朱墨時序斷層成像檢驗儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，該成像檢驗儀包括一近紅外光源、一分光器件、一參考臂光學(xué)器件、一樣品臂光學(xué)器件、一探測器和一數(shù)據(jù)采集處理裝置；所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光通過所述分光器件分為參考光和樣品光，所述參考光發(fā)送到所述參考臂光學(xué)器件，所述樣品光經(jīng)所述樣品臂光學(xué)器件聚焦朱墨樣品，經(jīng)所述朱墨樣品散射或反射的光沿原路返回與經(jīng)所述參考臂光學(xué)器件出射的光發(fā)生干涉，干涉光經(jīng)所述探測器發(fā)送到所述數(shù)據(jù)采集處理裝置。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于朱墨樣品的識別過程中。
【專利說明】
朱墨時序斷層成像檢驗儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種成像檢驗儀，特別是關(guān)于一種朱墨時序斷層成像檢驗儀。
【背景技術(shù)】
[0002]朱墨時序，是指文件上印章印文(一般為紅色，簡稱朱)與書寫、打印或復(fù)印字跡(一般為黑色，簡稱墨)形成的先后順序。在我國，正式文件材料需要加蓋印章方可生效，正常的形成順序為先形成文件內(nèi)容再蓋印印文。近年來通過在空白紙張上先蓋印印文再偽造文件內(nèi)容的違法案件數(shù)量急劇增多，對經(jīng)濟社會發(fā)展造成了嚴(yán)重危害?？焖?、準(zhǔn)確地確定朱墨時序已成為了當(dāng)前司法鑒定領(lǐng)域的現(xiàn)實需要。而且，隨著科技的不斷進步，書寫色料種類日趨多樣化，各種類型打印機也逐漸普及，朱墨時序的識別也成為一大技術(shù)難題。
[0003]目前朱墨時序的識別方法是通過刀片剝離朱墨交叉處的色料觀察下層的色澤，但這種方法需要極強的專業(yè)操作能力，不僅會破壞檢材，而且多數(shù)情況下無法得出正確結(jié)論。而采用光學(xué)無損識別方法則不會對檢材造成破壞，目前通常采用顯微鏡直接觀察法或熒光檢驗法，但是這些常規(guī)光學(xué)檢驗方法只能得到樣品表面的二維表觀形貌，看不到立體堆積信息。而朱墨時序檢驗主要目的是確認(rèn)印章印文與字跡的先后附著順序，故其在紙張深度方向的立體堆積信息對于鑒定先后順序尤為重要。因此，除了獲取樣品表面的二維形貌信息之外，獲取樣品深度方向的分層、立體、三維信息將有效提高朱墨時序識別的準(zhǔn)確度，為鑒別文件的真實性、確定有無偽造事實提供新的判斷標(biāo)準(zhǔn)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)χ炷珮悠窌r序進行準(zhǔn)確識別的朱墨時序斷層成像檢驗儀。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，該成像檢驗儀包括一近紅外光源、一分光器件、一參考臂光學(xué)器件、一樣品臂光學(xué)器件、一探測器和一數(shù)據(jù)采集處理裝置;所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光通過所述分光器件分為參考光和樣品光，所述參考光發(fā)送到所述參考臂光學(xué)器件，所述樣品光經(jīng)所述樣品臂光學(xué)器件聚焦朱墨樣品，經(jīng)所述朱墨樣品散射或反射的光沿原路返回與經(jīng)所述參考臂光學(xué)器件出射的光發(fā)生干涉，干涉光經(jīng)所述探測器發(fā)送到所述數(shù)據(jù)采集處理裝置。
[0006]優(yōu)選地，所述近紅外光源采用中心波長為700nm?1500nm的寬譜帶近紅外光源，當(dāng)所述近紅外光源采用寬譜帶近紅外光源時，還包括一光譜儀，所述干涉光經(jīng)所述光譜儀檢測參考光和樣品光干涉后的干涉光光譜并發(fā)送到所述探測器。
[0007]優(yōu)選地，所述光譜儀包括一光纖準(zhǔn)直器、一光柵和一透鏡組，干涉光經(jīng)所述分光器件發(fā)送到所述光纖準(zhǔn)直器，所述光纖準(zhǔn)直器將準(zhǔn)直后的光發(fā)射到所述光柵發(fā)生衍射生成若干圖像條紋，圖像條紋經(jīng)所述透鏡組被所述探測器探測接收。
[0008]優(yōu)選地，所述近紅外光源采用近紅外掃頻光源。
