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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur forensischen Schriftenanalyse.
Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schriftenanalyse,
bei dem besonders die Strichkreuzungen untersucht werden.
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Die
Untersuchung von Schriftstücken
ist seit geraumer Zeit ein Hauptschwerpunkt der forensischen Wissenschaften
insbesondere bei der Untersuchung von Belegmanipulationen oder der
Altersbestimmung von Schriftstücken.
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Mehrere
Ziele stehen im Mittelpunkt der Schriftstückuntersuchung. Häufig ist
es von besonderem Interesse herauszufinden, in welcher Reihenfolge
Beschriftungen aufgebracht wurden. In diesem Zusammenhang spielt
die Strichkreuzuntersuchung eine besondere Rolle. Ganz besonders
bei der Untersuchung auf Beleg- oder Urkundenmanipulation ist von
besonderer Wichtigkeit festzustellen, welche Schreibmittel verwendet
wurden, wie alt eine Beschriftung ist und woraus die Schrift besteht.
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Die
Reihenfolge des Schriftenauftrages ist mit konventionellen Lichtmikroskopen
kaum zu ermitteln, da sie nur ein flächiges Abbild erzeugen können. Die
Topographie bleibt dem konventionellen Lichtmikroskop verborgen.
Stereomikroskope liefern zwar eine dreidimensionale Abbildung, jedoch
sind Stereomikroskope aufgrund ihrer kleinen numerischen Apertur
sowohl in der Auflösung,
als auch in der Vergrößerung zu
stark eingeschränkt.
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Auch
um die Beeinflussung des Papiers beim Schreiben oder beim Druck
untersuchen zu können,
benötigt
man Informationen über
die Topographie des Schriftstücks.
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Die
meisten den gleichen visuellen Eindruck hinterlassenden Schreibmittel
unterscheiden sich in ihrem Fluoreszenzverhalten oft sehr wesentlich.
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Aus
der
DE 198 25 947 ist
ein forensisches Mikroskop bekannt, das durch getaktete wechselseitige
Veränderung
des Beleuchtungswinkels vor dem Mikroskopobjektiv und/oder des Winkels
der Beobachtung nach dem Mikroskopobjektiv eine dreidimensionalen
Eidruck des Schriftstücks
ermöglicht. Nachteil
des erwähnten
Standes der Technik ist das nach wie vor beschränkte Auflösungsvermögen und die technisch umständlich gelöste Fluoreszenzanalyse.
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Aufgabe
der Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben, das eine höhere Auflösung trotz
dreidimensionaler Darstellung und einfachere Bedienung ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, dass durch folgende Schritte
gekennzeichnet ist:
- • Auswählen eines zu untersuchenden
Bereichs der Schrift,
- • Abrastern
des zu untersuchenden Bereichs mit dem Fokus mindestens eines Lichtstrahls
in mehreren Ebenen,
- • Ausblenden
des nicht von der Fokusregion ausgehenden Lichtes,
- • Ebenenweise
Detektion des von der Fokusregion ausgehenden Lichtes, und
- • Erzeugen
einer dreidimensionalen Darstellung des zu untersuchenden Bereichs
aus den detektierten Daten der Fokusregionen.
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrenes
ist es, den Widerspruch, bei hoher Vergrößerung und hoher Auflösung gleichzeitig
eine dreidimensionales Abbild des Schriftstücks bzw. des interessierenden
Teils des Schriftstücks
zu erhalten, zu lösen.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass bei Beleuchtung mit
einer Lichtquelle, die Licht mehrerer Wellenlängen emittiert, eine Fluoreszenzanalyse
des zu untersuchenden Bereichs möglich
ist. Dabei kann der Benutzer die ihn interessierende Anregungswellenlänge frei
wählen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Verfahren durch eine Vorrichtung ausgeführt, die mehrere Lichtquellen,
die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, bzw. Lichtquellen,
die Licht mehrerer Wellenlängen
aussenden, um die zu untersuchenden Schriften zur Fluoreszenz anzuregen, umfaßt.
