける観測では，大気分子によるレイリー散乱光

る SNR を得ることができる．

を利用可能なインコヒーレント方式が有効である．
一方で，ドップラーシフトの検出に受信強度の変化

4．コヒーレントライダの原理
Fig. 1 に，コヒーレント方式の風計測ライダの測

†3
†4
†5

https://www.zephirlidar.com

定原理と装置構成例を示す．変調の方式やパルス化

http://www.leosphere.com

は一般的な AOM（Acousto-Optic Modulator）を想定

http://www.halo-photonics.comの方式は複数の方式が用いられているが，Fig. 1 で

19

1.5 μm レーザ光を用いたドップラーライダによる風計測技術（辻Fig. 1秀伸）

Measurement principle and configuration of a coherent Doppler LIDAR.

した構成を示している．LD から出力された周波数
f 0 のレーザ光は二つに分岐され，一つは送信光とし

SNR =て，もう一つはヘテロダイン検波のローカル光とし

η hve

√

2P s PLO

2

e
2η hv
PLO B

2

=

ηP s
hvB

（1）

て利用される．分岐された送信光はパルス変調器にコヒーレント方式においてはローカル光が十分強

よりパルス化されるとともに，中間周波数シフト

ければ，一般的な光検出器雑音成分である暗電流やΔf が付加される．送信光はパルス変調器を通過後，熱雑音が，ローカル光ショット雑音に対して十分小レーザ増幅器により増幅され，送受分離部を通過しさくなる．その結果，SN 比は式（1）に示すようたのち送受信光学望遠鏡によりビーム径を拡大さに，検出器雑音成分に依存せず，理想的にはショッ

れ，大気中に照射される．照射された送信光はエアト雑音限界の SN 比が得られ，理論限界に近い高感ロゾル粒子により散乱され，その散乱光を送受信望

度受信が可能となる．

遠鏡で集光される．この散乱光は，大気に照射した光の周波数に，風によるエアロゾル粒子の移動速度に応じたドップラーシフト周波数 f d が付加された
周波数になる．集光された散乱光は，送受分離部により送信系と分離され，ローカル光と合波し，ヘテ

5．三菱電機ドップラーライダシステム「DIABREZZA」
5.1 地上/洋上設置型単距離ライダ（DIABREZZA_W）17）

ロダイン検波する．これにより，受信した散乱光の本ライダは風力発電向けの小型高分解能な風計測

周波数からローカル光の周波数を差し引いた周波ライダであり，ウィンドファームにおける風況観測数，つまりパルス変調器による中間周波数シフトへの適用を想定している．ライダの外観を Fig. 2 にΔf とドップラーシフト周波数 f d が加算された周波示す．本ライダでは，鉛直方向 1 視線の風速と，天数が検出される．その後，信号処理部で Δf を差し

頂角 15° に傾けた 4 方向の視線方向風速をそれぞれ引くことで，ドップラーシフト周波数 f d，さらには風速が算出される．また，パルス化された送信光の送信から受信までの時間を計測することで，距離を算出する．さらに，視線方向を複数切り替えて風速を観測することで，風向を算出することができる．
式（1）に， コ ヒ ー レ ン ト 方 式 の SN 比 を 示
す 22‒24）．P S は受信信号強度［W］，P LO はローカル
光強度［W］，η は量子効率，e は電気素量［q］，hはプランク定数［Js］，ν は光周波数［Hz］，B は受信に用いる帯域幅［Hz］である．

20

Fig. 2

Outlook of the compact and high-resolution coherent
Doppler LIDAR for wind power.

レーザセンシング学会誌

第 2 巻第 1 号（2021）

Table 1

Specifications of the compact and high-resolution
coherent Doppler LIDAR for wind power.

Fig. 3

Outlook of the long-range coherent Doppler LIDAR.

Table 2

Specifications of the long-range coherent Doppler
LIDAR.

計測し，ベクトル合成により風向を導出する．これにより，マストでは計測困難な，高度 40 m～250 m
までの水平風向風速・鉛直風速（3 次元風ベクトル）の高度分布の計測を可能にしている．Table 1に本ライダの主要性能を示す．
風計測ライダはエアロゾル粒子からの散乱光を受信するため，気象条件が変化してエアロゾル粒子の数が減少した場合，風計測ライダの受信 SN 比が減
少し，結果として風計測可能な距離が短縮されることがある．一方で，ウィンドファームにおける風況
観測では長期間の安定した風況観測が必要とされファイバ並の高増幅利得 24 dB を達成し 25），遠距離る．そこで本ライダには天候条件等に応じて観測パ

