CN109580572A - 潜在指印的快速检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种潜在指印的快速检测装置及检测方法，该装置包括光源与传输模块、分色镜、飞行扫描模块、样品台、荧光探测模块和整机控制模块；检测方法包括粗检和精检两种模式，粗检模式用于快速定位检材上的可疑指印区域，精检模式对可疑指印区域进行高分辨检测以获得准确的指印信息。检测过程中，光源在检材上形成一维焦线，并采用线阵探测器接收荧光；光源与传输模块、分色镜、荧光探测模块保持静止，而光学模组运动承载台带动反射镜和聚焦准直镜组做一维飞行扫描直线运动。本发明检测速度快，获得的指印荧光图形无畸变，提高了检测结果的准确性。

Description

潜在指印的快速检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及指印检测技术领域，特别涉及一种潜在指印的快速检测装置及检测方法。
背景技术
随着犯罪率的增加，如何对犯罪嫌疑人的个人信息进行有效识别成为有关部门关注的主要问题。指纹具有人各不同、终生不变、触物留痕特性，有“人体身份证”和“证据之王”的美称，是个人区别于他人的最有效标志，在侦查破案及法庭科学诉讼中发挥着重要作用。常见指印主要分为三类：可见指印、潜在指印和可塑指印，其中潜在指印不可见，是生活中最常见的一类指印，对侦破案件起着重要意义。
传统的指印显现技术是通过物理吸附或化学反应生成有色纹线，从而显现潜在指印，如利用粉末或烟熏技术的物理显现法，使用罗丹明6G的化学显现法，这类方法简单易操作，但预处理可能会破坏检材甚至会破坏潜在指印，对于某些重要物证检材将会造成无法挽回的损失。
光学检验法作为一种无损检验方法，是多种潜在指印检测方法中的首选。激光光致发光检验技术是以激光作为激发光源，利用激光的亮度高和单色性好等特性诱导痕迹物质发光，并对发光的痕迹进行影像提取的专门技术。自从1976年以美国德克萨斯技术大学成功地将这项技术应用于潜指印检测以来，引起了世界各国刑事技术工作者的高度重视，并且竞相开展了多方面研究。
激光方法的引进开创了指印显现技术的新领域。汗液物质的光谱研究表明，汗液物质在短波紫外区有一个主吸收峰，相应的发光主峰值出现在长波紫外区。近年来，国内外研究机构开始使用紫外激光器作为光源进行潜在指印的检测，在先技术“一种显现、提取现场潜在指印的方法及其装置”(中国发明专利，专利号：201110057239.9)中公开了一种显现、提取现场潜在指印的方法及其装置，该装置和方法中紫外光以面光斑形式照射检材，采用紫外光反射成像法实现潜在指印的检测；在先技术“一种大幅面检材上汗潜指印检测的装置及方法”(中国发明专利，专利号：201710789167.4)中公开了一种大幅面检材上汗潜指印检测的装置和方法，该装置和方法中，利用二维扫描振镜小角度步进运动实现光束在待检区域的摆扫，采用平场扫描透镜将紫外激光聚焦在检材上，并收集检材上的汗潜指印被激发出的荧光。二维电动样品台将检材待检测的不同区域置于所述的二维扫描振镜和平场扫描透镜的摆扫范围内，通过检测多个待检区域来实现大幅面检材上汗潜指印的检测。
上述现有方法主要存在如下不足：
1)物理显现法检测效果差，刷显法的粉尘、熏显法产生的有害气体对操作人员会造成损害；化学显现法中罗丹明6G等部分试剂和染料具有毒性，长期接触会影响健康；刷显、染色过程可能对指印及珍贵物证存在不可恢复的破坏。
2)紫外光反射成像法利用指印物质和检材表面对紫外光反射、吸收的差异在成像物镜上形成指印的反射式紫外光图形；随着遗留时间的延长，指印中的水分和有机物质会逐渐挥发或者渗入检材内部，遗留在检材表面的指印物质少，即检材上的陈旧指印与检材表面的差异小，因此紫外光反射成像法对陈旧潜在指印的检测效果不佳。
3)采用紫外光诱导荧光成像法检测潜在指印时，由于紫外激光光斑大，检材上获得的紫外激光功率密度低，检材上潜在指印的荧光无法被有效地激发，因此存在指印检出率低，无法实现检材的高灵敏度检测等问题。
4)利用扫描振镜摆扫实现光斑在待检区域的运动，通过平场扫描透镜将紫外激光聚焦在检材上，并收集检材上潜在指印被激发出的荧光。该检测方法存在的问题在于：平场扫描透镜焦距的增大将使得检测范围增大，同时也导致了检材上的光斑尺寸的增大；扫描振镜的尺寸限制了入射光束口径，也即限制了检材上获得较小的光斑尺寸，不利于提高检测分辨率；受扫描振镜摆角范围和响应速度限制，一次只能实现较小范围的检测，并且检测速度受限；若需达到较大的检测范围和较好的检测效果，平场扫描透镜需采用平场设计、消色差和物方远心设计，以及需校正平场扫描透镜畸变，设计复杂且装置体积较大。
发明内容
本发明的目的是为了克服在先技术的不足，提供一种快速检测潜在指印的装置及其检测方法。
本发明的技术解决方案如下：
一种快速检测潜在指印的装置，其特征在于，包括光源与传输模块、分色镜、飞行扫描模块、样品台、荧光探测模块和整机控制模块；
所述的光源与传输模块依次包括激光器、光束传输模块和柱面透镜，所述的激光器用于发射紫外激光束，所述的光束传输模块用于根据光路的布置传输光束，所述的柱面透镜改变激光器出射光束的一维发散角，主要用于后续在检材上形成一维聚焦的激光线光斑；
