一种刑侦用宽光谱取证装置的制作方法

本申请涉及公安刑侦技术领域，特别是涉及一种刑侦用宽光谱取证装置。

背景技术：

在犯罪现场勘查过程中，为了能够发现更多生物检材、潜在手印痕迹、工具痕迹等遗留痕迹，以获得更多侦查线索和犯罪证据，勘查人员需要运用多种技术手段对犯罪现场进行详细勘查。而光学显现技术能够在很大程度上不会对犯罪现场的遗留痕迹和多种检材造成损害，因此被广泛应用于犯罪现场的勘查。

所谓光学显现技术就是对一些眼睛看不清甚至看不见的遗留痕迹以及各种物证，利用光的性质和规律，并综合运用照明工具、摄影器材显现记录成可见影像的一种显现方法，其包括紫外显现、红外显现、生物检材显现等多种技术手段。因此，此种技术要求勘查人员除了携带现场照录像所用的单反相机、录像机之外，还需要携带红外相机、紫外相机、紫外光源、多波段光源等多种勘查设备，且还要在各种勘察设备间进行频繁切换，显然，这样会造成设备的便携性差、取证过程繁琐、勘查效率低等问题。

技术实现要素：

本申请主要解决的技术问题是提供一种刑侦用宽光谱取证装置，便于携带，有利于简化取证过程，提高勘查效率。

本申请实施例提供刑侦用宽光谱取证装置，包括主机、光源、消色差镜头以及装有光学滤光片的滤光轮；

所述光源设置在所述消色差镜头的入光端上，所述消色差镜头的出光端通过所述滤光轮与所述主机连接，所述光源包括多种不同波长的第一发光体，且至少一种第一发光体的波长位于紫外波段，不同波长的第一发光体相互独立控制；

所述主机包括图像传感器、显示屏以及匹配模块，所述显示屏和匹配模块分别与所述图像传感器连接，所述图像传感器接收从所述消色差镜头射出的光信号，并将所述光信号转换为电信号以生成采集图像，所述匹配模块用于在识别并获取所述采集图像中的指纹信息后，将所述采集图像中的指纹信息与公安数据库中的指纹信息进行匹配，并输出匹配结果。

其中，所述多种不同波长的第一发光体中包括多种不同发光角度的第一发光体；

其中同一波长、不同发光角度的第一发光体由可编程控制器或不同开关控制，同一波长、同一发光角度的第一发光体由可编程控制器或同一开关控制。

其中，所述光源还包括环形的灯罩和第二发光体，所述第一发光体为led灯和/或激光器，所述第二发光体为光波长是254纳米的汞灯；

所述第二发光体设置在所述灯罩内，所述第一发光体环形分布在所述第二发光体周围。

其中，至少部分所述第一发光体的光轴与所述消色差镜头的光轴非平行设置。

其中，至少部分所述第一发光体的光轴与所述消色差镜头的光轴之间的夹角为10°～30°。

其中，所述滤光轮包括多层结构，所述光学滤光片包括以下任意一种或多种组合：长波通滤光片和窄带滤光片组合、短波通滤光片和窄带滤光片组合、长波通滤光片和陷波滤光片组合。

其中，还包括用于对焦的激光器，所述激光器设置在所述光源、消色差镜头或滤光轮上，用以发出具有预设的光斑图案。

其中，所述主机还包括比例尺计算模块，所述激光器为发出网格光斑图案激光的激光器，所述比例尺计算模块根据以下公式计算所述采集图像的比例尺：

其中，所述x表示采集图像的比例尺，所述q表示所述网格光斑图案中的网格间距，所述p表示所述图像传感器的像素大小，所述m表示网格数量，所述n表示m个网格在所述图像传感器的像面所占的像元素。

其中，所述主机还包括激光测距模块和比例尺计算模块，所述激光测距模块与所述激光器配合以计算所述消色差镜头至物面的距离，所述比例尺计算模块根据所述物距、所述距离和采集图像的比例尺之间的预设关系、像方截距计算所述采集图像的比例尺。

