專利名稱：一種便攜式痕跡探測光譜成像儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種便攜式痕跡探測光譜成像儀，屬于光機電一體化領(lǐng)域和光譜成像領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
痕跡檢驗技術(shù)是刑事科學(xué)技術(shù)和司法檢驗技術(shù)的重要組成部分，同時，在行政執(zhí)法和處理民事糾紛方面也有廣泛運用?，F(xiàn)代痕跡技術(shù)應(yīng)用專門的技術(shù)方法，對與犯罪事件有關(guān)的人或物留下的痕跡進行勘驗和鑒定，例如對手印、腳印、牙印、槍彈痕跡、工具痕跡、車輛痕跡、整體分離痕跡以及其他特殊痕跡的檢驗。痕跡檢驗的主要任務(wù)在于發(fā)現(xiàn)、提取和保全各種痕跡；研究痕跡形成的機制及其與犯罪事件的聯(lián)系；進行同一認(rèn)定以確定痕跡是 否屬某ー特定人或物所遺留。目前傳統(tǒng)的痕跡檢驗主要采用熒光粉末、結(jié)合粉末顯現(xiàn)法、502膠熏顯染色法、顆粒劑顯現(xiàn)法、懸浮液法顯現(xiàn)法等傳統(tǒng)探測方法，以及化學(xué)分析和DNA檢測等技術(shù)手段，其靈敏度低，而且容易損壞檢材，越來越不適合現(xiàn)代痕跡檢測的需求。光技術(shù)具有靈敏度高且不損壞檢材的特點，所以，對于很多痕跡物證的勘査、檢驗，各種光學(xué)檢測法是例行的第一歩，光譜成像技術(shù)將成像技術(shù)與光譜技術(shù)結(jié)合在一起，在獲取目標(biāo)的ニ維空間信息的同時，也獲得了目標(biāo)的特征光譜信息，形成數(shù)據(jù)立方體，大大提高了檢驗的準(zhǔn)確性。然而，國內(nèi)外現(xiàn)有的采用光譜成像技術(shù)進行痕跡探測的方式，主要是將樣本采集后，在實驗室環(huán)境下進行探測與識別，造成檢測周期長，不適合現(xiàn)場檢測?；诖?，如何實用新型一種便攜式痕跡探測光譜成像儀，攜帯方便，可以實時顯示檢測結(jié)果，而且靈敏度高、不損壞檢材，是本實用新型主要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決目前還沒有ー種高靈敏度、便攜式痕跡檢測儀器的問題，提供了一種便攜式痕跡探測光譜成像儀，具有靈敏度高、攜帯方便、實時輸出檢測結(jié)果的優(yōu)點。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種便攜式痕跡探測光譜成像儀，包括主機外殼、設(shè)置在主機外殼內(nèi)的光機組件、處理器、電源模塊、以及設(shè)置在所述主機外殼外側(cè)的物鏡，所述的光機組件包括依次連接的中繼鏡前組、液晶可調(diào)諧濾光片、中繼鏡后組、以及陣列式固體探測器，所述物鏡與中繼鏡前組連接，所述處理器分別與液晶可調(diào)諧濾光片、陣列式固體探測器、電源模塊連接，中繼鏡前組、中繼鏡后組、物鏡三者的光軸重合，液晶可調(diào)諧濾光片的中心位于所述的光軸上，且液晶可調(diào)諧濾光片與該光軸垂直。為了能夠?qū)崟r輸出檢測結(jié)果，所述的光譜成像儀還包括與處理器連接的顯示屏。進ー步的，為了方便操作，以及向處理器輸入控制命令，所述的顯示屏為液晶觸摸屏。[0011]又進ー步的，所述的光機組件還包括底板，所述底板上設(shè)有用于固定液晶可調(diào)諧濾光片的固定架，固定架的前壁和后壁分別留有通光孔。優(yōu)選的，為了使光譜儀適配多種物鏡，所述的成像儀還包括轉(zhuǎn)接座，所述轉(zhuǎn)接座一端與物鏡連接，另外一端與中繼鏡前組連接。進ー步的，所述的轉(zhuǎn)接座為筒狀，其一端為標(biāo)準(zhǔn)C接ロ，用于連接物鏡，另外一端車有內(nèi)螺紋，所述中繼鏡前組設(shè)置于轉(zhuǎn)接座內(nèi)，且中繼鏡前組的軸肩上車有與所述內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。相應(yīng)的，所述的轉(zhuǎn)接座固定在所述固定架的前壁上，中繼鏡后組固定在所述固定架的后壁上。所述的中繼鏡前組與中繼鏡后組對稱設(shè)置在液晶可調(diào)諧濾光片的兩側(cè)，為液晶可調(diào)諧濾光片提供一段平行光路，可有效消除液晶可調(diào)諧濾光片自身引起的色差。其中，所述的陣列式固體探測器為CCD陣列、CMOS陣列、或者光電ニ極管陣列?！