所述的飞行扫描模块包括光学模组运动承载台、反射镜和聚焦准直镜组，所述的反射镜和聚焦准直镜组固定在所述的光学模组运动承载台上，所述的聚焦准直镜组的光轴沿Z轴方向；紫外激光束经柱面透镜后容易被聚焦准直镜组聚焦成较小尺寸的激光线光斑；
所述的光学模组运动承载台是一个一维平移台，用于带动所述的反射镜和聚焦准直镜组沿X轴做一维飞行扫描直线运动；入射至所述的飞行扫描模块的紫外激光束沿所述的聚焦准直镜组的光轴聚焦至所述的样品台的上表面照射检材，所述的紫外激光束不摆扫，使用的是聚焦准直镜组的中心视场，紫外激光束无畸变，提高检测结果的准确性；
所述的样品台是一个二维平移台，所述的样品台的上表面在XY水平面内并位于所述的聚焦准直镜组的后焦面上，所述的检材放置在所述的样品台的上表面，所述的样品台带动所述的检材做二维平移；
所述的荧光探测模块依次包括共光轴的窄带滤光片、聚焦镜、狭缝光阑和线阵光电探测器，所述的狭缝光阑位于所述的聚焦镜的焦面上；
所述的激光器输出的紫外激光束依次经所述的光束传输模块、柱面透镜、分色镜、反射镜、聚焦准直镜组聚焦在所述的样品台的上表面照射检材，检材上的潜在指印被所述的紫外激光束激发出荧光，该荧光依次经所述的聚焦准直镜组、反射镜、分色镜、窄带滤光片、聚焦镜、狭缝光阑进入线阵光电探测器，所述的线阵光电探测器接收入射的荧光并转变为电信号；所述的激光线光斑位于所述的聚焦准直镜组的中心视场，从而，激发出的所述的荧光处于所述的聚焦准直镜组的中心视场，并位于所述的聚焦准直镜组的物面上，有利于提高聚焦准直镜组对指印荧光的收集效率，荧光图形无畸变，提高检测结果的准确性；
所述的线阵光电探测器的输出端与所述的整机控制模块的输入端相连，所述的整机控制模块分别与所述的激光器、光学模组运动承载台、样品台、线阵光电探测器的控制端相连；
所述的整机控制模块驱动所述的激光器、光学模组运动承载台、样品台、线阵光电探测器工作，同时，处理所述的线阵光电探测器输出的电信号，并显示和存储大尺寸检材上潜在指印的检测结果。
本发明提供使用快速检测潜在指印的装置对潜在指印的检测方法，其特点在于，该方法包括粗检和精检两种模式，
一)、粗检，包括如下步骤：
1)将检材放入所述的样品台的上表面，使检材的检测起始点对准所述的样品台的坐标原点，检材的待检测面朝Z轴方向；
2)所述的整机控制模块控制所述的激光器发射紫外激光束，所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台和所述的样品台移到检材的检测起始位置，此时，紫外激光束照射在所述的样品台的上表面的坐标原点形成激光线光斑；
3)所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台带动所述的反射镜和聚焦准直镜组沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块存储所述的线阵光电探测器输出的电信号，从而实现检材第一块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块驱动所述的样品台沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到检材的第二块；
4)所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台带动所述的反射镜和聚焦准直镜组沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块存储所述的线阵光电探测器输出的电信号，从而实现检材第二块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块驱动所述的样品台沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到检材的第三块；
5)重复上述一)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对检材待检测面的飞行扫描检测；
6)所述的整机控制模块对电信号进行处理，并显示和存储检材上潜在指印的粗检结果，同时给出检材上的可疑指印区域；
7)所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台和所述的样品台移到检材的检测起始位置，完成粗检，如果有可疑指印区域则进入二)，否则转入三)；
二)、精检，包括如下步骤：
1)选取待检的可疑指印区域；
2)所述的整机控制模块控制所述的激光器发射紫外激光束，所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台和所述的样品台移到选取的可疑指印区域的检测起始位置，此时，所述的紫外激光束照射在选取的可疑指印区域的检测起始点；
