(57)【要約】【課題】汎用性の高い光観測装置を提供する。【解決手段】光観測装置２１０は、対象物１１の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部３０と、前記少なくとも１つの光の光路と重ならない位置に設けられ、前記環境光を含む第２の光を受光し、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力する第２の受光部２３０と、信号処理回路２４０と、を備える。信号処理回路２４０は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させる。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部と、
前記少なくとも１つの光の光路と重ならない位置に設けられ、前記環境光を含む第２の光を受光し、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力する第２の受光部と、
信号処理回路と、を備え、
前記信号処理回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させる、
光観測装置。
【請求項２】
前記照射光は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有し、
前記第１の光は、前記蛍光を含む、
請求項１に記載の光観測装置。
【請求項３】
前記第１の光は、前記反射光を含む、
請求項１に記載の光観測装置。
【請求項４】
前記第１の受光部及び前記第２の受光部の各々は、複数の画素を含み、
前記第１の受光部及び前記第２の受光部は、イメージセンサを構成している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の光観測装置。
【請求項５】
互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部と、
信号処理回路と、を備え、
前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させる、
光観測装置。
【請求項６】
前記第１の受光部は、互いに異なる複数の観測波長において、前記第１の光を受光し、
前記信号処理回路は、
前記複数の観測波長の各々に対して、前記複数の励起波長から選択された第１の励起波長に対応する前記第１の出力信号の信号強度と前記複数の励起波長から選択された第２の励起波長に対応する前記第１の出力信号の信号強度との差分絶対値を算出し、
前記差分絶対値が閾値以下である場合に、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記差分絶対値に対応する観測波長における信号成分を、前記第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させる、
請求項５に記載の光観測装置。
【請求項７】
前記信号処理回路は、さらに、
前記第１の信号成分が減衰された前記第１の出力信号の信号強度に基づいて、前記対象物に含まれる成分を特定する、
請求項２または５に記載の光観測装置。
【請求項８】
前記第１の受光部は、互いに異なる複数の観測波長において、前記第１の光を受光し、
前記信号処理回路は、前記第１の信号成分が減衰された前記第１の出力信号の信号強度を、前記複数の励起波長及び前記複数の観測波長の組み合わせ毎に評価することにより、前記対象物に含まれる前記成分を特定する、
請求項７に記載の光観測装置。
【請求項９】
さらに、前記照射光を前記対象物に向けて照射する光源を備える、
請求項１から８のいずれか１項に記載の光観測装置。
【請求項１０】
前記環境光は、室内照明光である、
請求項１から９のいずれか１項に記載の光観測装置。
【請求項１１】
前記対象物は、人の嘔吐物である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の光観測装置。
【請求項１２】
前記対象物は、空間中に飛散する微粒子である、
請求項１から１０にいずれか１項に記載の光観測装置。
【請求項１３】
コンピュータで実行されるプログラムであって、
第１の受光部に、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、
第２の受光部に、前記環境光を含む第２の光を受光させ、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力させるステップと、
信号処理回路に、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させるステップと、
を含むプログラム。
【請求項１４】
コンピュータで実行されるプログラムであって、
第１の受光部に、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、
信号処理回路に、前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させるステップと、
を含むプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光観測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光特性を利用して対象物の分析を行う手法が開発されている。例えば、特許文献１から４には、励起蛍光マトリクス（Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍａｔｒｉｘ：ＥＥＭ）情報を取得することで、対象物の分析を行うことが開示されている。ＥＥＭ情報は、「蛍光指紋」とも言われ、試料に照射する励起光の波長を連続的に変化させながら蛍光スペクトルを測定することによって得られる３次元データを意味する。その他、対象物に光を照射し、対象物からの反射光を測定することで対象物に関する情報を取得する技術が従来開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８５７１９号公報
【特許文献２】特許第３７０６９１４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６６３８０号公報
【特許文献４】特許第５９８５７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の蛍光指紋を測定する技術では、対象物の分析が可能な条件が、暗室内若しくは消灯した実験室内、又は、測定装置内などの限られた条件に限定される。また、蛍光を発しない対象物を検知することができない。このように、従来の技術は、限られた使用条件でしか使用できず、汎用性が低い。
【０００５】
そこで、本開示は、汎用性が高い光観測装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る光観測装置は、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部と、前記少なくとも１つの光の光路と重ならない位置に設けられ、前記環境光を含む第２の光を受光し、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力する第２の受光部と、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させる。
【０００７】
また、本開示の他の一態様に係る光観測装置は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部と、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させる。
【０００８】
また、本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータで実行されるプログラムであって、第１の受光部に、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、第２の受光部に、前記環境光を含む第２の光を受光させ、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力させるステップと、信号処理回路に、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させるステップと、を含む。
【０００９】
また、本開示の他の一態様に係るプログラムは、コンピュータで実行されるプログラムであって、第１の受光部に、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、信号処理回路に、前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させるステップと、を含む。
【００１０】
また、本開示の一態様は、上記プログラムを格納した記録媒体として実現することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、汎用性が高い光観測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光観測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る光観測装置の光源部及び第１の受光部の具体的な構成を示す図である。