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Insbesondere
werden Mehrlinien-Laser als Lichtquelle und Mittel zur Auswahl des
Lichtes der aktuell gewünschten
Wellenlänge
verwendet. Besonders vorteilhaft zur Wellenlängenselektion ist die Verwendung
eines akustooptischen Filters (AOTF). Filter dieser Art sind sehr
flexibel einstellbar und somit ohne großen Aufwand den wechselnden
Anforderungen an die Beleuchtungslichtwellenlänge anpaßbar.
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In
Kombination mit der Mehrfarbbeleuchtung ist es von Vorteil, das
Fluoreszenzlicht in mehreren Wellenlängenbereichen simultan detektieren
zu können.
Zu diesem Zweck sind mehrere Detektoren vorgesehen, denen mit Hilfe
dichroitischer Strahlteiler das Fluoreszenzlicht der unterschiedlichen
Spektralbereiche zugeleitet wird.
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Die
zuvor genannte, zur Selektion und Detektion mindestens zweier Spektralbereiche
eines Lichtstrahls dienende Vorrichtung, erfordert für jede interessierende
Fluoreszenzchrakeristik der Schrift ausgewählte Filter. Insbesondere im
Hinblick auf die Möglichkeit
der Detektion des Fluoreszenzlichtes verschiedener Schriften hat
dies zur Folge, daß eine Vielzahl
von Filtern – systembedingt – bereitgestellt sein
muß. Ferner
wird die Leistung des vom Schriftstück ausgehenden Lichtes durch
Filter verringert.
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Besonders
Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat sich die
Verwendung eines Multibanddetektors, wie er beispielsweise aus der Patentschrift
DE 43 30 347 bekannt ist,
erwiesen. Ein solcher Multibanddetektor zeichnet sich dadurch aus, daß die Lichtselektionseinrichtung
Mittel zur spektralen Zerlegung des Lichtstrahls und Mittel einerseits zum
Ausblenden eines ersten Spektralbereichs und andererseits zur Reflexion
zumindest eines Teils des nicht ausgeblendeten Spektralbereichs
und die Detektionseinrichtung einen im Strahlengang des ausgeblendeten
ersten Spektralbereichs angeordneten ersten Detektor und einen im
Strahlengang des reflektierten Spektralbereichs angeordneten zweiten Detektor
umfaßt.
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Ein
Multibanddetektor dieser Art ist kaskadierbar, so daß innerhalb
einer großen
Anzahl von Spektralbereichen nahezu beliebig einstellbarer spektraler
Breite detektiert werden kann.
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In
der erfindungsgemäßen Kombination
mit einem Multibanddetektor wird eine hohe Flexibilität bei der
Schriftuntersuchung anhand des Fluoreszenzlichtes erzielt.
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In
der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt
und wird anhand der Figur nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
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1:
einen schematischen Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2:
einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens und
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3:
eine schematische Darstellung einer Schriftkreuzung.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens. Aus dem von einem Beleuchtungssystem 1,
das in dieser Ausführungsform
als Mehrlinien-Laser ausgeführt
ist, kommende Lichtstrahl 2 (gepunktet dargestellt) wird mit
Hilfe eines akustooptischen Filters 7, der über einen
Ultraschallsender 8 angesteuert wird, das Licht der zur
Beleuchtung des Schriftstücks 6 bzw.
der Beschriftung benötigten
Wellenlänge
ausgekoppelt und von einem Strahlteiler 3 zur Strahlablenkeinrichtung 4 reflektiert,
die einen kardanisch aufgehängten Scanspiegel 18 beinhaltet,
der den Strahl durch die Mikroskopoptik 5 hindurch lateral über den
zu untersuchenden Bereich des Schriftstücks 6 führt. Das Licht
der nicht gewünschten
Wellenlängen
versumpft in einem Strahlfänger 9.