其中，所述激光器发出的激光为一字光斑图案或十字光斑图案，且所述激光器为绿光激光器或红光激光器。

本申请的刑侦用宽光谱取证装置，包括主机、光源、消色差镜头以及滤光轮，光源设置在消色差镜头的入光端上，消色差镜头的出光端通过滤光轮与主机连接，主机中设置有图像传感器，从而可以通过消色差镜头采集现场照片，其中光源包括多种不同波长的第一发光体，并且不同波长的第一发光体相互独立控制，由此，本方案的取证装置集照相功能和光照功能于一身，并且还可以根据需要选择不同波长的光源，可以大大减少取证过程所需携带的设备种类，且便于携带，切换光源方便，有利于简化取证过程，提高勘查效率；另外，通过在主机中设置匹配模块，以在识别并获取采集图像中的指纹信息后，将采集图像中的指纹信息与公安数据库中的指纹信息进行匹配，并输出匹配结果，从而可以实现现场辨认嫌疑人，进一步提高勘查效率。

附图说明

图1是本申请提供的刑侦用宽光谱取证装置的一结构示意图；

图2是本申请提供的刑侦用宽光谱取证装置中，光源的结构示意图；

图3是本申请提供的刑侦用宽光谱取证装置中，第一发光体和消色差镜头的光轴非平行设置的示意图；

图4是本申请提供的第一发光体的光轴和消色差镜头的光轴之间的夹角为0°时中心区域的光斑和光强波形示意图；

图5是本申请提供的第一发光体的光轴和消色差镜头的光轴之间的夹角为30°时中心区域的光斑和光强波形示意图；

图6是本申请提供的主机一结构示意图；

图7是本申请提供的刑侦用宽光谱取证装置另一结构示意图；

图8是本申请提供的主机另一结构示意图；

图9是本申请提供的主机又一结构示意图；

图10是本申请的消色差镜头的成像原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

本申请实施例的刑侦用宽光谱取证装置为摄像装置，可以适用于对刑侦现场的证据进行显现和拍照取证。

参阅图1，本申请实施例的刑侦用宽光谱取证装置中，包括主机10、光源20、消色差镜头30以及装有光学滤光片的滤光轮40。主机10通过消色差镜头30捕获画面而实现拍照功能。

其中，消色差镜头30可以是宽光谱消色差定焦或变焦镜头，其工作波段范围为180nm(纳米)～1100nm。

其中，光源20设置在消色差镜头30的入光端上，具体可以设置在消色差镜头30的入光端周围。例如，消色差镜头30可以设置在一镜头筒中，该镜头筒可以是圆形筒，光源20对应呈圆形状，光源20套设在镜头筒上并位于消色差镜头30的周围。其中，光源20可以是环形光源，其中间区域为镂空，该镂空的中间区域和消色差镜头30在位置上对应，以使得外部光线可以从该中间区域射入消色差镜头30。或者，光源20的中间区域也可以设置一透明件，例如透明塑料层或透明玻璃层，从而可以保护消色差镜头30。

本实施例中，如图2所示，光源20包括多种不同波长的第一发光体201、第二发光体202、光罩203以及电路板204，第一发光体201和第二发光体202与电路板204连接。第一发光体201和第二发光体202设置在灯罩203内，且第一发光体201环形分布在第二发光体202的内周围。

其中，至少一种第一发光体201的波长位于紫外波段，例如波长可以是254nm，以进行指纹取证。第一发光体201可以是led灯，也可以是激光光源，例如半导体激光器、紫外激光器或固体激光器等。以第一发光体201为led灯为例，第一发光体201的波长可以包括254nm、260nm、265nm、270nm、275nm、280nm、285nm、290nm、295nm、300nm、313nm、365nm、410nm、415nm、450nm、515nm、520nm、550nm、590nm、650nm、690nm、750nm、800nm、850nm、900nm、940nm、950nm等多种，也就是说，光源20包括上述所列举的多种波长的第一发光体201。当然，第一发光体201的波长类型可以根据实际需要进行选择，对此不做限定。此外，第一发光体201中还可以包括红光led、蓝光led、绿光led以及白光led。

其中每种波长的第一发光体201的数量可以是1个、2个或者更多个，而不同波长的第一发光体201的数量可以相同，也可以不同。例如，光源20中波长为254nm的第一发光体201可以有2个，而波长270nm的第一发光体201可以有4个。

其中，不同波长的第一发光体201由不同开关控制。由此，在使用过程中，可以选择使用不同波长的第一发光体201进行照射，只需按下不同的开关即可，而不需要在不同设备之间进行切换，方便操作。