【図３】図３は、環境光がない場合の理想的な蛍光指紋の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る光観測装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、環境光のスペクトルの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る光観測装置の第１の受光部が出力した出力信号に基づく蛍光指紋の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る光観測装置の第１の受光部が出力した出力信号を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る光観測装置の信号処理回路が生成した、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づく蛍光指紋の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る光観測装置の信号処理回路が生成した、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る光観測装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る光観測装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る光観測装置の第１の受光部が、励起光が対象物に照射されていないときに受光した光に基づく蛍光指紋の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３に係る光観測装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態３の変形例に係る光観測装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態４に係る光観測装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態４に係る光観測装置の原理を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態４に係る光観測装置の第１の受光部から出力される信号の時間変化を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態４に係る光観測装置の第２の受光部から出力される信号の時間変化を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態４に係る光観測装置の信号処理回路が生成する、第１の出力信号から、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本開示の概要）
本開示の一態様に係る光観測装置は、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部と、前記少なくとも１つの光の光路と重ならない位置に設けられ、前記環境光を含む第２の光を受光し、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力する第２の受光部と、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させる。
【００１４】
これにより、環境光が対象物に照射されている場合であっても第１の出力信号から環境光に相当する信号成分を減衰させることで、環境光の影響を抑制することができる。したがって、本態様に係る光観測装置は、暗室などの限られた条件に限定されず、例えば、室内照明光に照らされた空間内に位置する対象物の成分分析に利用することができる。このように、本態様によれば、汎用性が高い光観測装置を提供することができる。
【００１５】
また、光観測装置が第２の受光部を備えるので、第１の受光部によって対象物から戻った反射光及び対象物から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光を含む光の受光を行いながら同時に、第２の受光部によってその少なくとも１つの光を含まない光の受光を行うことができる。例えば、第２の受光部を環境光の受光の専用に利用することができるので、外乱光の影響を受けずに環境光の受光強度を精度良く取得することができる。したがって、光観測の精度が高まるので、対象物の検出精度も高めることができる。
【００１６】
また、例えば、前記照射光は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有し、前記第１の光は、前記蛍光を含んでいてもよい。
【００１７】
これにより、蛍光を発する有機物などを検出することができる。例えば、人の嘔吐物、及び、花粉などを検出することができる。
【００１８】
また、例えば、前記第１の光は、前記反射光を含んでいてもよい。
【００１９】
これにより、蛍光を発しないＰＭ２．５などの粒子状物質を検出することができる。
【００２０】
また、例えば、本開示の一態様に係る光観測装置は、前記第１の受光部及び前記第２の受光部の各々は、複数の画素を含み、前記第１の受光部及び前記第２の受光部はイメージセンサを構成していてもよい。
【００２１】
これにより、１つのイメージセンサを第１の受光部及び第２の受光部として共用することができるので、光観測装置の構成を簡素化することができる。
【００２２】
また、本開示の他の一態様に係る光観測装置は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光し、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する第１の受光部と、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させる。
【００２３】
蛍光の強度は励起波長に依存する一方で、環境光の強度は励起波長には依存しない。つまり、信号強度と励起波長との相関が小さい成分は、環境光が多く含まれた成分であると推測される。したがって、信号強度と励起波長との相関が基準値より小さい成分を減衰させることで、環境光に相当する信号成分を精度良く減衰させることができる。これにより、本態様に係る光観測装置は、暗室などの限られた条件に限定されず、例えば、室内照明光に照らされた空間内に位置する対象物の成分分析に利用することができる。このように、本態様によれば、汎用性が高い光観測装置を提供することができる。また、蛍光観測の精度が高まるので、対象物の成分の分析精度も高めることができる。
【００２４】
また、例えば、前記第１の受光部は、互いに異なる複数の観測波長において、前記第１の光を受光し、前記信号処理回路は、前記複数の観測波長の各々に対して、前記複数の励起波長から選択された第１の励起波長に対応する前記第１の出力信号の信号強度と前記複数の励起波長から選択された第２の励起波長に対応する前記第１の出力信号の信号強度との差分絶対値を算出し、前記差分絶対値が閾値以下である場合に、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記差分絶対値に対応する観測波長における信号成分を、前記第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させてもよい。
【００２５】
これにより、信号強度と励起波長との相関が小さい成分を適切に判定することができるので、環境光に相当する信号成分を精度良く減衰させることができる。したがって、蛍光観測の精度が高まるので、対象物の成分の分析精度も高めることができる。
【００２６】
また、例えば、前記第１の受光部は、さらに、前記対象物に対して前記励起光が照射されていない場合に、当該第１の受光部に入射する第２の光を受光し、前記第２の光の観測波長毎の受光強度を表す第２の出力信号を出力し、前記信号処理回路は、前記第１の出力信号から前記第２の出力信号を、前記環境光に相当する信号成分として減衰させてもよい。
【００２７】
これにより、励起光が照射されずに蛍光がほとんど発生していない場合に光を受光するので、受光した光が実質的に環境光に起因する成分となる。したがって、環境光の受光強度を精度良く取得することができるので、蛍光観測の精度が高められ、対象物の成分の分析精度も高めることができる。
【００２８】
また、例えば、前記信号処理回路は、さらに、前記第１の信号成分が減衰された前記第１の出力信号の信号強度に基づいて、前記対象物に含まれる成分を特定してもよい。
【００２９】
これにより、対象物の成分分析を行うことができる。このため、本態様に係る光観測装置は、その場でどのような物質が存在しているかを把握することができるので、物質に応じた対処を速やかに行うことができる。例えば、ウイルスが検出された場合には、速やかにウイルスの浄化を行うことができ、感染の予防などに利用することができる。
【００３０】
また、例えば、前記第１の受光部は、互いに異なる複数の観測波長において、前記第１の光を受光し、前記信号処理回路は、前記第１の信号成分が減衰された前記第１の出力信号の信号強度を、前記複数の励起波長及び前記複数の観測波長の組み合わせ毎に評価することにより、前記対象物に含まれる前記成分を特定してもよい。
【００３１】
これにより、いわゆる蛍光指紋に基づいて精度良く対象物の成分分析を行うことができる。
【００３２】
また、例えば、本開示の一態様または他の一態様に係る光観測装置は、さらに、前記照射光を前記対象物に向けて照射する光源を備えてもよい。
【００３３】
これにより、光観測装置が光源を備えるので、対象物から戻った反射光及び対象物から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光を発生させるのに十分な強度の照射光を対象物に照射することができる。したがって、本態様に係る光観測装置は、対象物の周囲に照射光を発する光源がない場合であっても、例えば、対象物の成分分析に利用することができ、汎用性が極めて高い。
【００３４】
また、例えば、前記環境光は、室内照明光であってもよい。
【００３５】