[0009]優(yōu)選地，所述分光器件包括一光纖環(huán)形器和一耦合器，所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光發(fā)射到所述光纖環(huán)形器，經(jīng)所述光纖環(huán)形器出射的光經(jīng)所述耦合器按照設(shè)定的分光比分成兩部分光。
[0010]優(yōu)選地，所述分光器件采用2X2耦合器，所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光發(fā)射到所述2 X 2耦合器按照設(shè)定的分光比分成兩部分光。
[0011]優(yōu)選地，所述參考臂光學(xué)器件包括一光纖準(zhǔn)直器、一聚焦透鏡和一平面反射鏡，經(jīng)所述分光器件出射的一部分光分別經(jīng)所述光纖準(zhǔn)直器和聚焦透鏡聚焦到所述平面反射鏡，經(jīng)所述平面反射鏡反射的光按照原光路返回。
[0012]優(yōu)選地，所述樣品臂光學(xué)器件包括一光纖準(zhǔn)直器、一二維電動掃描系統(tǒng)、一物鏡系統(tǒng)和一樣品臺，所述光纖準(zhǔn)直器將發(fā)散光束準(zhǔn)直為平行光發(fā)射到所述二維電動掃描系統(tǒng)，所述二維電動掃描系統(tǒng)實現(xiàn)光束二維掃描并將二維光束分別發(fā)送到所述物鏡系統(tǒng)用于將光束聚焦到所述朱墨樣品上，所述樣品臺用于承載和固定待識別朱墨時序的朱墨樣品。
[0013]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型包括近紅外光源、分光器件、參考臂光學(xué)器件、樣品臂光學(xué)器件、探測器和數(shù)據(jù)采集處理裝置，由于基于光學(xué)相干斷層成像技術(shù)(Optical Coherence Tomography，簡稱OCT)，因此本實用新型可以對朱墨樣品一定深度范圍內(nèi)進行無損成像，得到包含目標(biāo)樣品內(nèi)部信息的三維立體圖像，根據(jù)光在印章印文和字跡中的穿透深度差異和光學(xué)散射特性差異，對朱墨時序進行有效識另0。2、相比傳統(tǒng)的顯微檢驗技術(shù)，本實用新型的成像檢驗儀利用低相干光成像原理，實現(xiàn)無損、高分辨、斷層成像，不僅可以得到樣品表面結(jié)構(gòu)信息，而且可以獲取樣品內(nèi)部一定深度范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)信息，實現(xiàn)三維立體成像，拓展了信息獲取的維度，提高了朱墨時序識別的準(zhǔn)確性和可靠性。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于朱墨樣品的識別過程中。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖來對本實用新型進行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應(yīng)該理解成對本實用新型的限制。
[0016]當(dāng)檢測朱墨樣品時，由于朱和墨對近紅外光的散射和吸收特性不同，造成了紅外光在朱和墨中具有不同的穿透深度。具體來說，在朱中穿透深度較大，而在墨中穿透深度較小。因此，在先蓋印后打印(或書與)的情況下，即先朱后墨(朱在下、墨在上)時，在朱墨交叉區(qū)域的內(nèi)部將存在顆粒狀印油，而在先打印(或書寫)后蓋印的情況下，即先墨后朱(墨在下、朱在上)時，在朱墨交叉區(qū)域?qū)⒅荒芸吹奖砻嬗蓄w粒狀印油，內(nèi)部則由于墨對紅外光有較強的吸收而看不到信號。因此可以根據(jù)朱墨樣品斷層圖像的差異來識別朱墨樣品的朱墨時序，從而判斷文件的形成順序以及鑒定文件的真?zhèn)巍?br>[0017]如圖1所示，基于上述原理本實用新型提出朱墨時序斷層成像檢驗儀，包括一近紅外光源1、一分光器件2、一參考臂光學(xué)器件3、一樣品臂光學(xué)器件4、一光譜儀探測器5和一數(shù)據(jù)采集處理裝置6;近紅外光源I發(fā)出的近紅外光通過分光器件2分為參考光和樣品光，參考光發(fā)送到參考臂光學(xué)器件3;樣品光經(jīng)樣品臂光學(xué)器件4聚焦至朱墨樣品，經(jīng)朱墨樣品散射或反射的光沿原路返回與經(jīng)參考臂光學(xué)器件3出射的光發(fā)生干涉，干涉光經(jīng)探測器5探測并發(fā)送到數(shù)據(jù)采集處理裝置6進行數(shù)據(jù)處理及顯示。