3)所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台带动所述的反射镜和聚焦准直镜组沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在选取的可疑指印区域内沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块存储所述的线阵光电探测器输出的电信号，从而实现可疑指印区域第一块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块驱动所述的样品台沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域的第二块；
4)所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台带动所述的反射镜和聚焦准直镜组沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在选取的可疑指印区域内沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块存储所述的线阵光电探测器输出的电信号，从而实现可疑指印区域第二块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块驱动所述的样品台沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域的第三块；
5)重复上述二)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对选取的可疑指印区域的飞行扫描检测；
6)若检材上还有待检测的可疑指印区域，则选取下一个可疑指印区域，回到上述二)的步骤2)，否则继续执行二)的步骤7)；
7)所述的整机控制模块对荧光图像信号进行处理，并显示和存储检材上潜在指印的精检结果；
8)所述的整机控制模块控制所述的光学模组运动承载台和所述的样品台移到检材的检测起始位置，进入三)；
三)、结束检测。
与在先技术相比，本发明具有如下技术效果：
1)检测速度快
所述的光源与传输模块、分色镜、荧光探测模块保持静止，而所述的光学模组运动承载台带动所述的反射镜和聚焦准直镜组沿X轴做一维飞行扫描直线运动，提高检测速度；
2)检测分辨率高
紫外激光束经柱面透镜后容易被聚焦准直镜组聚焦成较小尺寸的激光线光斑，从而提高激光的能量密度和空间分辨率，有利于提高检材上潜在指印的检测灵敏度和检测分辨率；
3)紫外激光束和指印荧光图形无畸变，荧光收集效率高
首先采用粗检模式快速定位检材上的可疑指印区域，根据粗检结果，采用精检模式实现对可疑指印区域的高分辨检测以获得准确的指印信息；
检测过程紫外激光束不摆扫，使用的是聚焦准直镜组的中心视场，激光线光斑和指印荧光图形均无畸变，提高荧光收集效率，增大检测结果的准确性。
4)采用激光线光斑与线阵光电探测器对检材进行检测，相对于点光斑和点探测器，进一步提高检测速度。
附图说明
图1为本发明快速检测潜在指印装置的构造示意图；
图2为大尺寸检材示意图；
图3为本发明快速检测潜在指印的装置对大尺寸检材上潜在指印的粗检模式检测方法流程图；
图4为本发明快速检测潜在指印的装置对大尺寸检材上潜在指印的精检模式检测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参阅图1，图1为本发明快速检测潜在指印装置的构造示意图，由图可见，所述的快速检测大尺寸检材上潜在指印的装置，包括光源与传输模块1、分色镜2、飞行扫描模块3、样品台4、荧光探测模块5和整机控制模块6；
所述的光源与传输模块1依次包括激光器101、光束传输模块102和柱面透镜103，所述的激光器101用于发射紫外激光束以激发检材上的指印，所述的光束传输模块102用于根据光路的布置传输光束，所述的柱面透镜103改变激光器出射光束的一维发散角，主要用于后续在检材上形成一维聚焦的激光线光斑，提高检测速度；
所述的飞行扫描模块3包括光学模组运动承载台301、反射镜302和聚焦准直镜组303，所述的反射镜302和聚焦准直镜组303固定在所述的光学模组运动承载台301上，所述的聚焦准直镜组303的光轴沿Z轴方向；
所述的光学模组运动承载台301是一个一维平移台，用于带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴做一维飞行扫描直线运动，提高检测速度；入射至所述的飞行扫描模块3的紫外激光束沿所述的聚焦准直镜组303的光轴聚焦至所述的样品台4的上表面照射检材，所述的紫外激光束不摆扫，使用的是聚焦准直镜组303的中心视场，紫外激光束无畸变，提高检测结果的准确性；
所述的样品台4是一个二维平移台，所述的样品台4的上表面在XY水平面内并位于所述的聚焦准直镜组303的后焦面上，所述的检材放置在所述的样品台4的上表面，所述的样品台4带动所述的检材做二维平移；
所述的荧光探测模块5依次包括共光轴的窄带滤光片501、聚焦镜502、狭缝光阑503和线阵光电探测器504，所述的狭缝光阑503位于所述的聚焦镜502的后焦面处