これにより、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）又は蛍光灯などの照明光が照らされた室内においても対象物から戻った反射光及び対象物から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光を観測することができる。このため、本態様に係る光観測装置は、例えば、暗室又は計測装置の内部に配置された対象物だけでなく、日常の生活空間に存在する対象物の成分分析に利用することができ、汎用性が極めて高い。
【００３６】
具体的には、光観測装置は、対象物の一例としてウイルス又は菌を利用することで、室内に存在するウイルス又は菌の位置の確認に利用することができる。光観測装置は、例えば、ノロウイルスに感染した人物がドアノブ又はテーブルなどを触ったときに付着したノロウイルスを検出することができる。
【００３７】
また、例えば、前記対象物は、人の嘔吐物であってもよい。
【００３８】
例えば人が床に嘔吐した場合に、嘔吐物の一部が飛散して、どの範囲までに飛び散ったのかを肉眼では確認できない。清掃しきれなかった嘔吐物が残存している場合にウイルスなどが増殖する恐れがある。本態様に係る光観測装置によれば、例えば、残存した嘔吐物に含まれる有機物の蛍光を観測することができるので、飛散した嘔吐物の一部の位置を確認することができる。また、嘔吐物の清掃後に、本態様に係る光観測装置を利用した場合には、嘔吐物の残存を確認することができる。したがって、清掃の効果を確認することができる。
【００３９】
また、例えば、前記対象物は、空間中に飛散する微粒子であってもよい。
【００４０】
これにより、花粉又は埃などの微粒子を検出することができる。
【００４１】
また、本開示の一態様に係る光観測方法は、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を取得するステップと、前記環境光を含む第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を取得するステップと、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させるステップと、を含む。
【００４２】
これにより、上述した光観測装置と同様に、汎用性が高い光観測方法を実現することができる。
【００４３】
また、本開示の一態様に係る蛍光観測方法は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光の強度を表す第１の出力信号を取得するステップと、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させるステップと、を含む。
【００４４】
これにより、上述した光観測装置と同様に、汎用性が高い光観測方法を実現することができる。
【００４５】
また、本開示の一態様に係るプログラムは、コンピュータで実行されるプログラムであって、第１の受光部に、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、第２の受光部に、前記環境光を含む第２の光を受光させ、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力させるステップと、信号処理回路に、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させるステップと、を含む。
【００４６】
また、本開示の他の一態様に係るプログラムは、コンピュータで実行されるプログラムであって、第１の受光部に、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、信号処理回路に、前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させるステップと、を含む。
【００４７】
また、本開示の一態様に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムが前記コンピュータによって実行されるときに、第１の受光部に、対象物の少なくとも一部に照射光が照射された場合に、前記少なくとも一部から戻った反射光及び前記少なくとも一部から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、第２の受光部に、前記環境光を含む第２の光を受光させ、前記第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力させるステップと、信号処理回路に、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との演算により、前記第１の出力信号から前記環境光に相当する第１の信号成分を減衰させるステップと、が実行される。
【００４８】
また、本開示の他の一態様に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムが前記コンピュータによって実行されるときに、第１の受光部に、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する照射光が対象物に照射された場合に、前記対象物から発生する蛍光、及び環境光を含む第１の光を受光させ、前記第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力させるステップと、信号処理回路に、前記信号処理回路は、前記第１の出力信号に含まれる信号成分であって、前記信号成分の信号強度と前記励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、前記環境光に相当する第１の信号成分として、前記第１の出力信号から減衰させるステップと、が実行される。
【００４９】
本開示において、回路、ユニット、装置、部材又は部の全部又は一部、又はブロック図の機能ブロックの全部又は一部は、半導体装置、半導体集積回路（ＩＣ）、又はＬＳＩ（ｌａｒｇｅ  ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む一つ又は複数の電子回路によって実行されてもよい。ＬＳＩ又はＩＣは、一つのチップに集積されてもよいし、複数のチップを組み合わせて構成されてもよい。例えば、記憶素子以外の機能ブロックは、一つのチップに集積されてもよい。ここでは、ＬＳＩまたはＩＣと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（ｖｅｒｙ  ｌａｒｇｅ  ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、若しくはＵＬＳＩ（ｕｌｔｒａ  ｌａｒｇｅ  ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるものであってもよい。  ＬＳＩの製造後にプログラムされる、Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成又はＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができるｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅも同じ目的で使うことができる。
【００５０】
さらに、回路、ユニット、装置、部材又は部の全部又は一部の機能又は操作は、ソフトウエア処理によって実行することが可能である。この場合、ソフトウエアは一つ又は複数のＲＯＭ、光学ディスク、ハードディスクドライブなどの非一時的記録媒体に記録され、ソフトウエアが処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって実行されたときに、そのソフトウエアで特定された機能が処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）および周辺装置によって実行される。システム又は装置は、ソフトウエアが記録されている一つ又は複数の非一時的記録媒体、処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及び必要とされるハードウエアデバイス、例えばインタフェース、を備えていても良い。
【００５１】
以下では、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００５２】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００５３】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同
一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００５４】
（実施の形態１）
［１−１．概要］
まず、実施の形態１に係る光観測装置の概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る光観測装置１０の構成を示すブロック図である。
【００５５】
光観測装置１０は、対象物１１に照射光を照射した場合に対象物１１から戻った反射光及び対象物１１から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光を含む光を受光し、受光した光に含まれる、前記少なくとも１つの光の強度に基づいて対象物１１の検知を行う。具体的には、光観測装置１０は、蛍光観測装置であり、図１に示すように、対象物１１に励起光を照射した場合に対象物１１から発生した蛍光を含む光を受光し、受光した光（以下、観測光と記載する）に含まれる蛍光の強度に基づいて蛍光指紋を生成する。光観測装置１０は、さらに、蛍光指紋に基づいて対象物１１の成分分析を行う。
【００５６】
本実施の形態では、対象物１１には、環境光が照射されている。このため、観測光には、蛍光だけでなく、環境光が含まれる。したがって、本実施の形態に係る光観測装置１０は、第１の受光部３０が受光した観測光の受光強度を表す出力信号から、環境光に相当する信号成分を減衰させることで、蛍光成分に相当する信号を生成する。光観測装置１０は、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて蛍光指紋を生成する。