Das Schriftstück
liegt auf einem in axialer Richtung, die durch den Doppelpfeil 21 angedeutet
ist, verschiebbaren Feinpositioniertisch 19, der es erlaubt,
das Schriftstück
relativ zur Fokalebene zu verschieben, so daß das Schriftstück bzw. die
Beschriftung in verschiedenen Schichttiefen untersucht werden kann.
Das vom Schriftstück
ausgehende Detektionslicht 10 (ausgezogen dargestellt) gelangt
durch die Mikroskopoptik 5 und über die Strahlablenkeinrichtung 4 zum
Strahlteiler 3, passiert diesen und trifft auf die Blende 11,
die den Nicht aus der Fokusregion stammenden Anteil ausblendet. Nach
der Blende 11 folgt ein Mittel zur spektralen, räumlichen
Aufspaltung 12 des Detektionslichtstrahles 10,
das als Prisma ausgeführt
ist. Eine weitere Möglichkeit
der spektralen Aufspaltung ist die Verwendung eines Reflexions-,
oder Transmissionsgitters. Der Spektral aufgespaltene Lichtfächer 22 wird mit
der Fokussieroptik 13 fokussiert und trifft anschließend auf
eine Spiegelblendenanordnung 14, 15. Die Spiegelanordnung 14, 15,
die Mittel zur spektralen, räumlichen
Aufspaltung 12, die Fokussieroptik 13 und die
Detektoren 16 und 17 werden zusammen als Multibanddetektor 24 bezeichnet.
Ein Teil des aufgespaltenen Lichtfächers 22 des Detektionslichtes 10,
der nur Licht eines vorgewählten
Spektralbereichs umfaßt,
passiert die Spiegelblendenanordnung und wird von dem Detektor 16,
der als Photomultiplier ausgeführt
ist detektiert. Ein anderer Teil des aufgespaltenen Lichtfächers 22 wird
an der Spiegelblende 14 reflektiert und gelangt zu Detektor 17, der
ebenfalls als Photomultiplier ausgeführt ist. Die Spiegelblenden
sind, in den durch die Doppelpfeile illustrierten Richtungen verschiebbar,
so daß die
spektralen Detektionsbereiche des den Detektoren 16, 17 zugeführten Lichtes
kontinuierlich einstellbar sind. Es ist möglich, jedoch der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt, noch weitere Detektoren einzubauen und weiteren
Spiegelblenden zuzuordnen. In den Detektoren 16, 17 werden
elektrische, zur Leistung des vom Objekt ausgehenden Lichtes 10 des
jeweiligen Spektralbereichs proportionale Detektionssignale erzeugt,
die in einer nicht gezeigten Steuer- und Verarbeitungseinheit den
in der Strahlablenkeinrichtung mit Hilfe eines Positionssenors 20 erfaßten Positionssignalen
zugeordnet werden. Anschließend
werden sie mit einem PC zu einem Abbild zusammengesetzt. Dieser
Vorgang ist dem Fachmann geläufig und
der Übersichtlichkeit
wegen nicht dargestellt.. Weggelassen sind wegen der besseren Anschaulichkeit
außerdem
einige optische Elemente zur Führung und
Formung der Lichtstrahlen. Diese sind einem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann
hinlänglich
bekannt.
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2 zeigt
einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten
Schritt 30 wird das Auswählen eines zu untersuchenden
Bereichs der Schrift durchgeführt.
Dabei sind Schriftkreuzungen, Radierungen, Ausbesserungen von besonderem
Interesse. Das Auswählen
wird vom Benutzer vorgenommen. Dabei wird das Schriftstück entsprechend
der Auswahl mit dem Feinfokussiertisch positioniert. Anschließend erfolgt
ein Abrastern 32 des zu untersuchenden Bereichs mit dem
Fokus mindestens eines Lichtstrahls in mehreren Ebenen. Der Fokus des
Lichtstrahles wird durch kardanisch aufgehängten Scanspiegel 18 in
einer Probenebene bewegt, wobei die Ablenkachsen senkrecht aufeinander
stehen. Die Bewegung des Scanspiegels 18 wird beispielsweise
mit Hilfe von Galvanometer-Stellelementen
bewerkstelligt.