所述的激光器101输出的紫外激光束依次经所述的光束传输模块102、柱面透镜103、分色镜2、反射镜302、聚焦准直镜组303聚焦在所述的样品台4的上表面照射检材，检材上的潜在指印被所述的紫外激光束激发出荧光，该荧光依次经所述的聚焦准直镜组303、反射镜302、分色镜2、窄带滤光片501、聚焦镜502、狭缝光阑503进入线阵光电探测器504，所述的线阵光电探测器504接收入射的荧光并转变为电信号；所述的激光线光斑位于所述的聚焦准直镜组303的中心视场，从而，激发出的所述的荧光处于所述的聚焦准直镜组303的中心视场，并位于所述的聚焦准直镜组303的物面上，有利于提高聚焦准直镜组303对指印荧光的收集效率，指印荧光图形无畸变，提高检测结果的准确性；
所述的线阵光电探测器504的输出端与所述的整机控制模块6的输入端相连，所述的整机控制模块6分别与所述的激光器101、光学模组运动承载台301、样品台4、线阵光电探测器504的控制端相连；
所述的整机控制模块6驱动所述的激光器101、光学模组运动承载台301、样品台4和线阵光电探测器504工作，同时，处理所述的线阵光电探测器504输出的电信号，并显示和存储大尺寸检材上潜在指印的检测结果。
本发明提供使用大尺寸检材上潜在指印检测装置对潜在指印的检测方法，其特点在于，该方法包括粗检和精检两种模式，粗检模式可以对大尺寸检材进行快速检测，用于初步定位大尺寸检材上的可疑指印区域；根据粗检结果，可对可疑指印区域进行精检，请参阅图2，图2为大尺寸检材示意图，由图可知，JC为大尺寸检材，JC1、JC2、……、JCN为粗检结果定位的可疑指印区域，精检模式可以对JC1、JC2、……、JCN等可疑指印区域进行高分辨检测以准确定位大尺寸检材JC上可疑指印所处的位置，同时，显现和存储大尺寸检材上遗留的潜在指印的清晰图形。
请参阅图3，图3为本发明快速检测潜在指印的装置对大尺寸检材上潜在指印的粗检模式检测方法流程图，由图可见，粗检模式工作过程如一)所示，
一)、粗检，包括如下步骤：
1)将检材放入所述的样品台4的上表面，使检材的检测起始点OJ对准所述的样品台4的坐标原点O，检材的待检测面朝Z轴方向；
2)所述的整机控制模块6控制所述的激光器101发射紫外激光束，所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到检材的检测起始位置，此时，紫外激光束照射在所述的样品台4的上表面的坐标原点O形成激光线光斑；
3)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块6存储所述的线阵光电探测器504输出的电信号，从而实现检材第一块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到检材的第二块；
4)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜和聚焦准直镜组303沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块6存储所述的线阵光电探测器504输出的电信号，从而实现检材第二块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到检材的第三块；
5)重复上述一)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对检材待检测面的飞行扫描检测；
6)所述的整机控制模块6对电信号进行处理，并显示和存储大尺寸检材JC上潜在指印的粗检结果，同时给出检材上的可疑指印区域(JC1、JC2、……、JCN)；
7)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到检材的检测起始位置，完成粗检，如果有可疑指印区域(N>0)则进入二)，否则转入三)；
根据检材的粗检结果，选取检材上的可疑指印区域(JCn，n＝1、2、……、N)进行精检，请参阅图4，图4为本发明快速检测潜在指印的装置对大尺寸检材上潜在指印的精检模式检测方法流程图，由图可见，精检模式工作过程如二)所示，
二)、精检，包括如下步骤：
1)选取可疑指印区域JC1；
2)所述的整机控制模块6控制所述的激光器101发射紫外激光束，所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到可疑指印区域JCn(n＝1、2、……、N)的检测起始位置，此时，所述的紫外激光束照射在可疑指印区域JCn的检测起始点OJn(n＝1、2、……、N)；
3)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在可疑指印区域JCn内沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块6存储所述的线阵光电探测器504输出的电信号，从而实现可疑指印区域JCn第一块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域JCn的第二块；
4)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在可疑指印区域JCn内沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块6存储所述的线阵光电探测器504输出的电信号，从而实现可疑指印区域JCn第二块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域JCn的第三块；