【００５７】
環境光は、例えば室内照明光である。室内照明光は、具体的には蛍光灯又はＬＥＤランプなどから出射される白色光である。
【００５８】
対象物１１は、例えば人の嘔吐物である。嘔吐物には、励起光が照射された場合に蛍光を発する有機物が含まれている。有機物は、例えばトリプトファン、チロシン、ビタミンＡ、ビタミンＢ２及びＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）などであるが、これらに限らない。
【００５９】
トリプトファンは、励起波長が２８０ｎｍである励起光が照射された場合に、３１０ｎｍにピークを有する蛍光を発生させる。さらに、トリプトファンは、励起波長が２７０ｎｍである励起光が照射された場合にも、３１０ｎｍにピークを有する蛍光を発生させる。
【００６０】
チロシンは、励起波長が２７５ｎｍである励起光が照射された場合に、３００ｎｍにピークを有する蛍光を発生させる。ビタミンＡは、励起波長が３２５ｎｍである励起光が照射された場合に、４２５ｎｍにピークを有する蛍光を発生させる。ビタミンＢ２は、励起波長が４５０ｎｍである励起光が照射された場合に、５２０ｎｍにピークを有する蛍光を発生させる。ＮＡＤＨは、励起波長が３５０ｎｍである励起光が照射された場合に、４６０ｎｍにピークを有する蛍光を発生させる。
【００６１】
なお、対象物１１は、空間中に飛散する微粒子であってもよい。具体的には、対象物１１は、空間中に飛散する花粉、ハウスダストなどの有機物であってもよい。例えば、花粉を構成するタンパク質に励起光を照射することで、タンパク質が励起されて蛍光を発生させる。
【００６２】
このように、物質毎に、有効な励起波長と、その励起波長を有する励起光による蛍光の波長との組み合わせが決まっている。したがって、光観測装置１０は、照射した励起光の波長（すなわち、励起波長）と、観測された蛍光の波長との組み合わせを特定することで、対象物１１の成分の特定を行うことができる。
【００６３】
［１−２．構成］
次に、光観測装置１０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る光観測装置１０の光源部２０及び第１の受光部３０の具体的な構成を示す図である。
【００６４】
図１及び図２に示すように、光観測装置１０は、光源部２０と、第１の受光部３０と、信号処理回路４０とを備える。なお、図２には、信号処理回路４０を示していない。
【００６５】
［１−２−１．光源部］
光源部２０は、照射光を対象物１１に向けて照射する光源の一例である。光源部２０は、照射光の一例である励起光を対象物１１に向けて照射する。本実施の形態では、光源部２０は、互いに励起波長が異なる複数の励起光を対象物１１に照射する。具体的には、図２に示すように、光源部２０は、複数の励起光源２１と、複数のフィルタ２２と、複数の光ファイバ２３と、光出射レンズ２４とを備える。
【００６６】
複数の励起光源２１はそれぞれ、広い波長帯域を持つ光（例えば、白色光）を出射する光源である。複数の励起光源２１の各々は、例えばハロゲンランプなどの放電ランプ、又は、ＬＥＤなどの固体発光素子であるが、これに限らない。
【００６７】
複数のフィルタ２２は、複数の励起光源２１と一対一に対応させて設けられている。複数のフィルタ２２はそれぞれ、対応する励起光源２１と光出射レンズ２４とを接続する光ファイバ２３が形成する光路に設けられている。
【００６８】
複数のフィルタ２２の各々は、対応する励起波長を中心波長とするバンドパスフィルタである。複数のフィルタ２２の各々の帯域幅は、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。複数のフィルタ２２の各々の通過帯域は、例えば互いに重複していない。複数のフィルタ２２はそれぞれ、対応する励起光源２１から出射される光のうち、対応する励起波長の光を通過させる。
【００６９】
例えば、光源部２０は、６個の励起光源２１と、６つの励起波長にそれぞれ対応する６個のフィルタ２２とを備える。６つの励起波長は、例えば２７０ｎｍ、２７５ｎｍ、２８０ｎｍ、３２５ｎｍ、３５０ｎｍ及び４５０ｎｍである。なお、これらの波長は、対象物１１の種類に応じて予め選択された波長である。ここでは、上述したトリプトファン、チロシン、ビタミンＡ、ビタミンＢ２及びＮＡＤＨに対する励起光として有効な励起波長を用いているが、これらに限らない。また、光源部２０が備える励起光源２１の個数についても６個に限らず、２個でもよく、１０個でもよく、１０個以上の多数でもよい。
【００７０】
複数の光ファイバ２３は、例えば、複数の励起光源２１と一対一に対応させて設けられている。複数の光ファイバ２３はそれぞれ、対応する励起光源２１と光出射レンズ２４とを接続し、励起光源２１が出射した励起光を光出射レンズ２４まで導く光路を形成している。
【００７１】
光出射レンズ２４は、対象物１１に向けて励起光を出射させるための透光レンズである。
【００７２】
なお、光源部２０は、複数の励起波長を含む広い範囲に十分な強度を有する励起波長を発する１つのみの励起光源２１を備えてもよい。この場合、複数のフィルタ２２を励起波長毎に切り替えることで、光源部２０は、励起波長毎の励起光を対象物１１に照射することができる。また、光源部２０は、互いに異なる波長にピークを有する光を出射する複数の励起光源２１を備えてもよい。
【００７３】
光源部２０は、励起波長を時間連続的に変化させながら励起光を対象物１１に照射してもよい。例えば、光源部２０は、２２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲において１０ｎｍ刻みで励起波長を変化させながら、互いに励起波長が異なる複数の励起光を順次対象物１１に照射してもよい。
【００７４】
また、図２に示す光源部２０の構成は、一例に過ぎず、光源部２０は、光ファイバ２３及び光出射レンズ２４を備えていなくてもよい。
【００７５】
［１−２−２．第１の受光部］
第１の受光部３０は、光源部２０からの照射光が対象物１１に照射された場合に対象物１１から戻った反射光及び対象物１１から発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光を受光し、第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する。本実施の形態では、照射光は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する励起光である。第１の光に含まれる少なくとも１つの光は、照射光により励起されて対象物１１から発生する蛍光である。つまり、本実施の形態では、第１の光である観測光には、対象物１１から発生した蛍光と、環境光とが含まれる。
【００７６】
具体的には、第１の受光部３０は、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する励起光が照射された場合に励起光により励起されて対象物１１から発生する蛍光を含む第１の光を受光し、第１の光の観測波長毎の受光強度を表す第１の出力信号を出力する。上述したように、第１の光には、蛍光だけでなく、環境光が含まれる。また、対象物１１に環境光が照射されているので、第１の光には、対象物１１によって反射された環境光が含まれる。
【００７７】
本実施の形態では、第１の出力信号には、励起波長毎の複数の出力信号が含まれる。すなわち、第１の受光部３０は、複数の励起波長の各々に対応する出力信号を出力する。励起波長毎の出力信号の信号強度は、観測波長毎の受光強度を表している。
【００７８】
図２に示すように、第１の受光部３０は、複数の光検出器３１と、複数のフィルタ３２と、複数の光ファイバ３３と、受光レンズ３４とを備える。
【００７９】
複数の光検出器３１はそれぞれ、対象物１１からの光を受光し、受光した光の強度を表す電気信号を出力する。具体的には、複数の光検出器３１はそれぞれ、フォトダイオードなどの光電変換素子である。複数の光検出器３１はそれぞれ、対応するフィルタ３２を通過した光を受光するので、フィルタ３２が透過した光の波長毎の受光強度を表す信号を出力する。
【００８０】
複数のフィルタ３２は、複数の光検出器３１と一対一に対応させて設けられている。複数のフィルタ３２はそれぞれ、互いに異なる波長を中心波長とし、帯域幅が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下のバンドパスフィルタである。複数のフィルタ３２の各々の透過帯域は、例えば互いに重複していない。
【００８１】
例えば、第１の受光部３０は、５個の光検出器３１及び５個のフィルタ３２を備える。５個のフィルタ３２の各々が透過する光の波長（すなわち、観測波長）は、例えば３００ｎｍ、３１０ｎｍ、４２５ｎｍ、４６０ｎｍ及び５２０ｎｍである。なお、これらの波長は、対象物１１の種類に応じて予め選択された波長である。ここでは、上述したトリプトファン、チロシン、ビタミンＡ、ビタミンＢ２及びＮＡＤＨが発する蛍光の波長を用いているが、これらに限らない。また、第１の受光部３０が備える光検出器３１及びフィルタ３２の個数についても５個に限らず、２個でもよく、１０個でもよく、１０個以上の多数でもよい。
【００８２】
複数の光ファイバ３３は、複数の光検出器３１と一対一に対応させて設けられている。複数の光ファイバ３３はそれぞれ、対応する光検出器３１と受光レンズ３４とを接続し、受光レンズ３４に入射した光（すなわち、観測光）を複数の光検出器３１の各々にまで導く光路を形成している。
【００８３】
受光レンズ３４は、対象物１１から到達した光が入射する透光レンズである。
【００８４】