に龅闹欣^鏡前組與中繼鏡后組為雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型的便攜式痕跡探測光譜成像儀，采用嵌入式處理器實時采集處理圖像，并可以實時輸出顯示，具有實時性，而且儀器體積小，攜帯方便，可以攜帶至現(xiàn)場采集，室內(nèi)、野外均可使用，結(jié)合現(xiàn)場輸出結(jié)果的特點，給使用帶來極大的方便，采用光技術(shù)進行檢測，具有靈敏度高且不損壞檢材的特點，結(jié)合成像技術(shù)和光譜技術(shù)，在獲取目標(biāo)的ニ維空間信息的同時，也獲得了目標(biāo)的特征光譜信息，形成數(shù)據(jù)立方體，大大提高了檢驗的準(zhǔn)確性；具有發(fā)現(xiàn)痕跡報警功能，減少了由于操作人員主觀原因造成的誤判。結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細(xì)描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

圖I是本實用新型所提出的便攜式痕跡探測光譜成像儀的ー種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中主機外殼I內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中光機組件2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是實施例一中的便攜式痕跡探測光譜成像儀的光路圖；圖5是圖2中光機組件2的爆炸圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進ー步詳細(xì)地說明。實施例一，參見圖I、圖2所示，本實施例的一種便攜式痕跡探測光譜成像儀，包括主機外殼I、設(shè)置在主機外殼I內(nèi)的光機組件2、處理器3、電源模塊4、以及設(shè)置在所述主機外殼I外側(cè)的物鏡6，參見圖3所示，所述的光機組件2包括依次連接的中繼鏡前組21、液晶可調(diào)諧濾光片22、中繼鏡后組23、以及陣列式固體探測器24，所述物鏡6與中繼鏡前組21連接，所述處理器3分別與液晶可調(diào)諧濾光片22、陣列式固體探測器24、電源模塊4連接，參見圖4所示，中繼鏡前組21、中繼鏡后組23、物鏡6三者的光軸重合，液晶可調(diào)諧濾光片22的中心位于所述的光軸上，且液晶可調(diào)諧濾光片22與該光軸垂直。為了能夠?qū)崟r輸出檢測結(jié)果，參見圖I所示，本實施例的光譜成像儀還包括顯示屏7，該顯示屏與處理器3連接，為了方便操作，以及向處理器輸入控制命令，所述的顯示屏為液晶觸摸屏，該液晶觸摸屏包含人機交互界面，操作人員可以通過觸摸屏對處理器3進行控制，完成對處理器的各項操作。處理器3優(yōu)選采用嵌入式處理器，液晶可調(diào)諧濾光片22和陣列式固體探測器24的運行指令均由處理器3發(fā)出，數(shù)據(jù)可以通過USB通信模塊傳輸。其中陣列式固體探測器24的采集的圖像數(shù)據(jù)也通過同一 USB通信模塊傳回處理器3，存儲于存儲器中。液晶可調(diào)諧濾光片22和陣列式固體探測器24同步控制，陣列式固體探測器24比液晶可調(diào)諧濾光片22延遲一段時間，具體為液晶可調(diào)諧濾光片22的調(diào)諧穩(wěn)定時間，每 調(diào)整一次液晶可調(diào)諧濾光片22，待穩(wěn)定后陣列式固體探測器24曝光一次。所述的陣列式固體探測器24可以為CCD陣列、CMOS陣列、或者光電ニ極管陣列。本實施例的成像儀還具有發(fā)現(xiàn)痕跡報警功能，通過設(shè)置一報警單元，與處理器3連接，當(dāng)處理器3發(fā)現(xiàn)痕跡時，控制報警單元報警。本實施例的便攜式痕跡探測光譜成像儀的工作原理是由物鏡6、中繼鏡前組21、中繼鏡后組23組成的光學(xué)成像系統(tǒng)將待分析目標(biāo)成像，像面位置與中繼鏡前組22的物方焦面重合，此時中繼鏡前組22將目標(biāo)光束準(zhǔn)直，即在中繼鏡前組22后面的光束為平行光束。在中繼鏡前組22后的平行光路中放置液晶可調(diào)諧濾光片22，通過調(diào)整驅(qū)動電壓，可以改變液晶可調(diào)諧濾光片22的透過中心波長，也即液晶可調(diào)諧濾光片22在控制信號控制下只通過特定光譜段的光信號。