隐性字迹的光学检验方法比较

杨玉柱

（中国人民公安大学侦查与刑事科学技术学院 北京 100038）

1 引言

隐性字迹是指在纸张表面遗留的用肉眼不能直接观察到的潜在字迹，包括密写字迹、自动褪色魔术笔字迹和可擦中性笔字迹等。一些犯罪嫌疑人利用隐性字迹的特殊性在经济领域实施违法犯罪、在国家安全领域从事情报的传递活动等案件时有发生，也有些人出于特定的目的书写隐性字迹文件。例如：2010年9月，都江堰一对叔嫂因铺面继承问题闹上了法庭。嫂子以大哥唯一继承人的身份起诉兄弟，称自家临街的两间铺面是丈夫生前修建并使用至今，但被兄弟登记在自己名下，一纸诉状将兄弟告上法庭，请求确认两间铺面的产权属自己所有。不料，兄弟拿出一份神秘的“白纸遗嘱”，称是大哥生前所写，已明确将铺面送给了他。经过司法鉴定，显现出了白纸上的隐性字迹，并确认了遗嘱的真实性，案件最终得以解决[1]。2015年浙江、湖北、江苏等地均出现自动褪色笔诈骗案件，涉案金额从15万至26万不等。经警方调查，犯罪嫌疑人均系向他人借款后，使用自动褪色笔书写借条，不久后借条变成白纸，犯罪嫌疑人随即对借款一事矢口否认，意欲骗取钱款[2]。2018年1至4月，江苏省徐州市农行云龙户部山支行连续堵截5起使用可擦笔填写银行凭证风险事件，累计金额103657.7元[3]。密写字迹一般采用化学显现方法[4]，但是，化学显现方法属于有损检验，极易破坏检材，而光学检验方法未见报道。自动褪色魔术笔字迹可以采用紫外光致发光照相方法显现[5]。可擦中性笔字迹可以采用紫外光谱成像技术、紫外照相技术、显微分光法、光致红外荧光摄影进行显现[6-9]。在光学检验实践中，各种方法对字迹的检验效果不尽相同。

近年来，由于激光器的小型化、便携式，使激光检验照相得到了飞速发展。激光具有亮度高、单色性好的优点，而且不污染、不损坏被检物，用其他方法失败后，还可以考虑用激光显现法来检验[10]。目前，在光学检验领域应用较多是445nm便携式激光生物检材搜索仪[11-13]。本文尝试以A4白色打印纸表面遗留的“醋+柠檬”密写字迹、“醋+葱汁”密写字迹、小苏打水密写字迹、蓝色练字用自动褪色魔术笔字迹、百乐PILOT蓝色中性可擦笔字迹和百乐PILOT黑色中性可擦笔字迹等为实验样本，运用激光光致发光照相对6种隐性字迹进行光学检验，并与短波紫外光致发光照相、长波紫外光致发光照相和短波紫外反射照相检验效果相比较，分析各种方法检验效果的优劣，讨论影响字迹效果的条件，为公安实践中快速、有效检验隐性字迹提供参考。

2 实验部分

2.1 实验原理

2.1.1 激光光致发光照相的原理

隐性字迹中的某些物质，在激光的照射下，可以产生可见荧光或红外荧光，再选择合适的滤光镜滤掉激发光和背景杂散光，突出字迹的发光，利用荧光亮度差显现记录隐性字迹。

2.1.2 紫外线光致发光照相的原理

纸张和隐性字迹在紫外线的照射下，可以产生不同的可见荧光亮度，利用荧光亮度差显现记录隐性字迹。

2.1.3 短波紫外线反射照相的原理

纸张和隐性字迹对短波紫外线的反射能力不同，白色纸张反射紫外线，隐性字迹吸收紫外线，利用反射亮度差显现记录隐性字迹。

2.2 实验仪器与样本制备

2.2.1 实验设备与材料

猎踪高清红紫外数码照相机；尼康数码照相机机身（Nikon-D800）；尼康微距镜头（AF Micro Nikkor 60mm f/2.8 D）；肯高黄色数码滤光镜（Kenko·Yellow Digital Filter）；445nm便携式激光生物检材搜索仪；EF-160C手持式254nm短波紫外线灯；LEA-280B手持式365nm长波紫外线灯；254nm短波紫外线滤光镜；翻拍架；食用白醋；柠檬汁；圆葱汁；食用小苏打；蓝色练字用自动褪色魔术笔；百乐PILOT蓝色中性可擦笔；百乐PILOT黑色中性可擦笔。