なお、第１の受光部３０は、複数の観測波長を含む広い範囲に十分な感度を有する１つのみの光検出器３１を備えてもよい。この場合、例えば、複数のフィルタ３２を順次機能させる（具体的には、観測光を複数の光ファイバ３３に順次伝送させる）ことにより、光検出器３１は、観測波長毎の光を順次受光することができる。
【００８５】
例えば、第１の受光部３０は、受光対象とする波長を時間連続的に変化させながら観測光を受光してもよい。例えば、第１の受光部３０は、２３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲において１ｎｍ刻みで対象波長を変化させながら観測光を受光してもよい。これにより、第１の受光部３０は、波長分解能が高い第１の出力信号を生成し出力することができる。
【００８６】
また、図２に示す第１の受光部３０の構成は、一例に過ぎず、第１の受光部３０は、光ファイバ３３及び受光レンズ３４を備えていなくてもよい。
【００８７】
［１−２−３．信号処理回路］
信号処理回路４０は、第１の受光部３０から出力される第１の出力信号を処理する。信号処理回路４０は、例えば、プロセッサなどを含む集積回路で実現される。
【００８８】
具体的には、図１に示すように、信号処理回路４０は、減衰部４１と、評価部４２と、特定部４３とを備える。
【００８９】
減衰部４１は、第１の出力信号に含まれる信号成分であって、その信号成分の信号強度と励起波長との相関が基準値より小さい信号成分を、第１の出力信号から減衰させる。具体的には、第１の出力信号に含まれる信号成分であって、その信号成分の信号強度と励起波長との相関が基準値より小さい信号成分は、環境光に相当する信号成分である。つまり、減衰部４１は、第１の出力信号から環境光に相当する信号成分を減衰させることで、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を生成する。
【００９０】
具体的には、減衰部４１は、観測波長毎に、複数の励起波長から選択された第１の励起波長に対応する信号強度と、複数の励起波長から選択された第２の励起波長に対応する信号強度との差分絶対値を算出する。さらに、減衰部４１は、算出した差分絶対値が閾値以下である場合に、当該差分絶対値に対応する観測波長における信号成分を減衰させる。
【００９１】
減衰部４１は、例えば、閾値以下になった差分絶対値に対応する観測波長における信号成分の強度を１／１０に減衰させる。なお、減衰の程度は、これに限らず、１／２から１／１００でもよい。また、減衰部４１は、減衰対象の波長における信号成分の強度を０にしてもよい。
【００９２】
評価部４２は、信号成分が減衰された第１の出力信号の信号強度を、励起波長及び観測波長の組み合わせ毎に評価する。具体的には、評価部４２は、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて蛍光指紋を生成する。
【００９３】
図３は、環境光がない場合の理想的な蛍光指紋の一例を示す図である。蛍光指紋は、励起光の波長と、観測光（具体的には、蛍光）の波長との組み合わせに対する信号強度（具体的には、蛍光の強度）で表される３次元データである。
【００９４】
図３では、縦軸は励起光の波長（すなわち、励起波長）を示し、横軸は観測光の波長（すなわち、観測波長）を示す２次元座標において、信号強度が等しい座標を連続的に結ぶ等強度線を図示している。また、図３では、信号強度が最も高い領域に、ドットの網掛けを付して示している。なお、図３では明確には表現されていないが、同図に示す例は、励起波長が２８０ｎｍであり、かつ、観測波長が３４０ｎｍである場合の信号強度が大きい蛍光指紋の一例を示している。また、図３は、励起波長及び観測波長のいずれも５ｎｍ刻みで観測した結果を示している。
【００９５】
図３に示すように、対象物１１から発せられる蛍光は、励起光に対する波長依存性（すなわち、励起波長依存性）を有する。
【００９６】
特定部４３は、信号成分を減衰させた第１の出力信号の信号強度に基づいて、対象物１１の成分を特定する。具体的には、特定部４３は、励起波長及び観測波長の組み合わせ毎の信号強度に基づいて、対象物１１の成分を特定する。特定部４３は、物質と波長との対応テーブルを参照することで、対象物１１に含まれる物質を特定する。
【００９７】
対応テーブルは、例えば有機物などの複数の物質に対して、有効な励起波長と、その励起波長を有する励起光を照射した場合に発する蛍光の波長（以下、蛍光波長と記載する）との組み合わせが対応付けられている。例えば、物質がトリプトファンである場合、励起波長が２７０ｎｍ及び２８０ｎｍで、かつ、蛍光波長が３１０ｎｍであることが対応付けられている。チロシン、ビタミンＡ、ビタミンＢ２及びＮＡＤＨ、並びに、その他の有機物などについても同様である。
【００９８】
対応テーブルは、特定部４３が備えるメモリなどに記憶されているが、これに限らない。対応テーブルは、例えばサーバ装置などの他の装置に記憶されていてもよく、特定部４３は、当該他の装置と通信することで、対応テーブルを参照してもよい。
【００９９】
本実施の形態では、特定部４３は、蛍光指紋に基づいて、励起波長と観測波長との複数の組み合わせのうち、例えば信号強度が大きい組み合わせを特定する。例えば、特定部４３は、蛍光指紋において信号強度が最大となる励起波長と観測波長との組み合わせを特定し、特定した組み合わせに基づいて対応テーブルを参照することで、特定した組み合わせに対応する物質を特定する。例えば、信号強度が最大となる励起波長と観測波長との組み合わせが、励起波長が２７０ｎｍ及び２８０ｎｍで、かつ、蛍光波長が３１０ｎｍである場合、特定部４３は、対象物１１にトリプトファンが含まれていることを特定する。特定部４３が特定した結果は、例えば、蛍光指紋とともに外部に出力される。
【０１００】
［１−３．動作］
続いて、本実施の形態に係る光観測装置１０の動作について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る光観測装置１０の動作を示すフローチャートである。
【０１０１】
ここでは、対象物１１として、人の嘔吐物を例に説明する。例えば、病院又は介護施設などにおいて病人又は被介護者が嘔吐したとき、スタッフは、嘔吐物の拭き取りを行う。その後、拭き取りを行った場所及びその近傍を範囲として、本実施の形態に係る光観測装置１０を利用して、残存している嘔吐物の有無を検出する。
【０１０２】
病院又は介護施設には、蛍光灯などの照明装置が設置されている。照明装置が出射する光が環境光として、嘔吐物の拭き取りを行った場所及びその近傍に照射される。
【０１０３】
図５は、環境光のスペクトルの一例を示す図である。具体的には、図５は、蛍光灯から出射される白色光のスペクトルを示している。図５に示すように、環境光は、可視光帯域の波長成分を含んでおり、所定の波長にピークを有する。図５に示す例では、環境光が含むピークの波長（すなわち、ピーク波長）は、４００ｎｍ、４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５４０ｎｍ及び６１０ｎｍである。
【０１０４】
図４に示すように、まず、光源部２０が対象物１１に対して励起光を照射する（Ｓ１０）。具体的には、光源部２０は、複数の励起光源２１を順次点灯させることで、励起波長が異なる複数の励起光を順次、対象物１１に照射する。例えば、対象物１１には、２７０ｎｍ、２７５ｎｍ、２８０ｎｍ、３２５ｎｍ、３５０ｎｍ、４５０ｎｍの順で励起光が照射される。
【０１０５】
第１の受光部３０は、励起波長が異なる励起光が照射される度に対象物１１からの光を受光し、受光した光の受光強度を表す出力信号を生成する（Ｓ１２）。すなわち、第１の受光部３０は、励起波長毎に出力信号を生成する。
【０１０６】
具体的には、１つの励起波長（例えば２７０ｎｍ）の励起光を受光した場合に、全ての光検出器３１がそれぞれ、対象物１１から発せられる観測光を観測波長毎に受光する。全ての光検出器３１はそれぞれ、受光した光の光電変換を行うことで、観測波長の受光強度を表す出力信号を生成する。光検出器３１からの出力信号をまとめることで、照射した励起光に対する、観測波長毎の受光強度を表す出力信号が得られる。第１の受光部３０は、励起光が照射される度に出力信号を生成することで、励起波長毎に出力信号を生成して信号処理回路４０に出力する。これにより、第１の受光部３０は、励起波長毎の出力信号を含む第１の出力信号を出力する。
【０１０７】
図６は、本実施の形態に係る光観測装置１０の第１の受光部３０が出力した出力信号に基づく蛍光指紋の一例を示す図である。図６では、縦軸は励起波長を示し、横軸は観測波長を示す２次元座標において、信号強度が等しい座標を連続的に結ぶ等強度線を図示している。また、図６では、信号強度が最も高い領域に、ドットの網掛けを付して示している。
【０１０８】
図７は、本実施の形態に係る光観測装置１０の第１の受光部３０が出力した出力信号を示す図である。なお、図７では、横軸が観測波長を示しており、縦軸が出力信号の信号強度を示している。図７における複数のグラフはそれぞれ、励起波長毎の出力信号を示している。ここで、励起波長は、２２０ｎｍ以上３１０ｎｍ以下の範囲から１０ｎｍ刻みで選択された１０種類の波長である。
【０１０９】
具体的には、図７において、観測波長が３５０ｎｍの位置において信号強度が最も低いグラフが、励起波長が２２０ｎｍの出力信号であり、信号強度が最も高いグラフが、励起波長が３１０ｎｍの出力信号である。観測波長が３５０ｎｍの位置において信号強度が最も低いグラフから最も高いグラフまで、この順で励起波長が大きくなっている。
【０１１０】
なお、図６と図７とは、図示の方法が異なるだけで、同じ第１の出力信号を示している。
【０１１１】
図６から分かるように、観測波長が４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５４０ｎｍ及び６１０ｎｍの場合に、信号強度が大きい縦筋の領域が発生している。つまり、観測波長が４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５４０ｎｍ及び６１０ｎｍの場合には、励起波長によらずに強い強度の観測光が受光されたことを意味している。これらの観測波長は、図５で示す環境光のピーク波長に相当している。
