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紫外反射照相技术拍摄指纹

时间:2016-11-12 08:33:00 作者:柯绿科技

短波紫外线反射照相技术用于拍照一些疑难客体上的指纹有很好的效果,已经成为一种有效的显现和加强潜在指纹的光学方法。短波紫外线的波长范围是200-280nm短波紫外线反射照相是指用感光材料记录物体反射的波长在200-280nm区间的紫外线。一般情况下,物质对于紫外线的吸收能力大于其在可见光区的吸收能力。光线波长越短,物质的吸收能力越强,在可见光区拍照疑难客体上的指纹,由于背景反射可见光,产生干扰,难以获得高反差的指纹图像,而在紫外区,背景客体对于短波紫外线可能会呈现强烈吸收的特性,指纹纹线物质可能对于短波紫外线保持一定的反射率,这样可以使得纹线与背景之间形成较大的反差,从而消除背景的干扰,获得高反差的指纹图像。

短波紫外线的彼长范围是200-280nm。由于光潭的限制,目前所见报导的短波紫外反射照相都是在254nm波长附近开展的,其它波长鲜有报导。

1970年,日本的Ohki首次报道了采用紫外反射方法拍照纸张上的潜在汗液指纹,他试用了长波紫外线(365nrn)和短波紫外线(254nm)进行拍照。1972年,日本的Saito和Arai报道1采用紫外电视方法拍照潜在指纹的254nm萦外反射图像,可以及时在监视器上观看到指纹的紫外反射图像。1975年,Ohki再次报道了用254nm短波紫外线反射拍照塑料、玻璃和明信片上潜在指纹的研究结果。1986年,中国天津市公安局的周云彪等报道了采用,短波紫外线反射拍照玻璃表面疑难指纹的方法。他们的研究包括了花玻璃上无色汗液指纹、镜面上无色汗液指纹和玻璃上双面重登无色汗液指纹。此后,紫外反射照相拍照疑难指纹的技术在中国迅速地得到了普及和发展,应用范围也扩展到了更多的表面,如陶瓷、搪瓷、塑料、油漆表面的无色汗液指纹。目前中国在短波紫外反射照相拍照潜在指纹方面处于世界领先的地位。

紫外反射照相设备

一、短波紫外反射照相

短波紫外反射照相的装置由紫外光源、紫外镜头、短波紫外滤光镜、照相机及感光材料组成。在短波紫外光像的照射下,被摄物体反射的短波紫外线通过滤光镜后进入镜头,在感光材料上曝光成像,而物体反射的其它光线和物体被紫外线激发的荧光被滤光镜所阻挡不能进入镜头。因此,感光材料上记录的是物体反射紫外线的影像。

(一)光源

目前较理想的光源是低压汞灯,其主要能量集中在254nm附近,约占其总能量的90%。照相用的短波紫外光源,通常是在低压汞灯前安放一个紫外滤光片组成,使它的输出只是254nm辐射,吸收其它波段的光线。国产437型、UV600型、德国Desaga紫外灯、国产UVF紫外翻拍架都属于此种光源,用于短波紫外照相效果均较好。此外还可以使用金属卤化物紫外灯和氨弧灯进行短波紫外照相。

(二)照相机与镜头

短波紫外照相对相机没有特殊要求。考虑到配接紫外镜头及近摄附件的要求,使用135型单镜头反光式相机为宜。由于制作普通镜头的光学玻璃和粘胶不能透过254nm紫外线,故普通光学镜头不能用于短波紫外照相。短波紫外反射照相通常使用由石英、荧石或其它能透过紫外线的玻璃制成的镜头,这几种材料能够透过波长在200nm以上的紫外线,并且透过率较高。日本旭光学公司出产的塔库玛石英超消色差镜头、日本光学公司出产的尼康石英镜头和国产的春光x-100紫外镜头是目前国内常见到的用于紫外反射照相的镜头。