2.2.2 样本制备

实验样本纸张统一为定量70g/m2，纸幅规格为A4（297mm×210mm）的白色打印纸。在打印纸上，用白醋和柠檬汁混合溶液（比例为1:1）书写密写字迹“醋+柠檬”，并在字迹下方贴上比例尺制成样本1，在可见光下字迹不可见；用白醋和葱汁混合溶液（比例为1:1）书写密写字迹“醋+葱汁”，并在字迹下方贴上比例尺制成样本2，在可见光下字迹不可见；用小苏打水溶液（浓度为5g/100mL）书写密写字迹“小苏打”，并在字迹下方贴上比例尺制成样本3，在可见光下字迹不可见；用蓝色练字用自动褪色魔术笔书写字迹“自动褪色笔字迹”，并在字迹下方贴上比例尺制成样本4，样本4上的字迹24小时后完全消失，在可见光下字迹不可见；用百乐PILOT蓝色中性可擦笔书写字迹“百乐蓝”，并在字迹下方贴上比例尺，24小时后用笔上自带的橡皮擦擦去字迹制成样本5；用百乐PILOT黑色中性可擦笔书写字迹“百乐黑”，并在字迹下方贴上比例尺，24小时后用笔上自带的橡皮擦擦去字迹制成样本6。

2.3 实验方法

2.3.1 激光光致发光照相方法

将实验样本置于翻拍架翻拍台上，带有微距镜头的尼康数码照相机装在翻拍架上，镜头光轴垂直于实验样本表面。在可见光下，上下升降照相机，使样本处于照相机取景范围内，对准实验样本将比例尺调焦清晰。将黄色数码滤光镜装在微距镜头上。关闭所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用445nm便携式激光生物检材搜索仪做光源，通过改变光照角度、光照距离、曝光量对6种实验样本进行观察、拍照记录。

2.3.2 短波紫外线光致发光照相方法

将实验样本置于翻拍架翻拍台上，带有微距镜头的尼康数码照相机装在翻拍架上，镜头光轴垂直于实验样本表面。在可见光下，上下升降照相机，使样本处于照相机取景范围内，对准实验样本将比例尺调焦清晰。关闭所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用EF-160C手持式254nm短波紫外线灯做光源，通过改变光照角度、光照距离、曝光量对6种实验样本进行观察、拍照记录。

2.3.3 长波紫外线光致发光照相方法

将实验样本置于翻拍架翻拍台上，带有微距镜头的尼康数码照相机装在翻拍架上，镜头光轴垂直于实验样本表面。在可见光下，上下升降照相机，使样本处于照相机取景范围内，对准实验样本将比例尺调焦清晰。关闭所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用LEA-280B手持式365nm长波紫外线灯做光源，通过改变光照角度、光照距离、曝光量对6种实验样本进行观察、拍照记录。

2.3.4 短波紫外线反射照相方法

将实验样本置于翻拍架翻拍台上，猎踪高清红紫外数码照相机装在翻拍架上，镜头光轴垂直于实验样本表面。在可见光下，上下升降照相机，使样本处于照相机取景范围内，对准实验样本将比例尺调焦清晰。将254nm短波紫外线滤光镜装在照相机镜头上，关闭所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用EF-160C手持式254nm短波紫外线灯做光源，通过改变光照角度、光照距离、曝光量对6种实验样本进行观察、拍照记录。

3 实验结果、分析与讨论

3.1 实验结果

对6种隐性字迹实验样本依次采用激光光致发光照相、短波紫外线光致发光照相、长波紫外线光致发光照相和短波紫外线反射照相，选择最佳光照角度、光照距离和曝光量进行拍照记录，隐性字迹拍照效果如表1所示。

实验样本1：采用激光光致发光照相密写字迹“醋+柠檬”清晰可见；采用短波紫外线光致发光照相和反射照相密写字迹“醋+柠檬”不可见；采用长波紫外线光致发光照相密写字迹“醋+柠檬”可见，但是反差极弱。对于白醋和柠檬汁混合溶液书写的密写字迹，采用激光作光源检验的效果明显优于紫外线作光源检验的效果。

实验样本2：采用激光光致发光照相密写字迹“醋+葱汁”清晰可见；采用短波紫外线光致发光照相和反射照相密写字迹“醋+葱汁”隐约可见，但是反差极弱；采用长波紫外线光致发光照相密写字迹“醋+葱汁”可见，但是反差较弱。对于白醋和葱汁混合溶液书写的密写字迹，采用激光作光源检验的效果明显优于紫外线作光源检验的效果。

实验样本3：采用激光光致发光照相密写字迹“小苏打”清晰可见，但是反差较弱；采用短波紫外线光致发光照相和反射照相密写字迹“小苏打”不可见；采用长波紫外线光致发光照相密写字迹“小苏打”不可见。对于小苏打水溶液书写的密写字迹，只有采用激光作光源才能检验出小苏打水密写字迹。