【０１１２】
図７においても同様に、環境光のピーク波長、具体的には、４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５４０ｎｍ及び６１０ｎｍにおいて、励起波長によらずに信号強度が大きくなっている。つまり、環境光は、励起波長依存性を有していない。この環境光の成分を減衰させることで、対象物１１からの蛍光強度を取得することができる。
【０１１３】
図４に戻り、本実施の形態では、信号処理回路４０の減衰部４１は、第１の出力信号から環境光の信号成分を減衰させる（Ｓ１４）。具体的には、減衰部４１は、まず、対象物１１に照射した励起光の複数の励起波長から任意の２つの励起波長を選択する。ここでは、一例として、減衰部４１は、第１の励起波長として２４０ｎｍを、第２の励起波長として２７０ｎｍを選択する。
【０１１４】
次に、減衰部４１は、観測波長毎に、選択した第１の励起波長に対応する出力信号の信号強度と、選択した第２の励起波長に対応する出力信号の信号強度との差分絶対値を算出する。さらに、減衰部４１は、観測波長毎に、算出した差分絶対値が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
【０１１５】
減衰部４１は、差分絶対値が閾値以下になる観測波長を、環境光に含まれる波長成分であると推定し、当該観測波長における信号成分を減衰させる。図６及び図７に示す例では、減衰部４１は、観測波長が４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５４０ｎｍ及び６１０ｎｍの信号成分を減衰させる。例えば、減衰部４１は、観測波長が４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５４０ｎｍ及び６１０ｎｍにおける、第１の出力信号の信号強度を１／１０にする。具体的には、減衰部４１は、第１の出力信号を構成する励起波長毎の出力信号の各々の信号強度を１／１０にする。これにより、環境光に相当する信号成分を減衰させることで得られた信号を図８及び図９に示す。
【０１１６】
図８は、本実施の形態に係る光観測装置１０の信号処理回路４０が生成した、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づく蛍光指紋の一例を示す図である。図９は、本実施の形態に係る光観測装置１０の信号処理回路４０が生成した、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を示す図である。図８及び図９はそれぞれ、図６及び図７に対応している。
【０１１７】
図８及び図９に示す信号は、環境光に相当する信号成分、すなわち、励起波長依存性を有しない信号成分が第１の出力信号から除去された信号である。図４、図６及び図８を比較して分かるように、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて生成された蛍光指紋は、図４に示す蛍光指紋と同様に、励起波長と観測波長との間にある依存関係が、図６に示す蛍光指紋よりもはっきりと確認される。したがって、当該蛍光指紋を利用することで、対象物１１の成分の特定を行うことができる。なお、図８に示す蛍光指紋は、評価部４２によって生成される。
【０１１８】
図４に戻り、本実施の形態では、信号処理回路４０の特定部４３は、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて対象物１１の成分を特定する（Ｓ１６）。具体的には、特定部４３は、環境光に相当する信号成分が減衰された信号から生成される蛍光指紋に基づいて、信号強度が大きい励起波長と観測波長との組み合わせを特定し、対応テーブルを参照することで、当該組み合わせに対応する物質を特定する。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態に係る光観測装置１０によれば、環境光が照射された対象物１１からの光に基づく第１の出力信号から、環境光に相当する信号成分を減衰させる。環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて生成された蛍光指紋は、環境光が照射されていない対象物１１からの光に基づいて生成された蛍光指紋と同様に、蛍光の励起波長依存性が確認される。したがって、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて生成される蛍光指紋に基づいて、対象物１１の成分の特定を精度良く行うことができる。
【０１２０】
このように、本実施の形態に係る光観測装置１０は、対象物１１に環境光が照射されている場合であっても、対象物１１の成分の特定を行うことができる。したがって、本実施の形態によれば、汎用性の高い光観測装置１０を提供することができる。
【０１２１】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。
【０１２２】
実施の形態２に係る光観測装置は、実施の形態１に係る光観測装置１０と比較して、第１の出力信号を減衰させる方法が相違している。具体的には、本実施の形態では、励起光が照射されていない場合に受光部に入射する第２の光の観測波長毎の受光強度を表す第２の出力信号を、環境光に相当する信号成分として第１の出力信号から減衰させる。
【０１２３】
［２−１．構成］
まず、本実施の形態に係る光観測装置の構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る光観測装置１１０の構成を示すブロック図である。
【０１２４】
図１０に示すように、光観測装置１１０は、光源部１２０と、第１の受光部１３０と、信号処理回路１４０とを備える。光源部１２０、第１の受光部１３０、信号処理回路１４０はそれぞれ、実施の形態１に係る光源部２０、第１の受光部３０及び信号処理回路４０に相当する。以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
【０１２５】
光源部１２０は、対象物１１に対する励起光の照射のオンオフを切り替えることができる。具体的には、光源部１２０は、ユーザ操作などの外部入力、及び、第１の受光部１３０による受光結果に基づいて、励起光の照射のオンオフを切り替える。光源部１２０は、例えば、励起光の照射のオンオフを切り替えるコントローラに接続されている。
【０１２６】
例えば、光源部１２０は、蛍光観測の開始の操作をユーザから受け付けた場合に励起光を照射し、第１の受光部１３０から第１の出力信号が出力された後、励起光の照射を停止する。あるいは、光源部１２０は、蛍光観測の開始の操作をユーザから受け付けた場合に、第１の受光部１３０から第２の出力信号が出力された後、励起光の照射を開始してもよい。
【０１２７】
第１の受光部１３０は、対象物１１に対して励起光が照射されていない場合に第１の受光部１３０に入射する第２の光を受光し、第２の光の観測波長毎の受光強度を表す第２の出力信号を出力する。第２の光には、励起光の照射に起因して対象物１１から発せられる蛍光が含まれていない。
【０１２８】
信号処理回路１４０は、減衰部４１の代わりに減衰部１４１を備える。減衰部１４１は、第１の出力信号から第２の出力信号を、環境光に相当する信号成分として減衰させる。具体的には、減衰部１４１は、観測波長毎に、第１の出力信号の信号強度から第２の出力信号の信号強度を減算することで、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を生成する。
【０１２９】
［２−２．動作］
続いて、本実施の形態に係る光観測装置１１０の動作について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る光観測装置１１０の動作を示すフローチャートである。
【０１３０】
図１１に示すように、励起光の照射（Ｓ１０）及び第１の出力信号の取得（Ｓ１２）は、図４で示した処理と同じである。具体的には、信号処理回路４０は、図６及び図７に示す第１の出力信号を取得する。
【０１３１】
次に、光源部１２０は、励起光の照射を停止する（Ｓ２３）。具体的には、光源部１２０は、第１の受光部１３０から第１の出力信号が出力された後、励起光の照射を停止する。第１の出力信号は、例えば、信号処理回路１４０が備える記憶部（図示せず）などに保存される。
【０１３２】
次に、第１の受光部１３０は、対象物１１からの光（すなわち第２の光）を受光し、当該光の観測波長毎の受光強度を表す第２の出力信号を出力する（Ｓ２４）。
【０１３３】
図１２は、本実施の形態に係る光観測装置１１０の第１の受光部１３０が、励起光が対象物１１に照射されていないときに受光した光に基づく蛍光指紋の一例を示す図である。なお、図１２は、実測したものではなく、シミュレーションにより作成したものである。このため、図５で示した環境光のスペクトルとは厳密には異なっている。
【０１３４】
図１２に示すように、環境光のピーク波長に相当する波長帯域に、信号強度が大きい縦筋が見られる。図１２に示す蛍光指紋では、励起光が対象物１１に照射されていないので、励起波長に依存する成分が含まれていない。
【０１３５】
次に、減衰部１４１は、第１の出力信号から第２の出力信号を、環境光に相当する信号成分として減衰させる（Ｓ２５）。具体的には、図６に示す蛍光指紋から図１２に示す蛍光指紋が除去されるので、図８に示す蛍光指紋に相当する信号が生成される。
【０１３６】
最後に、特定部４３は、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて対象物１１の成分を特定する（Ｓ１６）。具体的な処理は、実施の形態１と同様である。
【０１３７】