春光镜头是天津第三光学仪器厂生产的,它的焦距为I00毫米,可以保证近摄时配光的需要,成像波段在200-900nm之间,采用超消色差技术。用于紫外反射照相时不必进行焦点修正。

(三)德光镜

在相机镜头前的短波紫外滤光镜应能透过物体反射的254nm短波紫外线,吸收物体反射或发射的其它光线和荧光,保证感光材料只记录物体反射的254nm短波紫外线。短波紫外滤光镜的形式一般为带通型干涉滤光片。中心波长为254nm,半波带宽度为10一20nm,透过率在30%以上,杂散光小于1%。

(四)感光材料

短波紫外反射照相所使用的感光材料必须能够记录由物体反射进入镜头的254nm短波紫外线。专用的感光材料,如紫外干板和紫外胶片如柯达SWR紫外胶片或天津紫外I型专业胶片,对于254nm均有较高敏感性。普通胶片由于其中含有吸收中短波紫外线的明胶,所以对于25如m紫外线敏感度较低。然而在物证检验照相中可以允许长时间哗光进行能量积累,这样采用普通胶片仍能够有效地记录物体反射的254nm短波紫外线。所获得的图像的反差与采用紫外干板或紫外胶片获得的图像的反差相似,在紫外照相中使用全色胶片或盲色片,解决了感光材料来源及干板使用不方便的问题。

二、短波紫外反射照相拍照指纹的配光

用短波紫外反射法拍照指纹,一般采用双灯对称式照明配光,照明光线入射角0对于照相结果有很大影响,只有采用适当入射角的紫外线照射物体,才能记录到高反差的指纹图像。

短波紫外反射照相适用于拍照诸如玻璃、陶瓷等光滑客体上的汗液指纹、油指纹等。这些光滑客体一般强烈吸收短波紫外线,在25nm处只存在约4%的定向反射光。汗液指纹和油指纹的纹线物质在254nm处呈现定向漫反射或混合反射性质,指纹背景的反射光只出现在反射角方向上,而纹线的反射光出现在以反射角方向为中心的立体角范围内。

在光线入射角0=0的情况下,背景反射光在垂直方向(即照相机镜头接收方向)上的反射光强度始终为零,不随入射角度变化。随着入射角O的减少,纹线物质在垂直方向上的反射光强度却增加。因此,照相机镜头接收的纹线和背景的亮度反差随照明光线入射角的减少而增加,照明光线入射角越小,纹线与背景的亮度反差越大。

由于镜头有一定的视场角,照明光线的入射角度过小,会使背景的定向反射光进入镜头形成反射光斑,使纹线与背景的亮度反差下降甚至消失。在拍照弯曲表面的指纹时,特别容易出现光斑。实验结果表明,拍照平面物体上的指纹采用10度-30度入射角照明效果最好,入射角小于10度时,容易出现反射光斑,入射角大于印。时指纹与背景的反差会变得很弱,甚至消失。

拍照弯曲表面上指纹,必须避免指纹区域出现光斑。照明入射角越小,越容易出现光斑;入射角越大,越不易出现光斑,但纹线与背景的反差也相应减少。因此,拍照弯曲表面上指纹时,应在避免纹线区域出现光斑的前提下尽可能减小照明入射角,以获得最大的反差。在实际工作中,可以先用一可见光源代替紫外灯照射被摄物体上的指纹,从相机取景器中观察光斑出现的位置,调整可见光源的角度,使光斑位于指纹纹线区之外围附近。然后将紫外灯置于可见光源位置上照射指纹,这样可得到不在纹线区出现光斑的最小人射角。

三、取景调焦和嚼光冲洗

紫外线是不可见辐射,紫外照相调焦时只能借助可见光,调焦完毕后装上紫外滤光镜后拍照。镜头的紫外焦点和可见光焦点不是重合一致的,所以用可见光调焦后,还必须修正焦点,使紫外图像落在胶片平面上,得到清晰的紫外图像。收缩光圈可以增加像深,使紫外图像与胶片平面落在像深之内,得到清晰影像,一般用F8光圈即可取得较好效果。