5)重复上述二)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对可疑指印区域JCn的飞行扫描检测；
6)若检材上还有待检测的可疑指印区域(n<N)，则选取下一个可疑指印区域，回到上述二)的步骤2)，否则继续执行二)的步骤7)；
7)所述的整机控制模块6对电信号进行处理，并显示和存储大尺寸检材JC上潜在指印的精检结果；
8)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到检材的检测起始位置，进入三)；
三)、结束检测。
实施例
本发明快速检测潜在指印装置的构造示意图如图1所示，包括光源与传输模块1、分色镜2、飞行扫描模块3、样品台4、荧光探测模块5和整机控制模块6。
所述的光源与传输模块1依次包括激光器101、光束传输模块102和柱面透镜103；所述的飞行扫描模块3包括光学模组运动承载台301、反射镜302和聚焦准直镜组303；所述的荧光探测模块5依次包括共光轴的窄带滤光片501、聚焦镜502、狭缝光阑503和线阵光电探测器504。
本发明大尺寸检材示意图如图2所示，本实施例选用A4大小范围的纸张作为大尺寸检材，A4纸张放置在所述的样品台4的上表面，放置时，A4纸张的检测起始点OJ对准所述的样品台4的坐标原点O，A4纸张的待检测面朝Z轴方向，长边297mm沿X轴方向，短边210mm沿Y轴方向。
所述的激光器101输出紫外激光束，该紫外激光束依次经所述的光束传输模块102、柱面透镜103、分色镜2、反射镜302、聚焦准直镜组303聚焦在所述的样品台4的上表面照射检材，检材上的潜在指印被所述的紫外激光束激发出荧光，该荧光依次经所述的聚焦准直镜组303、反射镜302、分色镜2、窄带滤光片501、聚焦镜502、狭缝光阑503进入线阵光电探测器504，所述的线阵光电探测器504接收入射的荧光并转变为电信号。
所述的光束传输模块102可以是反射镜或者石英光纤，本实施例中，根据具体的空间结构与光路布置方式，所述的光束传输模块102选用了对266nm激光具有较高反射率的反射镜，其对266nm激光的反射率大于95％。
所述的柱面透镜103改变激光器出射光束的一维发散角，主要用于后续在检材上形成一维聚焦的激光线光斑，提高检测速度。
本实施例中，所述的分色镜透过紫外激光，反射指印荧光，其对266nm激光的透过率大于95％，对360nm-450nm指印荧光的反射率大于90％。
所述的光学模组运动承载台301用于带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴做一维飞行扫描直线运动，因此，所述的光学模组运动承载台301的行程应大于A4纸张X轴方向的大小，本实施例中，所述的光学模组运动承载台301采用直线电机，最大行程为322mm，重复精度为±3μm，最大运动速度为1.2m/s；
本实施例中，所述的反射镜302用于反射紫外激光和指印荧光，其对266nm激光和360nm-450nm指印荧光的反射率大于90％；
所述的聚焦准直镜组303将入射的激光束聚焦在所述的样品台4的上表面照射检材，同时，收集检材上被激发出的指印荧光，本实施例中，所述的聚焦准直镜组303对266nm激光的透过率大于95％，对360nm-450nm指印荧光的透过率大于90％。
所述的样品台4用于承载检材A4纸张以步进方式沿XY平面平移，因此，所述的样品台4的行程应大于A4纸张Y轴方向的大小，本实施例中，所述的样品台4采用二维电动平移台，最大行程均为230mm，重复定位精度为±1μm，最大运动速度为25mm/s。
所述的窄带滤光片501可以根据需要进行更换，本实施例中，所述的窄带滤光片501选用了对360nm-450nm指印荧光具有较高透过率的滤光片，其对360nm-450nm指印荧光的透过率大于90％，对266nm的截止深度为OD6；所述的聚焦镜502用于收集指印荧光，其对360nm-450nm指印荧光的透过率大于95％；所述的狭缝光阑503主要用于滤除空间杂散光；所述的线阵光电探测器504采用线阵图像传感器，其对波长为360nm-450nm的潜在指印荧光具有较高的收集效率。
本实施例中，所述的样品台4的上表面形成的激光线光斑的尺寸为2mm*0.05mm，激光线光斑的能量密度和空间分辨率高，有利于提高装置检测潜在指印的分辨率和检测灵敏度。
本实施例中，采用50DPI分辨率来实现整个检材A4纸张的粗检，粗检范围设置为300mm*210mm，粗检用于判断检材上可疑潜在指印所处的区域，粗检时，所述的光学模组运动承载台301的直线运动速度为1m/s，所述的样品台4的步进速度为10mm/s，步进距离为2mm；所述的光学模组运动承载台301沿X轴做飞行扫描直线运动，在该飞行扫描直线运动过程中，所述的线阵图像传感器每500us曝光一次，每次线阵图像传感器曝光结束后所述的整机控制模块6存储一次荧光图像信号，直到检材A4纸张的一块扫描检测完成；所述的样品台4沿Y轴方向步进2mm，此时，所述的266nm激光线光斑移到检材A4纸张的下一块；本实施例中，粗检时一块的大小为300mm*2mm，对检材A4纸张进行粗检时，需要对210/2＝105(块)进行检测。
