蔡能斌，黃曉春，徐寶楨

（1.上海市公安局物證鑒定中心，上海 200083；2.上海恒光警用器材有限公司，上海 200083）

1 引言

在刑事案件的案發(fā)現(xiàn)場，利用各種光源搜索和發(fā)現(xiàn)潛在物證是法庭科學(xué)的重要研究內(nèi)容之一。隨著刑事技術(shù)的發(fā)展，用于現(xiàn)場搜索和發(fā)現(xiàn)潛在物證的光源發(fā)展很快，目前常用的光源有紫外燈［1］、激光［2-3］和多波段光源［4-5］等。多波段光源最初是作為激光的替代光源出現(xiàn)的，由于其具有亮度高、波段豐富、便于攜帶等特點，在法庭科學(xué)領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。但是，在實踐中這些光源往往是相對獨立的，沒有和成像系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，現(xiàn)場潛在物證的發(fā)現(xiàn)和提取過程銜接不夠緊密，有時雖然發(fā)現(xiàn)了物證，卻不能有效地提?。痪投嗖ǘ喂庠炊?，各波段由鍍膜的帶通濾光鏡分光而來，受鍍膜工藝的限制，隨著時間的推移，鍍膜可能逐漸消褪，從而使各波段的光譜有所偏移。此外，由于激光和多波段光源功率較大，通常需要使用交流電源，因此在現(xiàn)場應(yīng)用有一定的限制。為此，本文研制了環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)，LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體組件，不同種類的LED能夠發(fā)出從200-1550nm波長范圍的不同波長的光線［6］；LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，因此可承受高強度機械沖擊和震動，不易損壞，LED光源體積小、重量輕，單色性好，無需濾光，可直接發(fā)出相關(guān)波段的光，且亮度衰減周期長，使用壽命長。本文研制的環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)集成了多波段光源和紅紫外相機、載物臺等設(shè)備，使現(xiàn)場潛在物證的發(fā)現(xiàn)和提取過程融為一體，由于LED發(fā)光的單色性好，光譜窄，無需濾光，因此各波段的光譜穩(wěn)定，檢測靈敏度較高，且操作簡便，交直流兩用，不僅適合實驗室使用，同樣也適合現(xiàn)場應(yīng)用。

2 環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)的總體的設(shè)計

如圖1、圖2所示為環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)的總體設(shè)計圖，由主體柜1、升降裝置2、XY移動平臺3、主體平臺4、萬向云臺5、立柱架6、光源固定架7、環(huán)形LED多波段光源8、相機固定架9和紅紫外相機10組成。其結(jié)構(gòu)如下：

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計圖（正視圖）

主體柜1，其柜面11設(shè)有中心孔111，柜內(nèi)設(shè)置升降裝置2，本實施例的升降裝置2采用電動馬達驅(qū)動。在主體柜1的底部安裝4個萬向滾輪12，萬向滾輪12為低噪音萬向移動滾輪，使用萬向滾輪12使主體柜1可以在水平方向任意移位，同時萬向滾輪12具有鎖死功能，進行照相工作時可使主體柜1固定在所需位置。

圖2 系統(tǒng)總體設(shè)計圖（右視圖）

XY移動平臺3，這是現(xiàn)有產(chǎn)品，其有兩個使移動平臺臺面在水平方向分別能作X與Y向移動的電機，其置于主體柜1內(nèi)，XY移動平臺3的臺面底面固定于升降裝置2的升降桿21頂部，使該XY移動平臺3的臺面既能進行升降移動，又能在水平方向進行X與Y向的移動，該移動平臺臺面上面固定一安裝桿31，安裝桿31伸出柜面的中心孔111。

主體平臺4，固定于所述安裝桿31的頂部，使其可以跟隨XY移動平臺3既能進行升降移動，又能在水平方向進行X與Y向的移動。

萬向云臺5，是現(xiàn)有產(chǎn)品，采用能進行360°轉(zhuǎn)動及0-45°傾斜的萬向云臺，其擱置于所述主體平臺4上的中心位置，其既可以跟隨主體平臺4進行X、Y方向移動及升降移動，本身又能進行360°轉(zhuǎn)動及0-45°傾斜。如果只需平面取證的被檢物證，不需進行多角度照相取證，將萬向云臺5取走，直接將該被檢物證置放于主體平臺4上進行照相取證；如果是需要多角度取證的被檢物證，就需要多角度進行照相取證，則將該萬向云臺5擱置于所述主體平臺4上，將該被檢物證置放于萬向云臺5的臺面上，進行多角度照相取證。

立柱架6，為中空管（內(nèi)置電路線），固定于所述主體柜的柜面11上。

環(huán)形LED多波段光源8，參見圖3-圖4，其是由安裝座81、安裝在該安裝座81上的LED光源集成組82以及與光源集成組82連接的直流電源83組成，在安裝座81的中心設(shè)置中心孔84。

相機10，采用紅紫外數(shù)碼相機，其安裝在一個相機固定架9上，相機固定架9固定安裝在立柱架6頂端，并使相機10的鏡頭中心正對萬向云臺5的臺面中心，與相機10連接的鏡頭探入環(huán)形LED多波段光源8的中心孔84內(nèi)進行拍照。紅紫外數(shù)碼相機可通過USB線與計算機連接，可通過計算機對相機進行操控（計算機內(nèi)裝有圖像處理軟件），可對紅紫外相機所拍攝的現(xiàn)場物證圖像進行優(yōu)化。