在液晶可調(diào)諧濾光片22后放置中繼鏡后組23，中繼鏡后組23將經(jīng)過濾的平行光束會聚成像，該成像面與陣列式固體探測器24的靶面重合，從而陣列式固體探測器24可以得到經(jīng)液晶可調(diào)諧濾光片22過濾的單色圖像。陣列式固體探測器24接收到的光譜圖像信號通過處理器3中的圖像采集単元轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像存貯在存儲介質(zhì)中。處理器3發(fā)出指令通過液晶可調(diào)諧濾光片22的控制板調(diào)節(jié)加在液晶可調(diào)諧濾光片22上的電壓，改變液晶可調(diào)諧濾光片22透過的中心波長。需要說明的是，本實施例的便攜式痕跡探測光譜成像儀也可外接計算機對本儀器進行控制。此外，本儀器可以采用兩種工作模式，第一種模式為目標(biāo)搜索模式，將液晶可調(diào)諧濾光片22設(shè)置在某一特定波長，陣列式固體探測器24對目標(biāo)成像，此時可以移動主機，對不同目標(biāo)進行単色成像，此方式完成對可以目標(biāo)的搜索，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可以目標(biāo)時，系統(tǒng)會在顯示圖像中進行提示。第二種模式為光譜成像模式，當(dāng)鎖定目標(biāo)后，將主機位置固定，調(diào)整液晶可調(diào)諧濾光片22的透過波長，進行不同譜段序列圖像的采集和保存，可利用主機上攜帯程序?qū)庾V圖像進行分析，也可將采集圖像下載至計算機進行進ー步分析。而且，本分析儀在光譜成像過程中可實現(xiàn)自適應(yīng)曝光時間調(diào)整，以達(dá)到最大的信噪比。在本實施例中采用液晶可調(diào)諧濾光器作為光譜圖像獲取元件，通過電調(diào)諧的液晶可調(diào)諧濾光片22，相比傳統(tǒng)機械旋轉(zhuǎn)濾光片方式，不需要多次循環(huán)轉(zhuǎn)輪獲取ー組窄帶寬的光譜圖像，可快速實現(xiàn)波段調(diào)諧，有較高的空間分辨率和光譜分辨率。本光譜成像儀在光譜獲取模式下，液晶可調(diào)諧濾光器按照固定步長譜段間隔對進入后端陣列式固體探測器的光進行濾光，而陣列式固體探測器即可依次接受經(jīng)過過濾的窄帶光譜，通過一次掃描即可實現(xiàn)ー種無運動部件靜態(tài)的全譜段光譜數(shù)據(jù)的采集。參見圖5所示，為本實施例中給出的光機組件2的ー種具體裝配圖，為了方便將光機組件2固定在主機外殼I內(nèi)，以及增加固定的穩(wěn)固性，防止搬動儀器時破壞到光學(xué)器件，還包括底板8，且所述底板8上設(shè)有用于固定液晶可調(diào)諧濾光片22的固定架9，固定架9的前壁和后壁分別留有通光孔91，其口徑大小優(yōu)選與中繼鏡前組21或中繼鏡后組23與其連接一端的口徑相吻合。將底板8使用螺釘或其他固定器件固定在主機外殼I內(nèi)。中繼鏡前組21和中繼鏡后組23兩組結(jié)構(gòu)完全相同，可互換，二者對稱放置，中繼鏡前組22起到將目標(biāo)光束準(zhǔn)直的作用，中繼鏡后組23起到將經(jīng)過濾的平行光束會聚成像的作用。為了增強光譜成像儀的適用范圍，所述的成像儀還包括轉(zhuǎn)接座10，所述轉(zhuǎn)接座10一端與物鏡6連接，另外一端與中繼鏡前組21連接。物鏡6為普通照相物鏡，可為商用攝影鏡頭或エ業(yè)鏡頭，接ロ為標(biāo)準(zhǔn)C接ロ公ロ，或者可通過轉(zhuǎn)接座10轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)C接ロ。物鏡6與主機外殼I上的標(biāo)準(zhǔn)C接ロ的母ロ連接。進ー步的，所述的轉(zhuǎn)接座10為筒狀，其一端為標(biāo)準(zhǔn)C接ロ，用于連接物鏡6，另外一端車有內(nèi)螺紋，所述中繼鏡前組22設(shè)置于轉(zhuǎn)接座10內(nèi)，且中繼鏡前組的軸肩11上車有與所述內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，便于將中繼鏡前組22與轉(zhuǎn)接座10固定。將轉(zhuǎn)接座10固定在所述的固定架9的前壁上，可以使用緊定螺釘或者 其他固定件進行固定，轉(zhuǎn)接座10與固定架9的前壁的連接處優(yōu)選設(shè)置有轉(zhuǎn)接座墊片12，以保護中繼鏡前組22。