以上のように、本実施の形態に係る光観測装置１１０によれば、励起波長依存性を有しない信号成分を特定する必要がなく、単に、第１の出力信号から第２の出力信号を減算することで、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を生成する。したがって、信号処理に係る処理量を削減することができる。
【０１３８】
また、励起光が照射されずに対象物１１から蛍光がほとんど発生していない場合に光を受光するので、受光した光のほとんどが環境光に起因する成分となる。したがって、光観測装置１１０は、環境光の受光強度を精度良く取得することができるので、蛍光観測の精度が高められ、対象物の分析精度も高めることができる。
【０１３９】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３について説明する。
【０１４０】
実施の形態３に係る光観測装置は、実施の形態２に係る光観測装置１１０と比較して、第２の出力信号の生成方法が相違している。具体的には、本実施の形態では、光観測装置は、第２の出力信号を生成して出力する第２の受光部を備える。
【０１４１】
図１３は、本実施の形態に係る光観測装置２１０の構成を示すブロック図である。
【０１４２】
図１３に示すように、光観測装置２１０は、実施の形態２に係る光観測装置１１０と比較して、光源部１２０及び信号処理回路１４０の代わりに光源部２０及び信号処理回路２４０を備える点と、新たに第２の受光部２３０を備える点が相違する。以下では、実施の形態２との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
【０１４３】
第２の受光部２３０は、対象物１１で発生した蛍光の光路と重ならない位置に設けられる。例えば、第１の受光部３０の受光面と、第２の受光部２３０の受光面とが互いに異なる方向を向くように、第２の受光部２３０が配置される。具体的には、例えば、光観測装置２１０の筐体の第１の面上に第１の受光部３０の受光面が配置され、第１の面と対向する第２の面上に第２の受光部２３０の受光面が配置される。このように第２の受光部２３０を設けることにより、第２の受光部２３０には、対象物１１で発生した蛍光は入射しない。
【０１４４】
第２の受光部２３０は、環境光に相当する第２の光を受光し、第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力する。本実施の形態では、第２の受光部２３０は、第２の光を受光し、第２の光の観測波長毎の受光強度を表す第２の出力信号を出力する。具体的には、第２の受光部２３０は、環境光のうち、光源部２０から出射された照射光が照射されている領域とは異なる領域で反射された成分と、環境光のうち、第２の受光部２３０に直接入射する成分と、を第２の光として受光する。第２の受光部２３０の構成は、例えば、図２に示した第１の受光部３０と同様である。
【０１４５】
なお、第１の受光部３０と第２の受光部２３０は、１つの受光装置の中の異なる一部分であってもよい。例えば、光観測装置２１０は、第１の受光部３０及び第２の受光部２３０を含むイメージセンサを備えてもよい。
【０１４６】
例えば、図１４に示す光観測装置２１１は、第１の受光部３０及び第２の受光部２３０を含むイメージセンサ２５０を備える。なお、図１４は、実施の形態３の変形例に係る光観測装置２１１の構成を示すブロック図である。
【０１４７】
イメージセンサ２５０は、複数の画素が配列された受光領域を有するイメージセンサである。この場合、第１の受光部３０及び第２の受光部２３０は、それぞれ、受光領域における互いに異なる領域である。具体的には、例えば、イメージセンサ２５０受光領域において、第１の受光部３０に相当する第１の領域と、第２の受光部２３０に相当する第２の領域との間隔は、対象物１１で発生した蛍光のスポットサイズよりも大きい。
【０１４８】
第２の光には、励起光と、励起光によって励起された蛍光とがほとんど含まれておらず、環境光が含まれている。したがって、第２の出力信号は、実施の形態２における第２の出力信号と同等であると考えられる。
【０１４９】
信号処理回路２４０は、減衰部１４１の代わりに減衰部２４１を備える。減衰部２４１は、第１の出力信号と第２の出力信号との演算により、第１の出力信号から環境光に相当する信号成分を減衰させる。具体的には、減衰部２４１は、第１の出力信号から第２の出力信号を、環境光に相当する信号成分として減衰させる。より具体的には、減衰部２４１は、観測波長毎に、第１の出力信号の信号強度から第２の出力信号の信号強度を減算することで、環境光に相当する信号成分が減衰された信号を生成する。
【０１５０】
以上のように、本実施の形態に係る光観測装置２１０は、第２の受光部２３０を備えるので、第１の受光部３０によって対象物１１からの蛍光を含む光の受光を行いながら同時に、第２の受光部２３０によって励起光による蛍光を含まない光の受光を行うことができる。例えば、第２の受光部２３０を環境光の受光の専用に利用することができるので、蛍光などの外乱光の影響を受けずに環境光の受光強度を精度良く取得することができる。したがって、蛍光観測の精度が高まるので、対象物１１の成分の分析精度も高めることができる。
【０１５１】
（実施の形態４）
続いて、実施の形態４について説明する。
【０１５２】
実施の形態４に係る光観測装置では、実施の形態１から３に係る光観測装置と比較して、検知する対象となる対象物が相違する。また、本実施の形態に係る光観測装置では、対象物が発する蛍光ではなく、対象物からの反射光（具体的には、後方散乱光）を受光する。
【０１５３】
［４−１．構成］
図１５は、本実施の形態に係る光観測装置３１０の構成を示すブロック図である。図１６は、本実施の形態に係る光観測装置３１０の原理を模式的に示す図である。
【０１５４】
図１５に示すように、光観測装置３１０は、実施の形態３に係る光観測装置２１０と比較して、光源部２０、第１の受光部３０及び信号処理回路２４０の代わりに、光源部３２０、第１の受光部３３０及び信号処理回路３４０を備える点が相違する。以下では、実施の形態３との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
【０１５５】
本実施の形態では、対象物３１１は、空間中に飛散する微粒子（いわゆる、エアロゾル）のうち、蛍光を発しない微粒子である。例えば、対象物３１１は、ＰＭ２．５、ＰＭ１０などの粒子状物質、黄砂、又は、埃などである。対象物３１１は、例えば、有機物を含まない無機物であるが、花粉などの有機物であってもよい。図１６に模式的に示すように、対象物３１１は、例えば、５０ｃｍ立方の範囲内に局在して浮遊している。
【０１５６】
光源部３２０は、照射光を対象物３１１に向けて照射する光源の一例である。光源部３２０が出射する照射光は、対象物３１１を励起させる必要がないので、広い波長帯域から選択された波長の光を利用することができる。例えば、光源部３２０は、３００ｎｍ以上１４００ｎｍ以下の範囲に含まれる波長を有するレーザダイオード又はＬＥＤを有する。光源部３２０の波長は、例えば、７８０ｎｍ以上の近赤外光あるいは赤外光である。例えば、レーザダイオード又はＬＥＤは、パルス光を出射する。
【０１５７】
光源部３２０は、実施の形態１と同様に、例えば、光出射レンズ２４を備えていてもよい。光出射レンズ２４は、例えばコリメートレンズである。レーザダイオード又はＬＥＤから発せられた光は、光出射レンズ２４によって平行光に変換され、照射光として出力される。
【０１５８】
第１の受光部３３０は、光源部３２０からの照射光が対象物３１１に照射された場合に、照射光の少なくとも一部が対象物３１１によって反射された反射光、及び、環境光を含む第１の光を受光し、第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を出力する。本実施の形態では、具体的には、反射光は、対象物３１１からのミー散乱による後方散乱光である。第１の受光部３３０には、フォトダイオードや光電子増倍管（ＰＭＴ：Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  ｔｕｂｅ）が使用できる。
【０１５９】
本実施の形態では、対象物３１１によって照射光が波長変換されないので、反射光の波長と照射光の波長とが実質的に同じである。このため、第１の受光部３３０による観測波長は、例えば、光源部３２０が出射する照射光の波長と同じである。
【０１６０】
第１の受光部３３０は、例えば、図１６に示すように、光源部３２０からの照射光の出射方向に対して、９０°側方の位置に設けられている。照射光の経路上には、ハーフミラー３３２が設けられている。ハーフミラー３３２は、光源部３２０から出射された照射光を透過させ、かつ、対象物３１１からの反射光を反射する。反射された反射光は、第１の受光部３３０によって受光される。
【０１６１】
なお、第２の受光部２３０は、実施の形態３と同様に、環境光に相当する第２の光を受光し、第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を出力する。例えば、第２の受光部２３０は、第１の受光部３３０とは受光範囲が重複しないように設けられる。
【０１６２】
信号処理回路３４０は、評価部４２及び特定部４３を備えず、減衰部３４１を備える。減衰部３４１は、第１の出力信号と第２の出力信号との演算により、第１の出力信号から環境光に相当する信号成分を減衰させる。減衰部３４１は、例えば、第１の出力信号から第２の出力信号を、環境光に相当する信号成分として減衰させる。
【０１６３】
［４−２．動作］
続いて、本実施の形態に係る光観測装置３１０の動作について、図１６から図１９を用いて説明する。
【０１６４】
本実施の形態では、まず、光源部３２０が照射光を照射する。図１６に示されるように、対象物３１１が存在する場合、光源部３２０から出射された照射光の少なくとも一部が対象物３１１によって反射される。このとき、後方に反射された光、すなわち、後方散乱光３８２は、ハーフミラー３３２によって反射され、第１の受光部３３０によって受光される。