实验样本4：采用激光光致发光照相、短波紫外线光致发光照相和短波紫外线反射照相，蓝色练字用自动褪色魔术笔书写字迹“自动褪色笔字迹”均清晰可见；采用长波紫外线光致发光照相蓝色练字用自动褪色魔术笔书写字迹“自动褪色笔字迹”不可见。对于蓝色练字用自动褪色魔术笔书写的字迹，短波紫外线光致发光照相方法检验效果最好，短波紫外线反射照相方法和激光光致发光照相方法次之，长波紫外线光致发光照相方法最差。

表1 6种实验样本隐性字迹光学检验字迹效果比对表

实验样本5：采用激光光致发光照相、长波紫外线光致发光照相、短波紫外线光致发光照相和短波紫外线反射照相，百乐PILOT蓝色中性可擦笔书写字迹“百乐蓝”均清晰可见。4种检验方法在公安实践中均可采用。

实验样本6：采用激光光致发光照相、长波紫外线光致发光照相、短波紫外线光致发光照相和短波紫外线反射照相，百乐PILOT黑色中性可擦笔书写字迹“百乐黑”均清晰可见。4种检验方法在公安实践中均可采用。

3.2 分析

实验样本1：“醋+柠檬”密写字迹经过自然干燥后，字迹中残留磷、钾、钠等元素成分，该字迹在445nm激光辐射下发出的中等强度白色荧光透过黄色滤光镜后呈明亮的色调，而纸张表面反射的蓝色激发光被黄色滤光镜吸收后呈暗调，密写字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下不发荧光，纸张也不发荧光，而且字迹对短波紫外线的反射率与纸张基本一致，所以密写字迹反差不明显；该字迹在365nm长波紫外线辐射下不发光，而纸张在长波紫外线辐射下呈现白色荧光，密写字迹有一定的反差。

实验样本2：“醋+葱汁”密写字迹经过自然干燥后，字迹中残留蛋白质和磷元素等成分，该字迹在445nm激光辐射下发出的强烈白色荧光透过黄色滤光镜后呈明亮的色调，而纸张表面反射的蓝色激发光被黄色滤光镜吸收后呈暗调，密写字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下呈微弱的吸收状态、不发荧光，纸张也不发荧光，密写字迹反差微弱；该字迹在365nm长波紫外线辐射下不发光，而纸张在长波紫外线辐射下呈现白色荧光，密写字迹有一定的反差。

实验样本3：“小苏打”密写字迹经过自然干燥后，字迹中残留钠元素成分，该字迹在445nm激光辐射下发出的微弱白色荧光透过黄色滤光镜后呈明亮的色调，而纸张表面反射的蓝色激发光被黄色滤光镜吸收后呈暗调，密写字迹有一定的反差；该字迹在254nm短波紫外线辐射下不发荧光，纸张也不发荧光，而且字迹对短波紫外线的反射率与纸张基本一致，所以密写字迹反差不明显；该字迹和纸张在365nm长波紫外线辐射下荧光效果基本一致，密写字迹反差不明显。

实验样本4：“自动褪色笔字迹”中含有荧光分子，该字迹在445nm激光辐射下发出的黄色荧光透过黄色滤光镜后呈明亮的色调，而纸张表面反射的蓝色激发光被黄色滤光镜吸收后呈暗调，“自动褪色笔字迹”反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下发出蓝色荧光，纸张不发荧光，密写字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下吸收短波紫外线，纸张反射短波紫外线，密写字迹反差明显；该字迹和纸张在365nm长波紫外线辐射下荧光效果基本一致，密写字迹反差不明显。

实验样本5：可擦笔字迹“百乐蓝”中含有荧光分子，该字迹在445nm激光辐射下发出的黄色荧光透过黄色滤光镜后呈明亮的色调，而纸张表面反射的蓝色激发光被黄色滤光镜吸收后呈暗调，字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下发出蓝色荧光，纸张不发荧光，密写字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下吸收短波紫外线，纸张反射短波紫外线，密写字迹反差明显；该字迹在365nm长波紫外线辐射下发出蓝色荧光，而纸张在长波紫外线辐射下呈现白色荧光，密写字迹反差明显。

实验样本6：可擦笔字迹“百乐黑”中含有荧光分子，该字迹在445nm激光辐射下发出的黄色荧光透过黄色滤光镜后呈明亮的色调，而纸张表面反射的蓝色激发光被黄色滤光镜吸收后呈暗调，字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下发出蓝色荧光，纸张不发荧光，密写字迹反差明显；该字迹在254nm短波紫外线辐射下吸收短波紫外线，纸张反射短波紫外线，密写字迹反差明显；该字迹在365nm长波紫外线辐射下发出蓝色荧光，而纸张在长波紫外线辐射下呈现白色荧光，密写字迹反差明显。

