取证探测器及其系统技术方案

本公开提供了一种用于远程感测物体(10)表面(120)上的含卟啉物质的取证探测器。取证探测器包括用于产生激发光束(110)的激发光源、多个光学元件、用于测量第一和第二辐射功率的一个或多个传感器(280，281，282)、以及计算机处理器(230)。激发光束(110)的激发波长能够激发卟啉在以665

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取证探测器及其系统
缩略语清单
[0001]COVID
‑
19冠状病毒
‑
2019
[0002]DNA脱氧核糖核酸
[0003]LED发光二极管
[0004]MCU微控制器
[0005]NIR近红外
[0006]PL光致发光
[0007]SNR信噪比
[0008]UV紫外线


[0009]本专利技术涉及一种用于通过光谱法检测面部残留物的装置和系统，特别涉及一种通过从反射取证光(forensic light)中提取PL信号来远程感测物体表面的含卟啉物质的装置和系统。

技术介绍

[0010]体液和污渍的检测是当今取证调查的一个主要部分。这是破案和收集犯罪相关证据的一个科学过程。在某些情况下，取证调查还可用于进行公司调查和不忠行为调查。证据不仅限于人的体液，还可能包括其他化学物质。
[0011]通过取证检测来收集信息对于大多数个人而言不是一种可获得的廉价技术。通常，取证检测可能需要使用DNA测序仪、荧光、显微镜、液相色谱和质谱仪等设备进行大量的实验室工作。因此，分析工作是昂贵且费时的，可能涉及大量的化学物质。
[0012]还可以选择其他便携式设备用于初步分析，例如使用激光、LED探测器、取证工具箱、视频光谱比较仪和其他成像系统。现场侦查人员使用这些便携式设备中的一些对体液进行点检。但是，元素信息可能无法立即识别，通常需要在实验室中进行进一步分析。
[0013]取证检测的使用不限于犯罪现场调查。自全球爆发COVID
‑
19疫情以来，有报道称，有不负责任的和非法的卖家重新包装和出售二手口罩。泰国报道了一例，该国一家商店出售了多达20万个使用过的口罩，在印度、中国和中国香港地区也发现了类似的非法卖家。重复使用他人的口罩，即使经过酒精或高温处理，也会给佩戴者带来严重的感染风险。为了确定口罩是否使用过，可以用取证调查设备来检测是否有体液或唾液的存在，这提供了证据来证明口罩是否是新的。
[0014]除了口罩之外，取证检测还可以在其他应用中用于卫生检查。有报道称，一些酒店没有在客人之间更换床上用品，如床单和枕头套。在任何情况下，特别是在COVID
‑
19大流行的情况下，都应更换床上用品，以确保卫生达到基本标准，并防止任何传染病在同一酒店房间的客人之间传播。如果没有合适的设备，就很难确定床上用品的清洁度，因此需要一种能让旅行者方便、准确地进行卫生检查的装置。
[0015]法医界常用的体液鉴定技术包括对血液和精液进行确证的色斑测试、对体液进行确证分析的拉曼光谱和近红外拉曼光谱、以及生物材料和微生物的荧光分析。
[0016]然而，现有技术具有若干缺点。颜色测试对样本具有破坏性，而且还可能给出假阳性结果。此外，大多数确证试验无法支持现场调查，深入分析必须在实验室中进行。
[0017]US 7545969B2公开了一种使用紫外线荧光成像来检测和分析取证证据的系统。该系统会发出一道紫外光脉冲，并立即通过数码相机拍摄数字图像，以检测取证感兴趣的材料，如唾液、精液和汗液，在大约300nm处发出荧光。但是，没有描述使用UV荧光成像检测面部油脂的方法，而且该系统有氙气灯、数码相机和计算机，过于复杂，只能由专业调查人员使用。这不是一款适合不同级别用户使用的的取证探测器。
[0018]US 8467053B2公开了一种通过拉曼光谱法鉴定样本中体液类型的方法。目标元素包括血液、唾液和汗液。将样本暴露于785nm激光下进行激发，从而产生拉曼光谱特征，以识别体液的类型。结果在518至1654cm
‑1范围之间，且没有描述用于检测面部油脂的用途。此方法要求光谱仪具有针对不同特定类型体液的参考拉曼光谱特征库，该检测不太可能是负担得起的便携式分析。
[0019]此外，紫外线荧光成像和拉曼光谱会受到荧光的干扰。如果样本包含有荧光的分子，则观察到的宽而强烈的荧光峰可能会扭曲拍摄的图像，并覆盖样本的尖锐拉曼峰。此外，在分析信号时，背景信号和/或散射的激发信号的干扰可能会留下假阳性结果的结论。
[0020]US2009/0092281A1、US 6868285B2、US 2019/0269363A1和US 7186990B2中公开的其他方法和系统也未能提供一种能够实时准确检测面部残留物和其他体液的非破坏性方法。使用这些传统方法进行取证调查，无法让非专业人士方便快捷地进行快速原位分析，且假阳性结果的可能性很小。
[0021]因此，在本领域需要一种装置和系统，旨在通过以实时的、非破坏性的、准确的和便携的方式对面部残留物和其他体液进行非侵入性取证检测来解决至少一些上述问题。此外，从随后的详细描述和所附权利要求书中，结合附图和本公开的背景，其他期望的特征和特性将变得明显。