[0018]在一個優(yōu)選的實施例中，為保證較好的穿透性和深度分辨率，近紅外光源I可以采用寬譜帶近紅外光源，光源的中心波長可以從700nm到1500nm，光源的光譜帶寬決定圖像的深度分辨率，帶寬越寬，縱向分辨率越高。本實施中的寬譜帶近紅外光源I采用SLED光源，SLED光源中心波長為832nm，帶寬60nm(半高全寬)，但是不限于此。
[0019]在一個優(yōu)選的實施例中，近紅外光源I還可以采用近紅外掃頻光源，近紅外掃頻光源與SLED光源的不同之處在于，近紅外掃頻光源是以波長隨時間掃描的形式發(fā)射光，某一時刻只有單點波長，而SLED光源是一次發(fā)出所有帶寬范圍內(nèi)的波長的光。
[0020]在一個優(yōu)選的實施例中，分光器件2用于將寬譜帶近紅外光源I發(fā)出的近紅外按照設(shè)定的分光比光分成兩束光，包括一光纖環(huán)形器21和一親合器22，本實施例中光纖環(huán)形器21采用三端環(huán)形器。寬譜帶近紅外光源I發(fā)出的寬帶光發(fā)射到光纖環(huán)形器21，經(jīng)光纖環(huán)形器21出射的光經(jīng)耦合器22按照設(shè)定的分光比將光分成兩部分，本實用新型實施例中的分光比為9:1，但是不限于此，可以根據(jù)實際情況進行選擇;另外，分光器件2也可以單獨使用2x2耦合器22實現(xiàn)按照設(shè)定的分光比將光分成兩部分。
[0021]在一個優(yōu)選的實施例中，參考臂光學(xué)器件3包括一光纖準(zhǔn)直器31、一聚焦透鏡32和一平面反射鏡33，將耦合器22出射的一部分光發(fā)射到光纖準(zhǔn)直器31將發(fā)散光束準(zhǔn)直為平行光并將準(zhǔn)直后的平行光發(fā)射到聚焦透鏡32，聚焦透鏡32將平行光束聚焦到平面反射鏡33，經(jīng)平面反射鏡33反射的光按照原光路返回。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，樣品臂光學(xué)器件4包括一光纖準(zhǔn)直器41、一二維電動掃描系統(tǒng)42、一物鏡系統(tǒng)43和一樣品臺44，光纖準(zhǔn)直器41將發(fā)散光束準(zhǔn)直為平行光發(fā)射到二維電動掃描系統(tǒng)42，二維電動掃描系統(tǒng)42由偏轉(zhuǎn)方向相互正交的兩組振鏡及相應(yīng)的電動控制臺組成，電動控制臺根據(jù)數(shù)據(jù)采集處理裝置6發(fā)送的指令給出相應(yīng)的電壓信號控制振鏡的偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)光束二維掃描并將二維光束分別發(fā)送到物鏡系統(tǒng)43，物鏡系統(tǒng)43由一個或一組透鏡組成，用于將光束聚焦到朱墨樣品45上，物鏡系統(tǒng)43的焦距決定圖像的橫向分辨率。樣品臺44用于承載和固定待識別朱墨時序的朱墨樣品45，樣品臺44可以根據(jù)朱墨樣品情況調(diào)整高低、俯仰等姿態(tài)，以得到更清晰圖像。
[0023]在一個優(yōu)選的實施例中，當(dāng)近紅外光源I采用SLED光源時，本實用新型還包括一光譜儀7用于檢測參考光和樣品光干涉后的干涉光光譜，可以采用現(xiàn)有技術(shù)的各種光譜儀，根據(jù)實際需要選擇即可，本實用新型實施例中所采用的光譜儀包括一光纖準(zhǔn)直器71、一光柵72和一透鏡組73，干涉光經(jīng)耦合器22進入光纖環(huán)形器21，經(jīng)光纖環(huán)形器21出射的光經(jīng)光纖準(zhǔn)直器51發(fā)射到光柵52發(fā)射衍射生成若干條紋，每一條紋分別經(jīng)透鏡被探測器5探測接收后發(fā)送到數(shù)據(jù)采集處理裝置6進行圖像處理和顯示，其中，光柵72可以采用閃耀式反射光柵，也可采用透射式光柵。
[0024]在一個優(yōu)選的實施例中，探測器5可以采用CCD或者CMOS器件。另外，數(shù)據(jù)采集處理裝置6可以采用基于OCT的數(shù)據(jù)采集與處理過程，包括采集卡、圖像工作站以及相應(yīng)的控制裝置，主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和圖像顯示功能，數(shù)據(jù)處理過程包括去本底、插值校正、色散校正、傅里葉變換、色彩空間顯示、三維渲染，由于此部分內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0025]下面通過具體實施例詳細(xì)說明本實用新型的朱墨時序斷層成像檢驗儀的具體使用過程為:首先準(zhǔn)備兩件朱墨樣品，朱墨時序分別是先墨后朱和先朱后墨。