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Die
Leistung des von der Probe kommenden Lichtes wird in festen Zeitabständen während des Abrasterns
gemessen. Der Meßwert
muß eindeutig der
dazugehörigen
Scanposition zugeordnet werden, um aus den Meßdaten ein Bild erzeugen zu
können.
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Idealer
Weise beschreibt die Bahn des Fokusses in der Fokusebene einen Mäander. Dieser Prozeß wird für mehrere
Ebenen innerhalb des interessierenden Bereichs des Schriftstücks 6 wiederholt. Der
Benutzer kann dabei die Anzahl der Aufzunehmenden Ebenen eingeben.
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Während des
Abrasterns erfolgt für
jeden Rasterpunkt ein Ausblenden 34 des nicht von der Fokusregion
ausgehenden Lichtes mit einer Blende 11.
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Ebenenweise
erfolgt eine Detektion 36 des von der Fokusregion ausgehenden
Lichtes. Aus den detektierten Daten der Fokusregionen erfolgt ein
Erzeugen 38 einer dreidimensionalen Darstellung des zu
untersuchenden Bereichs. Auf einem Display kann der zu untersuchende
Bereich für
den Benutzer dreidimensional dargestellt werden.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schriftkreuzung 40.
Der zeitlich ältere
Strich 41 wurde entlang der mit dem Pfeil 46 angedeuteten Richtung
aufgebracht. Strich 42 ist der zeitlich jüngere Strich,
der, wie Pfeil 48 illustriert, über Strich 40 hinweg
geführt
wurde. Bereich 44 deutet Partikel des zeitliche älteren Striches 41 an,
die bei der Aufbringung des Striches 42 in Schreibrichtung 48 des
Striches 42 verschleppt wurden. Falls der zeitlich ältere Strich 41 mit
einem anderen Schreibmittel (z. B. Tinte, Graphit, Toner, Farbpigmente,
etc.) erzeugt wurde, als der zeitlich jüngere Strich 42, läßt sich
anhand einer Fluoreszenzanalyse im Bereich 44 eindeutig die
Reihenfolge des Schreibmittelauftrags ermitteln.
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Die
Erfindung wurde in Bezug auf eine besondere Ausführungsform beschrieben. Es
ist jedoch selbstverständlich,
dass Änderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich
der nachstehenden Ansprüche
zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungssystem
- 2
- Lichtstrahl
- 3
- Strahlteiler
- 4
- Strahlablenkeinrichtung
- 5
- Mikroskopoptik
- 6
- Schriftstück
- 7
- Akusto-Optischer-Filter
- 8
- Ultraschallquelle
- 9
- Strahlfänger
- 10
- Detektionslicht
- 11
- Blende
- 12
- Prisma
- 13
- Fokussieroptik
- 14
- Spiegelblende
- 15
- Spiegelblende
- 16
- Detektor
- 17
- Detektor
- 18
- Kardanisch
aufgehängter
Spiegel
- 19
- Feinpositioniertisch
- 20
- Positionssensor
- 21
- Axiale
Richtung
- 22
- spektral
aufgespaltener Lichtfächer
- 24
- Multibanddetektor
- 30
- erster
Schritt
- 32
- Abrastern
- 34
- Ausblenden
- 36
- Detektion
- 38
- Erzeugen
- 40
- Schriftkreuzung
- 41
- zeitlich ältere Strich
- 42
- zeitlich
jüngerer
Strich
- 44
- Bereich
- 46
- Schreibrichtung
von 41
- 48
- Schreibrichtung
von 42