由于中繼鏡后組23無需連接轉(zhuǎn)接座，因此，可以將其固定在所述固定架9的后壁上。所述的中繼鏡前組與中繼鏡后組設(shè)計采用物方和像方雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)設(shè)計，進而可以匹配不同出瞳位置的標(biāo)準(zhǔn)C接ロ前置鏡頭，放大率為-I。當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種便攜式痕跡探測光譜成像儀，其特征在于包括主機外殼、設(shè)置在主機外殼內(nèi)的光機組件、處理器、電源模塊、以及設(shè)置在所述主機外殼外側(cè)的物鏡，所述的光機組件包括依次連接的中繼鏡前組、液晶可調(diào)諧濾光片、中繼鏡后組、以及陣列式固體探測器，所述物鏡與中繼鏡前組連接，所述處理器分別與液晶可調(diào)諧濾光片、陣列式固體探測器、電源模塊連接，中繼鏡前組、中繼鏡后組、物鏡三者的光軸重合，液晶可調(diào)諧濾光片的中心位于所述的光軸上，且液晶可調(diào)諧濾光片與該光軸垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像儀，其特征在于所述的成像儀還包括與處理器連接的顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像儀，其特征在于所述的顯示屏為液晶觸摸屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像儀，其特征在于所述的光機組件還包括底板，所述底板上設(shè)有用于固定液晶可調(diào)諧濾光片的固定架，固定架的前壁和后壁分別留有通光孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像儀，其特征在于所述的成像儀還包括轉(zhuǎn)接座，所述轉(zhuǎn)接座一端與物鏡連接，另外一端與中繼鏡前組連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像儀，其特征在于所述的轉(zhuǎn)接座為筒狀，其一端為標(biāo)準(zhǔn)C接ロ，用于連接物鏡，另外一端車有內(nèi)螺紋，所述中繼鏡前組設(shè)置于轉(zhuǎn)接座內(nèi)，且中繼鏡前組的軸肩上車有與所述內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像儀，其特征在于所述的轉(zhuǎn)接座固定在所述固定架的前壁上，中繼鏡后組固定在所述固定架的后壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像儀，其特征在于所述的中繼鏡前組與中繼鏡后組對稱設(shè)置在液晶可調(diào)諧濾光片的兩側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像儀，其特征在于所述的陣列式固體探測器為CCD陣列、CMOS陣列、或者光電ニ極管陣列。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的成像儀，其特征在于所述的中繼鏡前組與中繼鏡后組為雙遠(yuǎn)心系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式痕跡探測光譜成像儀，包括主機外殼、設(shè)置在主機外殼內(nèi)的光機組件、處理器、電源模塊、以及設(shè)置在所述主機外殼外側(cè)的物鏡，所述的光機組件包括依次連接的中繼鏡前組、液晶可調(diào)諧濾光片、中繼鏡后組、以及陣列式固體探測器，所述物鏡與中繼鏡前組連接，所述處理器分別與液晶可調(diào)諧濾光片、陣列式固體探測器、電源模塊連接，中繼鏡前組、中繼鏡后組、物鏡三者的光軸重合，液晶可調(diào)諧濾光片的中心位于所述的光軸上，且液晶可調(diào)諧濾光片與該光軸垂直。本實用新型的便攜式痕跡探測光譜成像儀，可以實時輸出顯示結(jié)果，具有實時性，儀器體積小，攜帶方便，而且還具有靈敏度高且不損壞檢材的優(yōu)點。
文檔編號G01J3/28GK202661170SQ20122027514
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者黃旻, 陳友才, 潘冬寧, 劉世杰, 齊敏珺, 于翠榮, 王新全, 夏瑋瑋 申請人:青島市光電工程技術(shù)研究院