短波紫外照相用的石英玻璃镜头,是按超消色差设计的,这种镜头的可见光焦点和紫外焦点是一致的,用这种超消色差镜头进行短波紫外反射照相不必修正焦点。春光x-100镜头和日本塔库玛镜头都是超消色差镜头。

采用短波紫外反射法拍照各类指纹需要不同的曝光丝。影响曝光的因素很多,包括光源强度、镜头和滤光镜的透过性能、胶片感光速度和物体反射能力。在实际工作中,用测量方法确定紫外反射照相哗光量比较困难,可以通过系列曝光试验确定短波紫外反射照相的曝光最。下表列出了拍照几类指纹的典型曝光量。

紫外照相的冲洗工艺与普通黑白照相相同,专用紫外胶片和干板可采用厂家推荐配方。全色片和盲色片可用D-72显影液,1:1冲淡后,20℃时,显影4分30秒,F5酸性定影。

四、紫外反射照相拍照指纹的应用效果

短波紫外反射照相拍照疑难指纹的效果,主要取决于指纹承受体表面与指纹纹线在紫外区的吸收反射特性差异。在一些承受体表面的指纹可以用紫外照相的方式显示出来,而背最的干扰作用可以被有效地消除或减弱。因此获得的指纹图像反差较高。

一些物体如玻璃、陶瓷、搪瓷、彩色照片药膜面、部分塑料、部分油漆以及胶布粘滞层等,具有高光泽表面,并且强烈吸收254nm短波紫外线。在254nm短波萦外线照射下,这些表面只存在很少的定向反射光,没有漫反射光线。而汗液纹线对于短波紫外线的反射一般为定向漫反射。因此,当入射光线不是垂直入射时,这类物体的表面在垂直方向上没有反射光,而纹线在垂直方向上有反射分量。虽然纹线的垂直反射分量不高,但通过长时间曝光积累,就能够获得较高反差的指纹图像。此外,纹线的垂直反射分量随入射角度的减小而增加,因而采用小角度光线入射照明,获得的图像反差较大。这类表面上汗液指纹的紫外反射图像为深黑色背景、浅白色纹线的高反差图像。利用短波紫外反射照相方法,可以排除玻璃上双面指纹的重叠干扰、灯泡上指纹的灯丝干扰、镜面指纹的重影干扰、花玻璃背面花纹的干扰和彩色照片影象的千扰等。此外,有些油漆表面和彩色照片上的指纹也可以用长波紫外照相的方法显现。

还有一些物体如一些光泽纸张和一些塑料和油漆,这类物体表面的指纹,采用短波紫外反射照相方法,可以得到黑色纹线、浅色背景的图像。光泽纸张对于254nm紫外线吸收不强烈,一些塑料和油漆表面虽然光滑,但光泽度不高,反射光不是定向反射。这类物体表面在25妞m紫外线照射下,反射光具有漫反射性质,即在垂直方向上存在反射分量。由于汗液指纹在短波紫外区的270nm附近存在一个最大吸收峰,纹线在垂直方向上的反射分量可能小于背景表面的垂直反射分量,于是产生了深色纹线、浅色背景的结果。并且这类表面上的指纹,由于表面和纹线对于254nm短波紫外线的反射方式相近,光线入射角度的变化对于指纹图像的反差的影响不大。以45度人射角得到的图像反差稍好。

紫外反射照相方法可以探测显现陈旧指纹。利用短波紫外反射妞相法可以拍摄经“502”胶熏显的潜在指纹。塑料、陶瓷、油漆表面指纹经“502”胶熏显后,采用短波紫外照相方法拍摄可以得到高反差的指纹图像。

短波紫外反射照相方法还可以拍照显示玻璃、塑料、油漆、陶瓷等表面上的灰尘指纹、血指纹及潜血指纹。

采用紫外电视或萦外像增强器可以有效地发现客体上指纹的254nm紫外反射图像,即刻显示在监视器屏幕上,这样就叮以方便地用于现场发现指纹。

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