3.3 讨论

对6种隐性字迹实验样本在采用4种光学检验方法拍照时，分别要变换15°、45°、75°光照角度，变换10cm、30cm、60cm光照距离，变换+1、0、-1曝光量（0为基准曝光量：照相机感光度ASA调在800，光圈为F8、快门速度为1/15s；+1表示曝光量增加1档；-1表示曝光量减少1档。），观察到的隐性字迹效果如表2、表3、表4所示，最终选择最佳光照角度、光照距离和曝光量进行拍照记录。

表2 光照角度改变6种实验样本隐性字迹的效果

表3 光照距离改变6种实验样本隐性字迹的效果

表4 曝光量改变6种实验样本隐性字迹的效果

3.3.1 光照角度的影响

从表2可以看出，激光光致发光照相时，光照角度15°和30°角时字迹效果均较好，75°角时字迹效果一般。短波紫外线光致发光照相时，检材1、检材2的隐性字迹任何角度都没有显现，检材3、检材4、检材5、检材6隐性字迹效果不受光照角度的影响。长波紫外线光致发光照相时，检材3、检材4的隐性字迹任何角度都没有显现，检材1、检材2光照角度越大隐性字迹效果越好，检材5、检材6隐性字迹效果不受光照角度的影响。短波紫外线反射照相时，检材1、检材3的隐性字迹任何角度都没有显现，检材2、检材4、检材5、检材6隐性字迹效果只有在45°角时才能显现。

3.3.2 光照距离的影响

从表3可以看出，激光光致发光照相时，光照距离为10cm和30cm时字迹效果较好，60cm时字迹效果一般。短波紫外线光致发光照相时，检材1、检材3的隐性字迹任何距离都没有显现，检材2、检材4、检材5、检材6隐性字迹在光照距离为10cm和30cm时字迹效果较好，60cm时字迹效果一般。长波紫外线光致发光照相时，检材1、检材2隐性字迹在光照距离为10cm时字迹效果较好、30cm时字迹效果一般、60cm时字迹效果差，检材3、检材4的隐性字迹任何距离都没有显现，检材5、检材6隐性字迹在光照距离为10cm和30cm时字迹效果较好，60cm时字迹效果一般。短波紫外线反射照相时，检材1、检材3的隐性字迹任何距离都没有显现，检材2、检材4、检材5、检材6隐性字迹在光照距离为10cm时字迹效果较好、30cm时字迹效果一般、60cm时字迹效果差。

3.3.3 曝光量的影响

从表4可以看出，激光光致发光照相时，检材1、检材5、检材6采用基准0曝光量字迹效果较好，检材2采用-1曝光量字迹效果较好，检材3、检材4采用+1曝光量字迹效果较好。短波紫外线光致发光照相时，检材1、检材3任何曝光量字迹都没有显现，检材2、检材4、检材5、检材6采用基准0曝光量字迹效果较好。长波紫外线光致发光照相时，检材1、检材2、检材5、检材6采用基准0曝光量字迹效果较好，检材3、检材4任何曝光量字迹都没有显现。短波紫外线反射照相时，检材2、检材4、检材5、检材6采用基准0曝光量字迹效果较好，检材1、检材3任何曝光量字迹都没有显现。

4 结论

采用445nm激光光致发光照相的方法检验隐性字迹在公安实践中为首选方法，其检验效果明显优于采用紫外线做光源的检验效果，而且适用的检验对象广泛。用紫外线作光源检验隐性字迹具有局限性，短波紫外线光致发光照相方法可以用于白醋和葱汁混合溶液书写的密写字迹检验、蓝色练字用自动褪色魔术笔书写的字迹检验、百乐PILOT蓝色或者黑色可擦中性笔书写的字迹检验，长波紫外线光致发光照相方法可以用于白醋和柠檬汁混合溶液书写的密写字迹检验、白醋和葱汁混合溶液书写的密写字迹检验、蓝色练字用自动褪色魔术笔书写的字迹检验、百乐PILOT蓝色或者黑色可擦中性笔书写的字迹检验，短波紫外线反射照相方法可以用于白醋和葱汁混合溶液书写的密写字迹检验、蓝色练字用自动褪色魔术笔书写的字迹检验、百乐PILOT蓝色或者黑色可擦中性笔书写的字迹检验。运用各种方法在检验时，应该选择最佳光照角度、光照距离和曝光量进行拍照记录。