3 環(huán)形LED多波段光源的設(shè)計

如圖3所示為環(huán)形LED多波段光源的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，由安裝座81、安裝在該安裝座81上的LED光源集成組82以及與光源集成組82連接的直流電源83組成，在安裝座81的中心設(shè)置中心孔84。如圖4所示為環(huán)形LED多波段光源的電路設(shè)計圖，所述直流電源83為+12V鋰電池，置放在安裝座81內(nèi)。

安裝座81的一側(cè)固定一個光源固定架7，參見圖2，光源固定架7固定在萬向云臺5上方的立柱架6上并使環(huán)形LED多波段光源8的中心正對萬向云臺5的臺面中心，使環(huán)形LED多波段光源8的光源均勻照在置于萬向云臺5上的物證或置于主體平臺4上的物證。

LED光源集成組82由九個不同波長（365nm，400nm，420nm，450nm，520nm，580nm，620nm，945nm及白光）的光源組并聯(lián)組成，每個波長的光源組由數(shù)個四波長的LED串聯(lián)組成。圖4所示的電路中，直流電源83與分色光源集成組82之間連接一個總開關(guān)K，在總開關(guān)K與每個波長的光源組之間分別連接一個分開關(guān)K1-K9，這樣，可以根據(jù)每個現(xiàn)場潛在物證的具體情況，來選擇不同波長的LED光源組進行照明，以滿足分色照相、紫外照相、紅外照相及光致發(fā)光照相等技術(shù)要求。

為使照明的光源均勻，參見圖3，LED光源集成組82的所有LED均勻分布于安裝座81中心點 （B點）周圍，即所有LED均勻分布于與中心孔84同心的兩個同心圓上，并每個波長的光源組中數(shù)個LED同樣均勻分布于安裝座81中心點（B點）周圍，即每個波長的光源組中4個LED在均勻分布在一個圓上相隔90°的位置上。

為防止環(huán)境光線的干擾，在環(huán)形LED多波段光源8的外面套有一個遮光罩20。遮光罩20是由扇形折疊式遮光材料圍成的圓錐形罩，其高度為環(huán)形LED多波段光源8與主體柜的柜面11的距離。遮光罩20套在環(huán)形LED多波段光源8的外面后擱置在柜面11上，圓錐形罩頂部一點與安裝座81可拆卸連接，左右兩個扇邊設(shè)有互扣的搭扣。使用時將扇形面從該點開始左右展開并沿著安裝座81周邊圍成一個圓錐形罩，并將重疊的扇邊用搭扣互扣；不用時，解開搭扣成折疊狀，這樣，便于被檢物證以及萬向云臺5的取放。

圖3 環(huán)形LED多波段光源的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

圖4 環(huán)形LED多波段光源的電路設(shè)計圖

4 研制結(jié)果

如圖5所示為環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)研制結(jié)果的實物照片。環(huán)形LED多波段光源包含九個不同波段（365nm，400nm，420nm，450nm，520nm，580nm，620nm，945nm及白光）的光譜，在這些波段可以用來進行分色照相，其中的365nm是紫外熒光照相和紫外反射照相的常用波段，400nm、420nm、450nm和520nm是可見熒光照相和紅外發(fā)光照相的常用波段，580nm可用來激發(fā)潛在字跡的紅外發(fā)光［7］，620nm和945nm是紅外反射照相的常用波段。綜上所述，應(yīng)用該設(shè)備可以進行分色照相、紫外照相、紅外照相及光致發(fā)光照相等實驗，且具有光照均勻、單色性好、無需濾光、光譜穩(wěn)定、使用壽命長等特點，因此具有較大的推廣應(yīng)用價值。此外，為了進一步提高該設(shè)備的實用性，在研制過程中還設(shè)計了許多附件，如：直流面光源、直流環(huán)形光源、多頭點光源等，以滿足可見光物證檢驗照相的配光技術(shù)要求。

圖5 環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)實物照片

5 案例應(yīng)用

環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)已經(jīng)在多起案件中得到了成功的應(yīng)用，例如：2011年10月，上海市嘉定區(qū)發(fā)生一起殺人焚尸案，技術(shù)人員在現(xiàn)場提取到一個殘缺的塑料瓶，要求以光學(xué)方法在該物證表面提取指印。由于該物證經(jīng)高溫后表面變形嚴重，普通照相光斑較小，指印紋線表現(xiàn)不完整，如圖6所示。利用環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)進行紫外照相，拍攝結(jié)果光照均勻指印紋線表現(xiàn)較完整、反差良好，為案件偵破提供了技術(shù)支撐，如圖7所示。

圖6 普通照相拍攝的指印

圖7 環(huán)形LED多波段光源成像系統(tǒng)拍攝的指印

［1］孫成元，吳萬哲，李強.便攜環(huán)形紫外燈的研制與應(yīng)用［M］.第四次全國刑事照相學(xué)術(shù)交流會論文選，1998：323-324.

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