其中，同一波长的第一发光体201也可以由不同开关控制，换句话而言，本申请实施例中，每个第一发光体201的开关可以是单独控制，互相独立，从而可以获得不同的照明效果，更方便使用，且也可以根据不同的现场灵活选择和切换。当然，在其他实施例中，同一波长的第一发光体201也可以是采用同一开关控制，例如当同一波长的第一发光体201有，从而可以简化结构，并且当需要使用一种波长的第一发光体201时只需按下一个开关即可控制同一波长的所有第一发光体201工作，便于操作。

在其他实施方式中，不同波长的第一发光体201还可以通过可编程控制器灵活控制，即采用可编程控制方式控制不同波长的第一发光体201的开或者关、或者控制开关时间等。可编程控制器例如可以是一单片机，通过在可编程控制器中预先输入程序代码，从而实现不同波长的第一发光体的开关相互独立，或者还可以通过程序控制部分第一发光体发光，例如控制同一波长的部分第一发光体发光，或者控制两种或两种以上第一发光体发光，具体的可根据实际需要来设定。

其中，可以同时设置开关和可编程控制器两种控制方式来实现对第一发光体的开或关的控制，两种控制方式则由不同的开关触发。

本实施例中，通过在消色差镜头30上设置光源20，从而可以使得本申请实施例的取证装置集照相功能和光照功能于一身，在取证时只需携带本实施例的取证装置即可，不需要携带多种设备，具有较好的便携性。并且，光源20包括多种不同波长的第一发光体201，而不同波长的第一发光体201由不同的开关控制，从而可以通过不同开关选择不同波长的光源，可以大大减少取证过程所需携带的设备种类，方便切换光源，有利于简化取证过程，提高勘查效率。

其中多个第一发光体201可以均匀排布，例如可以如图2所示在圆周方向均匀排布，并且可以排布一个圆周、两个圆周或者甚至三个圆周等，可以根据第一发光体的数量进行选择。当然，多个第一发光体201也可以是非均匀排布。

第二发光体202可以是汞灯，主要用于提供245nm的光辐射。又或者，第二发光体202也可以是led灯，即254nm的光辐射可以由led灯提供，由此可以减少功耗和体积。

此外，第二发光体202和第一发光体201的开关相互独立，以分别单独控制第一发光体201和第二发光体202的开启和关闭。

可选地，多种不同波长的第一发光体201中可以包括多种不同发光角度的第一发光体，即在第一发光体201中，可以存在多种不同发光角度的第一发光体，例如发光角度小的第一发光体201可以用于打远光，而发光角度大的第一发光体201可以用于打近光，从而可以更灵活选择。进一步地，为了便于控制，同一波长、不同发光角度的第一发光体201可以由可编程控制器或者不同开关控制，从而可以分别控制不同发光角度的第一发光体201，便于根据取证现场灵活选择不同的发光角度的第一发光体201进行工作。而同一波长、同一发光角度的第一发光体201可以由可编程控制器或同一开关控制，有利于简化结构。

此外，第一发光体201中，还可以包括多种不同功率的第一发光体，如大功率的第一发光体可以用于打远光，小功率的第二发光体可以用于打近光。

本申请实施例中，第一发光体201的光轴与消色差镜头30的光轴之间可以是平行设置，也可以是非平行设置；或者，也可以是一部分第一发光体201的光轴与消色差镜头30的光轴为平行设置，另一部分第一发光体201的光轴与消色差镜头30的光轴为非平行设置。

例如，如图3所示，本实施例中，第一发光体201的光轴a与消色差镜头30的光轴b为非平行设置，并且在第一发光体201的发光侧，第一发光体201的光轴a为朝向消色差镜头30的光轴b倾斜，也即第一发光体201相对消色差镜头30的光轴倾斜，由此可以避免近距离拍照时中心区域光照弱的问题，有利于提高光照的均匀性。如图4和图5所示，其中图4的左图为第一发光体201的光轴和消色差镜头30的光轴之间的夹角为0°时中心区域的光斑示意图，右图为中心区域的光强波形图，图5左图为第一发光体201的光轴和消色差镜头30的光轴之间的夹角为30°时中心区域的光斑示意图，右图为中心区域的光强波形图，由两个图对比可知，随着第一发光体201的光轴和消色差镜头30的光轴之间的夹角增加，拍照时中心区域的光强也增大，光斑分布也更为均匀。