技术实现思路

[0022]本文提供了一种通过光谱法检测面部残留的装置和系统。本公开的目的是提供一种快速且可靠的方法，使用紧凑的装置以快速且便携的方式远程感测物体表面上的含卟啉物质。
[0023]根据本公开的某些实施例，提供了一种用于远程感测物体表面上的含卟啉物质的取证探测器。取证探测器包括激发光源、多个光学元件、一个或多个传感器以及计算机处理器。激发光源产生激发光束，其中激发光束的激发波长能够激发卟啉在以665
‑
675nm之间波长为中心的目标波长下发光。多个光学元件被配置和布置成将激发光束引导到表面上，并捕获来自表面的物源光束。一个或多个传感器被配置以测量物源光束的第一波长区域中的第一辐射功率，并测量其第二波长区域中一个或多个第二辐射功率，其中第一波长区域包括目标波长，并且其中第一和第二波长区域是不重叠的。计算机处理器被配置以根据所述第一辐射功率和背景噪声功率水平来计算SNR，并且还被配置以根据所述SNR来确定所述表面上是否存在含卟啉物质，其中所述背景噪声功率水平从一个或多个第二辐射功率获得。
[0024]根据本公开的另一方面，计算处理器被配置以控制激发光源和一个或多个传感器，使得在产生激发光束并将激发光束引导到表面时，一个或多个传感器测量第一和第二辐射功率。
[0025]优选地，一个或多个传感器被控制以同时测量第一和第二辐射功率。
[0026]根据本公开的另一方面，激发波长在350
‑
450nm的范围内，使得激发光束包含长波紫外线或蓝光。
[0027]根据本公开的另一方面，光学元件包括双色镜，该双色镜位于从激发光源发射的激发光束的前向路径和来自物体的物源光束的的返回路径的相交处。
[0028]优选地，光学元件还包括位于双色镜和物体之间的准直透镜，用于将激发光束引导到表面上，并将物源光束准直到双色镜上。
[0029]根据本公开的另一方面，一个或多个传感器被配置以获得一个时间序列的第一辐射功率值，每个都是在一个时间瞬间获得的第一辐射功率的测量。计算机处理器被配置以对该时间序列的第一辐射功率值进行滤波以降低噪声。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于远程感测物体表面上的含卟啉物质的取证探测器，包括：激发光源，其用于产生激发光束，其中所述激发光束的激发波长能够激发卟啉在以665
‑
675nm之间波长为中心的目标波长下发光；多个光学元件，其被配置和布置以将所述激发光束引导到所述表面上，并捕获来自所述表面的物源光束；一个或多个传感器，其被配置以测量所述物源光束的第一波长区域的第一辐射功率，并测量其第二波长区域的一个或多个第二辐射功率，其中所述第一波长区域包括所述目标波长，并且其中所述第一和第二波长区域是不重叠的；以及计算机处理器，其被配置以根据所述第一辐射功率和背景噪声功率水平来计算信噪比(SNR)，并根据所述SNR来确定表面上是否存在所述含卟啉物质，其中所述背景噪声功率水平是从所述一个或多个第二辐射功率获得的。2.根据权利要求1所述的取证探测器，其中所述计算处理器还被配置以控制所述激发光源和所述一个或多个传感器，使得在产生所述激发光束并将所述激发光束引导到所述表面时，所述一个或多个传感器测量所述第一和第二辐射功率。3.根据权利要求2所述的取证探测器，其中所述计算处理器还被配置以控制所述一个或多个传感器以同时测量所述第一和第二辐射功率。4.根据权利要求1所述的取证探测器，其中所述激发波长在350
‑
450nm的范围内，使得所述激发光束包含长波紫外线或蓝光。5.根据权利要求1所述的取证探测器，其中所述光学元件包括双色镜，其位于从所述激发光源发射的所述激发光束的前向路径和来自所述物体的所述物源光束的返回路径的相交处。6.根据权利要求5所述的取证探测器，其中所述光学元件还包括准直透镜，其位于所述双色镜和所述物体之间，用于将所述激发光束引导到所述表面上，并将所述物源光束准直到所述双色镜上。7.根据权利要求1所述的取证探测器，其中：所述一个或多个传感器还被配置以获得一个时间序列的第一辐射功率值，每个都是在一个时间瞬间获得的第一辐射功率的测量值；以及所述计算机处理器还被配置以对所述时间序列的第一辐射功率值进行滤波以降低噪声。8.根据权利要求1所述的取证探测器，其中所述SNR被计算为所述第一辐射功率除以所述第一波长区域以外区域的背景噪声功率水平的标准偏差。9.根据权利要求1所述的取证探测器，其中所述计算机处理器还被配置以将所述SNR与阈值进行比较，所述阈值是由从具有和不具有含卟啉物质的参考物体获得的多个参考SNR来定义的。10.根据权利要求1所述的取证探测器，其中：所述光学元件还被布置以同时提取所述物源光束的第一和第二光分量，所述第一和第二光分量分别具有所述第一波长区域和所述第二波长区域上的波长内容；所述光学元件还被布置以同时测量所述第一和第二辐射功率。11.根据权利要求1所述的取证探测器，其中所述含卟啉物质在被所述激发光束激发
时，显示出光致发光(PL)。12.一种用于远程感测物体表面上的含卟啉物质并确定所述含卟啉物质的浓度的系统，包括：智能手机；可安装在所述智能手机上并与之通信的取证探测器，其中所述取证探测器包括：激发光源，其用于产生激发光束，其中所述激发光束的激发波长能够激发卟啉在以665
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675nm之间波长为中心的目标波长下发光；多个光学元件，其被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯晴，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：