利用本发明快速检测潜在指印的装置对大尺寸检材上潜在指印进行检测，检测方法包括粗检和精检两种模式，
一)、粗检，包括如下步骤：
1)将大尺寸检材JC放入所述的样品台4的上表面，使检材的检测起始点OJ对准所述的样品台4的坐标原点O，检材的待检测面朝Z轴方向；
2)所述的整机控制模块6控制所述的激光器101发射紫外激光束，所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到检材的检测起始位置，此时，紫外激光束照射在所述的样品台4的上表面的坐标原点O形成激光线光斑，光斑与X轴垂直；
3)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，运动行程为300mm，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的线阵图像传感器每500μs曝光一次，在该500μs期间，所述的光学模组运动承载台301沿X轴方向移动了0.5mm；每次图像传感器曝光结束后所述的整机控制模块6存储一次荧光图像信号，直到检材A4纸张第一块飞行线扫描检测完成；在该第一块的飞行扫描检测过程中，所述的整机控制模块6存储的荧光图像信号的数量为300×2＝600次；所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301停止运行，所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进2mm，此时，所述的激光线光斑移到检材的第二块；
4)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，运动行程为300mm，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的线阵图像传感器每500μs曝光一次，在该500μs期间，所述的光学模组运动承载台301沿X轴方向移动了0.5mm；每次图像传感器曝光结束后所述的整机控制模块6存储一次荧光图像信号，直到检材A4纸张第二块飞行线扫描检测完成；在该第二块的飞行扫描检测过程中，所述的整机控制模块6存储的荧光图像信号的数量为300×2＝600次；所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301停止运行，所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进2mm，此时，所述的激光线光斑移到检材的第三块；
5)重复上述一)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对大尺寸检材JC待检测面的飞行扫描检测；
6)所述的整机控制模块6对荧光图像信号进行处理，并显示和存储大尺寸检材JC上潜在指印的粗检结果，同时，给出检材上的可疑指印区域(JC1、JC2、……、JCN)；
7)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到检材的检测起始位置，完成粗检，如果有可疑指印区域(N>0)则进入二)，否则转入三)；
本实施例中，2分钟可以完成对A4纸张待检测面的粗检，同时，显现和存储A4纸张待检测面遗留的潜在指印图形并给出纸张上的可疑指印区域。
根据粗检结果，可选取检材上的可疑指印区域进行精检，以获取指印的清晰图形，精检范围可根据需要进行设置，但设置的范围不能超过粗检范围300mm*210mm；本实施例中，采用500DPI分辨率可以检出检材上遗留的潜在指印的清晰图形，精检时，所述的光学模组运动承载台301的运行速度为0.1m/s，所述的样品台4的步进速度为10mm/s，步进距离为2mm；本实施例中，精检时一块的大小为30mm*2mm，对可以指印区域(30mm*30mm)进行精检时，需要对30/2＝15(块)进行检测。
二)、精检，包括如下步骤：
1)选取可疑指印区域JC1；
2)所述的整机控制模块6控制所述的激光器101发射紫外激光束，所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到可疑指印区域JCn(n＝1、2、……、N)的检测起始位置，此时，所述的紫外激光束照射在可疑指印区域JCn的检测起始点OJn(n＝1、2、……、N)；
3)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，运动行程为30mm，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在可疑指印区域JCn内沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的线阵图像传感器每500μs曝光一次，在该500μs期间，所述的光学模组运动承载台301移动了0.05mm；每次图像传感器曝光结束后所述的整机控制模块6存储一次荧光图像信号，直到可疑指印区域第一块飞行线扫描检测完成；在该第一块的飞行扫描检测过程中，所述的整机控制模块6存储的荧光图像信号的数量为30×20＝600次；所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301停止运行，所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进2mm，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域JCn的第二块；