其中，第一发光体201的光轴和消色差镜头30的光轴之间的夹角可以是10°～30度，例如可以设置为12°或15°等，或者也可以是其他角度范围，对此不做限制。

本实施例中，滤光轮40包括多层结构，该多层结构为多层光学滤光片结构，即装载在滤光轮40中的光学滤光片可以包括以下任意一种或多种组合：长波通滤光片和窄带滤光片组合、短波通滤光片和窄带滤光片组合、长波通滤光片和陷波滤光片组合。如在物证检验领域，主要使用4种发光照相方法：紫外荧光照相法(光源为200nm～400nm，滤光片接收波段为400nm～700nm)、可见荧光照相法(光源为400nm～550nm，滤光片接收波段为550nm～700nm)、红外发光照相法(光源为450nm～600nm，滤光片接收波段为700nm～1100nm)、紫外发光照相法(光源为200nm～300nm，滤光片接收波段为300nm～400nm)，通过光源和滤光片的有机组合，即可方便实现这4种照相方法，使得本申请实施例的取证装置的便携性及实用性较常规设备有了大幅度提升。

本实施例中，消色差镜头30的出光端通过滤光轮40与主机10连接，从而主机10接收从消色差镜头30射出的光线，并将光信号转换为电信号，以生成图像并显示。

如图6所示，主机10包括图像传感器101、显示屏102和匹配模块103。其中，显示屏102和匹配模块103分别与图像传感器101连接，图像传感器101接收消色差镜头30射出的光信号，并将光信号转换为电信号以生成采集图像。显示屏102显示该采集图像。匹配模块103用于识别并获取采集图像中的指纹信息后，将采集图像中的指纹信息与公安数据库中的指纹信息进行匹配，并输出匹配结果，例如可以将匹配结果在显示屏102上显示，如可以在显示屏102所显示的采集图像上显示匹配结果，或者也可以使显示屏102将当前显示切换为显示该匹配结果。在另一些实施方式中，匹配模块103还可以通过远程通讯的方式将匹配结果发送至其他终端，例如发送到公安部指定的计算机或手机等。

公安数据库中的指纹信息可以是公安部录存的各个嫌疑犯的指纹信息，从而通过自动匹配公安数据库中的嫌疑犯的指纹信息，可以实现现场辨认嫌疑人，提高侦查效率。

在一种实施方式中，匹配模块103可以设置为自动对图像传感器101所生成的每一采集图像进行指纹识别和指纹信息的获取，从而每获取到一个指纹信息即将获取到的指纹信息与公安数据库中的指纹信息进行匹配。或者，在其他一些实施方式中，可以在主机10上设置匹配按钮，当勘查人员通过本申请实施例的取证装置拍摄得到一张采集图像后，可以通过按下匹配按钮，以触发匹配模块103对当前获得的采集图像进行指纹信息的识别和获取，进而再进行匹配工作，由此匹配模块103可以不必对每一采集图像都进行指纹识别和获取，可以大大减少运算量。

其中，在使用本实施例的取证装置时，可以通过以下步骤进行指纹搜索：

1)通过散射光进行均匀照明，以搜寻各种可见指纹；

2)定向反射照明、暗视场照明，以搜寻光滑客体上的潜在指印；

3)掠入射照明，以搜寻微弱灰尘指印；以近90°照射检材；

4)利用紫外荧光、可见荧光照射，以搜寻各种客体上潜在指印，其中紫外荧光光源可用340nm、360nm或365nm波长的第一发光体；可见荧光光源可用450nm、480nm或550nm波长的第一发光体；

5)通过紫外反射，以搜寻强烈吸收紫外线客体上潜在指印。紫外反射时的光源可用254nm，例如可以采用第二发光体进行照射，该客体例如可以是玻璃、陶瓷、搪瓷、照片、部分胶带粘面、塑料和油漆表面等客体。其中，平面客体可以采用与消色差镜头的光轴夹角为10°-15°的第一发光体进行照射，圆柱客体可以采用与消色差镜头的光轴夹角10°-30°的第一发光体入射。

本申请另一实施例中，消色差镜头30例如为宽光谱消色差变焦镜头。参阅图7，刑侦用宽光谱取证装置还可以包括激光器50。激光器50可以设置在光源20、消色差镜头30或者滤光轮40上，用以发出具有预设光斑图案的激光，例如激光器50可以设置在光源20的光罩上。