測定に適した高出力動作を実現した．

ラメータを自動調整して，所望の高度でのデータ取Fig. 3 に， 地 上 設 置 型 風 計 測 ラ イ ダ の 外 観 を，得率を最大化する環境適用制御機能を備えている．

Table 2 に地上設置型計測ライダの主要性能を示す．

また，洋上風力発電向けのオプション機能とし前述の開発したレーザ増幅器を用いることで，最大て，洋上浮体への設置することを想定した遠隔監視

計測距離 34 km を実現している 26）．本ライダは，制御機能・動揺補正機能が用意されている．

国内は羽田空港（2014 年），成田空港（2016 年），
関西空港（2018 年）に設置され，空港近辺の風観

5.2 地上設置型長距離ライダ（DIABREZZA_A）

測を行っている．また，海外では香港，トルコ，北本ライダは空港向けの大型で長距離観測可能な風

京，フランスの空港に設置され，世界の航空機の安計測ライダであり，航空機が安全に発着できるよう，空港近辺のウインドシアやダウンバーストの観測への適用を想定している．
本ライダは，空港周辺の広い領域をカバーするた

全を見守っている．
また，2010 年から開発を開始した平面導波路型
レーザ増幅器は継続的に改良が加えられ 27），2019
年には最大出力 15.8 mJ が報告されている 28）．

め，長距離な計測が必要となる．これを実現するには，ピークパワーが kW クラスのレーザ出力が要求

5.3 地上設置型中距離ライダ（DIABREZZA_S）

される．

本ライダは可搬型を特徴とした，コンパクトな全

そこで我々は，固体レーザ媒質を用いた高利得平

光ファイバ型風計測ライダであり，様々な用途に対面導波路型レーザ増幅器を開発した．このレーザ増して汎用的に持ち運んで観測する運用を想定してい幅器の導波路は，Er,Yb 添加リン酸ガラスレーザ媒

る．

質をコアとして使用し，無添加リン酸ガラスを第 1Fig. 4 に， 地 上 設 置 型 中 距 離 ラ イ ダ の 外 観 を，クラッドに，光学ガラスを第 2 クラッドに用いたダ

Table 3 に地上設置型中距離ライダの主要性能を示

ブルクラッド構造を特徴としている．この構造によす．本ライダは送受望遠鏡およびスキャナ部を本体り，高ピーク動作が可能な固体レーザを用いて光から分離し，現地で組み立て可能とすることで，可21

1.5 μm レーザ光を用いたドップラーライダによる風計測技術（辻秀伸）

Fig. 5
Fig. 4

Table 3

Outlook of the Nacelle-mounted LIDAR.

Outlook of the All-Fiber Doppler LIDAR system.

Specifications of the All-Fiber Doppler LIDAR system.

Table 4

Specifications of the the Nacelle-mounted LIDAR.

6.1 ナセル搭載型ライダ
本ライダは風力発電用の風力タービンの回転軸を保持する部分にあたるナセルに搭載し，風力タービ
ンに流入する風の風向・風速を測定する運用を想定している．計測された風向・風速情報を元に，タービンをリアルタイムに制御することで，効率的な発電を実現する．Fig. 5 に，ナセル搭載型ライダの外搬型でコンパクトな構成を実現している．また，汎観を，Table 4 にナセル搭載ライダの主要性能を示用的な利用を想定することから，本ライダが照射す

す．本ライダはナセルに搭載することを前提に，全るレーザ光はアイセーフ条件を満足しており，目にてのコンポーネントが 1 つのユニットに統合されて対する安全を考慮している．本ライダの観測距離とおり，小型軽量化を実現している．また，大気条件

して，気象条件にも依存するが，大気境界層内であに応じた観測パラメータの自動最適化によりデータ

れば水平距離 3 km まで計測可能である．適用分野

取得率を最大化している．

として，例えば上層風の鉛直プロファイルや局所風の計測等の気象観測分野や，ビル風，高速道路などの突風，および小型航空機の横風計測等の都市災
害，安全分野等を想定している．

6．風計測ライダ技術の展開

6.2 水蒸気・風速同時計測向けコヒーレント方式差分吸収ライダ 29, 30）

本ライダはこれまでのコヒーレント方式風計測ラ
イダの技術を応用し，風速の他に水蒸気も観測可能にしたライダである．水蒸気と風を同時に観測する

風計測ライダ技術の今後の展開として，風計測ラ

ことで，豪雨発生源となり得る水蒸気フラックスをイダにより計測された風向・風速情報を元に，対象把握し，高精度な豪雨予測が可能になると考えられをリアルタイムに制御することで，危険を回避し，ており，豪雨被害を最小限に抑えることのできる防円滑な運用を維持する等の産業応用に向けた開発が災・減災社会への貢献を目指している．