【０１６５】
また、光源部３２０から出射された照射光の残りは、壁面３９０などによって反射される。その反射光３９２も後方散乱光３８２と同様に、第１の受光部３３０によって受光される。
【０１６６】
図１７は、本実施の形態に係る光観測装置３１０の第１の受光部３３０から出力される信号の時間変化を示す図である。図１７において、横軸は、パルス光である照射光を出射した時点からの経過時刻を示している。縦軸は、第１の受光部３３０から出力される第１の出力信号の信号強度を表している。なお、後述する図１８及び図１９においても同様である。
【０１６７】
図１７に示すように、照射光が出射された後、後方散乱光３８２に相当するピーク３８４が現れる。ピーク３８４が現れる時刻は、光源部３２０及び第１の受光部３３０から対象物３１１までの距離に相当する。ピーク３８４の大きさは、例えば、対象物３１１の粒子の大きさ又は濃度に相当する。
【０１６８】
第１の受光部３３０には環境光も入射するので、第１の出力信号には、図１８に示すような環境光に相当する信号成分が含まれる。図１８に示すように、環境光の強弱に変動がある場合、図１７に示すように、ピーク３８４が環境光の強弱の変動に紛れて検出するのが難しくなる。
【０１６９】
ここで、図１８は、本実施の形態に係る光観測装置３１０の第２の受光部２３０から出力される信号の時間変化を示す図である。第２の受光部２３０では、照射光、後方散乱光３８２及び反射光３９２のいずれも受光されず、光観測装置３１０の周囲の環境光が受光される。このため、第２の受光部２３０から出力される第２の出力信号は、環境光に相当する信号成分に相当する。
【０１７０】
本実施の形態では、信号処理回路３４０の減衰部３４１が、図１７に示される第１の出力信号から、環境光に相当する信号成分を減衰させる。具体的には、減衰部３４１は、図１７に示される第１の出力信号から、図１８に示される第２の出力信号を減衰させる。これにより、図１９に示される信号が生成される。
【０１７１】
図１９は、本実施の形態に係る光観測装置３１０の信号処理回路３４０が生成する、第１の出力信号から環境光に相当する信号成分が減衰された信号を示す図である。図１９に示されるように、環境光に相当する信号成分が減衰されているので、対象物３１１からの反射光である後方散乱光３８２に相当するピーク３８４を精度良く検出することができる。信号処理回路３４０は、例えば、ピーク３８４の時刻及び大きさに基づいて、対象物３１１の種類及び位置を特定する。
【０１７２】
なお、ピーク３８４が現れた後に、壁面３９０による反射光３９２に相当するピーク３９４が現れる。ピーク３９４が現れる時刻は、光源部３２０及び第１の受光部３３０から壁面３９０までの距離に相当する。ピーク３９４の大きさは、ピーク３８４の大きさよりも大きい。
【０１７３】
対象物３１１が存在しない場合、ピーク３８４が現れることなく、ピーク３９４が現れる。これにより、光源部３２０と壁面３９０との間には、対象物３１１が存在しないことが分かる。
【０１７４】
なお、本実施の形態において、光源部３２０は、照射光として励起光を照射してもよい。この場合、対象物３１１が有機物である場合には、蛍光が第１の受光部３３０によって受光される。対象物３１１が、蛍光を発しない無機物である場合には、ミー散乱による後方散乱光が第１の受光部３３０によって受光される。蛍光と後方散乱光とでは波長が異なるので、第１の受光部３３０によって波長分離することで、いずれの波長成分の光を受光したかを判別することが可能になる。これにより、対象物３１１が有機物であるか無機物であるかを判別することができる。
【０１７５】
（他の実施の形態）
以上、１つ又は複数の態様に係る光観測装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【０１７６】
例えば、光検出器３１は、複数の光電変換素子である画素が行列状に配列されたイメージセンサでもよい。これにより、２次元的に蛍光観測を行うことができるので、所定の領域内に存在する複数の対象物１１の成分分析を同時に行うことができる。具体的には、イメージセンサの画素毎に蛍光指紋が得られるので、画素毎に対象物１１の成分分析を行うことができる。
【０１７７】
また、例えば、光観測装置１０は、光源部２０を備えていなくてもよい。例えば、他の励起光源が対象物１１に励起光を照射し、光観測装置１０は、対象物１１に照射された励起光によって発生する蛍光を受光してもよい。あるいは、光観測装置１０は、環境光に含まれる波長成分を励起光として利用してもよい。
【０１７８】
また、例えば、光観測装置１０の信号処理回路４０は、特定部４３を備えていなくてもよい。例えば、信号処理回路４０は、特定部４３の代わりに、蛍光指紋データを出力する出力端子又は通信インタフェースなどを備えていてもよい。信号処理回路４０は、サーバ装置に蛍光指紋データを出力してもよい。
【０１７９】
また、例えば、上記の実施の形態では、対象物１１が人の嘔吐物、花粉、ハウスダストなどである例について示したが、これに限らない。対象物１１は、励起光を照射した場合に蛍光を発する物質を含んでいれば、特に限定されない。また、対象物１１は、実施の形態４でも示したように、蛍光を発しない物体であってもよい。
【０１８０】
また、例えば、本開示は、各実施の形態に係る光観測装置の信号処理回路が行う処理をステップとして含む光観測方法として実現することもできる。
【０１８１】
例えば、光観測方法では、まず、信号処理回路が、互いに異なる複数の励起波長から選択される励起波長を有する励起光が対象物１１に照射された場合に対象物１１から発生する蛍光、及び、環境光を含む第１の光の複数の観測波長毎の強度を表す第１の出力信号を取得する（図４のステップＳ１２）。次に、信号処理回路は、取得した第１の出力信号から環境光に相当する信号成分を減衰させ、環境光に相当する信号成分を減衰させた第１の出力信号の信号強度を、励起波長及び観測波長の組み合わせ毎に評価する（図４のステップＳ１４）。また、信号処理回路は、環境光に相当する信号成分が減衰された信号に基づいて対象物１１の成分を特定してもよい（図４のステップＳ１６）。
【０１８２】
また、別の光観測方法では、まず、信号処理回路が、光源からの照射光が対象物１１に照射された場合に、対象物１１から戻った反射光及び対象物１１で発生した蛍光からなる群から選択される少なくとも１つの光と、環境光と、を含む第１の光の受光強度を表す第１の出力信号を取得する（図１１のステップＳ１２）。次に、信号処理回路は、環境光を含む第２の光の受光強度を表す第２の出力信号を取得する（図１１のステップＳ２４）。なお、第１の出力信号の取得と第２の出力信号の取得とは、同時に行われてもよく、いずれが先に行われてもよい。次に、信号処理回路は、第１の出力信号と第２の出力信号との演算により、第１の出力信号から環境光に相当する信号成分を減衰させる（図１１のステップＳ２５）。
【０１８３】
なお、本開示は、光観測方法として実現できるだけでなく、光観測方法に含まれる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム、及び、そのプログラムを記録したＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録媒体として実現することもできる。コンピュータが記録媒体に格納されたプログラムを読取り、実行することにより、上述した各ステップが実現される。プログラムは、記録媒体に予め記録されていてもよく、あるいは、インターネットなどを含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。
【０１８４】
また、上記の各実施の形態において、光観測装置の信号処理回路の各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、あるいは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０１８５】
このとき、プロセッサは、プログラムを実行することによって機能を実現することができれば、その種類は限られない。例えば、プロセッサは、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの半導体集積回路を含む１つ又は複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに設けられてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されてもよく、複数の装置に分散して備えられてもよい。
【０１８６】
以上のように、上述した包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【０１８７】
また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
本開示は、汎用性が高い光観測装置として利用でき、例えば、対象物の分析装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【０１８９】
１０、１１０、２１０、２１１、３１０  光観測装置
１１、３１１  対象物
２０、１２０、３２０  光源部
２１  励起光源
２２、３２  フィルタ
２３、３３  光ファイバ
２４  光出射レンズ
３０、１３０、３３０  第１の受光部
３１  光検出器
３４  受光レンズ
４０、１４０、２４０、３４０  信号処理回路
４１、１４１、２４１、３４１  減衰部
４２  評価部
４３  特定部
２３０  第２の受光部
２５０  イメージセンサ
３３２  ハーフミラー
３８２  後方散乱光
３８４、３９４  ピーク
３９０  壁面
３９２  反射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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