比如，激光器50发出的激光光斑图案可以是一字图案或者十字图案，又或者还可以是同心圆、平行线或者网格等其他光斑图案。在使用本申请实施例的取证装置进行取证之前，可以先进行对焦。具体而言，通过激光器50的开关开启激光器50，然后可以使激光器50对着白色墙(或其他颜色墙面或者其他物体)，以在白色墙上打出预设光斑图案，然后手动调节消色差镜头的焦距，然后目视主机10的显示屏102，当在显示屏102看到清晰的预设光斑图案时，则可认为完成对焦工作，此时可以关闭激光器50，然后开始进行取证工作。

其中，为了更好地实现对焦，激光器50可以是红光激光器或者绿光激光器。

在指纹拍摄过程中，通常需要放置比例尺，在对指纹照片进行指纹匹配时需要配合照片的比例尺来完成。

进一步地，如图8所示，本实施例中，主机10还可以包括比例尺计算模块104。激光器50为发出网格光斑图案激光的激光器，该激光器可以是单一激光器，也可以是由一字激光器和/或十字激光器组合而成，以形成网格光斑图案。比例尺计算模块104根据以下公式计算采集图像的比例尺：

其中，x表示采集图像的比例尺，q表示网格光斑图案中的网格间距，p表示图像传感器的像素大小，m表示网格数量，n表示m个网格在图像传感器的像面所占的像元素。

其中，当图像传感器101和激光器50确定时，相应地，图像传感器的像素大小和网格光斑图案的网格间距也是确定的，因此q和p可以预先进行设置，m可以任意设定，例如可以设定为4个网格、7个网格或9个网格，等等。比例尺计算模块104先计算出m个网格在所述图像传感器的像面所占的像元素n，然后根据预先设置的q、p和m计算得到比例尺，并将比例尺发送给匹配模块103，从而匹配模块103根据比例尺进行指纹匹配。输出至显示屏102以与采集图像一同显示。

在另外其他实施例中，可以通过距离计算来实现比例尺计算。参阅9和图10，其中图9所示的a表示物面，b表示像面，c表示消色差镜头，本实施例中，主机10还包括激光测距模块105和比例尺计算模块106。利用激光测距原理，激光测距模块105与激光器50配合以计算消色差镜头30(也即图10中的c)至物面a的距离lo，比例尺计算模块106根据该距离lo、距离lo和采集图像的比例尺x之间的预设关系、像方截距l'计算采集图像的比例尺。

具体地，比例尺计算模块106根据以下公式计算比例尺：

x＝y'/y＝l'/l

其中，结合图10，x表示比例尺，y'表示像高，y表示物高，l'表示像方截距，l表示物方截距，其中，当消色差镜头30已完成清晰对焦，此时像方截距l'即固定，根据成像原理比例尺计算模块106可以计算出像方截距l'；而距离lo和物方截距l之间相差一个常数，而x和距离lo之间具有预设关系，因此根据上述条件，利用上述公式可以计算出lo和物方截距l之间所相差的常数，从而可以计算得到物方截距l，再根据上述公式即可得到比例尺。

计算得到比例尺之后，关闭激光器50，在刑侦用宽光谱取证装置进行拍摄照片之后，计算模块104将获得的比例尺信息添加至拍摄的照片中。

需要说明的是，本实施例中，调焦和计算比例尺所使用的是同一个激光器50，调焦过程和比例尺计算过程可以是同时进行也可以是先后进行，例如在调焦之后，激光器50保持开启状态，然后计算模块104开始进行比例尺计算，在比例尺计算完成后，可以通过计算模块104控制激光器50可以自动关闭，或者计算模块104可以将比例尺输出至显示屏102，使用者在看到比例尺之后手动关闭激光器50，然后进行拍照工作。

其中，可以通过手动的方式触发计算模块104进行比例尺计算，或者也可以是计算模块104在检测到激光器50工作或者工作超过预定时常之后进行比例尺计算。

通过本申请实施例，可以大大减少取证过程所需携带的设备种类，且便于携带，切换光源方便，有利于简化取证过程，提高勘查效率；另外，通过在主机中设置匹配模块，以在识别并获取采集图像中的指纹信息后，将采集图像中的指纹信息与公安数据库中的指纹信息进行匹配，并输出匹配结果，从而可以实现现场辨认嫌疑人，进一步提高勘查效率。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。