開啟本實用新型的成像檢驗儀的寬譜帶近紅外光源I和數(shù)據(jù)采集處理裝置6，將朱墨樣品放置于樣品臺44上，調(diào)節(jié)樣品臺高低，調(diào)整樣品臺俯仰角度，使圖像出現(xiàn)在屏幕中。調(diào)節(jié)參數(shù)使圖像分辨率最佳。將兩件朱墨樣品分別成像，得到各自的三維圖像。可以看到，先墨后朱的樣品內(nèi)部較為平滑;先朱后墨的樣品內(nèi)部有顆粒狀印泥存在，因此本實用新型可以根據(jù)朱墨樣品斷層圖像的差異來識別朱墨樣品的朱墨時序，從而判斷文件的形成順序以及鑒定文件的真?zhèn)巍?br>[0026]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，該成像檢驗儀包括一近紅外光源、一分光器件、一參考臂光學(xué)器件、一樣品臂光學(xué)器件、一探測器和一數(shù)據(jù)采集處理裝置； 所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光通過所述分光器件分為參考光和樣品光，所述參考光發(fā)送到所述參考臂光學(xué)器件，所述樣品光經(jīng)所述樣品臂光學(xué)器件聚焦朱墨樣品，經(jīng)所述朱墨樣品散射或反射的光沿原路返回與經(jīng)所述參考臂光學(xué)器件出射的光發(fā)生干涉，干涉光經(jīng)所述探測器發(fā)送到所述數(shù)據(jù)采集處理裝置。2.如權(quán)利要求1所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述近紅外光源采用中心波長為700nm?1500nm的寬譜帶近紅外光源，當(dāng)所述近紅外光源采用寬譜帶近紅外光源時，還包括一光譜儀，所述干涉光經(jīng)所述光譜儀檢測參考光和樣品光干涉后的干涉光光譜并發(fā)送到所述探測器。3.如權(quán)利要求2所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述光譜儀包括一光纖準(zhǔn)直器、一光柵和一透鏡組器，干涉光經(jīng)所述分光器件發(fā)送到所述光纖準(zhǔn)直器，所述光纖準(zhǔn)直器將準(zhǔn)直后的光發(fā)射到所述光柵發(fā)生衍射生成若干圖像條紋，圖像條紋經(jīng)所述透鏡組被所述探測器探測接收。4.如權(quán)利要求1所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述近紅外光源采用近紅外掃頻光源。5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述分光器件包括一光纖環(huán)形器和一耦合器，所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光發(fā)射到所述光纖環(huán)形器，經(jīng)所述光纖環(huán)形器出射的光經(jīng)所述耦合器按照設(shè)定的分光比分成兩部分光。6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述分光器件采用2X2耦合器，所述近紅外光源發(fā)出的近紅外光發(fā)射到所述2X2耦合器按照設(shè)定的分光比分成兩部分光。7.如權(quán)利要求1或2或4所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述參考臂光學(xué)器件包括一光纖準(zhǔn)直器、一聚焦透鏡和一平面反射鏡，經(jīng)所述分光器件出射的一部分光分別經(jīng)所述光纖準(zhǔn)直器和聚焦透鏡聚焦到所述平面反射鏡，經(jīng)所述平面反射鏡反射的光按照原光路返回。8.如權(quán)利要求1或2或4所述的朱墨時序斷層成像檢驗儀，其特征在于，所述樣品臂光學(xué)器件包括一光纖準(zhǔn)直器、一二維電動掃描系統(tǒng)、一物鏡系統(tǒng)和一樣品臺，所述光纖準(zhǔn)直器將發(fā)散光束準(zhǔn)直為平行光發(fā)射到所述二維電動掃描系統(tǒng)，所述二維電動掃描系統(tǒng)實現(xiàn)光束二維掃描并將二維光束分別發(fā)送到所述物鏡系統(tǒng)用于將光束聚焦到所述朱墨樣品上，所述樣品臺用于承載和固定待識別朱墨時序的朱墨樣品。
【文檔編號】G01N21/3563GK205580986SQ201620238711
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】張寧, 秦達, 黃威, 黎智輝, 許小京
【申請人】公安部物證鑒定中心