加速すると考えられる．また，風計測ライダ技術をFig. 6 に本ライダの構成図を示す．本ライダでは応用した水蒸気計測についても近年開発が進められ

水蒸気の吸収波長に合わせたレーザ光源（1531.383ている．ここでは二つの開発中のライダについて紹nm）と，水蒸気の非吸収波長に合わせたレーザ光

介する．

源（1531.575 nm）の 二 つ の 波 長 の レ ー ザ 光 源 を，

22

レーザセンシング学会誌

第 2 巻第 1 号（2021）

ダ DIABREZZA TM の紹介，および今後の風計測ラ
イダ技術の展開について概要を説明した．
本稿では，民間企業の一製品としてのライダを紹介したが，製品は研究用途における開発といくつかの相違が発生する．
まず，風計測ライダは野外の過酷なフィールドでFig. 6

Schematic of 1.53-μm coherent DIAL.

の運用が想定されるため，単純化して言えば「いつでも，どこでも」所望の性能が得られるように製造しなければならない．このためには，部品一つ一つに至るまで温度，湿度，塩分等の環境条件への適応性能の確認が必要になり，適応できない部品が一つでもあれば，製品として成立しないことになる．
また，製品は仕様に基づいた同じ性能を担保する必要があるが，一方で構成する部品一つ一つにはそれぞればらつきがあるため，組み上げた製品にも性能にばらつきが生じる．このため，部品のばらつきを考慮した部品選定や設計，試験が必要になる．

Fig. 7Comparison with DIAL and in-situ sensor H 2O data.

これらの様々な検討を重ねて設計された装置は，研究用途における開発時の装置よりも高コストにな

光スイッチにより切り変えて交互に照射する．照射る．しかし，製品の価格は購入する方々のニーズにしたそれぞれのレーザ光に対して，Fig. 1 で示したより決まるため，ニーズにより決定された製品価格

コヒーレント方式風計測ライダと同様にヘテロダイに対し，設計した装置の製造コストが上回れば，そン検波する．検波された受信信号を吸収波長と非吸の装置は製品化できない．その場合，製品化するた

収波長で比較すると，吸収波長では大気の水蒸気にめには低コスト部材の選定や，機能の見直し等，低よる減衰により受信信号が低下する．この吸収波長コスト化が必要になる．

と非吸収波長の受信信号の差から水蒸気量を算出す

今回紹介した風計測ライダの製品は，以上のようる．さらに，通常のコヒーレント方式風計測ライダ

な製品化に対するいくつものハードルを越えてきたと同様，ヘテロダイン検波により大気のエアロゾル

ものになる．風計測ライダ技術の展開で示したいく

粒子の移動速度に相当するドップラーシフトを観測

つかの技術が今後製品化されるかは，今後これらのすることで，風速も同時に計測可能である．Fig. 7

ハードルが超えられるかにかかっている．風計測ラに本ライダによる水蒸気観測結果と観測地点に設置

イダのように気象観測を目的としたセンサは，一般

した温湿度計から算出した水蒸気測定値の時間変化

消費者向けというよりは産官学向けであるため，を比較した結果を示す．Fig. 7 より，水蒸気量の時ニーズを掘り起こすためには産官学が一緒になって間変化が両機器で誤差 0.56 g/m 3 の範囲内で一致し技術開発，有用性の実証，適用分野の提言等を行うており，本センサが正しく水蒸気を計測しているこことが重要と考える．民間企業としては，一緒に掘とが確認されている．

り起こしたニーズを製品の形で実現することで，安現在，高精度な豪雨予測に関して様々な研究がされており，例えば気象研究所では，観測誤差が比湿で 1 g/kg と仮定した水蒸気鉛直分布のライダ観測
データを利用することで，豪雨の降水予測精度が改善されることをシミュレーションにより実証している 31）．今後は，本ライダを用いて水蒸気フラックスを観測し，この観測結果を反映させた豪雨予測技術を開発する予定である．

7．おわりに赤外線レーザを用いたドップラーライダによる風計測技術として，三菱電機の製品である風計測ライ

全・安心社会の実現に向けて貢献していきたい．
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24

辻

秀

伸

2009 年東京工業大学大学院理工学研
究科物性物理学専攻博士後期課程単位取得退学．同年より三菱電機（株）
情報技術総合研究所に入社．3 次元
距離計測用レーザセンサの研究開発に従事．2011 年 3 月東京工業大学大学院理工学研究科物性物理学専攻博士（理学）取得．現在，ライダ等の光学センサ設計・開発に従事．

レーザセンシング学会誌

第 2 巻第 1 号（2021）