4)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301带动所述的反射镜302和聚焦准直镜组303沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，运动行程为30mm，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在可疑指印区域JCn内沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的线阵图像传感器每500μs曝光一次，在该500μs期间，所述的光学模组运动承载台301移动了0.05mm；每次图像传感器曝光结束后所述的整机控制模块6存储一次荧光图像信号，直到可疑指印区域第二块飞行线扫描检测完成；在该第二块的飞行扫描检测过程中，所述的整机控制模块6存储的荧光图像信号的数量为30×20＝600次；所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301停止运行，所述的整机控制模块6驱动所述的样品台4沿Y轴方向步进2mm，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域JCn的第三块；
5)重复上述二)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对可疑指印区域JCn的飞行扫描检测；
6)若检材上还有待检测的可疑指印区域(n<N)，则选取下一个可疑指印区域，回到上述二)的步骤2)，否则继续执行二)的步骤7)；
7)所述的整机控制模块6对荧光图像信号进行处理，并显示和存储大尺寸检材JC上潜在指印的精检结果；
8)所述的整机控制模块6控制所述的光学模组运动承载台301和所述的样品台4移到检材的检测起始位置，进入三)；
三)、结束检测。
研究表明，指纹纹理的自然宽度为0.2mm-0.7mm，本实施例中，精检模式下装置采集指印荧光图像信号的步进分辨率为0.05mm，则装置对单个指纹纹理的最小采集率为Pmin＝0.2/0.05＝4(每指纹纹理采集信号次数)，Pmax＝0.7/0.05＝14(每指纹纹理采集信号次数)，装置能清晰显现检材上的指印图形；本实施例中，1分钟即可完成30mm*30mm区域的精检，并显现和存储区域中潜在指印的清晰图形。

Claims (2)

1.一种潜在指印的快速检测装置，其特征在于，包括光源与传输模块(1)、分色镜(2)、飞行扫描模块(3)、样品台(4)、荧光探测模块(5)和整机控制模块(6)；
所述的光源与传输模块(1)依次包括激光器(101)、光束传输模块(102)和柱面透镜(103)；
所述的飞行扫描模块(3)包括光学模组运动承载台(301)、反射镜(302)和聚焦准直镜组(303)，所述的反射镜(302)和聚焦准直镜组(303)固定在所述的光学模组运动承载台(301)上，所述的光学模组运动承载台(301)是一个一维平移台，所述的聚焦准直镜组(303)的光轴沿Z轴方向；
所述的样品台(4)是一个二维平移台，所述的样品台(4)的上表面在XY水平面内，位于所述的聚焦准直镜组(303)的后焦面处；
所述的荧光探测模块(5)依次包括共光轴的窄带滤光片(501)、聚焦镜(502)、狭缝光阑(503)和线阵光电探测器(504)，所述的狭缝光阑(503)位于所述的聚焦镜(502)的后焦面；
所述的激光器(101)输出的紫外激光束依次经所述的光束传输模块(102)、柱面透镜(103)、分色镜(2)、反射镜(302)、聚焦准直镜组(303)聚焦在所述的样品台(4)的上表面形成激光线光斑照射检材，检材上的潜在指印被激发出荧光，该荧光依次经所述的聚焦准直镜组(303)、反射镜(302)、分色镜(2)、窄带滤光片(501)、聚焦镜(502)和狭缝光阑(503)，被线阵光电探测器(504)接收转变为电信号；所述的激光线光斑垂直于X轴；
所述的线阵光电探测器(504)的输出端与所述的整机控制模块(6)的输入端相连，所述的整机控制模块(6)分别与所述的激光器(101)、光学模组运动承载台(301)、样品台(4)、线阵光电探测器(504)的控制端相连。
2.利用权利要求1所述的潜在指印的快速检测装置对指印的检测方法，其特征在于，该方法包括粗检和精检两个阶段
一)、粗检，包括如下步骤：
1)将检材放入所述的样品台(4)的上表面，使检材的检测起始点对准所述的样品台(4)的坐标原点，检材的待检测面朝Z轴方向；
2)所述的整机控制模块(6)控制所述的激光器(101)发射紫外激光束，所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)和所述的样品台(4)移到检材的检测起始位置，此时，紫外激光束照射在所述的样品台(4)的上表面的坐标原点形成激光线光斑；
3)所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)带动所述的反射镜(302)和聚焦准直镜组(303)沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块(6)存储所述的线阵光电探测器(504)输出的电信号，从而实现检材第一块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块(6)驱动所述的样品台(4)沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到检材的第二块；
4)所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)带动所述的反射镜(302)和聚焦准直镜组(303)沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在检材上沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块(6)存储所述的线阵光电探测器(504)输出的电信号，从而实现检材第二块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块(6)驱动所述的样品台(4)沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到检材的第三块；
5)重复上述一)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对检材待检测面的飞行扫描检测；
6)所述的整机控制模块(6)对荧光图像信号进行处理，并显示和存储检材上潜在指印的粗检结果，同时给出检材上的可疑指印区域(JC1、JC2、……、JCN)；
7)所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)和所述的样品台(4)移到检材的检测起始位置，完成粗检，如果有可疑指印区域(N>0)则进入二)，否则转入三)；
二)、精检，包括如下步骤：
1)选取第1可疑指印区域(JC1)；
2)所述的整机控制模块(6)控制所述的激光器(101)发射紫外激光束，所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)和所述的样品台(4)移到可疑指印区域(JCn，n＝1、2、……、N)的检测起始位置，此时，所述的紫外激光束照射在可疑指印区域(JCn)的检测起始点；
3)所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)带动所述的反射镜(302)和聚焦准直镜组(303)沿X轴方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在可疑指印区域(JCn)内沿X轴方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块(6)存储所述的线阵光电探测器(504)输出的电信号，从而实现可疑指印区域(JCn)第一块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块(6)驱动所述的样品台(4)沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域(JCn)的第二块；
4)所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)带动所述的反射镜(302)和聚焦准直镜组(303)沿X轴反方向做一维飞行扫描直线运动，在该直线运动过程中，所述的激光线光斑在可疑指印区域(JCn)内沿X轴反方向做一维直线运动，同时，激光线光斑运动过程中，所述的整机控制模块(6)存储所述的线阵光电探测器(504)输出的电信号，从而实现可疑指印区域(JCn)第二块的飞行扫描检测；所述的整机控制模块(6)驱动所述的样品台(4)沿Y轴方向步进一个距离，该距离为激光线光斑的长度，此时，所述的激光线光斑移到可疑指印区域(JCn)的第三块；
5)重复上述二)的步骤3)、步骤4)过程，直到完成对可疑指印区域(JCn)的飞行扫描检测；
6)若检材上还有待检测的可疑指印区域(n<N)，则选取下一个可疑指印区域，回到上述二)的步骤2)，否则继续执行二)的步骤7)；
7)所述的整机控制模块(6)对荧光图像信号进行处理，并显示和存储检材上潜在指印的精检结果；
8)所述的整机控制模块(6)控制所述的光学模组运动承载台(301)和所述的样品台(4)移到检材的检测起始位置，进入三)；
三)、结束检测。
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